JPH01150809A - 距離検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、距離検出装置、更に詳しくは、光投射型の三
角測距方式の距離検出装置に関する。

［従来の技術］ 被写体にパルス光を投光し、この被写体からの反射光を
、投光部より所定の基線長だけ離れて配置された、半導
体装置検出素子（以下、ＰＳＤと略記する）からなる受
光部により受光して被写体距離を検出するようにした光
投射型の三角測距方式による距離検出装置は、既に特開
昭５９−９９４２０号公報等によって知られている。

第９図（Ａ）は、この距離検出装置に適用される三角測
距の原理を説明するための概略図である。

第９図（Ａ）において、投光索子１０１から発光された
パルス光は、投光レンズ１０２でスポット状に集束され
て被写体１０３に向は投射される。同被写体１０３によ
り反射された反射光は、上記投光レンズ１０２より基線
長しだけ隔てた位置にある受光レンズ１０４によってＰ
ＳＤ１０５上に結像される。このＰＳＤ１０５上の結像
点の位置は、被写体距離に応じて変化するから、結像位
置に応じてＰＳＤ１０５の両端から取り出される光電流
Ｉ、、１２の比を求めることにより結像点の重心位置を
求め、この重心位置から被写体距離を求めることができ
る。

無限遠（以下、■と略記する）に位置した被写体からの
反射光の結像点が、ＰＳＤ１０５の中心１０５Ｃと一致
している理想的状態を示す第９図（Ｂ）の場合、ＰＳＤ
１０５の全長を２ｄ、受光レンズ１０４の焦点距離をｆ
Ｊ、被写体距離をａ１全光電流を■。（”Ｉｌ＋１２）
とすると、端子１０５ａからの光電流１１は、 となる。また、端子１０５ｂからの光電流Ｉ２は■ となる。そこで、上記（１）　、　（２）式より演算出
力１２　／　（ＩＩ　＋　１２　）を求めると、となる
から、演算出力１２　／　（ＩＩ　＋　Ｉ２　）は被写
体距離の逆数（１／ａ）に比例することになる。

第１０図は、被写体距離の逆数（１／ａ）を横軸に、上
記（３）式に示す演算出力Ｉ２／（Ｉｌ＋ようになり、
１つの演算出力Ｉ２　／　（ＩＩ　＋Ｉｚ　）に対して
１つの被写体距離ａが対応はしているから、演算出力Ｉ
２／　（ＩＩ　＋１２）を求めることによって被写体距
離ａを求めることができる。

次に、無限遠に位置する被写体からの反射光の結像点が
ＰＳＤ１０５の中心点１０５Ｃより位置ズレ量ΔＸだけ
ずれている第９図（Ｃ）の場合を考えると、このときに
は、端子１０５ａからの光電１、＝　　　　　　　　　
　・ｌｏ　　・・・・・・・・・（４）ｄ となる。また、端子１０５ｂからの光電流■２は、■ となる。従って、演算出力Ｉ２　／　（ＩＩ　＋１２　
）となる。この（６）式を上記第（３）式と比べると、
Δｘ　／　２　ｄだけシフトしたものとなっている。つ
まり、第１０図に示した破線δ２のように、上記理想的
な特性線である実線δ１をΔｘ　／　２　ｄだけ上方に
平行移動したものとなっている。なお、結像点の重心位
置が第９図（Ｃ）に示した場合とは逆方向にずれている
場合には、破線δ、のようになる。　ところで、実際に
光電流を求めるには、電子回路によって検出しているか
ら、ＰＳＤ１０５に発生した光電流出力に電子回路のバ
イアス電流１Ｂが加算されて検出されることになる。回
路を工夫することによりバイアス電流Ｉｎはできるだけ
小さい値となるように設定されるが、それでも皆無にす
ることは不可能なので、検出回路の影響も考慮すると、
端子１０５ａから検出される光電流となる。また端子１
０５ｂから検出される光電流となる。よって演算出力Ｉ
２　／　（Ｉｆ　＋１２　）は■ となる。Ｉｏは全受光光電流出力であるので、その大き
さは１／ａ２に比例し、■では０となり、被写体距離が
近くなる程（１／ａ２が大きくなる程）大きくなる。つ
まり、近距離においては、１　ｏ　＞　Ｉ　Ｂ１．Ｉ　
Ｂ２の関係が成り立つ。上記の近似を上記（９）式に代
入すれば、被写体距離が閃の場と近似される。つまり、
演算出力は被写体距離が凶に近づくにつれ、検出回路に
よって定まるバイアス定数Ｉ　Ｂ２／　（’Ｉ　Ｂｔ　
＋　Ｉ　Ｂ２）に近づき、近距離になればなる程、検出
回路の影響は無視できるよして、グラフに表わすと、第
１１図に示すように直線δ４．δ、に歪みを生じる。こ
の歪みの度合は検出回路のバイアス定数Ｉ　Ｂ２／　（
Ｉ　ｏｌ＋　Ｉ　Ｂ２）および位置ズレ量ΔＸによっっ
て決定される。第１１図より明らかなようにＰＳＤ１０
５の中心点１０５ｃに対し■被写体からの反射光による
結像点の重心位置が投光素子１０１側によっているとき
ΔＸを負の値、その逆を正の値とすると、ΔＸが正の値
をとる場合、曲線δ４のようになり、負の値をとる場合
は曲線δ、のようになる。

［発明が解決しようとする問題点］ したがって、第１１図に示す実線δ４．δ５では、被写
体距離ａの逆数に対する演算出力Ｉ２／（ＩＩ＋Ｉ２）
の直線関係が崩れ、正確に測距することができない。取
り分け、結像点の位置ズレ量ΔＸが負の値をとる実線δ
、の場合、１個の演算出力ｉに対し２個の被写体距離の
逆数１／ａ５＋および１／ａ、２が対応する距離領域が
発生し、その領域では測距不能となってしまう。

そこで、次に、上記位置ズレ量ΔＸを極力少なくする一
般的な調整方法について述べる。

第１２図は、前記第９図（Ａ）に示した三角測距の原理
を説明するための線図から投光部と受光部のみを示した
ものである。

第１２図において、図示しない開被写体からの反射光に
よる結像点の重心位置は、投光素子１０１と、投光レン
ズ１０２の主点を結ぶ直線、つまり投光光軸に平行な入
射光の主光線がＰＳＤ１０５の面と交わる点である。従
って、結像点の位置は、投光レンズ１０２と受光レンズ
１０４の主点位置、投光素子１０５の位置のそれぞれの
位置関係によって決定される。通常、投・受光レンズ１
０２゜１０４および投光素子１０１．ＰＳＤ１０５は、
それぞれ別部品であり、組み立てによって位置関係が設
定される為、結像点の重心位置のズレ量ΔＸは、組立時
の作業により個々に大きくばらつく。

そこで、組立後、投光素子１０１もしくはＰＳＤ１０５
を微調整してできるだけ上記ズレ量ΔＸが小さくなるよ
うに調整される。第１２図は、投光素子１０１をＸだけ
移動させて投光素子１０１ａから発光させた場合の例で
、この場合■被写体からの反射光による結像点の重心位
置は受光レンズ１０４の焦点距離をｆ、とし、投光レン
ズ１０２の焦点距離をｆＴとすると、次式で与えられる
結像点の位置ズレ量ΔＸだけ移動することになる。

このようにして投光索子１０１を移動させることにより
、ＰＳＤ１０５の中心１０５Ｃに開被写体の反射光によ
る結像点の重心位置を合わせるよう調整することができ
る。しかしながら、調整できる位置ズレ量ΔＸの大きさ
は投光素子１０１を移動させる機構の微調能力と、調整
マシンの微調能力によって決定される。位置ズレ量ΔＸ
は数１０μｍ以内に調整されることが要求されるので、
調整マシンとして同オーダの微調能力を必要とすること
になる。

このように、投光素子、受光素子がそれぞれ１個の場合
は、機械的調整方法に伴う欠点を無視すれば、結像点の
位置ズレ量ΔＸを機械的に補正することにより測距不能
となることを回避することが可能である。しかしながら
、特開昭６０−１４０３０６号公報等に示されるように
、投光素子、受光素子を複数個用いる１ｌｌｌＪ距装置
においては、それぞれの位置関係を前述した様なレベル
で機械的に調整することは、生産工程上、コスト１２Ｊ
整工数が掛かり過ぎるので不可能である。また、このよ
うな調整機構を、コンパクトなカメラ内に収納すること
すら、ニアＸ可能である。第１３図は３個の投光素子１
１１〜１１３．３個のＰＳＤ１１４〜１１６．投光レン
ズ１１７および受光レンズ１１８をもった広視野測距装
置の例である。この場合、通常、投光素子１１１〜１１
３は３個のチップを１つのパッケージに封入して製造さ
れるから投光素子個々の位置の相対的なズレは避けられ
ず、基準位置に対して±Ｏ，１ｎｕｓ内の精度となる。

ＰＳＤＩ　１４〜１１６に関しても同様なことがいえる
。このため、たとえ真中の投光素子１１２とＰＳＤ１１
５との位置関係を精密に機械的な方法で微調したとして
も、投光素子１１１とＰＳＤ１１４、また投光索子１１
３とＰＳＤ１１６との位置関係はそれぞれ±０．１ｍｍ
程度のズレが軽くでてしまうことになる。従って、この
ような場合は特に、上記ズレ量ΔＸを数１０μｍ程度に
しようという要求レベルからいかにかけ離れているもの
であるかが明白である。

以上述べたように、複数の投光素子と受光素子を用いる
測距装置まで考えるとき、機械的調整法にはおのずから
その限界があることが明らかである。

そこで本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、
電気的に回路のバイアス電流を調整することにより、Ｐ
ＳＤ等の受光素子面上における結像点の位置ズレ量ΔＸ
の補正と、検出回路のバイアス電流により引き起こされ
る測距演算出力の歪の補正とを行なった距離検出装置を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明の距
離検出装置は、投光素子から測距対象に向けて投射され
た光パルスの反射光を受光素子で受光し、その入射位置
を検出することによって被写体距離の情報を得る三角測
距方式の距離検出装置であって、上記受光素子が上記反
射光を受光して発生する光電流をバイアス電流に重畳さ
せて検出する検出回路と、上記バイアス電流に重畳した
光電流から被写体距離情報を演算して出力する演算出力
回路と、上記バイアス電流を調整して被写体距離の逆数
が測距範囲の全域に亘り上記演算出力に比例するように
したバイアス電流調整回路とを具備してなるものである
。

本発明の原理を表わした第１４図において、被写体距離
ａの逆数、を横軸にとり、演算出力１２　／　（ＩＩ　
＋　１２　）を縦軸にとった場合、近距離域では実線ｇ
。のように１本の直線として確定されるとき、遠距離域
では前述した理由から曲線ｇｏ−ＩＩ６のように変化し
てしまい、閃収束ポイント、つまり特性線図と縦軸の交
点がＰ。−Ｐ６のように変化するので、本発明の距離検
出装置においては、演算出力Ｉ　２　／　（Ｉ　１＋　
１２　）の■収束ポイントが、近距離域での特性線Ω。

をそのまま延長させた実線ｇ４に一致するように、バイ
アス電流を調整する。この結果、前記の位置ズレ量ΔＸ
やバイアス電流ＩＢによって生じた演算出力の歪みが修
正され、被写体距離の逆数と演算出力とのリニアな関係
が保たれる。

［実　施　例コ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示す距離検出装置の電
気回路図で、第３図は、上記第１図中の制御回路部２５
から供給される信号のタイミングチャートである。この
距離検出装置は、測距対象に光パルスを投射する投光回
路部２１と、７Ｉｌｌｌ距対象からの反射光を受光して
光電流を検出、この光電流をバイアス電流に重畳する光
電流検出回路部２２と、バイアス電流に重畳された光電
流から被写体の距離情報を求める演算出力回路部２３と
、この演算出力回路部２３の出力を受けてカウントする
カウント回路部２４と、上記各回路部に制御信号を送出
する制御回路部２５とから構成されている。

第１図において、投光回路部２１のＩＲＥＤ（赤外発光
ダイオード）６８は、トランジスタ６７゜抵抗６６．６
９およびオペアンプ６５で構成されている定電流駆動回
路により定電流ドライブされる。この定電流駆動回路の
オン・オフを制御するトランジスタ７０のベースが抵抗
７１．７４を介して制御回路部２５の端子Ｔ１に接続さ
れており、このＩＲＥＤ６８から第３図に示されるパル
ス波形で投射される赤外光のオン・オフ制御は制御回踏
部２５の端子Ｔ、の出力信号（第３図参照）により行な
われる。

光電流検出回路２２はプリアンプ回路部、背景光除去回
路部およびバイアス設定回路部から構成されている。Ｐ
ＳＤＩの一方のアノードから得られる第１の光電流１１
は、光電流検出回路部２２のトランジスタ２〜トランジ
スタ１８で構成される回路網により前置増幅され、背景
光を除去された後、バイアス電流に重畳して取り出され
る。

ＰＳＤＩの一方のアノードから得られる第１の光電流１
１を増幅するオペアンプ３は、トランジスタ２によって
帰還がかけられるように、その出力端をトランジスタ２
のエミッタに、反転入力端子をベースにそれぞれ接続さ
れており、トランジスタ２の電流増幅率β倍に増幅され
た信号は、第１のカレントミラー回路を形成する次段の
トランジスタ８，９に供給されるようになっている。そ
して、トランジスタ９のコレクタは、上記第１のカレン
トミラー回路に電流を供給する定電流源１０と背景光除
去回路部のオペアンプ５の非反転入力端子に接続されて
いる。

このオペアンプ５は、非投光時にトランジスタ６が端子
Ｔ、の出力信号の“Ｈ”レベルが抵抗７４．７３を通じ
てベースに与えられることによりオンするとアクティブ
となり、その出力端に接続されたコンデンサ７に、この
背景光の明るさに応じた電荷を蓄積すると共に、同コン
デンサ７とトランジスタ４とで構成されたフィードバッ
クループによってＰＳＤＩの背景光による充電流成分と
、オペアンプ３のバイアス電流成分をトランジスタ４の
コレクタ電流としてグランドラインに排出する。その結
果として、トランジスタ２のコレクタ電流は、背景光の
大きさによらず定電流源１０の定電流値に応じた一定値
となる。投光時には、トランジスタ６がオフするからオ
ペアンプ５がノンアクティブとなるが、コンデンサ７に
蓄積された電荷によりトランジスタ４が背景光による光
電流をグランドラインに排出し続けるので、ＰＳＤＩの
一方のアノードから得られる第１の光電流から背景光に
よる光電流を除いたパルス光成分はトランジスタ２で３
倍されて第１のカレントミラー回路８．９によって折り
返され圧縮ダイオード１１に注入される。

トランジスタ１２とダイオード１１．１３．１４とは、
第２のカレントミラー回路を構成し、圧縮ダイオードを
兼ねるダイオード１１のアノードは、上記第１のカレン
トミラー回路を構成するトランジスタ９のコレクタに接
続されている。カレントミラー回路の性質から、トラン
ジスタ１２とダイオード１１を流れる電流はダイオード
１３．１４を流れる電流に等しく、またダイオード１３
．１４とトランジスタ１５とはそれぞれ直列に接続され
ているので、ダイオード１１に流れる電流はトランジス
タ１５を流れる電流ＩＢｌに等しい。従って、圧縮ダイ
オード１１に注入される投光時のパルス光電流成分は、
トランジスタ１５のコレクタ電流ＩＢ□に相当するバイ
アス電流に重畳して検出されることになる。

上述の説明と同様に、ＰＳＤＩの他方のアノードから得
られた第２の光電流■２は、トランジスタ２Ａ〜トラン
ジスタ１８Ａからなる同様の回路網で処理され、トラン
ジスタ１５Ａのコレクタ電流■Ｂ２に相当するバイアス
電流に重畳して圧縮ダイオード１１Ａのアノードから検
出される。

トランジスタ１５．１８およびトランジスタ１５Ａ、１
８Ａはそれぞれ第３のカレントミラー回路を形成してい
る。これら第３のカレントミラー回路の定電流は、トラ
ンジスタ３５．　３６゜３７および定電流源３８で構成
されている第４のカレントミラー回路によって与えられ
るようになっている。定電流源３８の電流値をＩＢとす
れば、カレントミラー回路の性質から、トランジスタ３
５．３６．３７の各コレクタ電流は何れもＩＢとなる。

トランジスタ３６はトランジスタ１８と直列に接続され
ているから、トランジスタ１８を流れる電流は上記定電
流Ｉｎである。ところで、一方の第３のカレントミラー
回路を形成しているトランジスタ１５と１８のエミッタ
にそれぞれ抵抗１６と可変抵抗１７が接続されているの
で、可変抵抗１７と抵抗１６とが等しい抵抗値であれば
、トランジスタ１５を流れるバイアス電流ＩＢｌも、上
記定電流源３８の電流値ＩＢに等しくなるが、後述する
ように、可変抵抗１７は被写体距離に応じた演算出力を
補正する目的で可変調整されるものであるので、一般に
はＩＢｌ”Ｂである。トランジスタ１８Ａはトランジス
タ３５に直列なので、他方の第３のカレントミラー回路
を構成するトランジスタ１５Ａ、１８Ａを流れる電流Ｉ
Ｂ２はＩｎに等しいので、結局、一般的には、ＩＢｌ”
Ｂ２となる。

すなわち、上記可変抵抗１７を可変することにことにな
る。

このようにして、圧縮ダイオード１１あるいは１１Ａの
アノードに得られた信号電圧は、演算出力回路部２３の
トランジスタ４１と４２のベースに供給される。

演算出力回路部２３は、トランジスタ４１゜４２．４４
〜４６と定電流源４３からなり、測距演算出力を得るた
めの対数伸長回路を構成している。差動増幅器を形成し
ているトランジスタ４１゜４２の各ベースは、上記圧縮
ダイオード１１とＩＩＡの各アノードに直接、あるいは
図示しない緩衝増幅器を介して接続され、各エミッタは
定電流源４３に共通に接続されている。トランジスタ４
２のコレクタは、カレントミラー回路を形成しているト
ランジスタ４４〜４６の各ベースとトランジスタ４４の
コレクタとに接続されている。

ところで、上記ダイオード１１．ＩＩＡにそれぞれ流れ
る電流は、前記ＰＳＤＩの各アノードから得られた光電
流Ｉ、、Ｉ２と、上記バイアス電流■Ｂｌ”　Ｂ２との
和である。すなわち、前記した電流Ｉｌｂ”２ｂは、 である。

従って、今、トランジスタ４２のコレクタ電流Ｉｃは、
定電流源４３の定電流を１０とすると、となる。この（
１８）式で示される電流１ｃは前記（９）式で示された
演算出力に係数ＩＥが掛けられたものに相当している。

この（１３）式に上記（１２）式を代入すれば、となる
。

従って、トランジスタ４２のコレクタ電流Ｉｃを測定す
れば被写体までの距離を求めることができることになる
。この電流１ｃはカレントミラー回路の性質から、トラ
ンジスタ４６のコレクタにも流れ、このトランジスタ４
６のコレクタ電流Ｉｃが演算出力となる。この演算出力
回路部２３では、トランジスタ４１を流れるコレクタ電
流をが成立するように作動する。

ここで、上記バイアス電流ＩＢｌ”Ｂ２は、前述したよ
うに、第１の光電流１１＋第２の光電流Ｉ２に重畳して
それぞれ圧縮ダイオード１１．　ＩＩＡを流れることに
なるので、ここで電子の電荷をｑ。

絶対温度をＴ、ボルツマン定数をに、逆方向飽和電流を
Ｉｓとすると、−一を７丁とおき、簡単のため背坦光が
ないと考えると、被写体距離が充分に遠くて光電流！、
、Ｉ２が充分に小さいとき、ダ’（オー）’１１．ＩＩ
Ａ（７）７／−ド電位ｖ１゜ｖ２は、 となる。

つまり、この場合、圧縮ダイオード１１．ＩＩＡのアノ
ードの電位はバイアス電流’Ｂｌ”　Ｂ２のみによって
定まることになる。従って、このときの演算出力Ｉｃは
上記（１４）式から となる。

次に、被写体が充分に近くて、ＰＳＤＩからの光電流Ｉ
、、Ｉ２がバイアス電流ＩＢｌ”Ｂ２に比して大きな場
合には、圧縮ダイオード１１．ＩＩＡ■ Ｉ　　−−”　ＩＥ ０１、＋１．２ となる。

従来の測距回路においては、■Ｂｌ＋ｌＢ２としていた
ので演算出力１ｃは １　ｃ　−２１ｐ となるものであったが、この実施例では、バイアス電流
Ｉ　を定電流源３８の■８に等しく一定とし、バイアス
電流ＩＢｌについてはトランジスター５゜１８と抵抗値
Ｒ１の抵抗１６および抵抗値Ｒ２の可変抵抗１７によっ
て、 なる関係式を満足するように可変抵抗１７を調整体距離
の逆数に、測距範囲の全域に亘って比例するものとして
いる。

カウント回路部２４は、上記トランジスタ４５゜４６の
コレクタ電流を計測して制御回路部２５に内蔵されてい
るカウンタ機構（図示せず）でディジタル計測するもの
で、非投光時に背景光を記憶保持しておき、投光時に受
光光電流から上記背景光を除いたパルス光成分でカウン
トするものである。

背景光を記憶し保持する回路を制御するトランジスタ４
８は、ベースが抵抗７５を介して制御回路部２５の端子
Ｔ２に接続されており、制御回路部２５の端子Ｔ２の出
力信号（第３図参照）によリオン、オフ制御される。つ
まり、非投光時に上記トランジスタ４８がオンするよう
になっている。

トランジスタ４８がオンのときは、オペアンプ４７、ト
ランジスタ５０およびコンデンサ４９よりなるフィード
バックループにより、トランジスタ５０には上記（１４
）式で与えられるコレクタ電流Ｉｃが流れ、トランジス
タ５０とトランジスタ５１はカレントミラー回路を形成
しているので、このときトランジスタ５１にも電流１ｃ
が流れる。

そして、このときコンデンサ４９には背景光に相当する
電荷が蓄えられるが、非投光時の電流ＩｃはＩ、−１２
−０であるので、このとき前述したように前記（１４）
式より、コンデンサ４つに蓄えらとなる。つまり、トラ
ンジスタ５１は被写体距離■時の演算出力をグランドに
排出する役割を果す。

投光時には、トランジスタ４８がオフしてオペアンプ４
７が不動作となるからコンデンサ４９の保持電荷によっ
てトランジスタ５１の排出電流量は保持されることにな
る。

このようにして、コンデンサ５２には、投光ごとに有限
被写体距離時の演算出力からψ被写体距離時の出力を引
いた電流が流れて電荷が蓄積されていくことになる。オ
ペアンプ５３は上記コンデンサ５２のリセットをするた
めのもので、その制御用のトランジスタ５４のベースは
抵抗７６を介して制御回路部２５の端子Ｔ３に接続され
ている。

従って、この端子Ｔ３の出力信号（第３図参照）により
、トランジスタ５４は、オンしてコンデンサ５２の電位
を基準電圧Ｖｒｅｆｌにセットし、投光開始の直前にオ
フしてオペアンプ５３を動作不能とする。その後はコン
デンサ５２の電位は、同コンデンサ５２への注入電流に
よって増加していく。

所定回数の投光が終ると、第３図のタイミングチャート
に示すようにその端子Ｔ４がＨ−＋Ｌとなるのでトラン
ジスタ６３がオフし、トランジスタ５５でコンデンサ５
２を放電していく。同時に制御回路部２５に内蔵された
カウンタが働き、コンパレータ６２の出力がＨになるま
でカウントを続ける。コンパレータ６２は、コンデンサ
５２の両端電圧が基準電圧Ｖｒｅｆｌより小さくなると
、ＬからＨに変化する。コンデンサ５２の放電速度は、
定電流源６１と抵抗５８．５９とトランジスタ５７．６
０によって決定される。抵抗５９は可変抵抗であ−っで
、これを変化させることによって任意のディスチャージ
速度を設定できる。このようにして被写体輝度に応じた
出力を制御回路部２５内のカウンタのカウント値として
得ることができる。

ところで、上記距離検出装置において、可変抵抗１７の
調整は、次のような手順で行なわれる。

（イ）比較的近距離の２箇所を測距して、被写体距離が
ａｌのときのカウント値を０１とし、Ｂ２のときのカウ
ント値をＣ２とする。

（ロ）ψカウント値の演算を行ない、閃カウントにより
求める。この（２０）式は、２箇所の４１１１距値（１
／ａ＋　、Ｃ＋　）、（１／ａ２１　Ｃ２）から第１４
図に示すような直線ｇ。＋　Ｄ　４を求め、ωの測距値
、つまり縦軸との交点Ｐ４の座標を計算するための計算
式である。

（ハ）受光部を遮光してカウント値がＣに略等しくなる
ように可変抵抗１７を調整する。

なお、上記第１実施例においては、光電流検出回路部２
２における定常光を除去するためのオペアンプ５　（５
Ａ）の反転入力端子への信号は、ダイオード１３と１４
（１３Ａと１４Ａ）の接続点からとっていたが、第２図
に示すように、トランジスタ１９　（１９Ａ）と定電流
源２０　（２０Ａ）との直列回路を追加し、このトラン
ジスタ１９　（１９Ａ）のベースをダイオード１Ｂ（１
３Ａ）のアノードに接続し、同トランジスタ１９　（１
９Ａ）エミッタをオペアンプ５　（５Ａ）の反転入力端
子に接続するようにしてもよい。周知のように、定電流
駆動されたエミッタフォロアのトランジスタ１９（１９
Ａ）の入力インピーダンスはほぼ無限大と考えられるの
で、ダイオード１１．１３．１４およびトランジスタ１
２で構成されている第２のカレントミラー回路に与える
負荷効果を軽減させることができる。

第４図は、本発明の第２実施例を示す距離検出装置の要
部回路図である。この第２実施例においては、光電流検
出回路部２２Ａは、背景光除去回路部を除いて、プリア
ンプ回路部２６とバイアス設定回路部２７とから構成さ
れている。また、演算出力回路部２３Ａでは前記第１図
におけるトランジスタ４５が用いられていない。第４図
に示されていない投光回路部、カウント回路部および制
御回路部については、前記第１図に示した第１実施例と
略同様に構成される。第１実施例と全（同一の構成部品
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。

第４図において、ＰＳＤｌの一方のアノード出力側で、
ＰＮＰ型トランジスタ３０のベースはオペアンプ３の出
力端に、エミッタはオペアンプ３の反転入力端子に、コ
レクタはダイオード１１のアノードにそれぞれ接続され
ていて、ＰＳＤｌの第１の光電流１１は、トランジスタ
３０で負帰還されたオペアンプ３で前置増幅されて圧縮
ダイオード１１に注入される。トランジスタ３１は、そ
のコレクタとベースが短絡されているのでベース。

エミッタ接合のダイオードと等価になり、第１図に示す
ダイオード１３に相当する。従って、このトランジスタ
３１はトランジスタ１２．ダイオード１１．１４と共に
カレントミラー回路を構成している。ダイオード１１に
は、トランジスタ１５のコレクタ電流ＩＢｌと等しいバ
イアス電流が流れるように、トランジスタ１２が作動す
る。ＰＳＤｌの他方のアノード出力側においても、同様
に構成されているのでダイオード１１Ａにもトランジス
タ１５Ａのコレクタ電流”Ｂ２と等しいバイアス電流が
流れるように、トランジスタ１２Ａが作動する。

従って、この実施例でも、前記第１図に示した実施例で
説明したと同様に圧縮ダイオード１１゜１１人のアノー
ド電位として前記（１５）〜（１８）式が成立し、しか
も、バイアス電流ＩＢｌ”Ｂ２の比を可変抵抗１７によ
り可変できることから、前記第１実施例と同じ効果を期
待できる。

第５図は、本発明の第３実施例を示す距離検出装置の要
部回路図である。この実施例において、光電流検出回路
部は、背景光除去回路が除かれている点は上記第２実施
例と同じである。第２実施例と異なる点は、上記第２実
施例では、バイアス電流ＩＢ工、■８゜を得るための定
電流分配回路として、トランジスタ１５．１８と１５Ａ
、１８Ａで構成されるカレントミラー回路を２組とトラ
ンジスタ３５．３６．３７で構成されるカレントミラー
回路１組と計３組設けていたが、この実施例では、バイ
アス設定回路部２７Ａにおいて上記カレントミラー回路
を使用するかわりに、トランジスタ３５Ｂ、３６Ｂ、可
変抵抗３７Ｂおよび定電流源３３による電流分配回路を
使用している。

トランジスタ３５Ｂを流れるバイアス電流ＩＢｌとトラ
ンジスタ３６Ｂを流れるバイアス電流ＩＢ２の比を可変
抵抗３７Ｂの調整によって適宜の値に設定でき、且つ、
バイアス電流ＩＢｌと■Ｂ２との和がバイアス電流比に
関係なく、定電流源３３によって一定の電流値ＩＢに決
まる。すなわち、バイアス電流ＩＢｌ”　Ｂ２の比が、
可変抵抗３７Ｂによって設定されると、トランジスタ３
５．３６の電流増幅率をβｐとすれば、下式の関係が成
立する。

１Ｂｌ＋ＩＢ２″″βｐＩＢ 第６図は、本発明の第４実施例を示す距離検出装置のブ
ロック図である。この実施例は、第１２図を用いて前述
したように、複数の投光素子、すなわちＩＲＥＤ９２〜
９３を投光回路部９５によって発光させ、これを複数の
受光素子、すなわちＰＳＤ８９〜９１で受光することに
より広視野にわたって距離検出を行なう装置で、各ブロ
ックの詳細な回路構成は前記第１図と同じである。受光
素子を複数化したためにセレクタ部８１が設けられてい
る。セレクタ部８１は、各光電流検出回路部８２〜８４
の出力を選択して演算出力回路部９６に供給するための
もので、制御回路部８５によって制御される。従って、
演算出力回路部９６は、各光電流検出回路部８２〜８４
の出力毎に演算を行ない、被写体距離に応じた演算出力
をカウント回路部９７に送る。各光電流検出回路部８２
〜８４には、可変抵抗８６〜８８が接続されていて、各
光電流検出回路部８２〜８４毎にバイアス電流をそれぞ
れ調整することができる。この調整値は、ＰＳＤ８９と
ＩＲＥＤ９２．ＰＳＤ９０とＩＲＥＤ９３．ＰＳＤ９１
とＩＲＥＤ９４の相対的位置関係によって、前記第１実
施例で説明したように決定される。なお、中央のＰＳＤ
９０とＩＲＥＤ９３を機械的に調整してしまえば、光電
流検出回路部８３に接続されている可変抵抗８７は調整
不要となるので、これを固定抵抗にしてもよい。このよ
うにすれば、バイアス電流調整は可変抵抗８６．８８の
２個についてのみ行なえばよいので、ＩＣのピン数が減
りコストを低減できる利点がある。

第７図は、本発明の距離検出装置の演算出力回路部の他
の具体的な回路例を示した電気回路図でと定電流源１２
９とから構成される差動増幅器のトランジスタ１２２，
１２４のベースに前記した第１の電流Ｉｌｂと第２の電
流Ｉ２ｂがそれぞれ供給される。トランジスタ１２１と
１２５はカレントミラー回路を構成し、同様に、トラン
ジスタ１２３と１２７もカレントミラー回路を構成して
いるがら、トランジスタ１２５，１２６を流れる電流は
トランジスタ１２２に流れる電流に等しく、トランジス
タ１２７，１２８を流れる電流はトランジスタ１２４に
流れる電流に等しい。このため、トランジスタ１２５〜
１２８で構成される差動増幅器のトランジスタ１２８の
コレクタがらの演算出前述の（７）式および（８）式よ
り、 である。

第８図は、演算出力回路部の更に他の具体的な回路例の
電気回路図である。この演算出力回路部式より ・・・・・・・・・（２５） となる。上記演算式による演算を行ない演算出力回路部
がこの第８図に示す回路では光電流検出回路部からの電
流ｌ１ｔｌ”２ｂは、ボルテージフォロワを形成してい
るオペアンプ１３１，１３２の非反転入力端子にそれぞ
れ供給されてインピーダンス変換されると、この後、オ
ペアンプ１３３と抵抗１３４〜１３７からなる減算回路
によりの演算が行なわれてオペアンプ１３３の出力端よ
り出力される。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、受光素子と投光素子
間の相対的位置ずれと検出回路のバイアス電流により引
き起こされる測距演算出力の歪みにより、測距不能とな
る欠点を電気的調整で解決することにより、従来の機械
的な調整法に伴う様々な欠点を解消し、数１０μｍのオ
ーダの微調整をも簡単かつ安価にしかも経年変化のない
ように確実に調整することができ、さらに従来の機械的
調整では全く不可能であった複数の投・受光素子を用い
る測距装置にも応用することができる等の顕著な効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係る距離検出装置の電
気回路図、 第２図は、上記第１図における光電流検出回路部の他の
回路例を示す要部回路図、 第３図は、上記第１図における制御回路部から出力され
る信号のタイミングチャート、第４図は、本発明の第２
実施例に係る距離検出装置の要部回路図、 第５図は、本発明の第３実施例に係る距離検出装置の要
部回路図、 第６図は、本発明の第４実施例に係る距離検出装置のブ
ロック図、 第７図は、本発明の距離検出装置の演算出力回路部の他
の例を示す電気回路図、 第８図は、本発明の距離検出装置の演算出力回路部式に
他の例を示す電気回路図、 第９図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は、本発明に用
いられる三角測距の原理を説明するための全体概略図と
受光部の概略図、 第１０．１１図は、従来の距離検出装置における演算出
力−距離の関係を示す特性線図、第１２．１３図は、従
来の距離検出装置における測距誤差の発生とその調整法
を説明するための投・受光部の概略図、 第１４図は、本発明の距離検出装置における演算出力−
距離の関係を調整する方法を説明するための特性線図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 投光素子から測距対象に向けて投射された光パルスの反
   射光を上記投光素子から一定基線長だけ離して配置した
   受光素子で受光し、同受光素子の入射位置を検出するこ
   とにより被写体距離情報を得る距離検出装置において、 上記受光素子が上記反射光を受光して発生する光電流を
   バイアス電流に重畳させて検出する検出回路と、 上記バイアス電流に重畳された光電流出力から被写体距
   離情報を演算して出力する演算出力回路と、 上記バイアス電流を調整して被写体距離の逆数が測距範
   囲の全域に亘り上記演算出力に比例するようにしたバイ
   アス電流調整回路と、 を具備したことを特徴とする距離検出装置。