JP3049131B2

JP3049131B2 - オートフォーカス装置用外光除去回路

Info

Publication number: JP3049131B2
Application number: JP29087791A
Authority: JP
Inventors: 田秀夫吉; 黒稔石
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 2000-06-05
Anticipated expiration: 2015-06-05
Also published as: JPH05100158A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラに発光部と受光
部とを設け、発光部から発せられ被写体で反射した光を
受光部で捕捉して被写体までの距離を測定するアクティ
ブ式オートフォーカス装置の、被写体からの反射光とと
もに上記受光部に入射する外光による影響を取り除く外
光除去回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮影はストロボを発光させて行なう場合
もあるが、屋外で太陽光によって照射された被写体を撮
影する場合がほとんどである。太陽光の照度は他の光源
に比べて強すぎ、これを測距回路に入力した場合にはア
ンプが飽和してしまって測距に必要なデータが得られな
くなってしまうから、ハイパスフィルタによって太陽光
のように変化のない照度を除去している。このため、ア
ンプごとにハイパスフィルタを必要とし、回路規模が大
きくなってしまう。

【０００３】図９に従来の外光除去装置のブロック図を
示してあり、発光部１には赤外発光ダイオード（ＩＲＥ
Ｄ）が用いられ、該発光部１から発せられ被写体で反射
した信号光が受光部２で光電流として検出される。この
電流を電流−電圧変換増幅器３によって電圧に変換する
とともに直流成分や低周波成分を除去している。そし
て、利得回路４によってゲインがかけられて増幅され、
ホールド回路５でホールドされて増幅され、該ホールド
された電圧を積分回路６によって増幅するとともに積分
している。また、コンパレータ７によって積分された電
圧が基準電圧よりも大きくなったときに該コンパレータ
７からＣＰＵ８にＩＲＥＤ駆動終了信号が送出され、Ｉ
ＲＥＤ駆動回路９が作動を停止して、発光部１からの発
光が停止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の外光除去装置では、低周波成分などが十分に除
去されず、また回路規模が大きくなってしまう。

【０００５】図10は従来の外光除去回路の一例を示すも
ので、図11のその周波数特性を示してあり、図11に示す
ように、直流成分が除去されずに残留している。また、
図12（ａ）は例えばタングステンランプによって被写体
が照射されている場合に、発光部１から発せられて被写
体で反射した信号光が受光部１で光電流として検出され
た入力電流波形を、（ｂ）は前記電流−電圧変換増幅器
３によって外光成分が除去された出力電圧波形をそれぞ
れ示している。受光部２では、周期的に明暗を繰り返し
ているタングステンランプの外光成分波形2aに信号成分
波形1aが加えられた入力電流波形が検出される。そし
て、図12（ｂ）に示すように、低周波成分2bが完全には
除去されないままとなる。

【０００６】そして、この残留した低周波成分2bが、積
分回路６で積分処理されるまで残留するから、被写体ま
での測距データに不確定な部分が含まれてしまうことに
なり、信頼性が低下してしまうおそれがある。

【０００７】そこで、この発明は、受光部によって受光
された外光成分を極力除去して、信頼性の高い測距デー
タを取得することができるオートフォーカス回路の外光
除去回路であって、部品点数を極力減じて回路構成を簡
略化するオートフォーカス装置用外光除去回路を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を果すための
技術的手段として、この発明に係るオートフォーカス装
置用外光除去回路は、発光部から発せられて被写体で反
射した信号光を、受光部で光電流として検出して、該被
写体までの距離を測定するオートフォーカス回路におい
て、前記光電流を電圧に変換するとともに、増幅して出
力するチョッパ積分回路と、該チョッパ積分回路の出力
電圧を保持するホールド回路と、上記チョッパ積分回路
の積分容量および上記ホールド回路の電圧保持容量を共
通化した共通容量とを有し、該共通容量を切替スイッチ
によって、チョッパ積分回路の積分動作中は積分容量に
供し、積分動作終了後はホールド回路の電圧保持容量に
供し、上記ホールド回路の帰還ループに上記切替スイッ
チと同等の負荷スイッチを介在させ、オートフォーカス
装置の作動中は該負荷スイッチを常時閉としていること
を特徴としている。

【０００９】

【作用】たとえば、被写体がタングステンランプなどで
照射されている場合に、受光部では上記発光部から発せ
られた信号光とともに、このタングステンランプの光も
光電流として検出される。該タングステンランプは一定
の周期で明暗を繰り返しているから、上記受光部で検出
された電流を上記チョッパ積分回路によって電圧に変換
することにより、タングステンランプの成分は相殺さ
れ、発光部から発せられた信号光の成分のみが電圧に変
換されて増幅されることになる。

【００１０】そして、上記チョッパ積分回路の積分容量
とホールド回路の電圧保持容量とを共通容量で共通化
し、その切り替えを切替スイッチをＯＮ−ＯＦＦして行
ない、チョッパ積分回路の積分動作の終了後は、積分容
量としての共通容量に充電された電荷がホールド回路に
入力される。

【００１１】また、ホールド回路の帰還ループに上記切
替スイッチと同等の負荷スイッチが介在されているか
ら、該ホールド回路に入力されるチョッパ積分回路から
の電圧と帰還ループからの電圧の、上記切替スイッチと
負荷スイッチとによる電圧降下の大きさが等しくなる。

【００１２】

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて、この発明
に係るオートフォーカス装置用外光除去回路を具体的に
説明する。

【００１３】図１はこの外光除去装置を備えたオートフ
ォーカス回路のブロック図で、赤外発光ダイオード（Ｉ
ＲＥＤ）からなる発光部10から被写体に向けて赤外光が
信号光として投光される。そして、被写体で反射した信
号光がフォトダイオードなどの受光体11で光電流として
検出される。

【００１４】上記受光体11で検出された光電流が外光除
去装置としてのチョッパ積分回路12に入力されて電圧に
変換されるとともに増幅されて出力される。その出力電
圧がホールド回路13でホールドされ、コンパレータ14に
送出される。また、チョッパ積分回路12の積分容量とホ
ールド回路13の電圧保持容量には共通容量としてのコン
デンサ15が用いられており、チョッパ積分が終了した後
はホールド回路13の電圧保持容量として用いられる。ま
た、上記ホールド回路13の出力は、常時閉の負荷スイッ
チ16を介在させて入力側の基準電圧に帰還されている。

【００１５】上記コンパレータ14ではホールド回路13の
ホールド電圧が基準電圧と比較され、ホールド電圧が基
準電圧よりも大きくなると発光部10の発光を停止するた
めに、このオートフォーカス回路の制御を司るＣＰＵ17
にＩＲＥＤ駆動終了信号が送出され、該ＣＰＵ17からＩ
ＲＥＤ駆動回路18にＩＲＥＤ停止信号が送出されて発光
部10が発光を停止する。

【００１６】また、上記ＣＰＵ17からは前記チョッパ積
分回路12に積分制御信号が送出され、前記ホールド回路
13にはホールド制御信号が送出される。さらに、前記Ｉ
ＲＥＤ駆動回路18には、前記発光部10の発光回数を制御
する発光回数制御信号が送出される。

【００１７】前記チョッパ積分回路12の構成を図４に示
してあり、コンデンサ12a の両端子に、一対を１組とし
た２組のスイッチ12_S1、12_S2が接続されている。なお、
これらのスイッチ12_S1、12_S2の対になったものに添字
１、２を付して、それぞれスイッチ12_S11、12_S12、12
_S21、12_S22で示す。そして、スイッチ12_S11 の一方の端
子ａとスイッチ12_S21 の一方の端子ａとが受光体11のカ
ソードに接続されており、またこの受光体11のカソード
はオペアンプ12c の−入力端子に接続されている。上記
スイッチ12_S11の他方の端子ｂはスイッチ12_S22の一方の
端子ａに接続され、その中間部がコンデンサ12a の一方
の端子に接続されている。また、上記スイッチ12_S21の
他方の端子ｂはスイッチ12_S12の一方の端子ａに接続さ
れ、その中間部がコンデンサ12aの他方の端子に接続さ
れている。そして、上記スイッチ12_S12、12_S22の他方の
端子ｂが上記オペアンプ12cの出力端子に接続されてい
る。このチョッパ積分回路12の周波数特性を図５に示し
てあり、該チョッパ積分回路12はチョッパ周波数が所定
の値となった場合の歪成分のみを通過する。

【００１８】図６はこのチョッパ積分回路12の動作を示
すタイムチャートで、受光体11で検出された光電流の入
力パルスＩＮ、即ち発光部10の発光パルスに同期して、
前記スイッチ12_S1、12_S2のＯＮ−ＯＦＦを切り替える
と、図のような出力パルスＯＵＴが得られる。

【００１９】図２は上記チョッパ積分回路12を有するオ
ートフォーカス装置の回路を示すもので、前記ＣＰＵ17
から送出された発光回数制御信号によってスイッチング
トランジスタ18a のＯＮ−ＯＦＦによってＩＲＥＤ10が
発光する。このＩＲＥＤ10で発光され、図示しない被写
体で反射した信号光が受光体11で光電流として検出され
る。この受光体11には前記オペアンプ12c の−入力端子
が接続されるとともに、スイッチ12_S11、12_S21の一方の
端子に接続されている。スイッチ12_S11 の他方の端子に
は前記コンデンサ15（図４中のコンデンサ12a と同等）
が接続されるとともに、スイッチ12_S22の一方の端子が
接続されている。また、スイッチ12_S21の他方の端子は
コンデンサ15の他方の端子に接続されるとともに、スイ
ッチ12_S12の一方の端子に接続されている。さらにこの
スイッチ12_S12、12_S22の他方の端子はオペアンプ12c の
出力端子と接続されている。

【００２０】上記オペアンプ12c の出力端子には直列に
接続された切替スイッチ20の一方の端子が接続され、該
切替スイッチ20の他方の端子に、前記ホールド回路13の
オペアンプ13a の＋入力端子が接続されている。また、
この＋入力端子はスイッチ21を介して前記コンデンサ15
の前記他方の端子に接続され、該コンデンサ15の前記一
方の端子にはスイッチ22を介して基準電圧Ｖc が加えら
れている。なお、スイッチ21、22の抵抗値と上記切替ス
イッチ20の抵抗値とを等しくしてある。該オペアンプ13
a の出力は、前記常時閉の負荷スイッチ16を介して−入
力端子に帰還してある。また、この負荷スイッチ16の抵
抗値は切替スイッチ20の抵抗値と等くしてある。そし
て、上記スイッチ12_S11、12_S12、はＳ１端子に入力され
る制御信号によって開閉し、スイッチ12_S21、12_S22はＳ
２端子に入力される制御信号によって開閉し、切替スイ
ッチ20はＢ端子に入力される制御信号によって開閉し、
スイッチ21、22はＡ端子に入力される制御信号によって
開閉するようにしてある。

【００２１】さらに、該オペアンプ13a の出力端子はコ
ンパレータ14の−入力端子に接続されており、このコン
パレータ14の＋入力端子には定電圧電源23から比較基準
電圧が加えられている。

【００２２】以上により構成したこの発明に係る外光除
去回路の作用を、以下に説明する。

【００２３】カメラの図示しないレリーズボタンを押下
すると、レリーズに先立って図示しない被写体までの距
離の測定が開始されることになり、発光部10から信号光
としての赤外光が被写体に投光される。そして、被写体
で反射した光が受光体11で検出されることになる。

【００２４】上記被写体が外光によって照明されている
場合には、該外光も上記受光体11で検出されることにな
る。例えば、被写体がタングステンランプによって照射
されている場合には、受光体11で検出される光電流は、
図７（ａ）の入力電流波形に示すように、タングステン
ランプの明暗の繰り返しに対応する正弦波形に、上記信
号光の波形が加えられた波形を描くことになり、この光
電流が入力電流として前記チョッパ積分回路12に入力さ
れる。チョッパ積分回路12では、図２に示す端子Ｓ１、
Ｓ２から交互にＯＮ信号が送出されて、スイッチ1
2_S11、12_S12およびスイッチ12_S21、12_S22とが、上記発
光部10からの信号光の発光パルスに同期して交互に開閉
する。そして、該チョッパ積分回路12は歪成分のみを通
過させるから、タングステン光の正弦波形が相殺され
て、図７（ａ）の出力電圧波形に示すように、信号光に
対応した電圧波形のみが出力されることになる。

【００２５】また、外光成分が存在しない場合には、発
光部10から投光されて被写体で反射した信号光は、図７
（ｂ）の入力電流波形として検出され、チョッパ積分回
路12と通過することによって、同図に示す出力電圧波形
が得られる。そして、図７（ａ）および（ｂ）のそれぞ
れの出力電圧波形に示すように、チョッパ積分回路12を
通過して定常状態となったのちは、信号成分の積分レベ
ルは等しくなる。

【００２６】そして、上記外光成分をチョッパ積分回路
12を通過させて、外光成分を確実の除去するためには、
該チョッパ積分回路12の動作時間を0.025secの整数倍と
すればよい。以下に、この原理を説明する。

【００２７】商用電源の周波数には50Hzと60Hzがあり、
該商用電源で発光するタングステンランプなどは、該周
波数波形の頂点で発光するから、受光体11で検出される
光電流は、それぞれ図８（ａ）、（ｂ）に示すように10
0Hz、120Hzとなる。そして、これらの波形成分が積分さ
れることによって相殺されるためには、図８（ｅ）、
（ｆ）の積分された電圧波形が０Ｖとなる時点で積分を
終了する必要があるから、積分の開始時点を光電流波形
の中心値と交差する点とすれば、積分の終了時点を次に
該光電流波形が中心値と交差する点とすればよい。すな
わち、上記光電流の１／２周期で積分すればよく、商用
電源に適応するためには、50Hzの商用電源の場合の積分
動作時間Ｔ₅₀は、

【数１】Ｔ₅₀＝１／200 sec． 60Hzの商用電源の場合の積分動作時間Ｔ₆₀は、

【数２】Ｔ₆₀＝１／240 sec．となる。いずれの商用電源であっても、タングステンラ
ンプなどの外光を確実に相殺するためには、上記それぞ
れの時間、（１／200sec.）と（１／240sec.）との最小
公倍数となる時間（30／1200sec.＝１／40sec.）で積分
すればよい。すなわち、該最小公倍数は１／40＝0.025
sec.となるから、これの整数倍の時間、即ち0.025×ｎ
sec.（ｎは整数）の間チョッパ積分回路12を動作させれ
ば、商用電源による外光成分が相殺されることになる。
なお、被写体が太陽光によって照射されている場合に
は、太陽光の光電流波形は、図８（ｃ）に示すようにほ
ぼ直線と考えられて、太陽光による外光成分の影響は殆
どないと考えられる。

【００２８】また、チョッパ積分回路12のスイッチ12
_S11、12_S12とスイッチ12_S21、12_S22の開閉の切替周期
（チョッパ周期）は、0.025×１／ｍ sec.（ｍは整数）
とする。

【００２９】そして、チョッパ積分回路12を通過した信
号電圧は、ホールド回路13でホールドされ、適宜に増幅
されてコンパレータ14に送出される。そして、該コンパ
レータ14では、基準電圧と比較されてホールドされた電
圧値が基準電圧値よりも大きくなると、ＣＰＵ17にＩＲ
ＥＤ駆動終了信号が送出される。図３は、外光を除去す
る動作を説明するタイムチャートで、ＣＰＵ17から送出
される発光回数制御信号によってＩＲＥＤ駆動回路18が
発光部10を駆動して信号光を被写体に向けて投光する。
このときの発光部10の発光周期は、前述したように0.02
5×１／ｍ sec.であり、図３上ＩＲＥＤで示してある。

【００３０】チョッパ積分回路12のチョッパ周期は発光
周期に同期しており、したがって、図３Ｓ１、Ｓ２に示
すように、端子Ｓ１、Ｓ２のＯＮ信号を、発光周期に同
期して送出する。ホールド回路13によってホールドされ
た電圧（ＣＨＡ、ＣＨＢ）が基準電圧よりも大きくなる
とコンパレータ14からＩＲＥＤ駆動停止信号ＬＳＮが出
力されて、発光部10の発光パルスＩＲＥＤが停止する。

【００３１】そして、さらにチョッパ積分回路12によっ
て積分動作時間（0.025×ｎ sec.）が経過するまでチョ
ッパ積分処理が継続される。この積分動作時間が経過す
ると、端子Ｓ１、Ｓ２からのＯＮ信号の送出が停止さ
れ、端子ＡからＯＮ信号が出力されるとともに、それま
でＯＮ信号を送出していたＢ端子の出力がＯＦＦ信号に
切り替わる。すなわち、Ｂ端子のＯＮ信号によりそれま
で閉成していた切替スイッチ20を介してオペアンプ12c
の出力端子とコンデンサ15の端子との間が短絡してした
が、該Ｂ端子のＯＦＦ信号によって切替スイッチ20が開
放されて、チョッパ積分回路12の動作が終了する。

【００３２】そして、Ａ端子からＯＮ信号が送出される
ことによって、それまで開放していたスイッチ21、22が
閉成されることになり、基準電圧Ｖc からコンデンサ15
を介してホールド回路13のオペアンプ13a の＋入力端子
に至る回路が閉じることになり、コンデンサ15はホール
ド回路13のホールドのための電圧保持容量に用いられる
ことになる。すなわち、該コンデンサ15は、チョッパ積
分回路12とホールド回路13とに共通のものとされてお
り、チョッパ積分回路12の動作が終了したのちはホール
ド回路13の利用に供される。

【００３３】また、上記ホールド回路13のオペアンプ13
a の＋入力端子には切替スイッチ20が接続されて、該切
替スイッチ20および前記スイッチ21、22が開閉すること
によりチョッパ積分回路12とホールド回路13の動作が切
り替えられるから、該切替スイッチ20またはスイッチ2
1、22の抵抗によってオペアンプ13a の＋入力端子に加
わる電圧が降下する。ところが、該オペアンプ13a の−
入力端子にも切替スイッチ20と同様の負荷スイッチ16が
常時閉成されて接続されているから、−入力端子に加え
られる電圧にも等しい降下が生じて、＋入力端子に加え
られる電圧の降下分が相殺されることになる。したがっ
て、切替スイッチ20の影響が緩和されて、ホールド回路
13の動作の誤差が低減される。

【００３４】そして、ＣＰＵ17で比較演算されて、被写
体までの距離が測定される。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るオ
ートフォーカス装置用外光除去回路によれば、発光部か
ら被写体に投光されて反射した信号光の、受光体で検出
された光電流を電圧に変換し、増幅するチョッパ積分回
路を設けたから、被写体がタングステンランプなどによ
って照射されている場合に、受光体で検出されたタング
ステンランプなどの外光成分を除去して後段の処理に供
することができる。したがって、確実な測距データを得
ることができ、被写体までの距離の信頼性を向上させる
ことができる。

【００３６】しかも、電流−電圧変換増幅器などを必要
としないから、外付けを要する部品の点数を減じるとと
もに、構成が簡単なオートフォーカス回路とすることが
でき、またＩＣ化した場合の集積度を小さくすることが
できる。

【００３７】さらに、上記チョッパ積分回路の積分容量
とチョッパ積分回路の出力電圧を保持するホールド回路
の電圧保持容量とを共通容量によって共通化したため、
部品点数をさらに減じて回路構成を簡略化することがで
きる。

【００３８】加えて、上記共通容量を積分容量用と電圧
保持容量用とに切り替える切替スイッチと同等の負荷ス
イッチを、ホールド回路の帰還ループに介在させたか
ら、該ホールド回路に入力される、チョッパ積分回路か
らの電圧と帰還ループからの電圧とが等しく降下し、ホ
ールド回路の動作の誤差を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この外光除去回路を備えたオートフォーカス回
路のブロック図である。

【図２】外光除去回路を備えたオートフォーカス装置の
回路を示す図である。

【図３】外光を除去する動作を説明するタイムチャート
である。

【図４】外光除去装置としてのチョッパ積分回路の回路
図である。

【図５】外光除去装置としてのチョッパ積分回路の周波
数特性を示す。

【図６】外光除去装置としてのチョッパ積分回路の動作
を示すタイムチャートである。

【図７】外光除去装置としてのチョッパ積分回路の入出
力波形を示すもので、（ａ）は被写体を外光が照射して
いる場合、（ｂ）は外光が照射していない場合を、それ
ぞれ示している。

【図８】外光除去装置としてのチョッパ積分回路を備え
たオートフォーカス回路の動作を説明するタイムチャー
トである。

【図９】従来の外光除去装置を備えたオートフォーカス
装置のブロック図である。

【図１０】従来の外光除去装置としてのフィルタ回路の
回路図である。

【図１１】従来の外光除去装置の周波数特性を示す。

【図１２】従来の外光除去装置による入出力波形を示す
図である。

【符号の説明】

10 発光部 11 受光体 12 チョッパ積分回路（外光除去回路） 13 ホールド回路 14 コンパレータ 15 コンデンサ（共通容量） 16 負荷スイッチ 17 ＣＰＵ 18 ＩＲＥＤ駆動回路 20 切替スイッチ 21 スイッチ 22 スイッチ 23 定電圧電源

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40 G02B 3/00 - 3/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発光部から発せられて被写体で反射した
信号光を、受光部で光電流として検出して、該被写体ま
での距離を測定するオートフォーカス回路において、前記光電流を電圧に変換するとともに、増幅して出力す
るチョッパ積分回路と、該チョッパ積分回路の出力電圧
を保持するホールド回路と、上記チョッパ積分回路の積
分容量および上記ホールド回路の電圧保持容量を共通化
した共通容量とを有し、該共通容量を切替スイッチによ
って、チョッパ積分回路の積分動作中は積分容量に供
し、積分動作終了後はホールド回路の電圧保持容量に供
し、上記ホールド回路の帰還ループに上記切替スイッチ
と同等の負荷スイッチを介在させ、オートフォーカス装
置の作動中は該負荷スイッチを常時閉としていることを
特徴とするオートフォーカス装置用外光除去回路。