JPH04204011A - Distance detecting apparatus - Google Patents

Distance detecting apparatus

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JPH04204011A
JPH04204011A JP32948590A JP32948590A JPH04204011A JP H04204011 A JPH04204011 A JP H04204011A JP 32948590 A JP32948590 A JP 32948590A JP 32948590 A JP32948590 A JP 32948590A JP H04204011 A JPH04204011 A JP H04204011A
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JP
Japan
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current
transistor
distance
collector
voltage
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Pending
Application number
JP32948590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Tsuji
辻 貴浩
Takeshi Ueno
健 上野
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy with a simple constitution when the distance is measured by casting a pulse light to an object to be measured, detecting the spot of the reflecting light, integrating the spot for a predetermined time, and outputting pulse-like distance data having the pulse width proportional to an inverse number of the distance. CONSTITUTION:A spot of the reflecting light is received by a PSD 1. Current outputs I1, I2 are output from both ends of the PSD 1, which are amplified by current amplifying circuits 2, 3 thereby to obtain amplified currents I1a, I2a. Since the sum of the voltages between an anode and a cathode of each diode Q1, Q2 is equal to the voltage between an anode and a cathode of a diode Q3 and the voltage between a base and an emitter of a transistor Q4, a collector current I4 of the transistor Q4 indicates a value obtained by multiplying the ratio of the outputs I1, I2 with a constant current I0 of a constant current source 7. The collector current I4 is integrated in an integrating circuit of a comparator 10, a constant power source 11 or the like, so that the distance data corresponding to the current I4 and proportional to an inverse number of the distance can be obtained. In other words, the current ratio is obtained by a single transistor Q4, thereby preventing measuring errors due to the variations of elements.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、距離検出装置に関し、より詳細には、測距対
象に光源から照射したパルス光の反射光スポットが結像
される位置に設けられ、上記光源との視差に基づく上記
測距対象の距離に応じた入射光スポットの位置を上記距
離の変化による位置変化方向について連続的に検出し、
検出位置に応じた相互電流比を有する第1および第2の
電流出力を得る半導体光位置検出器を用いた距離検出装
置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a distance detection device, and more specifically, the present invention relates to a distance detection device, and more specifically, a distance detection device provided at a position where a reflected light spot of pulsed light irradiated from a light source to a distance measurement object is formed. continuously detecting the position of the incident light spot according to the distance of the distance measurement target based on the parallax with the light source in the direction of the position change due to the change in the distance,
The present invention relates to a distance detection device using a semiconductor optical position detector that obtains first and second current outputs having a mutual current ratio according to a detected position.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

いわゆるコンパクトカメラなどにおけるオートフォーカ
ス(自動焦点調整)の測距方式として、外光を利用する
パッシブ方式による二重像合致方式を採用したものがあ
る。
2. Description of the Related Art As a distance measuring method for autofocus (automatic focus adjustment) in so-called compact cameras, there is a method that employs a double image matching method using a passive method that uses external light.

しかしながら、このパッシブ方式による二重像合致方式
は、一方の像の他方の像に対する相対位置を変化させる
ための可動ミラーを用いることが不可欠の要素となって
おり、可動ミラーを用いることによる耐久性の低さ、お
よび二重像合致方式であるため被写体(測距対象)のコ
ントラスト情報により測距を行っているので被写体依存
性が強く、コントラストの小さい測距対象の測距や、暗
いときの測距能力の低さといった問題点があった。
However, in this passive double image matching method, the use of a movable mirror to change the relative position of one image with respect to the other is an essential element, and the use of a movable mirror makes it difficult to maintain durability. Since the distance measurement is based on the contrast information of the subject (distance measurement target) due to the double image matching method, it is highly subject dependent, making it difficult to measure the distance of a subject with low contrast or in dark conditions. There were problems such as poor ranging ability.

また、このような可動部をもつ方式は、調整が複雑化し
、調整に多くの手間を要するという欠点があった。
Further, the system having such a movable part has the drawback that adjustment is complicated and requires a lot of effort.

一方、測距側の装置自体から光などを発するアクティブ
方式による三角測量方式を用いたものは、上述した被写
体依存性については、改善されるものの、赤外光などの
発光部または受光部を回動させるなどの可動部を有する
ものは、やはり上述の耐久性の低さ、調整の複雑化など
の問題は避けられない。
On the other hand, the active triangulation method in which light is emitted from the ranging device itself improves the above-mentioned subject dependence, but Items that have movable parts cannot avoid the aforementioned problems such as low durability and complicated adjustment.

これに対して、アクティブ方式による三角測量方式を用
いたもので、可動部のないものとしては、発光部から投
射した赤外光などの光を測距対象で反射させ、この反射
光が複数個の受光素子からなる受光部のどの受光素子で
受光されたかによって、測距対象の距離を知るようにし
たものがある。
On the other hand, in a method that uses an active triangulation method and has no moving parts, light such as infrared light projected from a light emitting part is reflected by the distance measurement target, and this reflected light is transmitted to multiple points. There is a system in which the distance to the object to be measured is determined based on which light-receiving element of the light-receiving unit, which is made up of several light-receiving elements, receives the light.

この方式の場合は、可動部もなく、耐久性、調整などの
点でもほとんど問題がないといえる。
In the case of this method, there are no moving parts and there are almost no problems in terms of durability, adjustment, etc.

しかしながら、この場合は、受光部が量子化されている
ため、距離分解能が受光素子の数で制限されてしまうと
いう致命的な問題がある。
However, in this case, since the light receiving section is quantized, there is a fatal problem that the distance resolution is limited by the number of light receiving elements.

さらに、アクティブ方式の一種として、超音波を発射し
て、測距対象による反射波を受波し、送波から受波まで
に要する時間がら測距対象の距離を測定する超音波方式
がある。
Furthermore, as a type of active method, there is an ultrasonic method in which ultrasonic waves are emitted, waves reflected by a distance measurement object are received, and the distance to the distance measurement object is measured from the time required from sending the waves to receiving the waves.

この場合は、純電気的な処理のみによって測距するため
、処理は容易であるが、高畠カの送波出力を要し、この
ため大きな電源を必要とし、コンパクトカメラなどに用
いられる電源では、有効な超音波の送波が困難である。
In this case, the distance is measured using purely electrical processing, so the processing is easy, but it requires a high transmission power, which requires a large power supply, and the power supply used in compact cameras, etc. It is difficult to transmit effective ultrasound waves.

また、超音波が測距対象外の物体に送波されて測距精度
が低下するのを防止するためには、指向性をよくする必
要があるが、そのためには、超音波の送受波面一の面積
を大きくしなければならず。
In addition, in order to prevent ultrasonic waves from being transmitted to objects that are not the object of distance measurement and reducing distance measurement accuracy, it is necessary to improve the directivity. area must be increased.

コンパクトカメラなどに適用する場合には、大きな問題
となる。
This becomes a big problem when applied to compact cameras and the like.

これに対し、さほど大きな電力を要せず、調整も容易で
あり、耐久性も良好で、しかも高い距離分解能が得られ
るものとして、以下に述べる距離検出装置が知られてい
る。
On the other hand, the following distance detection device is known as one that does not require much power, is easy to adjust, has good durability, and can provide high distance resolution.

この距離検出装置は、第2図に示すように、パルス発光
器としてのLED12から発光したパルス光を投光レン
ズL1を介して測距対象13に照射し、その測距対象1
3で反射された反射光スポットを、受光レンズL2を通
して、上記PSDIに入射結像するように構成されてお
り、このPsDlは、その反射光スポットの入射位置に
応じてPSDの両端から二つの出力電流工0.I2を出
力する。そして、投光レンズL1と受光レンズL2間の
距離、すなわち、基線長S、受光レンズL2とPSDI
までの距離をf、投光レンズL1がら測距対象13まで
の距離をfl、PSD上の反射光スポットの無限遠に対
応する位置からの距離をdとすると。
As shown in FIG. 2, this distance detection device irradiates a distance measurement object 13 with pulsed light emitted from an LED 12 as a pulse light emitter through a projection lens L1.
3 is configured to pass through the light receiving lens L2 and form an incident image on the PSDI, and this PsDl outputs two outputs from both ends of the PSD depending on the incident position of the reflected light spot. Electrician 0. Output I2. Then, the distance between the light emitting lens L1 and the light receiving lens L2, that is, the base line length S, the light receiving lens L2 and the PSDI
Let f be the distance from the projection lens L1 to the distance measurement target 13, fl be the distance from the reflected light spot on the PSD to the position corresponding to infinity.

が成立する。holds true.

PSDIに結像する光スポットの位置が、PSDlから
出力される二つの電流比カー□、工2 の割合に対応し
ていることから、これらの二つの電流比カニ□j I2
 から測距対象までの距離(以下「測距対象距離」とい
う)Qの情報を得ることができる。
Since the position of the light spot focused on PSDI corresponds to the ratio of the two current ratios □j I2 output from PSDl, these two current ratios □j I2
Information on the distance Q from to the object to be measured (hereinafter referred to as "object distance to be measured") can be obtained.

ここで、測距対象距離QとPSDの電流出力−、、I、
の比L/Lとの関係を求めてみると、PSDの全長を単
位長(つまり−)とすれば、■、 Ω・□=f−S   ・・・・・・・・・(2)I、+
I。
Here, the distance to be measured Q and the current output of PSD -, , I,
When looking for the relationship with the ratio L/L, if the total length of PSD is a unit length (that is, -), ■, Ω・□=f−S ・・・・・・・・・(2) I , +
I.

より、 ■工/■2 =  (1+ −) f  −S    ・・・・・・
・・・ (3)ただし、x=1./I2 となり、y= (1/x)+にの関係にあることが知ら
れている。
From, ■work/■2 = (1+ −) f −S ・・・・・・
... (3) However, x=1. /I2, and it is known that there is a relationship of y=(1/x)+.

このような原理に基づく距離検出装置により、測距した
場合には、真暗な場所における測距対象の測距であれば
問題ないが、一般の写真撮影時などには、パルス発光器
によるパルス光よりも、はるかに高い光量の定常光が存
在するため、前記パルス光の反射光スポットの抽出がで
きなくなってしまう。
When measuring distance with a distance detection device based on this principle, there is no problem if the distance is measured in a pitch-dark place, but when taking general photographs, pulsed light from a pulsed light emitter is used. Since there is stationary light with a much higher amount of light than that, it becomes impossible to extract the reflected light spot of the pulsed light.

そこで、この場合、PSDIの第1の電流出力■、第2
の電流比カニ2をそれぞれ第1、第2の検出回路で受け
て、定常光の影響を除去し、パルス光の反射光スポット
のみによる光電流の変動分をそれぞれ対数変換して抽出
し、その差を差分検出回路で取って、PSDIの第1、
第2の電流出力I、 、 I、の電流比I、 /I、に
対応する距離検出信号を出力することを本出願人は、各
種試み、例えば、特開昭58−95210号公報などに
より開示されたものを既に提案している。
Therefore, in this case, the first current output of PSDI, the second current output
The current ratio crab 2 is received by the first and second detection circuits, the influence of the steady light is removed, and the fluctuations in the photocurrent due only to the reflected light spot of the pulsed light are extracted by logarithmic conversion, respectively. The difference is taken by a difference detection circuit, and the first PSDI,
The present applicant has disclosed various attempts, such as Japanese Patent Laid-Open No. 58-95210, to output a distance detection signal corresponding to the current ratio I, /I, of the second current output I, , I. We have already proposed what was proposed.

第5図は、上述のように、PSDの第1、第2の電流出
力を対数圧縮して、その両者の差を検出して測距情報を
得る距離検出装置の従来例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example of a distance detection device that logarithmically compresses the first and second current outputs of the PSD and detects the difference between the two to obtain distance measurement information, as described above. be.

この第5図において、1はPSDであり、上述のように
、測距対象13(第5図では、図示せず)から反射され
た反射光スポットの結像位置に応じて、第1、第2の電
流比力I0.I2 を両端から出力する。
In this FIG. 5, 1 is a PSD, and as described above, the first and second PSDs are 2 current specific force I0. I2 is output from both ends.

このPSDIの第1.第2の電流比カニ、1工2は、そ
れぞれ電流増幅回路2,3で増幅され、これらの電流増
幅回路2,3から増幅された電流出力Iユa、 I2a
が出力される。
The first part of this PSDI. The second current ratios 1 and 2 are amplified by current amplification circuits 2 and 3, respectively, and the amplified current outputs Ia and I2a from these current amplification circuits 2 and 3 are respectively amplified by current amplification circuits 2 and 3.
is output.

これらの電流増幅回路2および3の電流比力11aおよ
びI、aは、それぞれダイオードQllおよびQ12に
より対数圧縮された後に、バッファ4および5および抵
抗R1およびR2を介してそれぞれ差分検出回路を構成
する演算増幅器6の非反転入力端および反転入力端に入
力され、その両者の偏差を増幅して、演算増幅器6の出
力端から測距情報となる出力V outを得るものであ
る。
The current specific powers 11a and I, a of these current amplifier circuits 2 and 3 are logarithmically compressed by diodes Qll and Q12, respectively, and then constitute a difference detection circuit via buffers 4 and 5 and resistors R1 and R2, respectively. The signal is input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 6, and the deviation between the two is amplified to obtain an output V out serving as ranging information from the output terminal of the operational amplifier 6.

いま、この第5図において、 I、a:電流増幅回路2の電流出力、 I2a:電流増幅回路3の電流出力、 k:ボルツマン定数、 T:絶対温度、 q:電子の電荷、 とすると、演算増幅器6の出力V outは、q   
  11a となる。
Now, in this Figure 5, I, a: current output of current amplifier circuit 2, I2a: current output of current amplifier circuit 3, k: Boltzmann's constant, T: absolute temperature, q: charge of electron, then the calculation The output V out of the amplifier 6 is q
11a.

なお、この第5図におけるR4は、フィードバック抵抗
、R3は補償抵抗である。
Note that R4 in FIG. 5 is a feedback resistor, and R3 is a compensation resistor.

第6図は、距離検出装置の第2の従来例を示すブロック
図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a second conventional example of a distance detection device.

この第6図の場合も第5図の場合と同様に、PSDlの
第1.第2の電流出力■、l I2は、それぞれ電流増
幅回路2,3で増幅され、これらの電流増幅回路2,3
から増幅された電流出力I、a、I、aが出力される。
In the case of this FIG. 6, as in the case of FIG. 5, the first . The second current outputs ■ and l I2 are amplified by current amplification circuits 2 and 3, respectively.
The amplified current outputs I, a, I, a are output from.

この電流増幅回路2および3の出力端は、それぞれ対数
圧縮用のダイオードQllおよびQ13を介し共通の負
荷12を介して、アースされており、したがって、電流
増幅回路2および3の出力型−流Izay11aは、そ
れぞれダイオードQllおよびQ13により対数圧縮さ
れ、さらに、ボルテージフォロア(バッファ)14およ
び15を経    ′て、トランジスタQ12b 、Q
14のベースに供給される。
The output terminals of the current amplification circuits 2 and 3 are grounded through logarithmic compression diodes Qll and Q13, respectively, and a common load 12. Therefore, the output terminals of the current amplification circuits 2 and 3 are are logarithmically compressed by diodes Qll and Q13, respectively, and further passed through voltage followers (buffers) 14 and 15 to transistors Q12b and Q
14 bases are supplied.

トランジスタQ12bのコレクタは、電源Vccに接続
され、トランジスタQ14のコレクタは、コンデンサC
1を介して電源Vccに接続され、さらにスイッチSW
1を介して定電流源11から定電流が供給されるように
なっているとともに、コンパレータ10の反転入力端に
接続されている。
The collector of transistor Q12b is connected to power supply Vcc, and the collector of transistor Q14 is connected to capacitor C.
1 to the power supply Vcc, and further connected to the switch SW
A constant current is supplied from a constant current source 11 via the comparator 1, and the comparator 10 is connected to an inverting input terminal of the comparator 10.

両トランジスタQ12b 、Q14のエミッタは、共通
に接続されて定電流源7を介してアースされており、こ
の定電流源7とトランジスタQi2b。
The emitters of both transistors Q12b and Q14 are commonly connected and grounded via a constant current source 7, and this constant current source 7 and transistor Qi2b.

Q14により差動回路を構成している。Q14 constitutes a differential circuit.

また、上記コンパレータ10の反転入力端と出力端間に
は、スイッチSW2が接続され、コンパレータ10の非
反転入力端には、基準電圧Vrefが印加されている。
Further, a switch SW2 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the comparator 10, and a reference voltage Vref is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 10.

これらのコンパレータ10、スイッチSWI。These comparators 10 and switch SWI.

SW2、コンデンサC1および定電流源11から積分回
路が構成されている。
An integrating circuit is constituted by SW2, capacitor C1, and constant current source 11.

このコンパレータ10は1反転入力端のコンデンサC1
の充電電圧に相当する電圧Vc1と基準電圧V ref
の比較を行うものである。
This comparator 10 has a capacitor C1 at the 1-inverting input terminal.
The voltage Vc1 corresponding to the charging voltage of and the reference voltage V ref
This is a comparison of the following.

この第6図において、電流増幅回路2,3の電流出力I
、aおよびI2aは、ダイオードQllおよびQ13で
それぞれ対数圧縮された後、バッファ14および15を
経てトランジスタQ12b。
In this FIG. 6, the current output I of the current amplifier circuits 2 and 3
, a and I2a are logarithmically compressed by diodes Qll and Q13, respectively, and then passed through buffers 14 and 15 to transistor Q12b.

Q14のベースに入力され、その差分がトランジスタQ
14のコレクタ電流■4となって現われる。
It is input to the base of Q14, and the difference is input to the base of transistor Q14.
14 collector current appears as 4.

このコレクタ電流工、は、PSDIの出力が電流に変換
されたものである。
This collector current is obtained by converting the PSDI output into a current.

いま、 I、a:電流増幅回路2の電流出力、 I2a:電流増幅回路3の電流出力、 Io:定電流源7の電流、 とすると、トランジスタQ14のコレクタ電流工うは、 となる。now, I, a: current output of current amplifier circuit 2, I2a: current output of current amplifier circuit 3, Io: current of constant current source 7, Then, the collector current of transistor Q14 is becomes.

このコレクタ電流工。を次段の積分回路で積分を行う。This collector electrician. is integrated in the next-stage integration circuit.

すなわち、コンパレータ10の非反転入力端には、基準
電圧V refを印加しておき、スイッチSWIをオフ
にし、スイッチSW2をオンにしておく。
That is, the reference voltage V ref is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 10, the switch SWI is turned off, and the switch SW2 is turned on.

この状態では、コンパレータ10の反転入力端の電位V
c1、すなわち、コンデンサC1の充電電圧は、基準電
圧V refに等しく、したがって、コンパレータ10
の出力電圧V outは、低レベル、すなわち、V r
efになっている。
In this state, the potential V at the inverting input terminal of the comparator 10
c1, i.e. the charging voltage of capacitor C1, is equal to the reference voltage V ref and therefore comparator 10
The output voltage V out of is at a low level, that is, V r
It is ef.

この状態において、スイッチSW2をオフにすると同時
に、図示しない発光ダイオード(以下、rLEDJとい
う。)を所定時間発光させて、パルス光が投光レンズを
通して、測距対象を照射する。
In this state, at the same time as the switch SW2 is turned off, a light emitting diode (hereinafter referred to as rLEDJ) (not shown) is caused to emit light for a predetermined period of time, and the pulsed light passes through the projection lens and illuminates the object to be measured.

このパルス光は、測距対象から反射されて、反射光スポ
ットとなり、受光レンズを経て、PSDl上に結像され
、この反射光スポットの受光期間中(すなわち、LED
の発光期間中)、PSDlの電流出力比が変化し、それ
にともなって、トランジスタQ14のコレクタ電流工、
が増加し、その結果、コンデンサC1の充電電圧が低下
していく。
This pulsed light is reflected from the distance measurement target to become a reflected light spot, passes through a light receiving lens, and is imaged on the PSDl, and during the light reception period of this reflected light spot (that is, the LED
), the current output ratio of PSDl changes, and accordingly, the collector current of transistor Q14,
increases, and as a result, the charging voltage of the capacitor C1 decreases.

したがって、コンパレータ10の反転入力端の電圧■c
1が低下し、非反転入力端の基準電圧V ref以下と
なり、コンパレータ10の出力電圧Voutが反転(高
レベル)となる。
Therefore, the voltage ■c at the inverting input terminal of the comparator 10
1 decreases to below the reference voltage V ref at the non-inverting input terminal, and the output voltage Vout of the comparator 10 becomes inverted (high level).

次いで、LEDの発光停止後、所定の期間、コンパレー
タ10の反転入力端の電位は、LEDの発光終期の最低
電位を保持しており、コンパレータ10の出力電圧Vo
utは、高レベルのままである。
Next, after the LED stops emitting light, the potential at the inverting input terminal of the comparator 10 maintains the lowest potential at the end of light emission of the LED for a predetermined period, and the output voltage Vo of the comparator 10
ut remains at a high level.

この保持期間経過後、今度はスイッチSW2をオフのま
ま、スイッチSWIをオンにすると、定電流源11の電
流がトランジスタQ14のコレクタに流れ、コンデンサ
C1は、電源Vccにより、充電電位が上昇を開始し、
コンパレータ10の反転入力端の電圧vc1が非反転入
力端の基準電圧V refと等しくなると、コンパレー
タ10の出力、電圧V outは、低レベルとなる。こ
れと同時にスイッチSW1がオフする。
After this holding period has passed, when switch SW2 is left off and switch SWI is turned on, the current of constant current source 11 flows to the collector of transistor Q14, and the charging potential of capacitor C1 starts to rise due to power supply Vcc. death,
When the voltage vc1 at the inverting input terminal of the comparator 10 becomes equal to the reference voltage V ref at the non-inverting input terminal, the output of the comparator 10, the voltage V out, becomes a low level. At the same time, the switch SW1 is turned off.

このように、スイッチSW2のオフと同時にLEDが発
光し、その発光開始時からコンパレータ1oの出力電圧
V outが高電位となり、コンパレータ10の反転入
力端と非反転入力端との電位が等しくなるまでの間、コ
ンパレータ10の出力電圧が高電位にある間、トランジ
スタQ14のコレクタ電流工、の大きさをパルス幅に変
換しており、したがってトランジスタQ14のコレクタ
電流工、を2重積分し、しかもディジタル化された測距
情報が得られるのである。
In this way, the LED emits light at the same time as the switch SW2 is turned off, and from the time when the light emission starts, the output voltage V out of the comparator 1o becomes a high potential until the potentials of the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the comparator 10 become equal. During this period, while the output voltage of the comparator 10 is at a high potential, the magnitude of the collector current of the transistor Q14 is converted into a pulse width, and therefore the collector current of the transistor Q14 is double integrated and digital This allows you to obtain standardized distance measurement information.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、カメラなどの距離測定にともなう撮影レンズ
の駆動は、距離検出装置の情報をディジタル値に変換し
、パルス出力によってモータを駆動することにより、合
焦動作を行うようにしている。
Incidentally, when driving a photographing lens associated with distance measurement of a camera, etc., information from a distance detection device is converted into a digital value, and a motor is driven by a pulse output to perform a focusing operation.

しかしながら、上記第5図の距離検出装置の場合は、P
SDIの電流出力I、、I2に対応した距離情報は、リ
ニアなアナログ出力となる。したがって、この距離情報
により、合焦レンズを駆動するには、−旦ディジタル信
号に変換するためのA/D変換器が必要となり、回路構
成が複雑高価となる。
However, in the case of the distance detection device shown in FIG.
Distance information corresponding to the SDI current outputs I, , I2 is a linear analog output. Therefore, in order to drive the focusing lens using this distance information, an A/D converter is required to convert the distance information into a digital signal, making the circuit configuration complicated and expensive.

これに対して、第6図の距離検出装置の場合は、コンパ
レータ10を主体とする積分回路により、トランジスタ
Q14のコレクタ電流■、を積分しかつディジタル化す
るA/D変換機能も兼備しており、したがって、コンパ
レータ10の出力電圧V outを、直接測距情報とし
てモータ駆動用に適用することができる。
On the other hand, in the case of the distance detecting device shown in FIG. 6, an integrating circuit mainly composed of the comparator 10 has an A/D conversion function that integrates the collector current of the transistor Q14 and digitizes it. Therefore, the output voltage V out of the comparator 10 can be directly applied to drive the motor as distance measurement information.

しかしながら、第6図の従来例の場合、トランジスタQ
12bとQ14による差動回路を構成しており、トラン
ジスタQ12bとQ14の両者にバラツキが生じがちで
あり、入力オフセットがあった場合に入力オフセット電
圧に基づく誤差を生じ、正確な測距ができないという問
題がある。
However, in the case of the conventional example shown in FIG.
12b and Q14 constitute a differential circuit, and variations tend to occur in both transistors Q12b and Q14, and if there is an input offset, an error based on the input offset voltage will occur, making accurate distance measurement impossible. There's a problem.

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、その第
1の目的とするところは、簡単な回路構成で安価に製作
できるとともに、A/D変換機能を具備し、かつ素子の
バラツキによる誤差を防止して、測距精度の高い距離検
出装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its first purpose is to provide a simple circuit configuration that can be manufactured at low cost, has an A/D conversion function, and is capable of eliminating the need for variations in elements. It is an object of the present invention to provide a distance detection device that prevents errors and has high distance measurement accuracy.

また、本発明の第2の目的は、上記目的に加えて、簡単
な回路構成でより安価に製作できる距離検出装置を提供
することにある。
In addition to the above objects, a second object of the present invention is to provide a distance detection device that can be manufactured at a lower cost with a simple circuit configuration.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

請求項1の発明は、上記第1の目的を達成するために、
測距対象に光源がら照射したパルス光の反射光スポット
が結像される位置に設けられ、上記光源との視差に基づ
く上記測距対象の距離に応じた入射光スポットの位置を
上記距離の変化による位置変化方向について連続的に検
出し、検出位置に応じた相互電漣比を有する第1および
第2の電流出力を得る半導体光位置検出器と、第1の定
電流源から流れる電流を対数圧縮する第1のダイオード
と、 上記第1の電流出力を対数圧縮するとともにカソードに
上記第1のダイオードのアノード・カソード間電圧が印
加される第2のダイオードと、上記第2の電流出力を対
数圧縮する第3のダイオードと、 ベースに上記第1の電流出力を入力するとともにエミッ
タに上記第3のダイオードのアノード・カソード間電圧
を印加することにより上記第1の電流出力と第2の電流
出力との比に上記第1の定電流源の電流を乗じた値のコ
レクタ電流を出力するトランジスタと、 上記測距対象へのパルス光の照射と同時に上記コレクタ
電流の積分を開始し、上記パルス光の照射停止後所定時
間経過後に第2の定電流源からの電流を上記コレクタに
流入して上記コレクタの電位が基準電位に達すると積分
動作を停止して上記コレクタ電流に対応しかつ上記距離
の逆数に比例するパルス幅を有するパルス状の測距情報
を出力する積分回路とを具備したことを特徴としたもの
である。
In order to achieve the above first object, the invention of claim 1 has the following features:
Provided at a position where a reflected light spot of pulsed light irradiated from a light source to a distance measurement target is imaged, the position of the incident light spot is changed in accordance with the distance of the distance measurement target based on the parallax with the light source, and the distance is changed. A semiconductor optical position detector that continuously detects the direction of position change and obtains first and second current outputs having a mutual electric current ratio according to the detected position, and a logarithm of the current flowing from the first constant current source. a first diode that compresses the first current output logarithmically; a second diode that logarithmically compresses the first current output and has a cathode to which the anode-cathode voltage of the first diode is applied; and a second diode that compresses the first current output logarithmically; a third diode to be compressed; and the first current output and the second current output by inputting the first current output to the base and applying the voltage between the anode and cathode of the third diode to the emitter. a transistor that outputs a collector current having a value obtained by multiplying the current of the first constant current source by the current of the first constant current source; After a predetermined period of time has elapsed after the irradiation has stopped, a current from the second constant current source flows into the collector, and when the potential of the collector reaches the reference potential, the integral operation is stopped and the current is adjusted to correspond to the collector current and of the distance. The apparatus is characterized by comprising an integrating circuit that outputs pulse-shaped ranging information having a pulse width proportional to a reciprocal number.

また、請求項2の発明は、上記第2の目的を達成するた
めに、測距対象に光源から照射したパルス光の反射光ス
ポットが結像される位置に設けられ、上記光源との視差
に基づく上記測距対象の距離に応じた入射光スポットの
位置を上記距離の変化による位置変化方向について連続
的に検出し、検出位置に応じた相互電流比を有する第1
および第2の電流出力を得る半導体光位置検出器と、第
1の定電流源から流れる電流を対数圧縮する第1のトラ
ンジスタと。
In addition, in order to achieve the second object, the invention of claim 2 is provided at a position where a reflected light spot of the pulsed light irradiated from the light source onto the distance measuring object is formed, and the parallax with the light source is The position of the incident light spot according to the distance of the distance measurement target is continuously detected in the direction of position change due to the change in the distance, and the first beam spot has a mutual current ratio according to the detected position.
and a semiconductor optical position detector that obtains a second current output, and a first transistor that logarithmically compresses the current flowing from the first constant current source.

上記第1の電流出力が加えられるとともにベースに上記
第1のトランジスタのベース・エミッタ間電圧が印加さ
れる第2のトランジスタと、上記第2の電流出力を対数
圧縮する第3のトランジスタと。
a second transistor to which the first current output is applied and a base-emitter voltage of the first transistor applied to the base; and a third transistor that logarithmically compresses the second current output.

ベースに上記第1の電流出力が印加されるとともにエミ
ッタに上記第3のトランジスタのベース・エミッタ間電
圧が印加されることにより上記第1の電流出力と上記第
2の電流出力との比に上記第1の定電流源の電流を乗じ
た値のコレクタ電流を出力する第4のトランジスタと。
By applying the first current output to the base and applying the base-emitter voltage of the third transistor to the emitter, the ratio between the first current output and the second current output increases. a fourth transistor that outputs a collector current having a value multiplied by the current of the first constant current source;

上記測距対象へのパルス光の照射と同時に上記コレクタ
電流の積分を開始し、上記パルス光の照射停止後所定時
間経過後に第2の定電流源からの電流を上記コレクタ流
入して上記コレクタの電位が基準電位に達すると積分動
作を停止して上記コレクタ電流に対応しかつ上記距離の
逆数に比例するパルス幅を有するパルス状の測距情報を
出力する積分回路とを具備したことを特徴としたもので
ある。
Integration of the collector current is started simultaneously with the irradiation of the pulsed light to the distance measurement target, and after a predetermined period of time has elapsed after the irradiation of the pulsed light has stopped, the current from the second constant current source is caused to flow into the collector. and an integrating circuit that stops the integrating operation when the potential reaches the reference potential and outputs pulsed ranging information having a pulse width corresponding to the collector current and proportional to the reciprocal of the distance. This is what I did.

〔作 用〕[For production]

上記のように構成された距離検出装置の半導体光位置検
出器は、光源から出射されたパルス光が測距対象から反
射された反射、光スポットを受光して、光源との視差に
基づく測距対象の距離に応じた入射光スポットの位置を
距離の変化による位置変化方向について連続的に検出し
、その検出位置に応じた相互電流比を有する第1.第2
の電流出力を出力する。
The semiconductor optical position detector of the distance detection device configured as described above receives the reflection of the pulsed light emitted from the light source and the light spot reflected from the distance measurement target, and measures the distance based on the parallax with the light source. The first. Second
Outputs current output.

第1の電流出力は、第2のダイオードで対数圧縮される
とともに、トランジスタのベースに加えられる。
The first current output is logarithmically compressed with a second diode and applied to the base of the transistor.

また、第1のダイオードは、第1の定電流源からの電流
を対数圧縮し、そのアノード・カソード間電圧を第2の
ダイオードのカソードに印加する。
Further, the first diode logarithmically compresses the current from the first constant current source and applies the resulting anode-cathode voltage to the cathode of the second diode.

第3のダイオードは、第2の電流出力を対数圧縮して、
そのアノード・カソード間電圧を、トランジスタのエミ
ッタに印加する。この結果、第1および第2のダイオー
ドのアノード・カソード間電圧の和と、第3のダイオー
ドのアノード・カソード間の電圧と、トランジスタのベ
ース・エミッタ間の電圧の和とが等しくなりトランジス
タのコレ、クタ電流が第1の電流出力と第2の電流出力
の比に第1の定電流源の電流を乗じた値になる。
The third diode logarithmically compresses the second current output,
The anode-cathode voltage is applied to the emitter of the transistor. As a result, the sum of the voltages between the anode and cathode of the first and second diodes, the voltage between the anode and cathode of the third diode, and the sum of the voltage between the base and emitter of the transistor become equal, and the voltage between the base and emitter of the transistor becomes equal. , the vector current becomes a value obtained by multiplying the ratio of the first current output and the second current output by the current of the first constant current source.

このコレクタ電流は、測距対象にパルス光を照射して反
射光スポットが受光されると同時に積分回路により積分
を開始され、反射光スポットの受光位置に応じコレクタ
電流が変化し、パルス光の照射停止から所定時間後に第
2の定電流源からの電流がトランジスタのコレクタに流
れ、トランジスタのコレクタ電位が基準電圧と等しくな
ると、積分回路は、積分動作を停止し、コレクタ電流に
対応するとともに距離の逆数に比例するパルス幅を有す
るパルス状の測距情報を出力する。
This collector current is irradiated with pulsed light to the distance measurement target, and at the same time as the reflected light spot is received, integration is started by the integrating circuit, and the collector current changes depending on the receiving position of the reflected light spot, and the pulsed light is irradiated. When the current from the second constant current source flows to the collector of the transistor after a predetermined period of time after the stop and the collector potential of the transistor becomes equal to the reference voltage, the integrating circuit stops the integrating operation and responds to the collector current and the distance. Pulsed ranging information having a pulse width proportional to the reciprocal is output.

また、請求項2の発明における距離検出装置における半
導体光位置検出器は、同様に、光源との視差に基づく測
距対象の距離に対応した入射光スポットの位置を距離の
変化による位置変化方向について連続的に検出し、その
検出位置に応じた相互電流比を有する第1.第2の電流
出力を出力する。
Further, the semiconductor optical position detector in the distance detecting device according to the invention of claim 2 similarly detects the position of the incident light spot corresponding to the distance of the object to be measured based on the parallax with the light source in the direction of the position change due to the change in distance. The first one detects continuously and has a mutual current ratio according to the detection position. A second current output is output.

第1の電流出力は、第2のトランジスタのエミッタと第
4のトランジスタのベースに加えられる。
A first current output is applied to the emitter of the second transistor and the base of the fourth transistor.

電流出力は、第3のトランジスタで対数圧縮される。The current output is logarithmically compressed with the third transistor.

また、第1のトランジスタは、第1の定電流源からの電
流を対数圧縮し、そのベース・エミッタ間電圧を第2の
トランジスタのベースに印加し、第3のトランジスタは
、そのベース・エミッタ間電圧を第4のトランジスタの
エミッタに印加する。
Further, the first transistor logarithmically compresses the current from the first constant current source and applies the base-emitter voltage to the base of the second transistor, and the third transistor logarithmically compresses the current from the first constant current source and applies the base-emitter voltage to the base of the second transistor. A voltage is applied to the emitter of the fourth transistor.

この結果、第1および第2のトランジスタのベース・エ
ミッタ間電圧の和と第3および第4のトランジスタのベ
ース・エミッタ間の電圧の和が等しくなり、第4のトラ
ンジスタのコレクタ電流は、第1の電流出力と第2の電
流出力との比に第1の定電流源の電流を乗じた値になる
As a result, the sum of the base-emitter voltages of the first and second transistors becomes equal to the sum of the base-emitter voltages of the third and fourth transistors, and the collector current of the fourth transistor is equal to the sum of the base-emitter voltages of the third and fourth transistors. The value is obtained by multiplying the ratio between the current output of the current output and the second current output by the current of the first constant current source.

このコレクタ電流は、反射光スポットが受光されると同
時に、積分回路により積分を開始され、反射光スポット
の受光位置に応じコレクタ電流が変化し、パルス光の照
射停止から所定時間後に第2の定電流源からの電流が第
4のトランジスタのコレクタに流れ、第4のトランジス
タのコレクタ電位が基準電圧に等しくなると、積分回路
は、積分動作を停止し、コレクタ電流に対応するととも
に距離の逆数に比例するパルス幅を有するパルス状の測
距情報を出力する。
The integration of this collector current is started by an integrating circuit at the same time that the reflected light spot is received, and the collector current changes depending on the receiving position of the reflected light spot, and a second constant value is reached after a predetermined time after the pulsed light irradiation stops. When the current from the current source flows to the collector of the fourth transistor and the collector potential of the fourth transistor becomes equal to the reference voltage, the integrating circuit stops the integrating operation, and the voltage increases in proportion to the collector current and to the reciprocal of the distance. outputs pulse-shaped ranging information having a pulse width of .

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を添付図面を用いて具体的に説明
する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は、本発明に係る距離検出装置の一実施例の全体
構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the overall configuration of an embodiment of a distance detection device according to the present invention.

この第1図において、第5図および第6図と同一の部分
には、同一符号を付して述べるが、この第1図の実施例
の説明に先立ち、この発明に適用されるPSDIによる
位置検出原理から述べることにする。
In FIG. 1, the same parts as in FIGS. 5 and 6 will be described with the same reference numerals, but prior to explaining the embodiment of FIG. I will start by describing the detection principle.

第2図において、パルス発光器としてのLED12から
出射されたパルス光は、投光レンズL1を通して測距対
象13に照射され、測距対象13から反射した反射光ス
ポットは、受光レンズL2を経てPSDIに入射し結像
される。
In FIG. 2, pulsed light emitted from an LED 12 as a pulsed light emitter is irradiated onto a distance measurement object 13 through a light projecting lens L1, and a reflected light spot reflected from the distance measurement object 13 passes through a light receiving lens L2 and then reaches the PSDI. The beam is incident on the beam and is imaged.

この反射光スポットの位置と距離との関係は、すでに述
べたように、 Q:投光レンズ上1中心から測距対象13までの距離、 S:投光レンズL1と受光レンズL2間の距離(基線長
)。
As already mentioned, the relationship between the position and distance of this reflected light spot is as follows: Q: Distance from the center of the light emitting lens 1 to the distance measurement target 13, S: Distance between the light emitting lens L1 and the light receiving lens L2 ( baseline length).

f:受光レンズ上2中心からPSDIまでの距離、 d : P S D 1の中心から反射光スポットの受
光位置までの距離、 とすると、 であり、故に、 −f d=□        ・・・・・・(7)となる。
f: Distance from the center of light receiving lens 2 to PSDI, d: Distance from the center of PSD 1 to the light receiving position of the reflected light spot. Then, -f d=□...・(7) becomes.

このような関係において、PSDIに測距対象13から
の反射光スポットが受光されると、PsDlの両端から
電流出力−、、I、が出力され、この電流出力−、、I
、は、 となる。
In such a relationship, when the reflected light spot from the distance measurement target 13 is received by PSDI, current outputs -, , I are output from both ends of PsDl, and this current output -, , I
, becomes .

このような2つの電流出力I2,1.は、それぞれ第1
図に示すように、電流増幅回路2,3に入力され、そこ
で増幅されるようになっている。
Two such current outputs I2,1. are the first
As shown in the figure, the current is input to current amplification circuits 2 and 3 and amplified there.

電流増幅回路2の出力端には、ダイオードQ2のアノー
ドとトランジスタQ4のベースが接続されており、それ
ぞれ電流増幅回路2の電流出力I、aが入力されるよう
になっている。
An anode of a diode Q2 and a base of a transistor Q4 are connected to the output terminal of the current amplification circuit 2, and the current outputs I and a of the current amplification circuit 2 are respectively input thereto.

また、電流増幅回路3の出力端は、ダイオードQ3を介
してアースされ、かつバッファ15の非反転入力端に接
続されて、ダイオードQ3のアノードとバッファ15の
入力端には、電流増幅回路3の電流比カニ2aが加えら
れるようになっている。
The output end of the current amplification circuit 3 is grounded via the diode Q3 and connected to the non-inverting input end of the buffer 15, and the anode of the diode Q3 and the input end of the buffer 15 are connected to the A current ratio crab 2a is added.

また、ダイオードQ1のアノードからアースに第1の定
電流源7からの電流工。が流れるようになっており、ダ
イオードQ1のアノードは、バッファ14の非反転入力
端に接続されている。バッファ14の反転入力端と出力
端は、互に接続され、このバッファの出力端は、ダイオ
ードQ2のカソードに接続されている。
Further, a current is supplied from the first constant current source 7 from the anode of the diode Q1 to the ground. The anode of the diode Q1 is connected to the non-inverting input terminal of the buffer 14. The inverting input and output of buffer 14 are connected together, and the output of this buffer is connected to the cathode of diode Q2.

一方、バッファ15の反転入力端と出力端間は直結され
ており、このバッファ15の出力端は、トランジスタQ
4のエミッタに接続されている。
On the other hand, the inverting input terminal and the output terminal of the buffer 15 are directly connected, and the output terminal of the buffer 15 is connected to the transistor Q
It is connected to the emitter of 4.

また、トランジスタQ4のコレクタは、コンデンサC1
を介して電源Vccに接続されている。このコレクタに
は、スイッチS’WIを介して第2の定電流源11から
定電流が流入するようになっている。
In addition, the collector of transistor Q4 is connected to capacitor C1.
It is connected to the power supply Vcc via. A constant current flows into this collector from the second constant current source 11 via the switch S'WI.

また、トランジスタQ4のコレクタは、コンパレータ1
0の反転入力端は接続されており、コンパレータ10の
非反転入力端には、所定の基準電圧V refが印加さ
れている。このコンパレータ10の反転入力端と出力端
間には、スイッチSW2が接続′されている。
In addition, the collector of transistor Q4 is connected to comparator 1
The inverting input terminal of the comparator 10 is connected, and a predetermined reference voltage V ref is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 10 . A switch SW2 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the comparator 10.

これらのコンパレータ10、コンデンサC1、スイッチ
SWI、SW2、定電流源11などから、トランジスタ
Q4のコレクタ電流を積分する積分回路が構成されてお
り、コンパレータ10の出力端から、トランジスタQ4
のコレクタ電流工、に対応したパルス幅を有するパルス
状のディジタル化された測距情報が得られるようになっ
ており、積分回路はA/D変換機構も兼ねている。
These comparator 10, capacitor C1, switches SWI, SW2, constant current source 11, etc. constitute an integrating circuit that integrates the collector current of transistor Q4.
Pulse-shaped digitized ranging information having a pulse width corresponding to the collector current is obtained, and the integrating circuit also serves as an A/D conversion mechanism.

次に、第1図の実施例の動作について説明する。Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained.

PSDIに反射光スポットが受光されることにより、P
SDIの両端から電流出力I0.I2が出力されると、
これらの二つの電流出力I、、I2は、それぞれ電流増
幅回路2,3で増幅され、電流出力I >at I 2
aが出力される。
By receiving the reflected light spot on PSDI, P
Current output I0. from both ends of SDI. When I2 is output,
These two current outputs I, I2 are amplified by current amplification circuits 2 and 3, respectively, so that current output I >at I2
a is output.

電流出力I、aは、ダイオードQ2のアノードに加えら
れ対数圧縮されるとともに、トランジスタQ4のベース
に加えられる。
The current output I,a is applied to the anode of diode Q2 for logarithmic compression and is applied to the base of transistor Q4.

また、電流出力I2aは、ダイオードQ3で対数圧縮さ
れるとともに、バッファ15の非反転入力端に加えられ
る。
Further, the current output I2a is logarithmically compressed by the diode Q3 and is applied to the non-inverting input terminal of the buffer 15.

さらに、第1の定電流源7の電流工。は、第1のダイオ
ードQ1で対数圧縮され、このダイオードQ1のアノー
ド・カソード間電圧V F sがバッファ14を介して
、ダイオードQ2のアノードに加えられる。
Furthermore, the current factor of the first constant current source 7. is logarithmically compressed by the first diode Q1, and the anode-cathode voltage V F s of this diode Q1 is applied to the anode of the diode Q2 via the buffer 14.

同様にして、第3のダイオードQ3のアノード・カソー
ド間の電圧vF、がバッファ15を介してトランジスタ
Q4のエミッタに印加される。
Similarly, the voltage vF between the anode and cathode of the third diode Q3 is applied to the emitter of the transistor Q4 via the buffer 15.

ここで、 VFl:第1のダイオードQ1のベース・エミッタ間電
圧、 工s :各ダイオードの逆方向飽和電流、vF2:第2
のダイオードQ2のアノード・カソード間電圧、 VF、:第3のダイオードQ3のアノード・カソード間
電圧、 Vr、:トランジスタQ4のベース・エミッタ間電圧、 ■4 :トランジスタQ4のコレクタ電流、とすると、 q     Is である。
Here, VFl: Base-emitter voltage of the first diode Q1, S: Reverse saturation current of each diode, vF2: Second
The anode-cathode voltage of the diode Q2, VF: the anode-cathode voltage of the third diode Q3, Vr: the base-emitter voltage of the transistor Q4, 4: the collector current of the transistor Q4, then q Is.

ここで、 Vt、+VF2=VF3+VF、      −(14
)であるので、上記(10)弐〜(13)式より、とな
る。したがって、 であるから、1.a=k1..1.a=kIzとすると
5上記(8)式、(9)および(15)式から、Q となる。
Here, Vt, +VF2=VF3+VF, -(14
), so from equations (10) to (13) above, it becomes. Therefore, since 1. a=k1. .. 1. If a=kIz, 5 from the above equations (8), (9) and (15), we get Q.

このようにして、得られたトランジスタQ4のコレクタ
電流I4を次段の積分回路で積分することにより、コレ
クタ電流工、に対応するパルス幅を有するパルス状の測
距情報が得られる。
By integrating the obtained collector current I4 of the transistor Q4 in the next stage integration circuit, pulse-shaped ranging information having a pulse width corresponding to the collector current I4 is obtained.

次に、この積分回路の動作について、第3図のタイムチ
ャートを併用して述べる。
Next, the operation of this integrating circuit will be described using the time chart shown in FIG.

第3図(a)に示すように、当初スイッチSW1はオフ
にしておき、第3図(b)に示すように、スイッチSW
2をオンにするとともに、コンパレータ10の非反転入
力端には、基準電圧V refを印加する。コンパレー
タ10の反転入力端は、トランジスタQ4のコレクタに
接続されており、コンデンサC1の充電電圧に相当する
電圧Vcmが印加されている。
As shown in FIG. 3(a), the switch SW1 is initially turned off, and as shown in FIG. 3(b), the switch SW1 is turned off.
2 is turned on, and a reference voltage V ref is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 10. The inverting input terminal of the comparator 10 is connected to the collector of the transistor Q4, and a voltage Vcm corresponding to the charging voltage of the capacitor C1 is applied thereto.

コンパレータ10の反転入力端の電圧V c 1が、第
3図(d)に示すように、コンパレータ10の非反転入
力端の基準電圧Vref以上である間は。
As long as the voltage V c 1 at the inverting input terminal of the comparator 10 is equal to or higher than the reference voltage Vref at the non-inverting input terminal of the comparator 10, as shown in FIG. 3(d).

コンパレータ10の出力電圧Voutは、第3図(e)
に示すように、Lレベルになっている。
The output voltage Vout of the comparator 10 is shown in FIG. 3(e).
As shown, it is at L level.

次に、スイッチSW2をオフにすると同時に、第2図に
示したLED12をパルス状に第3図(C)に示すよう
に発光させる。これにより、PSDIの相互電流比が変
わり、トランジスタQ4のコレクタにコンデンサC1の
充電電荷が流れ、コンパレータ10の反転入力端の電圧
Vcmが第3図(d)に示すように、LED12の発光
時間とともに漸減し始める。
Next, at the same time as the switch SW2 is turned off, the LED 12 shown in FIG. 2 is caused to emit light in a pulsed manner as shown in FIG. 3(C). As a result, the mutual current ratio of PSDI changes, the charge of the capacitor C1 flows to the collector of the transistor Q4, and the voltage Vcm at the inverting input terminal of the comparator 10 increases with the light emission time of the LED 12, as shown in FIG. 3(d). It starts to decrease gradually.

この反転入力端の電圧Vc1が非反転入力端の基準電圧
Vrefよりわずかでも低下すると、コンパレータ10
の出力電圧Voutは、Hレベルに変化する。
If the voltage Vc1 at the inverting input terminal becomes even slightly lower than the reference voltage Vref at the non-inverting input terminal, the comparator 10
The output voltage Vout changes to H level.

次いで、上述のように、LED12の発光時間の経過と
ともに、コンパレータ10の反転入力端の電圧vc1が
漸減して行き、LED12の発光が停止すると、コンパ
レータ10の反転入力端の電圧vc、の低下が停止し、
LED12の発光停止時の電圧vc1を保持している。
Next, as described above, as the light emission time of the LED 12 passes, the voltage vc1 at the inverting input terminal of the comparator 10 gradually decreases, and when the LED 12 stops emitting light, the voltage vc at the inverting input terminal of the comparator 10 decreases. stop,
The voltage vc1 when the LED 12 stops emitting light is held.

次いで、第3図(a)に示すように、スイッチSWIを
オンにすると、今度は第2の定電流源11の電流がスイ
ッチSWIを介してトランジスタQ4のコレクタに流れ
、コンデンサC1は充電され始めるため、コンパレータ
1oの反転入力端の電圧Vc1は第3図(d)に示すよ
うに、漸増することになる。
Next, as shown in FIG. 3(a), when the switch SWI is turned on, the current of the second constant current source 11 flows through the switch SWI to the collector of the transistor Q4, and the capacitor C1 starts to be charged. Therefore, the voltage Vc1 at the inverting input terminal of the comparator 1o gradually increases as shown in FIG. 3(d).

コンパレータ10の反転入力端の電圧Vcユがコンパレ
ータ10の非反転入力端の基準電圧V refと等しく
なると、第3図(e)に示すように、コンパレータ10
の出力電圧V outは、HレベルからLレベル(基準
電圧Vref )に低下する。これと同時にスイッチS
WIをオフにする。
When the voltage Vc at the inverting input terminal of the comparator 10 becomes equal to the reference voltage V ref at the non-inverting input terminal of the comparator 10, the comparator 10
The output voltage V out decreases from H level to L level (reference voltage Vref). At the same time, switch S
Turn off WI.

このようにして、コンパレータ1oの出力電圧Vout
は、トランジスタQ4のコレクタ電流に対応したパルス
幅を有するパルス状の測距情報として出力されることに
なる。
In this way, the output voltage Vout of the comparator 1o
is output as pulsed ranging information having a pulse width corresponding to the collector current of transistor Q4.

すなわち、コンパレータ1oの出力電圧V outは、
トランジスタQ4のコレクタ電流I4を積分し、A/D
変換された測距情報となるものである。
That is, the output voltage V out of the comparator 1o is
The collector current I4 of the transistor Q4 is integrated, and the A/D
This is converted distance measurement information.

このように、この実施例によれば、ダイオードQ1とQ
2のアノード・カソード間の電圧の和が、ダイオードQ
3のアノード・カソード間電圧とトランジスタQ4のベ
ース・エミッタ間電圧の和に等しいことから、トランジ
スタQ4のコレクタ電流工、は、2つの電流比カニ、と
工2の比に定電流源7の定電流工。を乗じた値となる。
Thus, according to this embodiment, diodes Q1 and Q
The sum of the voltages between the anode and cathode of 2 is the diode Q
Since it is equal to the sum of the anode-cathode voltage of transistor Q3 and the base-emitter voltage of transistor Q4, the collector current of transistor Q4 is equal to the ratio of the two current ratios, and the constant current source 7. Electrician. It is the value multiplied by

したがって、これを積分することにより、コレクタ電流
工、に対応し、距離の逆数に比例した測距情報を得るよ
うにしたので、トランジスタQ4の1個で電流比が得ら
れ、素子のバラツキによる測距誤差を防止することがで
きる。
Therefore, by integrating this, distance measurement information that corresponds to the collector current and is proportional to the reciprocal of the distance can be obtained, so the current ratio can be obtained with one transistor Q4, and the measurement due to element variations can be obtained. Distance errors can be prevented.

次に、この発明の第2の実施例について説明する。Next, a second embodiment of the invention will be described.

第4図は、この第2の実施例の構成を示す回路図である
。この第4図の実施例では、第1図におけるダイオード
Q1〜Q3に代えて、それぞれトランジスタQ1a=Q
3aを使用するとともに、バッファ14が省略されてい
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of this second embodiment. In the embodiment of FIG. 4, in place of the diodes Q1 to Q3 in FIG. 1, transistors Q1a=Q
3a is used, and the buffer 14 is omitted.

すなわち、このトランジスタQlaのエミッタはアース
され、コレクタ・ベース間は共通に接続されて、ダイオ
ードとして使用されている。
That is, the emitter of this transistor Qla is grounded, and the collector and base are commonly connected and used as a diode.

、この第1のトランジスタQlaのコレクタは、第2の
トランジスタQ2aのベースに接続されている。この第
2のトランジスタQ2aのエミッタとトランジスタQ4
のベースには、電流増幅回路2の電流出力I、aが供給
されるようになっておりトランジスタQ2aのコレクタ
は、アースされている。
, the collector of this first transistor Qla is connected to the base of the second transistor Q2a. The emitter of this second transistor Q2a and the transistor Q4
The current output I,a of the current amplification circuit 2 is supplied to the base of the transistor Q2a, and the collector of the transistor Q2a is grounded.

また、トランジスタQ3aのベースとコレクタは、共通
に接続されアースされており、このトランジスタQ3a
もダイオードとして使用されており、エミッタには、電
流増幅回路3の電流出力I2aが加えられ、このトラン
ジスタQ3aで対数圧縮するようになっている。
Further, the base and collector of the transistor Q3a are commonly connected and grounded, and the transistor Q3a
is also used as a diode, and the current output I2a of the current amplifier circuit 3 is applied to the emitter, and logarithmic compression is performed by this transistor Q3a.

その他の構成は、第1図と全く同様に構成されており、
この第4図において、第1図と同一の部分には同一符号
を付すのみにとどめ、再度の構成の説明を省略する。
The rest of the configuration is exactly the same as that in Figure 1.
In FIG. 4, parts that are the same as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and repeated explanation of the configuration will be omitted.

この第4図においても、第1図の場合と同様にして、ト
ランジスタQ la =Q 3a 、 Q4のベース・
エミッタ間電圧VF工〜vF4を求める。
In FIG. 4, as in the case of FIG. 1, the transistor Q la =Q 3a and the base of Q4 are
Find the emitter voltage VF~vF4.

vF、 :第1のトランジスタQlaのベース・エミッ
タ間電圧、 Vy、:第2のトランジスタQ2aのベース・エミッタ
間電圧、 vF、:第3のトランジスタQ3aのベース・エミッタ
間電圧、 vF4:トランジスタQ4のベース・エミッタ間電圧、 Is工: NPN型トランジスタの逆方向飽和電流。
vF, : Voltage between base and emitter of first transistor Qla, Vy, : Voltage between base and emitter of second transistor Q2a, vF, : Voltage between base and emitter of third transistor Q3a, vF4: Voltage between base and emitter of transistor Q4 Base-emitter voltage, Is: Reverse saturation current of an NPN transistor.

Is、:PNP型トランジスタの逆方向飽和電流、Io
:第1の定電流源7から流れる電流、■、:第4のトラ
ンジスタQ4のコレクタ電流、とすること、 l52 q      l52 q      Is□ となる。
Is: Reverse saturation current of PNP transistor, Io
: Current flowing from the first constant current source 7; ■: Collector current of the fourth transistor Q4; l52 q l52 q Is□.

ここで、 V Fl + V F2 = V F3 + V F4
であるから、上記(17)弐〜(2o)式より、q  
  Isエ  q     l52q     I S
2q    I sよとなり、故に、 となる。したがって、11a=k Io、I、a=k 
Lとすると、上記(8)式、(9)式および(21)式
より、 2   Ω となる。
Here, V Fl + V F2 = V F3 + V F4
Therefore, from equations (17)2 to (2o) above, q
Is q l52q I S
2q I s yo, therefore, . Therefore, 11a=k Io, I, a=k
If L, then 2 Ω is obtained from the above equations (8), (9), and (21).

このようにして得られた第4のトランジスタQ4のコレ
クタ電源I4をコンパレータ10、コンデンサC1、ス
イッチSWI、SW2、第2の定電流源11からなる積
分回路で第1図の場合と全く同様にして積分を行えば、
上記第3図(e)に示すようなコレクタ電流■、に対応
するパルス幅を有するパルス状の測距情報がコンパレー
タ10の出力端が出力電圧Voutとして得られる。
The collector power supply I4 of the fourth transistor Q4 obtained in this way is connected to an integrating circuit consisting of a comparator 10, a capacitor C1, switches SWI and SW2, and a second constant current source 11 in exactly the same way as in the case of FIG. If we perform the integration,
Pulse-like distance measurement information having a pulse width corresponding to the collector current 1 as shown in FIG. 3(e) is obtained from the output terminal of the comparator 10 as the output voltage Vout.

このように、第4図の実施例によれば、PSDlの二つ
の電流出力11. I2をそれぞれ電流増幅回路2.3
で増幅した後の一方の電流出力11aをトランジスタQ
2aとトランジスタQ4に加え。
Thus, according to the embodiment of FIG. 4, the two current outputs 11. I2 respectively current amplifier circuit 2.3
One current output 11a after being amplified by the transistor Q
In addition to 2a and transistor Q4.

他方の電流出力12aをトランジスタQ3aで対数圧縮
し、第1の定電流源7の定電流工。をトランジスタQl
aで対数圧縮する。
The other current output 12a is logarithmically compressed by the transistor Q3a, and the constant current function of the first constant current source 7 is performed. The transistor Ql
Logarithmically compress with a.

第1.第2のトランジスタQlaとQ2aのベース・エ
ミッタ間の電圧の和が、第3のトランジスタQ3aのベ
ース・エミッタ間の電圧と第4のトランジスタQ4のベ
ース・エミッタ間電圧の和と等しいことから、トランジ
スタQ4のコレクタ電流I4が、電流出力I、aとI2
aの比と定電流源7からの電流工。とを乗じた値となり
、これを積分回路で積分するようにしたので、PNPと
NPNトランジスタを組合せて、比較的簡単な構成でト
ランジスタQ4のコレクタ電流に対応し、かつ距離の逆
数に比例した測距情報を得ることができ、しかも、トラ
ンジスタ1段でコレクタ電流が得られ、素子のバラツキ
による影響が少なくなり、測距精度を高めることができ
る利点を有する。
1st. Since the sum of the base-emitter voltages of the second transistors Qla and Q2a is equal to the sum of the base-emitter voltages of the third transistor Q3a and the base-emitter voltage of the fourth transistor Q4, the transistor The collector current I4 of Q4 is the current output I,a and I2
The ratio of a and the current from constant current source 7. This value is multiplied by , and is integrated by an integrating circuit. Therefore, by combining PNP and NPN transistors, a measurement that corresponds to the collector current of transistor Q4 and is proportional to the reciprocal of the distance can be made with a relatively simple configuration. Distance information can be obtained, and the collector current can be obtained with a single transistor stage, which has the advantage of reducing the influence of variations in elements and improving the accuracy of distance measurement.

特に、この第2の実施例の場合、バッファを1つ省略で
きたので、その分、構成が簡素化されかつコストの低減
化を図ることができる。
In particular, in the case of the second embodiment, one buffer can be omitted, so the configuration can be simplified and costs can be reduced accordingly.

すなわち、第1図に示す第1の実施例の場合は、バッフ
ァ14.15を2個使用しているが、このバッファの内
部構成は、最も簡単な回路構成でも、第7図に示すよう
に、5個のトランジスタQ15〜Q19が必要であり、
それだけコストがアップする。従って、第1の実施例に
比べて、第2の実施例の方がコスト的に有利である。
That is, in the case of the first embodiment shown in FIG. 1, two buffers 14 and 15 are used, but even in the simplest circuit configuration, the internal configuration of these buffers is as shown in FIG. 7. , five transistors Q15 to Q19 are required,
The cost will increase accordingly. Therefore, the second embodiment is more cost-effective than the first embodiment.

なお、本発明は、上述の実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形
実施ができるものである。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように、請求項1の発明によれば、素子の
バラツキによる影響が少なく、比較的簡単な構成で測距
精度の高い距離検出装置を提供することができる。
As described above in detail, according to the invention of claim 1, it is possible to provide a distance detection device with a relatively simple configuration and high distance measurement accuracy, which is less affected by variations in elements.

また、請求項2の発明によれば、請求項1の発明に比べ
、さらに簡単な構成で安価に製作することができる距離
検出装置を提供することができる。
Moreover, according to the invention of claim 2, compared to the invention of claim 1, it is possible to provide a distance detection device that has a simpler configuration and can be manufactured at a lower cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係る距離検出装置の第1の実施例の
構成を示す回路図、第2図は、第1図の実施例に用いら
れるPSDの原理説明図、第3図(a)〜(e)は、い
ずれも第1図の実施例の積分回路の動作を説明するため
のタイムチャート。 第4図は、本発明の距離検出装置の第2の実施例の構成
を示す回路図、第5図および第6図は、それぞれ従来の
距離検出装置の構成を示す回路図、第7図は、距離検出
装置に用いられるバッファの内部構成例を示す回路図で
ある。 1・・・・・・PSD、 2.3・・・・・・電流増幅回路、 7.11・・・・・・第1.第2の定電流源、10・・
・・・・コンパレータ、 12・・・・・・LED、      13・・・・・
・測距対象14.15・・・・・・バッファ、 CI・・・・・・コンデンサ、 Ll・・・・・・投光レンズ、 L2・・・・・・受光レンズ、 Q1〜Q3・・・・・・第1〜第3のダイオード、Ql
a =Q3a’ 、Q4−第1〜第3.第4のトランジ
スタ、 SWI、SW2・・・・・・スイッチ。 口L; 峡 第 2  m 第  3  因
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a first embodiment of the distance detection device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram explaining the principle of PSD used in the embodiment of FIG. 1, and FIG. ) to (e) are time charts for explaining the operation of the integrating circuit of the embodiment shown in FIG. 1. FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of a second embodiment of the distance detection device of the present invention, FIGS. 5 and 6 are circuit diagrams showing the configuration of a conventional distance detection device, and FIG. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of a buffer used in the distance detection device. 1...PSD, 2.3...Current amplifier circuit, 7.11...1st. Second constant current source, 10...
...Comparator, 12...LED, 13...
・Distance measurement target 14.15...Buffer, CI...Condenser, Ll...Light emitter lens, L2...Light receiving lens, Q1~Q3... ...First to third diodes, Ql
a = Q3a', Q4-1st to 3rd. Fourth transistor, SWI, SW2...switch. Mouth L; Gorge 2nd m 3rd cause

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)測距対象に光源から照射したパルス光の反射光ス
ポットが結像される位置に設けられ、上記光源との視差
に基づく上記測距対象の距離に応じた入射光スポットの
位置を上記距離の変化による位置変化方向について連続
的に検出し、検出位置に応じた相互電流比を有する第1
および第2の電流出力を得る半導体光位置検出器と、 第1の定電流源から流れる電流を対数圧縮する第1のダ
イオードと、 上記第1の電流出力を対数圧縮するとともにカソードに
上記第1のダイオードのアノード・カソード間電圧が印
加される第2のダイオードと、上記第2の電流出力を対
数圧縮する第3のダイオードと、 ベースに上記第1の電流出力を入力するとともにエミッ
タに上記第3のダイオードのアノード・カソード間電圧
を印加することにより上記第1の電流出力と第2の電流
出力との比に上記第1の定電流源の電流を乗じた値のコ
レクタ電流を出力するトランジスタと、 上記測距対象へのパルス光の照射と同時に上記コレクタ
電流の積分を開始し、上記パルス光の照射停止後所定時
間経過後に第2の定電流源からの電流を上記コレクタに
流入して上記コレクタの電位が基準電位に達すると積分
動作を停止して上記コレクタ電流に対応しかつ上記距離
の逆数に比例するパルス幅を有するパルス状の測距情報
を出力する積分回路、 とを具備したことを特徴とする距離検出装置。
(1) Provided at a position where a reflected light spot of pulsed light irradiated from a light source onto the distance measurement target is imaged, and the position of the incident light spot is determined according to the distance of the distance measurement target based on the parallax with the light source. A first circuit that continuously detects the direction of position change due to a change in distance and has a mutual current ratio according to the detected position.
and a semiconductor optical position detector that obtains a second current output; a first diode that logarithmically compresses the current flowing from the first constant current source; and a first diode that logarithmically compresses the current flowing from the first constant current source; a second diode to which the anode-cathode voltage of the diode is applied; a third diode for logarithmically compressing the second current output; A transistor that outputs a collector current having a value obtained by multiplying the ratio of the first current output and the second current output by the current of the first constant current source by applying the voltage between the anode and cathode of the diode No. 3. and, simultaneously with the irradiation of the pulsed light to the distance measurement target, the integration of the collector current is started, and after a predetermined period of time has elapsed after the irradiation of the pulsed light has stopped, the current from the second constant current source is caused to flow into the collector. an integrating circuit that stops the integrating operation when the potential of the collector reaches a reference potential and outputs pulsed ranging information having a pulse width that corresponds to the collector current and is proportional to the reciprocal of the distance. A distance detection device characterized by:
(2)測距対象に光源から照射したパルス光の反射光ス
ポットが結像される位置に設けられ、上記光源との視差
に基づく上記測距対象の距離に応じた入射光スポットの
位置を上記距離の変化による位置変化方向について連続
的に検出し、検出位置に応じた相互電流比を有する第1
および第2の電流出力を得る半導体光位置検出器と、 第1の定電流源から流れる電流を対数圧縮する第1のト
ランジスタと、 上記第1の電流出力が加えられるとともにベースに上記
第1のトランジスタのベース・エミッタ間電圧が印加さ
れる第2のトランジスタと、上記第2の電流出力を対数
圧縮する第3のトランジスタと、 ベースに上記第1の電流出力が印加されるとともにエミ
ッタに上記第3のトランジスタのベース・エミッタ間電
圧が一印加されることにより上記第1の電流出力と上記
第2の電流出力との比に上記第1の定電流源の電流を乗
じた値のコレクタ電流を出力する第4のトランジスタと
、 上記測距対象へのパルス光の照射と同時に上記コレクタ
電流の積分を開始し、上記パルス光の照射停止後所定時
間経過後に第2の定電流源からの電流を上記コレクタ流
入して上記コレクタの電位が基準電位に達すると積分動
作を停止して上記コレクタ電流に対応しかつ上記距離の
逆数に比例するパルス幅を有するパルス状の測距情報を
出力する積分回路と、 を具備したことを特徴とする距離検出装置。
(2) Provided at a position where the reflected light spot of the pulsed light irradiated from the light source to the distance measurement target is imaged, and the position of the incident light spot is determined according to the distance of the distance measurement target based on the parallax with the light source. A first circuit that continuously detects the direction of position change due to a change in distance and has a mutual current ratio according to the detected position.
and a semiconductor optical position detector that obtains a second current output; a first transistor that logarithmically compresses the current flowing from the first constant current source; a second transistor to which a voltage between the base and emitter of the transistor is applied; a third transistor to logarithmically compress the second current output; and a third transistor to which the first current output is applied to the base and the emitter of the second transistor. By applying one voltage between the base and emitter of the transistor No. 3, a collector current of a value obtained by multiplying the ratio of the first current output and the second current output by the current of the first constant current source is generated. A fourth transistor outputs a current from a second constant current source that starts integrating the collector current at the same time as the pulsed light is irradiated to the distance measurement target, and after a predetermined time elapses after the irradiation of the pulsed light stops. An integrating circuit that flows into the collector and stops the integrating operation when the potential of the collector reaches the reference potential and outputs pulse-shaped distance measurement information that corresponds to the collector current and has a pulse width proportional to the reciprocal of the distance. A distance detection device comprising: and.
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