JPS6225209A - 測距装置 - 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】 「産業上の利用分野コ 本発明は、測距装置に関し、より詳細には、投光部から
被写体に変調光を照射し、このときの被写体反射光を上
記投光部より所定の基線長たけ離れた受光部で検出する
ことによって測距を行う、いわゆるアクティブ形の三角
測距方式の測距装置に関する。

［従来の技術］ この種の測距装置の概略構成と動作を第３図ないし第５
図を用いて説明する。第３図において、投光部１０と受
光部２０の各光軸は所定の基線長Ｓたけ離れて配設され
ている。この投光部１０には、変調された光、例えば赤
外パルス光を発する発光ダイオード１１が設けられ、こ
の発光ダイオード１１の前方には投光レンズ１２が設け
られられている。一方、受光部２０には被写体○からの
反射光を受けるための受光レンズ２１が設けられ、この
受光レンズ２１の後方には距離ｆたけ離れた位置に半導
体装置検出器２２か配置されている。

この半導体装置検出器２２は、第４図に示すようにその
光電変換面２２ａに結像される反射光Ｑの位置に応じて
、第１の出力端２２ｂからの第１の出力電流■１と第２
の出力端２２ｃからの第２の出力電流Ｉ２が変化する。

即ち、被写体距離をＬとし、光電変換面２２ａの基準位
置に対する反射光Ｑの結像位置の距離をＸとすると　Ｘ
−５−ｆ／Ｌになる。そして、両端子間２２ｂ、　２２
Ｃ間の距離ｔにおける上記第１の出力電流１１と第２の
出力電流Ｉ２のそれぞれの変化分Δ１１．ΔＩ２は次の
ような関係を持つ。

Δ１１：Δｌ２− （ｔ／２）＋Ｘ：　　（ｔ／２）−Ｘ 従って、第１の出力電流１１と第２の出力電流Ｉ２の比
は被写体距離りに対応したものとなりこの比を求めるこ
とによって被写体距離情報をｉカることができる。

このような被写体距離情報を求めるには、第５図に示す
ように、半導体装置検出器２２の第１の出力端２２ｂに
生じる第１の出力電流１１を第１の電流／電圧変換回路
３０で電圧に変換し、同じく、第２の出力端２２ｃに生
じる第２の出力電流工。を第２の電流／電圧変換回路４
０で電圧に変換し、両回路３０．４０の出力の差を差出
力検出回路５０で求めることによって被写体距離情報り
を得ている。そして、上記第′１の電流／電圧変換回路
３０は、オペアンプ３１と帰還抵抗３２で形成される電
流／電圧変換器の出力端に、コンデンサ３３と抵抗３４
で形成されるバイパスフィルターを接続し、このバイパ
スフィルターの出力端に、オペアンプ３５と対数圧縮ダ
イオード３６で形成される対数変換回路が接続されてい
る。また、上記第２の電流／電圧変換回路４０も第１の
電流／電圧変換回路３０と同様にオペアンプ４１．帰還
抵抗４２．コンデンサ４３．抵抗４４．オペアンプ４５
．対数圧縮ダイオード４６で構成されている。なお、上
記抵抗３４．４４は正確には／％イパスフィルターを形
成すると共に次段のオペアンプ３５．４５と協働して電
流／電圧の変換も行うものである。また、符号Ｖ　は基
準電圧源の基準電圧である。

従って、光位置検出器２２の第１の出力端２２ｂに得ら
れた第１の出力型ｔＥ１１が電流／電圧変換され、被写
体からの反射光Ｑの変調成分が抽出された後対数圧縮さ
れ、第１の出力電圧Ｖ１が得られる。また、４０におい
ても」二連同様にして第２の出力電圧Ｖ２が得られる。

この第１の出力電圧■　と第２の出力電圧■２の差を差
出力検出回路５０によって求めることによって被写体距
離情報りが得られるのである。そして、得られた被写体
距離情報りに基づいてオートフォーカス制御、測距等の
所望の制御を行うことができるのである。

［発明か解決しようとする問題点］ このような従来の測距装置においては、半導体装置検出
器２２に生じる第１の出力電流１１と第２の出力電流Ｉ
２のそれぞれを第１および第２の出力電圧Ｖ　ｔ　、　
　Ｖ　２に変換する第１および第２の電流／電圧変換回
路３０．４０の諸特性を同一にしなければ精度の高い４
１１１距を行うことかできない。

このために、オペアンプ３１．４１のベア特性を良好に
し、同様にオペアンプ３５．４５のベア特性と、扁還抵
抗３２．４２のペア特性と、抵抗３４．４４のペア特性
と、ダイオード３６．４６のベア特性と、コンデンサ３
３．４３のペア特性とのそれぞれを良好にする必要があ
り、その調整や選別の作業が繁雑になる。また、これら
の素子をＩＣ化した場合には上記選別の作業が不要にな
るが、ＩＣ回路規模が大きくなってしまいコストアップ
を招くと共にＩＣが大型化してしまうので、特に小型化
が要求されているカメラにおいては大きな問題となる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目
的は、半導体装置検出器に生じる第１の出力電流と第２
の出力電流のそれぞれを第１および第２の出力電圧に変
換する第１および第２の電流／電圧変換回路の諸特性を
同一にするに際して、繁雑な調整や選別の作業を行う必
要のない、簡単な回路構成の測距装置を提供することに
ある。

［問題点をすするための手段および作用］上記目的を達
成するために、本発明は、第１図に示すように被写体に
向けて変調光Ｐを投光する投光手段６０と、この投光手
段６０による投光の被写体からの反射光Ｑを受け、被写
体距離に対応した第１および第２の出力電流１．、Ｉ２
を送出する受光手段７０と、上記第１の出力電流１□の
一４二記変調光による変動分を対数変換して出力する第
１の電流／電圧変換回路８０と、上記第２の出力電流Ｉ
２の上記変調光による変動分を対数変換して出力する第
２の電流／電圧変換回路９０と、上記第１および第２の
電流／電圧変換回路８０゜９０の出力の差を求めて被写
体距離情報信号を得る差出力検出回路１００とを備えた
俵Ｊ距装置において、 上比受光手段７０からの第１の出力電流１１に対応した
電流を出力する電流バッファー回路８１と、同電流バッ
ファー回路８１の出力端に接続されたインピーダス素子
８２と、上記電流バッファー回路８１の出力端にコンデ
ンサ８３を介して接続され、帰還回路中に対数変換素子
８４を有し、上記インピーダンス素子８２のインピーダ
ンスより充分小さい人力インピーダンスを有する演算増
幅器８５とを上記第１の電流／電圧変換回路８０に設け
るとＪ（に、」−２第２の電流／電圧変換回路９０にも
上記第１の電流／電圧変換回路８０と同様に電流バッフ
ァー回路９１．インピーダス素子９２、コンデンサ９３
．対数変換素子９４．演算増幅器９５を設けたことを特
徴とするものである。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を第２図を用いて具体的に説明す
る。第２図において、受光手段７０には、上述の半導体
装置検出器２２（第３図ないし第５図参照）と同様の位
置検出器７１が設けられ、この位置検出器７１の第１の
出・内端７１ａは、電流バッファー回路を形成するオペ
アンプ８１ａの反転入力端一に接続されている。同オペ
アンプｌ１ｌｌａの出力端には、ＰＮＰ形のトランジス
タ８１ｂのベースか接続され、エミッタは反転入力端一
に接続され、コレクタはインピーダンス素子８２を介し
て接地されている。このトランジスター１ｌｌｂのコレ
クタ、即ち電流バッファー回路の出力端はコンデンサ８
３を介してオペアンプ（演算増幅回路）８５の反転入力
端一に接続され、同反転入力端−は対数圧縮ダイオード
（対数変換素子）８４のアノードに接続され、同オペア
ンプ８５の出力端は対数圧縮ダイオード８４のカソード
に接続されている。また、上記オペアンプ８１ａ、８５
のそれぞれの非反転入力端＋は基準電圧源の基準電圧Ｖ
。

に接続され、同７！準電圧Ｖ　は上記半導体装２検出器
７１の基準電圧入力端にも接続されている。

そして、上記オペア・ンプ８５の出力端、即ち、第１の
電流／電圧変換回路８０の出力端に生じる第１の出力電
圧Ｖ１は、差出力検出回路１００に入力されるようにな
っている。

一方、第２の電ｔｌＥ／電圧喰換回路９０もＦ２第１の
電流／電圧変換回路８０と同様にオペアンプ９１ａ、９
５、トランジスタ９　ｌ　ｂ、インピーダンス索子９２
．コンデンサ９３．対数圧縮ダイオード９４で構成され
ている。このような第２の電流／電圧変換回路９０の出
力端、即ち、オペアンプ９５の出力端に生じる第２の出
力電圧Ｖ２も差出力検出回路１００に入力されるように
なっている。差出力検出回路１００にはオペアンプ１０
１が設けられ、同オペアンプ１０１の反転入力端一は抵
抗１０２を介して第１の電流／電圧変換回路８０の出力
端に接続されている。同オペアンプ１０１の反転入力端
一と自身の出力端の間には抵抗１０３が接続され、非反
転入力端＋は、抵抗１．０４を介して第２の電流／電圧
変換回路９０の出力端に接続されると共に抵抗１０５を
介して基準電圧Ｖ　にも接続されている。そして、この
オ「 ベアング１０１の出力端から差出力検出回路１００の出
力として被写体距離情報りが図示しないオートフォーカ
ス制御回路等に送出されるようになっている。

このように構成された本実施例において、投光手段６０
（第１図参照）から発せられた変調光Ｐが被写体に向け
て投光されると、被写体反射光Ｑが半導体装置検出器７
１によって検出され、第１の出力端７１ａと第２の出力
端７１ｂのそれぞれに第１および第２の出力電流１１．
■２が生じる。

この第１の出力電流１１は、定常的な背景光に基づく背
景光成分の電流Ｉ゛１と変調光Ｐに基づく変調成分の電
流ΔＩ°１とからなる。第２の出力電流Ｉ　も同様に背
景光成分の電流Ｉ°２と変調成分の電流ΔＩ°２とから
なる。オペアンプ８１ａはトランジスタ８１ｂによって
帰還がかけられているので反転入力端一と非反転入力端
子が同電位になり、半導体装置検出器７１の第１の出力
端７１ａの電位を固定する働きをする。従って、トラン
ジスタ８１ｂのコレクタ電流は、上記第１の出力電流■
１に等しいものとなる。この第１の出力電流■１のうち
背景光成分の電流Ｉ゛１は、略一定の直流レベルである
のでインピーダンス素子８２を流れコンデンサ８３を流
れず、変調成分の電流Δｌ°１は、高周波であるのでコ
ンデンサ８３を流れてオペアンプ８５の反転入力端一に
印加される。ここで、オペアンプ８５の入力インピーダ
ンスは上記インピーダンス素子８２のインピーダンスに
比べて充分に小さいので、上記コンデンサ８３を流れる
変調成分の電流ΔＩ°１がダイオード８４によって対数
圧縮され第１の変調成分出力電圧Δ■１が得られる。こ
の変調成分出力電圧Δ■１は次のようになる。

ΔＶ　ｒ　−ｋ　Ｔ　／　ｑ　弓ｎ　（ΔＩ’ｌ／Ｉ、
）なお、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度、ｑ：電子
電荷のエネルギー、■　＝ダイオード８４の逆方向の飽
和電流である。

一方、第２の電流／電圧変換回路９０も上記第１の電流
／電圧変換回路８０と同様にして第２の変調成分出力電
圧Δｖ２が得られる。この変調成分出力電圧ΔＶ２は次
のようになる。

ΔＶ２−ｋＴ／ｑ　弓ｎ　（ΔＩ’２／ｌ’Ｓ）なお、
Ｉｏ：ダイオード９４の逆方向の飽和電流である。

このような第１および第２の変調成分出力電圧ΔＶ　、
ΔＶ２は、差出力検出器１００によってその差が求めら
れ被写体距離情報りとしての変調成分出力電圧ΔＶが求
められる。この変調成分出力電圧ΔＶは、■−１゛　　
とすれば次のようになＳ　　　　　　Ｓ る。

ΔＶ−ｋＴ／ｑ−１　ｎ　（ΔＩ’　　／ΔＩ°２）従
って、変調成分の電流Δ１゛、Δド、を一旦、■ 電圧に変換することなく直接に対数変換すると共に電圧
に変換して被写体距離情報りとしての変調成分出力電圧
ΔＶが求められるのである。

なお、上述の実施例はインピーダンス索子８２゜９２の
一端が接地されているが、これに限定されることなく所
定の基準電位に接続してもよく、また、基準電圧Ｖ　の
電２位も任意に設定してよいこともちろんである。

また、変調光の変調形式も、背景光と容品に識別できる
ものであれば任意に設定でき、望ましくは背景光におけ
る交流成分、例えば螢光灯等の光源と容易に分離できる
変調形式と変調周波数を用いる必要がある。

［発明の効果］ このように、本発明によれば、２系統の電流／電圧変換
回路における、諸特性の同一化が繁雑な調整作業を行う
ことなく達成でき、従来の問題をことごとく解決した測
距装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概略図、 第２図は、本発明の実施例を示す電気回路図、第３図は
、本発明が適用されるＡ１１ｌ距装置の原理図、 第４図は、第３図中に示される半導体装置検出器の概略
側面図、 第５図は、従来の測距回路を示す電気回路図である。 ６０・・・・・・投光手段 ７０・・・・・・受光手段 ８０・・・・・・第１の電流／電圧変換回路９０・・・
・・第２の電流／電圧変換回路１００・・・・・・差出
力検出回路 策３図 気５図 、７・３０ ４゜７．ｊ　・ 手　　続　　補　　正　　書　（自発）昭和６０年　８
月２２日 何

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体に向けて変調光を投光する投光手段と、この投光
   手段による投光の被写体からの反射光を受け、被写体距
   離に対応した第１および第２の出力電流を送出する受光
   手段と、上記第１の出力電流の上記変調光による変動分
   を対数変換して出力する第１の電流／電圧変換回路と、
   上記第２の出力電流の上記変調光による変動分を対数変
   換して出力する第２の電流／電圧変換回路と、上記第１
   および第２の電流／電圧変換回路の出力の差を求めて被
   写体距離情報信号を得る差出力検出回路とを備えた測距
   装置において、 上記受光手段からの入力電流に対応した電流を出力する
   電流バッファー回路と、 同電流バッファー回路の出力端に接続されたインピーダ
   ンス素子と、 上記電流バッファー回路の出力端にコンデンサを介して
   接続され、帰還回路中に対数変換素子を有し、上記イン
   ピーダンス素子のインピーダンスより充分小さい入力イ
   ンピーダンスを有する演算増幅器と、 を上記第１および第２の電流／電圧変換回路のそれぞれ
   に設けたことを特徴とする測距装置。