JPS606819A - 距離検出装置 - Google Patents

距離検出装置

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JPS606819A
JPS606819A JP58114820A JP11482083A JPS606819A JP S606819 A JPS606819 A JP S606819A JP 58114820 A JP58114820 A JP 58114820A JP 11482083 A JP11482083 A JP 11482083A JP S606819 A JPS606819 A JP S606819A
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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に関する。
従来、可動部を廃止すべく複数の検知素子を設ける方式
は、投光部より1ll11距対象に向けて光を照射し、
その反射光を投光部から所定の基線長だけ離れて配置さ
れた受光部により受光して測距を行なう光照射型の所謂
光アクティブ型三角測距方式に於ても、又所謂能動型の
三角測距方式に於ても数多く提案され、また実用化もさ
れている。この方式は撮影操作以前に距離情報が判ると
いう利点を有する反面1例えば特開昭56−29110
号公報に見られる様に受光素子の数と同数の増幅器を含
むアナログ大刀回路を用いて各受光素子出力の比較演算
等を行なう様構成されている為に各人力回路間の整合を
取るのに手間取るばかりでなく、完全に@合させること
が困難であった為に検出梢題が低い欠点かあつ /こ 
本発明の目的はかがる欠点を除去した、系の整合に手間
取ることがなくかつ検出7ta度の良い距離検出装置を
提供せんとするものである。
以下本発明について図面を用いて詳細に説明する。
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I図示の受光素子
の平面図である。
il1図および第2図においてII(EJ)は投光素子
で、線状の赤外光全投光レンズL Jを介して被写体O
bx、Ob2 上に投射する。L2は測距されるべき被
写体obi、Ob2 からの反射光を投光軸から所定距
離l(以下このlを基勝長と称す)離!゛t、た2つの
受光素子5PCI、5PCZ上に結像させる受光レンズ
である。受光素子5PCI、8PC2上の被写体からの
反射光によって形成される像■t■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)
Jlに沿って移動する。ここで受光素子SPC!。
5PC2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
光素子の出刃が増せば、一方の受光素子の出力が減少す
る。受光素子5PCI。
5PC2の出力をそれぞれA、Bとすると、(A+B)
により正規化され/こ、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ル撮影Vン
ズの移励叶を制御することによりオートフォーカス装置
が実現される。
第3図は本発明を適用した111j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5PCI、5PC2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・1〆を報発生手段である。2は測距情
報発生手段l、後述の信号処理回路3、スイッチ手段4
、記憶手段5、演算手段6.9距離判屋手段7を制御す
る制御手段で、この実施例は電気的スイッチにより行う
ものであるが不図示のシャッターボタンの押下げ操作に
連動する部材によりイ幾械的なスイッチを切り換えたり
、或いは受光素子5PCI。
S P C2にマスクを設は該マスクを所定の順序で移
動させることにより測距1N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に伝えるスイッチ手段である。
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、スイッチ手段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によシ測距情報発生手段1の第1の出力は信
号処理回路3に送られる。
!ti制御手段2により制御されたスイッチ手段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l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
シ換えられたスイッチ手段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((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。距離判定手段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。
つぎに本発明を適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、IREL)は第1図示のLL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
射する投光素子で、例えば赤外発光ダイオードが用いら
れる。If(L)1.LはIREDを所定の光量で点滅
させる1RED用駆動回路である。
MSl、MS2はMus−Fg’rで構成されるアナロ
クスイッチ、M2Rl、 MS 132 B MUS−
Fll’l’ 、MSi。
MS2のオン−オフ信号を増幅すルハッファアンプ、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+h成された受光素子5PCI、5P
C2の出力電流を11を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、コンデンサCI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で形成されるノ〜イパ
スフィルタを介して直流分がカットされた信号を非反転
入力端に受け該信号を増幅するプリアンプ、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
ルオペアンフ、SPA、5INV、5D8Cd:A−ニ
ア時に電圧降下の生じないアナログスイッチ、 ttt
iはオペアンプINVの反転入力端子に接続きれた抵抗
、CPI、CF2.CF2 はコンパレータ、1も13
.几14,1も15 はコンパレータCPI、 CF2
゜CF2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1tiaの一端は接地
され、抵抗1(、l 5の一端は−■ボルトのdt源に
接続される。
O20はクロック信号を発生する公知の発振回路、JC
はO20からのクロック信号を%×段数に分周するとと
もに、lクロン2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だめのジョンソンカウンタ、
ANI)はアンドゲートで、後述の測距完了判定および
ラッチ回路JLCからハイレベル(以下l■レヘルと称
す)の信号が出力されている時、すなわち測距動作中ジ
ョンソンカウンタJCの分周出力を後述の分周回路JJ
IVに送り、後述の測距完了判定およびラッチ回路JL
C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rした後にはジョンノンカウンタJCからの
分周出力を後述の分周回路D I V VC送ることを
禁止するアントゲ−)、I)IVは削6己分周回路で、
クロック信号を虹に分周し、2進カウンタBCに送ると
共に、後述の績分特d−圧縮用インターバルデコーダI
IDVC各段の出力信号を送るものである。BCVよフ
リップフロップでii41戊される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’1’ CDおよび後述の
測距ゾーン判定用デコーダZJDに各フリップフロップ
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ッチ回路JL
CO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1ル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N 7 nある
いは8”であれば被測距物体は遠距離ゾーンにあシ、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にあることを示す信号を
出力する。EICは外部インターフェース回路で、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。TC
Dはタイミング制aiil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〜′l″CD5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ンチ回路JLC1後述の圧縮
信号波形整形回路CS C,S P CH1制御用ラッ
チう路SCL、Il七El)制イ、111回路J、 C
C。
積分スイッチ制御回路ISC、アナログスイッチ8DS
Cに送り、これらを制σ叩する。C8Cはコンパレータ
CPIで検出された圧縮信−けのチャタリングを防止す
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CPIが出力した
最初のIIレベルの信号を保持し、−男前jjLミンー
)d(分器の出力の下降過程に於いてはコンパレータC
PIが出力した最初のLレベルの1g号を保持する。
IIIJ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1
)IVの出力(第9図のANIJl参照)をデコードし
て第9図のIl、1月に示す様なパルスを後述の積分ス
イッチ側倒1回路■SCに送り、積分特性を圧縮する時
における倍分特性決定用アナログスイッチSPA、5I
NV の制御信号を作り出す。
■SCは積分スイッチ制御回路であり、第5図、第7図
でl5CI、lSC2として示される様なアナログスイ
ッチSPA、8INV の開閉を制御する信号をジョン
ソンカウンタJ’ C■出力信号から作る。
IOCはIREI)制御回路であり、2進カウンタBC
の内容が“°0”あるいは111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ッチ回路JLCの出力信号がLレベ
ルであるとき投光素子ILtl!iDをオフし、前記以
外のときには後述のS P Cli御用ラうチ回路SC
I、の出力信号とジョンソンカウンタJCの出力信号と
の排他的論理和を算出した信号により投光素子11LB
I)を点滅させる。
8CLは第5図の5CLt、8CL2で示すようなパル
スを出力する前記SPC制御用ラッチ回路であり、上昇
積分時には受光素子5PCIの出力信号が下降積分時に
は受光素子SPC】、、 SP’C2の出力信号がオペ
アンプMAに入力−する様アナログスイッチMSt、+
V82 をπi制御する。I:’ S (j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σれると、電
画回路PUから第4図示の如き混圧(V−1−、V−)
が冗生し、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P S Gからパワーアップ
クリア信号1) UCが発生し、ジョンソンカラ/りJ
C,分周回路DIV’、2進カウンクB Cb 5PC
i1i’l 御用うッf 回h’6 S (−Lu り
’) 7される。かかるクリア動作が’5E ”Tする
と、ジョンソンカウンタJCは発振回′f60SCから
のクロック信号をカウントし、該カウンタJCの出力端
J (、’ 3は該クロック信号を分周した出力信号を
発生する。この時アントゲ−1,A N I)の一方の
入力端には測距完了判定およびラッチ回路J L Uよ
りハイレベル(以下I(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ANI)はジョンソンカウ
ンタJCからの分周出力を分周回路L)IVに供給し、
該分周回路DiVは該人力信号(第9図のANI)1参
照)を更に分N8 t、だ後に2進力ウンタBCK入力
信号として供給する。その為、カウンタBCの内容はパ
ワーアップクリア動作後にパ0″′よシ順次上昇する0
該カウンタBCの内容をデコードするデコーダ′1.’
 CDノ出力端Tc1)l ハ第5 図ノTCD] f
示される様にカウンタBCの内容が“0″から6J″の
間はLレベルであるので、 II(、l制御回路1. 
CCの出力端もカウンタBCの内容がII OIIから
1″の間Lレベルを保持し、IREI)駆動回路1.l
L1]tはこの間投光素子11.(JDL)を駆動せず
、投)°Cは行われない。又タイミング制御用デコーダ
TCDの出力端’rcD2UカウンタBC(7) 内容
力″θ″から2″の間においてはLレベル(第5図のT
 CD 2参照)を保持i、積分スイッチ匍制御回路I
SCの出力端LSe’l、LSC2をLレベルとするの
で、アナログスイッチSPA。
S iNV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 タT
 CD (7) 出力yiM T CI)3 tr、J
−ii ウ7 タB Cの内容が”O”から“2゛′の
間1−ルベル(第5図のTCD3参照)であるのでアナ
ログスイッチS 1)S Cはこの間オン状態を保持し
、抵抗ICy2゜几11を介してコンパソータCJ? 
3の出力端をオペアンプINTの反転入力端に接続し、
INTCP3−808C−14,12−ILll−IN
Tから外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I N ’I’の出力端のil、
(it V2がVr、+0112(但しVr、はコンパ
レークを形成するオペアンプCP3の反転入力端の′屯
位であり、OF″2はオペアンプCP 3のオフセソ)
 ’Tli、圧)より高い場合にはオペアンプCP3の
出力端は1ルベルとなりアナログスイッチ81)SC,
抵抗ft12.、Iも11を介してコンデンサC3を九
′屯するので、その充電α圧に応じてオペアンプI N
 ’1’の出力端のrli位■2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d位■、とオ
ペアンプCP3の出力端の電位■、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■NTの出力端の電位v2が前記−
位Vr、+OF’2よシ低い場合には前記オペアンプC
P3の出力端はLレベルとなって抵抗R11,R12並
びにアナログスイッチ5DSC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IN
Tの出力端の電位v2は上昇する。そしてIプf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VIとオペアンプCP3の出力端の電位■3と
が同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。
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 Vs −V4 + α(”1’2− V r2− OF
 2 ) ” ”+−’−V2 = 1百(vr2’+
oF2 ) + 葛りとなる。
一般ニオペアノグ(演算増幅器)の増幅率αはα)1 
とおくことができるから、−1一式はV、 中Vr2+
OF2 となり、オペアンプJNTの出力端の′電位V
、はオペアンプC1〕3の閾値市1、E (Vr、 −
1−OF 2 )にはIγ等しくなる。
この結果、コンデンサC3の端子da、’ I−Eはオ
ペアンプI N T ノM転入力端’K[V1=Vr+
 −UJi″]とコンパレータCP3の非反転入力端面
(LV、=vr、+UF2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のオフセット
電圧OFI、oF2 が自動的に補償できると共に、オ
ペアンプ■NT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■NTの出方が後述する
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IN’l’
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の出力のダイナミックレンジが
広がるので、S/N比が向上する。
次いでパワーアップクリア後にカウンタBCの内容(第
5図、第7図、第8図の13C参照)が2”になシ、デ
コーダ’r CDの出力端TCDt(第5図TCDI参
照)がLレベルからI(レベルに反転すると、IJLJ
DI) 1iilJ御回路ICCの出力端はジョンソン
カウンタJCの出力端JC3からの出力信号に応答して
1ルベル並びに1ルベルを繰返すので、11(・ED駆
動回路I H,I)l(、は投光素子LH,141)を
間欠的に駆動し、投光素子iitgnは第1図示レンズ
Ll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1itl(Dの内部′
tM度は低い為に発光エネルギーは高−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って投光素
子I HJDの発光エネルギーは徐々に減少する。そし
て投光素子I l(E’Dの内部温度が投光素子の11
+1囲温度より置くなり、投光素子内での発熱l]tと
同じ熱量を外界に放出するような所間熱平衡状態に達す
ると投光素子1nav+)の発光エネルギ−1ζ尤安定
状1歩に遅する。しかる後にカウンタHCの内容が2”
から”3”に変わると、デコーダ゛I’ CI)の出力
端TCf)3 (第5図のT CD 3参照)は1ルベ
ルからLレベルに反転するので、アナログスイッチ5D
SCは開成してINT−CF2−8l)SC−1(12
−几1l−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。向この時点ではSPC
制御用ラッう回路S U ]、の出力端5CLIIdL
レベル、S CL 2は1fレベルであって受光素子S
PCIのみがアンプJ〜4Aの入力端に接続されている
また、カウンタB cの内容か°′3”に変った後に積
分スイッチ制御回路ISCの出力4 l5(−1は第5
図の■SC1に示す様なジョンソンカラ/りJCの出力
端JCIからのパルスとは1ぼ逆位相のパルスを発生し
てアナログスイッチSPAの開閉を開始し、四に出力端
lSC2は第5図示のlSC2に示す様なジョンソンカ
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ッチS INVの開閉全
開始する。
従ってカウンタ13 Cの内容が3”に変ってアナログ
スイッチ5DSC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11’t13Dからの光が受光素子
5PCIに入射することによって、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1. N Vから第6図(
11)の波形iNVに示す如き出力が発生すると、アナ
ログスイッチSPA。
81NV ld第6図(a)において波形SPA、5I
NV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” ’JZ
 6図(a)のINTに示す様な常に負のレベルを持っ
たイ百号が与えられる。従ってコンアンサC3はカウン
タBCの内容が°3′から6“′の間の一定時間Tの問
丸はされ続け、その端子電圧は第5図の波形INTで示
す様に受光素子5PCI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[7た時、コンデジサ03に
i 1llll距物体が近距離の時には高く、ぶ距r、
1[の時(lC二は低いは圧に充電される。
その後カウンタJ3 Cの内容が°゛6′″から7″に
変化し、fコーダ’l’ CDの出力可tA T Cl
)4が第5図の波形’r CD 4に示す様に1ルベル
からIJレベルに変化すると、まず5PCi間?i11
月4ラッチ回路S CLの出力端5CLi、5CL2の
夫々が第5図の波形5CLI、5CL2に示す様に反転
してアナログスイッチM81を開成し、アナログスイッ
チM、 S 2を閉成し、アンプM Aの入力端に受光
素子5PCI、5PC2を並列接続する。またSiJ述
のデコーダT CJ)の出力端’f’CD 4の出力変
化によ、!78PC制御用ラッチ回路の出力端S CL
 3も第5図示の波形5CL3の様にLレベルから1ル
ベルに変化するのでI)t、ED制御回路ICCはジョ
ンソンカウンタJCの出力端、Jcaからのパルスの位
相を180°ずらせたパルスをII(IDI)駆動回路
IRI)Rに供給する。史に前述のデコーダrCD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TCI)2が第5図示の波形T e D 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
Te1)2からの信号を受ける積分スイッチ制御回路■
SCの両出力q I 8C1゜lSO2u共にLレベル
となってアナログスイッチSPA、5INV 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8
PCi、 5PC2の切換えに伴なって生じるアンプM
Aの過渡的変動による誤測距を失〈す。カウンタBCの
内容が”7″から°゛8″に変化し、デコーダ’rCp
の出力端T CD 2の出力信号がLレベルから再度l
(レベルに変化すると、アナログスイッチSPA。
5INVは再度積分スイッチ制御回路I8Cの出力端l
5CI、、TaO2からの出力信号(第5図のl5CI
、lSC2参照)に応じて開閉動作を繰返すが、前述し
た様にIRgD制御回路ICCから出力されるパルスの
位相がカウンタBeの内容が6”から7”に切換った時
点ゝで1800ずれたので、投光素子1rtEI)の点
灯時にアナログスイッチSPAが開成し、投光素子It
(、iBDの消灯時にアナログスイッチ5INV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I N T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重圧が与え
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5PCIの出力と5PC2の
出力との和の出力に相応しだ′電圧である。カウンタB
Cの内容が8”に移行した後にオペアンプI N ’1
”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I N 
Tにおいて■NT−1は測距物体が近距離の場合、IN
T−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、
かつ昼反射率の測距物体である場合、JNT−5は測距
物体が極めて遠距離の場合のオペアンプI N i’の
出力特性の概略を夫々示1−でいる。
ここでます測距物体が近距離の場合であってオペアンプ
IN’l’の出力がINi’−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の出力かコンパレータCP3の1駒値
より低下すると、コンパレータCP3の出力端は1ルベ
ルからLレベルに反転し、ラッチ回路JLCK測距兄了
信号を与える。この時タイミング制御用デコーダT C
i)の出力端TCDs(第5図のTC05g照)は1ル
ベルとなっているのでラッチ回路JLCはコンパレータ
CP3からの測距完了信号に応答してIノvベルの出力
イー号(第5図のJLC1参照)をl1tEI)制御回
路Ice、積分スイッチ匍」御回路ISC,コンパレー
タCP 3 、アントゲ−) A N I)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11tEDの投光は停止され(第5図■几ED参
照)、両アナログスイッチs p A−。
5fNV 1ttef4カレ”’C(fP、 5 図l
5CI、 lSe2参t4N)ミラー積分器の積分動作
は停止σノア2、コンパレータCP3の作動も停止され
る。
またアントゲ−) A N J)の出力も1ルベルから
Lレベルに反転してカウンタJCから分周回路DIVへ
のパルスの伝達を明止する。従って2進カウンタ13C
け前述の測距光子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、寸た測距ゾーン判定デ
コーダZJDKはカウンタId Cの内容である数値L
+ A Itが与えられる。この時測距ゾーン判定デコ
ーダZJI)には前述の様にコンパレータeP3からの
測v1!完了信号に応答してラッチ回路JLCより■・
レベルの信号が与えられているので、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Yμを外p41Xインターフェース回路
(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。
ここで該測距ゾーン判定デコーダZJL)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、下向方向の積
分(積分時間t)時におけるコンデンサC3の降下成圧
は第5図のI N Tから明らかな様に等しい。
α・人参1P −α(A十B)t よりて 03・+Lxt C3・LLx t ””””
’ (J)ここで03 ・コンデンサC3の容量s I
(11・・・入力抵抗1(、l lの抵抗値、A・・・
受光素子S PC’1の出力′電流1直、B・・・受光
素子5PC2の出力c流値 1r・・・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ッチ
51)A。
5INvの開閉デユーティ比で定まる比例定数である。
上記(2)式は積分時間1゛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ZJJ)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より力えられた
数値″A”から積分時間蓄を算出し、既昶の一定時間+
17からA/A+Bをめ、測距物体までの距離を掬、出
し、前述のように外部インターフェース回路に測距物体
迄の距離イN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の内容がパ9”の時に前述のよ′)な測距
児了信号を発生する゛ので、測距ゾーン判定デコーダZ
JJJけ測距物体が中距離にあることを示す信号を出力
する。央に測距物体が遠距離にある時にはコンパレータ
Cl) 3がカウンタBCの内容が8”の時に前述のよ
うな測距光子信号を発生するので測距ゾーン判定デコー
ダZJI)は測距物体が超短?i+U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超短flfLにあって、ミラ−積
分器の出力レベルが積分特性INi”−5(第5図のI
NT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ノくレータ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T e Dの出力端TCI)4 カ
flレベルカCry Lレヘルに反転した際にラッチ回
路JLCはこのレベルノ反転に同期してコンノくレータ
CP2から出力されているLレベルの信号をラッチする
。この結果、ラッチ回路JLCの出力は前記デコータ゛
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Hvレベ
ルらLレベルに変化しく第5図のJLCI#照)、投光
素子■几1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(1111距ゾ一ン判定デコーダZ
JDはカウンタ13 Cの内容″7′並びにラッチ回路
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ェース回路EICK
、出力する。
最後に測距物体が近距離にあって、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+i(Ifは第5図の
積分特性I N T −4に示される様に受)し素子5
PC1からの出力、!E流に応じて積分開始後急激に上
昇スる。そしてコンパレークCP sの閾値CPIT 
(第7図の■NT参照)を越えるとコンパレータCPI
の出力(第8図のCP ]8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C8Cの出力は第8
図の波形CTCで示される様にI−■レベルからLレベ
ルに反転する。このため積分スイッチ制御回路l5(−
′の出力端l5CI、lSC2からのパルスは積分イン
ターバルデコーダI I I)からのパルス(第9図の
IIDI参照)によって第7図の波形l5CI、 fs
c2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ッチSPA、
5INV に供給きれ、アナログスイッチSPA、5I
NV 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って上昇する0 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
’I’CD2から出力されるLレベルの信号に応答して
アナログスイッチSPA。
81NVが開成し、コンデンサC3の九屯路を遮断する
ので、ミラー積分器の積分動作は停止するO 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T e I)2は
Lレベルから再びHレベルに反転しく第5図の波形TC
I)2 診照)、積分スィッチ1111制御回路ise
の出力端18C1,lSC2は爵び第7図のl5CI、
lSC2の様な間引かれたパルスをアナログスイッチS
PA、5INV に供給するので、アナログスイッチS
)’A、5INV は開閉し7再び積分job作は開始
され、積分器を形成するオペアンプI N Tの出力は
受光素子5PCIからの出力riV流と8PC2からの
出力電流の和の電流に応じ、かつ期間Tl(第5図IN
T参照)における431分特性の傾きをKAとすると4
((A十B)の傾きをもって第7図の波形INT或いは
第5図の波形INT−4に示さハる様に保々に降下する
。積分器の出力が央に降トシてコンパレークCl’ 1
の1尚値CPl’l’ (第5図、第7図の波形INT
参照)以下となると、コンパレータCPIの出力はHレ
ベルから1ル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V
形C8C参照)、積分スイッチ制御回路ISCの出力端
18Cx、l8C2から出力されるパルスのデユーティ
比を元に決す。このため積分イJの出力は第5図のIN
T出力(波形INT−4参照)に示される様に急激に降
下する。ぞして該積分器の出ブハすなわちオペアンプI
 N ’I”の出力電圧がコンパレータCP3の閾値以
−ドとなるとコンパレータCP3の出力はLレベルにJ
反転じて測距ノロ了判定およびラッチ回路JLCの出力
を反転させ(第5図の波形JLCx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J3 Cの内
容(13″)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ェース回路
EICに出力する。
以上詳翁11に説明した実施例に関シフ、本発明の範囲
内で朽■々の変形を施すことができる。すなわち投光手
段等の無いいわゆる受動式(パッシブ)測距装置、例え
ば焦点面近傍に配置した2個の受光素子にそれぞれ入射
する被写体像のコントラストの差等に起因するレベル信
号を比較することにより合焦倹す1」を行なう系等にも
通用可能である。壕だこの場合、本実施例に於ける如く
同期整流の同期位相をずらすことにより時系列的に逆極
性信号を得ることは出来ないが、例えば第10図に示す
如く信号発生部での受光素子接続自体を逆にす/:)青
によp第1モードと第2モー1゛の信号極性を逆にする
ことも可能である。すなわち、第1O図1−i第4図に
於ける、演算増幅器MA及びその周辺部品を省略的に示
したもので、スイッチSWAがオン、スイッチSWBが
オフの場合、受光素子5r)CAに入射する信号光によ
シ演算壇幅器UPIの出力tよ負帰還回路FC1を介し
て一方の極性にI辰れ、スイッチSWBがオン、スイッ
チSWAがオフの場合は逆極性に振れることになる。或
いは−また、時分割された各モードで信号の極性を変え
るの(fこ信号経路の中に反転回路を設けこの4S能を
活かしたり停止したりするという様に444 ’J’l
yすることも可能である。
また、第3の説明でも記した様に、fJt数情数情報手
生手段分割をIUl」御する方式は、電気的方式ばかり
でなく機械+1(9方式も可能であり、切り換える方式
も、受光素子の接続を直接切り4にえるという本方式の
実踊例の様なものが処理回路の兼用による回路規模削減
並びに回路間の不V合に基づく検出精度の低下の防止に
つながり−4ましいが、第11図に示す様に、個々の受
光素子に入力回路を設けその出力を切換える様に構成し
ても良いことは云うまでもない。第11図は第3図のブ
ロックlに対応するものでOF2゜OF2は演算増幅器
、8PCC,5PCDは受光素子%J”C2,Fe2 
は負帰還回路、SWCは切換え手段である。第11図の
例では、第4図で示した実施例の様に両受光素子の和出
力をイ0るには工夫を要するが、撮影レンズ繰出し漬と
演算結果の比例性を必ずしも必要としない系に於いては
これでも充分である。第4図に於ける々ラー積分器の演
算機能を第11図の如き情報発生手段と組み合わせた場
合、その結果は2つの受光素子への入射光数比とみても
良いし、単に差演算或いtよ大小比較と見なして処理す
ることも0丁能である。
また受光素子に関しても、第41迄の実施例に於けるよ
うな2つのカソードコモンのシリコン受光素子に限定さ
れるものでなく特願昭58−29076号に示された各
入力回路、受光素子が通用可能である。特に半導体装置
検出器(以下P S Dと記す)と組み合わせた場合、
PSD自体の持つアナログ的高分解能と相俟って一層高
精度な系を構成することができる。
以上の様に本発明によれば、時分割に発生された信号が
ほぼ同一の処理系を経る為に、従来例の情報数に対応し
た複数処理系の間の整合に調整等の手間をかける必要も
なくなり、′ゲ価に提供できるばかりでなく、高精度な
装置を提供できるものである。
【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itの原理図、 第2図は第1図示の受光素子の平曲1¥1、第3図は本
発明を適用した距離検出裟i・、−1′lの4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(”L 、B 6図(b)、91図乃至
(4129図は第4図示回路の各部の波形図、 第10図、第11図は本発明の他の実施例の回路図であ
る。 +311’t:オイテ、HLJ21) 、、、 −i 
光2 子、 SP(’]、 sl”C2゜5PCA−8
PCD・・・受光素子、’I’CD・・・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・・・積分スイッチ制御回路、SPA、 5I
NV −1−j−ロク、r、イツチ、PA、INV。 1N’r、へlk、OPl〜OP3・・・オペアンプ、
C3・・コンデンサ。 出願人 キャノン株式会社 第5′3 sc乙3 ヨ□−−1−−−−−−−−−−−−−一第
6叉(a、) IN7四刀即ス」」 躬Z図 力8叱 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 測距物体1での距離に相応した第1の電気信号を出力す
    るgl検出手段と、前記距離に相応した第2の電気信号
    を出力する第2検出手段と、前記検出手段からの第1.
    第2電気信号を時系列的に発生させる為に前記第1.第
    2検出手段の夫々に接続された制御手段、時系列的に発
    生する前記第1.第2I佐気信号を増幅する手段。 前n己増幅手段から時系列的に先に出力される信号をf
    t1J記制御子制御力に関連して記憶する手段と、前記
    記憶された信号と前記増幅手段から時系列的に後に得ら
    れる信号とを演算し、前記距離を示す信号を出力する手
    段とを具備することを特徴とする距離検出装置。
JP58114820A 1983-06-24 1983-06-24 距離検出装置 Granted JPS606819A (ja)

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