JPS62190906A - 定電流除去回路 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は定電流除去回路に関し、特にはカメラにおける
自動合焦点用測距回路に好適の定電流除去回路に関する
。

〈従来の技術〉 レンズシャッタを採用したカメラの自動合焦点回路は、
パターン認識的なパッシブ型から開発が試みられたが、
その後Ｉ　ＲＥＤ　（赤外発光ダイオード）を発光させ
て被写体からの反射光をとらえるアクティブ型が主流に
なってきた。

アクティブ型の中でも、初期には発光部あるいは受光部
を機械的に走査させて金魚信号を得るタイプが多用され
た。しかしこの形式では機構が複雑であり、またフォー
カスロックといわれる撮影前フォーカス位置を固定する
機能を付加することや、合焦操作を繰返すことができる
ようにすることが困難であった。そのため最近ではＰＳ
Ｄ（Ｐｏ５ｉｔｉｏｎ　５ｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ｄｉｏｒ
ｄ）と呼ばれる位置検出用受光素子を用いた測距方式が
開発されている。

上記ＰＳＤは第３図に示す如く１種のＰＩＮホトダイオ
ードで、Ｐ層は数にΩ〜数１０にΩのシーｌ抵抗を有す
る細長い形状に形成されて、その両端に電極り、Ｒが取
付けられている。被写体の測距に際しては第４図に示す
ような光学系を用いて、ＩＲＥＤとＰＳＤを所定の距離
ｌをもって配置し、ＩＲＥＤの光を集光して被写体に投
射し、その反射光をレンズによってＰＳＤ上に結像させ
る０ 上記ＰＳＤ上の結像点は被写体の距離によって移動する
ため、結像点の位置を検出すれば距離を求めることがで
きる。即ち、ＰＳＤにおいては、Ｐ層は抵抗をもってい
ることから、両電極間で得られるＰ層の抵抗値をＲとす
ると、電極間の中央に結像したときは、１つのホトダイ
オードからＲ／２づつの抵抗体で各電極が結ばれている
のと等価になる。またＬ（左）側電極に近すいた点に結
像したとすると、その点が、例えば全体の長さの１／４
だけＬ側電極から離れた点であれば、Ｌ側電極、Ｒ（右
）側電極はそれぞれ１つのホトダイオードにＲ／４．３
／４Ｒの抵抗で結ばれたのと等価となる。

そのため抵抗値Ｒに比べて十分低い入力インピーダンス
をもつ電流検出回路に上記２個のＬ及びＲ電極を接続す
ると、上記電極間の抵抗の比の逆数の値に比例した出力
電流を取り出すことができ、この比の値を検出すること
によって距離を測定することができる。

処でＩＲＥＤの反射光のレベルは外光より極めて小さく
、外光はＰＳＤの出力レベルに換算して可視光カットの
フィルタをつけることによって改善した後においても、
依然として１０）ｌＡ程度である場合があるのに対し、
ＰＳＤ出力は４ｍ程度このような定常光をキャンセルす
る能力を備えた測距回路の従来例を第５図に示す。

該測距回路において、演算増幅器１は、ＰＳＤ出力端子
を一定に保つ、即ち低い入力インピーダンスでＰＳＤ出
力を受けるための演算増幅器で、出力に付加したＰＮＰ
）ランジスタＴ　Ｒ１とで上記ＰＳＤ出力電流のインピ
ーダンスを上げるインピーダンス変換回路を形成し′そ
いる。また演算増幅器２及びＮＰＮ）ランジスタＴＲ２
で構成される回路は定常光のキャンセル回路である〇上
記測距回路において、演・算増幅器２の出力とトランジ
スタＴＲ２のベース間に設けられたアナログスイッチＳ
Ｗが閉じているとき、トランジスタＴＲ２の出力電流と
トランジスタＴＲｔの出力電流はつ）あって、各コレク
ター電圧は、演算増幅器２の一方の端子に与えられた基
準電圧Ｖｒｅｆ２に等しくなるよう演算増幅器２によシ
帰還がかかる。このとき上記基準電圧Ｖｒｅｆ２の値奪
、出力端子とアース間に接続された対数圧縮ダイオード
Ｄｚ　、Ｄ２の順方向電圧（Ｉ、＝１．ｌｌＡ゛　程度
のとき）の和よシ十分小さい値に選んでおくと、上記ダ
イオードＤ１．Ｄ２にはほとんど電流が流れない。ここ
で、アナログＳＷを開きＩＲＥＤを発光サセると、トラ
ンジスタＴＲ２のコレクタ電流は、トランジスタＴＲ２
のペースとアース間に接続されたコンデンサＣ′により
ホールドされているので変化がなく、トランジスタＴＲ
ｉのコレクタ電流、すなわちＰＳＤの出力電流の増加分
はダイオードＤＩ　、Ｄ２に流れることになシ、この順
方向電圧の和の電圧を出力として検出すれば増加分が検
出できる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記測距回路では、トランジスタＴＲ２の電流はＰＳＤ
の定常光電流によって変化するため、時定数が変化する
ことになシ、その結果位相補償特性が変化して発振防止
対策が困難になるという問題があった。またホールド用
コンデンサから放電する電流も定常電流が大きくなれば
それにつれて大きくなシ、動作の信頼性が損われる。更
にはホールド用コンデンサ電圧が変動したときのトラン
ジスタＴＲ２のコレクタ電流の変動は、Ｉｃ＝１０／’
ＩＡ程度のときは相互コンダクタンスはΔＩｃ　　とな
る。故にコレクタ電流の変動幅をＩＲＥ、Ｄ反射光よシ
十分小さい、例えば０．１ｎＡ程度にするためには、Δ
Ｖ（ｃ）は０．２６）ｔＶ以下でなければならず、回路
構成が非常１（難しい。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は上記回路の欠点を除去し、低いインピーダンス
を持ち、定常電流をキャンセルする機能をもつ定電流除
去回路を提供する。

本発明は、第１図に示す如く反転入力端子を電流検出の
ための入力端子とし、非反転入力端子に一端が接地され
たホールド用コンデンサＣの他端を接続した演算増幅器
３と、該演算増幅器３の反転入力端子と固定電圧源４間
に接続された抵抗器Ｒと、上記演算増幅器３０反転入力
端子と出力端子間に接続された電流検出手段５と、該電
流検出手段５からの信号を基準値と比較して、スイッチ
ＳＷを介して上記ホールド用コンデンサＣの電圧を制御
する手段６とを備えて定電流除去回路を構成する。

〈作用〉 上記定電流除去回路は、スイッチＳＷが導通状態では電
流検出手段５からの信号が基準値となるように負帰還制
御され、回路安定後スイッチＳＷを開成状態とすること
で、開成後の入力電流の変化を当初の定常電流の影響を
受けずに測定することができる。

〈実施例〉 カメラの測距回路では、ＰＳＤの各電極毎に検出電流を
得るための回路が設けられるが、本実施例では理解を容
易にするため片チャネル側を挙げて説明する。

第２図において、第１演算増幅器３０反転入力端子には
、ＰＳＤの一方電極が接続されると共に、一端に基準電
圧Ｖｒｅｆ　　が接続された抵抗Ｒの他端が接続されて
いる。上記反転入力端子と演算増幅器３の出力端子間に
はダイオードＤ３及びトランジスタＴＲａからなるカレ
ントミラが接続され、該トランジスタＴＲ３のコレクタ
にも更にダイオ一ドＤ４及びトランジスタＴＲ４からな
るカレントミラが接続されている。該カレントミラのト
ランジスタＴＲ，のエミッタはダイオードＤ４のアノー
ドと共に電源ＶｃｃＫ接続され、コレクタは出力端子と
して導出されている。該出力端子とアース間にはダイオ
ードＤ５及びＤａと定電源工。

を供を路との並列回路が接続され、該並列回路の一端は
第２演算増幅回路７の非反転入力に接続されている。第
２演算増幅器７の反転入力はダイオードＤ７のアノード
に接続され、該アノードは更に定電施工２を供給する回
路を介して電源Ｖｃｃに接続されている。上記ダイオー
ドＤ７のカンードはダイオードＤ８を介してアースに接
続されている。第２演算増幅器７の出力はアナログスイ
ッチＳＷを介して、上記第１演算増幅器の非反転入力に
一方の電極が接続されたホールド用コンデンサＣの同電
極に接続されている。上記ホールド用コンデンサＣの他
方の電極は接地されている。

上記構成の回路において、定電流■１は例えば１、Ｉｔ
Ａ程度の電流源、定電施工２は０．５％Ａ程度の電流源
である。ＰＳＤに生じた電流は、抵抗Ｒと、ダイオード
Ｄ３、トランジスタＴＲ３のカレントミラ入力とに分流
される。抵抗Ｒに流れる電流は、ホールド用コンデンサ
Ｃ１すなわち第１演算増幅器３の非反転入力電圧をＶ（
ｃ）とするとき、Ｄ３　、ＴＲ３からなるカレントミラ
で方向を変えられてダイオードＤ４、トランジスタＴＲ
４からなるカレントミラに入り、更に方向を変えられる
と共に定電流源によｈ電流工１だけ減じられ、残りの電
流がダイオードＤｓ　、Ｄａに流れる。

一方ダイオードＤ７．　Ｄｓには定電流源Ｉ２により、
上記ＰＳＤによるＩＲＥＤの反射光より十分小さい電流
が流れている。また第２演算増幅器７ではこの定電施工
２の値と、上記ダイオードＤｓ　、　Ｄａに流れる電流
との大小が、ダイオードＤ７のアノード電圧とダイオー
ドＤ５のアノード電圧の大小の形で比較される。もしダ
イオードＤ、の電圧が高いとすると、アナログスイッチ
ＳＷが閉成している場合ホールド用コンデンサＣの電圧
は上昇し、これによシ抵抗Ｒに流れる電流は増加し、そ
のためダイオードＤ３、トランジスタＴＲ３を介しさら
にダイオードＤ４、トランジスタＴＲ４を介し、ダイオ
ードＤ５．Ｄ６に流れる電流が減少する。そのため定電
流■２の値とダイオードＤ５　、Ｄａに流れる電流の値
が一致したとき安定する。

このとき定電施工２は例に示したように、０．５／ＩＩ
Ａ程度の電流源であるので、ダイオードＤ５＋Ｄ６にも
０．５μＡの電流が流れている。上述のように動作が安
定した後、アナログスイッチＳＷを開いてＩ　ＲＥＤ　
（図示せず）を発光させると、第１演算増幅器３の非反
転入力電圧がホールド用コンデンサＣにより固定されて
おり、また反転入力も同じ電圧となるよう帰還がかかつ
ていることから、抵抗Ｒに流れる電流は変化せず、増加
した電流はすべてダイオードＤ３、トランジスタＴ　Ｒ
ｓのカレントミラ及びダイオードＤ２、トランジスタＴ
　Ｒ４のカレントミラを介しダイオードＤ５＋Ｄ６に流
れ込む０従って増加分の電流を、ダイオードＤｓ　、　
Ｄｒ、の順方向電圧の和で検出することができる。

ここでダイオードＤ３．Ｄも及びＤ？　、Ｄ８を２段積
にしているのは、検出電圧を大きくして精度を上げるだ
めで、またトランジスタＴＲ，ｔのコレクタ電流から定
電流■１を引き抜いた残りをダイオードＤｓ　、Ｄａに
流しているのは、トランジスタＴＲ３、ＴＲ４の電流を
大きくすることでインピーンタを下げて安定にするため
と、トランジスタのβの大きい電流領域を使うためであ
る。このとき信号電流には定電流りが重畳して流れるが
、この電流が変化しない限シ問題ない。なお、検出回路
には定電施工２が重畳するが、検出電流より工２の値を
十分小さくしているので、問題ないＯ カメラ等の測距回路では上記構成の回路がＰＳＤの両電
極に接続され、取り出された出力に従来から行われてい
るように演算が施こされて距離情報が形成される。

〈発明の効果〉 以上本発明の定電流除去回路によれば、ホールド用コン
デンサは演算増幅器に接続されているため放電電流とは
無関係になり、定常光による値が変ってもホールド特性
に変化がなく、また時定数も変化しないので系を安定に
することができる。

また、変化がないだけでなく演算増幅器のバイアス電流
は十分小さくできるのでホールド特性が良い。

また従来回路の相互コンダクタンスに相当するホールド
用コンデンサ電圧の変動に対する電流の変化は１／Ｒと
な）、抵抗ＲをＬＯＯＫΩ程度に選べば変化は０．０１
　ｍＶとなシ、例示した定常光１０ｆｉＡの場合の値０
．３８ｍＶに比べ非常に小さい回路を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示すブロック図、第２図は本発
明による一実施例の回路図、第３図はＰＳＤの素子構造
を示す概略断面図、第４図はＰＳＤを用いた測距方式の
光学系原理図、第５図は従来の測距回路図である。 ３．７：演算増幅器、　　Ｒ：抵抗器、Ｃ：ホールド用
コンデンサ、　　　ｓｗ：アナログスイッチ、　　　Ｉ
Ｉ　　＋　　Ｉ２　　ｅ定電流源、Ｄ５〜Ｄ８　：ダイ
オード、　　　ＴＲ：＋　　、ＴＲ４：トランジスタ、
　　ＰＳＤ：位置検出用受光素子。 代理人　弁理士　杉　山　股　至（他１名）第　ｌ　図 争と来！り蜀Ｉｌ了巨回晧 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）反転入力端子を電流検出のための入力端子とし、
   非反転入力端子に一端が接地されたホールド用コンデン
   サの他端を接続した演算増幅器と、該演算増幅器の反転
   入力端子と固定電圧源間に接続された抵抗器と、 上記演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に接続され
   た電流検出手段と、 該電流検出手段からの信号を基準値と比較して、スイッ
   チ手段を介して接続された上記ホールド用コンデンサの
   電圧を制御する手段とを備えてなり、 上記スイッチング手段の閉成に続く開成によって、定常
   電流の影響を受けることなく入力電流を測定することを
   特徴とする定電流除去回路。