JPS58191915A

JPS58191915A - 光位置センサ

Info

Publication number: JPS58191915A
Application number: JP7502882A
Authority: JP
Inventors: Toru Matsui; 徹松井; Motonobu Matsuda; 松田　元伸
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1982-05-04
Filing date: 1982-05-04
Publication date: 1983-11-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明はオートフォーカスカメラ等の測距装置に使用さ
れる光位置センサに関し、より詳しくは、測距対象に向
けて発射された光ビームの反射光を受けて距離情報を得
る三角測距の原理を適用した能動形式の測距装置に用い
られる光位置センサに関する。

従来技術本願出願人は、特願昭５６−４４８１８号において、上
記の如き三角測距の原理を適用した第１図および第２図
に示すような能動形式の測距装置および光位置センサを
提案した。

第１図において、レンズ２と発光素子４は光ビーム投光
手段を構成し、図示しない駆動回路により電力を得て、
光軸６上の測距対象、つまり被写体に向けて、断面が円
形状の光ビームを発する。

レンズ８と光位置センサ１０は受光手段を構成し、投光
系から一定の基準長りだけ隔て配置されており、上記光
位置センサ１０には被写体からの光ビームの反射光が、
その距離に応じて異る位置に入射する。

上記光位置センサｌＯは、第２図に示すように、例えば
ｎ形の半導体基板１２の表面層に一対のｐ形主拡散領域
１４．１６と、一対のｐ形態拡散領域１８．２０とが形
成しである。このｐ形主拡散領域１４と１６とで挾まれ
る領域内の中心線２２上にスポット光２４が入射すると
、基板１２と各拡散領域との間から、第３図に示すよう
な光電流が出力される。

上記第３図は、スポット光の強度を一定にして入射位置
を中心線２２上に沿って移動した場合を示しており、曲
線Ｉ、ｌは主領域１４と半導体基板１２との間から出力
される光電流を示し、曲線■、２は主領域１６と半導体
基板１２との間から出力される光電流を示す。

光電流■、、　、　Ｉ、は、第３図から分るように、そ
れぞれスポット光の入射位置に応じて異なっている。

上記とは異なる別の強度を有するスポット光が入射した
場合は、同−入射位置に対して異なった光電流が出力さ
れるが、２つの光電流Ｉ、１とＩ、２強度に依存せず、
入射位置にのみ依存して変化する。

２つの光電流■１．とＩ、２との間に上記のような関係
が存在するため、２つの光電流■ｐ１とＩｐｚを検出し
てその比を取ることにより、光の入射位置ひいては被写
体距離を知ることができる。

一方、各ｐ形削拡散領域１８．２０と半導体基板１２と
の間からは、第３図において■Ｐ３＋　ＩＰ’で示す光
電流が出力される。これらの光電流■、３゜■４をｐ形
主拡散領域からの光電流Ｉ、１．　Ｉ、２にそれぞれ加
え合わせると、点線”ｐａｌ　　、　　Ｉｐｔ２　　で
示す光電流が得られる。この２つの光電流Ｉｐｓｌ　。

Ｔ　ｐｓ２は、上記の光電流Ｉｐｔ　、　Ｉｐｚの代り
に距離検出情報として用いることができ、さらには、光
電流Ｉｐ＋　、　Ｉｐｚを用いる場合よりも、以下に述
べるように、有利に用いることができる。

今、光位置センサー０からの光電流Ｉｐｔ　、　Ｉｐｚ
。

Ｔ１１３　、　ＴＰ４を処理する図示しない処理回路は
、第３図に示す電流１ｔｈ以上の光電流をノイズと区別
して扱うことができるものとする。

光位置センサ１０に入射する光の強度が検出限界近傍に
位置するような場合、ｐ形主拡散領域１４．１６からの
光電流Ｉｐ＋　、　ＩＰ’２のみではこれら光電流１ｐ
ｌ、　Ｉｐｚが上記処理回路のノイズレベルに入って検
出不能になるような場合でも、ｐ形態拡散領域１８．２
０からの光電流Ｉｐ３．　ＴＰ４を加えると、上記処理
回路に与えられる電流が一定の上記電流Ｉｔｈよりも大
きくなって、正常に距離を検出することができる場合が
出現する。

これは、第３図において、Ｉｐｔ　（Ｉｔｈ　１１ｐｚ
　（Ｉｔｈとなるｐ形主拡散領域１４．１６から距離ａ
以内の領域に光位置センサ１０に入射する光が存在する
場合である。

以上は、スポット光が中心線２２上を移動する場合を想
定したが、実際には測距装置を組み立てる場合、中心線
２２上を正しくスポット光が移動するように位置合せを
行うには困難を伴う。

正しく位置合せがなされていない場合、例えば。

第２図に示すように、スポット光２４′が中心線２２か
らΔｄだけｐ形削拡散領域２０の方にずれて移動するよ
うな場合、ｐ形削拡散領域２０からの光ｙｔ流１１１３
よりもｐ形態拡散領域１８からの光電流ＩＰ４の方が大
きくなって、加え合わせた光電流ＩＰ”　　＋　ＴＰ”
’は、第３図のグラフのような対称性を示さなくなり、
検出結果は当初の設計値から外れてしまい、不正確な焦
点調節が行われてしまう。

発明の目的本発明はスポット状の光ビームを使用する能動形式の測
距装置に用いられる光位置センサにおける上記問題を解
消すべくなされたものであって、その目的は、半導体基
板からなる受光部において、基線長方向と垂直に長手方
向が位置する短冊形状の像の両端部分に対しては応答し
ないようにした遮光層を上記受光部に設けることにより
、反射光像の結像位置が基線長方向に対して垂直な方向
にずれている場合でも、光電流の発生に寄与する像の形
状を上記基線に対して対称とし、光学系の配置誤差が測
距結果におよぼす影響を少なくすることである。

発明の要旨このため、本発明は、測距対象に向けて光ビームを発射
し、その反射光を受けて距離情報を得る三角測距の原理
を適用した能動形式の測距装置に用いられる光位置セン
サにおいて、受光面をなすｐ形またはｐ形の半導体基板
面に対をなす２つの短冊形状のｐ形またはｎ影領域を上
記半導体基板面の１つの基準線に対して長手方向が垂直
で互いに一定距離隔て、かつ、上記基準線に対して線対
称となるように形成する一方、これら２つの短冊形状の
領域で挾まれる半導体基板領域を上記基準線に対して垂
直な方向から挾み、かつ、上記基準線に対して線対称と
なる形状の遮光層を配し、上記２つの短冊形状の各領域
と基板領域との間から光電流を取り出すようにしたこと
を特徴としている。

実施例本発明に係る光位置センサを用いた測距装置の基本的構
成を第４図に示す。

第４図において、レンズ２６と発光ダイオ−トート２８
は後述するように、発光部が短冊形状もしくはスリット
形状となるように形成してあり、この発光形状が長手方
向を基線長方向に対して垂直として測距対象に投射され
る。レンズ２６を通過した光ビーム３０は、レンズ２６
からの距離の増加とともに拡大する。

上記レンズ２６から基線長りだけ隔てて受光手段として
のレンズ８２が配してあり、その後面に光位置センサ３
４が配しである。

上記光位置センサ３４は、例えば、ｎ形半導体基板３６
にｐ形拡散領域８８．４０が形成してあり、この２つの
ｐ形拡散領域８８．４０により挾まれる基板領域に光ビ
ームの反射光像４２が結像される。上記光位置センサ３
４にはさらに、例えば、アルミ蒸着による遮光層４４．
４６が反射光の結像領域を挾むように設けである。

上記光位置センサ３４には、測距対象に投射された短冊
形状の反射光像４２が結像されるが、該反射光像４２両
端部分は上記遮光層４４．４６上にか＼るようにしてい
る。

上記から１反射光像４２の上記両端部分が遮光＠４４．
４６上にかかつている限り、反射光像４２が中心線４８
に対して垂直な方向にずれても、光感応領域に入射する
光量は変らないため、出力する光電流も変らない。

したがって、投光手段２９と受光手段３７の光軸が基線
長方向に垂直な方向に相対的にずれている場合でも、そ
のずれが一定の許容範囲内にあるときには、上記ずれに
よる測距結果への影響を避けることができる。また、反
射光像４２の長手方向が中心線４８に対して垂直方向か
らずれている場合においても、一定の許容範囲内では測
定結果への影響を小さく保つことができる。

次に、第４図における光位置センサ３４の受光面の具体
的形状を第５図（ａ）および第５図（ｂ）に示す。

第５図（ａ）に示すように、ｎ形半導体基板５０の表面
層には、短冊形状のｐ形拡散領域５２．５４がその長手
方向を中心線５６に対して垂直かつ線対称に形成されて
いる。この２つのｐ形拡散領域５２．５４は、第２図に
おける光位置センサ１０のｐ形主拡散領域１４．１６に
対応する。

上記各ｐ形拡散領域５２．５４の長さおよび巾は例えば
それぞれ４２０μおよび１２０μであり、間隔ｄ３は７
００μである。

上記ｐ形拡散領域５２と５４により挾捷れるｎ形基板領
域５８をさらに中心線５６に対して垂直な方向から挾む
ように、上記ｎ形半導体基板５０に遮光層６０．６２を
例えばアルミ蒸着により形成している。これら遮光層６
０．６２は、中心線５６から互いに等しい距離にあり、
中心線５６に対向する辺６１．６８は互いに平行である
。また、上記遮光層６０．６２の間隔ｄ４は例えば５８
０μである。

ｎ形半導体基板５０の表面には、第５図（ｂ）に示すよ
うに、酸化シリコンの透明な絶縁薄膜層６４が形成され
ており、該絶縁薄膜層６４上に上記遮光層６０．６２が
形成されている。

光電流は、各ｐ形拡散領域５２．５４とｎ形半導体基板
５０との間から取り出される。

第５図（ａ）および第５図（ｂ）の光位置センサ３４が
測距装置に組み込まれた場合、上記光位置センサ３４は
点線で示すような短冊形状の反射光像６６を受ける。こ
の反射光像６６は、測距対象捷での距離に応じて中心線
５６と平行に移動する。

このとき、測距装置の組立誤差により、上記反射光像６
６は中心線５６に対してΔｄだけ遮光層６２０１１にず
れて結像されたとしても、上記反射光像６６の両端部が
各遮光層６０．６２にかかるように結像している限り、
光電流の発生に寄与する部分の反射光像６６の形状は中
心線５６に対して線対称である。したがって、上記反射
光像６６の各部分の強度が一様であるとすれば、出力さ
れる光電流は、ずれを生ずることなく結像される場合と
同一である。

本発明に係る光位置センサの第２の実施例を第６図（ａ
）および第６図（ｂ）に示す。

第６図（ａ）および第６図（ｂ）に示す光位置センサ３
４は、第５図（ａ）および第５図（ｂ３に示す光位置セ
ンサ３４の遮光層６０．６２の下側に、第２図の光位置
センサ１０のｐ形副拡散領域１８．２０に相応するｐ形
拡散領域６８，７０を形成し、これらｐ形拡散領域６８
．７０を電極板を兼ねる遮光層’１２．７４に、絶縁層
慣通部６９．７１を介して接続し、さらに、波光層７２
．７４と、第２図の光位置センサｌＯのｐ形主拡散領域
１４．１６に相応するｐ形拡散領域７６．７８とをそれ
ぞれ接続したものである。

上記ｐ形拡散領域Ｔ６．’１Ｂには、遮光層７２゜７４
とｐ形拡散領域Ｔ６，１Ｂとをそれぞれ接続するために
、余分の拡散領域７７．７９がそれぞれ形成されており
、上記拡散領域７７は、第６図（ｂ）に示すように、ｎ
形半導体基板８２の表面に形成された絶縁薄膜層８４の
除去部分を通して、上記遮光層７２に設けられた接続部
に接続される。

また、いま一つの余分の上記拡散領域７９も、上記と同
様にして、遮光層７４に接続される。

上記遮光１７２．７４にはそれぞれ外部回路接続用のリ
ード線８６．８８が取り付けられ、ｎ形半導体基板８２
にも外部回路接続用のリード線９０が取り付けられてい
る。

上記のようにすれば、第２図の光位置センサ１０のｐ形
副拡散領域１８．２０に相応するｐ形拡散領域６８．７
０のため、第３図において既に説明したように、反射光
像９１の位置が上記ｐ形拡散領域７６もしくは７８に近
付いたときにも、正常に距離を検出することができるよ
うになる。

次に、本発明に係る光位置センサの第３の実施例を第７
図に示す。

第７図に示す光位置センサは、第６図（ａ）および第６
図（ｂ）に示す実施例におけるｐ形拡散領域６８゜７０
にそれぞれ対応するｐ形拡散領域９２．９４を遮光層９
６．９８で挾まれるｎ形基板領域９９に配したもので、
その他の構成は第６図（ａ）および第６図（ｂ）の光位
置センサと同一である。

上記ｐ形拡散領域９２．９４の巾は、ｐ形拡散領域１０
０，１０２の巾に比べて、例えば４分の１程度に狭く形
成され、上記ｐ形拡散領域９２゜９４から出力される光
電流がｐ形拡散領域１００゜１０２から出力される光電
流に比較して必要以上に大きくならないようにすること
が好ましい。

なお、上記第１から第３の実施例において、ｐ形拡散領
域５２．５４．７６．７８および１００゜１０２は遮光
されておらず、入射光に感応するが、この部分に遮光層
を設けても支障をきたすことはない。

次に、投光手段２９に用いられる断面がスリット形状の
光ビームを発生するのに適した発光ダイオードの構成を
第８図および第９図に示す。

第８図において、発光ダイオード１０４はｎ形半導体１
０６とｎ形半導体１０８とによるｐｎ接合構造を有し、
微小電極１１０を介してフレーム電極１１２に取り付け
である。ｎ形半導体１０８は、薇小電極１１４およびリ
ード線１１６を介して、他のフレーム電極１１８と接続
しである。

上２発光ダイオード１０４は、フレーム電極１１２．１
１８を介して電流を供給すると、微小電極１１０と１１
４で挾まれるｐｎ接合領域１２０から光が放射される。

この発光領域の長手方向の長さは、微小電極１１０，１
１４の巾ｄ、とほぼ等しく、この巾ｄ、は例えば０．５
■であり、また、発光領域の巾は５０μ程度である。

第８図に示す発光ダイオードは、例えば第９図に示すよ
うに、透明樹脂１２２でモールドし、さらに、発光領域
の前面に例えば半径が１１ＩＩＩの半球形状のレンズ１
２４が取り付けられる。このレンズ１２４は発光ダイオ
ード１０４から放射される光束をその前方に配される第
４図に示すレンズ２６に向けて効率よく集光する。

土肥第４図において、投光系および受光系のレンズ２６
および３２の焦点距離を互いに等しく選び、各焦点の位
置に発光ダイオード２８の発光面および以上に説明した
光位置センサ３４の受光面を持ってくれば、上記の受光
面には、測距対象までの距離に依らず、大きさが一定の
反射光像が結像される。

上記発光ダイオード２８として第９図に示すようなもの
を使用する場合は、レンズ２６の焦点位置より、該レン
ズ２６側に発光面を若干近付けた位置が適している。

なお、以上の実施例において、光位置センサのｎ形半導
体基板５０．８２等はｎ形半導体を使用したが、ｐ形半
導体であってもよい。

次に、以上に説明した本発明に係る光位置センサを使用
したカメラの自動焦点調節装置を第１０図に示す。

第１θ図の自動焦点調節装置は、シネカメラやビデオカ
メラのように連続的に撮影を行うカメラの撮影レンズを
連続的に調節するものである。焦点調節に際しては、被
写体に向けて周期的に繰り返して光ビームが投射され、
その都度、上記光位置セン号３４から被写体距離の情報
を含む光電流を得て、この光電流を以下に説明する信号
処理回路により撮影レンズを含むサーボ系に適した信号
に変換して連続的に撮影レンズを合焦位置に制御するも
のである。

第１０図において、２８は第４図の発光ダイオードで、
該発光ダイオード２８は発光部制御信号発生回路２０２
から出力されるタイミングパルスに応じて周期的に点灯
される。

光位置センサ３４のｐ形拡散領域３８．４０から取り出
された光電流は電流電圧変換回路２０４゜２０６に入力
する。

上記電流電圧変換回路２０４．２０６は、光位置センサ
３４に入射する光のうちで、その強度が比較的速く変化
する、例えば螢光灯の光に含まれるリップルのような交
流成分に応答して、その交流成分の光電流の対数と直線
的な関係にある電圧信号を出力し、強度が時間的に変化
する光が入射していない場合は、定電圧回路２０８から
４えられる定電圧Ｖｒｅｆ３　と等しいレベルの電圧を
出力する。

なお、上記の如き動作を行う回路については、本願出願
人により出願された特開昭５６−２９１１２号に詳細に
説明されており、また、本願発明に直接関係しないため
、詳細な説明は省略する。

さて、光位置センサ３４に螢光灯により照明された被写
体からの光が入射している場合、上記電流電圧変換回路
２０４．２０６からは、上記定電圧Ｖ　ｒｅｆ　３を平
均レベルとしてその上下に変化するリップル電圧が出力
される。さらに光ビームの反射光が入射した場合には、
その入射光の強度と螢光灯の光のリップル成分の強度と
の和に対応する電圧信号が出力される。

なお、上記光位置センサ３４の半導体基板３６には、定
電圧回路２０８から光位置センサ３４に対して逆バイア
ス電圧として作用する定電圧Ｖ　ｒｅｆ　】を印加して
いる。

光ビームの被写体からの反射光は、被写体が近距離ゾー
ンにある場合は、主拡散領域３８に近い領域に入力し、
被写体までの距離が増加するにつれて、反射光の入射位
置はいま一つの主拡散領域４０に近付く。

ただし、被写体距離が一定以上になると、検出しうるに
充分な強度の反射光は得られなくなる。

そこで、光位置センサ３４の有効受光域は、撮影レンズ
の合焦可能な最近接距離と種々の被写体の平均的な反射
率、、反射特性を有する被写体に対する光ビームの反射
光が検出できる最大距離との間のゾーンに対応させるこ
とができる。

今、光位置センサ３４にビーム光のみが入射する場合を
考えると、電流電圧変換回路２０４　、２０６の出力電
圧Ｖ　０１１１　、　　Ｖ　ｏｕｔ　２は、光位置セン
サ３４の光電流の対数圧縮値に相当するもので、ビーム
光の入射位置の変化に対して上記出力電圧Ｖ　ｏｕｔ　
ｌ、　Ｖ　ｏｕｔ　２の変化は直線的である。

演算回路２１０は演算増巾器２１２，２１４および抵抗
２１６，２１８，２２０，２２２からなり、次の第１式
の演算を行う。

Ｖｏｕｔａ＝（１−４−３−）（Ｖｏｕｔ２−Ｖａｕｌ
ｌ）＋Ｖｒｅｆ４２・・・・・・（１）ただし、第１式において、Ｒ８は抵抗２１６゜２２２の
抵抗値であり、Ｒ７は抵抗２１８，２２０の抵抗値であ
る。また、Ｖｒｅｆ４は半固定抵抗２２４と２２６の接
続点２シ８から出力する一定電圧である。

上記第１式から分るように、演算回路２１０の出力Ｖ　
ｏｕｔ　ａは一定電圧Ｖｒｅｆ４に電流電圧変換回路２
０４．２０６の出力間の電圧の差を定数倍して加算した
ものに相当し、上記出力Ｖ　ｏｕｔ　ｓは、る。

ここで注目すべきは、上記演算回路２１０の出力電圧Ｖ
　ｏｕｔ　３は、光位置センサ３４への反射光の入射位
置に依存し、その強度には依存しないことである。これ
は、光位置センサ３４が出力する光電流’Ｐ’＋’Ｐ”
は入射光の強度に応じて変化するが、（Ｉｐ２／Ｉｐｌ
）の値は、既に述べたように、入射光の入射位置が定ま
れば、この位置に対して一定であり、廟（Ｉｐ２／　Ｉｐ’　）−臆ＩＰ２−瞳Ｉｐ１＝　ｋ
　（Ｖｏｕｔ　２−　Ｖｏｕｔ　１）　　・−（２）よ
り、Ｖｏｕｔｚ−Ｖｏｕｔ＋が一定となるからである。

尚、ｋは比例定数である。

したがって、演算回路２１０の出力電圧ＶＯｕｔ３は被
写体距離に対応する。

アナログスイッチ２３０は、発光部制御信号発生回路２
０２の信号により制御され、発光ダイオード２８が発光
する間だけ閉成されて、演算回路２１０の出力電圧Ｖ　
ｏｕｔ　３をコンデンサ２３２に供給する。上記コンデ
ンサ２３２はアナログスイッチ２３０が開成している間
、上記出力電圧ＶＯｕｔ３をホールドする。

上記コンデンサ２３２によりホールドされた電圧は、撮
影レンズ２８４を合焦位置に駆動制御するサーボ回路２
３６に供給される。

上記サーボ回路２３６は、定電流源２３８、ポテンショ
メータ２４０、半固定抵抗２２４．２２６および抵抗２
４２で構成される矩電圧回路２４４と、電圧比較回路２
４６．２４８と、モータ駆動回路２５０、撮影レンズ駆
動モータ２５２からなる。

上記サーボ回路２３６において、ポテンショメータ２４
０に設けられた２つの摺動子２４０ａ　。

２４０ｂは、該ポテンショメータ２４０の抵抗上におい
て一定の距離だけ隔てられ、撮影レンズ駆動モータ２５
２により、ギヤ２５２ａを介して駆動される撮影レンズ
２３４と連動して、上記抵抗上を接片群２４５を介して
摺動する。

上記ポテンショメータ２４０の端子２４１ａ、！：２４
１ｂとの間には、演算回路２１０が出力しつる範囲を上
下に越える電圧が発生しており、サーボ回路２３６のサ
ーボ動作に際しては、モータ駆動回路２５０は、ポテン
ショメータ２２０の摺動子２４０ａと２４０ｂとがコン
デンサ２８２にホールドされた電圧Ｖ　ｏｕｔ　３と等
しい電圧を発生しているポテンショメータ２４０の抵抗
体上の位置を挾むように、上記撮影レンズ駆動モータ２
５２を制御する。

王制モータ駆動回路２５０は、電圧比較回路２４６およ
び２４８の出力に応じて、次の第１表に示すように撮影
レンズ駆動モータ２５２を駆動する。

ただし、第１表において、Ｖｃ、Ｖｓ＋　　およびＶＳ
２はそれぞれ、コンデンサ２３２、ポテンショメータ２
４０の第１および第２の摺動子２４０ａ。

２４０ｂの電圧を示し、Ｖｏｕｔ４　、Ｖｏｕｔｓはそ
れぞれ電圧比較回路２４６，２４８の論理出力信号を示
す。

例えば被写体が遠くにあって、光ビームの反射光が検出
できないような場合、以下に述べるようにして、トラン
ジスタ２５６を導通してコンデンサ２３２を演算回路２
１０が出力しうる最大電圧よりもさらに高い、例えば電
源電圧に充電し、撮影レンズ２３４を予め無限遠と定め
た位置に持って行く。撮影レンズ２３４が上記位置にく
ると、撮影レンズ駆動モータ２５２は図示しないリミソ
虐　　　　トスイッチを用いた手段により停止されるよ
うにしている。

次に、光ビームの反射光の入射有無の検出は、電圧比較
回路２５８により行われる。

上記電圧比較回路２５８の反転入力端子には、電流電圧
変換回路２０４の平均出力レベル（Ｖｒｅｆ３に相当す
る。）よりも一定電圧Ｖｔｈだけ高い定電圧Ｖｒｅｆ２
がりえられる。ここで上記一定電圧Ｖｔｈには電流電圧
変換回路２０４の出力に含まれるノイズの振巾よりも大
きい電圧が反射光に応じた電圧信号に対する閾値信号と
して設定される。

ところで、被写体が蛍光灯により照明されているような
場合、照明光に含１れるリップル成分が検出されて電流
電圧変換回路２０４，２０６の出力に現われる。このリ
ップル成分とビーム光の被写体からの反射光に応じた信
号とを区別して信号成分を活用するために、次に述べる
ように、照明光のリップル成分の特定の位相のタイミン
グで光ビームの発射および検出を行う。

既に述べたように、上記リップル成分は直流電圧Ｖｒｅ
ｆ３に重畳しており、第１１図（イ）のような形で電流
電圧変換回路２０４．２０６から出力される。

上記第１１図（イ）から分るように、時刻１．のような
時点では、リップル電圧は直流電圧Ｖ　ｒｅｆ　３と一
致している。したがって、このような時刻１゜に同期し
て、上記リップルの周期に比較して充分短い時間巾の光
ビームを発射すれば、これに応じた出力信号はリップル
が存在しない場合と同等に扱えることになる。

上記のようなリップルの特定位相の時刻に同期した光ビ
ーム発射検出のための制御信号は、発光部制御信号発生
回路２０２により、第１１図（ロ）および（ハ）に示す
パルス信号により作られる。第１１図（ロ）のパルス信
号は電圧比較回路２６０から出力されるパルス信号であ
って、参照電圧Ｖ　ｒｅｆ　３　とリップル電圧との比
較結果に対応する。第１１図←うのパルス信号はパルス
発生器２６２が出力する光ビーム発射を指令するパルス
で、例えば１００ｍ５の周期、１ｍｓの時間巾を有して
いる。

発光部制御信号発生回路２０２は、パルス発生器２６２
からパルスが出力されてから最初に電圧比較回路２６０
から出力されるパルスの立ち上りに応じて、第１１図に
）に示す例えば１ｍｓの時間巾を有するタイミングパル
スを出力する。

上記タイミングパルスは、アナログスイッチ２３０およ
びラッチ回路２６４の制御端子に与えられ、さらに、イ
ンバータ２６６、抵抗２６′９およびトランジスタ２７
０からなる発光ダイオード駆動回路２７２に与えられ、
発光ダイオード２８は上記タイミングパルスに応じて点
灯され、アナログスイッチ２３０は閉じられる。

さらに、ラッチ回路２６４は、タイミングパルスが与え
られている間に電圧比較回路２５８から出力される０高
”あるいは６低”の電圧信号を取り込み、その信号を次
のタイミングパルスの到来まで保持する。

このようにして、光ビームの反射光が検出されて電圧比
較回路２５８が高”電圧を出力する場合は、ｐｎｐ形ト
ランジスタ２５６は不導通状態におかれ、コンデンサ２
８２には、演算回路２１０からの被写体距離に応じた電
圧信号が貯えられ、撮影レンズ２３４は上記コンデンサ
２３２に貯えられた上記電圧信号に応じて、合焦位置に
制御される。

また、反射光が検出されずにラッチ回路２６４が“低”
電圧をラッチした場合は、トランジスタ２５６は導通状
態となって、コンデンサ２３２は電源電圧Ｖｃｃに近い
電圧に充電されて、撮影レンズ２３４は無限遠位置に制
御される。

なお、被写体を照明している光源が太陽のようにリップ
ルを含んでいない場合のタイミングパルスの発生は次の
ようにして行われる。

第１０図において、電圧比較回路２６０の反転入力端子
には定電圧Ｖ　ｒｅｆ　ａが与えられているが、この電
圧は電流電圧変換回路２０４．２０６のモ均出力レベル
でもある。つまり、電圧比較回路２６０の２つの入力に
は、同一レベルの電圧が人力される。

ところが、実際には、電流電圧変換回路２６０の出力は
、定電圧Ｖｒｅｆ３に重畳してノイズが載っており、こ
のノイズが比較の対象となって、電圧比較回路２６０か
らは第１１図（ハ）に示す周期的なパルスに代って、ラ
ンダムにパルスが充分な頻度で出力される。このように
して作られるランダムなパルスと、パルス発生器２６２
からのパルスとからリップルが含まれる場合の動作と同
様にしてタイミングパルスが作成され、周期的に測距動
作が繰り返し行われて撮影レンズ２゛３４の位置が制御
されることになる。

第１０図の焦点調節回路によれば、光位置センサ３４へ
の入射光の位置と、演算回路２１０の出力電圧との関係
が直線的であるから、ポテンショメータ２４０はリニヤ
特性のものを使用することができ、回路の設計および組
立後の回路調整が容易に行える。

発明の効果以上、詳細に説明したことからも明らかなように、本発
明は、スリット形状の反射光像の両端部が光位置センサ
の受光面において光感応部を挾むようにして設けた一対
の遮光層にかかるようにし　　　　０”たから、反射光
像の結像位置が所定位置からずれても光感応部上の反射
光像の形状は一定となり、光学系の配置誤差が一定の範
囲内にあれは測距結果に悪影響が現れるのを防ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の能動形式の測距装置の原理的構成を示す
説明図、第２図は従来の光位置センサの基本構成を示す
説明図、第８図は第２図の光位置センサの出力特性図、
第４図は本発明に係る光位置センサを使用した測距装置
の基本構成を示す説明図、第５図（ａ）は本発明に係る
光位置センサの第１実施例の平面図、第５図（ｂ）は第
５図（ａ）の１−１′線断面図、第６図（ａ）は本発明
に係る光位置センサの第２実施例の平面図、第６図（ｂ
）は第６図（ａ）の■−ｎＪ断面図、第７図は本発明に
係る光位置センサの第３実施例の平面図、第８図および
第９図はそれぞれ投光手段に適した発光ダイオードの構
成を示す説明図、第１０図は本発明に係る光位置センサ
を使用した焦点調節回路の回路図、第１１図（イ）、（
ロ）、（ハ）およびに）はそれぞれ第１θ図の回路の動
作を説明するための回路図である。２９・・・投光手段、３０・・・ビーム光、３４・・・
光位置センサ、３６・・・半導体基板、８８．４０・・
・ｐ形拡散領域、４２・・・反射光像、４４．４６・・
・遮光層、５０・・・ｎ形半導体基板、５２．５４・・
・ｐ形拡散領域、６０・・・遮光層、６６・・・反射光
像、６８．７０・ｐ形拡散領域、７０，７４・・・遮光
層、７６．７８・・・ｐ形拡散領域、８２・・・ｎ形半
導体基板、９１・・・反射光像、９２．９４・・・ｐ形
拡散領域、９６．９８・・・遮光層、１００．１０２・
・・ｐ形拡散領域。特　許　出　願　人　ミノルタカメラ株式会社代理人弁
理署青山　棟ほか２名第１ｆｆｌ第２図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）測距対象に向けて光ビームを発射し、その反射光
を受けて距離情報を得る三角測距の原理を適用した能動
形式の測距装置に用いられる光位置センサにおいて、受
光面をなすｎ形またはｐ形の半導体基板面に対をなす２
つの短冊形状のｐ形またはｎ影領域を上記半導体基板面
の１つの基準線に対して長手方向が垂直で互いに一定距
離隔て、かつ、上記基準線に対して線対称となるように
形成する一方、これら２つの短冊形状の領域で挾まれる
半導体基板領域を上記基準線に対して垂直な方向から挾
み、かつ、上記基準線に対して線対称となる形状の遮光
層を配し、上記２つの短冊形状の各領域と基板領域との
間から光電流を取り出すようにしたことを特徴とする光
位置センサ。