JP2675979B2 - 距離検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は距離検出装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、可動部を廃止すべく複数の検知素
子を設ける方式は、投光部より測距対象に向けて光を照
射し、その反射光を投光部から所定の基線長だけ離れて
配置された受光部により受光して測距を行なう光照射型
の所謂光アクティブ型三角測距方式に於ても、又所謂能
動型の三角測距方式に於ても数多く提案され、また実用
化もされている。 【０００３】 【発明が解決しようとしている課題】この方式は撮影操
作以前に距離情報が判るという利点を有する反面、例え
ば特開昭５６−２９１１０号公報に見られる様に受光素
子の数と同数の増幅器を含むアナログ入力回路を用いて
各受光素子出力の比較演算等を行なう様構成されている
為に各入力回路間の整合を取るのに手間取るばかりでな
く、完全に整合させることが困難であった為に検出精度
が低い欠点があった。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の目的はかかる欠
点を除去した、系の整合に手間取ることがなくかつ検出
精度の良い距離検出装置を提供せんとするものである。
上記目的を達成する為に本発明は、測距光を投射し、そ
の反射光を受光することにより測距物体までの距離に相
応して相対関係の変化する第１の信号と第２の信号を出
力する受光回路と、該受光回路から前記第１、第２の信
号を時系列で発生させるための時系列化手段と、該時系
列化手段により時系列で発生される前記第１、第２の信
号をそれぞれ積分し、積分された前記第１の信号と第２
の信号とを演算して距離情報を検出する距離情報検出回
路とを有する距離検出装置とするものである。 【０００５】 【実施例】以下本発明について図面を用いて詳細に説明
する。 【０００６】図１は本発明の適用したカメラ用距離検出
装置の原理を説明する為の概念図で、図２は図１の受光
素子の平面図である。 【０００７】図１および図２においてＩＲＥＤは投光素
子で、線状の赤外光を投光レンズＬ１を介して被写体Ｏ
ｂ１、Ｏｂ２上に投射する。Ｌ２は測距されるべき被写
体Ｏｂ１、Ｏｂ２からの反射光を投光軸から所定距離１
（以下この１を基線長と称す）離れた２つの受光素子Ｓ
ＰＣ１、ＳＰＣ２上に結像させる受光レンズである。受
光素子ＳＰＣ１、ＳＰＣ２上の被写体からの反射光によ
って形成される像ＲＩは被写体の距離により連続的に前
記投光軸と垂直な方向（以下基線長方向）１１に沿って
移動する。ここで受光素子ＳＰＣ１、ＳＰＣ２の構造は
図２図示の如き楔形であるので、該素子出力は被測距体
距離の変化に応じ、それぞれ一方の受光素子の出力が増
せば、一方の受光素子の出力が減少する。受光素子ＳＰ
Ｃ１、ＳＰＣ２の出力をそれぞれＡ、Ｂとすると、（Ａ
＋Ｂ）により正規化された、例えばＡ／（Ａ＋Ｂ）信号
は被測距体の位置を示す。尚該装置の出力により撮影レ
ンズの移動量を制御することによりオートフォーカス装
置が実現される。 【０００８】図３は本発明を適用した測距装置の実施例
の概略図である。図３において１は例えば図１、図２に
示す受光素子ＳＰＣ１、ＳＰＣ２の如き被測距物体距離
に依存して変化する第１、第２の測距信号を時分割的に
出力する測距情報発生手段である。２は測距情報発生手
段１、後述の信号処理回路３、スイッチ手段４、記憶手
段５、演算手段６、距離判定手段７を制御する制御手段
で、この実施例は電気的スイッチにより行なうものであ
るが不図示のシャッターボタンの押下げ操作に連動する
部材により機械的なスイッチを切り換えたり、或いは受
光素子ＳＰＣ１、ＳＰＣ２にマスクを設け該マスクを所
定の順序で移動させることにより測距情報発生手段の出
力を制御する方法も用いることができる。３は前述の信
号処理回路で、増幅等の信号処理を行う。４は測距情報
発生手段１から発生する情報の種類或いは時分割のモー
ドに応じ信号処理回路３の出力を後述の記憶手段５、演
算手段６に伝えるスイッチ手段である。 【０００９】５は前記信号処理回路３の出力を記憶する
記憶手段、６は記憶手段５の出力と、スイッチ手段４か
ら直接出力される信号処理回路３の出力とを演算する演
算手段である。７は前記演算手段６の出力から被写体距
離を判定し、不図示の表示回路或いは不図示の撮影レン
ズ制御回路に制御信号を出力する距離判定手段である。 【００１０】つぎに上記の如く構成される実施例の動作
を説明する。制御手段２により測距情報発生手段１の第
１の出力は信号処理回路３に送られる。制御手段２によ
り制御されたスイッチ手段４により信号処理回路３の出
力は記憶手段に送られ保持される。次に制御手段２に制
御されて測距情報発生手段１は第２の出力を信号処理回
路３に送る。制御手段２により切り換えられたスイッチ
手段４により信号処理回路３の出力は記憶手段５を経ず
に演算手段６に送られ、記憶手段５に保持された信号と
共に演算手段６において演算され演算結果が算出され
る。距離判定手段７により演算結果が判定され距離情報
として後段に送られる。 【００１１】つぎに本発明を適用したカメラ用距離検出
装置（測距装置とも記す）の具体的な実施例について図
４を用いて説明する。 【００１２】図４において、ＩＲＥＤは図４図示のＬ１
の如きレンズ（不図示）を介して被測距物体（不図示）
に光を投射する投光素子で、例えば赤外発光ダイオード
が用いられる。ＩＲＤＲはＩＲＥＤを所定の光量で点滅
させるＩＲＥＤ用駆動回路である。 【００１３】ＭＳ１、ＭＳ２はＭＯＳ−ＦＥＴで構成さ
れるアナログスイッチ、ＭＳＢ１、ＭＳＢ２はＭＯＳ−
ＦＥＴ、ＭＳ１、ＭＳ２のオン−オフ信号を増幅するバ
ッファアンプ、演算増幅器（以下オペアンプと称す）Ｍ
Ａは前述の図１、図２図示の様に構成された受光素子Ｓ
ＰＣ１、ＳＰＣ２の出力電流を電圧に変換する高入力イ
ンピーダンスのアンプで、抵抗Ｒ３〜Ｒ５、コンデンサ
Ｃ１から構成される負帰遷路により直流抑圧機能を有し
ている。ＰＡはコンデンサＣ２、抵抗Ｒ８で形成される
ハイパスフィルタを介して直流分がカットされた信号を
非反転入力端に受け該信号を増幅するプリアンプ、ＩＮ
Ｖは−１倍のゲインを有し、プリアンプＰＡの出力信号
を反転するインバータ、ＩＮＴはコンデンサーＣ３とと
もにミラー積分回路を構成し、プリアンプＰＡの出力を
積分するオペアンプ、ＳＰＡ、ＳＩＮＶ、ＳＤＳＣはオ
ン時に電圧降下の生じないアナログスイッチ、Ｒ１１は
オペアンプＩＮＶの反転入力端子に接続された抵抗、Ｃ
Ｐ１、ＣＰ２、ＣＰ３はコンパレータ、Ｒ１３、Ｒ１
４、Ｒ１５はコンパレータＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３の夫
々に基準レベル電圧を供給する分圧抵抗で、互いに直列
接続され、また抵抗Ｒ１３の一端は接地され、抵抗Ｒ１
５の一端は−Ｖボルトの電源に接続される。 【００１４】ＯＳＣはクロック信号を発生する公知の発
振回路、ＪＣはＯＳＣからのクロック信号を１／２×段
数に分周するとともに、１クロック幅を単位として位相
のずれている分周出力と同周期の信号を得るためのジョ
ンソンカウンタ、ＡＮＤはアンドゲートで、後述の測距
完了判定およびラッチ回路ＪＬＣからハイレベル（以下
Ｈレベルと称す）の信号が出力されている時、すなわち
測距動作中ジョンソンカウンタＪＣの分周出力を後述の
分周回路ＤＩＶに送り、後述の測距完了判定およびラッ
チ回路ＪＬＣからローレベルの信号が出力されたとき、
すなわち測距動作が完了した後にはジョンソンカウンタ
ＪＣからの分周出力を後述の分周回路ＤＩＶに送ること
を禁止するアンドゲート、ＤＩＶは前記分周回路で、ク
ロック信号を更に分周し、２進カウンタＢＣに送ると共
に、後述の積分特性圧縮用インターバルデコーダＩＩＤ
に各段の出力信号を送るものである。ＢＣはフリップフ
ロップで構成される４ビットの２進カウンタで、分周回
路ＤＩＶの出力信号をカウントし、後述のタイミング制
御用デコーダＴＣＤおよび後述の測距ゾーン判定用デコ
ーダＺＪＤに各フリップフロップの出力を供給する。尚
本実施例の説明では２進カウンタＢＣの内容を１６進数
で表わし、回路の動作を説明する。前記測距ゾーン判定
用デコーダＺＪＤは２進カウンタＢＣの信号と後述の測
距完了判定およびラッチ回路ＪＬＣの測距完了信号から
被測距物体がどの距離ゾーンにあるかを検出する。例え
ば測距動作が完了し、測距完了信号がＨレベルからロー
レベル（以下Ｌレベルと称す）に反転した時の２進カウ
ンタＢＣの内容が“７”あるいは“８”であれば被測距
物体は遠距離ゾーンにあり、“９”であれば中距離ゾー
ン、“Ａ”であれば近距離ゾーン、“Ｂ”であれば至近
距離ゾーンにあることを示す信号を出力する。ＥＩＣは
外部インターフェース回路で、測距ゾーン判定用デコー
ダＺＪＤの出力信号に応答して測距データを表示した
り、スティルカメラ、ビデオカメラ等の撮影レンズ（不
図示）を駆動させる回路である。ＴＣＤはタイミング制
御用デコーダで、２進カウンタＢＣの信号に応じて図５
のＴＣＤ１〜ＴＣＤ５で示す様な各種タイミング信号を
発生し、該タイミング信号を測距完了判定およびラッチ
回路ＪＬＣ、後述の圧縮信号波形整形回路ＣＳＣ、ＳＰ
Ｃ制御用ラッチ回路ＳＣＬ、ＩＲＥＤ制御回路ＩＣＣ、
積分スイッチ制御回路ＩＳＣ、アナログスイッチＳＤＳ
Ｃに送り、これらを制御する。ＣＳＣはコンパレータＣ
Ｐ１で検出された圧縮信号のチャタリングを防止する為
の圧縮信号波形整形回路で、前述のミラー積分器の出力
の上昇過程に於いてコンパレータＣＰ１が出力した最初
のＨレベルの信号を保持し、一方前記ミラー積分器の出
力の下降過程においてはコンパレータＣＰ１が出力した
最初のＬレベルの信号を保持する。 【００１５】ＩＩＤは積分特性圧縮用インターバルデコ
ーダで、オペアンプＩＮＴの出力に圧縮をかけるために
分周回路ＤＩＶの出力（図９のＡＮＤ１参照）をデコー
ドして図９のＩＩＤ１に示す様なパルスを後述の積分ス
イッチ制御回路ＩＳＣに送り、積分特性を圧縮する時に
おける積分特性決定用アナログスイッチＳＰＡ、ＳＩＮ
Ｖの制御信号を作り出す。 【００１６】ＩＳＣは積分スイッチ制御回路であり、図
５、図７でＩＳＣ１、ＩＳＣ２として示される様なアナ
ログスイッチＳＰＡ、ＳＩＮＶの開閉を制御する信号を
ジョンソンカウンタＪＣの出力信号から作る。 【００１７】ＩＣＣはＩＲＥＤ制御回路であり、２進カ
ウンタＢＣの内容が“０”あるいは“１”であるという
信号をタイミング制御用デコーダＴＣＤから受けたとき
および測距完了判定およびラッチ回路ＪＬＣの出力信号
がＬレベルであるとき投光素子ＩＲＥＤをオフし、前記
以外のときには後述のＳＰＣ制御用ラッチ回路ＳＣＬの
出力信号とジョンソンカウンタＪＣの出力信号との排他
的論理和を算出した信号により投光素子ＩＲＥＤを点滅
させる。 【００１８】ＳＣＬは図５のＳＣＬ１、ＳＣＬ２で示す
ようなパルスを出力する前記ＳＰＣ制御用ラッチ回路で
あり、上昇積分時には受光素子ＳＰＣ１の出力信号が、
下降積分時には受光素子ＳＰＣ１、ＳＰＣ２の出力信号
がオペアンプＭＡに入力する様アナログスイッチＭＳ
１、ＭＳ２を制御する。ＰＳＧは電源投入時に各回路を
クリアするＰＵＣ信号を出力するＰＵＣ信号発生回路で
ある。 【００１９】つぎに上記構成にかかる測距装置の動作に
ついて図５乃至図９を用いて説明する。 【００２０】カメラのレリーズボタン（不図示）が押下
されると、電源回路ＰＵから図４図示の如き電圧（Ｖ
＋、Ｖ−）が発生し、該電圧が図４の各回路に供給され
る。 【００２１】同時にＰＵＣ信号発生回路ＰＳＧからパワ
ーアップクリア信号ＰＵＣが発生し、ジョンソンカウン
タＪＣ、分周回路ＤＩＶ、２進カウンタＢＣ、ＳＰＣ制
御用ラッチ回路ＳＣＬ、測距完了判定およびラッチ回路
ＪＬＣはクリアされる。かかるクリア動作が完了する
と、ジョンソンカウンタＪＣは発振回路ＯＳＣからのク
ロック信号をカウントし、該カウンタＪＣの出力端ＪＣ
３は該クロック信号を分周した出力信号を発生する。こ
の時アンドゲートＡＮＤの一方の入力端には測距完了判
定およびラッチ回路ＪＬＣよりハイレベル（以下Ｈレベ
ルと称す）の信号が与えられているので、アンドゲート
ＡＮＤはジョンソンカウンタＪＣからの分周出力を分周
回路ＤＩＶに供給し、該分周回路ＤＩＶは該入力信号
（図９のＡＮＤ１参照）を更に分周した後に２進カウン
タＢＣに入力信号として供給する。その為、カウンタＢ
Ｃの内容はパワーアップクリア動作後に“０”より順次
上昇する。該カウンタＢＣの内容をデコードするデコー
ダＴＣＤの出力端ＴＣＤ１は図５のＴＣＤ１で示される
様にカウンタＢＣの内容が“０”から“１”の間はＬレ
ベルであるので、ＩＲＥＤ制御回路ＩＣＣの出力端もカ
ウンタＢＣの内容が“０”から“１”の間Ｌレベルを保
持し、ＩＲＥＤ駆動回路ＩＲＤＲはこの間投光素子ＩＲ
ＥＤを駆動せず、投光は行われない。又タイミング制御
用デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ２はカウンタＢＣの内
容が“０”から“２”の間においてはＬレベル（図５の
ＴＣＤ２参照）を保持し、積分スイッチ制御回路ＩＳＣ
の出力端ＩＳＣ１、ＩＳＣ２をＬレベルとするので、ア
ナログスイッチＳＰＡ、ＳＩＮＶはオフ状態を保持し、
ミラー積分器の積分動作は開始されない。一方タイミン
グ制御用デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ３はカウンタＢ
Ｃの内容が“０”から“２”の間Ｈレベル（図５のＴＣ
Ｄ３参照）であるのでアナログスイッチＳＤＳＣはこの
間オン状態を保持し、抵抗Ｒ１２、Ｒ１１を介してコン
パレータＣＰ３の出力端をオペアンプＩＮＴの反転入力
端に接続し、ＩＮＴ−ＣＰ３−ＳＯＳＣ−Ｒ１２−Ｒ１
１＝ＩＮＴからなる閉回路を形成する。該閉回路が形成
された時、たとえばオペアンプＩＮＴの出力端の電位Ｖ
₂ がＶ_r2＋ＯＦ２（但しＶ_r2はコンパレータを形成する
オペアンプＣＰ３の反転入力端の電位であり、ＯＦ２は
オペアンプＣＰ３のオフセット電圧）より高い場合には
オペアンプＣＰ３の出力端はＨレベルとなりアナログス
イッチＳＤＳＣ、抵抗Ｒ１２、Ｒ１１を介してコンデン
サＣ３を充電するので、その充電電圧に応じてオペアン
プＩＮＴの出力端の電位Ｖ₂ は徐々に降下し、所定時間
後にオペアンプＩＮＴの反転入力端の電位Ｖ₁ とオペア
ンプＣＰ３の出力端の電位Ｖ₃ とが同電位になるとコン
デンサＣ３に対する前記充電動作は停止する。 【００２２】一方前記オペアンプＩＮＴの出力端の電位
Ｖ₂ が前記電位Ｖ_r2＋ＯＦ２より低い場合には前記オペ
アンプＣＰ３の出力端はＬレベルとなって抵抗Ｒ１１、
Ｒ１２並びにアナログスイッチＳＤＳＣを介してコンデ
ンサＣ３に蓄積されていた電荷が放電するので、オペア
ンプＩＮＴの出力端の電位Ｖ₂ は上昇する。そして所定
時間後に前述のケースと同様にオペアンプＩＮＴの反転
入力端の電位Ｖ₁ とオペアンプＣＰ３の出力端の電位Ｖ
₃ とが同電位となるとコンデンサＣ３の放電は停止し、
安定状態となる。 【００２３】かかる安定状態に達した時におけるオペア
ンプＩＮＴの出力端の電位Ｖ₂ は次の様である。即ちオ
ペアンプＣＰ３の増幅率をαとすると、各電圧の関係は Ｖ₃＝Ｖ₂＋α（Ｖ₂−Ｖｒ₂−ＯＦ２）＝Ｖ₁ 【００２４】 【外１】 となる。 【００２５】一般にオペアンプ（演算増幅器）の増幅率
αはα≫１とおくことができるから、上式は Ｖ≒Ｖ_r2＋ＯＦ２となり、オペアンプＩＮＴの出力端の
電位Ｖ₂ はオペアンプＣＰ３の閾値電圧（Ｖ_r2＋ＯＦ
２）にほぼ等しくなる。 【００２６】この結果、コンデンサＣ３の端子電圧はオ
ペアンプＩＮＴの反転入力端電位Ｖ₁ ＝Ｖ_r2−ＯＦ１と
コンパレータＣＰ３の非反転入力端電位Ｖ₂ ＝Ｖ_r2−Ｏ
Ｆ２との差電圧となるので、オペアンプＩＮＴおよびコ
ンパレータＣＰ３のオフセット電圧ＯＦ１、ＯＦ２が自
動的に補償できると共に、オペアンプＩＮＴの無信号時
の出力レベルが基準レベル（図４図示実施例の場合は該
基準レベルはグランドレベルである）以下に設定され
る。尚該実施例の如く、オペアンプＩＮＴの出力が後述
する様に無信号時の出力レベルに対して一方向（正方
向）のみに振れる場合には、前述の様にオペアンプＩＮ
Ｔの無信号時の出力レベルがグランドレベル以下に設定
されるとオペアンプＩＮＴの出力のダイナミックレンジ
が広がるので、Ｓ／Ｎ比が向上する。 【００２７】次いでパワーアップクリア後にカウンタＢ
Ｃの内容（図５、図７、図８のＢＣ参照）が“２”にな
り、デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ１（図５ＴＣＤ１参
照）がＬレベルからＨレベルに反転すると、ＩＲＥＤ制
御回路ＩＣＣの出力端はジョンソンカウンタＪＣの出力
端ＪＣ３からの出力信号に応答してＨレベル並びにＬレ
ベルを繰返すので、ＩＲＥＤ駆動回路ＩＲＤＲは投光素
子ＩＲＥＤを間欠的に駆動し、投光素子ＩＲＥＤは図１
図示レンズＬ１の如きレンズを介して測距物体に光を投
光する。点灯開始直後においては、投光素子ＩＲＥＤの
内部温度は低い為に発光エネルギーは高いが、連続的な
点灯により内部温度が上昇してくるとそれに伴って投光
素子ＩＲＥＤの発光エネルギーは徐々に減少する。そし
て投光素子ＩＲＥＤの内部温度が投光素子の周囲温度よ
り高くなり、投光素子内での発熱量と同じ熱量を外界に
放出するような所謂熱平衡状態に達すると投光素子ＩＲ
ＥＤの発光エネルギーは安定状態に達する。しかる後に
カウンタＢＣの内容が“２”から“３”に変わると、デ
コーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ３（図５のＴＣＤ３参照）
はＨレベルからＬレベルに反転するので、アナログスイ
ッチＳＤＳＣは開成してＩＮＴ−ＣＰ３−ＳＤＳＣ−Ｒ
１２−Ｒ１１−ＩＮＴからなる閉回路は開き、ミラー積
分器による積分動作が開始される。尚この時点ではＳＰ
Ｃ制御用ラッチ回路ＳＣＬの出力端ＳＣＬ１はＬレベ
ル、ＳＣＬ２はＨレベルであって受光素子ＳＰＣ１のみ
がアンプＭＡの入力端に接続されている。 【００２８】また、カウンタＢＣの内容が“３”に変わ
った後に積分スイッチ制御回路ＩＳＣの出力端ＩＳＣ１
は図５のＩＳＣ１に示す様なジョンソンカウンタＪＣの
出力端ＪＣ１からのパルスとほぼ逆位相のパルスを発生
してアナログスイッチＳＰＡの開閉を開始し、更に出力
端ＩＳＣ２は図５図示のＩＳＣ２に示す様なジョンソン
カウンタＪＣの出力端ＪＣ２からのパルスとほぼ同位相
のパルスを発生してアナログスイッチＳＩＮＶの開閉を
開始する。 【００２９】従ってカウンタＢＣの内容が“３”に変っ
てアナログスイッチＳＤＳＣが前述の様に開成した後
に、測距物体で反射した投光素子ＩＲＥＤからの光が受
光素子ＳＰＣ１に入射することによって、アンプＰＡか
ら入射光の強さに応じた図６ａの波形ＰＡに示す如き出
力が発生し、またインバータＩＮＶから図６ｂの波形Ｉ
ＮＶに示す如き出力が発生すると、アナログスイッチＳ
ＰＡ、ＳＩＮＶは図６ａにおいて波形ＳＰＡ、ＳＩＮＶ
で示す様な開成動作をしているので、ミラー積分器を形
成するオペアンプＩＮＴの反転入力端には図６ａのＩＮ
Ｔに示す様な常に負のレベルを持った信号が与えられ
る。従ってコンデンサＣ３はカウンタＢＣの内容が
“３”から“６”の間の一定時間Ｔの間充電され続け、
その端子電圧は図５の波形ＩＮＴで示す様に受光素子Ｓ
ＰＣ１への入射光量に応じて上昇する。そして一定時間
Ｔが経過した時、コンデンサＣ３は測距物体が近距離の
時には高く、遠距離の時には低い電圧に充電される。 【００３０】その後カウンタＢＣの内容が“６”から
“７”に変化し、デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ４が図
５の波形ＴＣＤ４に示す様にＨレベルからＬレベルに変
化すると、まずＳＰＣ制御用ラッチ回路ＳＣＬの出力端
ＳＣＬ１、ＳＣＬ２の夫々が図５の波形ＳＣＬ１、ＳＣ
Ｌ２に示す様に反転してアナログスイッチＭＳ１を開成
し、アナログスイッチＭＳ２を閉成し、アンプＭＡの入
力端に受光素子ＳＰＣ１、ＳＰＣ２を並列接続する。ま
た前述のデコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ４の出力変化に
よりＳＰＣ制御用ラッチ回路の出力端ＳＣＬ３も図５図
示の波形ＳＣＬ３の様にＬレベルからＨレベルに変化す
るのでＩＲＥＤ制御回路ＩＣＣはジョンソンカウンタＪ
Ｃの出力端ＪＣ３からのパルスの位相を１８０°ずらせ
たパルスをＩＲＥＤ駆動回路ＩＲＤＲに供給する。更に
前述のデコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ４の出力変化に同
期して、デコーダＴＣＤの他の出力端ＴＣＤ２が図５図
示の波形ＴＣＤ２の様にＨレベルからＬレベルに変する
ので、該出力端ＴＣＤ２からの信号を受ける積分スイッ
チ制御回路ＩＳＣの両出力端ＩＳＣ１、ＩＳＣ２は共に
ＬレベルとなってアナログスイッチＳＰＡ、ＳＩＮＶを
開成し、ミラー積分器による積分動作を中断させ、受光
素子ＳＰＣ１、ＳＰＣ２の切換えに伴って生じるアンプ
ＭＰの過渡的変動による誤測距を失くす。カウンタＢＣ
の内容が“７”から“８”に変化し、デコーダＴＣＤの
出力端ＴＣＤ２の出力信号がＬレベルから再度Ｈレベル
に変化すると、アナログスイッチＳＰＡ、ＳＩＮＶは再
度積分スイッチ制御回路ＩＳＣの出力端ＩＳＣ１、ＩＳ
Ｃ２からの出力信号（図５のＩＳＣ１、ＩＳＣ２参照）
に応じて開閉動作を繰返すが、前述した様にＩＲＥＤ制
御回路ＩＣＣから出力されるパルスの位相がカウンタＢ
Ｃの内容が“６”から“７”に切換わった時点で１８０
°ずれたので、投光素子ＩＲＥＤの点灯時にアナログス
イッチＳＰＡが開成し、投光素子ＩＲＥＤの消灯時にア
ナログスイッチＳＩＮＶが開成することになる（図６ｂ
参照）。 【００３１】このためミラー積分器のアンプＩＮＴの反
転入力端にはカウンタＢＣの内容が“８”に移行した時
点から図６ｂの波形ＩＮＴで示す様な正方向の電圧が与
えられる。勿論オペアンプＩＮＴの反転入力端に与えら
れる正方向の電圧は受光素子ＳＰＣ１の出力とＳＰＣ２
の出力との和の出力に相応した電圧である。カウンタＢ
Ｃの内容が“８”に移行した後にオペアンプＩＮＴに前
述した様な正方向の電圧が次々に与えられると、オペア
ンプＩＮＴの出力レベルは入力信号のレベルすなわち測
距物体までの距離に応じて図５の波形ＩＮＴで示す様に
徐々に低下してゆく。尚図５の波形ＩＮＴにおいてＩＮ
Ｔ−１は測距物体が近距離の場合、ＩＮＴ−２は測距物
体が中距離の場合、ＩＮＴ−３は測距物体が遠距離の場
合、ＩＮＴ−４は測距物体が近距離で、かつ高反射率の
測距物体である場合、ＩＮＴ−５は測距物体が極めて遠
距離の場合のオペアンプＩＮＴの出力特性の概略を夫々
示している。 【００３２】ここでまず測距物体が近距離の場合であっ
てオペアンプＩＮＴの出力がＩＮＴ−１（図６ＩＮＴ出
力参照）で示される様な出力特性を呈する場合の動作に
ついて説明する。 【００３３】オペアンプＩＮＴの出力がコンパレータＣ
Ｐ３の閾値より低下すると、コンパレータＣＰ３の出力
端はＨレベルからＬレベルに反転し、ラッチ回路ＪＬＣ
に測距完了信号を与える。この時タイミング制御用デコ
ーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ５（図５のＴＣＤ５参照）は
Ｈレベルとなっているのでラッチ回路ＪＬＣはコンパレ
ータＣＰ３からの測距完了信号に応答してＬレベルの出
力信号（図５のＪＬＣ１参照）をＩＲＥＤ制御回路ＩＣ
Ｃ、積分スイッチ制御回路ＩＳＣ、コンパレータＣＰ
３、アンドゲートＡＮＤ並びに測距ゾーン判定デコーダ
ＺＪＤの夫々に与える。このため投光素子ＩＲＥＤの投
光は停止され（図５ＩＲＥＤ参照）、両アナログスイッ
チＳＰＡ、ＳＩＮＶは開かれて（図５ＩＳＣ１、ＩＳＣ
２参照）ミラー積分器の積分動作は停止され、コンパレ
ータＣＰ３の作動も停止される。 【００３４】またアンドゲートＡＮＤの出力もＨレベル
からＬレベルに反転してカウンタＪＣから分周回路ＤＩ
Ｖへのパルスの伝達を阻止する。従って２進カウンタＢ
Ｃは前述の測距完了信号がコンパレータＣＰ３より出力
された時点の数値“Ａ”を保持し、また測距ゾーン判定
用デコーダＺＪＤにはカウンタＢＣの内容である数値
“Ａ”が与えられる。この時測距ゾーン判定デコーダＺ
ＪＤには前述の様にコンパレータＣＰ３からの測距完了
信号に応答してラッチ回路ＪＬＣよりＬレベルの信号が
与えられているので、測距ゾーン判定デコーダＺＪＤは
２進カウンタＢＣからの情報をもとに測距物体の距離情
報を外部インターフェース回路（この実施例においては
カメラ内の所定の回路）へ伝達する。 【００３５】ここで該測距ゾーン判定デコーダＺＪＤの
演算について詳述する。 【００３６】上昇方向の積分（積分時間Ｔ）時における
ミラー積分器を構成するコンデンサＣ３の充電電圧と、
下向方向の積分（積分時間ｔ）時におけるコンデンサＣ
３の降下電圧は図５のＩＮＴから明らかな様に等しい。 【００３７】よって 【００３８】 【外２】 が成立する。 【００３９】ここでＣ３…コンデンサＣ３の容量、Ｒ１
１…入力抵抗Ｒ１１の抵抗値、Ａ…受光素子ＳＰＣ１の
出力電流値、Ｂ…受光素子ＳＰＣ２の出力電流値、Ｔ…
前述した上昇方向時の積分時間、ｔ…前述した下降方向
時の積分時間、α…オペアンプＭＡの電流−電圧変換定
数とオペアンプＰＡの増幅率との積並びに両アナログス
イッチＳＰＡ、ＳＩＮＶの開閉デューティ比で定まる比
例定数である。 【００４０】上記（２）式は積分時間Ｔが一定である時
は他の積分時間ｔを測定することによりＡ／Ａ＋Ｂ、す
なわち測距物体の距離を判定できることを示している。
測距ゾーン判定デコーダＺＪＤはこの原理を利用して距
離を演算するものである。 【００４１】すなわち前述のようにしてカウンタＢＣよ
り与えられた数値“Ａ”から積分時間ｔを算出し、既知
の一定時間ＴからＡ／Ａ＋Ｂを求め、測距物体までの距
離を算出し、前述のように外部インターフェース回路に
測距物体迄の距離情報を出力する。 【００４２】尚測距物体が中距離にある時にはコンパレ
ータＣＰ３がカウンタＢＣの内容が“９”の時に前述の
ような測距完了信号を発生するので、測距ゾーン判定デ
コーダＺＪＤは測距物体が中距離にあることを示す信号
を出力する。更に測距物体が遠距離にある時にはコンパ
レータＣＰ３がカウンタＢＣの内容が“８”の時に前述
のような測距完了信号を発生するので測距ゾーン判定デ
コーダＺＪＤは測距物体が遠距離にあることを示す信号
を出力する。 【００４３】次に測距物体が極めて遠距離にあって、ミ
ラー積分器の出力レベルが積分特性ＩＮＴ−５（図５の
ＩＮＴ参照）に示される様にカウンタＢＣの内容が
“７”に移行した時にもコンパレータＣＰ２の閾値ＣＰ
２Ｔ（図５の波形ＩＮＴ参照）を越えない場合には、タ
イミング制御デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ４がＨレベ
ルからＬレベルに反転した際にラッチ回路ＪＬＣはこの
レベルの反転に同期してコンパレータＣＰ２から出力さ
れているＬレベルの信号をラッチする。この結果、ラッ
チ回路ＪＬＣの出力は前記デコーダの出力端ＴＣＤ４の
出力の反転に応答して測距物体が前述の如き通常の範囲
内に存在した場合と同様にＨレベルからＬレベルに変化
し（図５のＪＬＣ１参照）、投光素子ＩＲＥＤの投光は
停止され、カウンタＢＣの内容は“７”に保持され、ま
た測距ゾーン判定デコーダＺＪＤはカウンタＢＣの内容
“７”並びにラッチ回路ＪＬＣの出力信号から測距物体
が極めて遠距離に存在することを示す信号を外部インタ
ーフェース回路ＥＩＣに出力する。 【００４４】最後に測距物体が近距離にあって、かつ高
反射率のものである時の動作について説明する。かかる
場合はミラー積分器の出力電圧は図５の積分特性ＩＮＴ
−４に示される様に受光素子ＳＰＣ１からの出力電流に
応じて積分開始後急激に上昇する。そしてコンパレータ
ＣＰ１の閾値ＣＰ１Ｔ（図７のＩＮＴ参照）を越えると
コンパレータＣＰ１の出力（図８のＣＰ１参照）はＬレ
ベルからＨレベルに反転し、圧縮信号波形整形回路ＣＳ
Ｃの出力は図８の波形ＣＳＣで示される様にＨレベルか
らＬレベルに反転する。このため積分スイッチ制御回路
ＩＳＣの出力端ＩＳＣ１、ＩＳＣ２からのパルスは積分
インターバルデコーダＩＩＤからのパルス（図９のＩＩ
Ｄ１参照）によって図７の波形ＩＳＣ１、ＩＳＣ２に示
される様に間引かれたパルス列となる。 【００４５】かかる間引かれたパルス列はアナログスイ
ッチＳＰＡ、ＳＩＮＶに供給され、アナログスイッチＳ
ＰＡ、ＳＩＮＶは該パルス列に応答して開閉するのでミ
ラー積分器を形成するオペアンプＩＮＴの出力電圧は図
５に示される様に緩い傾斜をもって上昇する。 【００４６】そしてカウンタＢＣの内容が“７”に移行
すると前述の場合と同様にタイミング制御デコーダＴＣ
Ｄの出力端ＴＣＤ２から出力されるＬレベルの信号に応
答してアナログスイッチＳＰＡ、ＳＩＮＶが開成し、コ
ンデンサＣ３の充電路を遮断するので、ミラー積分器の
積分動作は停止する。 【００４７】そして２進カウンタＢＣの内容が“８”に
移行すると、タイミング制御デコーダＴＣＤの出力端Ｔ
ＣＤ２はＬレベルから再びＬレベルに反転し（図５の波
形ＴＣＤ２参照）、積分スイッチ制御回路ＩＳＣの出力
端ＩＳＣ１、ＩＳＣ２は再び図７のＩＳＣ１、ＩＳＣ２
の様な間引かれたパルスをアナログスイッチＳＰＡ、Ｓ
ＩＮＶに供給するので、アナログスイッチＳＰＡ、ＳＩ
ＮＶは開閉し再び積分動作は開始され、積分器を形成す
るオペアンプＩＮＴの出力は受光素子ＳＰＣ１からの出
力電流とＳＰＣ２からの出力電流の和の電流に応じ、か
つ期間Ｔ１（図５ＩＮＴ参照）における積分特性の傾き
をＫＡとすると−Ｋ（Ａ＋Ｂ）の傾きをもって図７の波
形ＩＮＴ或いは図５の波形ＩＮＴ−４に示される様に徐
々に降下する。積分器の出力が更に降下してコンパレー
タＣＰ１の閾値ＣＰ１Ｔ（図５、図７の波形ＩＮＴ参
照）以下となると、コンパレータＣＰ１の出力はＨレベ
ルからＬレベルに反転して圧縮信号波形形成回路ＣＳＣ
の出力をＬレベルからＨレベルに反転させ（図８の波形
ＣＳＣ参照）、積分スイッチ制御回路ＩＳＣの出力端Ｉ
ＳＣ１、ＩＳＣ２から出力されるパルスのデューティ比
を元に戻す。このため積分器の出力は図５のＩＮＴ出力
（波形ＩＮＴ−４参照）に示される様に急激に降下す
る。そして該積分器の出力、すなわちオペアンプＩＮＴ
の出力電圧がコンパレータＣＰ３の閾値以下となるとコ
ンパレータＣＰ３の出力はＬレベルに反転して測距完了
判定およびラッチ回路ＪＬＣの出力を反転させ（図５の
波形ＪＬＣ１参照）、前述の場合と同様に投光素子ＩＲ
ＥＤの投光を停止させると共に測距ゾーン判定デコーダ
ＺＪＤよりカウンタＢＣの内容（“Ｂ”）に応じた距離
情報、すなわち測距物体は至近距離にある事を示す情報
を外部インターフェース回路ＥＩＣに出力する。 【００４８】以上詳細に説明した実施例に関し、本発明
の範囲内で種々の変形を施すことができる。すなわち投
光手段等の無いいわゆる受動式（パッシブ）測距装置、
例えば焦点面近傍に配置した２個の受光素子にそれぞれ
入射する被写体像のコントラストの差等に起因するレベ
ル信号を比較することにより合焦検知を行なう系等にも
適用可能である。またこの場合、本実施例に於ける如く
同期整流の同期位相をずらすことにより時系列的に逆極
性信号を得ることは出来ないが、例えば図１０に示す如
く信号発生部での受光素子接続自体を逆にする等により
第１モードと第２モードの信号極性を逆にすることも可
能である。すなわち、図１０は図４における、演算増幅
器ＭＡ及びその周辺部品を省略的に示したもので、スイ
ッチＳＷＡがオン、スイッチＳＷＢがオフの場合、受光
素子ＳＰＣＡに入射する信号光により演算増幅器ＯＰ１
の出力は負帰還回路ＦＣ１を介して一方の極性に振れ、
スイッチＳＷＢがオン、スイッチＳＷＡがオフの場合は
逆極性に振れることになる。或いはまた、時分割された
各モードで信号の極性を変えるのに信号経路の中に反転
回路を設けこの機能を活かしたり停止したりするという
様に構成することも可能である。 【００４９】また、第３の説明でも記した様に、複数情
報発生手段の時分割を制御する方式は、電気的方式ばか
りでなく機械的方式も可能であり、切り換える方式も、
受光素子の接続を直接切り換えるという本方式の実施例
の様なものが処理回路の兼用による回路規模削減並びに
回路間の不整合に基づく検出精度の低下の防止につなが
り望ましいが、図１１に示す様に、個々の受光素子に入
力回路を設けその出力を切換える様に構成しても良いこ
とは云うまでもない。図１１は図３のブロック１に対応
するものでＯＰ２、ＯＰ３は演算増幅器、ＳＰＣＣ、Ｓ
ＰＣＤは受光素子、ＦＣ２、ＦＣ３は負帰還回路、ＳＷ
Ｃは切換え手段である。図１１の例では、図４で示した
実施例の様に両受光素子の和出力を得るには工夫を要す
るが、撮影レンズ繰出し量と演算結果の比例性を必ずし
も必要としない系に於いてはこれでも充分である。図４
に於けるミラー積分器の演算機能を図１１の如き情報発
生手段と組み合わせた場合、その結果は２つの受光素子
への入射光量比とみても良いし、単に差演算或いは大小
比較と見なして処理することも可能である。 【００５０】また受光素子に関しても、図４迄の実施例
に於けるような２つのカソードコモンのシリコン受光素
子に限定されるものでなく特願昭５８−２９０７６号公
報に示された各入力回路、受光素子が適用可能である。
特に半導体位置検出器（以下ＰＳＤと記す）と組み合わ
せた場合、ＰＳＤ自体の持つアナログ的高分解能と相俟
って一層高精度な系を構成することができる。 【００５１】 【発明の効果】以上の様に本発明によれば、時分割に発
生された信号がほぼ同一の処理系を経る為に、従来例の
情報数に対応した複数処理系の間の整合に調整等の手間
をかける必要もなくなり、安価に提供できるばかりでな
く、高精度な装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明を適用した距離検出装置の原理図。 【図２】図１図示の受光素子の平面図。 【図３】本発明を適用した距離検出装置の概略図。 【図４】本発明を適用した距離検出装置の詳細回路図。 【図５】図４図示回路の各部の波形図。 【図６】図４図示回路の各部の波形図。 【図７】図４図示回路の各部の波形図。 【図８】図４図示回路の各部の波形図。 【図９】図４図示回路の各部の波形図。 【図１０】本発明の他の実施例の回路図。 【図１１】本発明の他の実施例の回路図。 【符号の説明】 ＩＲＥＤ 発光素子 ＳＰＣ１、ＳＰＣ２、ＳＰＣＡ〜ＳＰＣＤ 受光素子 ＴＣＤ 遅延回路を形成するタイミング制御用デコーダ ＢＣ カウンタ ＩＳＣ 積分スイッチ制御回路 ＳＰＡ、ＳＩＮＶ アナログスイッチ ＰＡ、ＩＮＶ、ＩＮＴ、ＭＡ、ＯＰ１〜ＯＰ３ オペア
ンプ Ｃ３ コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−14704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−35410（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−115114（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．測距光を投射し、その反射光を受光することにより
   測距物体までの距離に相応して相対関係の変化する第１
   の信号と第２の信号を出力する受光回路と、該受光回路
   から前記第１、第２の信号を時系列で発生させるための
   時系列化手段と、該時系列化手段により時系列で発生さ
   れる前記第１、第２の信号をそれぞれ積分し、積分され
   た前記第１の信号と第２の信号とを演算して距離情報を
   検出する距離情報検出回路とを有することを特徴とする
   距離検出装置。