JPH0550686B2

JPH0550686B2 -

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Publication number: JPH0550686B2
Application number: JP58117541A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Harunari; Ryuji Tokuda; Takashi Kanbe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-06-28
Filing date: 1983-06-28
Publication date: 1993-07-29
Also published as: JPS607317A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は距離検出装置、特に測距物体に光を投
射し、その反射光が受光素子に受光される位置か
ら被写体距離検知を行なう能動型距離検出装置に
関する。

上記型式の距離検出装置としては例えば特開昭
57−182112号明細書に示される様に半導***置検
器を用いて２つの信号電極らの信号比を求める方
式等が提案されている。該方式にあつては受光素
子を多数必要とせず受光回路が簡略化する利点が
ある一方、その比演算の方式として２つの信号電
極の夫々から出力される信号を対数圧縮した後減
算し、比の対数圧縮値を得ているため、夫々の信
号を圧縮処理するのに２つの個別の入力回路を必
要とし処理回路規模が増大する欠点があつた。

又、更に上記方式では被写体距離信号としては
比の対数圧縮値を用いているため、被写体距離の
移動による僅かな比の変化に対して圧縮値の変化
は更に僅かとなり充分な距離分解能が得られない
問題、更には、該比の対数圧縮値に基づいて撮影
レンズを繰出し焦点合わせを行なう場合、レンズ
の繰り出し量が線型に対応しない等の種々な問題
がある。

本発明は上述の事項を一掃せんがためになされ
たもので、投光手段と、所定の基線長を隔てて配
設され前記投光手段の投光による被写体からの反
射光を受光し、被写体距離に応じてそれぞれの出
力を相対的に変化させる２つの受光素子と、時系
列で該受光素子の一方の単独出力を検知し、次い
で２つの受光素子の和出力を検知する検知回路
と、該検知回路にて検知された受光素子の単独出
力を記憶する記憶回路を含み該記憶回路にて記憶
された受光素子の単独出力を前記２つの受光素子
の和出力にて除し被写体距離情報を得る演算回路
とを設けることにより、入力回路の簡単化、更に
はレンズ繰出し量に比例した距離情報の算出等を
可能ならしめたものである。

以下図面を用いて本発明を詳述する。

第１図は本発明を適用したカメラ用距離検出装
置の原理を説明する為の概略図で、第２図は第１
図示の受光素子の平面図である。

第１図および第２図においてIREDは投光素子
で、線状の赤外光を投光レンズL₁を介して被写
体Ob１，Ob２上に投射する。Ｌ２は測距される
べき被写体Ob１，Ob２からの反射光を投光軸か
ら所定距離ｌ（以下このｌを基線長と称す）離れ
た２つの受光素子SPC１，SPC２上に結像させる
受光レンズである。受光素子SPC１，SPC２上の
被写体からの反射光によつて形成される像RIは
被写体の距離により連続的に前記投光軸と垂直な
方向（以下基線長方向）ｌ１に沿つて移動する。
ここで受光素子SPC１，SPC２の構造は第２図示
の如き楔形であるので、該素子出力は被測距体距
離の変化に応じ、それぞれ一方の受光素子の出力
が増せば、一方の受光素子の出力が減少する。受
光素子SPC１，SPC２の出力をそれぞれＡ，Ｂと
すると、（Ａ＋Ｂ）により正規化された、例えば
Ａ／（Ａ＋Ｂ）信号は被測距体の位置を示す。尚
該装置の出力により撮影レンズの移動量（レンズ
の繰り出し量）を制御することによりオートフオ
ーカス装置が実現される。

第３図は本発明を適用した測距装置の実施例の
概略図である。

第３図において１は例えば第１図、第２図に示
す受光素子SPC１，SPC２の如き被測距物体距離
に依存して変化する第１、第２の測距信号を時分
割的に出力する測距情報発生手段である。２は測
距情報発生手段１、後述の、信号処理回路３、ス
イツチ手段４、記憶手段５、演算手段６、距離判
定手段７を制御する制御手段で、この実施例は電
気的スイツチにより行うものであるが不図示のシ
ヤツターボタンの押下げ操作に連動する部材によ
り機械的なスイツチを切り換えたり、或いは受光
素子SPC１，SPC２にマスクを設け該マスクを所
定の順序で移動させることにより測距情報発生手
段の出力を制御する方法も用いることができる。
３は前述の信号処理回路で、増幅等の信号処理を
行う。４は測距情報発生手段１から発生する情報
の種類或いは時分割のモードに応じ信号処理回路
３の出力を後述の記憶手段５、演算手段６に伝え
るスイツチ手段である。

５は前記信号処理回路３の出力を記憶する記憶
手段、６は記憶手段５の出力と、スイツチ手段４
から直接出力される信号処理回路３の出力とを演
算する演算手段である。７は前記演算手段６の出
力から被写体距離を判定し、不図示の表示回路或
いは不図示の撮影レンズ制御回路に制御信号を出
力する距離判定手段である。

つぎに上記の如く構成される実施例の動作を説
明する。制御手段２により測距情報発生手段１の
第１の出力は信号処理回路３に送られる。制御手
段２により制御されたスイツチ手段４により信号
処理回路３の出力は記憶手段に送られ保持され
る。次に制御手段２に制御されて測距情報発生手
段１は第２の出力を信号処理回路３に送る。制御
手段２により切り換えられたスイツチ手段４によ
り信号処理回路３の出力は記憶手段５を経ずに演
算手段６に送られ、同時に制御手段２により記憶
手段５の信号が演算手段６に送られ演算結果が算
出される。測距判定手段７により演算結果が判定
され距離情報として後段に送られる。

つぎに本発明を用したカメラ用距離検出装置
（測距装置とも記す）の具体的な実施例について
第４図を用いて説明する。

第４図において、IREDは第１図示のL₁の如き
レンズ（不図示）を介して被測距物体（不図示）
に光を投光する投光素子で、例えば赤外発光ダイ
オードが用いられる。IRDRはIREDを所定の光
量で点減させるIRED用駆動回路である。

MS１，MS２はMOS−FETで構成されるアナ
ログスイツチ、MSB１，MSB２はMOS−FET，
MS１，MS２のオン−オフ信号を増幅するバツ
フアアンプ、演算増幅器（以下オペアンプと称
す）MAは前述の第１図、第２図示の様に構成さ
れた受光素子SPC１，SPC２の出力電流を電圧に
変換する高入力インピーダンスのアンプで、抵抗
Ｒ３〜Ｒ５、コンデサＣ１から構成される負帰還
路により直流抑圧機能を有している。PAはコン
デンサＣ２、抵抗Ｒ８で形成されるハイパスフイ
ルタを介して直流分がカツトされた信号を非反転
入力端に受け該信号を幅するプリアンプ、INV
は−１倍のゲインを有し、プリアンプPAの出力
信号を反転するインバータ、INTはコンデンサ
ーＣ３とともにミラー積分回路を構成し、プリア
ンプPAの出力を積分するオペアンプ、SPA，
SINV，SDSCはオン時に電圧降下の生じないア
ナログスイツチ、Ｒ１１はオペアンプINVの反
転入力端子に接続された抵抗、CP１，CP２，
CP３はコンパレータ、Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５
はコンパレータCP１，CP２，CP３の夫々に基
準レベル電圧を供給する分圧抵抗で、互いに直列
接続され、また抵抗Ｒ１３の一端は接地され、抵
抗Ｒ１５の一端は−Ｖボルトの電源に接続され
る。SOCはクロツク信号を発生する公知の発振
回路、JCはOSCからのクロツク信号を1/2×段数
に分周するとともに、１クロツク幅を単位として
位相のずれている分周出力と同周期の信号を得る
ためのジヨンソンカウンタ、ANDはアンドゲー
トで、後述の測距完了判定およびラツチ回路JLC
からハイレベル（以下Ｈレベルと称す）の信号が
出力されている時、すなわち測距動作中ジヨンソ
ンカウンタJCの分周出力を後述の分周回路DIV
に送り、後述の測距完了判定およびラツチ回路
JLCからローレベルの信号が出力されたとき、す
なわち測距動作が完了した後にはジヨンソンカウ
ンタJCからの分周出力を後述の分周回路DIVに
送ることを禁止するアンドゲート、DIVは前記分
周回路で、クロツク信号を更に分周し、２進カウ
ンタBCに送ると共に、後述の積分特性圧縮用イ
ンターバルデコーダIIDに各段の出力信号を送る
ものである。BCはフリツプフロツプで構成され
る４ビツトの２進カウンタで、分周回路DIVの出
力信号をカウントし、後述のタイミング制御用デ
コーダTCDおよび後述の測距ゾーン判定用デコ
ーダZJDに各フリツプフロツプの出力を供給す
る。尚本実施例の説明では２進カウンタBCの内
容を16進数で表わし、回路の動作を説明する。前
記測距ゾーン判定用デコーダZJDは２進カウンタ
BCの信号と後述の測距完了判定およびラツチ回
路JLCの測距完了信号から被測距物体がどの距離
ゾーンにあるかを検出する。例えば測距動作が完
了し、測距完了信号がＨレベルからローレベル
（以下Ｌレベルと称す）に反転した時の２進カウ
ンタBCの内容が“７”あるいは“８”であれば
被測距物体は遠距離ゾーンにあり、“９”であれ
ば中距離ゾーン、“Ａ”であれば近距離ゾーン、
“Ｂ”であれば至近距離ゾーンあることを示す信
号を出力する。EICは外部インターフエース回路
で、測距ゾーン判定用デコーダZJDの出力信号に
応答して測距データを表示したり、ステイルカメ
ラ、ビデオカメラ等の撮影レンズ（不図示）を駆
動させる回路である。TCDはタイミング制御用
デコーダで、２進カウンタBCの信号に応じて第
５図のTCD１〜TCD５で示す様な各種タイミン
グ信号を発生し、該タイミング信号を測距完了判
定およびラツチ回路JLC、後述の圧縮信号波形整
形回路CSC，SPC制御用ラツチ回路SCL，IRED
制御回路ICC、積分スイツチ制御回路ISC、アナ
ログスイツチSDSCに送り、これらを制御する。
CSCはコンパレータCP１で検出された圧縮信号
のチヤタリングを防止する為の圧縮信号波形整形
回路で、前述のミラー積分器の出力の上昇過程に
於いてコンパレータCP１が出力した最初のＨレ
ベルの信号を保持し、一方前記ミラー積分器の出
力の下降過程に於いてはコンパレータCP１が出
力した最初のＬレベルの信号を保持する。

IIDは積分特性圧縮用インターバルデコーダ
で、オペアンプINTの出力に圧縮をかけるため
に分周回路DIVの出力（第９図のAND１参照）
を、デコードして第９図のIID１に示す様なパル
スを後述の積分スイツチ制御回路ISCに送り、積
分特性を圧縮する時における積特性決定用アナロ
グスイツチSPA，SINVの制御信号を作り出す。

ISCは積分スイツチ制御回路であり、第５図、
第７図でISC１，ISC２として示される様なアナ
ログスイツチSPA，SINVの開閉を制御する信号
をジヨンソンカウンタJCの出力信号から作る。

ICCはIRED制御回路であり、２進カウンタBC
の内容が“０”あるいは“１”であるという信号
をタイミング制御用デコーダTCDから受けたと
きおよび測距完了判定およびラツチ回路JLCの出
力信号がＬレベルであるとき投光素子IREDをオ
フし、前記以外のときには後述のSPC制御用ラツ
チ回路SCLの出力信号とジヨンソンカウンタJC
の出力信号との排他的論和を算出した信号により
投光素子IREDを点減させる。

SCLは第５図のSCL１，SCL２で示すようなパ
ルスを出力する前記SPC制御用ラツチ回路であ
り、上昇積分時には受光素子SPC１の出力信号が
下降積分時には受光素子SPC１，SPC２の出力信
号がオペアンプMAに入力する様アナログスイツ
チMS１，MS２を制御する。

PCGは電源投入時に各回路をクリアするPUC
信号を出力するPUC信号発生回路である。

つぎに上記構成にかかる測距装置の動作につい
て第５図乃至第９図を用いて説明する。

カメラのレリーズボタン（不図示）が押下され
ると、電源回路PUから第４図示の如き電圧（Ｖ
＋，Ｖ−）が発生し、該電圧が第４図の各回路に
供給される。

同時にPUC信号発生回路PSGらパワーアツプ
クリア信号が発生し、ジヨンソンカウンタ
JC、分周回路DIV、２進カウンタBC，SPC制御
用ラツチ回路SCLクリアされる。かかるクリア動
作が完了すると、ジヨンソンカウンタJCは発振
回路OSCからのクロツク信号をカウントし、該
カウンタJCの出力端JC３は該クロツク信号を分
周した出力信号を発生する。この時、アンドゲー
トANDの一方の入力端には測距完了判定および
ラツチ回路JLCよりハイレベル（以下Ｈレベルと
称す）の信号が与えられているので、アンドゲー
トANDはジヨンソンカウンタJCからの分周出力
を分周回路DIVに供給し、該分周回路DIV該入力
信号（第９図のAND１参照）を更に分周した後
に、２進カウンタBCに入力信号として供給する。
その為、カウンタBCの内容はパワーアツプクリ
ア動作後に“０”より順次上昇する。該カウンタ
BCの内容をデコードするデコーダTCDの出力端
TCD１は第５図のTCD１で示される様にカウン
タBCの内容が“０”から“１”の間はＬレベル
であるので、IRED制御回路ICCの出力端もカウ
ンタBCの内容が“０”から“１”の間Ｌレベル
を保持し、IRED駆動回路IRDRはこの間投光素
子IREDを駆動せず、投光は行われない。又タイ
ミング制御用デコーダTCDの出力端TCD２はカ
ウンタBCの内容が“０”から“２”の間におい
てはＬレベル（第５図のTCD２参照）を保持し、
積分スイツチ制御回路ISCの出力揃ISC１，ISC
２をＬレベルとするので、アナログスイツチ
SPA，SINVはオフ状態を保持し、ミラー積分器
の積分動作は開始されない。一方タイミング制御
用デコーダHCDの出力端TCD３はカウンタBC
の内容が“０”から“２”の間Ｈレベ（第５図の
TCD３参照）であるのでアナログスイツチSDSC
はこの間オン状態を保持し、抵抗Ｒ１２，Ｒ１１
を介してコンパレータCP３の出力端をオペアン
プINTの反転入力端に接続し、INT−CP３−
SDSC−Ｒ１２−Ｒ１１−INTからなる閉回路を
形成する。該閉回路が形成された時、たとえばオ
ペアンプINTの出力端の電位V₂がVr₂＋OF２
（但しVr₂はコンパレータを形成するオペアンプ
CP３の反転入力端の電位であり、OF２はオペア
ンプCP３のオフセツト電圧）より高い場合には
オペアンプCP３の出力端はＨレベルとなりアナ
ログスイツチSDSC、抵抗Ｒ１２，Ｒ１１を介し
てコンデンサＣ３を充電するので、その充電電圧
に応じてオペアンプINTの出力端の電位V₂は
徐々に降下し、所定時間後にオペアンプINTの
反転入力端の電位V₁とオペアンプCP３の出力端
の電位V₃とが同電位となるとコンデンサＣ３に
対する前記充電動作は停止する。

一方前記オペアンプINTの出力端の電位V₂が
前記電位Vr₂＋OF２より低い場合には前記オペ
アンプCP３の出力端はＬレベルとなつて抵抗Ｒ
１１，Ｒ１２並びにアナログスイツチSDSCを介
してコンデンサＣ３に蓄積されていた電荷が放電
するので、オペアンプINTの出力端の電位V₂は
上昇する。そして所定時間後に前述のケースと同
様にオペアンプINTの反転入力端の電位V₁とオ
ペアンプCP３の出力端の電位V₃とが電位となる
と、コンデンサＣ３の放電は停止し、安定状態と
なる。

かかる安定状態に達した時におけるオペアンプ
INTの出力端の電位V₂は次の如くである。即ち
オペアンプCP３の増幅率をαとすると、各電圧
の関係は V₃＝V₂＋α（V₂−Vr₂−OF２）＝V₁ ∴V₂＝α／α＋１（Vr₂＋OF２）＋１／α＋１V₁ となる。

一般にオペアンプ（演算増幅器）の増幅率αは
α≫１とおくことができるから、上式はV₂≒Vr₃
＋OF２となり、オペアンプINTの出力端の電位
V₂はオペアンプCP３の閾値電圧（Vr₂＋OF２）
にほぼ等しくなる。

この結果、コンデンサＣ３の端子電圧はオペア
ンプINTの反転入力端電圧V₁＝Vr₁−OF１とコ
ンパレータCP３の非反転入力端電位V₂＝Vr₂＋
OF２との差電圧となるので、オペアンプINTお
よびコンパレータCP３のオフセツト電圧OF１，
OF２が自動的に補償できると共に、オペアンプ
INTの無信号時の出力レベルが基準レベル（第
４図示実施例の場合は該基準レベルはグランドレ
ベルである）以下に設定される。尚該実施例の如
く、オペアンプINTの出力が後述する様に無信
号時の出力レベルに対して一方向（正方向）のみ
に振れる場合には、前述の様にオペアンプINT
の無信号時の出力レベルがグランドレベル以下に
設定されるとオペアンプINTの出力のダイナミ
ツクレンジが広がるので、Ｓ／Ｎ比が向上する。

次いでパワーアツプクリア後にカウンタBCの
内容（第５図、第７図、第８図のBC参照）が
“２”になり、デコーダTCDの出力端TCD１
（第５図TCD１参照）がＬレベルからＨレベルに
反転すると、IRED制御回路ICCの出力端はジヨ
ンソンカウンタJCの出力端JC３からの出力信号
に応答してＨレベル並びにＬレベルを繰返すの
で、IRED駆動回路IRDRは投光素子IREDを間欠
的に駆動し、投光素子IREDは第１図示レンズＬ
１の如きレンズを介して測距物体に光を投光す
る。点灯開始直後においては、投光素子JREDの
内部温度は低い為に発光エネルギーは高いが、連
続的な点灯により内部温度が上昇してくるとそれ
に伴つて投光素子IREDの発光エネルギーは徐々
に減少する。そして投光素子IREDの内部温度が
投光素子の周囲温度より高くなり、投光素子内で
の発熱量と同じ熱量を外界に放出するような所謂
熱平衡状態に達ると投光素子IREDの発光エネル
ギーは安定状態に達する。しかる後にカウンタ
BCの内容が“２”から“３”に変わると、デコ
ーダTCDの出力端TCD３（第５図のTCD３参
照）はＨレベルからＬレベルに反転するので、ア
ナログスイツチSDSCは開成してINT−CP３−
SDSC−Ｒ１２−Ｒ１１−INTからなる閉回路は
開き、ミラー積分器による積分動作が開始され
る。尚この時点ではSPC制御用ラツチ回路SCLの
出力端SCL１はＬレベル、SCL２はＨレベルであ
つて受光素子SPC１のみがアンプMAの入力端に
接続されている。

また、カウンタBCの内容が“３”に変つた後
に積分スイツチ制御回路ISCの出力端ISC１は第
５図のISC１に示す様なジヨンソンカウンタJCの
出力端JC１からのパルスとほぼ逆位相のパルス
を発生してアナログスイツチSPAの開閉を開始
し、更に出力端ISC２は第５図示のISC２に示す
様なジヨンソンカウンタJCの出力端JC２からの
パルスとほぼ同位相のパルスを発生してアナログ
スイツチSINVの開閉を開始する。

従つてカウンタBCの内容が“３”に変つてア
ナログスイツチSDSCが前述の様に開成した後
に、測距物体で反射した投光素子IREDからの光
が受光素子SPC１に入射することによつて、アン
プPAから入射光の強さに応じた第６図ａの波形
PAに示す如き出力が発生し、またインバータ
INVから第６図ａの波形INVに示す如き出力が
発生すると、アナログスイツチSPA，SINVは第
６図ａにおいて波形SPA，SINVで示す様な開成
動作をしているので、ミラー積分器を形成するオ
ペアンプINTの反転入力端には第６図ａのINT
に示す様な常に負のレベルを持つた信号が与えら
れる。従つてコンデンサＣ３はカウンタBCの内
容“３”から“６”の間の一定時間Ｔの間充電さ
れ続け、その端子電圧は第５図の波形INTで示
す様に受光素子SPC１への入射光量に応じて上昇
する。そして一定時間Ｔが経過した時、コンデン
サＣ３は測距物体が近距離の時には高く、遠距離
の時には低い電圧に充電される。

その後カウンタBCの内容が“６”から“７”
に変化し、デコーダTCDの出力端TCD４が第５
図の波形TCD４に示す様にＨレベルからＬレベ
ルに変化すると、まずSPC制御用ラツチ回路SCL
の出力端SCL１，SCL２の夫々が第５図の波形
SCL１，SCL２に示す様に反転してアナログスイ
ツチMS１を開成し、アナログスイツチMS２を
閉成し、アンプMAの入力端に受光素子SPC１，
SPC２を並列接続する。

また前述のデコーダTCDの出力端TCD４の出
力変化によりSPC制御用ラツチ回路の出力端SCL
３も第５図示の波形SCL３の様にＬレベルからＨ
レベルに変化するのでIRED制御回路ICCはジヨ
ンソンカウンタJCの出力端JC３からのパルスの
位相を180゜ずらせたパルスをIRED駆動回路
IRDRに供給する。更に前述のデコーダTCDの出
力端TCD４の出力変化に同期して、デコーダ
TCDの他の出力端TCD２が第５図示の波形TCD
２の様にＨレベルからＬレベルに変化するので、
該出力端TCD２からの信号を受ける積分スイツ
チ制御回路ISCの両出力端ISC１，ISC２は共に
ＬレベルとなつてアナログスイツチSPA，SINV
を開成し、ミラー積分器による積分動作を中断さ
せ、受光素子SPC１，SPC２の切換えに伴なつて
生じるアンプMAの過渡的変動による誤測距を失
くす。

カウンタBCの内容が“７”から“８”に変化
し、デコーダTCDの出力端TCD２の出力信号が
Ｌレベルから再度Ｈレベルに変化すると、アナロ
グスイツチSPA，SINVは再度積分スイツチ制御
回路ISCの出力端ISC１，ISC２からの出力信号
（第５図のISC１，ISC２参照）に応じて開閉動作
を繰返すが、前述した様にIRED制御回路ICCか
ら出力されるパルスの位相がカウンタBCの内容
が“６”から“７”に切換つた時点で180゜ずれた
ので、投光素子IREDの点灯時にアナログスイツ
チSPAが開成し、投光素子IREDの消灯時にアナ
ログスイツチSINVが開成することになる（第６
図ｂ参照）。

このためミラー積分器のアンプINTの反転入
力端にはカウンタBCの内容が“８”に移行した
時点から第６図ｂの波形INTで示す様な正方向
の電圧が与えられる。

勿論オペアンプINTの反転入力端に与えられ
る正方向の電圧は受光素子SPC１の出力とSPC２
の出力との和の出力に相応した電圧である。

カウンタBCの内容が“８”に移行した後にオ
ペアンプINTに前述した様な正方向の電圧が
次々に与えられると、オペアンプINTの出力レ
ベルは入力信号のレベルすなわち測距物体までの
距離に応じて第５図の波形INTで示す様に徐々
に低下してゆく。尚第５図の波形INTにおいて
INT−１は測距物体が近距離の場合、INT−２
は測距物体が中距離の場合、INT−３は測距物
体が遠距離の場合、INT−４は測距物体が近距
離で、かつ高反射率の測距物体である場合、
INT−５は測距物体が極めて遠距離の場合のオ
ペアンプINTの出力特性の概略を夫々示してい
る。

ここでまず測距物体が近距離の場合であつてオ
ペアンプINTの出力がINT−１（第５図INT出
力参照）で示される様な出力特性を呈する場合の
動作について説明する。

オペアンプINTの出力がコンパレータCP３の
閾値より低下すると、コンパレータCP３の出力
端はＨレベルからＬレベルに反転し、ラツチ回路
JLCに測距完了信号を与える。この時タイミング
制御用デコーダTCDの出力端TCD５（第５図の
TCD５参照）はＨレベルとなつているのでラツ
チ回路JLCはコンパレータCP３からの測距完了
信号に応答してＬレベルの出力信号（第５図の
JLC１参照）をIRED制御回路ICC、積分スイツ
チ制御回路ISC、コンパレータCP３、アンドゲ
ートAND並びに測距ゾーン判定デコーダZJDの
夫々に与える。このため投光素子IREDの投光は
停止され（第５図IRED参照）、両アナログスイ
ツチSPA，SINVは開かれて（第５図ISC１，
ISC２参照）ミラー積分器の積分動作は停止さ
れ、コンパレータCP３の作動も停止される。

またアンドゲートANDの出力もＨレベからＬ
レベルに反転してカウンタJCから周回路DIVへ
のパルスの伝達を阻止する。従つて２進カウンタ
BCは前述の測距完了信号がコンパレータCP３よ
り出力された時点の数値“Ａ”を保持し、また測
距ゾーン判定デコーダZJDにはカウンタBCの内
容である数値“Ａ”が与えられる。この時測距ゾ
ーン判定デコーダZJDには前述の様にコンパレー
タCP３からの測距完了信号に応答してラツチ回
路JLCよりＬレベルの信号が与えられているで、
測距ゾーン判定デコーダZJDは２進カウンタBC
からの情報をもとに測距物体の距離情報を外部イ
ンターフエース回路（この実施例においてはカメ
ラ内の所定の回路）へ伝達する。

こで該測距ゾーン判定デコーダZJDの演算につ
いて詳述する。

上昇方向の積分（積分時間Ｔ）時におけるミラ
ー積分器を構成するコンデンサＣ３の充電電圧
と、下降方向の積分（積分時間ｔ）時におけるコ
ンデンサＣ３の降下電圧は第５図のINTから明
らかな様に等しい。

よつて、 α・Ａ・Ｔ／C3・R11＝α（Ａ＋Ｂ）ｔ／C3・R11……
(1) ｔ＝Ａ／Ａ＋ＢＴ ……(2) が成立する。

ここでＣ３……コンデンサＣ３の容量、Ｒ１１
……入力抵抗Ｒ１１の抵抗値、Ａ……受光素子
SPC１の出力電流値、Ｂ……受光素子SPC２の出
力電流値、Ｔ……前述した上昇方向時の積分時
間、ｔ……前述した下降方向時の積分時間、α…
…オペアンプMAの電流−電圧変換定数とオペア
ンプPAの増幅率との積並びに両アナログスイツ
チSPA，SINVの開閉デユーテイ比で定まる比例
定数である。

上記(2)式は積分時間Ｔが一定である時は他の積
分時間ｔを測定することによりＡ／Ａ＋Ｂ、すな
わち測距物体の距離を判定できることを示してい
る。測距ゾーン判定デコーダZJDはこの原理を利
用して距離を演算するものである。

すなわち前述のようにしてカウンタBCより与
えられた数値“Ａ”から積分時間ｔを算出し、既
知の一定時間ＴからＡ／Ａ＋Ｂを求め、測距物体
までの距離を算出し、前述のように外部インター
フエース回路に測距物体迄の距離情報を出力す
る。

尚測距物体が中距離にある時にはコンパレータ
CP３がカウンタBCの内容が“９”の時に前述の
ような測距完了信号を発生するので、測距ゾーン
判定デコーダZJDは測距物体が中距離にあること
を示す信号を出力する。更に測距物体が遠距離に
ある時にはコンパレータCP３がカウンタBCの内
容が“８”の時に前述のような測距完了信号を発
生するので測距ゾーン判定デコーダZJDは測距物
体が遠距離にあることを示す信号を出力する。

次に測距物体が極めて遠距離にあつて、ミラー
積分器の出力レベルが積分特性INT−５（第５
図のINT参照）に示される様にカウンタBCの内
容が“７”に移行した時にもコンパレータCP２
の閾値CP２Ｔ（第５図の波形INT参照）を越えな
い場合には、タイミング制御デコーダTCDの出
力端TCD４がＨレベルからＬレベルに反転した
際にラツチ回路JLCはこのレベルの反転に同期し
てコンパレータCP２から出力されているＬレベ
ルの信号をラツチする。この結果、ラツチ回路
JLCの出力は前記デコーダの出力端TCD４の出
力の反転に応答して測距物体が前述の如き通常の
範囲内に存在した場合と同様にＨレベルからＬレ
ベルに変化し（第５図にJLC１参照）、投光素子
IREDの投光は停止され、カウンタBCの内容は
“７”に保持され、また測距ゾーン判定デコーダ
ZJDはカウンタBCの内容“７”並びにラツチ回
路JLCの出力信号から測距物体が極めて遠距離に
存在することを示す信号を外部インターフエース
回路EICに出力する。

最後に測距物体が近距離にあつて、かつ高反射
率のものである時の動作について説明する。かか
る場合はミラー積分器の出力電圧は第５図の積分
特性INT−４に示される様に受光素子SPC１か
らの出力電流に応じて積分開始後急激に上昇す
る。そしてコンパレータCP１の閾値CP１Ｔ（第
７図のINT参照）を越えるとコンパレータCP１
の出力（第８図のCP１参照）はＬレベルからＨ
レベルに反転し、圧縮信号波形整形回路CSCの出
力は第８図の波形CSCで示される様にＨレベルか
らＬレベルに反転する。このため積分スイツ制御
回路ISCの出力端ISC１，ISC２からのパルスは
積分インターバルデコーダIIDからのパルス（第
９図のIID１参照）につて第７図の波形ISC１，
ISC２に示される様に間引かれたパルス列とな
る。

かかる間引かれたパルス列はアナログスイツチ
SPA，SINVに供給され、アナログスイツチ
SPA，SINVは該パルス列に応答して開閉するの
でミラー積分器を形成するオペアンプINTの出
力電圧は第５図に示される様に緩い傾斜をもつて
上昇する。

そしてカウンタBCの内容が“７”に移行する
と前述の場合と同様にタイミング制御デコーダ
TCDの出力端TCD２から出力されるＬレベルの
信号に応答してアナログスイツチSPA，SINVが
開成し、コンデンサＣ３の充電路を遮断するの
で、ミラー積分器の積分動作は停止する。

そして２進カウンタBCの内容が“８”に移行
すると、タイミング制御デコーダTCDの出力端
TCD２はＬレベルから再びＨレベルに反転し
（第５図の波形TCD２参）、積分スイツチ制御回
路ISCの出力端ISC１，ISC２は再び第７図のSC
１，ISC２の様な間引かれたパルスをアナログス
イツチSPA，SINVに供給するので、アナログス
イツチSPA，SINVは開閉し再び積分動作は開始
され、積分器を形成するオペアンプINTの出力
は受光素子SPC１からの出力電流とSPC２からの
出力電流の和の電流に応じ、かつ期間Ｔ１（第５
図INT参照）における積分特性の傾きをKAとす
ると−Ｋ（Ａ＋Ｂ）の傾きをもつて第７図の波形
INT或いは第５図の波形INT−４に示される様
に徐々に降下する。積分器の出力が更に降下して
コンパレータCP１の閾値CP１Ｔ（第５図、第７
図の波形INT参照）以下となると、コンパレー
タCP１の出力はＨレベルからＬレベルに反転し
て圧縮信号波形形成回路２０の出力をＬレベルか
らＨレベルに反転させ（第８図の波形CSC参照）、
積分スイツチ制御回路ISCの出力端ISC１，ISC
２から出力されるパルスのデコーテイ比を元に戻
す。このため積分器の出力は第５図のINT出力
（波形INT−４参照）に示される様に急激に降下
する。そして該積分器の出力、すなわちオペアン
プINTの出力電圧がコンパレータCP３の閾値以
下となるとコンパレータCP３の出力はＬレベル
に反転して測距完了判定およびラツチ回路JLCの
出力を反転させ（第５図の波形JLC１参照）、前
述の場合と同様に投光素子IREDの投光を停止さ
せると共に測距ゾーン判定デコーダZJDよりカウ
ンタBCの内容（“Ｂ”）に応じた距離情報すなわ
ち測距物体は至近距離にある事を示す情報を外部
インターフエース回路EICに出力する。

以上の第１〜第９図にて述べた実施例は２つの
受光素子SPC１，SPC２を用いた場合の例である
が、本発明に適用する受光素子としては半導***
置検出器PSDを用いることも可能である。第１
０、第１１図は第４図実施例における受光素子と
してPSDを適用する場合の入力回路部構成を例
示する回路図である。

第１０図において、OPは第４図示のアンプ
MAに相当するオペアンプ、FCは第３図示の抵
抗R₃〜R₅、コンデンサーC₁等に相当する負帰還
回路網、PSDは半導***置検出器でａ，ｂは該
検出器の信号電極を示し、又Ｃは共通電極を示し
ている。SWA，SWBは測距シーケンス中に開閉
制御されるスイツチで、該スイツチとしては、第
４図実施例のスイツチMS１，MS２と同様に半
導体スイツチやメカスイツチ等が使用される。
Vref₁，Vref₂はそれぞれ基準電位を示している。

第１０図において、スイツチSWAを開、SWB
を閉とすると、信号電極ｂに基準電位Vref₁が印
加される。半導***置検出器PSDは一方の信号
電極にバイアス電圧が印加されると他方の信号電
極から電極ab間における（PSDの表面における）
被写体反射光入射位置に相応した値の信号電流
（第４図実施例におけるSPC１の出力Ａに相応す
る。）を出力する。又スイツチSWAを閉、SWB
を開とすると半導***置検出器PSDの一方の電
極が開放されるので、全受光出力（電極ａからの
Ａ出力と電極ｂからのＢ出力の和）がオペアンプ
OPの反転入力端に入力しこれにより第４図実施
例におけるSPC１とSPC２の出力の和信号Ａ＋Ｂ
が得られる。よつて、第４図示のカウンターBC
のカウント値が６となるまで、スイツチSWAを
開、SWBを閉とし、カウント値が７となつた時
にスイツチSWAを閉、SWBを開とする様制御す
れば、第４図実施例と全く同様にして被写体距離
に応じたカウント値をカウンターBCに得ること
が出来る。

第１１図は第１０図実施例の変形例を示す回路
図で第１０図実施例と同一の構成部には同一記号
を附してある。第１１図にあつては、第１０図の
スイツチSWAを省略し、スイツチSWBに相当す
るスイツチSWCを設け、SWCを閉となし出力Ａ
を得て、次いでスイツチSWCを開となし出力Ａ
＋Ｂを得る様にした点が第１０図実施例と異なる
処である。

尚、第４図実施例において、２つの受光素子の
うちSPC１の出力Ａを検知してＡ／Ａ＋Ｂを求め
ているが、SPC１の代わりにSPC２の出力Ｂを検
知してＢ／Ａ＋Ｂを求めても良いことはもちろん
であるが、遠距離の被写体に対し出力が大となる
方の受光素子（以下遠距離相当受光素子と称す。
第４図実施例の場合はSPC１）の出力を検知する
ことにより下記の利点がある。

(i) 被写体から反射されて受光系に入射する光量
は概略距離の逆２乗則に従う為、被写体が遠距
離にあつて遠距離相当受光素子に入射する光量
は被写体が近距離にあつて他方の受光素子（以
下近距離相当受光素子と称す。）に入射する光
量に比してはるかに少なく遠距離相当受光素子
出力は近距離相当受光素子出力に比して信号の
ダイナミツクレンジが狭い。よつて遠距離相当
受光素子出力検知によれば信号処理回路のダイ
ナミツクレンジが狭いとしても正確な信号処理
が可能である。

(ii) 受光素子の形状を第２図示の如くなした場合
近距離相当受光素子の出力は被写体が遠距離側
にある時において、かなり小さくなるため、近
距離相当受光素子出力検知にて無限相当距離判
別を行なうと、実際には被写体が無限距離に存
在しない場合でも無限相当距離にあるとの判別
がなされるおそれがある。よつて遠距離相当受
光素子出力検知の方が無限距離判別に対する確
度が高い。

以上の利点(i)，(ii)は半導***置検出器PSD
を用いた場合において、被写体が遠距離にある
場合大出力を発生する信号電極側からの出力検
知を行なつた際にも同様に発生する利点であ
る。

以上の様に本発明によれば入力回路等の簡略化
を計れると共にレンズの繰出し量に相応する被写
体距離情報の算出等が可能となる等距離検出装置
において多大な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した距離検出装置の原理
図、第２図は第１図示の受光素子の平面図、第３
図は本発明を適用した距離検出装置の概略図、第
４図は本発明を適用した距離検出装置の詳細回路
図、第５図、第６図ａ、第６図ｂ、第７図、第８
図、第９図は第４図示回路の各部の波形図。第１
０図は第４図実施例における受光回路部の他の実
施例を示す回路図。第１１図は第１０図示の受光
回路部の変形例を示す回路図である。図において、IRED……発光素子、TCD……遅
延回路を形成するタイミング制御用デコーダ、
BC……カウンタ、ISC……積分スイツチ制御回
路、SPA，SINV……アナログスイツチ、INT…
…オペアンプ、Ｃ３……コンデンサ。

Claims

【特許請求の範囲】１投光手段と、所定の基線長を隔てて配設され
前記投光手段の投光による被写体からの反射光を
受光し、被写体距離に応じてそれぞれの出力を相
対的に変化させる２つの受光素子と、時系列で該
受光素子の一方の単独出力を検知し、次いで２つ
の受光素子の和出力を検知する検知回路と、該検
知回路にて検知された受光素子の単独出力を記憶
する記憶回路を含み該記憶回路にて記憶された受
光素子の単独出力を前記２つの受光素子の和出力
にて除し被写体距離情報を得る演算回路とを具備
することを特徴とする距離検出装置。２投光手段と、所定の基線長を隔てて配設され
前記投光手段の投光による被写体からの反射光を
被写体距離に応じて受光面上の所定位置に受光す
る半導***置検出器と、前記半導***置検出器の
第１の信号極に接続された増巾器と、時系列で前
記半導***置検出器の第２の信号電極にバイアス
を印加し次いで第２の信号電極を開放し前記バイ
アスの印加を解除する制御回路と、前記第２の信
号電極にバイアスが印加されている際の増巾器出
力を記憶する記憶回路を含み該記憶回路にての記
憶値を第２の信号電極が開放となつている際の増
巾器出力にて除し被写体の距離情報を得る演算回
路とを具備することを特徴とする距離検出装置。３投光手段と、所定の基線長を隔てて配設され
前記投光手段の投光による被写体からの反射光を
被写体距離に応じて受光面上の所定位置に受光し
第１と第２の端子から被写体距離に応じてそれぞ
れの出力を相対的に変化させる半導***置検出器
と、時系列で該半導***置検出器の一方の単独出
力を検知し、次いで該半導***置検出器の和出力
を検知する検知回路と、該検知回路にて検知され
た半導***置検出器の単独出力を記憶する記憶回
路を含み該記憶回路にて記憶された半導***置検
出器の単独出力を前記半導***置検出器の和出力
にて除し被写体距離情報を得る演算回路とを具備
することを特徴とする距離検出装置。