JPS5987314A - 距離検出装置 - Google Patents

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】 本発明は、距離検出装置、特に三角測距の原理を応用し
た能動型の距離検出装置であって、一つの投光器と、こ
の投光器から投射された後、物体から反射されてくる光
を受ける二つの受光器とを有し、該二つの受光器に入射
する光量の比により物体までの距離を判別する距離検出
装置の改良に関するものである。

二つの受光器に入射する光量の比により、物体までの距
離を判別する方式は既に本出願人より特願昭５７−２７
７８４号などで提案されている。

一般に投光器から投射し、物体から反射されて受光器に
入射する受光量Ｅは、発光出力を１１物体の反射率をα
、定数をＫ、物体までの距離なＭとすると、 Ｅ＝Ｋ・α・ＶＭ２ で表される。従って、受光量Ｅは距離Ｍの２乗に反比例
するので、遠距離から近距離までの物体の反射光量をリ
ニアに増幅すると、信号の大きさの変化が大きく、信号
検出処理回路の電圧も高い電圧が必要となり、カメラの
様に低い電源電圧を使用するものは、物体が至近距離よ
りも近い場合には信号が大きすぎ、飽和してしまうおそ
れがある。この飽和状態の光量比を演算すると、必らず
測距エラーが生ずる。その対策として電源電圧を高くす
るか、あるいは増幅ゲインを下げるなどが考えられる。

しかし、電源電圧を高くするためには多くの電池を使用
するか、もしくはＤＣ−ＤＣコンバータにより昇圧する
などのために、コストアップとなり、カメラ本体を太き
くしなければならず、又、増幅ゲインを下げると、物体
が遠距離にある時、もしくは低反射率の時には信号が小
さいため、測距エラーを生じやすいなどの問題点があっ
た。

本発明の目的は、上述した問題点を解決し、低い電源電
圧を有効に利用でき、かつ超至近距離にある物体をも正
確に判定することができる距離検出装置を提供すること
である。

この目的を達成するために、本発明は、物体が至近距離
にある時の二つの受光器のいずれか一方の出力又は両方
の出力の和に等しい基準電圧を発生する基準電圧発生手
段と、二つの受光器のいずれか一方の出力又は両方の出
力の相が前記基準電圧を越えたことを検出する超至近距
離判定手段とを設けて、超至近距離判定手段の検出によ
り、物体が至近距離より近くにあることを判定するよう
にしたことを特徴とする。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１〜３図は本発明における一実施例を示すもので、第
１図において、１は発光素子、２．３は受光素子、４は
受光用レンズ、５は投光用レンズ、ＡｌＢ、Ｃ，Ｄはゾ
ーン、ＭｌｌはＡシー至近距離ＭＯよりもさらに近くに
位置する超至近距離である。

第２図において、６．７は、受光素子２．３で検出され
た受光量Ｅに関する信号を増幅し、さらに自然光による
信号と発光光による信号を分離し、且つ、補正する自然
光除去用増幅回路で、光量信号０＋　、　Ｏｘを出力す
る。８は発光素子１の駆動回路、９はスイッチ、１０は
スイッチ９の閉成により出力パルスφ３を発生するワン
ショット回路、１１はスイッチ９の閉成により出力パル
スφ２を発生するワンショット回路、１２るワンショッ
ト回路、１３は二つの受光素子２．３の光量信号０１．
０．の比を検出する除算器で、光量比信号０３を出力す
る。１４．１５はコンパレータ、１６はコンパレータ１
４．１５０基準電圧源で、その基準電圧■１は物体がＤ
ゾーンの最近点（Ｃゾーンの最遠点）に位置する時の光
量信号０＋　、０２のうちの高い方の出力レベルと同レ
ベルに設定される。１７は光１信号０＋　、０２を加算
する加算器で、和信号（０＋　＋　０２　）を出力する
。１８はコンパレータ１９の基準電圧源で、その基準電
圧ｖ４は第３図（後述する）に示す至２０．２１はコン
パレータ２２．２３．２４．２５の基準電圧源で、基準
電圧源２０が発生する基準電圧ｖ２はＢゾーンの最近点
（Ａゾーンの最遠点）距離に対応した光量比信号Ｏ８の
レベルと同レベルに、基準電圧源２１が発生する基準電
圧■３はＣゾーンの最近点（Ｂゾーンの最遠点）距離に
対応した光量比信号Ｏ５のレベルと同レベルに、それぞ
れ設定される。したがって、基準電圧■と基準電圧■、
との関係は基準電圧■〉基準電圧■３となる。２６はオ
アゲート、２７はインバータ、２８．２９．３０．３１
はアンドゲート、３２．３３．３４．３５は４ゾーンの
弁別信号をラッチするラッチ回路、３６．３７．３８．
３９はアンドゲート、４０はオアゲート、４１はオアゲ
ート４０の信号で動作するマグネット駆動回路、４２は
ストッパー４３を駆動するマグネット、４４は例えばカ
メラのレンズ鏡胴に連結されたレバー、４５は接触子で
、レバー４４がレリーズされると矢印の方向に移動して
接点４６をＡ、Ｂ、ＣＳＤゾーンにそれぞれ対応した接
点４７．４８．４９．５０に順次接続する。５１はスト
ッパー、Ｖｃｃは基準電圧■４より少し高い電源電圧で
あろう 除算器１３の光量比信号Ｏ５は、Ｋを定数とすると、下
記の式で表される。

そして、光量比信号Ｏ５及び光量信号０４．０□は物体
までの距離に対して第３図に示される対応関係にある。

一点鎖線で示す部分は無限遠位置（Ｄゾーンの最遠点）
から至近距離Ｍ。（Ｎゾーンの最近点）までに物体が位
置する場合、太い点線で示す部分は電源電圧■。とじて
十分大きい電圧を用い、至近距離Ｍ。よりもさらに近い
超至近距離Ｍ−ｒ方向に物体が位置する場合、実線で示
す部分は低い電源電圧Ｖｃｃを用い、高反射率（例えば
１００％）、又は至近距離Ｍｎよりもさらに近い超至近
距離Ｍ−１方向に物体が位置する場合の光量信号Ｏｒ　
、０２及び光量比信号０３の特性を示す。

第４図は、ワンショット回路１２、】１．１０により発
生する出力パルスのタイミングを示−ｔ−モので、出力
パルスφ、はラッチ回路３２〜３５及び自然光除去用増
幅回路６．７なリセットし、出力パルスφ２は自然光を
サンプリングさせ、出力パルスφ３は発光素子１を発光
させる。

次に動作について説明する。スイッチ９を閉成すること
によりワンショット回路１２．１１．１０から出力パル
スφいφ２、φ、が発生する。ワンショット回路１１か
ら出力パルスφ２が発生することにより、発光素子１が
非発光時、即ち、自然光時の受光量が自然光除去用増幅
回路６．７に導かれ、その後、ワンショット回路１ｏか
ら出力パルスφ、が発生すると、駆動回路８は出ズ４を
経て受光素子２．３により受光され、自然光除去用増幅
回路６．７に導かれる。自然光除去用増幅６．７は、自
然光を除去し、投射光による信号光を抽出する回路であ
り、発光素子１から投射され、物体から反射された信号
光のみを抽出し、光量信号００、ｏ２として出力する。

今、物体がＤゾーン内の遠距離Ｍ、に位置する場合には
、光量信号０＋　、Ｏｔのレベルと基準電圧■＋との関
係は、物体がＤゾーンの最近点よりも遠いため光量信号
０．．０．＜基準電圧■１となり、コンパレータ１４．
１５の出カバ共ニローレヘルとなり、オアゲート２６の
出力もロー１ノベルであるので、アンドゲート２８〜３
ｏは閉じられる。又、オアゲート２６の出力がローレベ
ルであるので、インバータ２７の出力はハイレベルとな
る。

加算器１７では光量信号Ｏ１，０２は加算され、その和
信号（０゜＋０２）はコンパレータ１９により基準電圧
ｖ４と比較される。この時、基準電圧Ｖ４　＞和信号（
０１＋０２　）の関係があるので、コンパレータ１９か
らハイレベルの信号がアンドゲート２８〜３１へ出力さ
れる。

除算器１３では光量信号０１が光量信号０．で除算され
、光量比信号０．として出力される。光量比信号０．の
レベルと基準電圧■２、ｖ３との関係は光量比信号ＯＳ
＞基準電圧■〉基準電圧Ｖ、であるので、コンパレータ
２３．２５の出力はハイレベルとなるが、オアゲート２
６の出力は前述のようにローレベルであるために、出力
パルスφ３がアンドゲート２８〜３０に入力してもアン
ドゲート２８〜３０の出力はローレベルのままである。

一方、アンドゲート３１は出力パルスφ３の入力により
その出力はハイレベルに反転し、このハイレベルの信号
はラッチ回路３５によりラッチされる。

スイッチ９の閉成に応じて図示していない機構によりレ
バー４４がレリーズされると、接触子４５は第２図矢印
の方向に移動し、接点４６を介してハイレベルの信号を
接点５０．４９．４８．４７の順番に伝達していくが、
アンドゲート３６〜３８はラッチ回路３２〜３４の出力
がローレベルであるので開かず、接点５ｏにハイレベル
の信号が伝達されたとき、ラッチ回路３５の出力がハイ
レベルであるから、アンドゲート３９が開いて、オアゲ
ー）４０を経てマグネット駆動回路４１によりマグネッ
ト４２を駆動して、ストッパー４３によってレバー４４
をストップさせる。

１″− 次に、物体がＡゾーン。位置する場合には、光量信号０
．　、０２のレベルと基準電圧■１との関係は、光量信
号Ｏ５，０□〉基準電圧ｖ１となり、コンパレータ１４
，１５の出力は共にハイレベルとなり、オアゲート２６
の出力もハイレベルとなって、アンドゲート２８〜３０
へ出力される。

加算器１７では光量信号０１．０２０レベルが加算され
、その和信号（０＋　＋０２　）のレベルと基準電圧■
との関係は基準電圧Ｖ＞和信号（０１＋　０２　’）で
あるので、コンパレータ１９からハイレベルの信号がア
ンドゲート２８〜３１へ出力される。

除算器１３では光量信号０＋　、Ｏｔが除算され、この
時の光量比信号Ｏ８のレベルと基準電圧■２、■、との
関係は、光量比信号Ｏ８〈基準電圧Ｖ２　＜基準電圧■
となり、コンパレータ２２．２４の出。

力はハイレベルとなり、コンパレータ２３．２５の出力
はローレベルとなる。

よって、出力パルスφ３に回期してアンゲート２８のみ
が開き、ラッチ回路３２にハイレベルの信号がラッチさ
れ、レバー４４が移動して接点４７にハイレベルの信号
が伝達されると、アンドゲート３６、オアゲート４０及
びマグネット駆動回路４１を経てマグネット４２が駆動
され、レバー４４は停止される。

次に物体が至近距離Ｍ。よりもさらに近い超至近銀Ｍ、
　Ｍ−、に位置する場合には、光量信号Ｏ８は至近距離
Ｍ。よりもさらに近距離方向であっても、そのレベルは
点線で示すように飽和することなく増加しているが、・
光量信号０２０レベルは実線で示すように飽和を始める
。そのため、光量比信号０３０レベルは、至近距離Ｍ。

時のレベルを最小値とし、超至近距離方向へ近づくにつ
れてふたたび実線で示すように増加を始める。

光量信号０＋　、０２０レベルは基準電圧ｖ１よりも高
いため、コンパレータ１４，１５からの出力はハイレベ
ルとなり、オアゲート２６を経てアンドゲート２８〜３
０にハイレベルの信号が入力し、また、オアゲート２６
の出力がハイレベルであるので、インバータ２７を経て
アンドゲート３１にはローレベルの信号が入力する。

除算器１３から出力される光量比信号αのレベルは前述
したようにふたたび増加しており、例えば基準電圧Ｖ２
のレベルよりも光量比信号０３のレベルカ高りなれば、
コンパレータ２２の出力はハイレベルとなって、アンド
ゲート２８へ入力する。しかし、この時の光量比信号Ｏ
１のレベルは、至近距離Ｍ。時のレベルを境にして同一
レベルで二種の距離情報が存在することになり、光量比
信号０３０レベルのみでは物体が至近距離Ｍｏより近距
離にあることを判定できない。

また、加算器１７から出力される和信号（０、＋０２）
＋７）レベルは、光量信号Ｏ９のレベルが飽和のため、
コンパレータ１９は基準電圧ｖ４のレベルよりもわずか
に高くなった時点でローレベルに反転し、アンドゲート
２８〜３１を閉じる。

したがって、ラッチ回路３２〜３５ではローレベルがラ
ッチされ、アンドゲート３６〜３９はすべて閉じるため
、レバー４４は、接点４７〜５０のいずれの決定される
ゾーンでも停止することなく、無限遠位置から至近位置
方向へ移動し、超至近距離を規定するストッパー５１に
当接することによって停止する。

本実施例において、除算器１３が光量比検出手段に相当
し、基準゛社用源１８が本発明の基準電圧発生手段に相
当し、コンパレータ１９が本発明の超至近距離判定手段
に相当する。

本実権例では、超至近距離判定時にはレバー４４をスト
ッパー５１により停止させるようにしているが、これに
限らず、例えば和信号（０゜＋０２）＞基準電圧ｖ４と
なった時にレバー４４の移動を禁止するか、もしくは警
告を行うように成しても良い。また、和信号（０＋　＋
　０２　）に限らず、光量信号Ｏ７又は光量信号０□の
みでも判定可能であることはいうまでもない。

以−Ｅ説明したように、本発明によれば、物体が至近距
離にある時の二つの受光器のいずれか一方の出力又は両
方の出力の和に等しい基準電圧を発生する基準畦圧発生
手段と、二つの受光器のいずれか一方の出力又は両方の
出力の相が前記基準電圧を越えたことを検出する超至近
距離判定手段とを設けて、超至近距離判定手段の検出に
より、物体が至近距離より近距離にあることを判定する
ようにしたから、低い電源電圧を有効に利用でき、かつ
超至近距離にある物体をも正確に判定することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例を示す測距の原理を示
す図、第２図は本発明の一実施例を示す回路図、第３図
は光量信号０７．０２及び光］ｄ比信号０３のレベルと
距離との関係を示す図、第４図は第２図における各種出
力パルスのタイミングを示す図である。 １・・・発光素子、２．３・・・受光素子、ｌＯ〜１２
・・・ワンショット回路、１３・・・除算器、１７・・
・加算器、１８・・・基準電圧源、１９・・・コンパレ
ータ、２２〜２５・・・コンパレータ、２８〜３１・・
・アンドゲート、３２〜３５・・・ラッチ回路、コ３６
〜３９・・・アンドゲート、４１・・・マグネット駆動
回路、４３・・・ストンバー、４４・・・レバー、４７
〜５０・・・接点、Ｏｌ、　０２・・・光量信号、ｏ３
・・・光量比信号、０．　十〇、、・・・和信号、Ｍｏ
・・・至近距離、Ｍｌ・・・遠距離、Ｍ−１・・・超至
近距離、φ１〜φ３・・・出力パルス、■４・・・基準
電圧。 特許出願人　　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一つの投光器と、二つの受光器と、該二つの受光器
   に入射する光量の比を検出する光量比検出手段とを備え
   た距離検出装置において、物体が至近距離にある時の二
   つの受光器のいずれか一方の出力又は両方の出力の和に
   等しい基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、二つの
   受光器のいずれか一方の出力又は両方の出力の相が前記
   基準電圧を越えたことを検出する超至近距離判定手段と
   を設けたことを特徴とする距離検出装置。