JPH056646B2 - - Google Patents

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JPH056646B2
JPH056646B2 JP59027636A JP2763684A JPH056646B2 JP H056646 B2 JPH056646 B2 JP H056646B2 JP 59027636 A JP59027636 A JP 59027636A JP 2763684 A JP2763684 A JP 2763684A JP H056646 B2 JPH056646 B2 JP H056646B2
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JP
Japan
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amplification factor
light
amplification
output
circuit
Prior art date
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JP59027636A
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JPS60171411A (ja
Inventor
Masaaki Takagi
Toyonori Sasaki
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Nidec Precision Corp
Original Assignee
Nidec Copal Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カメラ等に用いられる測距装置であ
つて、発光素子から発せられた光を測距対象に向
けて投射し、その反射光を、基線長と平行する方
向に隣接配置された二つの受光素子或は共通電極
と一対の険出用電極を備え基線長と平行する方向
に横置された半導体光位置検出素子で受光する三
角測距方式の測距装置の改良に関する。
従来、上述のような方式の測距装置において、
受光出力を増幅する増幅回路のダイナミツクレン
ジを広げずに測距精度を向上させる方法として、
先に同一出願人は、特願昭58−16619号及び特願
昭58−182530号を提案した。その方法は、二つの
受光出力を増幅する夫々の増幅回路の増幅率を一
定時間内において、低増幅率から高増幅率へ掃引
し、一方の増幅された出力がある設定値に達した
時点で、他方の増幅された出力の状態を判別する
等のものであり、夫々の増幅回路の増幅率は同じ
条件に設定されているもので、発光スポツト(反
射光)が、二つの受光素子に等分にかかるまでの
二つの受光素子の境界線の片側或いは半導体光位
置の中心位置に当るまでの片側しか使用できず、
測距範囲が狭いものであつた。
また、分解能を下げずにその両側に使用できる
ものとして、先に同一出願人は、特願昭58−
245659号を提案したが、制御回路が複雑となる欠
点があつた。
本発明は、上記従来装置の欠点に鑑み、発光素
子から発せられた光を測距対象に向けて投射し、
その反射光を、基線長と平行する方向に隣接配置
された二つの受光素子或は共通電極と一対の検出
用電極を備え基線長と平行する方向に横置された
半導体光位置検出素子で受光する三角測距方式の
測距装置において、前記二つの受光素子による或
は共通電極と夫々の検出用電極による二つの受光
出力を増幅する夫々の増幅回路の増幅率に、実際
に、または見掛上差を持たせることによつて、二
つの受光素子の境界線或は半導体光位置検出素子
の中心位置の両側で使用できるようにして測距範
囲を広げる或は精度を向上させることができる測
距装置を提供するものである。
即ち、一方の受光出力xの増幅回路S1の増幅率
を他方の受光出力yの増幅回路S2の増幅率よりも
大きくしておき、その大きさをk倍とすると、最
終出力比I2/I1は、I2/I1=y(kx)となる。
I2/I1となるところが、比をとり得る最大であ
るから、y=kxとなり、両増幅回路の出力比は
kとなる。
つまり、出力比〔x:y=1:k〕まで測距可
能となる訳で、従来装置(両増幅率同一)が、
x:y=1:1でy/x=0〜1までであつたの
に対し、本発明ではy/x=0〜k(k>1)ま
で測距範囲が広がり、換言すれば精度を向上でき
るものである。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。
先ず、第1図において、1はクロツクパルス発
生回路(発振周波数0=16KHz)、2は時間形成
回路(時間t=25ms)、3はアンドゲート、4は
トランジスタ、5は測距対象へスポツト光を投射
する発光素子としての赤外線発光ダイオード(以
下IRDと記述する)、6及び7は夫々IRD5から
投射され測距対象により反射された光を受光し得
るように基線長方向に隣接して配置された受光素
子としてのシリコンホトダイオード(以下SPD
と記述する)、8及び9は夫々交流増幅回路、1
0及び11は夫々利得(増幅率)調整入力端子1
0a及び11aを備えた交流増幅回路、12及び
13は夫々中心周波数0=16KHzの帯域フイルタ
ー回路(以下BPFと記述する)、14及び15は
夫々検波回路、16及び17は夫々平滑回路、1
8及び19は夫々直流増幅回路、20はインバー
タ、21はトランジスタ、22は定電流回路、2
3はコンデンサ、24は電流増幅回路、25,2
6及び27は夫々コンパレータ回路、28は定電
流回路、29,30及び31は夫々コンパレータ
回路25の反転入力端子(−)及びコンパレータ
回路26,27の非反転入力端子(+)に基準電
圧Vr1及びVr2,Vr3を与える分圧抵抗、32はア
ンドゲート、33及び34は夫夫Dタイプのフリ
ツプフロツプ回路、35はR.Sタイプのフリツプ
フロツプ回路(なお、フリツプフロツプ回路は、
以下共通してFFと記述する)であり、夫々図示
の如く接続されている。
なお、交流増幅回路8と9の増幅率には差を持
たせてあり、前者の増幅率は後者のそれに対して
k(k>1)倍の大きさに設定されている。
次に、第1図の動作を第2図と共に説明する。
操作の開始によつて、図示していない電源スイ
ツチが閉成されると、回路の各部に給電が行われ
ると共に、FF33,34及び35はリセツトが
解除される。
そして、クロツクパルス発生回路1が動作し
て、62.5μsの周期のクロツクパルスが発生すると
共に、時間形成回路2の出力がt=25msの時間
だけ「H」レベルへ反転する。
従つて、その時間だけクロツクパルスがアンド
ゲード3を通過し、それに対応してトランジスタ
4が導通、遮断を繰返す結果、IRD5はパルス点
灯する。このIRD5の点灯による投射光は、測距
対象から反射してSPD6及び7で受光される。
この結果、a及びa′点の受光出力は、○イに示す如
く、自然光による直流成分に重畳されて発生す
る。また、交流増幅回路8及び9後のb及びb′点
の出力は、○ロに示す如く、増幅されて現われる。
一方、時間形成回路2の出力が25msの時間
「H」レベルへ反転している間、インバータ20
の出力が「L」レベルへ反転し、トランジスタ2
1が遮断するので、コンデンサ23は定電流回路
22により定電流充電され、その定電流をI、コ
ンデンサ23の容量をCとすると、電流増幅回路
24の出力端子cの電圧Vは、 V=(1/C)I・tの関係式により、○ハで示す
如く上昇する。
即ち、交流増幅回路10及び11は、夫々利得
調整入力端子10a及び11aの電位が、低位か
ら徐々に上昇し、増幅率が零或は低増幅率から高
増幅率へ掃引され、d及びd′点の出力は、○ニに示
す波形の如くになる。
また、BPF12及び13後のe及びe′点の出力
は、その中心周波数0とクロツクパルス発生回路
1の発振周波数0とを同じ値に設定してあるの
で、○ホに示す如く、○ニの波形を増幅したように現
われる。更に、検波回路14及び15後の及び
′点の出力波形は、○ヘに示す如くになり、平滑回
路16及び17を経た直流増幅回路18及び19
後のg及びg′点の出力電圧Vg及びVg′は、○トに示
す如く、所定値から徐々に上昇する。
そして、第2図に示す如く、測距対象が近距離
位置に存在している場合には、a1,a2に示す如
く、反射光スポツトXが、SPD6に充分広く
かゝり、SPD7に極く狭くかゝるので、交流増
幅回路8の増幅率が交流増幅回路9の増幅率より
もk倍大きいことからもg点の出力電圧Vgが
g′の出力電圧Vg′よりも充分高いと共に、その出
力電圧Vg′が基準電圧Vr1に達した時、コンパレ
ータ回路25の出力が「H」レベルへ反転して、
先の時間tの間「H」レベルの信号が与えられて
いるアンドゲート32が開いてその出力が「H」
レベルへ反転する。一方、その時点では、g′点の
出力電圧Vg′が基準電圧Vr3にも達していないの
で、コンパレータ回路26及び27の出力は共に
「H」レベルのまゝである。従つて、アンドゲー
ト32の出力の「H」レベルへの立上り信号をク
ロツクパルスするFF33及び34は、共に「H」
レベルの信号を読み込み、夫々の出力端子Q1
びQ2に「H」レベルの信号を記憶し、またその
立上り信号をセツトパルスとするFF35は、出
力端子Q3が「H」レベルへ反転する。
また、測距対象が中距離位置に存在している場
合には、b1,b2に示す如く、反射光スポツトXが
SPD6及び7にほゞ等分にかゝるが、前述の如
き増幅率に差があるので、同様の動作で出力電圧
Vg′がVr2<Vr3の間に在り、FF33の出力端子
Q1は「H」レベルを、他方FF34の出力端子Q2
は「L」レベルの信号を夫々記憶し、またFF3
5の出力端子Q3は「H」レベルへ反転する。
更に、測距対象が遠距離への境界位置に存在し
ていた場合には、c1,c2において実線で示す如
く、反射光スポツトXがSPD6に極く狭くかゝ
り、SPD7に充分広くかゝるが、その比がk倍
程度の時には、その出力電圧Vg及びVg′はほゞ
等しく、その判別時点では、出力電圧Vg′が基準
電圧Vr2よりも高くなつているので、FF33及び
34の夫々出力端子Q1及びQ2は「L」レベルの
信号を記憶し、またFF35の出力端子Q3は「H」
レベルへ反転する。
更にまた、測距対象が極遠距離位置に存在して
いた場合には、c1,c2において鎖線で示す如く、
反射光スポツトX′がSPD7の方に更に充分広く
かゝるが、極遠距離のため、出力電圧Vgは先の
時間t内には基準電圧Vr1に達せず(測距対象が
反射率の小さいものゝ場合も同様になることがあ
る)、コンパレータ回路25の出力が「L」レベ
ルのまゝであり、そして、その時間tが終了して
時間形成回路2の出力が「L」レベルへ復帰する
と、アンドゲート32の出力が「H」レベルへ反
転することはないので、FF33及び34は読み
込み動作を行わないと共に、FF35はセツトさ
れず、出力端子Q3が「L」レベルのまゝである。
即ち、第3図の真理値の図表に示す如く、FF
33及び34の出力端子Q1及びQ2の信号レベル
状態により近、中及び遠距離を判別するように設
定されているものであり、更に、FF35の出力
端子Q3が「L」レベルの時は,FF33及び34
による判別に優先して遠距離を判別するように設
定されものである。
また、第1図のコンパレータ回路26及び27
への基準電圧は、固定バイアスであり、出力電圧
Vg′と出力電圧Vgとは絶対値比較が行われてい
る。
第4図の実施例は、コンパレータ回路26及び
27への基準電圧が、変動する出力電圧Vgを分
割する形で与えられ、従つて、出力電圧Vg′は、
出力電圧Vgに対する割合の量として比較が行わ
れる。なお、分圧回路のVbは、例えば、IRD5
を動作させていない時のSPD6或は7の受光出
力回路の通常の電圧レベルがバイアスされてい
る。
また、第1図の回路動作では、コンパレータ回
路25の出力が「H」レベルへ反転した時、出力
電圧Vg′の状態を判別する訳けであるが、アンド
ゲート32以下の累積される動作遅れ時間によ
り、その判別に精度を欠く場合が起り得る。
これに対し、第4図の実施例の特徴は、上述の
如く、割合の量、即ち、出力電圧Vg′は出力電圧
Vgに対する比で判別されるので、前実施例より
も精度の向上が計れるものである。
なお、上述の測距出力の段数は増減可能であ
り、また、FF35により遠距離を判別した場合、
併せて警報を発するようにすることもできる。
第5図は、受光素子として、半導体光位置検出
素子を用いる実施例である。
第5図aにおいて、41は半導体光位置検出素
子で、比較的大きな面を有する半導体基板42を
もち、その半導体基板42の一方の面に該基板4
2と異なる導電型の半導体層43が形成されてい
る。そして、半導体層43の上には抵抗層44が
形成されていると共に、該抵抗層44の両端に一
対の電極(検出用)44a,44bが設けられて
いる。
こゝで、第5図bに示す如く、電極(検出用)
44aと44bの間に反射光スポツトXが当る
と、抵抗層44を介して入射点から電極44aへ
電流I1,電極44bへ電流I2が、また共通電極4
5へ電流I3が夫々流れ、それらの間に次の関係が
成立する。
I3=I1+I2 そして、抵抗層44の抵抗を一様にしておけ
ば、反射光スポツトXの入射点と電極44aの間
の距離を11,入射点と電極44bの間の距離を
2とすると11・I1=12・I2なる関係が成立す
る。
この条件に基づき、a及びa′点の受光出力を、
前述と同様に取扱えば、測距出力が得られるもの
である。
また、g点の出力電圧Vgが基準電圧Vr1に達
した時のg′点の出力電圧Vg′の他の取扱い方には、
例えば、その電圧をそのまゝ或はデジタル値に変
換して記憶し、撮影レンズのセツトリングを駆動
する時、ポテンシヨメータ或はエンコーダーを操
作することにより、測距出力位置を検出する方法
もある。
更に、実施例では、受光出力を増幅する夫々の
増幅回路において、その増幅率に差を持たせるよ
うにしているが、その増幅率に差を持たせないで
おき、増幅回路を含む夫々の受光出力変換回路の
出力電圧の少くとも一方(直流増幅回路19の出
力電圧Vg′)を分圧回路に導き、その分圧電圧を
Vg′として取扱えば、見掛上、上述の増幅率に差
を持たせたのと同じ効果を生じさせることができ
る。
以上の如く、本発明によると、二つの受光出力
を増幅する夫々の増幅回路の増幅率に実際に、ま
たは見掛上差を持たせておく簡単な構成で、測距
範囲を広げることができたり、測距精度を向上さ
せることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示した回路図、第
2図は受光素子に対する反射光スポツトの状態と
出力電圧の関係を示した説明図、第3図は測距出
力の一例を示した真理値の図表、第4図は本発明
の他の実施例を示した部分回路図、第5図は受光
体の他の実施例を示した部分説明図である。 1……クロツクパルス発生回路、2……時間形
成回路、5……赤外線発光ダイオード、6及び7
……シリコンホトダイオード、8,9,10及び
11……交流増幅回路、10a及び11a……利
得調整入力端子、12及び13……帯域フイルタ
ー回路、14及び15……検波回路、16及び1
7……平滑回路、18及び19……直流増幅回
路、24……電流増幅回路、25,26及び27
……コンパレータ回路、41……半導体光位置検
出素子、X及びX′……反射光スポツト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 発光装置から発せられた光を測距対象に向け
    て投射し、その反射光を、基線長と平行する方向
    に隣接設置された二つの受光素子或いは共通電極
    と一対の検出用電極を備え基線長と平行する方向
    に横置された半導体光位置検出素子で受光する三
    角測距方式の測距装置において、前記二つの受光
    素子による或は共通電極と夫々の検出用電極によ
    る二つの受光出力を増幅する夫々の増幅回路の増
    幅率に、実際に、または見掛上差を持たせた状態
    で、その夫々の増幅率を、常に所定の比率を保つ
    た状態で、一定時間内において低増幅率から高増
    幅率へ掃引し、前記増幅率が高く設定されている
    側へ増幅された出力がある設定値に達した時点
    で、前記増幅率が低く設定されている側の増幅さ
    れた出力の状態を判別するようにしたことを特徴
    とする測距装置。 2 発光装置から発せられた光を測距対象に向け
    て投射し、その反射光を、基線長と平行する方向
    に隣接配置された二つの受光素子或は共通電極と
    一対の検出用電極を備え基線長と平行する方向に
    横置された半導体光位置検出素子で受光する三角
    測距方式の測距装置において、前記二つの受光素
    子による或は共通電極と夫々の検出用電極による
    二つの受光出力を増幅する夫々の増幅回路の増幅
    率に、実際に、または見掛上差を持たせた状態
    で、その夫々の増幅率を、常に所定の比率を保つ
    た状態で、一定時間内において低増幅率から低増
    幅率へ掃引し、前記増幅率が高く設定されている
    側へ増幅された出力がある設定値に達した時の、
    前記増幅率が低く設定されている側の増幅された
    出力を、前者の出力に対する所定の割合の量と比
    較して判別するようにしたことを特徴とする測距
    装置。
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