JP2882618B2 - Distance measuring device - Google Patents

Distance measuring device

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JP2882618B2
JP2882618B2 JP6535292A JP6535292A JP2882618B2 JP 2882618 B2 JP2882618 B2 JP 2882618B2 JP 6535292 A JP6535292 A JP 6535292A JP 6535292 A JP6535292 A JP 6535292A JP 2882618 B2 JP2882618 B2 JP 2882618B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は測距装置、詳しくはアク
ティブ型三角測距方式による測距装置であって、複数回
の投光から得られた測距値を積算して測距対象物までの
距離を求める測距装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring apparatus, and more particularly, to a distance measuring apparatus based on an active triangular distance measuring method. The present invention relates to a distance measuring device for calculating a distance to a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のアクティブ型三角測距方式を図1
5により説明すると、投光素子101から投射された光
束は、投光レンズ102で集光されて被写体103に向
け投射される。同被写体103で反射された反射光は受
光レンズ104で集束され、受光素子例えばPSD10
5の受光面上に結像される。するとこの反射光スポット
の入射位置に対応した光電流がその両端電極よりI4,
I5として出力される。そこで上記光電流I4,I5を
演算処理することにより被写体距離を求めるようにして
いる。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a conventional active triangulation system.
The light beam projected from the light projecting element 101 is condensed by the light projecting lens 102 and projected toward the subject 103. Light reflected by the subject 103 is converged by a light receiving lens 104 and received by a light receiving element such as a PSD 10.
An image is formed on the light receiving surface 5. Then, a photocurrent corresponding to the incident position of the reflected light spot is supplied from both end electrodes to I4 and I4.
Output as I5. Therefore, the subject distance is obtained by performing arithmetic processing on the photocurrents I4 and I5.

【0003】さて、このようにして得られた測距演算出
力は、図16に示すように、被写体距離の逆数に比例す
る1本の特性直線L1で表わされる。しかしながら、通
常被写体からの信号光量は、遠距離では数10pA程度の
非常に微弱な光電流なので、実際には光電流検出回路や
光電流自体のもつショットノイズ、センサ自体のもつノ
イズ等により、図17に示す曲線L2,L3で囲まれた
斜線部により示される不確かさNoをもつことになる。
[0006] The distance measurement calculation output thus obtained is represented by one characteristic line L1 proportional to the reciprocal of the subject distance, as shown in FIG. However, the signal light quantity from the subject is usually a very weak photocurrent of about several tens of pA at a long distance, so in practice, the shot current of the photocurrent detection circuit and the photocurrent itself, the noise of the sensor itself, etc. 17 has an uncertainty No indicated by a hatched portion surrounded by the curves L2 and L3.

【0004】そこで、上記不確かさNoを小さくし、測
距精度を向上させる有力な手段の1つとして、例えば特
開平1−224617号、特開平1−244310号、
特願平2−178611号、特願平3−135139号
等にそれぞれに示されるように、複数回(n回)の測距
演算出力電流を積分コンデンサに蓄積するものがある。
これは雑音に埋もれた微弱な信号をS/Nよく抽出する
手段として公知である。この手段によれば不確かさを
1/n1/2 に低減することができる。
Therefore, as one of the effective means for reducing the uncertainty No and improving the ranging accuracy, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-224617 and 1-244310,
As shown in Japanese Patent Application No. 2-178611 and Japanese Patent Application No. 3-135139, there is a type that accumulates a plurality of (n times) distance measurement calculation output currents in an integrating capacitor.
This is known as means for extracting a weak signal buried in noise with a good S / N ratio. According to this measure uncertainty
It can be reduced to 1 / n1 / 2 .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで上記手段は、
すべてのアクティブ型の測距装置に適用可能な所謂信号
処理の工夫であり、測距精度を向上させるのに非常に有
益ではあるが、以下の4つの問題点を有している。
By the way, the above means are:
This is a so-called signal processing device applicable to all active distance measuring devices, and is very useful for improving the distance measuring accuracy, but has the following four problems.

【0006】《1》積算処理を行うために外付けのコン
デンサを必要とする。
<< 1 >> An external capacitor is required to perform the integration process.

【0007】《2》測距用ICに上記コンデンサを外付
けするためのICピンが必要で、このために測距用IC
のパッケージが大きくなり、実装上カメラのコンパクト
性を損なうものになる。
<< 2 >> An IC pin for externally attaching the above capacitor to the distance measuring IC is required.
Package becomes large, and the compactness of the camera is impaired in mounting.

【0008】《3》上記コンデンサを充・放電する回路
やリセットする回路等の処理回路を必要とし、測距用I
Cの回路規模の大型化を招く。
<< 3 >> A processing circuit such as a circuit for charging / discharging the capacitor or a circuit for resetting the capacitor is required.
This leads to an increase in the circuit size of C.

【0009】《4》上記外付けのコンデンサは、リーク
の少ない、また誘電吸収特性の小さなものを選択せねば
ならないが、こういうコンデンサはコストが高いうえ
に、その外形形状もまた通常のセラミックコンデンサに
比して倍近く大きなものになってしまい、実装上問題で
ある。ここで、上記誘電吸収が測距にどのような影響を
与えるのかを以下に説明する。
<< 4 >> As the external capacitor, a capacitor having a small leakage and a small dielectric absorption characteristic must be selected. However, such a capacitor is not only expensive but also has an outer shape similar to that of a normal ceramic capacitor. It is almost twice as large as this, which is a mounting problem. Here, how the dielectric absorption affects the distance measurement will be described below.

【0010】図18は、この種外付けコンデンサの等価
回路図で、このような等価回路で示されるコンデンサ1
06に、図19(A)に示すように、スイッチ107を
介して電圧Vrefを印加すると、図19(B)に示す
ように、スイッチオン時に比してスイッチオフ時には、
誘電吸収による△Vだけその両端電圧が低下することに
なってしまう。
FIG. 18 is an equivalent circuit diagram of such an external capacitor.
19, when a voltage Vref is applied through the switch 107 as shown in FIG. 19A, when the switch is turned off compared to when the switch is turned on as shown in FIG.
The voltage between both ends is reduced by ΔV due to dielectric absorption.

【0011】さて、AFICをパワーオンしてから短時
間のうちに3回の測距をしたとする。まず1回目の測距
においては、図20に示すように、パワーオンすると積
分コンデンサはVrefにチャージされる。この場合V
refは誘電吸収の影響を極力受けないように0.2V
程度の小さな値に選ばれるが、それでも図に示すように
初回の段階では誘電吸収の影響を受け数mVの△Vだけ下
がってしまう。また、積分コンデンサは積分期間中にお
いても誘電吸収の影響を受けるから、図18に示すCs
に電荷が吸収され、積分電圧は少な目に出てしまう。
Now, it is assumed that the distance measurement is performed three times within a short time after the power of the AFIC is turned on. First, in the first distance measurement, as shown in FIG. 20, when the power is turned on, the integration capacitor is charged to Vref. In this case V
ref is 0.2V to minimize the influence of dielectric absorption.
Although the value is selected as small as possible, as shown in the figure, at the first stage, it is affected by dielectric absorption and decreases by ΔV of several mV. Also, since the integration capacitor is affected by dielectric absorption even during the integration period, Cs shown in FIG.
In this case, the electric charge is absorbed, and the integrated voltage is slightly reduced.

【0012】2回目以降の測距では、Csに電荷が吸収
される量が軽減されるため、結果として、初回の1発目
の測距値は2回目、3回目以降の測距値に対して1割程
度小さ目の測距値がでてしまうという問題が発生する。
更に悪いことには上記誘電吸収の特性は、温度によって
非線形に変動するため、有効な補正手段も考えにくい。
In the second and subsequent distance measurement, the amount of charge absorbed by Cs is reduced, and as a result, the first distance measurement value is smaller than the second and third distance measurement values. This causes a problem that a distance measurement value smaller by about 10% occurs.
To make matters worse, the characteristic of the dielectric absorption fluctuates non-linearly with temperature, so that it is difficult to consider an effective correction means.

【0013】そこで本発明の目的は、上記問題点を解消
し、アクティブ型三角測距方式における複数回の測距値
を積算して測距する際の積分用コンデンサが不用な測距
装置を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a distance measuring apparatus which does not require an integrating capacitor when integrating a plurality of distance values in an active triangulation method to measure a distance. To be.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段および作用】本発明の測距
装置の一つは、その概念を図1に示すように、測距対象
物にパルス光を投光する投光手段1と、この投光手段1
によるパルス光を複数回、上記測距対象物に向けて投光
させる投光制御手段2と、この投光制御手段2によって
投光されたパルス光の上記測距対象物からの反射光を受
光し、光電変換信号を出力する受光手段3と、上記光電
変換信号を受け、上記測距対象物までの距離を演算する
アナログ測距演算手段4と、上記アナログ測距演算手段
4による演算結果をA/D変換するA/D変換手段5
と、上記投光制御手段2による投光に同期して、上記A
/D変換手段5による上記測距結果を加算し、デジタル
的に蓄積する加算手段6と、を具備し、上記加算手段6
の出力に基づいて上記測距対象物までの距離を求めるこ
とを特徴とする。そして、この測距対象物までの距離は
読み出し手段7により読み出される。本発明の測距装置
の二つは、測距対象物にパルス光を投光する投光手段
と、この投光手段によるパルス光を複数回、上記測距対
象物に向けて投光させる投光制御手段と、この投光制御
手段によって投光されたパルス光の上記測距対象物から
の反射光を受光し、光電変換信号を出力する受光手段
と、上記光電変換信号を受け、上記測距対象物までの距
離に応じたデジタル値を求める演算手段と、上記投光毎
に上記デジタル値を加算し、デジタル的に蓄積する加算
手段と、を具備し、上記加算手段の出力に基づいて上記
測距対象物までの距離を求めるものである。 本発明の測
距装置の三つは、測距対象物にパルス光を複数回投光す
る手段と、このパルス光の上記測距対象物からの反射光
を受光する手段と、上記受光手段出力を受け、1回の投
光毎に上記測距対象物までの距離に対応するデジタルデ
ータを求めるとともに、これを上記複数回の投光に渡っ
て加算・蓄積し、この蓄積結果に基づいて測距対象物ま
での距離を求める手段とを備えたものである。
As shown in FIG. 1, one of the distance measuring devices according to the present invention has a light projecting means 1 for projecting a pulsed light to an object to be measured. Light emitting means 1
Light control means 2 for projecting the pulsed light from the object to be measured a plurality of times toward the object to be measured, and receiving the reflected light of the pulsed light projected from the object to be measured by the light control means 2 The light receiving means 3 for outputting a photoelectric conversion signal, the analog distance calculation means 4 for receiving the photoelectric conversion signal and calculating the distance to the object to be measured, and the calculation result by the analog distance calculation means 4 A / D conversion means 5 for A / D conversion
In synchronization with the light emission by the light emission control means 2,
And an adder 6 for adding the result of the distance measurement by the / D converter 5 and digitally storing the result.
The distance to the object to be measured is obtained based on the output of the above. The distance to the object to be measured is read by the reading means 7. Distance measuring device of the present invention
The two are light emitting means that emits pulsed light to the object to be measured
And the pulse light from the light emitting means
Light emitting control means for emitting light toward an elephant, and this light emitting control
From the distance measurement target of the pulsed light projected by the means
Receiving means for receiving reflected light of the light and outputting a photoelectric conversion signal
Receiving the photoelectric conversion signal, and the distance to the object to be measured.
Calculating means for obtaining a digital value corresponding to the separation;
To add the above digital value to
Means, and based on the output of the adding means,
The distance to the object to be measured is determined. Measurement of the present invention
Three of the distance measuring devices emit pulse light multiple times to the object to be measured.
Means for reflecting the pulsed light from the object to be measured
Means for receiving the light, and receiving the output of the
Digital data corresponding to the distance to the distance measurement object for each light
Data and send it to the
Addition and accumulation, and based on the accumulation result,
Means for determining the distance at the vehicle.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図2は、本発明に係る測距装置の外観斜視図であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is an external perspective view of the distance measuring device according to the present invention.

【0016】3分割SPD11が、測距用ICチップ1
2上に形成され、所謂センサオンチップの構成となって
いる。3分割SPD11の部分のみが、遮光されずに載
置されており、他の測距用ICの回路エリアは斜線部の
アルミ蒸着膜によって遮光されている。このようにセン
サオンチップ構成にすることにより、センサと測距用I
Cの接続は内部のアルミ配線によって行われ本発明の効
果にあわせて測距用ICのピン数を減らすように工夫さ
れている。その結果本実施例の測距用ICのピン数は、
下記のような8ピンで事足りる。
The three-division SPD 11 is used for the IC chip 1 for distance measurement.
2 so as to form a so-called sensor-on-chip. Only the portion of the three-split SPD 11 is mounted without being shielded from light, and the circuit area of the other ranging ICs is shielded from light by the hatched aluminum vapor-deposited film. By adopting the sensor-on-chip configuration in this manner, the sensor and the distance measuring I
The connection of C is made by an internal aluminum wiring, and it is devised to reduce the number of pins of the distance measuring IC in accordance with the effect of the present invention. As a result, the number of pins of the distance measuring IC of this embodiment is
The following 8 pins are sufficient.

【0017】〔1〕Vcc1端子:電池に直接接続 〔2〕Vcc2端子:安定化電源に接続 〔3〕COM端子 :得られた測距データのシリアル通
信用端子でCPUに接続 〔4〕CEN端子 :AFICのチップイネーブル端子
でCPUに接続 〔5〕GND端子 : 〔6〕IRD1端子:IRED1をドライブする端子
で、ドライブ用トランジスタのベースに接続 〔7〕IRD2端子:IRED2をドライブする端子
で、ドライブ用トランジスタのベースに接続 〔8〕IRD3端子:IRED3をドライブする端子
で、ドライブ用トランジスタのベースに接続 図3は、上記図2における端子数を更に減らした例でI
RD端子を1本にし、安定化電源を回路内部に構成し、
CEN端子とCOM端子を共通使用するよう通信ライン
を工夫した例である。この場合は4ピンという少なさを
達成できる。
[1] Vcc1 terminal: directly connected to battery [2] Vcc2 terminal: connected to stabilized power supply [3] COM terminal: connected to CPU with serial communication terminal of obtained distance measurement data [4] CEN terminal : Connected to CPU with chip enable terminal of AFIC [5] GND terminal: [6] IRD1 terminal: Connected to the base of drive transistor for driving IRED1 [7] IRD2 terminal: Drived for terminal of IRED2 [8] IRD3 terminal: A terminal for driving IRED3, connected to the base of the driving transistor. FIG. 3 shows an example in which the number of terminals in FIG.
Make one RD terminal, configure a stabilized power supply inside the circuit,
This is an example in which a communication line is devised so that a CEN terminal and a COM terminal are commonly used. In this case, as few as four pins can be achieved.

【0018】図4と5は、上記測距用IC12の内部等
価回路のブロック図で、電子出願に伴う図面スペースの
制約から、受光手段とアナログ測距演算手段とを図4
に、これら両手段を除くA/D変換手段以降を図5に、
それぞれ記載する。そしてこれら両図面間の結合を符号
A1,A2,A3,A4によりそれぞれ示す。なお、こ
こでは簡単のため、最もICピン数の少ない上記図3の
回路ブロック構成として説明する。また、上記図2の測
距用IC12は単に上記回路ブロック構成の延長に過ぎ
ないので、上記図4,5の回路ブロック構成で本発明の
第1実施例の説明を行う。
FIGS. 4 and 5 are block diagrams of the internal equivalent circuit of the distance measuring IC 12. The light receiving means and the analog distance measuring means are shown in FIG.
FIG. 5 shows the A / D conversion means and the subsequent parts excluding these two means.
Describe each. The connection between these drawings is indicated by reference numerals A1, A2, A3 and A4, respectively. For the sake of simplicity, the circuit block configuration of FIG. 3 having the least number of IC pins will be described here. Since the distance measuring IC 12 in FIG. 2 is merely an extension of the circuit block configuration, the first embodiment of the present invention will be described with the circuit block configurations in FIGS.

【0019】上記図4,5に示した測距用ICのパワー
オンから説明を始めることにする。まず、CEN端子
(図5参照)が“L”に下げられると、PNP型トラン
ジスタQ1がオンし、NPN型トランジスタQ2,Q3
のベースに電流が流れる。従ってトランジスタQ2のコ
レクタは、トランジスタQ1のベースから電流を引き抜
く。このようにして一度CEN端子が“L”に下げられ
ると、トランジスタQ1,Q2回路系の正帰還が生じ、
トランジスタQ3がオンし続ける。
The description will be started from the power-on of the distance measuring IC shown in FIGS. First, when the CEN terminal (see FIG. 5) is lowered to “L”, the PNP transistor Q1 turns on, and the NPN transistors Q2 and Q3
Current flows to the base of the Therefore, the collector of transistor Q2 draws current from the base of transistor Q1. Thus, once the CEN terminal is lowered to "L", positive feedback of the transistors Q1 and Q2 circuit system occurs,
Transistor Q3 keeps on.

【0020】上記トランジスタQ3のコレクタは、制御
回路ブロック21のPW入力端に接続され、このPW入
力端が“L”となると制御回路21に給電される。する
と、制御回路21は、内部のパワーオンリセットが働
き、その後所定のシーケンス動作を開始する(不図
示)。また、トランジスタQ3のコレクタは他の回路ブ
ロックにも接続され(不図示)各回路ブロックが給電さ
れる。
The collector of the transistor Q3 is connected to the PW input terminal of the control circuit block 21. When the PW input terminal becomes "L", power is supplied to the control circuit 21. Then, the control circuit 21 activates an internal power-on reset, and thereafter starts a predetermined sequence operation (not shown). The collector of the transistor Q3 is also connected to other circuit blocks (not shown), and power is supplied to each circuit block.

【0021】安定化電源回路22は、基準電圧Vcc
2,Vref1,Vref2を電池に直接接続された電
圧Vcc1よりつくり出す回路ブロックである。ところ
でこの電池電圧Vcc1は、IRED投光時の大電流ド
ライブによって変動するが、この電源変動をなくしたも
のが、上記基準電圧Vcc2,Vref1,Vref2
である。
The stabilized power supply circuit 22 has a reference voltage Vcc.
2, Vref1 and Vref2 are generated from the voltage Vcc1 directly connected to the battery. By the way, the battery voltage Vcc1 fluctuates due to the large current drive at the time of projecting the IRED, and the one without the fluctuation of the power supply is the same as the reference voltages Vcc2, Vref1, Vref2.
It is.

【0022】第1のプリアンプ回路ブロック23は、V
cc2を使用してつくられている。PNP型トランジス
タQ4,Q5はカレントミラー回路を構成し、第1のD
AC(D/Aコンバータ)26の出力端子(2)のシン
ク電流と同じ電流値の電流がトランジスタQ5のコレク
タを通じてSPD1のカソードに注入される。この電流
値は後述する仕組みによってSPD1に生じる背景光電
流をキャンセルすることのできる量に設定されている。
The first preamplifier circuit block 23
Made using cc2. PNP transistors Q4 and Q5 form a current mirror circuit,
A current having the same current value as the sink current of the output terminal (2) of the AC (D / A converter) 26 is injected into the cathode of the SPD1 through the collector of the transistor Q5. This current value is set to an amount that can cancel the background light current generated in the SPD 1 by a mechanism described later.

【0023】このように構成された上記プリアンプ回路
23の動作を簡単に説明する。今、SPD1の光電流が
投光により△I1だけ増加したとすると、その変化はト
ランジスタQ6によって増幅され、トランジスタQ7の
エミッタ電位が上昇する。するとトランジスタQ8のコ
レクタ電位は、Vcc2から下降する方向に変動し、結
果としてトランジスタQ10,Q11,Q12のベース
エミッタ間電圧が増大するから、トランジスタQ10,
Q11,Q12のコレクタ電流は増加する。なお、トラ
ンジスタQ10のコレクタはトランジスタQ9のエミッ
タに接続され、同トランジスタQ9のベースはSPD1
のカソードに接続されている。
The operation of the above-described preamplifier circuit 23 will be briefly described. Now, assuming that the photocurrent of SPD1 increases by ΔI1 due to light emission, the change is amplified by transistor Q6, and the emitter potential of transistor Q7 rises. Then, the collector potential of transistor Q8 fluctuates in a direction falling from Vcc2, and as a result, the voltage between the base and emitter of transistors Q10, Q11, Q12 increases.
The collector currents of Q11 and Q12 increase. The collector of the transistor Q10 is connected to the emitter of the transistor Q9, and the base of the transistor Q9 is connected to the SPD1.
Connected to the cathode.

【0024】従って、トランジスタQ10のコレクタ電
流は、トランジスタQ9のβ分の1の量となって上記S
PD1のカソードに帰還され、トランジスタQ10のコ
レクタ電流の増分△Ic1が △Ic1/β=△I1 となった時点でバランスする。ところで上記トランジス
タQ10,Q11,Q12のカレントミラー回路を形成
しているので、SPD1に入射する光電流△I1は、ト
ランジスタQ11,Q12のコレクタ出力として β△
I1 に増幅されて出力される。他の2つのプリアンプ
回路部24,25の動作も同様なので重ねての説明を省
略する。
Therefore, the collector current of the transistor Q10 becomes 1 / β of the transistor Q9,
The current is fed back to the cathode of PD1, and the balance is achieved when the increase ΔIc1 of the collector current of the transistor Q10 becomes ΔIc1 / β = ΔI1. By the way, since the current mirror circuit of the transistors Q10, Q11, and Q12 is formed, the photocurrent {I1 incident on the SPD1 becomes β} as the collector output of the transistors Q11 and Q12.
It is amplified to I1 and output. The operation of the other two preamplifier circuit sections 24 and 25 is the same, and thus the overlapping description is omitted.

【0025】次に背景光電流をキャンセルする手段につ
いて説明する。各SPDに対応した背景光電流は、上記
各プリアンプ23,24,25の各端子(3)にそれぞ
れ出力されている。従って、これら各背景光電流を第
1,第2,第3のDAC(D/Aコンバータ)26,2
7,28によって逐次比較しながら、上記各プリアンプ
23,24,25のフィードバック端子(2)にそれぞ
れフィードバックすることによりキャンセル動作が行わ
れる。
Next, the means for canceling the background photocurrent will be described. The background photocurrent corresponding to each SPD is output to each terminal (3) of each of the preamplifiers 23, 24, and 25, respectively. Therefore, these background photocurrents are converted into first, second, and third DACs (D / A converters) 26, 2
The cancellation operation is performed by feeding back to the feedback terminals (2) of the preamplifiers 23, 24, and 25, respectively, while performing successive comparisons by 7, 28.

【0026】上記各DAC回路は、図7に示す16ビッ
トのシフトレジスタとラッチとからなるロジック回路部
と、図6に示す電流重み付け回路部とから構成されてい
る。図6に示す電流重み付け回路部は全部で16ビット
からなり、MSBに相当するB15からB12までが図
における最上段に、B11からB8までが図における2
段目に、B7〜B4が3段目に、B3からLSBに相当
するB0までが最下段に、それぞれ画かれている。これ
ら各段の回路は基準電流値が異なるだけなので、最上段
の回路につき説明する。
Each of the DAC circuits includes a logic circuit section including a 16-bit shift register and a latch shown in FIG. 7, and a current weighting circuit section shown in FIG. The current weighting circuit shown in FIG. 6 is composed of a total of 16 bits, with B15 to B12 corresponding to the MSB at the top of the figure, and B11 to B8 at 2 in the figure.
B7 to B4 are drawn in the third row, and B3 to B0 corresponding to the LSB are drawn in the lowest row. Since the circuits at these stages differ only in the reference current value, only the circuit at the top will be described.

【0027】トランジスタQ21,Q22,Q24,Q
28,Q40のエミッタ面積を1とすると、トランジス
タQ27,Q41のエミッタ面積は2倍に、トランジス
タQ26のそれは4倍に、トランジスタQ23とQ25
のそれは8倍に、パターン上でそれぞれ設定されてい
る。また、トランジスタQ21,Q38,Q39,Q4
0,Q41はカレントミラー回路を構成している。同様
に、トランジスタQ21〜Q28もカレントミラー回路
を構成している。
Transistors Q21, Q22, Q24, Q
Assuming that the emitter area of transistors Q28 and Q40 is 1, the emitter area of transistors Q27 and Q41 is doubled, that of transistor Q26 is quadrupled, and transistors Q23 and Q25 are
Is set to 8 times on the pattern. Also, transistors Q21, Q38, Q39, Q4
0 and Q41 constitute a current mirror circuit. Similarly, the transistors Q21 to Q28 form a current mirror circuit.

【0028】従って、定電流源IC9の定電流値を5μ
Aとすれば、 Q25のコレクタ電流は…5μA Q26のコレクタ電流は…5/2μA Q27のコレクタ電流は…5/22 μA Q22,Q28のコレクタ電流は…5/23 μA Q40のコレクタ電流は…5/24 μA になる。そして上記トランジスタQ40のコレクタ電流
5/24 (=5/16)μAが次の4ビットつまりB
11〜B8に対する基本電流になる。なお、上記各電流
を以後重み付けされた電流と呼称することにする。
Therefore, the constant current value of the constant current source IC 9 is 5 μm.
If A, the collector current of Q25 is 5 μA The collector current of Q26 is 5/2 μA The collector current of Q27 is 5/2 2 μA The collector current of Q22 and Q28 is 5/2 3 μA The collector current of Q40 is ... 5/2 4 μA. The collector current 5/2 4 (= 5/16) μA of the transistor Q40 is the next 4 bits, that is, B
It becomes the basic current for 11 to B8. Note that each of the above currents is hereinafter referred to as a weighted current.

【0029】これらの重み付けされた各電流は、トラン
ジスタQ30,Q31,Q32,Q33のオン・オフ制
御により、トランジスタQ34,Q35,Q36,Q3
7のコレクタ電流として端子(2)より出力されるか出
力されなくなる。この端子(2)は、図4に示すように
上記第1,第2,第3のプリアンプ23,24,25の
端子(2)に接続されているので、同アンプ23,2
4,25のトランジスタQ4のコレクタ電流が引出され
ることになる。
These weighted currents are supplied to the transistors Q34, Q35, Q36, Q3 by the on / off control of the transistors Q30, Q31, Q32, Q33.
7 is output or not output from the terminal (2) as the collector current of 7. Since this terminal (2) is connected to the terminal (2) of the first, second and third preamplifiers 23, 24 and 25 as shown in FIG.
The collector current of the 4,25 transistors Q4 will be drawn.

【0030】このようにして電流重み付け回路部は、同
様の構成にて3段つづいているので、結果として端子
(2)の電流出力は、5μA,5/2μA,5/22 μ
A,5/23 μA,5/24 μA,5/25 μA,5/
6 μA,5/27 μA,5/28 μA,5/29 μ
A,5/210μA,5/211μA,5/212μA,5/
13μA,5/214μA,5/215μAまでの重み付け
電流制御が可能になる。
As described above, the current weighting circuit section has three stages in the same configuration, and as a result, the current output of the terminal (2) is 5 μA, 5/2 μA, 5/2 2 μ.
A, 5/2 3 μA, 5/2 4 μA, 5/2 5 μA, 5 /
2 6 μA, 5/2 7 μA, 5/2 8 μA, 5/2 9 μ
A, 5/2 10 μA, 5/2 11 μA, 5/2 12 μA, 5 /
Weighted current control up to 2 13 μA, 5/2 14 μA, 5/2 15 μA becomes possible.

【0031】図7は、上記第1〜第4のDACを構成す
るロジック部の要部ブロック図で、16ビットのシフト
レジスタを形成する17個のD型フリップフロップ回路
FF0〜FF16と、前記制御回路21(図5参照)か
ら出力されるラッチ信号LATCH1もしくはLATC
H2によってゲートの開閉が制御される2入力アンドゲ
ートA0〜A15と、ラッチ回路を形成する16個のD
型フリップフロップ回路F0〜F15と、上記図6のゲ
ート用トランジスタQ34,Q35,Q36,Q37等
をオン・オフ制御するノアーゲートNOR0〜NOR1
5とが図示のように接続されて構成されている。
FIG. 7 is a block diagram of a main part of a logic section constituting the first to fourth DACs, and includes 17 D-type flip-flop circuits FF0 to FF16 forming a 16-bit shift register; Latch signal LATCH1 or LATC output from circuit 21 (see FIG. 5)
H2, two-input AND gates A0 to A15 whose gates are controlled to open and close, and 16 D AND gates forming a latch circuit
Type flip-flop circuits F0 to F15 and NOR gates NOR0 to NOR1 for controlling on / off of the gate transistors Q34, Q35, Q36, Q37 and the like in FIG.
5 are connected as shown.

【0032】このように構成されたこのロジック回路部
の動作を簡単に説明する。
The operation of the above-configured logic circuit will be briefly described.

【0033】〈1〉リセット時 前記制御回路21からリセット信号RS1が端子(2)
に印加されると、各D型フリップフロップ回路FF0〜
FF16ならびにF0〜F15がすべてリセットされて
Q出力がLレベルになる。そこでノアーゲートNOR0
〜NOR15の各出力B0〜B15がすべてHレベルに
なるから、上記図6に示す電流重み付け回路部のゲート
用トランジスタQ30〜Q33等がすべてオンされる。
従って電流重み付け回路部の端子(2)より電流を引き
込むことはない。
<1> At resetting The reset signal RS1 from the control circuit 21 is supplied to the terminal (2)
Is applied to each of the D-type flip-flop circuits FF0 to FF0.
FF16 and F0 to F15 are all reset, and the Q output goes to L level. Then NOR gate NOR0
Since all the outputs B0 to B15 of NOR15 to NOR15 become H level, all the gate transistors Q30 to Q33 of the current weighting circuit shown in FIG. 6 are turned on.
Therefore, no current is drawn from the terminal (2) of the current weighting circuit.

【0034】〈2〉クロックパルスCK1が1発出力さ
れたとき 16ビットシフトレジスタの初段のFF15のみがセッ
トされる。従って、NOR15の出力つまりB15のみ
がLレベルになるから、電流重み付け回路部のゲート用
トランジスタQ30のみがオフになりトランジスタQ3
4がオンされるので、前述したように5μAの電流が端
子(2)より引き込まれることになる。この状態で前記
第1のプリアンプにおけるSPD1(図5参照)に発生
する背景光電流が同アンプのトランジスタQ5から供給
される電流よりも大きいと、同アンプのトランジスタQ
10の電圧が下がる。するとこの電圧は、同アンプの端
子(3)から第1のDAC26の端子(3)を介してこ
のロジック部のコンパレータCP11の反転入力端に印
加されているので、同コンパレータCP11の出力端が
Hレベルになる。一方、逆の場合、つまり電流重み付け
回路部の端子(2)より引出される電流が、上記第1の
プリアンプ部のSPD1の背景光電流より大きいと、こ
のロジック部のコンパレータCP11の出力はLレベル
になる。
<2> When one clock pulse CK1 is output Only the first stage FF 15 of the 16-bit shift register is set. Therefore, only the output of NOR15, that is, only B15 is at L level, so that only the gate transistor Q30 of the current weighting circuit is turned off and the transistor Q3
Since 4 is turned on, a current of 5 μA is drawn from the terminal (2) as described above. In this state, if the background photocurrent generated in the SPD1 (see FIG. 5) in the first preamplifier is larger than the current supplied from the transistor Q5 of the same preamplifier,
The voltage of 10 drops. Then, since this voltage is applied from the terminal (3) of the amplifier to the inverting input terminal of the comparator CP11 of this logic unit via the terminal (3) of the first DAC 26, the output terminal of the comparator CP11 becomes H Become a level. On the other hand, in the opposite case, that is, when the current drawn from the terminal (2) of the current weighting circuit is larger than the background light current of the SPD1 of the first preamplifier, the output of the comparator CP11 of the logic is low. become.

【0035】〈3〉ラッチ信号が出力されたとき 前記制御回路21のラッチ信号LATCH1がアクティ
ブHになると、このロジック部の端子(5)を介してア
ンドゲートA0〜A15の一方の入力端がHになる。こ
の場合FF15のみがセット状態なので、上記コンパレ
ータCP11の出力はF15にのみ読み込まれて記憶つ
まりラッチされる。この結果、前記制御回路21からク
ロックパルスCK1が出力されたときも、上記FF15
からHレベルが出力されたときのコンパレータCP11
の出力に応じて、電流重み付け回路部の制御用トランジ
スタQ30のオン・オフ制御を行い、逐次比較型のA/
D変換を行うことができる。
<3> When the latch signal is output When the latch signal LATCH1 of the control circuit 21 becomes active H, one of the input terminals of the AND gates A0 to A15 becomes H via the terminal (5) of the logic unit. become. In this case, since only the FF15 is in the set state, the output of the comparator CP11 is read only to the F15 and stored, that is, latched. As a result, even when the control circuit 21 outputs the clock pulse CK1, the FF 15
CP11 when H level is output from
The on / off control of the control transistor Q30 of the current weighting circuit is performed in accordance with the output of
D conversion can be performed.

【0036】〈4〉次に制御回路21からのクロックパ
ルスCK1の2発目が出力されると、FF14がセット
されて上記〈2〉〈3〉の動作が行われる。この場合、
電流重み付け回路部の制御用トランジスタQ31がオン
・オフなので、引き込む電流値は異なる。そして、FF
1がセットされるまで上記動作が繰り返えされる。
<4> Next, when the second clock pulse CK1 is output from the control circuit 21, the FF 14 is set and the operations <2> and <3> are performed. in this case,
Since the control transistor Q31 of the current weighting circuit unit is turned on and off, the drawn current values are different. And FF
The above operation is repeated until 1 is set.

【0037】次に、図8のタイミングチャートを利用し
てこの第1実施例における測距動作を説明する。まず、
制御回路21(図5参照)のRS1端子がLになると、
図7のD型フリップフロップ回路がすべてクリアされ
る。次に、CK1からパルスが1発出力されると、FF
15のQ出力がHになるので、トランジスタQ30がオ
フされ、電流重み付け回路部の(2)出力は、−5μA
となる。即ち、図4のトランジスタQ4,Q5のカレン
トミラー回路を介してSPD1には5μAの電流が供給
されることになる。このとき、もしSPD1に生じてい
る背景光電流が大きければ、トランジスタQ10,Q1
1,Q12のベース電位はVcc2基準にて大きくなる
から、図7のコンパレータCP11の出力はHを示すこ
とになる。このときに、制御回路21のLATCH1出
力にパルスが出力されると、F15のCK入力にトリガ
がかけられF15のQ出力はHを記憶する。逆に背景光
電流が、重み付け回路で設定した値よりも小さければF
15のQ出力はLを記憶する。
Next, the distance measuring operation in the first embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. First,
When the RS1 terminal of the control circuit 21 (see FIG. 5) becomes L,
All the D-type flip-flop circuits in FIG. 7 are cleared. Next, when one pulse is output from CK1, FF1 is output.
Since the Q output of No. 15 becomes H, the transistor Q30 is turned off, and the output (2) of the current weighting circuit section is -5 μA
Becomes That is, a current of 5 μA is supplied to SPD1 via the current mirror circuit of transistors Q4 and Q5 in FIG. At this time, if the background photocurrent generated in SPD1 is large, transistors Q10 and Q1
The output of the comparator CP11 shown in FIG. At this time, when a pulse is output to the LATCH1 output of the control circuit 21, a trigger is applied to the CK input of F15, and the Q output of F15 stores H. Conversely, if the background photocurrent is smaller than the value set by the weighting circuit, F
The 15 Q outputs store L.

【0038】次に、CK1から更にパルスが1発出力さ
れると、FF15のQ出力はL、(電子出願の関係か
ら本来Qの上側に付すべきバーを下側に付すことにす
る)出力はHとなって元に戻る。その代わりに、FF1
4のQ出力がH、出力がLになり、次の電流重み5/
2μAがオンする。
Next, when one more pulse is output from CK1, the Q output of the FF 15 becomes L, Q (the bar which should be originally attached to the upper side of the Q is attached to the lower side in view of the electronic application). Becomes H and returns. Instead, FF1
4, the Q output becomes H, the Q output becomes L, and the next current weight 5 /
2 μA turns on.

【0039】以下同様のシーケンスを繰り返して、CK
1とLATCH1から16発のパルスが出力され終わっ
た時点で、SPD1の背景光電流に相等する電流が電流
重み回路より出力され、その結果背景光電流がキャンセ
ルされる。上記SPD1以外のSPD2,SPD3もま
た第2のDAC27、第3のDAC28によってキャン
セルされる。
Thereafter, the same sequence is repeated, and CK
At the point in time when 16 pulses have been output from 1 and LATCH1, a current equivalent to the background photocurrent of SPD1 is output from the current weighting circuit, and as a result, the background photocurrent is canceled. SPD2 and SPD3 other than the SPD1 are also canceled by the second DAC 27 and the third DAC.

【0040】次に制御回路21は、IRD0からパルス
を出力し、IRD端子をドライブして被写体にパルス光
を投射する。このときのSPD1,SPD2,SPD3
の反射光成分△I1,△I2,△I3は、例えば、図4
のトランジスタQ11,Q12のコレクタ出力 β△I
1 のようにβ倍されて、各々のプリアンプから出力さ
れる。
Next, the control circuit 21 outputs a pulse from the IRD0, drives the IRD terminal, and projects a pulse light on the subject. SPD1, SPD2, SPD3 at this time
The reflected light components △ I1, △ I2, △ I3 of FIG.
Output of transistors Q11 and Q12
The output is multiplied by β as shown in FIG.

【0041】これらの増幅されたパルス光電流は、次段
のアナログ測距演算手段4に入力され、 ダイオードD1には、β△I1 ダイオードD2には、β(△I2+△I3) ダイオードD3には、β(△I1+△I2) ダイオードD4には、β△I3 がそれぞれ注入される。このときのトランジスタQ14
のコレクタ電流は、
These amplified pulsed photocurrents are input to the analog ranging calculation means 4 at the next stage, where the diode D1 has a β △ I1 diode D2, a β (△ I2 + △ I3) diode D3 , Β (△ I1 + △ I2) β △ I3 is injected into the diode D4. The transistor Q14 at this time
The collector current of

【数1】 が、またトランジスタQ16のコレクタ電流は(Equation 1) However, the collector current of the transistor Q16 is

【数2】 がそれぞれ出力され、その和がトランジスタQ17,Q
18からなるカレントミラー回路で折り返され、次段の
第4のDAC30とコンパレータCP1からなるA/D
変換手段5に供給される。
(Equation 2) Are respectively output, and the sum of the outputs is
A / D, which is folded back by a current mirror circuit consisting of a second DAC 18 and a fourth DAC 30 of the next stage and a comparator CP1
It is supplied to the conversion means 5.

【0042】[0042]

【数3】 これは図9に示されるように反射光スポットの入射位置
に応じてソニアな出力を与えることになる。即ち、被写
体距離の逆数に比例した測距出力になる。
(Equation 3) This gives a sonia output according to the incident position of the reflected light spot as shown in FIG. That is, the distance measurement output is proportional to the reciprocal of the subject distance.

【0043】このようにして、得られた測距出力の、A
/D変換手段5におけるA/D変換の仕方について説明
する。投光中は測距出力が出力されっ放しになってい
る。測距出力は第4のDAC30の端子(2)に印加さ
れると共に、非反転入力端にVref2が印加されたコ
ンパレータCP1の反転入力端にも印加され、その判定
出力が上記第4のDAC30の端子(3)に入力され
る。制御回路21は、リセット信号RS2、ラッチ信号
LATCH2、クロックパルスCK1をつかって先の背
景光電流キャンセルと同一手順にて投光中に16発のパ
ルスを与えてA/D変換を完了する。
The distance measurement output obtained in this manner is represented by A
The way of A / D conversion in the / D conversion means 5 will be described. During the light emission, the distance measurement output is not output. The ranging output is applied to the terminal (2) of the fourth DAC 30 and also to the inverting input terminal of the comparator CP1 to which Vref2 is applied to the non-inverting input terminal. Input to terminal (3). The control circuit 21 uses the reset signal RS2, the latch signal LATCH2, and the clock pulse CK1 to give 16 pulses during light emission in the same procedure as the previous background photocurrent cancellation, thereby completing A / D conversion.

【0044】上記A/D変換終了後、制御回路21のL
ATCH3より1発パルスが出力されると、加算手段6
はそのパルスに応動して第4のDAC30から16ビッ
トのデジタルデータを、前に保持していた値に対して加
算する。この場合、加算手段6内のデータは、背景光電
流キャンセルの際に印加されたリセットパルスRS1の
アクティブLパルスによって予めクリアされている。
After the end of the A / D conversion, the L
When one pulse is output from the ATCH 3, the adding means 6
Adds the 16-bit digital data from the fourth DAC 30 to the previously held value in response to the pulse. In this case, the data in the adding means 6 has been cleared in advance by the active L pulse of the reset pulse RS1 applied at the time of background light current cancellation.

【0045】上記A/D変換および加算は、16回の投
光毎に行なわれ、加算器手段6で測距出力の積算が行わ
れる。16回の積算が終了すると、制御回路21は、L
ATCH4からパルスを出力し、上記加算手段に蓄積し
た内容をシフトレジスタ29にシフトする。この場合、
同時に少数点位置を4桁分左シフトすることにより、上
記16回の積算出力の平均値算出が行われる。そして、
SCLOCK端子からのクロックパルスに同期して、上
記シフトレジスタ29より最上位ビットからCEN端子
から出力する。このように最上位ビットから出力するよ
うに構成することにより、必要な測距精度に応じて通信
時間を短縮することができる。
The above-mentioned A / D conversion and addition are performed every 16 light projections, and the adder 6 integrates the distance measurement outputs. When the 16 accumulations have been completed, the control circuit 21 sets L
A pulse is output from the ATCH 4 and the content stored in the adding means is shifted to the shift register 29. in this case,
At the same time, by shifting the decimal point position to the left by four digits, the average value of the 16 integrated outputs is calculated. And
The shift register 29 outputs the most significant bit from the CEN terminal in synchronization with the clock pulse from the SCLOCK terminal. With such a configuration that the most significant bit is output, the communication time can be reduced according to the required distance measurement accuracy.

【0046】即ち、粗いデータでよければ上位数ビット
だけを読み取れば十分であるし、細いデータを必要とす
るならばもっと多くのデータを読み取れば良いのであっ
て、色々な要求精度のカメラに対応可能な測距装置を提
供することが可能になる。
That is, if coarse data is sufficient, it is sufficient to read only the upper few bits, and if fine data is required, more data should be read. It becomes possible to provide a possible distance measuring device.

【0047】またデシタル値で積算したため、CEN端
子をアクティブLにした時点から測距データを出力する
時点までの時間が距離によらず一定である。従って、通
信形態上もシンプルであり、信頼性を増すことができ
る。
Further, since the integration is performed using the digital value, the time from when the CEN terminal is set to the active L level to when the distance measurement data is output is constant regardless of the distance. Therefore, the communication form is simple, and the reliability can be increased.

【0048】以上の通信が終了すると、制御回路21は
そのOFF端子をアクティブLに設定する。するとトラ
ンジスタQ3,Q2,Q1はすべてオフになり、自らパ
ワーをオフして全動作を終了する。
When the above communication is completed, the control circuit 21 sets the OFF terminal to active L. Then, the transistors Q3, Q2, and Q1 are all turned off, and the power is turned off by themselves to end all the operations.

【0049】図10は、本発明の第2実施例を示す測距
装置の要部ブロック図である。上記第1実施例では受光
素子にSPDを3個用いたのに対し、この第2実施例で
はPSDを1個用いるようにした点が異なる。このよう
に受光素子をSPDからPSDに変更したのに伴い、受
光手段やアナログ測距演算手段は異なるが、制御回路を
含んだA/D変換手段以降は上記第1実施例における図
5と全く同じである。従って、この図10と前記図5と
で、この第2実施例における測距用ICの内部等価回路
が構成されている。
FIG. 10 is a block diagram of a main part of a distance measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, three SPDs are used as light receiving elements, whereas in the second embodiment, one PSD is used. With the change of the light receiving element from the SPD to the PSD, the light receiving means and the analog ranging calculation means are different, but the parts after the A / D conversion means including the control circuit are completely the same as those in FIG. 5 in the first embodiment. Is the same. Therefore, FIG. 10 and FIG. 5 constitute an internal equivalent circuit of the distance measuring IC in the second embodiment.

【0050】さて通常PSDはN型半導体の上にP型の
半導体を形成し、P型半導体の抵抗成分の分割比から反
射光スポットの入射位置を求めるよう構成されている。
一方、ICはP型半導体をベースにN型、P型を形成し
て作成するものである。ところが通常、PSDと測距用
ICは別々のチップで構成される。このためPSDとI
Cを接続するためのICピンが必要になる。
In general, a PSD is formed such that a P-type semiconductor is formed on an N-type semiconductor, and an incident position of a reflected light spot is obtained from a division ratio of a resistance component of the P-type semiconductor.
On the other hand, an IC is formed by forming an N-type and a P-type based on a P-type semiconductor. However, usually, the PSD and the IC for distance measurement are composed of separate chips. Therefore, PSD and I
An IC pin for connecting C is required.

【0051】そこで本実施例では、図11に示されるよ
うにP型半導体基板上51に複数のN型の半導体52
a,52b,…を形成し、各N型半導体をP型の抵抗層
にてジョイントする構成の受光素子を形成することによ
り、ICと一体形成可能な新規なPSDを採用し、上記
ピン数の削減を果たしている。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 11, a plurality of N-type semiconductors 52 are formed on a P-type semiconductor substrate 51.
a, 52b,... and a light receiving element having a configuration in which each N-type semiconductor is jointed with a P-type resistance layer, thereby adopting a novel PSD that can be integrally formed with an IC. Play reduction.

【0052】そして、本チップは、受光部の大きさに略
等しい開口部を有する図12に示すような受光光学系に
セットされる。このような光学系を用いることで、不要
な光がICの受光素子部以外に入射することによる回路
部のトランジスタのフォトトランジスタ動作を防止する
ようにしている。
The present chip is set in a light receiving optical system having an opening substantially equal to the size of the light receiving portion as shown in FIG. By using such an optical system, it is possible to prevent a phototransistor operation of a transistor in a circuit portion due to unnecessary light entering other than the light receiving element portion of the IC.

【0053】さて、この第2実施例における電流重み付
け回路部等は前述した第1実施例に同じなので重ねての
説明を省略し、図13のタイミングチャートを利用して
背景光キャンセルシーケンスから説明する。
Since the current weighting circuit section and the like in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, the overlapping description will be omitted, and the background light canceling sequence will be described with reference to the timing chart of FIG. .

【0054】まず、RS1端子がLになり、前記図7に
示した各D型フリップフロップ回路がオールクリアされ
る。次に、CK1からパルスが1発出力されると、FF
15のQ出力がH、出力がLになる。このときトラン
ジスタ30がオフされ、これにより電流重み付け回路部
の端子(2)の出力が−5μAになる。
First, the RS1 terminal goes low, and all the D-type flip-flop circuits shown in FIG. 7 are all cleared. Next, when one pulse is output from CK1, FF1 is output.
The 15 Q outputs are H and the Q output is L. At this time, the transistor 30 is turned off, whereby the output of the terminal (2) of the current weighting circuit section becomes -5 μA.

【0055】即ち、図10のトランジスタQ4,Q5の
カレントミラー回路を介してPSDの一方のチャンネル
CH1には5μAの電流が供給されることになる。この
ときもしCH1に生じている背景光電流の方が大きけれ
ば、トランジスタQ6のベース電位は下がり、その結果
トランジスタQ11のコレクタ電流が大きくなる。この
コレクタ電流値が電流源I1よりも大きければ、前記図
7に示したロジック部(図7参照)のコンパレータCP
11に対応するCP12(図14参照)の出力は、Hを
示すことになる。このときに制御回路のLATCH1出
力にパルスが出力されると、F15のCK入力にトリガ
がかけられ、F15のQ出力がHを記憶する。逆に背景
光電流が重み付け回路部で設定した値よりも小さければ
Lを記憶する。
That is, a current of 5 μA is supplied to one channel CH1 of the PSD via the current mirror circuit of the transistors Q4 and Q5 in FIG. At this time, if the background photocurrent generated in CH1 is larger, the base potential of transistor Q6 decreases, and as a result, the collector current of transistor Q11 increases. If the collector current value is larger than the current source I1, the comparator CP of the logic unit (see FIG. 7) shown in FIG.
The output of CP 12 (see FIG. 14) corresponding to 11 indicates H. At this time, when a pulse is output to the LATCH1 output of the control circuit, the CK input of F15 is triggered, and the Q output of F15 stores H. Conversely, if the background photocurrent is smaller than the value set by the weighting circuit, L is stored.

【0056】次に、CK1からパルスが更に1発出力さ
れると、FF15がリセットされて代わりにFF14が
セットされ、次の電流重み5/2μAがオンする。
Next, when one more pulse is output from CK1, the FF 15 is reset, the FF 14 is set instead, and the next current weight of 5/2 μA is turned on.

【0057】以下同様のシーケンスを繰り返して、CK
1とLATCH1から16発のパルスが出力され終った
時点で、PSDのCH1の背景光電流に相等する電流
が、電流重み付け回路より出力され、その結果背景光電
流がキャンセルされる。一方PSDの他方のチャンネル
CH2においても同様である。
Hereinafter, the same sequence is repeated, and CK
At the point in time when 16 pulses from 1 and LATCH1 have been output, a current equivalent to the background photocurrent of PSD CH1 is output from the current weighting circuit, and as a result, the background photocurrent is canceled. The same applies to the other channel CH2 of the PSD.

【0058】次に制御回路は、IRD0からパルスを出
力し、IRD端子をドライブして被写体にパルス光を投
射する。このときPSDのCH1,CH2の反射光成分
を△I1,△I2とすれば、サブPNP型トランジスタ
Q9,Q9′によりβ倍されてトランジスタQ11,Q
11′より出力され次段のアナログ測距演算手段4aの
ダイオードD2,D1に入力される。このときトランジ
スタQ14のコレクタ電流は
Next, the control circuit outputs a pulse from IRD0 and drives the IRD terminal to project pulse light on the subject. At this time, if the reflected light components of the PSDs CH1 and CH2 are △ I1 and △ I2, they are multiplied by β by the sub-PNP transistors Q9 and Q9 'and the transistors Q11 and Q9
It is output from 11 'and input to the diodes D2 and D1 of the analog ranging calculation means 4a at the next stage. At this time, the collector current of the transistor Q14 is

【数4】 であり、トランジスタQ17,Q18のカレントミラー
で折り返されて次段のA/D変換手段5に供給される。
(Equation 4) The signal is turned back by the current mirror of the transistors Q17 and Q18 and supplied to the A / D converter 5 in the next stage.

【0059】このようにして得られた測距出力の、A/
D変換手段5におけるA/D変換の仕方や、加算手段6
における加算の仕方は、上記第1実施例に同じなのでそ
の説明を省略するが、本実施例では、上記第1実施例と
異なり、1回の投光中に上記A/D変換及び加算を更に
複数回行うことにより、A/D変換中にノイズによりビ
ット飛び等が起こることによるA/D変換誤差を軽減す
るよう工夫している。上記投光が終了し、加算手段内へ
の測距出力の積算が終了すると、制御回路21は、LA
TCH4からパルスを出力し、加算手段内に蓄積した内
容をシフトレジスタにシフトする。そして、SCLOC
K端子からのクロックパルスに同期してCEN端子より
最上位ビットから出力する。以上出力が終了すると制御
回路はOFF端子をLにしてトランジスタQ3,Q2,
Q1がすべてオフになり自らパワーオフして測距動作を
終了する。
A / A of the distance measurement output thus obtained is
The A / D conversion method in the D conversion means 5 and the addition means 6
The method of addition is the same as that of the first embodiment, and therefore the description is omitted. However, in the present embodiment, unlike the first embodiment, the A / D conversion and the addition are further performed during one light projection. By performing it a plurality of times, it is devised to reduce an A / D conversion error caused by bit skipping or the like due to noise during A / D conversion. When the light emission ends and the integration of the distance measurement output into the adding means ends, the control circuit 21
A pulse is output from TCH4, and the content stored in the adding means is shifted to the shift register. And SCLOC
The most significant bit is output from the CEN terminal in synchronization with the clock pulse from the K terminal. When the output is completed, the control circuit sets the OFF terminal to L, and sets the transistors Q3, Q2,
Q1 is all turned off, and the power is turned off by itself to terminate the distance measuring operation.

【0060】上記各実施例によれば、測距用のパルス光
の発光に同期して出力される測距演算出力を、投光中に
A/変換してそのデジタル値をデジタルメモリに複数回
加算し蓄積するので、従来のようにコンデンサに測距演
算出力を蓄積する方式に比べると、リークとか誘電吸収
等のコンデンサの物性による電圧変動が起こらず距離を
正確に検出することができ、測距精度を著しく向上させ
ることが可能になる。且つ、コンデンサ及びそれを外付
けするためのICピン数を削減することができるから、
測距用ICのコンパクト化、低コスト化を大幅に進める
ことができる。
According to each of the above embodiments, the distance measurement output output in synchronization with the emission of the pulse light for distance measurement is A / converted during light emission, and the digital value is stored in the digital memory a plurality of times. Compared with the conventional method of accumulating the distance measurement calculation output in the capacitor, the voltage can be accurately detected without any voltage fluctuation due to the physical properties of the capacitor such as leakage or dielectric absorption. Distance accuracy can be significantly improved. In addition, the number of capacitors and the number of IC pins for externally attaching the capacitors can be reduced.
It is possible to greatly reduce the size and cost of the ranging IC.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、アナ
ログ測距演算手段で求めた被写体距離をA/D変換し、
このデジタルデータを加算手段でデジタル的に蓄積する
ことにより測距対象物までの距離を求めるようにしたの
で、この種測距装置で必要とされる積分用コンデンサが
不用になるという顕著な効果が発揮される。
As described above, according to the present invention, the subject distance obtained by the analog distance measuring means is A / D converted,
Since the distance to the object to be measured is obtained by digitally accumulating the digital data by the adding means, a remarkable effect that an integrating capacitor required in this kind of distance measuring apparatus is not required is obtained. Be demonstrated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る測距装置の概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram of a distance measuring apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係る測距装置の外観斜視図。FIG. 2 is an external perspective view of a distance measuring apparatus according to the present invention.

【図3】上記図2における端子数を更に減らしたときの
外観斜視図。
FIG. 3 is an external perspective view when the number of terminals in FIG. 2 is further reduced.

【図4】本発明の第1実施例における測距用ICの内部
等価回路中の受光手段とアナログ測距演算手段を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a light receiving means and an analog distance measuring means in an internal equivalent circuit of the distance measuring IC according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施例における測距用ICの内部
等価回路中のA/D変換手段以降を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing A / D conversion means and subsequent parts in an internal equivalent circuit of the distance measuring IC according to the first embodiment of the present invention.

【図6】上記図4における背景光キャンセル手段中の電
流重み付け回路部の回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram of a current weighting circuit section in the background light canceling means in FIG. 4;

【図7】上記図4における背景光キャンセル手段中のロ
ジック部の要部ブロック図。
FIG. 7 is a block diagram of a main part of a logic unit in the background light canceling means in FIG. 4;

【図8】上記第1実施例における測距動作のタイミング
チャート。
FIG. 8 is a timing chart of a distance measuring operation in the first embodiment.

【図9】上記図8における反射光スポットの入射位置に
対する測距演算出力をプロットした線図。
FIG. 9 is a diagram plotting distance measurement calculation outputs with respect to incident positions of reflected light spots in FIG. 8;

【図10】本発明の第2実施例における受光手段とアナ
ログ測距演算手段を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a light receiving unit and an analog distance measuring unit according to a second embodiment of the present invention.

【図11】上記第2実施例における、ICに一体成形可
能なPSDの要部斜視図。
FIG. 11 is a perspective view of a principal part of a PSD that can be integrally formed with an IC in the second embodiment.

【図12】上記第2実施例における受光部にセットされ
る受光光学系の斜視図。
FIG. 12 is a perspective view of a light receiving optical system set in a light receiving unit in the second embodiment.

【図13】上記第2実施例における測距動作のタイミン
グチャート。
FIG. 13 is a timing chart of a distance measuring operation in the second embodiment.

【図14】上記第2実施例における背景光キャンセル手
段中のロジック部に含まれるコンパレータとその周辺を
示す回路図。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a comparator included in a logic unit in the background light canceling unit and its periphery according to the second embodiment.

【図15】従来のアクティブ型三角測距方式を説明する
光路図。
FIG. 15 is an optical path diagram illustrating a conventional active triangulation method.

【図16】上記図15における被写体距離の逆数に対す
る測距演算出力をプロットした線図。
FIG. 16 is a diagram plotting distance measurement calculation outputs with respect to the reciprocal of the subject distance in FIG. 15;

【図17】上記図16においてノイズが重量された場合
の線図。
FIG. 17 is a diagram when noise is weighted in FIG. 16;

【図18】従来の測距装置における外付けコンデンサの
等価回路図。
FIG. 18 is an equivalent circuit diagram of an external capacitor in a conventional distance measuring device.

【図19】上記図18に示す等価回路で表わされるコン
デンサに電圧を印加したときを説明する図。
FIG. 19 is a diagram illustrating a case where a voltage is applied to a capacitor represented by the equivalent circuit shown in FIG. 18;

【図20】上記図18に示す等価回路で表わされるコン
デンサを用いて3回の測距を行ったときの同コンデンサ
端子電圧の変化を示す図。
FIG. 20 is a diagram showing a change in the capacitor terminal voltage when three distances are measured using the capacitor represented by the equivalent circuit shown in FIG. 18;

【符号の説明】 1…投光手段 2…投光制御手段 3…受光手段 4…アナログ測距演算手段 5…A/D変換手段 6…デジタル的に蓄積する加算手段[Description of Signs] 1 ... Light emitting means 2 ... Light emitting control means 3 ... Light receiving means 4 ... Analog distance measuring means 5 ... A / D converting means 6 ... Addition means for digitally storing

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 測距対象物にパルス光を投光する投光手
段と、 この投光手段によるパルス光を複数回、上記測距対象物
に向けて投光させる投光制御手段と、 この投光制御手段によって投光されたパルス光の上記測
距対象物からの反射光を受光し、光電変換信号を出力す
る受光手段と、 上記光電変換信号を受け、上記測距対象物までの距離を
演算するアナログ測距演算手段と、 上記アナログ測距演算手段による演算結果をA/D変換
するA/D変換手段と、 上記投光制御手段による投光に同期して上記A/D変換
手段による上記測距結果を加算し、デジタル的に蓄積す
る加算手段と、 を具備し、上記加算手段の出力に基づいて上記測距対象
物までの距離を求めることを特徴とする測距装置。
1. A light projecting means for projecting a pulse light on a distance measuring object, a light projecting control means for projecting the pulse light by the projecting means a plurality of times toward the distance measuring object, A light receiving unit that receives reflected light of the pulse light emitted by the light emission control unit from the object to be measured and outputs a photoelectric conversion signal; and a distance to the object to receive the photoelectric conversion signal and receive the photoelectric conversion signal. A / D conversion means for A / D converting the calculation result by the analog distance calculation means, and the A / D conversion means in synchronization with the light emission by the light emission control means And an addition means for digitally accumulating the distance measurement results according to (1) and (2), and obtaining a distance to the distance measurement target based on an output of the addition means.
【請求項2】 測距対象物にパルス光を投光する投光手2. A light projector for projecting a pulsed light to an object to be measured.
段と、Steps and この投光手段によるパルス光を複数回、上記測距対象物The light beam emitted by the light emitting means is transmitted a plurality of times to the object to be measured.
に向けて投光させる投光制御手段と、Light emission control means for emitting light toward この投光制御手段によって投光されたパルス光の上記測The above-described measurement of the pulse light emitted by the light emission control means is performed.
距対象物からの反射光を受光し、光電変換信号を出力すReceives reflected light from distance objects and outputs photoelectric conversion signals
る受光手段と、Light receiving means, 上記光電変換信号を受け、上記測距対象物までの距離にReceives the photoelectric conversion signal and sets the distance to the object to be measured.
応じたデジタル値を求める演算手段と、Calculating means for obtaining a corresponding digital value; 上記投光毎に上記デジタル値を加算し、デジタル的に蓄The digital value is added for each light emission and stored digitally.
積する加算手段と、Adding means for multiplying, を具備し、上記加算手段の出力に基づいて上記測距対象The distance measuring object based on the output of the adding means.
物までの距離を求めることを特徴とする測距装置。A distance measuring device for determining a distance to an object.
【請求項3】 測距対象物にパルス光を複数回投光する3. A method for projecting a plurality of pulses of light onto an object to be measured.
手段と、Means, このパルス光の上記測距対象物からの反射光を受光するThe reflected light of the pulse light from the object to be measured is received.
手段と、Means, 上記受光手段出力を受け、1回の投光毎に上記測距対象Receiving the output of the light receiving means, the object to be measured for each light emission
物までの距離に対応するデジタルデータを求めるとともDigital data corresponding to the distance to the object is required
に、これを上記複数回の投光に渡って加算・蓄積し、こIn addition, this is added and accumulated over the above multiple
の蓄積結果に基づいて測距対象物までの距離を求める手For calculating the distance to the object to be measured based on the accumulation results
段と、Steps and を具備したことを特徴とする測距装置。A distance measuring device comprising:
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