JP2559393B2 - 距離検出装置 - Google Patents
距離検出装置Info
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- JP2559393B2 JP2559393B2 JP62030829A JP3082987A JP2559393B2 JP 2559393 B2 JP2559393 B2 JP 2559393B2 JP 62030829 A JP62030829 A JP 62030829A JP 3082987 A JP3082987 A JP 3082987A JP 2559393 B2 JP2559393 B2 JP 2559393B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は距離検出装置、更に詳しくは、半導体位置検
出素子（以下、PSDという）を用いた光投射式の距離検
出装置の改良に関する。
出素子（以下、PSDという）を用いた光投射式の距離検
出装置の改良に関する。
［従来の技術］ 従来、光束を被写体に向けて投射し、その反射光をPS
Dで受光することにより、測距する光投射式の距離検出
装置は周知である。この距離検出装置は第６図にその一
例を示すように、赤外光を受光する投光用発光素子（以
下、IREDと略記する）１で被写体３に向けて投光された
パルス光は、投光用レンズ２により集光されて被写体３
に照射され、その反射光は受光レンズ４によりPSD9上に
結像される。その結像位置は、受光レンズ４の光軸から
の距離をｘ、被写体までの距離をｌ、受光レンズ４とPS
D9との間隔をｆ、基線長をｓとすれば ｘ＝ｓ・f/l となる。PSD9の受光部の長さをｔとし、受光レンズ４の
光軸とPSD9の中心とを合わせた場合、上記ｘの入射光位
置におけるPDS9の両端信号電極から取り出される信号電
流I1およびI2の比は I1/I2＝（t/2＋ｘ）／（t/2−ｘ） ＝（t/2＋ｓ・f/l）／（t/2−ｓ・f/l） 上式を被写体距離ｌについて解くと ｌ＝（2sf/t）×｛（I1/I2＋１）／（I1/I2−１）｝ …
…………（ｉ） 即ち、PSD9から取り出される信号電流I1およびI2の比を
演算すれば、被写体距離ｌが求められる。
Dで受光することにより、測距する光投射式の距離検出
装置は周知である。この距離検出装置は第６図にその一
例を示すように、赤外光を受光する投光用発光素子（以
下、IREDと略記する）１で被写体３に向けて投光された
パルス光は、投光用レンズ２により集光されて被写体３
に照射され、その反射光は受光レンズ４によりPSD9上に
結像される。その結像位置は、受光レンズ４の光軸から
の距離をｘ、被写体までの距離をｌ、受光レンズ４とPS
D9との間隔をｆ、基線長をｓとすれば ｘ＝ｓ・f/l となる。PSD9の受光部の長さをｔとし、受光レンズ４の
光軸とPSD9の中心とを合わせた場合、上記ｘの入射光位
置におけるPDS9の両端信号電極から取り出される信号電
流I1およびI2の比は I1/I2＝（t/2＋ｘ）／（t/2−ｘ） ＝（t/2＋ｓ・f/l）／（t/2−ｓ・f/l） 上式を被写体距離ｌについて解くと ｌ＝（2sf/t）×｛（I1/I2＋１）／（I1/I2−１）｝ …
…………（ｉ） 即ち、PSD9から取り出される信号電流I1およびI2の比を
演算すれば、被写体距離ｌが求められる。
第７図は、上記ｘとI1/I2の関係を示したもので、被
写体３が無限遠に位置するとき、投射光と反射光は平行
光線となるから、ｘ＝０となりI1＝I2となるため、I1/I
2＝１となる。また上記ｘ＝ｓ・f/lよりｘ ∝ 1/lで
あるから横軸にとったｘ、被写体距離の逆数に比例して
いる。そして、実線a,bは、それぞれPSDの長さを異なら
しめたときの出力であり、PSDの長さｔ′,tがｔ′＜ｔ
に対応した出力を示す。従って、PSDの長さを長くすれ
ば、距離ｘに対する出力信号電流比I1/I2の変化が小さ
くなることがわかる。
写体３が無限遠に位置するとき、投射光と反射光は平行
光線となるから、ｘ＝０となりI1＝I2となるため、I1/I
2＝１となる。また上記ｘ＝ｓ・f/lよりｘ ∝ 1/lで
あるから横軸にとったｘ、被写体距離の逆数に比例して
いる。そして、実線a,bは、それぞれPSDの長さを異なら
しめたときの出力であり、PSDの長さｔ′,tがｔ′＜ｔ
に対応した出力を示す。従って、PSDの長さを長くすれ
ば、距離ｘに対する出力信号電流比I1/I2の変化が小さ
くなることがわかる。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記第６図において、被写体距離ｌを小さ
くしているとｘがt/2より大きくなり、被写体３からの
反射光はPSD9上で結像しなくなって、測距不可能にな
る。つまり、この種の距離検出装置においては、最至近
の検出可能距離に制限があることになる。そこで、被写
体距離ｌを小さくしても、ｘがt/2を超えないように、P
SD9の受光部の長さｔを長くすれば、最至近の検出可能
距離を実用上支障のない程度にまで近づけられる。しか
し、実際には、被写体３から反射されPSD9へ入射する信
号の光量は、非常に微小であり、更に回路ノイズ等によ
り出力信号にノイズ成分が加わるために、被写体距離ｌ
に対する出力信号の変化を大きくしなければならない。
この様子を第８図に示す。この第８図は横軸に被写体距
離ｌの逆数を、縦軸に信号電流比I1/I2をそれぞれとっ
た線図で、PSDの長さはＡよりＢの方を長くしてあり、
測距可能な最至近距離はＡよりＢの方が短い。また回路
ノイズによって生ずる出力信号のバラツキは、被写体距
離が同じなら同じである。図において、Ａ′,A″はＡに
対するノイズ成分、Ｂ′Ｂ″はＢに対するノイズ成分で
あって、距離l1を判定するためには、Ａでは判定信号に
VAを用いると、Ａ′Ａ″のための距離成分としてΔlaな
る判定幅を生じ、Ｂでは判定信号にＶBを用いると、
Ｂ′,B″のために距離成分としてΔlbなる判定幅を生じ
る。従って、Δla＜ΔlbよりＡの方が精度がよいことが
解る。つまり測距可能な最至近距離を短くしようとし
て、単にPSDの長さを長くすると遠方側の判定幅が広が
り、精度が悪くなるという問題点がある。そこで、この
問題点を解消するために、ノイズ成分を小さくすること
が考えられるがそれにはIREDの発光量を増加させ、受光
レンズの開口面積を大きくし、PSDへの入射光量を増加
させなければならず、コスト高になり、またスペースも
大きくなるという別の問題点が生ずる。
くしているとｘがt/2より大きくなり、被写体３からの
反射光はPSD9上で結像しなくなって、測距不可能にな
る。つまり、この種の距離検出装置においては、最至近
の検出可能距離に制限があることになる。そこで、被写
体距離ｌを小さくしても、ｘがt/2を超えないように、P
SD9の受光部の長さｔを長くすれば、最至近の検出可能
距離を実用上支障のない程度にまで近づけられる。しか
し、実際には、被写体３から反射されPSD9へ入射する信
号の光量は、非常に微小であり、更に回路ノイズ等によ
り出力信号にノイズ成分が加わるために、被写体距離ｌ
に対する出力信号の変化を大きくしなければならない。
この様子を第８図に示す。この第８図は横軸に被写体距
離ｌの逆数を、縦軸に信号電流比I1/I2をそれぞれとっ
た線図で、PSDの長さはＡよりＢの方を長くしてあり、
測距可能な最至近距離はＡよりＢの方が短い。また回路
ノイズによって生ずる出力信号のバラツキは、被写体距
離が同じなら同じである。図において、Ａ′,A″はＡに
対するノイズ成分、Ｂ′Ｂ″はＢに対するノイズ成分で
あって、距離l1を判定するためには、Ａでは判定信号に
VAを用いると、Ａ′Ａ″のための距離成分としてΔlaな
る判定幅を生じ、Ｂでは判定信号にＶBを用いると、
Ｂ′,B″のために距離成分としてΔlbなる判定幅を生じ
る。従って、Δla＜ΔlbよりＡの方が精度がよいことが
解る。つまり測距可能な最至近距離を短くしようとし
て、単にPSDの長さを長くすると遠方側の判定幅が広が
り、精度が悪くなるという問題点がある。そこで、この
問題点を解消するために、ノイズ成分を小さくすること
が考えられるがそれにはIREDの発光量を増加させ、受光
レンズの開口面積を大きくし、PSDへの入射光量を増加
させなければならず、コスト高になり、またスペースも
大きくなるという別の問題点が生ずる。
そこで、本発明の目的は、上述の不具合を除去し、測
距可能な最至近距離を短くし、かつ測距精度も向上する
距離検出装置を提供するにある。
距可能な最至近距離を短くし、かつ測距精度も向上する
距離検出装置を提供するにある。
［問題点を解決するための手段および作用］ 本発明に係る距離検出装置は、 対象物に向けてスポット光を投射する光投射手段と、
この光投射手段の投光光軸から所定基線長離間して配置
され上記対象物からの反射光入射位置に応じた一対の信
号電流を出力する複数の受光領域にそれぞれ接続された
複数の信号電極を設けた受光手段と、この受光手段から
の一対の信号電流を増幅しそれらの比を演算する演算回
路とを備えた距離検出装置において、 上記受光手段は、それぞれの出力端子の一部を共通接
続すると共に、所定の対象物距離に応じて、投光時にい
ずれか一つの受光領域のみに上記反射光が入射するよう
にしたことを特徴とする。
この光投射手段の投光光軸から所定基線長離間して配置
され上記対象物からの反射光入射位置に応じた一対の信
号電流を出力する複数の受光領域にそれぞれ接続された
複数の信号電極を設けた受光手段と、この受光手段から
の一対の信号電流を増幅しそれらの比を演算する演算回
路とを備えた距離検出装置において、 上記受光手段は、それぞれの出力端子の一部を共通接
続すると共に、所定の対象物距離に応じて、投光時にい
ずれか一つの受光領域のみに上記反射光が入射するよう
にしたことを特徴とする。
［実 施 例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。な
お、上記第６図中に示した従来例における構成部材と全
く同一の構成部材については、同一符号を付すに止めそ
の説明が重複するのを避けてこれを省略する。
お、上記第６図中に示した従来例における構成部材と全
く同一の構成部材については、同一符号を付すに止めそ
の説明が重複するのを避けてこれを省略する。
まず、第１図によって本発明の概要を説明する。本発
明におけるPSD5は、その両端に設けられた信号電極5aと
5c、および中間に設けられた信号電極5bとにより、受光
部5Aと受光部5Bとに分割されて構成される。第２図は、
このPSD5を被写体側から見た正面図で、中間に配設され
た信号電極5bは、ワイヤーボンデング用の電極をPSD5の
外部に設けることにより、電極幅d2を入射スポット像７
に対し、d2÷０となるように小さくすることができる。
この信号電極5bにより、PSD5は受光軸tAの受光面5Aと、
受光幅tBの受光面5Bの２つのPSD5A、PSD5Bに分離されて
いる。そして、第１図に示すようにPSD5Aの中心に受光
レンズ４の光軸が合わされており、信号電極5a,5b、お
よび5cは、信号処理回路６により同電位に固定されてい
て、それぞれの信号電極からはIa,Ib,Icという信号電流
が得られるようになっている。
明におけるPSD5は、その両端に設けられた信号電極5aと
5c、および中間に設けられた信号電極5bとにより、受光
部5Aと受光部5Bとに分割されて構成される。第２図は、
このPSD5を被写体側から見た正面図で、中間に配設され
た信号電極5bは、ワイヤーボンデング用の電極をPSD5の
外部に設けることにより、電極幅d2を入射スポット像７
に対し、d2÷０となるように小さくすることができる。
この信号電極5bにより、PSD5は受光軸tAの受光面5Aと、
受光幅tBの受光面5Bの２つのPSD5A、PSD5Bに分離されて
いる。そして、第１図に示すようにPSD5Aの中心に受光
レンズ４の光軸が合わされており、信号電極5a,5b、お
よび5cは、信号処理回路６により同電位に固定されてい
て、それぞれの信号電極からはIa,Ib,Icという信号電流
が得られるようになっている。
今被写体３あるいは３′に光束を投射して、その反射
光をPSD5で受光した場合、考え易いように次の４とおり
のケースについて考察する。
光をPSD5で受光した場合、考え易いように次の４とおり
のケースについて考察する。
入射スポット像７がPSD5Aに凡て存在する場合 入射スポット像７がPSD5A、PSD5Bにまたがって存在す
る場合 入射スポット像７がPSD5Bに凡て存在する場合 入射スポット像７がPSD5Bと信号電極5cにかかってい
る場合 先づ、の場合、PSD5Aで発生した信号光電流は、PSD
5Aにより分流され信号電極5aと5bに流れ、また信号電極
5bと5cは同電位のため信号電極5cには流れない。また上
記の場合、と同様にPSD5Bで発生した信号光電流
は、PSD5Bにより分流されて信号電極5bと5cに流れ、信
号電極5aと5bは同電位のため信号電極5aには流れない。
る場合 入射スポット像７がPSD5Bに凡て存在する場合 入射スポット像７がPSD5Bと信号電極5cにかかってい
る場合 先づ、の場合、PSD5Aで発生した信号光電流は、PSD
5Aにより分流され信号電極5aと5bに流れ、また信号電極
5bと5cは同電位のため信号電極5cには流れない。また上
記の場合、と同様にPSD5Bで発生した信号光電流
は、PSD5Bにより分流されて信号電極5bと5cに流れ、信
号電極5aと5bは同電位のため信号電極5aには流れない。
次に、上記の場合、入射スポット像７はPSD5Aにか
かる部分7AとPSD5Bにかかる部分7Bとからなり、PSD5Aに
かかる部分7Aは、その光密度の重心点をもってPSD5Aに
より、信号電極5a,5bに分流され、PSD5Bにかかる部分7B
は、その光密度の重心点をもってPSD5Bにより、信号電
極5b,5cに分流される。そして、上記の場合、入射ス
ポット像７はPSD5Bにかかる部分7Cのその光密度の重心
点をもってPSD5Bにより、信号電極5b,5cに分流される。
かる部分7AとPSD5Bにかかる部分7Bとからなり、PSD5Aに
かかる部分7Aは、その光密度の重心点をもってPSD5Aに
より、信号電極5a,5bに分流され、PSD5Bにかかる部分7B
は、その光密度の重心点をもってPSD5Bにより、信号電
極5b,5cに分流される。そして、上記の場合、入射ス
ポット像７はPSD5Bにかかる部分7Cのその光密度の重心
点をもってPSD5Bにより、信号電極5b,5cに分流される。
第３図は、入射スポット増７の中心位置における光軸
からの距離ｘに対する信号電極5a,5bに流れる信号電流
により出力V1および信号電極5b,5cに流れる信号電流に
よる出力V2との関係をプロットして示したものである。
なお、出力は測定のダイナミックレンジを拡大するため
に各信号電流を対数返還して、その差をとっている。
からの距離ｘに対する信号電極5a,5bに流れる信号電流
により出力V1および信号電極5b,5cに流れる信号電流に
よる出力V2との関係をプロットして示したものである。
なお、出力は測定のダイナミックレンジを拡大するため
に各信号電流を対数返還して、その差をとっている。
信号電極5a,5bによる出力V1は V1＝ln（Ib/Ia） 信号電極5b,5cによる出力V2は V2＝ln（Ic/Ib） 第３図より、ｘ＝０からｘ÷（1/2）tAの範囲、つまり
被写体が無限遠よりｌ＝ｓ・f/（1/2）tA近くまでの範
囲では出力V1の曲線を使用し、ｘ≒（1/2）tAからｘ≒
（1/2）tA＋tBの範囲、つまり被写体がｌ＝ｓ・f/（1/
2）tA近くから至近においては、出力V2の曲線を使用す
ることにより、信号電流比を求め、前記（ｉ）式より被
写体距離ｌを決定することができる。
被写体が無限遠よりｌ＝ｓ・f/（1/2）tA近くまでの範
囲では出力V1の曲線を使用し、ｘ≒（1/2）tAからｘ≒
（1/2）tA＋tBの範囲、つまり被写体がｌ＝ｓ・f/（1/
2）tA近くから至近においては、出力V2の曲線を使用す
ることにより、信号電流比を求め、前記（ｉ）式より被
写体距離ｌを決定することができる。
第４図は、本発明の一実施例を示す距離検出装置の回
路図である。図において、受光面5Aおよび5Bを有するPS
D5は、前記第１図および第２図で説明した本発明に係る
PSDで、投光用制御回路42を介し、投光用トランジスタ4
3がオンすることにより作動するIRED1から投射され被写
体で反射された光束に応じた光電流Ia〜Icが、信号電極
5a〜5cより得られる。この光電流Ia〜Icは、オペアンプ
11,13,15と負帰還用抵抗10,12,14からなる電流−電圧変
換回路に入力されて電圧に変換される。なお、上記オペ
アンプ11,13,15の非反転入力端子には、基準電圧Vrefが
印加されているので、各信号電極5a,5b,5cは基準電圧Vr
efとなって同電位となる。オペアンプ11,13,15の出力
は、それぞれフィルタ回路16,17,18に供給される。この
フィルタ回路16,17,18は、IRED1の投光による被写体か
らの反射光を受けて発生する光電流から、背景光等によ
り定常的に発生している光電流を除去して変化分のみを
検出する役目をするもので、その出力は距離信号出力回
路19と20に印加される。この距離信号出力回路19は、フ
ィルタ回路16と17の出力をそれぞれ対数圧縮し、その
差、即ち、PSD5Bによる被写体距離に対応した信号を出
力する回路、距離信号出力回路20は、フィルタ回路17と
18の出力をそれぞれ対数圧縮してその差、即ち、PSD5A
による被写体距離に対応した信号を出力する回路であ
る。この距離信号出力回路19の出力V2は、コンパレータ
26〜30、抵抗21〜24および定電流源51からなるA/D変換
部53に供給される。コンパレータ26〜30の反転入力端子
には、定電流源51と抵抗21〜24によって分割され後記第
５図に示す電圧Vg〜Vcが印加され、非反転入力端子には
上記距離信号出力回路19の出力が印加される。
路図である。図において、受光面5Aおよび5Bを有するPS
D5は、前記第１図および第２図で説明した本発明に係る
PSDで、投光用制御回路42を介し、投光用トランジスタ4
3がオンすることにより作動するIRED1から投射され被写
体で反射された光束に応じた光電流Ia〜Icが、信号電極
5a〜5cより得られる。この光電流Ia〜Icは、オペアンプ
11,13,15と負帰還用抵抗10,12,14からなる電流−電圧変
換回路に入力されて電圧に変換される。なお、上記オペ
アンプ11,13,15の非反転入力端子には、基準電圧Vrefが
印加されているので、各信号電極5a,5b,5cは基準電圧Vr
efとなって同電位となる。オペアンプ11,13,15の出力
は、それぞれフィルタ回路16,17,18に供給される。この
フィルタ回路16,17,18は、IRED1の投光による被写体か
らの反射光を受けて発生する光電流から、背景光等によ
り定常的に発生している光電流を除去して変化分のみを
検出する役目をするもので、その出力は距離信号出力回
路19と20に印加される。この距離信号出力回路19は、フ
ィルタ回路16と17の出力をそれぞれ対数圧縮し、その
差、即ち、PSD5Bによる被写体距離に対応した信号を出
力する回路、距離信号出力回路20は、フィルタ回路17と
18の出力をそれぞれ対数圧縮してその差、即ち、PSD5A
による被写体距離に対応した信号を出力する回路であ
る。この距離信号出力回路19の出力V2は、コンパレータ
26〜30、抵抗21〜24および定電流源51からなるA/D変換
部53に供給される。コンパレータ26〜30の反転入力端子
には、定電流源51と抵抗21〜24によって分割され後記第
５図に示す電圧Vg〜Vcが印加され、非反転入力端子には
上記距離信号出力回路19の出力が印加される。
また、距離信号出力回路20の出力V1が供給されるA/D
変換部54は、コンパレータ31と32、抵抗25および定電流
源52からなり、コンパレータ31,32の非反転入力端子に
は距離信号出力回路20の出力V1が印加され、その反転入
力端子には定電流源52と抵抗25により分割され、後記第
５図に示す電圧VbとVaとが印加される。
変換部54は、コンパレータ31と32、抵抗25および定電流
源52からなり、コンパレータ31,32の非反転入力端子に
は距離信号出力回路20の出力V1が印加され、その反転入
力端子には定電流源52と抵抗25により分割され、後記第
５図に示す電圧VbとVaとが印加される。
A/D変換部53、54のコンパレータ26〜32の出力は、ナ
ンドゲート33〜39の一方の入力端子に接続され、ナンド
ゲート33〜39の出力はオープンコレクタになっている。
またナンドゲート36と38、ナンドゲート37と39がワイヤ
ードオアーされている。また、距離信号出力回路20の出
力V1は、コンパレータ40の非反転入力端子に接続され、
コンパレータ40の出力はナンドゲート33〜37の他方の入
力端子に接続され、更にナンドゲート38,39の他方の入
力端子にはインバータ41にて位相反転された出力が印加
される。そして、コンパレータ40の反転入力端子には、
後記第５図に示す電圧VCOMが印加されている。
ンドゲート33〜39の一方の入力端子に接続され、ナンド
ゲート33〜39の出力はオープンコレクタになっている。
またナンドゲート36と38、ナンドゲート37と39がワイヤ
ードオアーされている。また、距離信号出力回路20の出
力V1は、コンパレータ40の非反転入力端子に接続され、
コンパレータ40の出力はナンドゲート33〜37の他方の入
力端子に接続され、更にナンドゲート38,39の他方の入
力端子にはインバータ41にて位相反転された出力が印加
される。そして、コンパレータ40の反転入力端子には、
後記第５図に示す電圧VCOMが印加されている。
このように構成されている本実施例は次のように作動
する。スタート信号が制御回路42に入力されると、投光
用トランジスタ43がオンになり、IRED1が発光して、図
示しない被写体に向けて投射され同被写体で反射された
光束はPSD5Aあるいは5B上にスポット像として入射され
る。すると、前述のようにこの入射光はその入射位置に
応じて信号電極5a,5b,5cから光光電変換された信号電流
Ia、Ib、Icとして取り出される。信号電流Ia、Ib、Ic
は、それぞれ抵抗10とオペアンプ11、抵抗12とオペアン
プ13、および抵抗14とオペアンプ15で形成された電流−
電圧変換回路によって電流−電圧変換され、それぞれフ
ィルタ回路16,17,18により定常光による光電流を除いた
変化分、即ち、被写体からの反射光に相当した成分のみ
が出力される。さらに、距離信号出力回路19,20により
対数圧縮と差演算処理されて出力V2および出力V1とな
る。距離信号出力回路19の出力V2は V2＝ｆ（ln（Ic/Ib）） 距離信号出力回路20の出力V1は V1＝ｆ（ln（Ib/Ia）） であり、ｆは電流−電圧変換に関する関数である。
する。スタート信号が制御回路42に入力されると、投光
用トランジスタ43がオンになり、IRED1が発光して、図
示しない被写体に向けて投射され同被写体で反射された
光束はPSD5Aあるいは5B上にスポット像として入射され
る。すると、前述のようにこの入射光はその入射位置に
応じて信号電極5a,5b,5cから光光電変換された信号電流
Ia、Ib、Icとして取り出される。信号電流Ia、Ib、Ic
は、それぞれ抵抗10とオペアンプ11、抵抗12とオペアン
プ13、および抵抗14とオペアンプ15で形成された電流−
電圧変換回路によって電流−電圧変換され、それぞれフ
ィルタ回路16,17,18により定常光による光電流を除いた
変化分、即ち、被写体からの反射光に相当した成分のみ
が出力される。さらに、距離信号出力回路19,20により
対数圧縮と差演算処理されて出力V2および出力V1とな
る。距離信号出力回路19の出力V2は V2＝ｆ（ln（Ic/Ib）） 距離信号出力回路20の出力V1は V1＝ｆ（ln（Ib/Ia）） であり、ｆは電流−電圧変換に関する関数である。
従って、光学系を第１図のように設定し、第５図に示
す如く、横軸を被写体距離の逆数、縦軸をPSD5A、5Bの
信号電流比、即ち、距離信号出力回路20、19の出力とす
ると、図の出力曲線V1,V2が得られる。そこで、被写体
距離ｌを∞〜l1,l1〜l2………のようにいくつかのゾー
ンに区切ると、PSD5Aによる測距範囲、即ち出力V1によ
る距離判定範囲∞lCOM内の２点l1,l2に対応した判定電
圧はVa,Vbとなる。このVa,Vbに等しい電圧値を第４図に
示すA/D変換部54の定電流源52と抵抗25とで作り、コン
パレータ32,31の判定電圧として使用する。また、同様
に、出力V2により距離判定点を５点l3,l4,l5,l6,l7とす
ると、その判定電圧は第５図に示すようにVc,Vd,Vf,Vg
となり、それぞれを第４図のコンパレータ30,29,28,27,
26の判定電圧として使用する。また、ｘ＝（1/2）tA近
くの被写体距離をlCOMとすると、そのときの出力V1によ
る判定電圧はVCOMとなり、これをコンパレータ40の反転
入力端子電圧とする。
す如く、横軸を被写体距離の逆数、縦軸をPSD5A、5Bの
信号電流比、即ち、距離信号出力回路20、19の出力とす
ると、図の出力曲線V1,V2が得られる。そこで、被写体
距離ｌを∞〜l1,l1〜l2………のようにいくつかのゾー
ンに区切ると、PSD5Aによる測距範囲、即ち出力V1によ
る距離判定範囲∞lCOM内の２点l1,l2に対応した判定電
圧はVa,Vbとなる。このVa,Vbに等しい電圧値を第４図に
示すA/D変換部54の定電流源52と抵抗25とで作り、コン
パレータ32,31の判定電圧として使用する。また、同様
に、出力V2により距離判定点を５点l3,l4,l5,l6,l7とす
ると、その判定電圧は第５図に示すようにVc,Vd,Vf,Vg
となり、それぞれを第４図のコンパレータ30,29,28,27,
26の判定電圧として使用する。また、ｘ＝（1/2）tA近
くの被写体距離をlCOMとすると、そのときの出力V1によ
る判定電圧はVCOMとなり、これをコンパレータ40の反転
入力端子電圧とする。
今、被写体がl1〜l2に存在する場合、コンパレータ32
の出力は“H"レベル、コンパレータ31の出力は“L"レベ
ル、コンパレータ26〜30の出力は凡て“L"レベルとな
る。また、コンパレータ40の出力は“L"レベルとなるか
ら、ナンドゲート33〜37の出力は、コンパレータ26〜30
の出力の如何にかかわらす凡て“H"レベルとなる。一
方、コンパレータ40の出力“L"レベルがインバータ41で
反転されて“H"レベルとなってナンドゲート38と39の共
通接続されたゲートに加えられるから、ナンドゲート38
と39の出力は、コンパレータ31,32の出力を位相反転し
た“H"レベルと“L"レベルになる。そして、ナンドゲー
ト36と38および37と39の出力は、前述のようにオープン
コレクタでワイヤードオアーされ、図示されないプルア
ップ抵抗で電源にプルアップされることにより、出力端
子D1〜D5より電圧V1従ってPSD5Aの受光エレメントによ
る出力が得られることになる。このように出力端子D
6は、第５図の電圧V1で判定した出力が端子D1〜D5に出
力される場合“L"レベルに、電圧V2で判定した出力の場
合“H"レベルになる。
の出力は“H"レベル、コンパレータ31の出力は“L"レベ
ル、コンパレータ26〜30の出力は凡て“L"レベルとな
る。また、コンパレータ40の出力は“L"レベルとなるか
ら、ナンドゲート33〜37の出力は、コンパレータ26〜30
の出力の如何にかかわらす凡て“H"レベルとなる。一
方、コンパレータ40の出力“L"レベルがインバータ41で
反転されて“H"レベルとなってナンドゲート38と39の共
通接続されたゲートに加えられるから、ナンドゲート38
と39の出力は、コンパレータ31,32の出力を位相反転し
た“H"レベルと“L"レベルになる。そして、ナンドゲー
ト36と38および37と39の出力は、前述のようにオープン
コレクタでワイヤードオアーされ、図示されないプルア
ップ抵抗で電源にプルアップされることにより、出力端
子D1〜D5より電圧V1従ってPSD5Aの受光エレメントによ
る出力が得られることになる。このように出力端子D
6は、第５図の電圧V1で判定した出力が端子D1〜D5に出
力される場合“L"レベルに、電圧V2で判定した出力の場
合“H"レベルになる。
次の表は、被写体距離を∞〜l1,l1〜l2………とゾー
ンに分割した各ゾーンにおける出力端子D1〜D6の論理レ
ベルの組み合わせを示したものである。即ち、第１行〜
第３行は、被写体からの反射光がPSD5A上に結像、従っ
て第５図の電圧V1による判定を、第４行以降は、PSD5B
上に結像され、電圧V2による判定を示し、この区分は端
子D6の“H",“L"によりなされる。
ンに分割した各ゾーンにおける出力端子D1〜D6の論理レ
ベルの組み合わせを示したものである。即ち、第１行〜
第３行は、被写体からの反射光がPSD5A上に結像、従っ
て第５図の電圧V1による判定を、第４行以降は、PSD5B
上に結像され、電圧V2による判定を示し、この区分は端
子D6の“H",“L"によりなされる。
上記実施例では、PSD5の中間に設ける信号電極5bは、
１個としているが、２個以上設けることにより３個以上
の受光面に分割して、至近側の測距範囲の拡大と測距精
度の向上を期待できること勿論である。この場合、上記
表の端子D6をもう一端子以上増やさねばならないことは
言うまでもない。
１個としているが、２個以上設けることにより３個以上
の受光面に分割して、至近側の測距範囲の拡大と測距精
度の向上を期待できること勿論である。この場合、上記
表の端子D6をもう一端子以上増やさねばならないことは
言うまでもない。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、従来の測距精度
よりも高精度の測距検出が可能になる効果を有する。
よりも高精度の測距検出が可能になる効果を有する。
第１図は、本発明の概要を説明するための距離検出装置
の原理図、 第２図は、本発明に係るPSDの正面図、 第３図は、上記第２図に示すPSDを使用した場合の入射
光位置に対する出力を表わす線図、 第４図は、本発明の一実施例を示す距離検出装置の電気
回路図、 第５図は、上記第２図に示すPSDを使用した場合の被写
体距離ｌの逆数に対する出力を表わす線図、 第６図は、従来の距離検出装置の一例を示す構成図、 第７図は、上記第６図の装置における反射光の入射光位
置に対する信号電流比I1/I2を示す線図、 第８図は、上記第６図の装置における被写体距離の逆数
に対する信号電流比I1/I2を示す線図である。 １……IRED ３……被写体 5,5A,5B,9……PSD 5a,5b,5c……信号電極 ７……入射スポット
の原理図、 第２図は、本発明に係るPSDの正面図、 第３図は、上記第２図に示すPSDを使用した場合の入射
光位置に対する出力を表わす線図、 第４図は、本発明の一実施例を示す距離検出装置の電気
回路図、 第５図は、上記第２図に示すPSDを使用した場合の被写
体距離ｌの逆数に対する出力を表わす線図、 第６図は、従来の距離検出装置の一例を示す構成図、 第７図は、上記第６図の装置における反射光の入射光位
置に対する信号電流比I1/I2を示す線図、 第８図は、上記第６図の装置における被写体距離の逆数
に対する信号電流比I1/I2を示す線図である。 １……IRED ３……被写体 5,5A,5B,9……PSD 5a,5b,5c……信号電極 ７……入射スポット
Claims (1)
- 【請求項１】対象物に向けてスポット光を投射する光投
射手段と、 この光投射手段の投光光軸から所定基線長離間して配置
され、上記対象物からの反射光入射位置に応じた一対の
信号電流を出力する複数の受光領域にそれぞれ接続され
た複数の信号電極を設けた受光手段と、 この受光手段からの一対の信号電流を増幅し、それらの
比を演算する演算回路とを備えた距離検出装置におい
て、 上記受光手段は、それぞれの出力端子の一部を共通接続
すると共に、所定の対象物距離に応じて、投光時にいず
れか一つの受光領域のみに上記反射光が入射するように
したことを特徴とする距離検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62030829A JP2559393B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 距離検出装置 |
| US07/136,725 US4849781A (en) | 1986-12-27 | 1987-12-22 | Range detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62030829A JP2559393B2 (ja) | 1987-02-12 | 1987-02-12 | 距離検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63198817A JPS63198817A (ja) | 1988-08-17 |
| JP2559393B2 true JP2559393B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=12314589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62030829A Expired - Lifetime JP2559393B2 (ja) | 1986-12-27 | 1987-02-12 | 距離検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2559393B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0760090B2 (ja) * | 1987-07-21 | 1995-06-28 | 理化学研究所 | 光学的距離検出法 |
| JP2670460B2 (ja) * | 1990-04-26 | 1997-10-29 | キヤノン株式会社 | 受光装置 |
| JP2009097872A (ja) | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Sharp Corp | 光学式測距センサ、物体検出装置、洗浄便座、および光学式測距センサの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57158508A (en) * | 1981-03-26 | 1982-09-30 | Minolta Camera Co Ltd | Distance detecting device |
| JPS6082915A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-11 | Canon Inc | 距離測定装置 |
| JPS6214015A (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-22 | Canon Inc | 測距装置 |
-
1987
- 1987-02-12 JP JP62030829A patent/JP2559393B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63198817A (ja) | 1988-08-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |