JPS59183325A - 光電変換装置 - 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】 本発明は光電変換装置に関し、特に光源から被写体に投
光して反射してきた光束を受光して被写体までの距離を
、検出する際に有効な光電変換装置に関するものである
。

更に本発明は基線長方式における距離検出に有効な光電
変換装置に関するものである。

従来より距離検出装置の光電変換手段に使用されている
光電変換素子は目的により種々切り換えて使用されてい
た。例えば被写体までの距離の長さ、光電変換素子の感
度、光源の強さ、周囲の明るさ等により切り換えていた
。

しかしながら一般には光電変換素子を切り換えて使用す
ることはＳハ此の低下を招く傾向があった。

又光学的手段により切り換えを行うことは機械的な制約
を受ける等の欠点があった。

切り換え可能な光電変換素子を用いて距離検出を行う場
合の一例を図面を用いて以下説明する。

第１図は従来の測距装置の概略図である。

ズ５によυ光電変換手段６に導光させている。

光電変換手段６は２つの光電変換素子６ａ、６ｂを有し
ており被写体２からの反射光が両光電変換素子６ａ、６
ｂに等しく入射したときをもって距離検出を行う。

いま結像レンズ１がフィルム面上に被写体像を結像して
いないとすると、第２図に示す様に被写体面が７の位置
まで近づけばそれによるフオ・−カスのズレを１のレン
ズと５の受光レンズによる被写体上の投光光スポット像
は８の光束のようになシ主に６０光電変換素子の６ｂ側
に生じる。

このため光電変換素子６ａと６ｂの受光の光量差が生じ
この差を検出することにより被写体が予定被写体面よシ
手前に有る事を検知し、レンズ１を駆動すれば合焦状態
が得られる。

しかしながら被写体が変動しても光電変換素子６ａ。

６ｂ上に入射する光束が必ずしも上記変動に対応して変
動しない場合がある。

例えばところが第３図に示す様々ズームレンズにおいて
は、第６図（ｂ）の望遠端のズーム位置では１０の投光
用の光束は受光用の主光束の１１及び光電変換手段６の
端部に至る１２の光束とレンズ系中で交わらな〜・ので
光電変換手段６は正しく動作するが第６図（ａ）の広角
端のズーム位置では同じ＜１０の投光光束は１２で示す
受光端部光束と１６に示スレンズ部で重なってしまい、
ここでのレンズ面からの内部反射によｐ受光素子の端部
に前記内部反射光が帰りこのため被写体からの反射光と
判別出来ず、誤動作してしまう事がある。又距離による
フォーカシング用のレンズの繰）出しによってもこの様
な事が生ずることがある。これを防ぐため光電変換手段
６の受光面を小さくすると望遠端のズーム位置で大きく
反射光がズした場合に、反射光のスポットが受光域から
外れて反射光が測定出来ない事がある。

又受光面積はその対光電変換素子との差信号を検出する
場合に大面積の場合には大きなズレ量があっても信号を
検出することが可能になるが、この面積故合焦付近の微
妙な光束の変化に対しての変化即ちズレ検知精度を相対
的に低下させてしまう欠点がある。

本発明は測距精度の高い、しかも広い範囲に渡シ測距が
可能な、光電変換装置の提供を目的とする。

本発明の目的を達成する為の主なる特徴は基準線に対し
、対称に複数の光電変換素子を配・置した光電変換手段
と、前記光電変換素子のうち外部若しくは内部からの信
号に応じて前記基準線に対して対称となっている任意の
光電変換素子を動作させるべ（制御部を設けたことであ
る。

そして本発明の目的をよυ良く達成する為に前記光電変
換手段を前記基準線に対し左右に入射する光量の差に応
じた信号を出力する差動型の信号出力が得られるように
構成したことである。

又本発明の光電変換装置を例えばズームレンズ等の光学
系と共に使用する場合には前記外部の信号をズームレン
ズのズーム位置から若しくは光学系の焦点距離、Ｆナン
バー等から得るようにしていることである。

又目的に応じて、光電変換手段の受光面を２次元的なマ
トリックス状に構成してから被写体の任意の場所からの
反射光を受光するようにしてもよい。

次に本発明の一実施例を従来例と比較して説明する。

第４図は本発明と比較するための従来の光電変換素子の
説明図である。

前述の光電変換素子６ａ、６ｂに相当する２１゜２２０
光電変換素子及びその２つの光電信号を読み出しするた
めに２３．２４のゲートを設けそれを２５の線で操作す
る事により一定時間の２１゜２２の光電変換性を２６．
２７の付加容量又は蓄積容量と並列に２８．２９の線に
出力させ、この２線間の電圧差又は電荷差として前記の
反射光のズレ量の検知信号を出力とする変換素子である
。

第５図は本発明の一実施例の説明図で従来例に加えズレ
検知方向に３１．３２の光電変換素子を有し、それらは
３３．３４のゲートの開閉によυ２１゜２２の光電変換
素子と並列に接続可能に構成している。

このため不図示のズームの広角側で６５の線をＬｏｗに
して３３．３４のゲートを閉じ、第６図（ａ）に示す様
に投光光束と重なる受光光束に相当する３１．３２の光
電変換素子からの出力を処理せず、重複光束を演算し表
い。

この事には、広角側では無限から至近の間での被写体に
対し結像側でのズレ量が減少する事にも合致し、無意味
に、広いズレ範囲に渡って演算して誤差を大きくしたり
誤動作を起こす事を防止している。

又４１，４２のゲートを４３の線のＨｉｇｈによって開
ける事によシ前記の２１．２２の光電変換素子に加えて
４４．４５０光電変換素子及び４６゜４７の光電変換素
子を４８．４９のゲートの開閉により加えて演算する事
が可能になり、若干の精度の低下を許容して広い視野の
自動焦点を可能にし、小さな被写体パターンによる誤動
作を減らす事が可能になる。

このため公知の絞υ機構と不図示のスイッチ等によシ４
６の線のＨｉｇｈ　、　Ｌｏｗを連動させる事により小
絞径の場合等に使い易い自動焦点が実現出来る。

以上は特にＭＯ８構造を採るＣＯＤ、ＣＩＤ等の場合容
易に構成出来る利点が有る。

第６図は本発明の他の実施例の説明図であり常にＨｉｇ
ｈでちる５１の線をコレクタにした５２．５３のフォト
トランジスタが前述の２１，２２０光電変換素子に対応
し、３その光電変換出力を５４，５５の線に出力するが
前記の様に６５の線のＨｉｇｈによｐ開（５６，５７の
ゲートによシ５８．５９のフォトトランジスタ出力も加
えて出力可能にしてズレ検知範囲を拡大出来る。

又視野の拡大時は４３の線のＨｉｇｈにより上述に加え
て６０〜６６又は６０〜６７のフォトダイオード出力も
加算可能にして有る。

なおこの実施例は第４〜５図に合わせただゆで、３５の
線による操作はゲートによらずこの列のフォトダイオー
ドのコレクタ線の操作にすることも可能でありこの様に
する事によりバイポーラ構造で作り難いアナログ−ゲー
トを必要としない利点がある。

又距離による繰り出しによって切り換えても良〜ゝ０ 前記実施例は手動又は連動により視野及びズレ検知範囲
を変えていたが、自動的に行なう事も考えられる。

例えば第７図はその様な自動切シ換えの実施例である。

８３の発振器によシ一定時間毎のリセットパルスを８４
のＯＲ−ｇａｔｅを通してリセットされる８５のＲ−８
ＦＦが有シ、リセット状態に有るとする。そのリセット
によ］ＨｉｇｈになるＱ出力の８６の線によシ前述の第
５，６図の３５の広範の相異を８７の差動増巾器によυ
８８の線に出力する。

この出力によシ８９の増巾器を通して９０のモータによ
り自動焦点調定を行なう。今８６０線はＨｉ　ｇ　ｈ故
に９１のｇａｔｅは開いているので、低感度出力に対し
９００七−夕は高速に合焦点への調定を行なう。

そして９２〜９４の抵抗と９５．９６の比較器によるウ
ィンドコンパレータによシ設定された範囲の１ｅｖｅｌ
に８８の線がなった。即ち合焦に近づいた場合は両比較
器のＬｏｗによシ、９７のＯＲ−ｇａｔｅ出力はＬｏｗ
になシこれによシ９８のｉｎｖｅｒｔ−ｇａｔｅ出力は
Ｈｉｇｈになシ８６の線のＨｉｇｈと合せて９９のＡＮ
Ｄ−ｇａｔｅ出力をＨｉｇｈにして８５０Ｒ８ＦＦをＳ
ｅｔする。

これによりＱ出力である８６．３５の線はＬｏｗになり
狭範囲、高精度モードに入る。

そしてその差出力によシ９０のモータは閉じた９１のｇ
ａｔｅでな（１００の抵抗を通して低速で詳細な合焦調
定を行なう。

もしこの詳細調定中に急に被写体が前後したシ、した場
合は、（今説明上同−のウィンドコンパレーターを用い
て説明すると）９５．９６のウィンドコンパレーターの
どちらかの出力がＨｉｇｈになシ９７のＯＲ−ｇａｔｅ
出力をＨｉｇｈにしその結果孔Ｓ−笑 Ｆ’Ｆ’８５のＱ出力のＨｉｇｈは１０１の線と鴬に１
０２のＡＮＤ−ｇａｔｅに与えられ、同ｇａｔｅ出力を
Ｈｉ　ｇｈにして８４のＯＲ−ｇａｔ（１を通して８５
（７）Ｒ８Ｆ’ＦをＲｅ５ｅｔ　Ｌ広範囲のモードに復
帰する。

以上の様に自動的に範囲や感度切り換えが可能である。

以上はすべて光電変換素子を対称に切り換えていたが、
現状のレンズの繰り出しにより例えば無限においては、
近距離に対応する受光部のみ範囲を広げ、無効な被写体
距離に対応する光電出力を選択しｆｉ＜したり、無効（
クリア）する事によシ常に有効距離に相当する範囲属処
理を限定する事により、レンズ内の乱反射等の誤又は雑
音信号による誤作動を防止す来る事は、言うまでも無い
。

又２素子の光電変換のみでな（多素子によるゾーン的焦
点検知においても、そのゾーンの切す換えや測距範囲（
面積）の切υ換えにおいても同様の効果がある事は言う
までも無い。

以上のよ５に本発明によれば光電変換手段の光電変換素
子を適切に選択することにより、測距軸度の良い、誤動
作のない、Ｓ／Ｎ比の高い検出信号の得られる光電変換
装置を達成することができる。

又本発明をカメラ等のオートフォーカス用の光電変換装
置として用いれば良好なるオートフオーカ

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の測距装置の概略図、第６図は従
来の測距装置をズームレンズに用いた場合の説明図、 第４図は従来の光電変換手段の一例の説明図、第５図、
第６図は本発明に係る光電変換装置の光電変換手段の一
部分の説明図、 第７図は本発明の光電変換装置の自動切換回路の一実施
例の説明図である。 図中１は結像レンズ、２，７は被写体、４は投光用レン
ズ、５は受光用レンズ、６は光電変換手段、１０，１１
．１２は光束である。 特許出願人　キャノン株式会社 ど６　　　　１’１ 手続補正書（自発） 昭和５８年と月７′／日 特許庁長官　若杉和夫　　殿 １　事件の表示 昭和５８年　特許願　　第　５７２１０　　　号２　発
明の名称 光電変換装置 ３　補正をする者 事件との関係　　　　　　　特許出願人件　所　東京都
大田区下丸子３−３０−２名称　（１００）キャノン株
式会社 代表者賀来龍三部 ４代理人 居　所　ｍ１４６東京都大田区下丸子３−３０−２キャ
ノ／株式会社内（電話７５８−２１１１）５、補正の対
象 明細書 ６、補正の内容 （１）（イ）ＩＪＩ細書第６頁第９行目の「光電変換性
」を「光電変換値」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基準線に対し、対称に複数の光電変換素子を配置
   した光電変換手段と、前記光電変換素子のうち外部若し
   くは内部からの信号に応じて前記基準線忙対して対称と
   なっている任意の光電変換素子を動作させるべ（制御部
   を有していることを特徴とする光電変換装置。 （２）前記光電変換手段を前記基準線に対し左右に入射
   する光量の差に応じた信号を出力する差動型の信号出力
   が得られるように構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の光電変換装置。 （６）前記外部の信号をズームレンズのズーム位置から
   得ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光電変換装置。