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JP3434595B2 - 測距装置 - Google Patents

測距装置

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JP3434595B2
JP3434595B2 JP30321594A JP30321594A JP3434595B2 JP 3434595 B2 JP3434595 B2 JP 3434595B2 JP 30321594 A JP30321594 A JP 30321594A JP 30321594 A JP30321594 A JP 30321594A JP 3434595 B2 JP3434595 B2 JP 3434595B2
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light
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transistor
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voltage
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寿昭 中平
進 井口
一雅 青木
吉彦 志村
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/30Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
    • G02B7/32Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Stroboscope Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被写体へ投光し、その
被写体からの反射光を投光に同期させて検出することに
より測距情報を得る測距装置に係り、特にカメラに使用
される測距装置において投光素子を効果的に発光させる
ための装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】カメラに用いられる測距装置として、投
光素子を駆動して被写体に投光し、該被写体からの反射
光を検出処理することにより測距情報を得て、被写体ま
での距離を検出する、いわゆるアクティブ型の測距装置
が知られている。この種の測距装置は、投光素子を断続
駆動するとともに、その投光素子の駆動に同期して反射
光を検出し、同期積分して距離を検出する同期検波方式
と投光素子をワンショットパルス駆動して1回の発光に
より1つの測距情報を得るワンショット方式の2方式に
大別される。
【0003】投光素子としては、一般に、赤外発光ダイ
オードが用いられる。十分な発光パワーを得るために、
前記赤外発光ダイオードは、同期検波方式では数100
mA、ワンショット方式では数A程度の駆動電流でドラ
イブされる。カメラの測距装置においては、前記赤外発
光ダイオードの駆動用電源として電池が採用される。
【0004】ところが、電池は、使用によって消耗し、
電源電圧が低下する。また、低温の環境等においては、
電池の出力抵抗が増大するなどして、所定電圧の大電流
を取り出すことが困難になる。低い電圧で充分な発光量
の得られる赤外発光ダイオ−ドは、その種類が少なくし
かも高価である。
【0005】赤外発光ダイオ−ドを同期検波方式により
駆動するには、電池電圧は1.5V〜2.0V程度あれ
ばよいが、ワンショット方式では電池電圧は2.5V以
上必要である。このため、充分な発光量を得るための赤
外発光ダイオ−ドは、通常、ワンショット方式の方が同
期検波方式よりも選択が難しい。一般的には、同期検波
方式では問題とならないが、ワンショット方式では問題
となるような赤外発光ダイオ−ドが少なくない。
【0006】ところで、近年、ズームカメラの長焦点化
にともない、遠距離の被写体の測距が不可欠となってい
る。このように、遠距離の測距を的確に行うには、遠距
離の被写体に適切な投光を行わなければならない。この
ため、同期検波方式においても、投光素子の性能を最大
限に発揮させる必要がある。
【0007】従来、投光素子の性能を最大限に発揮させ
るための技術としては、次のようなものが知られてい
る。 (1) 低電圧直流電源の電圧を、DC−DCコンバータ等
を用いて昇圧し、投光素子に印加される電圧を高くす
る。 (2) 倍電圧回路を用いて、投光素子に印加される電圧を
高くする。 このように、倍電圧回路を用いる技術として、例えば特
開昭63−171313には、バッテリチェック時に投
光用コンデンサを充電し、発光時に該充電電圧と電源電
圧の総和を投光素子に印加することが示されている。
【0008】具体的には、前記特開昭63−17131
3号公報には、直流電源と、この直流電源に接続された
バッテリチェック用ダミー負荷と投光用コンデンサの第
1の直列回路と、この第1の直列回路に第1のスイッチ
手段を介して並列に接続された安定化電源形成用コンデ
ンサと、前記投光用コンデンサとバッテリチェック用ダ
ミー負荷との接続点と、前記直流電源の一端との間に介
挿された第2のスイッチ手段と、前記投光用コンデンサ
の接続点と対向する側の点と前記直流電源の他端の間に
介挿された投光素子および第3のスイッチ手段からなる
第2の直列回路とを具備し、バッテリチェック時に、前
記第1および第2のスイッチ手段を閉成し、直流電源に
より得られる電圧と投光用コンデンサの充電電圧の総和
により、安定化電源形成用のコンデンサを充電し、測距
時に、前記第2および第3のスイッチ手段を閉成し、前
記電圧の総和を前記投光素子に印加する構成が示されて
いる。
【0009】(3) 投光素子を定電流駆動することで安定
して高出力を得る、このように、投光素子を定電流駆動
する技術として、例えば特開昭62−156631号公
報には、投光用コンデンサの充電電圧に応じて投光素子
を定電流駆動することが示されている。さらに、特開平
1−199109号公報には、複数回投光素子を発光さ
せて、信頼性の高い測距情報を得ることが示されてい
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法には、次のような不具合がある。 (1) の直流電圧を昇圧する方法は、昇圧するための部品
にコストがかかったり、その部品を実装するためのスペ
ースを広く必要としたりする。また、昇圧するために無
駄なエネルギを浪費する。さらに、所定の電圧にするた
めに時間がかかり、同期検波方式のように投光素子を連
続発光させて測距する場合などには不向きである。
【0011】(2) の倍電圧回路を用いる方法は、投光素
子に流れる電流は一定にならないという難点がある。ま
た、投光用コンデンサの電圧は、それを充電する直流電
源の電圧に左右されるため、広い電源電圧範囲において
安定して高出力を得ることは困難である。 (3) の定電流駆動による方法は、直流電源の最悪条件下
(低電圧で低温環境下などで内部抵抗が大きくなった時
など)において、投光素子を発光させるような場合、投
光素子に所定の電流を流すことができないという難点が
ある。
【0012】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、被写体へ投光し、その
被写体からの反射光を投光に同期させて検出することに
より測距情報を得る測距装置において、低電圧の電源で
も投光素子の性能を十分に発揮させ、且つ電源電圧が低
下した場合にも投光素子を安定した光量で効率よく発光
させて、安定で且つ適切な投光を可能とし、高い測距精
度を得ることを可能とする測距装置を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、被写体へ投光し、その被写体からの反射
光を投光に同期させて検出することにより測距情報を得
る測距装置において、低電圧の直流電源と、投光素子お
よび投光用コンデンサの直列回路と、前記直流電源の
側端と前記投光素子および投光用コンデンサの直列回路
の前記投光素子側端との間に接続される第1のスイッチ
ング手段と、前記直流電源の負側端と前記投光素子およ
び投光用コンデンサの直列回路の前記投光用コンデンサ
側端との間に接続され、前記第1のスイッチング手段と
同時にオンとなることにより前記投光用コンデンサから
第1の方向に放電電流を流す第2のスイッチング手段
と、前記直流電源の両端と前記直列回路の投光用コンデ
ンサとの間にそれぞれ接続され、同時にオンとなること
により前記投光用コンデンサに前記第1の方向とは異な
る第2の方向に充電電流を流す第3および第4のスイッ
チング手段と、前記第1および第2のスイッチング手段
のオン動作時に少なくとも前記第2のスイッチング手段
に定電流特性を持たせて前記投光素子および投光用コン
デンサの直列回路を定電流で駆動するための定電流制御
手段と、前記投光素子の発光前に、単一の充電制御端子
に充電信号を与えることにより前記第3のスイッチング
手段を駆動して、前記第3および第4のスイッチング手
段をオンとし且つ前記第1および第2のスイッチング手
段をオフとして、前記投光用コンデンサの充電を行い、
前記投光素子発光時に、単一の発光制御端子に発光信号
を与えることにより前記第2のスイッチング手段を駆動
して、前記第1および第2のスイッチング手段をオンと
し且つ前記第3および第4のスイッチング手段をオフと
して、前記投光用コンデンサの充電電圧および前記直流
電源の電圧の総和を前記投光素子に印加するとともに、
前記定電流制御手段による定電流で前記投光素子を発光
させる発光制御手段とを具備することを特徴としたもの
である。
【0014】前記定電流制御手段は、前記第1のスイッ
チング手段にも定電流特性を持たせて構成してもよい。
また、前記定電流制御手段は、前記第2のスイッチング
段を第1のトランジスタで構成するとともに、前記第
1のトランジスタのベースと前記低電圧の直流電源の
記負側端との間に接続した定電圧素子と、前記第1のト
ランジスタのエミッタと前記直流電源の前記負側端との
間に接続したエミッタ抵抗と、前記定電圧素子に供給す
る電流の電流制御を行うドライブ用の第2のトランジス
タと、前記定電圧素子の電流制限用抵抗とを具備して
前記発光制御端子に与えられた発光信号に応答して前記
第1のトランジスタを駆動すべく構成した定電流回路を
含んでいてもよい。
【0015】前記定電流回路は、前記低電圧の直流電源
とは別途に、前記第2のトランジスタに接続されて、
定電圧素子に一定の電流を流すための定電圧の直流電
源を有していてもよい。そして、前記定電圧素子の温度
変化による電圧の変化を相殺すべく、前記定電圧の直流
電源の電圧を制御する温度補償手段をさらに有していて
もよい。
【0016】また、前記定電流制御手段は、前記第2の
スイッチング手段を第1のトランジスタで構成するとと
もに、前記第1のトランジスタのベースと前記低電圧の
直流電源の前記負側端との間に接続した定電圧素子と、
前記第1のトランジスタのエミッタと前記直流電源の前
負側端との間に接続したエミッタ抵抗と、前記定電圧
素子に供給する電流を一定に制御するための定電流手段
とを具備して、前記発光制御端子に与えられた発光信号
に応答して前記第1のトランジスタを駆動すべく構成し
た定電流回路を含んでいてもよい。
【0017】前記定電流手段は、ディプレッションタイ
プの電界効果型トランジスタと、前記電界効果型トラン
ジスタのソースとゲートとの間に接続された電流制限用
抵抗とを有していてもよい。前記電流制限用抵抗に、
定電圧素子の温度変化を打ち消すような温度特性を持
たせるようにしてもよい。前記定電圧素子は、複数個の
ダイオードで構成し、且つ前記電流制限用抵抗はサーミ
スタで構成してもよく、前記定電圧素子は、複数個のダ
イオードで構成し、且つ前記電流制限用抵抗は、サーミ
スタと抵抗との直列回路で構成してもよい。
【0018】また、前記定電流制御手段は、前記第2の
スイッチング手段を第1のトランジスタで構成するとと
もに、前記第1のトランジスタのベースと前記低電圧の
直流電源の前記負側端との間に接続した定電圧用抵抗
と、前記第1のトランジスタのエミッタと前記直流電源
の前記負側端との間に接続したエミッタ抵抗と、前記定
電圧用抵抗に供給する電流を一定に制御するための定電
流手段とを具備して、前記発光制御端子に与えられた発
光信号に応答して前記第1のトランジスタを駆動すべく
構成した定電流回路を含んでいてもよい。
【0019】
【作用】上述のように構成された測距装置は、前記投光
素子の発光前に、単一の充電制御端子に充電信号を与え
ることにより前記第3のスイッチング手段を駆動して、
前記第3および第4のスイッチング手段をオンとし且つ
前記第1および第2のスイッチング手段をオフとして、
投光用コンデンサの充電を行い、前記投光素子発光時
に、単一の発光制御端子に発光信号を与えることにより
前記第2のスイッチング手段を定電流駆動して、前記第
1および第3のスイッチング手段をオンとし且つ前記第
3および第4のスイッチング手段をオフとして、前記投
光用コンデンサの充電電圧および前記直流電源の電圧の
総和を前記投光素子に印加するとともに、前記定電流制
御手段による定電流で前記投光素子を発光させるように
して、前記投光素子を倍電圧で且つ定電流で駆動する。
【0020】したがって、低電圧の電源でも投光素子の
性能を十分に発揮させ、且つ電源電圧が低下した場合に
も投光素子を安定した光量で効率よく発光させて、安定
で且つ適切な投光を可能とし、高い測距精度を得ること
を可能とする。また、投光素子の定電流制御に、定電流
駆動をするためのポートを持った高価な集積回路を用い
なくともよい。また、前記投光素子の電源と、定電流回
路の電源とを別途に構成して、投光素子の電源電圧が変
動しても、定電圧素子の定電圧が変化せず、定電流制御
を可能にしている。
【0021】また、定電圧素子の温度変化を補償するこ
とによって、温度にかかわらず定電流制御を実現してい
る。そして、電源電圧によらず定電圧素子に一定の電流
を流すようにして、電源電圧にかかわらず定電流制御を
行い得るようにしている。さらに、ダイオードの温度変
化を補償するようにして、温度にかかわらず定電流制御
を実現している。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図1は、本発明の第1の実施例に係る測
距装置の要部の構成を示す回路構成図である。図1に示
す測距装置は、直流電源E1、発光ダイオードL、投光
用コンデンサC、トランジスタQ1〜Q4、ダイオード
D1,D2、および抵抗R1〜R8を有する。
【0023】トランジスタQ1、Q2およびQ3は、そ
れぞれ第1〜第3のスイッチング手段としてのスイッチ
ング素子SW1、SW2およびSW3を構成し、ダイオ
ードD1は、第4のスイッチング手段としての第4のス
イッチング素子SW4を構成する。ダイオードD2は、
例えば2個の直列接続されたダイオードからなり、定電
圧素子を構成する。
【0024】この定電圧素子を構成するダイオードD2
は、所望の電圧を得るための1個または直列接続された
複数個のダイオードで構成することができる。発光ダイ
オードLは、例えば赤外発光ダイオードからなり、投光
素子を構成する。充電制御端子T1および発光制御端子
T2には、それぞれ図示していない制御回路から充電信
号および発光信号が与えられる。
【0025】直流電源E1は、低電圧の直流電源であ
り、この場合、電池で構成される。投光素子である発光
ダイオードLと投光用コンデンサCとは、互いに直列に
接続され直列回路を構成する。直流電源E1の一端、す
なわち正側、と発光ダイオードLとの間には第1のスイ
ッチング素子SW1であるトランジスタQ1が接続さ
れ、直流電源E1の他端、すなわち負側(共通接地(GN
D) 側)、と投光用コンデンサCとの間には第2のスイ
ッチング素子SW2であるトランジスタQ2(第2のス
イッチング手段を構成するとともに、定電流制御手段の
定電流回路を構成する第1のトランジスタとなる)が接
続される。
【0026】さらに、具体的には、トランジスタQ1の
エミッタは、直流電源E1の正側に接続され、トランジ
スタQ1のコレクタは、発光ダイオードLのアノードに
接続される。トランジスタQ2のコレクタは、投光用コ
ンデンサCに接続され、トランジスタQ2のエミッタ
は、抵抗R1を介して直流電源E1の負側に接続され
る。トランジスタQ1のエミッタ−ベース間には抵抗R
5が接続され、トランジスタQ1のベースとトランジス
タQ2のコレクタとの間には抵抗R6が接続される。ト
ランジスタQ2のベースと直流電源E1の負側との間に
は、定電圧素子であるダイオードD2が図示極性で接続
される。
【0027】トランジスタQ1およびQ2は、同時にオ
ンとなることにより、投光用コンデンサCの充電電荷を
第1の方向に発光ダイオードLを順方向に介して放電す
る。直流電源E1の一端、すなわち正側、と投光用コン
デンサCとの間には第3のスイッチング素子SW3であ
るトランジスタQ3が接続され、直流電源E1の他端、
すなわち負側、と投光用コンデンサCとの間には第4の
スイッチング素子SW4であるダイオードD1が接続さ
れる。
【0028】さらに、具体的には、トランジスタQ3の
エミッタは、直流電源E1の正側に接続され、トランジ
スタQ3のコレクタは、投光用コンデンサCとトランジ
スタQ2のコレクタとの接続点に接続される。ダイオー
ドD1のアノードは、投光用コンデンサCと発光ダイオ
ードLのカソードとの接続点に接続され、ダイオードD
1のカソードは直流電源E1の負側に接続される。トラ
ンジスタQ3のエミッタ−ベース間には抵抗R7が接続
され、トランジスタQ3のベースは抵抗R8を介して充
電制御端子T1に接続される。
【0029】トランジスタQ3およびダイオードD1
は、同時にオンとなることにより、投光用コンデンサC
に第2の方向に充電電流を流す。直流電源E1の正側と
ダイオードD2のアノードとの間には、(定電流回路に
おける)ドライブ用の第2のトランジスタとしてのトラ
ンジスタQ4が接続される。ダイオードD2のアノード
は、トランジスタQ2のベースに接続されている。
【0030】すなわち、トランジスタQ4のエミッタ
は、直流電源E1の正側に接続され、トランジスタQ4
のコレクタは、抵抗R2を介してダイオードD2のアノ
ードに接続される。トランジスタQ4のエミッタ−ベー
ス間には、抵抗R3が接続され、トランジスタQ4のベ
ースは、抵抗R4を介して発光制御端子T2に接続され
る。トランジスタQ2、Q4およびダイオードD2は、
発光ダイオードLと投光用コンデンサCとの直列回路を
定電流で駆動するための定電流回路を構成する。
【0031】さらに、図示していない発光制御部は、発
光ダイオードLの発光前に、単一の充電制御端子T1に
充電信号を与え、トランジスタQ3を駆動して、トラン
ジスタQ3およびダイオードD1をオンとし且つトラン
ジスタQ1およびQ2をオフとして、投光用コンデンサ
Cの充電を行い、発光ダイオードLの発光時に、単一の
発光制御端子T2に発光信号を与え、トランジスタQ2
を定電流駆動して、トランジスタQ1およびQ2をオン
とし、且つトランジスタQ3およびダイオードD1をオ
フとして、投光用コンデンサCの充電電圧および直流電
源E1の電圧の総和を発光ダイオードLに印加するとと
もに、前記定電流回路による定電流で発光ダイオードL
を発光させる。
【0032】このような構成の測距装置における動作
を、図2に示すタイミングチャートを参照して詳細に説
明する。図2には、発光制御端子T2に供給される発光
信号、充電制御端子T1に供給される充電信号、電池か
らなる直流電源E1の端子電圧、抵抗R1の端子間電圧
(投光素子である発光ダイオードLの発光光量に比例す
る)、投光用コンデンサCのプラス側電位および投光用
コンデンサCのマイナス側電位の波形がそれぞれ示され
ている。
【0033】まず、測距動作に入ると、充電制御端子T
1に与えられる充電信号(“L”アクティブ)により、
スイッチング素子SW3であるトランジスタQ3がオン
となり、第4のスイッチング素子SW4であるダイオー
ドD1もオンとなって、投光用コンデンサCに対する充
電が開始される。このとき、第1および第2のスイッチ
ング素子SW1およびSW2であるトランジスタQ1お
よびQ2は、発光制御端子T2に与えられる発光信号に
より、オフとなっている。この投光用コンデンサCに対
する充電は、トランジスタQ3により急速に行われる。
【0034】こうして、投光用コンデンサCへの充電が
急速に完了すると、発光制御端子T2に与えられる発光
信号(“L”アクティブ)により、第1および第2のス
イッチング素子SW1およびSW2であるトランジスタ
Q1およびQ2がオンとなり、充電制御端子T1に与え
られる充電信号により、第3および第4のスイッチング
素子SW3およびSW4であるトランジスタQ3および
ダイオードD1がオフとなって、投光素子である発光ダ
イオードLに、投光用コンデンサCの充電電圧と直流電
源E1の電源電圧との総和が印加される。
【0035】この電圧により、発光ダイオードLが発光
して、被写体に投光するが、このとき、第2のスイッチ
ング素子SW2であるトランジスタQ2により、発光ダ
イオードLを流れる電流が定電流制御されるので、投光
用コンデンサCの放電も一定となり、発光ダイオードL
の発光量も安定である。発光ダイオードLからの投光
が、被写体で反射された光を、投光に同期させて検出す
ることにより、被写体距離の計測が行われ、この測距結
果に基づいてレンズが駆動されて、オートフォーカス制
御が行われる。
【0036】このようにして、ノイズの発生も少なく、
高エネルギーを短時間で得ることができ、連続投光も可
能である。また、スイッチング素子SW2であるトラン
ジスタQ2により定電流制御を行っているので、定電流
制御のための構成も簡単である。発光ダイオードLに印
加される電圧は、投光用コンデンサCの充電電圧と直流
電源E1の電源電圧との総和であるので、図2に示すよ
うに、電池の消耗により直流電源E1の電源電圧が低下
しても、発光ダイオードLにかかる電圧を大きくとるこ
とができ、発光ダイオードLの発光量は変化しない。
【0037】したがって、直流電源E1の広い電源電圧
範囲において、安定して高出力を得ることができる。ト
ランジスタQ2のエミッタと直流電源E1の負側との間
にエミッタ抵抗R1を接続し、トランジスタQ2のベー
スと直流電源E1の負側との間に定電圧素子としてのダ
イオードD2を接続しているので、定電圧素子であるダ
イオードD2に流す電流を直流電源E1の電源電圧によ
らず一定に保つことができ、良好な定電圧特性を得るこ
とができ、しかも発光制御用のトランジスタQ4を直流
電源E1に直接接続することができる。
【0038】なお、第1および第2のスイッチング素子
SW1およびSW2をそれぞれ構成するトランジスタQ
1およびQ2は、これらトランジスタQ1およびQ2の
うちの少なくともトランジスタQ2に定電流特性を持た
せるようにすればよい。何故なら、上述した図1の構成
のように、第2のスイッチング素子SW2であるトラン
ジスタQ2のほうが、ベース電位の変動を少なく抑える
ことが容易であるので、トランジスタQ2に定電流特性
を持たせることが望ましいからである
【0039】また、第3のスイッチング素子SW3とし
ては、トランジスタQ3に代えて抵抗を用いて構成する
こともできるが、投光用コンデンサCに対する急速充電
を可能とする点、および投光素子である発光ダイオード
Lの発光中に余分な電流が流れ込まないようにするとい
う点から、トランジスタ(Q3)を用いることが望まし
い。
【0040】第4のスイッチング素子SW4としては、
ダイオードD1に代えてトランジスタまたは抵抗を用い
て構成することもできるが、1部品で構成することがで
き、しかも投光素子である発光ダイオードLが発光中
に、接地レベルとコンデンサのマイナス側端子とが非導
通となるという点から、ダイオード(D1)を用いるこ
とが望ましい。
【0041】図3は、本発明の第2の実施例に係る測距
装置の要部の構成を示す回路構成図である。図3におい
て、図1と同様の部分には同符号を付して示し、その詳
細な説明を省略する。図3に示す測距装置は、第1の直
流電源E1とは別途に電圧制御可能な第2の低電圧直流
電源E2を設けている。
【0042】トランジスタQ4のエミッタ(および一端
がトランジスタQ4のベースに接続された抵抗R3の他
端)は、第1の直流電源E1の正側ではなく、第2の直
流電源E2の正側に接続されている。第2の直流電源E
2としては、例えばカメラ制御用のCPU(中央演算処
理装置)に設けられた定電圧出力ポートを使用する。第
2の直流電源E2の負側(共通接地(GND) 側)は、第1
の直流電源E1の負側(共通接地(GND) 側)に接続され
ている。
【0043】この場合、発光ダイオードLと投光用コン
デンサCとの直列回路を定電流で駆動するための定電流
制御手段を構成する定電流回路は、トランジスタQ4、
ダイオードD2、抵抗R1、R2および第2の直流電源
E2で構成される。投光素子である発光ダイオードLに
流れる電流I は、トランジスタQ2のベース−エミ
ッタ間電圧をVBE、ダイオードD2の両端に発生する
電圧をV、抵抗R1の抵抗値をR1とすると、 I =(V −VBE)/R1 で決定される。
【0044】定電圧素子としては、1個以上のダイオー
ドからなるダイオードD2で構成することが望ましい。
この定電圧素子としては、その他に、抵抗、定電圧ダイ
オード等で構成することもできる。定電圧素子を抵抗で
構成すると次のような問題が生じる。すなわち、抵抗R
2がトランジスタQ2のベース電流をある程度多く流す
ために小さく設定されるのに対し、該抵抗で発生させる
電圧をあまり大きく設定すると倍電圧で発生される電圧
の意味が無くなってしまうので、該抵抗も小さく設定さ
れる。
【0045】そうすると、第2の直流電源E2およびト
ランジスタQ4はある程度大きな電流を流しても電気的
特性が変動しないものでなければならない。定電圧素子
を定電圧ダイオードで構成すると、定電圧ダイオードは
電流の変化による電圧の変化が大きく、さらに抵抗の場
合と同様あまり大きな電圧に設定すると倍電圧の意味が
なくなってしまう。以上の理由により、定電圧素子とし
てはダイオードを用いるのが望ましい。
【0046】このような構成により、定電圧素子である
ダイオードD2を定電流で駆動することができるので、
定電圧特性を向上させ、前記定電流回路の定電流特性を
向上させることが可能となる。また、ダイオードD2に
より発生される電圧V は、温度によって変動するの
で、上述の第2の直流電源E2の電圧を、周囲温度に応
じて変化させるように制御すれば、ダイオードD2に流
す電流を変化させて、ダイオードD2により発生される
電圧V を一定に保つことができる。
【0047】図4は、本発明の第3の実施例に係る測距
装置の要部の構成を示す回路構成図である。図4におい
て、図1と同様の部分には同符号を付して示し、その詳
細な説明を省略する。図4に示す測距装置は、トランジ
スタQ4のコレクタと電流制限用抵抗R2の一端との間
にFET(電界効果型トランジスタ)Q5のソース−ド
レイン回路を接続し、FETQ5のゲートを抵抗R2の
他端とダイオードD2との接続点に接続している。
【0048】この場合、FETQ5と抵抗R2とで構成
される帰還回路により、定電圧素子であるダイオードD
2に流れる電流を一定とし、ダイオードD2に発生する
電圧を一定に保つため、図2のような第2の直流電源
(E2)を必要としない。したがって、簡単な構成で、
発光ダイオードLと投光用コンデンサCとの直列回路を
駆動する定電流特性を向上させることが可能となる。な
お、FETQ5としては、ゲート電圧0でもドレイン電
流が流れ、チャンネルを減少する方向にもゲート電圧を
加えて制御できる、ディプレッション(depleti
on)タイプのものを用いる。
【0049】図5は、本発明の第4の実施例に係る測距
装置の要部の構成を示す回路構成図である。図5におい
て、図4と同様の部分には同符号を付して示し、その詳
細な説明を省略する。図5に示す測距装置は、定電圧素
子としてダイオードD2に代えて抵抗R9を用いてい
る。
【0050】トランジスタQ2のベース電位は、FET
Q5のドレイン電流をID とすると、ドレイン電流ID
と抵抗R9(の抵抗値)の積で決定されるため、素子間
のばらつきが少なく安価に入手することができる抵抗で
定電圧素子を構成することができる。また、電流制限用
の抵抗R2に代えて、定電圧素子(ダイオードD2等)
の温度変化を打ち消す温度特性を有する電流制限用抵抗
素子を用いるようにしてもよい。
【0051】この定電圧素子の温度変化を打ち消す温度
特性を有する電流制限用抵抗素子として、サーミスタを
用いてもよく、サーミスタと抵抗との直列回路を用いて
もよい。この場合、少ない部品で低価格に温度補償を施
した測距装置を得ることができる。なお、上述の構成
は、測距装置の投光回路に限らず、カメラの補助光用光
源および赤目防止用光源等として用いることもできる。
この他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で種々
に変形して実施することができる。
【0052】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
被写体へ投光し、その被写体からの反射光を投光に同期
させて検出することにより測距情報を得る測距装置にお
いて、低電圧の直流電源と、投光素子および投光用コン
デンサの直列回路と、前記直流電源の正側端と前記投光
素子および投光用コンデンサの直列回路の前記投光素子
側端との間に接続される第1のスイッチング手段と、
記直流電源の負側端と前記投光素子および投光用コンデ
ンサの直列回路の前記投光用コンデンサ側端との間に接
続され、前記第1のスイッチング手段と同時にオンとな
ることにより前記投光用コンデンサから第1の方向に放
電電流を流す第2のスイッチング手段と、前記直流電源
の両端と前記直列回路の投光用コンデンサとの間にそれ
ぞれ接続され、同時にオンとなることにより前記投光用
コンデンサに前記第1の方向とは異なる第2の方向に充
電電流を流す第3および第4のスイッチング手段と、前
記第1および第2のスイッチング手段のオン動作時に
なくとも前記第2のスイッチング手段に定電流特性を持
たせて前記投光素子および投光用コンデンサの直列回路
を定電流で駆動するための定電流制御手段と、前記投光
素子の発光前に、単一の充電制御端子に充電信号を与え
ることにより前記第3のスイッチング手段を駆動して、
前記第3および第4のスイッチング手段をオンとし且つ
前記第1および第2のスイッチング手段をオフとして、
前記投光用コンデンサの充電を行い、前記投光素子発光
時に、単一の発光制御端子に発光信号を与えることによ
り前記第2のスイッチング手段を駆動して、前記第1お
よび第2のスイッチング手段をオンとし且つ前記第3お
よび第4のスイッチング手段をオフとして、前記投光用
コンデンサの充電電圧および前記直流電源の電圧の総和
を前記投光素子に印加するとともに、前記定電流制御手
段による定電流で前記投光素子を発光させる発光制御手
段とを備え、前記投光素子を倍電圧で且つ定電流で駆動
するようにして、低電圧の電源でも投光素子の性能を十
分に発揮させ、且つ電源電圧が低下した場合にも投光素
子を安定した光量で効率よく発光させて、広い電源電圧
範囲において安定で且つ適切な投光を可能とし、高い測
距精度を得ることを可能とする測距装置を提供すること
ができる。
【0053】また、請求項2に記載の発明によれば、測
距装置内の第1および第2のスイッチング手段に定電流
特性を持たせ、請求項3に記載の発明によれば、第2の
スイッチング手段に関連して、最小限の部品点数で定電
流回路を構成したので、コストダウンを図ることが可能
となる。また、請求項4に記載の発明によれば、定電流
回路の定電流特性を向上させることができる。また、請
求項5に記載の発明によれば、定電流回路の特性を、温
度変化に対しても安定に保つことができる。
【0054】また、請求項6に記載の発明によれば、定
電圧素子に流す電流を電源電圧に依存せずに一定に保つ
ことができるため、低電圧の直流電源に直接ドライブ用
のトランジスタを接続することができ、低電圧の直流電
源とは別の直流電源を用いる必要がなくなる。請求項7
に記載の発明によれば、定電流回路を少ない部品点数で
構成することができる。請求項8に記載の発明によれ
ば、低電圧の直流電源とは別の直流電源を用いることな
く温度変化に対して安定した定電圧特性を得ることがで
きる。
【0055】請求項9および10に記載の発明によれ
ば、低電圧の直流電源とは別に変動可能な第2の直流電
源を用いることなく、また温度情報を得るための集積回
路を使用することなく、最小限の部品点数で温度補償回
路を構成することができ、コストダウンを図ることがで
きる。請求項11に記載の発明によれば、電源電圧が変
動しても流れる電流は一定に保たれるため、ダイオード
のような比較的高価な定電圧素子を用いずに安価な抵抗
を用いることができ、従ってコストダウンを図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る測距装置の要部の
構成を示す回路構成図である。
【図2】図1の測距装置の動作を説明するためのタイム
チャートである。
【図3】本発明の第2の実施例に係る測距装置の要部の
構成を示す回路構成図である。
【図4】本発明の第3の実施例に係る測距装置の要部の
構成を示す回路構成図である。
【図5】本発明の第4の実施例に係る測距装置の要部の
構成を示す回路構成図である。
【符号の説明】
E1,E2 直流電源 SW1〜SW4 スイッチング素子 Q1〜Q4 トランジスタ Q5 FET D1,D2 ダイオード L 発光ダイオード C 投光用コンデンサ R1〜R9 抵抗
フロントページの続き (72)発明者 志村 吉彦 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭63−171313(JP,A) 特開 平6−75270(JP,A) 特開 平5−341179(JP,A) 特開 昭52−2388(JP,A) 特開 昭61−59207(JP,A) 実開 平5−43110(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/00 - 3/32 G01B 11/00 - 11/30 102 G02B 7/28 - 7/40 G03B 13/32 - 13/36

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体へ投光し、その被写体からの反射
    光を投光に同期させて検出することにより測距情報を得
    る測距装置において、 低電圧の直流電源と、 投光素子および投光用コンデンサの直列回路と、 前記直流電源の正側端と前記投光素子および投光用コン
    デンサの直列回路の前記投光素子側端との間に接続され
    る第1のスイッチング手段と、前記直流電源の負側端と前記投光素子および投光用コン
    デンサの直列回路の前記投光用コンデンサ側端との間に
    接続され、前記第1のスイッチング手段と同時にオンと
    なることにより前記投光用コンデンサから第1の方向に
    放電電流を流す第2のスイッチング手段と、 前記直流電源の両端と前記直列回路の投光用コンデンサ
    との間にそれぞれ接続され、同時にオンとなることによ
    り前記投光用コンデンサに前記第1の方向とは異なる第
    2の方向に充電電流を流す第3および第4のスイッチン
    グ手段と、 前記第1および第2のスイッチング手段のオン動作時に
    少なくとも前記第2のスイッチング手段に定電流特性を
    持たせて前記投光素子および投光用コンデンサの直列回
    路を定電流で駆動するための定電流制御手段と、 前記投光素子の発光前に、単一の充電制御端子に充電信
    号を与えることにより前記第3のスイッチング手段を駆
    動して、前記第3および第4のスイッチング手段をオン
    とし且つ前記第1および第2のスイッチング手段をオフ
    として、前記投光用コンデンサの充電を行い、前記投光
    素子発光時に、単一の発光制御端子に発光信号を与える
    ことにより前記第2のスイッチング手段を駆動して、
    記第1および第2のスイッチング手段をオンとし且つ前
    記第3および第4のスイッチング手段をオフとして、前
    記投光用コンデンサの充電電圧および前記直流電源の電
    圧の総和を前記投光素子に印加するとともに、前記定電
    流制御手段による定電流で前記投光素子を発光させる発
    光制御手段とを具備することを特徴とする測距装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の測距装置において、前記定電
    流制御手段は、前記第1のスイッチング手段にも定電流
    特性を持たせて構成したことを特徴とする測距装置。
  3. 【請求項3】 請求項1の測距装置において、前記定電
    流制御手段は、前記第2のスイッチング手段を第1のト
    ランジスタで構成するとともに、前記第1のトランジス
    タのベースと前記低電圧の直流電源の前記負側端との間
    に接続した定電圧素子と、前記第1のトランジスタのエ
    ミッタと前記直流電源の前記負側端との間に接続したエ
    ミッタ抵抗と、前記定電圧素子に供給する電流の電流制
    御を行うドライブ用の第2のトランジスタと、前記定電
    圧素子の電流制限用抵抗とを具備して、前記発光制御端
    子に与えられた発光信号に応答して前記第1のトランジ
    スタを駆動すべく構成した定電流回路を含むことを特徴
    とする測距装置。
  4. 【請求項4】 請求項3の測距装置において、前記定電
    流回路は、前記低電圧の直流電源とは別途に、前記第2
    のトランジスタに接続されて、前記定電圧素子に一定の
    電流を流すための定電圧の直流電源を有することを特徴
    とする測距装置。
  5. 【請求項5】 請求項4の測距装置において、前記定電
    圧素子の温度変化による電圧の変化を相殺すべく、前記
    定電圧の直流電源の電圧を制御する温度補償手段をさら
    に有することを特徴とする測距装置。
  6. 【請求項6】 請求項1の測距装置において、前記定電
    流制御手段は、前記第2のスイッチング手段を第1のト
    ランジスタで構成するとともに、前記第1のトランジス
    タのベースと前記低電圧の直流電源の前記負側端との間
    に接続した定電圧素子と、前記第1のトランジスタのエ
    ミッタと前記直流電源の前記負側端との間に接続したエ
    ミッタ抵抗と、前記定電圧素子に供給する電流を一定に
    制御するための定電流手段とを具備して、前記発光制御
    端子に与えられた発光信号に応答して前記第1のトラン
    ジスタを駆動すべく構成した定電流回路を含むことを特
    徴とする測距装置。
  7. 【請求項7】 請求項6の測距装置において、前記定電
    流手段は、ディプレッションタイプの電界効果型トラン
    ジスタと、前記電界効果型トランジスタのソースとゲー
    トとの間に接続された電流制限用抵抗とを有することを
    特徴とする測距装置。
  8. 【請求項8】 請求項4または6の測距装置において、
    前記電流制限用抵抗に、前記定電圧素子の温度変化を打
    ち消すような温度特性を持たせたことを特徴とする測距
    装置。
  9. 【請求項9】 請求項8の測距装置において、前記定電
    圧素子は、複数個のダイオードで構成し、且つ前記電流
    制限用抵抗は、サーミスタで構成したことを特徴とする
    測距装置。
  10. 【請求項10】 請求項8の測距装置において、前記
    電圧素子は、複数個のダイオードで構成し、且つ前記
    流制限用抵抗は、サーミスタと抵抗との直列回路で構成
    したことを特徴とする測距装置。
  11. 【請求項11】 請求項1の測距装置において、前記
    電流制御手段は、前記第2のスイッチング手段を第1の
    トランジスタで構成するとともに、前記第1のトランジ
    スタのベースと前記低電圧の直流電源の前記負側端との
    間に接続した定電圧用抵抗と、前記第1のトランジスタ
    のエミッタと前記直流電源の前記負側端との間に接続し
    たエミッタ抵抗と、前記定電圧用抵抗に供給する電流を
    一定に制御するための定電流手段とを具備して、前記発
    光制御端子に与えられた発光信号に応答して前記第1の
    トランジスタを駆動すべく構成した定電流回路を含む
    とを特徴とする測距装置。
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