JP2779380B2 - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JP2779380B2 JP2779380B2 JP6176938A JP17693894A JP2779380B2 JP 2779380 B2 JP2779380 B2 JP 2779380B2 JP 6176938 A JP6176938 A JP 6176938A JP 17693894 A JP17693894 A JP 17693894A JP 2779380 B2 JP2779380 B2 JP 2779380B2
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/04—Systems determining the presence of a target
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Focusing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラのオートフォー
カスや、防犯装置の人体検知装置などに用いられる測距
装置に関するものである。
カスや、防犯装置の人体検知装置などに用いられる測距
装置に関するものである。
【０００２】さらに詳しくは、発光部より赤外光を発し
て、反射物体に当たった赤外光の反射光を受光部により
受光して測距を行うアクティブ方式の測距装置に関する
ものである。
て、反射物体に当たった赤外光の反射光を受光部により
受光して測距を行うアクティブ方式の測距装置に関する
ものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、アクティブ方式の測距装置によっ
て、反射物体がある設定した距離より遠点にあるかまた
は近点にあるかの判別を行うものとして、特開昭５９−
１４８０３３号公報に示すようなものがある。これは隣
接した２個のフォトトランジスタの出力信号が小さくな
り、演算するのには不十分のときは遠点側の測距とする
ようにしたものである。
て、反射物体がある設定した距離より遠点にあるかまた
は近点にあるかの判別を行うものとして、特開昭５９−
１４８０３３号公報に示すようなものがある。これは隣
接した２個のフォトトランジスタの出力信号が小さくな
り、演算するのには不十分のときは遠点側の測距とする
ようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のものは高増幅率
の増幅器やコンパレータが必要で回路構成が複雑とな
り、調整が難しく、特に遠近２点を識別する程度の簡単
な測距装置にとってはコストが割高になるという問題を
有していた。本発明の目的は、上記問題点を解決し、調
整が簡単で安価な測距装置を提供することにある。
の増幅器やコンパレータが必要で回路構成が複雑とな
り、調整が難しく、特に遠近２点を識別する程度の簡単
な測距装置にとってはコストが割高になるという問題を
有していた。本発明の目的は、上記問題点を解決し、調
整が簡単で安価な測距装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明では、発振器と、前記発振器の出力に同期し
て所定時間発光する発光素子と、前記発光素子の発光光
の反射光を受光する隣接した複数の受光素子と、前記受
光素子の各々に接続された複数の遅延回路と、前記遅延
回路の出力信号の位相を比較する位相弁別回路を設けて
ある。
に、本発明では、発振器と、前記発振器の出力に同期し
て所定時間発光する発光素子と、前記発光素子の発光光
の反射光を受光する隣接した複数の受光素子と、前記受
光素子の各々に接続された複数の遅延回路と、前記遅延
回路の出力信号の位相を比較する位相弁別回路を設けて
ある。
【０００６】また、ノイズなどによる誤判定や、遠近の
境目での判定のふらつきを極力抑えるため、所定時間毎
に、位相弁別回路の異なる２つの出力レベルを計数し、
その数値の大きな方を出力する多数決回路を設けてあ
る。
境目での判定のふらつきを極力抑えるため、所定時間毎
に、位相弁別回路の異なる２つの出力レベルを計数し、
その数値の大きな方を出力する多数決回路を設けてあ
る。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の詳細を添付図面に示した実施
例に沿って説明する。図２は本発明の測距装置の概念図
を示す。図２において、２０２、２０３はケース２０１
に設けられた投光レンズおよび受光レンズである。受光
レンズ２０３の後方にはその焦点面にフォトダイオード
のような２つの受光素子４および５を隣接して配置して
ある。赤外線発光ダイオードのような発光素子１３の光
は投光レンズから発せられ、反射物体２０４によって反
射して、受光レンズにより集光されて受光素子４または
５上にスポットを結ぶようにしてある。
例に沿って説明する。図２は本発明の測距装置の概念図
を示す。図２において、２０２、２０３はケース２０１
に設けられた投光レンズおよび受光レンズである。受光
レンズ２０３の後方にはその焦点面にフォトダイオード
のような２つの受光素子４および５を隣接して配置して
ある。赤外線発光ダイオードのような発光素子１３の光
は投光レンズから発せられ、反射物体２０４によって反
射して、受光レンズにより集光されて受光素子４または
５上にスポットを結ぶようにしてある。
【０００８】この様子を図３の受光素子状態図に示す。
図３において、（ａ）は受光素子４、５のいずれも受光
していない状態であり、（ｂ）は反射物体２０４が遠方
にあってスポット３０１が受光素子５に当たっており、
（ｃ）は反射物体２０４が近くにあってスポット３０２
が受光素子４に当たっている状態を示す。（ｄ）は反射
物体２０４がちょうど遠近の境目にあり、スポット３０
３が受光素子４、５両方に当たっている状態を示す。
図３において、（ａ）は受光素子４、５のいずれも受光
していない状態であり、（ｂ）は反射物体２０４が遠方
にあってスポット３０１が受光素子５に当たっており、
（ｃ）は反射物体２０４が近くにあってスポット３０２
が受光素子４に当たっている状態を示す。（ｄ）は反射
物体２０４がちょうど遠近の境目にあり、スポット３０
３が受光素子４、５両方に当たっている状態を示す。
【０００９】図１は本発明の第１実施例を示す回路ブロ
ック図であり、反射物体がある設定した距離より遠点に
あるかまたは近点にあるかのみの判別を行う例である。
図１において、１は発振器であり、公知の方法によりこ
の測距装置に電源が印加されるか、スタート信号が入力
された時に連続して数１００Ｈｚ〜数１００ｋＨｚのパ
ルスを発生する。２はパルス遅延回路であり、発振器１
の出力パルスを所定時間遅延させる。３はワンショット
マルチバイブレータであり、発振器１のパルスに同期し
て所定幅のパルスを発生する。１２は発光素子１３を発
光させるための発光素子駆動回路である。
ック図であり、反射物体がある設定した距離より遠点に
あるかまたは近点にあるかのみの判別を行う例である。
図１において、１は発振器であり、公知の方法によりこ
の測距装置に電源が印加されるか、スタート信号が入力
された時に連続して数１００Ｈｚ〜数１００ｋＨｚのパ
ルスを発生する。２はパルス遅延回路であり、発振器１
の出力パルスを所定時間遅延させる。３はワンショット
マルチバイブレータであり、発振器１のパルスに同期し
て所定幅のパルスを発生する。１２は発光素子１３を発
光させるための発光素子駆動回路である。
【００１０】図１では、図２で説明した受光素子４、５
としてフォトダイオードを用いた場合を示してある。こ
のフォトダイオードは光電変換特性や熱特性の揃った物
が望ましい。フォトダイオード４、５のアノードは共に
パルス遅延回路２の出力に接続され、そのカソードはそ
れぞれ遅延回路６および７に接続されている。遅延回路
６はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１から構成される積分回路
である。同様に遅延回路７はコンデンサＣ２と可変抵抗
器ＶＲ１から構成される積分回路であり、遅延時間を調
整可能にしてある。なお、可変抵抗器は遅延回路６側に
設けてもよい。８および９は、シュミットトリガバッフ
ァなどの素子で構成された２値化回路であり、入力信号
が所定の閾値を越えた時に出力を発生する。１０は位相
弁別回路であり、２値化回路８、９の位相を比較してど
ちらが進んでいるかを判別する。この例では、２値化回
路８の出力信号の立ち下がりが２値化回路９の出力信号
より進んでいる時に出力するようにしてある。位相弁別
回路は例えばＤフリップフロップ回路のＤ端子とクロッ
ク端子を用いることで構成できる。１１はフィルター回
路であり、ノイズなどによる誤動作を防止するためのも
のである。
としてフォトダイオードを用いた場合を示してある。こ
のフォトダイオードは光電変換特性や熱特性の揃った物
が望ましい。フォトダイオード４、５のアノードは共に
パルス遅延回路２の出力に接続され、そのカソードはそ
れぞれ遅延回路６および７に接続されている。遅延回路
６はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１から構成される積分回路
である。同様に遅延回路７はコンデンサＣ２と可変抵抗
器ＶＲ１から構成される積分回路であり、遅延時間を調
整可能にしてある。なお、可変抵抗器は遅延回路６側に
設けてもよい。８および９は、シュミットトリガバッフ
ァなどの素子で構成された２値化回路であり、入力信号
が所定の閾値を越えた時に出力を発生する。１０は位相
弁別回路であり、２値化回路８、９の位相を比較してど
ちらが進んでいるかを判別する。この例では、２値化回
路８の出力信号の立ち下がりが２値化回路９の出力信号
より進んでいる時に出力するようにしてある。位相弁別
回路は例えばＤフリップフロップ回路のＤ端子とクロッ
ク端子を用いることで構成できる。１１はフィルター回
路であり、ノイズなどによる誤動作を防止するためのも
のである。
【００１１】図４は図１の回路に示す各ポイントにおけ
るパルスＳ１〜Ｓ８の波形を示すタイミングチャート図
である。図４において、波形の上のレベルをハイレベル
（以下”Ｈ”と書く）、下のレベルをローレベル（以
下”Ｌ”と書く）という。また、図中、Ｓ４とＳ５は見
やすくするためその高さは他の信号の約２倍のスケール
で描いてある。以下、図１および、図４を参照して動作
を説明する。図４において、発振器１の出力パルスＳ１
よりわずかに遅れたパルスＳ２が”Ｈ”になると、フォ
トダイオード４および抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１
は、Ｓ４に示すように比較的早くほぼ印加電圧レベルま
で充電される。パルスＳ４の電圧が２値化回路の閾値を
越えるとパルスＳ６は”Ｈ”となる。パルスＳ２が”
Ｌ”になると、コンデンサＣ１に充電された電荷は、抵
抗Ｒ１とフォトダイオード４を介して放電されるが、こ
の時、フォトダイオード４は逆バイアスとなり、放電速
度はフォトダイオードの光電流によって決まる。すなわ
ち、フォトダイオードに光が当たっていれば光電流は大
きいため早く放電し、フォトダイオードに光が当ってい
なければ暗電流のみで放電するため、光電流は小さく、
ゆっくり放電する。パルスＳ５の電圧が２値化回路の閾
値Ｖｔｈ以下に下がるとパルスＳ６は”Ｌ”となる。
るパルスＳ１〜Ｓ８の波形を示すタイミングチャート図
である。図４において、波形の上のレベルをハイレベル
（以下”Ｈ”と書く）、下のレベルをローレベル（以
下”Ｌ”と書く）という。また、図中、Ｓ４とＳ５は見
やすくするためその高さは他の信号の約２倍のスケール
で描いてある。以下、図１および、図４を参照して動作
を説明する。図４において、発振器１の出力パルスＳ１
よりわずかに遅れたパルスＳ２が”Ｈ”になると、フォ
トダイオード４および抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１
は、Ｓ４に示すように比較的早くほぼ印加電圧レベルま
で充電される。パルスＳ４の電圧が２値化回路の閾値を
越えるとパルスＳ６は”Ｈ”となる。パルスＳ２が”
Ｌ”になると、コンデンサＣ１に充電された電荷は、抵
抗Ｒ１とフォトダイオード４を介して放電されるが、こ
の時、フォトダイオード４は逆バイアスとなり、放電速
度はフォトダイオードの光電流によって決まる。すなわ
ち、フォトダイオードに光が当たっていれば光電流は大
きいため早く放電し、フォトダイオードに光が当ってい
なければ暗電流のみで放電するため、光電流は小さく、
ゆっくり放電する。パルスＳ５の電圧が２値化回路の閾
値Ｖｔｈ以下に下がるとパルスＳ６は”Ｌ”となる。
【００１２】従って、パルスＳ６の立ち下がり時点はフ
ォトダイオード４への反射光の有無によって遅延時間が
変化することになる。パルスＳ２はフォトダイオード５
にも接続されているので、コンデンサＣ２も同様に充放
電し、結果として、パルスＳ７の立ち下がり時点もフォ
トダイオード５への反射光の有無によって遅延時間が変
化する。すなわち、本発明では受光素子４および５と、
抵抗Ｒ１および可変抵抗器ＶＲ１と、コンデンサＣ１お
よびＣ２により、可変遅延回路を構成している。本発明
の位相弁別回路１０はパルスＳ４と、Ｓ５の立ち下がり
時の位相を比較するようにしており、パルスＳ７の立ち
下がり時のパルスＳ６のレベルが”Ｈ”の時はパルスＳ
８は”Ｌ”、”Ｌ”の時は”Ｈ”となり、立ち上がり時
の位相は無関係である。
ォトダイオード４への反射光の有無によって遅延時間が
変化することになる。パルスＳ２はフォトダイオード５
にも接続されているので、コンデンサＣ２も同様に充放
電し、結果として、パルスＳ７の立ち下がり時点もフォ
トダイオード５への反射光の有無によって遅延時間が変
化する。すなわち、本発明では受光素子４および５と、
抵抗Ｒ１および可変抵抗器ＶＲ１と、コンデンサＣ１お
よびＣ２により、可変遅延回路を構成している。本発明
の位相弁別回路１０はパルスＳ４と、Ｓ５の立ち下がり
時の位相を比較するようにしており、パルスＳ７の立ち
下がり時のパルスＳ６のレベルが”Ｈ”の時はパルスＳ
８は”Ｌ”、”Ｌ”の時は”Ｈ”となり、立ち上がり時
の位相は無関係である。
【００１３】従って、パルスＳ２の立ち下がりに同期し
て発光素子１３を発光させればよく、発光時間は、２つ
のフォトダイオードに光が当たっていない状態で、パル
スＳ４およびＳ５の電圧が閾値Ｖｔｈ以下になる時間よ
り若干長くとれば充分であり、低消費電流化が図れる。
て発光素子１３を発光させればよく、発光時間は、２つ
のフォトダイオードに光が当たっていない状態で、パル
スＳ４およびＳ５の電圧が閾値Ｖｔｈ以下になる時間よ
り若干長くとれば充分であり、低消費電流化が図れる。
【００１４】なお、発振器１のパルスを遅延させてフォ
トダイオードに加え、その立ち下がりの少し前に発光素
子を発光させているのは、フォトダイオードの応答特性
を考慮し、フォトダイオードに反射光が当たってから光
電流が一定になるまでの時間を設けたためであり、パル
ス遅延回路２を省略し、発振器１の出力Ｓ１を直接フォ
トダイオードのアノードに接続しても構わない。
トダイオードに加え、その立ち下がりの少し前に発光素
子を発光させているのは、フォトダイオードの応答特性
を考慮し、フォトダイオードに反射光が当たってから光
電流が一定になるまでの時間を設けたためであり、パル
ス遅延回路２を省略し、発振器１の出力Ｓ１を直接フォ
トダイオードのアノードに接続しても構わない。
【００１５】図４において、期間Ｔ１は図３（ａ）に示
すように、反射物体２０４がないためにフォトダイオー
ド４、５のいずれも受光していない状態である。調整
は、この状態で可変抵抗器ＶＲ１を調整してパルスＳ７
の立ち下がりをパルスＳ６よりも所定値△ｔ１だけ進め
ればよい。この状態では位相判別回路１０の出力すなわ
ちパルスＳ８は”Ｌ”である。フォトダイオードの４、
５に特性の揃ったものを用いれば、遅延回路６、７はほ
ぼ同じ構成であり、温度などの環境変化があってもパル
スＳ４とＳ５の遅延時間の変化は同一方向であり、位相
が逆転することを防止できる。
すように、反射物体２０４がないためにフォトダイオー
ド４、５のいずれも受光していない状態である。調整
は、この状態で可変抵抗器ＶＲ１を調整してパルスＳ７
の立ち下がりをパルスＳ６よりも所定値△ｔ１だけ進め
ればよい。この状態では位相判別回路１０の出力すなわ
ちパルスＳ８は”Ｌ”である。フォトダイオードの４、
５に特性の揃ったものを用いれば、遅延回路６、７はほ
ぼ同じ構成であり、温度などの環境変化があってもパル
スＳ４とＳ５の遅延時間の変化は同一方向であり、位相
が逆転することを防止できる。
【００１６】期間Ｔ２は図３（ｂ）に示すように、反射
物体２０４が遠方にあってスポット３０１がフォトダイ
オード５に当たっている状態である。フォトダイオード
５の光電流が増加するのでパルスＳ５は急激に減衰し、
パルスＳ７の遅延時間は小さくなり、パルスＳ６との位
相差△ｔ２は拡大するが、図３（ａ）と同じ方向であ
り、パルスＳ８は”Ｌ”のままである。期間Ｔ３は図３
（ｃ）に示すように、反射物体２０４が近くにあってス
ポット３０２がフォトダイオード４に当たっている状態
を示す。（ｂ）と反対に、フォトダイオード５の光電流
が増加するのでパルスＳ４は急激に減衰し、パルスＳ６
の遅延時間は小さくなり、パルスＳ６の立ち下がりはパ
ルスＳ７より△ｔ３進み、位相判別回路１０の出力Ｓ８
は”Ｈ”となる。従って、パルスＳ８をモニターするこ
とにより物体までの距離の遠近を知ることができる。
物体２０４が遠方にあってスポット３０１がフォトダイ
オード５に当たっている状態である。フォトダイオード
５の光電流が増加するのでパルスＳ５は急激に減衰し、
パルスＳ７の遅延時間は小さくなり、パルスＳ６との位
相差△ｔ２は拡大するが、図３（ａ）と同じ方向であ
り、パルスＳ８は”Ｌ”のままである。期間Ｔ３は図３
（ｃ）に示すように、反射物体２０４が近くにあってス
ポット３０２がフォトダイオード４に当たっている状態
を示す。（ｂ）と反対に、フォトダイオード５の光電流
が増加するのでパルスＳ４は急激に減衰し、パルスＳ６
の遅延時間は小さくなり、パルスＳ６の立ち下がりはパ
ルスＳ７より△ｔ３進み、位相判別回路１０の出力Ｓ８
は”Ｈ”となる。従って、パルスＳ８をモニターするこ
とにより物体までの距離の遠近を知ることができる。
【００１７】なお、反射物体２０４がちょうど遠近の境
目近傍にある場合、反射光がフォトダイオード４、５両
方に当たる状態が発生する（図３の（ｄ）参照）。この
ような場合に遠近を比較的明確に識別するために、第２
の実施例を示す。図５は回路ブロック図、図６は図５に
示す各ポイントにおけるパルスＳ１，Ｓ５１４，Ｓ８，
およびＳ５０９の波形を示すタイミングチャートであ
る。図５において、図１と同じ符号の物は同じものを表
す。図５において、５１４は発振器１の出力パルスＳ１
を計数して一定パルス数毎にパルスＳ５１４を出力する
カウンターである。図６ではパルスＳ１を７つ計数する
毎に所定幅のパルスを出力するようにしてある。また、
５１１はパルスＳ５１４の間のパルスＳ８の出力レベル
の比を検出し、入力の状態の多い方を出力とする多数決
回路である。
目近傍にある場合、反射光がフォトダイオード４、５両
方に当たる状態が発生する（図３の（ｄ）参照）。この
ような場合に遠近を比較的明確に識別するために、第２
の実施例を示す。図５は回路ブロック図、図６は図５に
示す各ポイントにおけるパルスＳ１，Ｓ５１４，Ｓ８，
およびＳ５０９の波形を示すタイミングチャートであ
る。図５において、図１と同じ符号の物は同じものを表
す。図５において、５１４は発振器１の出力パルスＳ１
を計数して一定パルス数毎にパルスＳ５１４を出力する
カウンターである。図６ではパルスＳ１を７つ計数する
毎に所定幅のパルスを出力するようにしてある。また、
５１１はパルスＳ５１４の間のパルスＳ８の出力レベル
の比を検出し、入力の状態の多い方を出力とする多数決
回路である。
【００１８】パルスＳ８が得られるまでの動作は上記第
１の実施例と同じである。今、パルスＳ８に図６に示す
ような出力があった時を考える。期間Ｔ５０１では、パ
ルスＳ１のｔ１〜ｔ７の立ち上がり時にパルスＳ８のレ
ベルを見た時、”Ｌ”であるのはｔ２とｔ５のみであっ
て”Ｈ”と”Ｌ”の比は５：２であるから、多数決回路
５１１の出力Ｓ５０９は期間Ｔ５０１の最後（言い換え
ると期間Ｔ５０２の最初）に”Ｈ”を出力する。また、
期間Ｔ５０２ではパルスＳ８はｔ１とｔ３の時のみ”
Ｈ”であって、”Ｈ”と”Ｌ”の比は２：５であるか
ら、多数決回路５１１の出力Ｓ５０９は期間Ｔ５０２の
最後に”Ｌ”を出力する。なお、期間Ｔ５０１でパルス
Ｓ５０９が”Ｈ”であるのは、期間Ｔ５００ではパルス
Ｓ８の”Ｈ”の比率が高かったことを示している。
１の実施例と同じである。今、パルスＳ８に図６に示す
ような出力があった時を考える。期間Ｔ５０１では、パ
ルスＳ１のｔ１〜ｔ７の立ち上がり時にパルスＳ８のレ
ベルを見た時、”Ｌ”であるのはｔ２とｔ５のみであっ
て”Ｈ”と”Ｌ”の比は５：２であるから、多数決回路
５１１の出力Ｓ５０９は期間Ｔ５０１の最後（言い換え
ると期間Ｔ５０２の最初）に”Ｈ”を出力する。また、
期間Ｔ５０２ではパルスＳ８はｔ１とｔ３の時のみ”
Ｈ”であって、”Ｈ”と”Ｌ”の比は２：５であるか
ら、多数決回路５１１の出力Ｓ５０９は期間Ｔ５０２の
最後に”Ｌ”を出力する。なお、期間Ｔ５０１でパルス
Ｓ５０９が”Ｈ”であるのは、期間Ｔ５００ではパルス
Ｓ８の”Ｈ”の比率が高かったことを示している。
【００１９】この実施例では遠近の識別ができるまで発
振パルス７つ分の遅れが発生するが、各期間内で最初に
規定数のレベルをカウントした時点で、すなわち期間Ｔ
５０２ではｔ６の立ち上がりで”Ｌ”を４つカウントし
ているので点線で示す時点でパルスＳ５０９を”Ｌ”に
してもよいし、発振周波数を高くするなど、用途により
種々の対応が可能である。なお、上記実施例では、カウ
ンター５１４は７パルス毎に出力するようにしたが、こ
の数値はいくつでもよい。ただし、多数を決定するため
のものなので奇数が望ましい。
振パルス７つ分の遅れが発生するが、各期間内で最初に
規定数のレベルをカウントした時点で、すなわち期間Ｔ
５０２ではｔ６の立ち上がりで”Ｌ”を４つカウントし
ているので点線で示す時点でパルスＳ５０９を”Ｌ”に
してもよいし、発振周波数を高くするなど、用途により
種々の対応が可能である。なお、上記実施例では、カウ
ンター５１４は７パルス毎に出力するようにしたが、こ
の数値はいくつでもよい。ただし、多数を決定するため
のものなので奇数が望ましい。
【００２０】図７に本発明の第３の実施例を表す回路ブ
ロック図を示す。図７において、７０４および、７０５
はフォトトランジスタであり、７１３および、７１４は
パルスＳ２が”Ｈ”の時に開、”Ｌ”の時に閉となるス
イッチであり、Ｒ２および、Ｒ３は抵抗である。図１と
同じ符号の物は同じものを表す。
ロック図を示す。図７において、７０４および、７０５
はフォトトランジスタであり、７１３および、７１４は
パルスＳ２が”Ｈ”の時に開、”Ｌ”の時に閉となるス
イッチであり、Ｒ２および、Ｒ３は抵抗である。図１と
同じ符号の物は同じものを表す。
【００２１】動作は第１の実施例とほぼ同じであり、タ
イミングチャート図４を参照して説明する。図７、図４
において、パルスＳ２が”Ｈ”になると、スイッチ７１
３および、７１４が開となり、電源Ｖから抵抗Ｒ２およ
び、Ｒ３を通じて電流が流れ、コンデンサＣ１および、
Ｃ２をそれぞれ充電する（図７のＳ４、Ｓ５参照）。そ
こでパルスＳ２が”Ｌ”になると、スイッチ７１３およ
び、７１４が閉となりコンデンサＣ１および、Ｃ２の充
電電荷はそれぞれ、抵抗Ｒ１とフォトトランジスタ７０
４および、可変抵抗ＶＲ１とフォトトランジスタ７０５
を介して放電する。その放電電流は第１の実施例と同様
に、フォトトランジスタに光が当たっているかいないか
によって変化し、その結果、放電時間が変化し、パルス
Ｓ６および、パルスＳ７の立ち下がりの遅延時間も変化
する。
イミングチャート図４を参照して説明する。図７、図４
において、パルスＳ２が”Ｈ”になると、スイッチ７１
３および、７１４が開となり、電源Ｖから抵抗Ｒ２およ
び、Ｒ３を通じて電流が流れ、コンデンサＣ１および、
Ｃ２をそれぞれ充電する（図７のＳ４、Ｓ５参照）。そ
こでパルスＳ２が”Ｌ”になると、スイッチ７１３およ
び、７１４が閉となりコンデンサＣ１および、Ｃ２の充
電電荷はそれぞれ、抵抗Ｒ１とフォトトランジスタ７０
４および、可変抵抗ＶＲ１とフォトトランジスタ７０５
を介して放電する。その放電電流は第１の実施例と同様
に、フォトトランジスタに光が当たっているかいないか
によって変化し、その結果、放電時間が変化し、パルス
Ｓ６および、パルスＳ７の立ち下がりの遅延時間も変化
する。
【００２２】以下、第１の実施例と同様に位相弁別回路
１０によりパルスＳ６とＳ７の位相を識別し、パルスＳ
７の立ち下がりがパルスＳ６より前であればパルスＳ８
の出力は”Ｌ”で遠と判断でき、パルスＳ７の立ち下が
りがパルスＳ６より後であればパルスＳ８の出力は”
Ｈ”で近と判断できる。
１０によりパルスＳ６とＳ７の位相を識別し、パルスＳ
７の立ち下がりがパルスＳ６より前であればパルスＳ８
の出力は”Ｌ”で遠と判断でき、パルスＳ７の立ち下が
りがパルスＳ６より後であればパルスＳ８の出力は”
Ｈ”で近と判断できる。
【００２３】上記各実施例では遠近の２つを識別するの
みであったが、これを拡張し複数の距離領域を識別する
ように構成してもよい。
みであったが、これを拡張し複数の距離領域を識別する
ように構成してもよい。
【００２４】第４の実施例として、図８に、遠距離、中
距離、近距離の識別が可能な測距装置の例を示す。この
例は、第１の実施例にフォトダイオード１４と可変抵抗
器ＶＲ２とコンデンサＣ３からなる遅延回路、２値化回
路１５、位相弁別回路１６および、ＡＮＤゲート１７、
１８を追加したものである。ＡＮＤゲートは小さな丸が
ついている端子に”Ｌ”、付いていない端子に”Ｈ”が
入力されると出力が”Ｈ”となるものである。図８で
は、図１のフィルター回路は省略してある。
距離、近距離の識別が可能な測距装置の例を示す。この
例は、第１の実施例にフォトダイオード１４と可変抵抗
器ＶＲ２とコンデンサＣ３からなる遅延回路、２値化回
路１５、位相弁別回路１６および、ＡＮＤゲート１７、
１８を追加したものである。ＡＮＤゲートは小さな丸が
ついている端子に”Ｌ”、付いていない端子に”Ｈ”が
入力されると出力が”Ｈ”となるものである。図８で
は、図１のフィルター回路は省略してある。
【００２５】フォトダイオード４、５、１４は受光レン
ズの後方に一列に隣接して配置されており、反射物体ま
での距離が遠、中、近の時、各々フォトダイオード１
４、５、４に反射光のスポットが当たるようにしてあ
る。どのフォトダイオードにも光が当たっていない時、
可変抵抗器ＶＲ２および、ＶＲ１を調整してパルスの立
ち下がり時の位相関係がＳ８１５、Ｓ７、Ｓ６の順番に
進んでいる、すなわちＳ８１５が最も早く”Ｌ”になる
ようにしてある。位相弁別回路１６は１０と同じもので
あり、パルスＳ７の立ち下がりがパルスＳ８１５より進
んでいる場合に”Ｈ”を出力する。パルスＳ６とＳ７の
関係は実施例１の場合と同じである。今、すべてのフォ
トダイオードに光が当たっていない時とフォトダイオー
ド１４に当たっている場合は位相弁別器１０、１６の出
力は共に”Ｌ”であり、ＡＮＤゲート１７、１８の出力
は共に”Ｌ”である。
ズの後方に一列に隣接して配置されており、反射物体ま
での距離が遠、中、近の時、各々フォトダイオード１
４、５、４に反射光のスポットが当たるようにしてあ
る。どのフォトダイオードにも光が当たっていない時、
可変抵抗器ＶＲ２および、ＶＲ１を調整してパルスの立
ち下がり時の位相関係がＳ８１５、Ｓ７、Ｓ６の順番に
進んでいる、すなわちＳ８１５が最も早く”Ｌ”になる
ようにしてある。位相弁別回路１６は１０と同じもので
あり、パルスＳ７の立ち下がりがパルスＳ８１５より進
んでいる場合に”Ｈ”を出力する。パルスＳ６とＳ７の
関係は実施例１の場合と同じである。今、すべてのフォ
トダイオードに光が当たっていない時とフォトダイオー
ド１４に当たっている場合は位相弁別器１０、１６の出
力は共に”Ｌ”であり、ＡＮＤゲート１７、１８の出力
は共に”Ｌ”である。
【００２６】反射物体が中距離にあって光がフォトダイ
オード５に当たっている場合は位相弁別器１０、１６の
出力はそれぞれ”Ｌ”、”Ｈ”となるので、ＡＮＤゲー
ト１８の出力Ｓ８１８は”Ｈ”となる。また、反射物体
が近距離にあって光がフォトダイオード４に当たってい
る場合は位相弁別器１０、１６の出力はそれぞれ”
Ｈ”、”Ｌ”となるので、今度はＡＮＤゲート１７の出
力Ｓ８１７が”Ｈ”となる。従って、反射物体までの距
離の遠、中、近を識別することができる。同様にして、
識別する領域の数を増やすことが可能である。
オード５に当たっている場合は位相弁別器１０、１６の
出力はそれぞれ”Ｌ”、”Ｈ”となるので、ＡＮＤゲー
ト１８の出力Ｓ８１８は”Ｈ”となる。また、反射物体
が近距離にあって光がフォトダイオード４に当たってい
る場合は位相弁別器１０、１６の出力はそれぞれ”
Ｈ”、”Ｌ”となるので、今度はＡＮＤゲート１７の出
力Ｓ８１７が”Ｈ”となる。従って、反射物体までの距
離の遠、中、近を識別することができる。同様にして、
識別する領域の数を増やすことが可能である。
【００２７】
【発明の効果】本発明の構成によれば、複数の遅延回路
を設け、受光素子がその遅延時間に関与するようにした
ので、高増幅度のアンプやコンパレータなどのアナログ
回路は不要であり、信号の処理はほとんどデジタル的に
行えるため、回路が簡単であり、安価に構成できる。ま
た、複数の遅延回路および、２値化回路の特性をほぼ等
しく構成できるため、温度など環境の変化があっても測
距特性の変動が少ない測距装置を構成できる。さらに、
位相弁別回路の出力に多数決回路を接続することにより
ノイズによる誤動作を軽減することができる。
を設け、受光素子がその遅延時間に関与するようにした
ので、高増幅度のアンプやコンパレータなどのアナログ
回路は不要であり、信号の処理はほとんどデジタル的に
行えるため、回路が簡単であり、安価に構成できる。ま
た、複数の遅延回路および、２値化回路の特性をほぼ等
しく構成できるため、温度など環境の変化があっても測
距特性の変動が少ない測距装置を構成できる。さらに、
位相弁別回路の出力に多数決回路を接続することにより
ノイズによる誤動作を軽減することができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す回路ブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の概念図である。
【図３】本発明の受光素子状態図である。
【図４】本発明の第１実施例のタイミングチャートであ
る。
る。
【図５】本発明の第２実施例を示す回路ブロック図であ
る。
る。
【図６】本発明の第２実施例のタイミングチャートであ
る。
る。
【図７】本発明の第３実施例を示す回路ブロック図であ
る。
る。
【図８】本発明の第４実施例を示す回路ブロック図であ
る。
る。
１ 発振器 ４、５、７０４、７０５、１４ 受光素子 ６、７ 遅延回路 １０、１６ 位相弁別回路 ５１１ 多数決回路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 3/06 G01B 11/00 G02B 7/28 G02B 7/32 G03B 13/36
Claims (2)
- 【請求項１】 発振器と、前記発振器の出力に同期して
所定時間発光する発光素子と、前記発光素子の発光光の
反射光を受光する隣接した複数の受光素子と、前記複数
の受光素子の各々に接続された遅延回路と、前記複数の
遅延回路の出力信号の位相を比較する位相弁別回路を有
する測距装置。 - 【請求項２】 発振器と、前記発振器の出力に同期して
所定時間発光する発光素子と、前記発光素子の発光光の
反射光を受光する隣接した複数の受光素子と、前記複数
の受光素子の各々に接続された遅延回路と、前記複数の
遅延回路の出力信号の位相を比較する位相弁別回路と、
所定時間ごとに前記位相弁別回路の出力レベルをそれぞ
れ計数し前記出力レベルのうち多い方を出力する多数決
回路とを有する測距装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6176938A JP2779380B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 測距装置 |
| US08/508,834 US5640005A (en) | 1994-07-28 | 1995-07-28 | Active trigonometrical distance measuring apparatus with delay circuits |
| GB9515584A GB2292035B (en) | 1994-07-28 | 1995-07-28 | Distance measuring apparatus |
| HK98105014A HK1005924A1 (en) | 1994-07-28 | 1998-06-06 | Distance measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6176938A JP2779380B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843079A JPH0843079A (ja) | 1996-02-16 |
| JP2779380B2 true JP2779380B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=16022370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6176938A Expired - Fee Related JP2779380B2 (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 測距装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5640005A (ja) |
| JP (1) | JP2779380B2 (ja) |
| GB (1) | GB2292035B (ja) |
| HK (1) | HK1005924A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5808726A (en) * | 1995-02-28 | 1998-09-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Distance measurement apparatus |
| JP2743905B2 (ja) * | 1996-02-28 | 1998-04-28 | 日本電気株式会社 | 監視空間通過検出装置 |
| SG117476A1 (en) * | 2003-08-28 | 2005-12-29 | Sony Corp | Auto-focusing method and system |
| US7652241B2 (en) * | 2004-01-09 | 2010-01-26 | Aptina Imaging Corporation | Image acquisition timing system and method |
| JP5651289B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2015-01-07 | アズビル株式会社 | 反射型光電スイッチおよび物体検出方法 |
| JP5667337B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2015-02-12 | アズビル株式会社 | 反射型光電スイッチおよび物体検出方法 |
| JP5537783B2 (ja) * | 2008-06-24 | 2014-07-02 | アズビル株式会社 | 物理量センサおよび物理量計測方法 |
| JP5545920B2 (ja) * | 2008-09-29 | 2014-07-09 | アズビル株式会社 | 反射型光電スイッチおよび物体検出方法 |
| JP2014017809A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-30 | Canon Inc | 光受信回路、振動型アクチュエータの駆動装置、及びシステム |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2744130A1 (de) * | 1977-09-30 | 1979-04-12 | Siemens Ag | Vorrichtung zum beruehrungsfreien messen des abstandes einer oberflaeche eines objektes von einer bezugsebene |
| US4752799A (en) * | 1986-07-07 | 1988-06-21 | Honeywell Inc. | Optical proximity sensing optics |
| US5082363A (en) * | 1988-02-12 | 1992-01-21 | Omron Tateisi Electronics Co. | Optical distance measuring apparatus and method using light projection pulses |
| JP2909742B2 (ja) * | 1988-06-29 | 1999-06-23 | 株式会社トプコン | 遅延時間測定装置 |
| CA2038818A1 (en) * | 1990-03-30 | 1991-10-01 | Akio Nagamune | Distance measuring method and apparatus therefor |
| US5204714A (en) * | 1990-06-15 | 1993-04-20 | Olympus Optical Co., Ltd. | Object distance detecting apparatus |
| US5157435A (en) * | 1990-09-29 | 1992-10-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Automatic focusing apparatus for a video camera and the method thereof |
-
1994
- 1994-07-28 JP JP6176938A patent/JP2779380B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-28 GB GB9515584A patent/GB2292035B/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-28 US US08/508,834 patent/US5640005A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-06 HK HK98105014A patent/HK1005924A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2292035A (en) | 1996-02-07 |
| HK1005924A1 (en) | 1999-01-29 |
| GB2292035B (en) | 1998-02-25 |
| GB9515584D0 (en) | 1995-09-27 |
| JPH0843079A (ja) | 1996-02-16 |
| US5640005A (en) | 1997-06-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |