JP2563195B2 - 測距装置 - Google Patents

測距装置

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JP2563195B2
JP2563195B2 JP63031289A JP3128988A JP2563195B2 JP 2563195 B2 JP2563195 B2 JP 2563195B2 JP 63031289 A JP63031289 A JP 63031289A JP 3128988 A JP3128988 A JP 3128988A JP 2563195 B2 JP2563195 B2 JP 2563195B2
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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、対象物までの距離を測定する測距装置に関
する。
[従来の技術] アクティブ方式の測距装置として、第5図に示すもの
が提案されている。
光源10(赤外線発光光源等)からの光がレンズ系12を
通って被写体14に投射され、これからの反射光がレンズ
系16を通って受光素子18上に光スポットとして投影され
る。
この受光素子18は位置検出器(Position Sensitive D
etector)であり、光スポットの位置により、電極18aお
よび電極18bから得られる電流I1およびI2の大きさが異
なり、I1/I2から投射光10aに対する反射光10bの角度θ
を求め、三角法により被写体14までの距離を測定してい
る。
このとき、受光素子18上に得られる光スポットの強度
が小さいほど、すなわち(I1+I2)が小さいほど、SN比
が小さくなつて測距精度が低くなる。そこで従来では、
測距の際の最悪条件(被写体14が遠くて光の反射率も低
い)を考慮して、測定時は常に光源10に対して大きな電
流を供給し、これを強い光で発光させている。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、測距には電流I1およびI2の比が得られればよ
く、電流I1およびI2の各々の絶対値は関係ないので、対
象物の反射率や対象物までの距離によらずに必要以上の
強い光を出射させることは無駄であり、電力をいたずら
に消費することになり、特に電池を使用した装置におい
て多数回測定を行う場合には、電池の消耗が大きくなっ
て測定可能な回数が低下する問題点があった。
また、常に強く発光させる光源10が劣化し易く、その
うえ、光源に大きなパルス状の電流が流れるのでこの際
に大きなノイズが発生し、測定精度が低下する原因とな
っていた。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、光源の無駄な電
力消費を低減することができる測距装置を提供すること
にある。
[問題点を解決するための手段] この目的を達成するために、本発明ではデジタル値又
はアナログ値である値Q3を駆動回路へ供給し、該駆動回
路の出力を光源に供給して該値Q3に応じた強度の光を対
象物に照射し、該対象物からの光を光位置検出器で受光
して該対象物までの距離及び該光位置検出器の受光強度
V3を測定する測距装置において、 制御パルスに応答して値Q2を該値Q3として保持する記
憶手段、例えばレジスタと、 設定値V0を保持する設定手段と、 (V0/V3)Q3を該値Q2として算出する演算手段と、 該記憶手段に初期値を保持させ、測距開始信号に応答
して該駆動回路を断続的に複数回アクティブにさせるこ
とにより該光源を断続的に発光させ、発光毎に該制御パ
ルスを該記憶手段に供給する制御手段と、 を有することを特徴としている。
[実施例] (1)第1実施例 第1図には本発明が適用された第1実施例の要部ブロ
ック図が示されている。
受光素子18からの電流I1およびI2は加算演算手段20の
一部を構成する電流−電圧変換器20aおよび電流−電圧
変換器20bに供給され、これからの出力(電圧)V1およ
びV2が加算演算手段20の他部を構成する加算回路20cに
印加され、V1+V2=V3が計算される。
電圧V3は制御手段22に印加され、一方これには設定回
路23から、電圧V0に変換された設定値が印加される。こ
の例では制御手段22は差動増幅器である。
電圧V0とV3との差に基づいて得られる制御手段22から
の電圧V4がドライブ回路24に印加される。
図示しないが、レリーズシャッタ釦等からの信号(プ
ッシュによるスイッチのオン等)により、タイミングパ
ルス発生回路26からパルスP1が得られ、これがドライブ
回路24に供給される。これにより電圧V4または電圧V4
変換された電流I0が光源10に供給され、その大きさに対
応した強さで光源10が発光される。
さらに、タイミングパルス発生回路26からはパルスP1
より遅れてP2が得られ、これが距離演算回路28に供給さ
れ、この時点でV1およびV2に基づいて距離演算がなさ
れ、端子30に出力される。
次にその動作を第2図を用いて説明する。なお、設定
回路(23)は、距離演算回路28が処理できる受光素子18
からの全出力電流I1+I2の最小値を設定するものであ
る。また、ドライブ回路24の出力電流の上限は、上記し
た最悪条件をクリアする値である。
時点t1でシャッタ釦等のスイッチがオン(同図Aの
P0)されると、ある期間後にタイミングパルス発生回路
26からパルスP1(同図B)が得られる。このパルスP1
前縁および後縁の時点をt2およびt4とし、期間をT1とす
る。パルスP1はドライブ回路24に供給され、よって光源
10が電流I0の大きさに基づいて発光する。
この光は被写体14から反射光となって受光素子18に入
射されるが、パルスP1の立ち上がり瞬時では反射光は未
だ受光素子18に到達しておらず、したがって電圧V3は極
めて小または0であり、設定回路23からの電圧V0の方が
高い。したがって制御手段22からの電圧V4はこの時点t2
で最も高く、即ち電流I0(同図C)が最も多く、光源10
の光の強さはこの時点で最大となる。
反射光が受光素子18に入力すると電圧V3は高くなる。
反射率がよい場合には電圧V3は同図Dに示すように設定
電圧V0を越えて大幅に高く(第2図DでV31として示
す)なり、したがって制御手段22からの電圧V4は急激に
低下(電流I0も急激に低下)し、これにより光源10の光
の強さも急激に低下する。
このようにして受光素子18への反射光の入射が急激に
減衰し、電圧V3が急激に低下して設定回路23からの設定
値V0と対応した時点以降は光の強さは一定となって安定
する。時点t4で発光は停止される。
また、発光の強さがほぼ安定した時点t3〜t5(T2)間
で同図Eに示すようにタイミングパルス発生回路26から
パルスP2が得られ、これにより距離演算回路28において
距離演算処理がなされ、端子30に測定値が出力される。
電流の変化が大きいほどノイズは大きくなる。距離演算
処理中のt4で発生するノイズは従来に比べて減少するの
で、ノイズによる誤演算を軽減でき、正確な測定値が得
られる。
次に時点t6で再びシャッタ釦が押されると、時点t7
t9(T1)間にパルスP1が得られ、前回と同様に電流I0
光源10に供給されて発光する。時点t7における電流I0
大きさは時点t2の場合と同じである。被写体14の反射率
が悪く受光素子18に入射される反射光が前回に比して弱
いと、電圧V3の初期値は時点t2のそれより低く(第2図
DでV32として示す)なり、したがって電流I0は前回に
比して徐々に減衰する。
しかし、反射光が弱いので前回の電流値までは減衰し
ない時点で電圧V3がV0と対応して安定する。前回の安定
状態の電流I0の値をI01とし、今回のそれをI02とする
と、I01<I02の関係になり、前回より比較的強い光で安
定する。
いずれの場合でも、電流I0は反射光の強さに応じて減
衰されるので、従来に比して電力の消費に役立つ。第2
図Cにおいて点線斜線を付した部分のエネルギーが節約
される。
(2)第2実施例 第3図には第2実施例の要部ブロック図が示されてい
る。本例は制御手段22を除き、他の構成は第1図の場合
と同様である。よって本例の制御手段22を説明し、他部
には第1図との対応部分に同一符号を付して説明を省略
する。
本例の光強度の制御手段22は、演算手段としての除算
回路22a及び乗算回路22bと、記憶手段としての記憶回路
22cとを備えている。
設定回路23からの電圧V0と加算回路20cからの電圧V3
とが除算回路22aに入力され、V0/V3の計算がなされ、値
Q1が得られる。
この値Q1は乗算回路22bに入力され、後述するQ3と乗
算(Q1×Q3)され、出力Q2が得られる。
これが記憶回路22cに入力されて記憶され、この記憶
値がQ3となって乗算回路22bに入力されると共にドライ
ブ回路24にも入力される。
またタイミングパルス発生回路26から得られるリセッ
ト信号Prが記憶回路22cに入力されると、Q3が初期値に
リセットされる。
第2実施例の動作を第4図のタイミングチャートを用
いて説明する。なお、第2図との対応部分には同一符号
を付す。
時点t1でスイッチがオン(同図A)されると、パルス
P0の後縁(時点t2)でタイミングパルス発生回路26から
リセットパルスPr(同図B)が得られ、記憶回路22cが
リセットされてそのQ3が初期化される。この初期値は、
上記最悪条件が考慮されて大きい値が選ばれる。第4図
CはこのQ3の値を示す。
リセットパルスPrの後縁時点(時点t3)で同図Dに示
すようにタイミングパルス発生回路26からパルスP1が得
られてこれがドライブ回路24に入力される。これにより
第4図Eに示す如くドライブ回路24から大きい電流I0
光源10に供給され、光源10が強い光をもって発光する。
期間t3〜t5は発光期間T1であり、本例ではこのT1の期間
における電流I0の値は一定であり、光源10はT1期間同一
の強さの光で発光する。
T1期間ではさらに除算回路22aでV0/V3の演算がなされ
る。このとき、電圧V3(第4図F)はV30>>V0の状態
にあり、除算回路22aから得られるQ1の値は1より小さ
い。この結果、乗算回路22bにおける乗算演算(Q1×Q3
=Q2)値も比較的小さくなる(Q3より小さくなる)。タ
イミングパルス発生回路26からのパルスP2(第4図G)
により、上記Q2の値が記憶回路22cに記憶され、Q3とな
る。即ちリセット時(時点t3)大きい値であったQ3がこ
れより小さな値に書き換えられる。同時に距離演算回路
28ではV1/V2より距離演算がなされる(第4図H)。T2
はこの演算期間である。以上を第1回の発光とする。
時点t7で再びタイミングパルス発生回路26からパルス
P1が得られ、第1回の発光で記憶回路22cに記憶されたQ
3の値(前回に比べてV0/V30倍)に基づく大きさの電流I
0により光源10が発光する。(発光量はI0に比例するの
で前回に比べてV0/V30倍となる)。この発光は期間T
1(t7〜t9)の間一定の強さで継続されるが、前回に比
しV0/V30倍に弱くなる。したがって反射光もV0/V30倍に
弱くなる。第4図の期間t7〜t9では、反射光に基づく電
圧V31(V31=V30×V0/V30=V0)が、設定値V0に一致し
ていることを示している。そして除算回路22aでV0/V31
=Q1が計算され、今回ではQ1=1となり、乗算回路22b
でQ1×Q3=Q2が計算され、今回ではQ2=Q3となり、した
がって記憶回路22cの記憶内容は時点t8で書き換えられ
るが、今回は第1回の発光後のそれと同じになる。以上
を第2回の発光とする。
さらに、時点t11でタイミングパルス発生回路26から
パルスP1が得られ、上述と同様にして発光動作がなされ
る。この回(第3回)も、第2回の発光時のQ3が記憶回
路22cに記憶されているので、第4図Eの期間t11〜t13
に示すように、比較的弱い発光がなされる。
そしてもしこの第3回の発光で反射光が弱すぎてV32
<V0となると、Q1の値(V0/V32)が1より大となり、し
たがって第3回の発光時に記憶されていた記憶回路22c
のQ3が、これより大きな値に書き換えられ、次回の発光
では、この補正された値に基づいて適切な強さの発光が
得られる。
この第2実施例では、前回の反射光の状態に基づいて
次回の発光の強さを制御しているものであり、数回又は
10数回の測定の平均値をもって距離測定を行う場合に、
第2回目以降の発光を適切な強さに制御でき、したがっ
て無駄なかつ大きなエネルギー消費を回避できる。
[発明の効果] 本発明の測距装置によれば、記憶手段の出力Q3が駆動
回路を介して光源に供給され、測距開始信号に応答して
駆動回路が断続的に複数回アクティブにされることによ
り光源が断続的に発光し、演算手段で(V0/V3)Q3が演
算され、ここにV0は設定値、V3は光位置検出器の受光強
度であり、演算結果が発光毎に記憶手段に保持され、こ
れにより、受光強度が設定値及び前回の発光強度に応じ
て所定値に収束するように発光毎に変化するので、光源
の無駄な電力消費を低減することができ、また、駆動回
路を流れるパルス電流値が低減されるので、ノイズが低
減されて測定精度を向上させることが可能であり、さら
に、駆動回路がアクティブにされる期間において記憶手
段の出力Q3が一定であるので、所定強度で発光させるた
めの発光期間を受光強度によらず一定にすることができ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の測距装置の第1実施例を示すブロック
図、第2図は、その動作を説明するタイムチャート、第
3図は、第2実施例を示すブロック図、第4図は、その
動作を説明するタイムチャート、第5図は、測距装置の
基本説明図である。 10:光源、18:受光素子 22:制御手段、23:設定回路 24:ドライブ回路 26:タイミングパルス発生回路 28:距離演算回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】値Q3を駆動回路へ供給し、該駆動回路の出
    力を光源に供給して該値Q3に応じた強度の光を対象物に
    照射し、該対象物からの光を光位置検出器で受光して該
    対象物までの距離及び該光位置検出器の受光強度V3を測
    定する測距装置において、 制御パルスに応答して値Q2を該値Q3として保持する記憶
    手段と、 設定値V0を保持する設定手段と、 (V0/V3)Q3を該値Q2として算出する演算手段と、 該記憶手段に初期値を保持させ、測距開始信号に応答し
    て該駆動回路を断続的に複数回アクティブにさせること
    により該光源を断続的に発光させ、発光毎に該制御パル
    スを該記憶手段に供給するタイミング制御手段と、 を有することを特徴とする測距装置。
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