JPS62220872A - 電流変化分の検出回路 - 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、入力電流における電流変化分の検出回路に関
し、詳しくは、カメラ等における自動合を 焦点回路のための受光センサＰＳＤ（Ｐｏ５ｉ４ｉｏｎ
Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ｄｉｏｒｄ）等に適する入力回路
に関する０ 〈従来の技術〉 最近カメラ用自動焦点回路の測距回路は、ＰＳＤを使用
したものが主流となυつつあるが、ＰＳＤは、一種のＰ
ＩＮ型フォトダイオードであり、２層が、数にΩ〜数１
０にΩ／口のシート抵抗を有して形成され、また該２層
は細長い形状に整形されてその両端に電極が取付けられ
ている。

このような構造からなるＰＳＤ上に結像した元点による
電流Ｆ１２つの電極から取り出されるが、負荷のインピ
ーダンスが十分小さいとき、電流は、光点から電極まで
の抵抗値の逆数に比例した値に分流されるので、上記両
電極からの電流の比を検出することで、光点位置を検出
し、三角測量の原理で、距離を測ることが可能である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 処で上記ＰＳＤは、低い負荷インピーダンスにより出力
電流を検出せねばならないので、第２図に示す如く演算
増幅器１を利用した入力回路が使われてきた。

しかしながらこの方式の場合回路が複雑になり、又定常
光電流除去回路２が別に必要という欠点があった。

これに対し、第３図に示すように定常光除去回路も兼ね
之方式も提案されているが、後者の方式より十分高い必
要があるため、ダイナミックレンジの点で問題があるこ
と、及び回路構成もかなり複雑にならざるを得ないなど
の欠点があった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は上記従来のＰＳＤを用いた入力電流の変化分を
検出する回路の欠点を除去し、定電流除去のための回路
を特に要することなく、簡単な回路で測距等のための情
報を得ることができる電流変化分の検出回路である。

本発明は、一方の電極を接地したコンデンサのもう一方
の電極にベースが接続され、コレクタが正電源から流出
する方向の定電流源に接続され、エミッタが入力端子に
接続された　第１トランジスタと、コレクタが第１トラ
ンジスタのエミッタに接続され、エミッタが接地された
第２トランジスタと、ベースが、！２）ランジスタのベ
ースに接続され、エミッタが接地された第３トランジス
タと、入力端子に一端が接続され他端が接地された抵抗
器と、第１トランジスタのコレクタと前記定電流源の接
続点から第２トランジスタのベースに対し帰還をかける
手段と＠３）ランジスタのコレクタ電流値を検出して基
準となる電流値と比較し、比較した結果により前記のコ
ンデンサの電圧を制御する手段と、該制御手段とコンデ
ンサとの接続を断続するスイッチング回路とによって電
流変化分検出回路が構成される。

〈作用〉 上記検出回路の構成により、ＰＳＤ等の受光素子への入
射光に基づく入力信号に対して、スイッチング回路を開
成した直後の入力電流の変化分を検出して出力信号を形
成することができ、例えば゛救出力信号に基づいて演算
を実行することに°よって測距出力が形成される。

〈実施例〉 カメラにおいて実際に用いられている測距回路において
は、受光センサＰＳＤの各電極に、各電極からの出力電
流の比を採る友めの信号を形成する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ＰＳＤの一方の電
極に接続される回路を挙げて説明する。尚他方の電極に
も同様の回路が接続される。

ｉ１図において、ＰＳＤの一端は、他端が接地された抵
抗Ｒに接続されてＰＳＤ出力の入力端子となっている。

該入力端子は第１トランジスタＴｒｌのエミッタ及びＭ
２トランジスタＴｒ２Ｏコレクタに接続されている。上
記第１トランジスタＴｒｌのコレクタは、正電源ｖｃｃ
から流出する方向に設けられた第１定電流源Ｉ、に接続
され、ベースはコンデンサＣの一方の電極に接続されて
いる。尚該コンデンサＣの他方の電極は接地されている
。

上記１！Ｉ）ランジスタＴｒ＋のコレクタと定電流源１
１の接続点はまた第４トランジスタＴ　ｒ　、ｓのベー
スに接続されて〜いる。該第４トランジスタＴｒ４のコ
レクタは電源Ｖｃｃに、エミッタは上記第２トランジス
タＴ　ｒ　２のベースに接続されて帰還回路を形成する
。第２トランジスタＴ　ｒ　２の上記ベースはまた第３
トランジスタＴｒ３のベースに接続され、両トランジス
タＴｒ２．Ｔｒ３のエミッタは共に接地されている。第
３トランジスタＴ　ｒ　ａのコレクタは、トランジスタ
Ｔｒ　５＋　Ｔｒ　＄Ｉ　Ｔｒ　７からなるカレントミ
ラー回路に接続されている。上記トランジスタＴｒ６の
コレクタから入力電流の変化分を検出した出力が導出さ
れると共に２段積みされたダイオードＤ１．Ｄ２回路に
接続され、更に演算増幅器ＯＰＡの非反転端子に接続さ
れている。上記ダイオードＤＤ　　の直列回路には第２
定電源Ｉ２が接続さ１、　　２ れている。上記演算増出器ＯＰＡの反転端子には、第３
定電流源■　とダイオードＤ３．Ｄ４との接続のレベル
が与えられる。

上記演算増幅器ＯＰＡの出力は、スイッチング回路ＳＷ
を介して上記コンデンサＣと第」トランジスタＴｒｌの
ベースとの接続点に接続されている。

尚上記スイッチング回路は、被写体からの反射光をＰＳ
Ｄに与えるＬＥＤ等の光源点灯に連動して゛オン・オフ
動作するように予め設計されている０上記構成からなる
入力回路は、まず、スイッチング回路ＳＷが閉じている
ときには、カレントミラー回路のトランジスタＴｒ　６
のコレクタ電流と第２定電流源Ｉ２の差の電流がｉＫａ
定電流源Ｉ３に等しくなるように帰還がかかっている。

すなわち抵抗Ｒに流れる電流ＩＲ及び第１トランジスタ
Ｔｒ２のコレクタ電流１ｃ（Ｔｒ２）の和が第１定電流
Ｉ、と等しくなる（　１１ζ’　Ｒ”　Ｃ（Ｔｒ２））
よう第４トランジスタＴ　ｒ　４により帰還がかかって
いるが、ここで第２トランジスタＴ　ｒ　２のコレクタ
電流’Ｃ（Ｔｒ　）はほぼ第３トランジスタＴ　ｒ　３
のコレクタ電流Ｉ。（Ｔｒ　）に等しい。

第３トランジスタＴ　ｒ　３のコレクタ電流Ｉ。（’ｒ
ｒ３）はＴ　ｒ　５　＋　Ｔ　ｒ　６　＋　Ｔ　ｒ　７
からなるカレントミラー回路を介しているので、はぼト
ランジスタＴ　ｒ　６のコレクタ電流Ｉ。（Ｔｒ　　）
に等しい。上記各電流においてＩＣ（Ｔｒ　　）−１２
，、を第８定電流■３より大のときは演算増幅器ＯＰＡ
の出力は上昇するので第１トランジスタＴｒｌのベース
電圧は　上昇し、これにより第１トランジスタＴｒ＋の
エミッタ電圧も上昇して、抵抗Ｒに流れる電流ＩＲは増
加する。また上述のようにＩＲ＋ＩＣ（Ｔｒ２）＃Ｉ＋
の関係にあることから第２トランジスタＴｒ２のコレク
タ電流ＩＣ（Ｔｒ２）が減少し”　Ｃ（Ｔｒ２　）”Ｉ
Ｃ（Ｔｒ６）の関係からトランジスタＴｒ　のコレクタ
電流Ｉ。（Ｔｒ６）も減少し、結局トランジスタＴ　ｒ
　ｓのコレクタ電流Ｉ　ｃ　（Ｔｒ　６　）と第２、第
３定電流Ｉ２．Ｉ３との間でＩｃ　（Ｔｒ　ｓ　）””
Ｉ　２＝Ｉ　ａ　　となる点で安定する上記安定した状
態に基づいた演算増幅器ＯＰＡの出力レベルでコンデン
サＣが充電される。

上記動作はＰＳＤ出力電流がない場合を挙げて説明した
が、周囲光等の入射によってＰＳＤ出力があればその分
だけ抵抗Ｒに流れる電流ＩＲが増加したところで安定す
る。

上述のように安定した状態で次にスイッチング回路ＳＷ
を開成して赤外発光ダイオード（図示せず）を発光させ
る。投射された発光により測距物体からの反射光がＰＳ
Ｄに入射され、ＰＳＤの出力電流が増加する。このとき
第１トランジスタＴ　ｒ　ｒのエミッタ電圧は変化せず
、次のような動作によって、ＰＳＤの出力電流の増加分
だけ第２トランジスタＴｒ　　第４トランジスタＴ　ｒ
　３及びトラＳ ンジスタＴｒの各コレクタ電流（ＩＣ（Ｔｒ２）＝ＴＣ
（Ｔｒａ）″”Ｃ（Ｔｒ６）は増加する０すなわち、も
し、ＰＳＤの出力が増加したことで第１トランジスタＴ
ｒ１のエミッタ電圧が高くなったとすると、同トランジ
スタＴｒ１のベース電圧は予め充電されたコンデンサＣ
のレベルに固定されているから、コレクタ電流Ｉ。（Ｔ
ｒ　Ｉ　）が減少するすると、この分だけ第４トランジ
スタＴ　ｒ　４のベース電流は増加しようとする。その
ため第２トランジスタＴ　ｒ　２のコレクタ電流が増加
してエミッタ電圧を下げ、結局第２トランジスタＴｒ２
のコレクタ電流は増加するが、エミッタ電位は変化しな
い〇尚上記動作の説明は、定常時の第４トランジスタＴ
ｒ４のベース電流を無視したものであり、実際にはベー
ス電流が、少し増加するのでこの分コレクタ電流は減る
。しかし、実際の定数を考えるとき、例えば最初の状態
において、各定電流の値を、Ｉ　、＝２μＡ＊　１２＝
１　μＡ、　Ｉ　３＝ＩｎＡ程度に選んでおくと、ＰＳ
Ｄ電流の増加分は、たかだか２ｎＡ〜視することができ
るので、ＰＳＤ電流増加分はすべてトランジスタＴ　ｒ
　６のコレクタ電流の増加として検出できる。

また入力インピーダンスｎ、５０ｎＡの入力に対る。β
が実際には低電流領域のためかなり低下していることを
考慮しても数ΩでＰＳＤの内部抵抗に比べ十分率さいの
で、ＰＳＤの動作も理想的に行われる。

カメラ等の測距装置においては、上記トランジスタＴ　
ｒ　６のコレクタに導出された入力電流の変化分、即ち
周囲光による定常電流分を差し引いてＬＥＤによる元か
らの電流成分が、ＰＳＤの両電極からの取り出され、演
算回路で比がとられて距離情報が形成される。

尚入力信号の供給は、ＰＳＤのみならず５ＰＤ（シリコ
ン受光素子）を使用した回路に対しても同様に入力電流
の変化分を検出することができる。

〈発明の効果〉 以上本発明によれば、定常電流除去のための回路を必要
とすることなく極めて簡単な回路で入力電流の変化分を
検出することができ、また特性上の面からもすぐれ測距
回路等において精度向上を図ことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１１１Ｎは本発明による一実施例を示すＰＳＤに接続
した測距用入力回路図、第２図は従来の測距回路のブロ
ック図、第３因は改良された従来の測距用入力回路図で
ある。 Ｉ、、Ｉ２．Ｉ、：定電流源　ＰＳＤ：受光センサＴｒ
、〜Ｔｒ６：トランジスタ　Ｄ１〜Ｄ４：ダイオード　
ＳＷニスイツチング回路　ＯＰＡ　：演算増幅器 代理人　弁理士　杉　山　毅　至　（他１名）革　ｌ　
口 第２　図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一方の電極を接地したコンデンサのもう一方の電極
   にベースが接続され、コレクタが正電源から流出する方
   向の定電流源に接続され、エミッタが入力端子に接続さ
   れた第１トランジスタと、 コレクタが第１トランジスタのエミッタに接続され、エ
   ミッタが接地された第２トランジスタと、 ベースを第２トランジスタのベースに接続され、エミッ
   タを接地された第３トランジスタと、入力端子に一端が
   接続され他端が接地された抵抗器と、 上記第１トランジスタのコレクタと上記定電流源の接続
   点から第２トランジスタのベースに対し帰還をかける手
   段と、 第３トランジスタのコレクタ電流値を検出し基準となる
   電流値と比較して上記コンデンサの電圧を制御する手段
   と、 該手段とコンデンサとの接続を断続するスイッチング回
   路とを備えてなることを特徴とする電流変化分の検出回
   路。