JPH0618258A - 光学的測距センサー - Google Patents
光学的測距センサーInfo
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- JPH0618258A JPH0618258A JP6575492A JP6575492A JPH0618258A JP H0618258 A JPH0618258 A JP H0618258A JP 6575492 A JP6575492 A JP 6575492A JP 6575492 A JP6575492 A JP 6575492A JP H0618258 A JPH0618258 A JP H0618258A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 遠距離から近距離まで精度よく測定する。
【構成】 遠距離用受光部５ａと近距離用受光部５ｂと
の検出結果を、出力レベルに応じて制御回路３１で切り
替えながら読み込む。
の検出結果を、出力レベルに応じて制御回路３１で切り
替えながら読み込む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＰＳＤ等の光学的測距
センサーに関する。
センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】受光素子としてのＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏ
ｒ＝半導体位置検出素子）は、ホトダイオード（ＰＤ）
を応用した光スポツト位置検出用センサーである。
ｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏ
ｒ＝半導体位置検出素子）は、ホトダイオード（ＰＤ）
を応用した光スポツト位置検出用センサーである。
【０００３】このＰＳＤは、入射する光スポツトの位置
により、取出される信号電流Ｉ１とＩ２のバランスが変
化する。図４に、ＰＳＤを用いた測距センサーの検出原
理図を示す。
により、取出される信号電流Ｉ１とＩ２のバランスが変
化する。図４に、ＰＳＤを用いた測距センサーの検出原
理図を示す。
【０００４】図４に示すように、赤外発光ダイオード１
（ＬＥＤ）にて発光された光は、レンズ２を通して検出
物体（一例として人物）３にて反射し、レンズ４を通し
てＰＳＤ５に入射する。この反射光ＭがＰＳＤ５に入射
する位置（光のスポツト位置）は、人物３とセンサーと
の距離Ｄによつて変化し、検出物体３が遠くなると（Ｄ
が長くなると）、反射光Ｍ１は図４中の点線のようにな
り、ＰＳＤ５に入射する光のスポツト位置も変化する。
ＰＳＤ５に入射する光のスポツト位置が変化すると、こ
れに応じてＰＳＤ５の両端から取出される信号電流Ｉ１
とＩ２のバランスが変化する。
（ＬＥＤ）にて発光された光は、レンズ２を通して検出
物体（一例として人物）３にて反射し、レンズ４を通し
てＰＳＤ５に入射する。この反射光ＭがＰＳＤ５に入射
する位置（光のスポツト位置）は、人物３とセンサーと
の距離Ｄによつて変化し、検出物体３が遠くなると（Ｄ
が長くなると）、反射光Ｍ１は図４中の点線のようにな
り、ＰＳＤ５に入射する光のスポツト位置も変化する。
ＰＳＤ５に入射する光のスポツト位置が変化すると、こ
れに応じてＰＳＤ５の両端から取出される信号電流Ｉ１
とＩ２のバランスが変化する。
【０００５】この信号電流Ｉ１とＩ２のバランスを信号
処理回路にて検出することにより、検出物体３とセンサ
ーの距離を検出することができ、ＰＳＤ５を用いた測距
センサーとして使用することができる。図７にＰＳＤを
用いた従来の測距センサーの機能ブロックを示す。図７
において、８は信号処理回路、９はＬＥＤ駆動回路部で
ある。
処理回路にて検出することにより、検出物体３とセンサ
ーの距離を検出することができ、ＰＳＤ５を用いた測距
センサーとして使用することができる。図７にＰＳＤを
用いた従来の測距センサーの機能ブロックを示す。図７
において、８は信号処理回路、９はＬＥＤ駆動回路部で
ある。
【０００６】ここで、ＰＳＤの動作原理を図６に基づい
て説明する。ＰＳＤ５は、図６の（Ａ）に示すように、
シリコンチップの表面にｐ−層、裏面にＮ＋層、そして
その中間にあるＩ層の３層から構成され、ＰＳＤ５の表
面に光スポットφを照射したとき、生成された電荷（キ
ャリアー）は抵抗層（ｐ−層）で光の入射位置と取り出
し電極Ａ，Ｂまでの距離に逆比例して分割され、各々の
電極Ａ，Ｂから電流Ｉ１，Ｉ２として取り出される。
て説明する。ＰＳＤ５は、図６の（Ａ）に示すように、
シリコンチップの表面にｐ−層、裏面にＮ＋層、そして
その中間にあるＩ層の３層から構成され、ＰＳＤ５の表
面に光スポットφを照射したとき、生成された電荷（キ
ャリアー）は抵抗層（ｐ−層）で光の入射位置と取り出
し電極Ａ，Ｂまでの距離に逆比例して分割され、各々の
電極Ａ，Ｂから電流Ｉ１，Ｉ２として取り出される。
【０００７】今、図６の（Ａ）のように、光電流Ｉ０、
電極Ａ，Ｂの中点から光入射位置Ｐ点までの距離をｘ、
入射位置Ｐ点から電極Ａまでの抵抗値をＲ0１、入射位
置Ｐ点から電極Ｂまでの抵抗値をＲ0２、電極Ａ，Ｂ間
の距離をＬ、電極Ａ，Ｂ間の抵抗値をＲＴ、電極Ａ，Ｂ
から取り出される電流をそれぞれＩ１，Ｉ２とすると、
電流Ｉ１，Ｉ２は以下の（１）（２）式で表される。
電極Ａ，Ｂの中点から光入射位置Ｐ点までの距離をｘ、
入射位置Ｐ点から電極Ａまでの抵抗値をＲ0１、入射位
置Ｐ点から電極Ｂまでの抵抗値をＲ0２、電極Ａ，Ｂ間
の距離をＬ、電極Ａ，Ｂ間の抵抗値をＲＴ、電極Ａ，Ｂ
から取り出される電流をそれぞれＩ１，Ｉ２とすると、
電流Ｉ１，Ｉ２は以下の（１）（２）式で表される。
【０００８】
【数１】
【０００９】表面抵抗層（ｐ−層）の比抵抗Ｒｉの分布
が図６の（Ｂ）のように一様であるので、抵抗Ｒ0１，
Ｒ0２は入射位置Ｐ点から電極Ａ，Ｂまでの距離に比例
し、次式で表される。
が図６の（Ｂ）のように一様であるので、抵抗Ｒ0１，
Ｒ0２は入射位置Ｐ点から電極Ａ，Ｂまでの距離に比例
し、次式で表される。
【００１０】
【数２】
【００１１】これを（１）（２）式に代入すると、電極
Ａ，Ｂから取り出される電流Ｉ１，Ｉ２は次式となる。
Ａ，Ｂから取り出される電流Ｉ１，Ｉ２は次式となる。
【００１２】
【数３】
【００１３】ここで、電流Ｉ１，Ｉ２の和と差の比をと
ると次式となる。
ると次式となる。
【００１４】
【数４】
【００１５】このように、受光素子としてＰＳＤを用い
ると、直接位置情報を出力として得られる。
ると、直接位置情報を出力として得られる。
【００１６】このＰＳＤ５の信号電流Ｉ１とＩ２を処理
する信号処理回路８の一例を図８に示す。図８におい
て、Ｒ１〜Ｒ７は抵抗、Ｐ１〜Ｐ５は増幅器を示す。Ｐ
ＳＤ５の信号電流Ｉ１，Ｉ２は、電流電圧変換回路部１
１にて、電圧Ｖ０１，Ｖ０２に変換する。Ｖ０１はＶ
０１＝Ｒ１×Ｉ１、Ｖ０２はＶ０２＝Ｒ１×Ｉ２とな
る。次に、減算回路部１２にてＶ０２とＶ０１の引算を
行い、Ｉ２−Ｉ１に対応した出力電圧ＶＯＡを得る。Ｖ
０Ａは次式で表わされる。
する信号処理回路８の一例を図８に示す。図８におい
て、Ｒ１〜Ｒ７は抵抗、Ｐ１〜Ｐ５は増幅器を示す。Ｐ
ＳＤ５の信号電流Ｉ１，Ｉ２は、電流電圧変換回路部１
１にて、電圧Ｖ０１，Ｖ０２に変換する。Ｖ０１はＶ
０１＝Ｒ１×Ｉ１、Ｖ０２はＶ０２＝Ｒ１×Ｉ２とな
る。次に、減算回路部１２にてＶ０２とＶ０１の引算を
行い、Ｉ２−Ｉ１に対応した出力電圧ＶＯＡを得る。Ｖ
０Ａは次式で表わされる。
【００１７】
【数５】
【００１８】また、加算回路部１３にて、Ｖ０１とＶ
０２の足し算を行う。図８において、Ｖ０３は次式で表
わされる。
０２の足し算を行う。図８において、Ｖ０３は次式で表
わされる。
【００１９】
【数６】
【００２０】そして、Ｉ１＋Ｉ２に対応した出力ＶＯＢ
を得ることができる。Ｖ０Ｂは次式で表わされる。
を得ることができる。Ｖ０Ｂは次式で表わされる。
【００２１】
【数７】
【００２２】このＶＯＡとＶＯＢをマイコン等で演算処
理することにより、ＶＯＡ／ＶＯＢを求める。 Ｖ０Ａ
／Ｖ０Ｂは次式で表わされる。
理することにより、ＶＯＡ／ＶＯＢを求める。 Ｖ０Ａ
／Ｖ０Ｂは次式で表わされる。
【００２３】
【数８】
【００２４】したがつて、（Ｉ２−Ｉ１）／（Ｉ１＋Ｉ
２）は、上述の如く、ＰＳＤ５に入射する光の位置に対
応しており、（Ｉ２−Ｉ１）／（Ｉ１＋Ｉ２）により、
ＰＳＤ５に入射する光のスポツト位置がわかる。
２）は、上述の如く、ＰＳＤ５に入射する光の位置に対
応しており、（Ｉ２−Ｉ１）／（Ｉ１＋Ｉ２）により、
ＰＳＤ５に入射する光のスポツト位置がわかる。
【００２５】ＰＳＤ５に入射する光のスポツト位置がわ
かると、前述のように、センサーと検出物体３との距離
がわかる。
かると、前述のように、センサーと検出物体３との距離
がわかる。
【００２６】このようにして、ＰＳＤ５の信号電流Ｉ１
とＩ２を信号処理回路８にて処理することにより、セン
サーと検出物体３の距離を検出することができる。
とＩ２を信号処理回路８にて処理することにより、セン
サーと検出物体３の距離を検出することができる。
【００２７】また、ＰＳＤ５の他の信号処理回路８の例
を図９に示す。図９の回路において、１５は対数変換回
路部、１６は差動増幅回路部、１７，１８はｌｏｇダイ
オードで、その出力Ｖ０１，Ｖ０２は次式で表される。
なお、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度（°Ｋ）、ｑ
は電子の電荷量である。
を図９に示す。図９の回路において、１５は対数変換回
路部、１６は差動増幅回路部、１７，１８はｌｏｇダイ
オードで、その出力Ｖ０１，Ｖ０２は次式で表される。
なお、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度（°Ｋ）、ｑ
は電子の電荷量である。
【００２８】
【数９】
【００２９】そして、増幅回路部１６内からの出力Ｖ０
は次式で表わされる。
は次式で表わされる。
【００３０】
【数１０】
【００３１】この回路により、ｌｏｇ（Ｉ１／Ｉ２）に
対応した出力を得ることができる。Ｉ１／Ｉ２は、ＰＳ
Ｄに入射する光のスポツト位置に対応しており、ｌｏｇ
（Ｉ１／Ｉ２）により、ＰＳＤに入射する光のスポツト
位置がわかる。ＰＳＤ５に入射する光のスポツト位置が
わかると、前述のように、センサーと検出物体３との距
離を検出することができる。
対応した出力を得ることができる。Ｉ１／Ｉ２は、ＰＳ
Ｄに入射する光のスポツト位置に対応しており、ｌｏｇ
（Ｉ１／Ｉ２）により、ＰＳＤに入射する光のスポツト
位置がわかる。ＰＳＤ５に入射する光のスポツト位置が
わかると、前述のように、センサーと検出物体３との距
離を検出することができる。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、図
７の如く、ＬＥＤ１は、駆動回路部９のみにより駆動制
御されているので、発光量の制御は測距物体までの距離
によらず一定であつた。そのため、例えば、図４の如
く、ＰＳＤ５を使用した場合、遠距離まで測定しようと
すると、受光量を大きくする必要がある。
７の如く、ＬＥＤ１は、駆動回路部９のみにより駆動制
御されているので、発光量の制御は測距物体までの距離
によらず一定であつた。そのため、例えば、図４の如
く、ＰＳＤ５を使用した場合、遠距離まで測定しようと
すると、受光量を大きくする必要がある。
【００３３】しかし、そうすると、近距離側でＰＳＤ５
の許容光電流（図５）を越えるようになり、測距範囲が
制限されてしまうといつた問題がある。
の許容光電流（図５）を越えるようになり、測距範囲が
制限されてしまうといつた問題がある。
【００３４】なお、図５において（Ａ）はＰＳＤ５の等
価回路を示し、（Ｂ）は逆バイアスＶＲでの等価回路を
示す。この回路における許容光電流Iは次式で表わされ
る。
価回路を示し、（Ｂ）は逆バイアスＶＲでの等価回路を
示す。この回路における許容光電流Iは次式で表わされ
る。
【００３５】
【数１１】
【００３６】但し、ＶＤＦはダイオードの順方向電圧で
ある。
ある。
【００３７】また、従来技術では、ＰＳＤ５および信号
処理回路８が一組しかないため、例えば、図１０の実線
に示すチツプサイズのＰＳＤ５を使用したとき、検出物
体３がＡ点とＢ点の間にあれば、検出物体３からの反射
光はレンズを介してＰＳＤ５に入射する。すなわち、Ｂ
〜Ａの距離範囲が測距可能範囲であり、出力の距離特性
は、図１１の実線にて示すような特性になる。
処理回路８が一組しかないため、例えば、図１０の実線
に示すチツプサイズのＰＳＤ５を使用したとき、検出物
体３がＡ点とＢ点の間にあれば、検出物体３からの反射
光はレンズを介してＰＳＤ５に入射する。すなわち、Ｂ
〜Ａの距離範囲が測距可能範囲であり、出力の距離特性
は、図１１の実線にて示すような特性になる。
【００３８】この従来技術の構成にて、Ｃ〜Ａ点まで測
距範囲を広くしたい時、ＰＳＤ５を図１０の点線のよう
に大きくすれば、Ｃ〜Ａの距離範囲が測距可能範囲とな
り、図１１の点線に示すような出力の距離特性を得るこ
とができる。しかし、図１１に示す如く、検出物体３と
の距離が長距離、すなわち検出物体３がＡ点付近にある
とき、実線の傾き（距離変化に対する出力変化量）が、
点線の傾き（距離変化に対する出力変化量）に比べて大
きくなる。すなわち、点線の方が実線より測距誤差が大
きくなり、測距精度が悪くなる。
距範囲を広くしたい時、ＰＳＤ５を図１０の点線のよう
に大きくすれば、Ｃ〜Ａの距離範囲が測距可能範囲とな
り、図１１の点線に示すような出力の距離特性を得るこ
とができる。しかし、図１１に示す如く、検出物体３と
の距離が長距離、すなわち検出物体３がＡ点付近にある
とき、実線の傾き（距離変化に対する出力変化量）が、
点線の傾き（距離変化に対する出力変化量）に比べて大
きくなる。すなわち、点線の方が実線より測距誤差が大
きくなり、測距精度が悪くなる。
【００３９】このように、測距可能範囲と測距精度は相
反する特性であり、従来技術においては、測距可能範囲
を広くしようとすると、精度が悪くなり、また、精度を
良くしようとすると測距可能範囲が狭くなるという問題
点があつた。
反する特性であり、従来技術においては、測距可能範囲
を広くしようとすると、精度が悪くなり、また、精度を
良くしようとすると測距可能範囲が狭くなるという問題
点があつた。
【００４０】本発明は、上記に鑑み、ＰＳＤを使用して
も、遠距離から近距離までの広い測距範囲を実現可能と
し、かつ、高精度な測距出力を得ることのできる光学的
測距センサーの提供を目的とする。
も、遠距離から近距離までの広い測距範囲を実現可能と
し、かつ、高精度な測距出力を得ることのできる光学的
測距センサーの提供を目的とする。
【００４１】
【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、図１〜３の如く、発光部１からの光を検
出物体３に当て、その反射した光を受光部５ａ，５ｂで
受け、その受光位置に応じて検出物体３までの距離を測
定する光学的測距センサーにおいて、前記受光部とし
て、遠距離測定用受光部５ａと、近距離測定用受光部５
ｂとが別個に設けられ、該各受光部５ａ，５ｂでの受光
量を検出する二個の受光量検出回路２１ａ，２１ｂと、
該両検出回路２１ａ，２１ｂからの検出結果を読み込む
読込制御回路３１とが設けられ、該読込制御回路３１
は、一方の検出回路２１ｂからの出力結果が一定の基準
出力範囲内にあるか否かを比較判定する比較手段３２
と、該比較手段３２にて一方の検出回路２１ｂからの出
力結果が一定の基準出力範囲外にあると判断したときに
他方の検出回路２１ａに自動的に切り替えて他方の検出
結果を読み込み直す切替手段３３とを有せしめられたも
のである。
題解決手段は、図１〜３の如く、発光部１からの光を検
出物体３に当て、その反射した光を受光部５ａ，５ｂで
受け、その受光位置に応じて検出物体３までの距離を測
定する光学的測距センサーにおいて、前記受光部とし
て、遠距離測定用受光部５ａと、近距離測定用受光部５
ｂとが別個に設けられ、該各受光部５ａ，５ｂでの受光
量を検出する二個の受光量検出回路２１ａ，２１ｂと、
該両検出回路２１ａ，２１ｂからの検出結果を読み込む
読込制御回路３１とが設けられ、該読込制御回路３１
は、一方の検出回路２１ｂからの出力結果が一定の基準
出力範囲内にあるか否かを比較判定する比較手段３２
と、該比較手段３２にて一方の検出回路２１ｂからの出
力結果が一定の基準出力範囲外にあると判断したときに
他方の検出回路２１ａに自動的に切り替えて他方の検出
結果を読み込み直す切替手段３３とを有せしめられたも
のである。
【００４２】本発明請求項２による課題解決手段は、請
求項１記載の光学的測距センサーにおいて、各検出回路
２１ａ，２１ｂからの出力結果に基いて、前記発光部１
からの発光量を制御する発光量制御回路２２が設けられ
たものである。
求項１記載の光学的測距センサーにおいて、各検出回路
２１ａ，２１ｂからの出力結果に基いて、前記発光部１
からの発光量を制御する発光量制御回路２２が設けられ
たものである。
【００４３】
【作用】上記請求項１による課題解決手段において、例
えば、検出物体３が近距離にあれば、近距離測定用受光
部５ｂで距離を測定し、検出回路２１ｂにて検出結果を
制御回路３１に送信する。
えば、検出物体３が近距離にあれば、近距離測定用受光
部５ｂで距離を測定し、検出回路２１ｂにて検出結果を
制御回路３１に送信する。
【００４４】また検出物体３が遠距離にあれば、検出回
路２１ｂからの検出結果は、一定の基準出力範囲外とな
るため、制御回路３１はこれを読み込まず、他方の検出
回路２１ａに自動的に切り替え、他方の検出結果を読み
込み直す。
路２１ｂからの検出結果は、一定の基準出力範囲外とな
るため、制御回路３１はこれを読み込まず、他方の検出
回路２１ａに自動的に切り替え、他方の検出結果を読み
込み直す。
【００４５】そうすると、遠距離から近距離に至るま
で、各受光部５ａ，５ｂの特性に応じて正確に距離情報
を得ることができる。
で、各受光部５ａ，５ｂの特性に応じて正確に距離情報
を得ることができる。
【００４６】請求項２では、受光部５ａ，５ｂの光出力
電流が大きくなれば、制御回路２１にて発光量を小さく
し、受光部５ａ，５ｂの許容光電流を越えないようにす
る。
電流が大きくなれば、制御回路２１にて発光量を小さく
し、受光部５ａ，５ｂの許容光電流を越えないようにす
る。
【００４７】
【実施例】図１は本発明に係る測距センサーの機能ブロ
ツク図、図２は本発明に係る測距センサーの検出動作
図、図３は本発明に係る測距センサー出力の距離特性を
示す図である。
ツク図、図２は本発明に係る測距センサーの検出動作
図、図３は本発明に係る測距センサー出力の距離特性を
示す図である。
【００４８】図１，２中、５ａ，５ｂは受光部としての
ＰＳＤ、８ａ，８ｂは各ＰＳＤ出力を信号処理する信号
処理回路、４ａ，４ｂはレンズであり、これらの構成部
品は従来のＰＳＤ５および信号処理回路８と同一機能の
ものが二組内蔵されてなる。また、１は従来と同様のＬ
ＥＤである。
ＰＳＤ、８ａ，８ｂは各ＰＳＤ出力を信号処理する信号
処理回路、４ａ，４ｂはレンズであり、これらの構成部
品は従来のＰＳＤ５および信号処理回路８と同一機能の
ものが二組内蔵されてなる。また、１は従来と同様のＬ
ＥＤである。
【００４９】そして、本実施例では、各ＰＳＤ５ａ，５
ｂの受光量を検出する受光量検出回路２１ａ，２１ｂが
夫々設けられている。この検出回路２１ａ，２１ｂは、
ＰＳＤ５ａ，５ｂに流れる光電流を個別に検出するもの
である。
ｂの受光量を検出する受光量検出回路２１ａ，２１ｂが
夫々設けられている。この検出回路２１ａ，２１ｂは、
ＰＳＤ５ａ，５ｂに流れる光電流を個別に検出するもの
である。
【００５０】この検出回路２１ａ，２１ｂからの信号
は、ＬＥＤ１からの発光量を制御する制御回路２２およ
び読込制御回路３１に入力される。
は、ＬＥＤ１からの発光量を制御する制御回路２２およ
び読込制御回路３１に入力される。
【００５１】そして、特に検出回路２１ａは、他方の検
出回路２１ｂに比べて遠距離の距離情報を得るのに適す
るよう構成されている。
出回路２１ｂに比べて遠距離の距離情報を得るのに適す
るよう構成されている。
【００５２】前記制御回路２２では、ＰＳＤ５ａ，５ｂ
の許容光電流を越えないように、ＬＥＤ１の発光量を制
御する。すなわち、ＰＳＤ５ａ，５ｂの光出力電流が大
きくなれば発光量を小さくし、ＰＳＤ５ａ，５ｂの許容
光電流を越えないようにする。
の許容光電流を越えないように、ＬＥＤ１の発光量を制
御する。すなわち、ＰＳＤ５ａ，５ｂの光出力電流が大
きくなれば発光量を小さくし、ＰＳＤ５ａ，５ｂの許容
光電流を越えないようにする。
【００５３】前記読込制御回路３１は、一方の検出回路
２１ｂからの出力結果が一定の基準出力範囲内にあるか
否かを比較判定する比較手段３２と、該比較手段３２に
て一方の検出回路２１ｂからの出力結果が一定の基準出
力範囲外にあると判断したときに他方の検出回路２１ａ
に自動的に切り替えて他方の検出結果を読み込み直す切
替手段３３とを有せしめられている。
２１ｂからの出力結果が一定の基準出力範囲内にあるか
否かを比較判定する比較手段３２と、該比較手段３２に
て一方の検出回路２１ｂからの出力結果が一定の基準出
力範囲外にあると判断したときに他方の検出回路２１ａ
に自動的に切り替えて他方の検出結果を読み込み直す切
替手段３３とを有せしめられている。
【００５４】前記比較手段３２は、図３の如く、検出回
路２１ｂからの出力信号を一定の基準出力値Ｖｘよりも
大であるか否か比較判定し、判定結果を切替手段３３に
送信する。
路２１ｂからの出力信号を一定の基準出力値Ｖｘよりも
大であるか否か比較判定し、判定結果を切替手段３３に
送信する。
【００５５】前記切替手段３３は、比較手段３２からの
判定結果に基づいて、検出回路２１ｂからの出力信号が
一定の基準出力値Ｖｘよりも大である場合に、この出力
信号に基づいて検出物体３の距離を判断し、検出回路２
１ｂからの出力信号が一定の基準出力値Ｖｘよりも小で
ある場合には、検出回路２１ａの出力信号に基づいて検
出物体３の距離を判断するよう構成されている。
判定結果に基づいて、検出回路２１ｂからの出力信号が
一定の基準出力値Ｖｘよりも大である場合に、この出力
信号に基づいて検出物体３の距離を判断し、検出回路２
１ｂからの出力信号が一定の基準出力値Ｖｘよりも小で
ある場合には、検出回路２１ａの出力信号に基づいて検
出物体３の距離を判断するよう構成されている。
【００５６】上記構成において、まず、ＬＥＤ１にて発
光後、少なくともいずれか一方の検出回路２１ａ，２１
ｂの受光量に基づき、受光量が小であれば遠距離と判断
して、発光量を大きくするよう制御する。この場合、検
出物体３からの受光量は、さほど大きくないため、ＰＳ
Ｄ５ａ，５ｂは許容光電流を越えることはない。
光後、少なくともいずれか一方の検出回路２１ａ，２１
ｂの受光量に基づき、受光量が小であれば遠距離と判断
して、発光量を大きくするよう制御する。この場合、検
出物体３からの受光量は、さほど大きくないため、ＰＳ
Ｄ５ａ，５ｂは許容光電流を越えることはない。
【００５７】また、近距離を測定する場合、発光量を小
さくして、ＰＳＤ５ａ，５ｂの許容光電流を越えないよ
うにする。
さくして、ＰＳＤ５ａ，５ｂの許容光電流を越えないよ
うにする。
【００５８】そうすると、測定距離に応じて発光部から
の発光量を制御しているので、近距離のみならず遠距離
まで測定できる。
の発光量を制御しているので、近距離のみならず遠距離
まで測定できる。
【００５９】ここで、図２の如く、Ａ，Ｂ，Ｃの３点間
の検出物体３について、その検出動作を詳述する。な
お、特にＢ点は、検出回路２１ｂの出力値が基準出力値
Ｖｘとなる点を指す。
の検出物体３について、その検出動作を詳述する。な
お、特にＢ点は、検出回路２１ｂの出力値が基準出力値
Ｖｘとなる点を指す。
【００６０】まず、検出物体３がＡ点とＢ点の間にあれ
ば、検出物体３からの反射光は、一方のレンズ４ｂを介
してＰＳＤ５ｂに入射するとともに、他方のレンズ４ａ
を介して他方のＰＳＤ５ａに入射する。そして、ＰＳＤ
５ｂでの検出信号は、検出回路２１ｂに送られ、さらに
信号処理回路８ａ，８ｂを通じて制御回路３１に送信さ
れる。
ば、検出物体３からの反射光は、一方のレンズ４ｂを介
してＰＳＤ５ｂに入射するとともに、他方のレンズ４ａ
を介して他方のＰＳＤ５ａに入射する。そして、ＰＳＤ
５ｂでの検出信号は、検出回路２１ｂに送られ、さらに
信号処理回路８ａ，８ｂを通じて制御回路３１に送信さ
れる。
【００６１】しかし、図３の如く、検出回路２１ｂから
の出力信号が一定の基準出力値Ｖｘよりも小となるた
め、他方の検出回路２１ａの出力信号を読み直し、他方
のＰＳＤ５ａに基づいて検出物体３の距離を判断する。
すなわちＢ〜Ａの距離範囲がＰＳＤ５ａでの測距可能範
囲であり、出力の距離特性は、図３の出力１に示すよう
な特性になる。
の出力信号が一定の基準出力値Ｖｘよりも小となるた
め、他方の検出回路２１ａの出力信号を読み直し、他方
のＰＳＤ５ａに基づいて検出物体３の距離を判断する。
すなわちＢ〜Ａの距離範囲がＰＳＤ５ａでの測距可能範
囲であり、出力の距離特性は、図３の出力１に示すよう
な特性になる。
【００６２】また、検出物体３がＢ点とＣ点の間にあれ
ば、検出物体３からの反射光は、レンズ４ｂを介してＰ
ＳＤ５ｂチツプ上に入射し、検出回路２１ｂが制御回路
２２に出力信号を送信する。この際、図３の如く、検出
回路２１ｂからの出力信号は基準出力値Ｖｘよりも大と
なるため、制御回路２２はこの出力信号に基づいて検出
物体３の距離を判断する。すなわち、Ｃ〜Ｂの距離範囲
がＰＳＤ５ｂでの測距可能範囲であり、出力の距離特性
は、図３の出力２に示すような特性になる。
ば、検出物体３からの反射光は、レンズ４ｂを介してＰ
ＳＤ５ｂチツプ上に入射し、検出回路２１ｂが制御回路
２２に出力信号を送信する。この際、図３の如く、検出
回路２１ｂからの出力信号は基準出力値Ｖｘよりも大と
なるため、制御回路２２はこの出力信号に基づいて検出
物体３の距離を判断する。すなわち、Ｃ〜Ｂの距離範囲
がＰＳＤ５ｂでの測距可能範囲であり、出力の距離特性
は、図３の出力２に示すような特性になる。
【００６３】このように、出力１，２により、Ｃ〜Ａ点
の間にある検出物体３の全ての距離情報を得ることがで
きる。
の間にある検出物体３の全ての距離情報を得ることがで
きる。
【００６４】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【００６５】例えば、上記実施例では、一方のＰＳＤ５
ｂの出力最低値となる基準出力値Ｖｘを決め、これより
低くなる場合に他方のＰＳＤ５ａに切り替えていたが、
逆にＰＳＤ５ａの最大値を決めておき、これより出力値
が大となる場合だけＰＳＤ５ｂに切り替えてもよい。
ｂの出力最低値となる基準出力値Ｖｘを決め、これより
低くなる場合に他方のＰＳＤ５ａに切り替えていたが、
逆にＰＳＤ５ａの最大値を決めておき、これより出力値
が大となる場合だけＰＳＤ５ｂに切り替えてもよい。
【００６６】また、ＰＳＤ５ａとＰＳＤ５ｂをＬＥＤ１
の片側に順次配していたが、これらを、ＬＥＤ１の両側
に配しても良い。
の片側に順次配していたが、これらを、ＬＥＤ１の両側
に配しても良い。
【００６７】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項１によると、受光部として、遠距離測定用受光部
と、近距離測定用受光部とを別個に設け、これらの検出
結果を読み込む読込制御回路を、比較手段と切替手段と
で構成しているので、測距精度を悪くすることなく、遠
距離から近距離に至るまで、広い測距範囲を得ることの
できる測距センサーを提供できる。
求項１によると、受光部として、遠距離測定用受光部
と、近距離測定用受光部とを別個に設け、これらの検出
結果を読み込む読込制御回路を、比較手段と切替手段と
で構成しているので、測距精度を悪くすることなく、遠
距離から近距離に至るまで、広い測距範囲を得ることの
できる測距センサーを提供できる。
【００６８】また、本発明請求項２によると、測定距離
に応じて発光部からの発光量を制御しているので、近距
離のみならず遠距離まで測定できるといった優れた効果
がある。
に応じて発光部からの発光量を制御しているので、近距
離のみならず遠距離まで測定できるといった優れた効果
がある。
【図１】本発明に係る測距センサーの機能ブロツク図
【図２】本発明に係る測距センサーの検出動作図
【図３】本発明に係る測距センサー出力の距離特性を示
す図
す図
【図４】一般的な測距センサーの検出原理図
【図５】（Ａ）はＰＳＤの等価回路図、（Ｂ）はＰＳＤ
の逆バイアスでの等価回路図
の逆バイアスでの等価回路図
【図６】（Ａ）はＰＳＤの動作原理図、（Ｂ）は表面抵
抗層の比抵抗Ｒｉの分布図
抗層の比抵抗Ｒｉの分布図
【図７】従来の測距センサーの機能ブロック図
【図８】従来のＰＳＤの信号電流Ｉ１，Ｉ２の信号処理
回路図
回路図
【図９】従来のＰＳＤの信号電流Ｉ１，Ｉ２の別の信号
処理回路図
処理回路図
【図１０】従来の測距センサーの検出動作図
【図１１】従来の測距センサー出力の距離特性を示す図
１ 赤外発光ダイオード ２ レンズ ３ 検出物体 ４ レンズ ５ａ，５ｂ ＰＳＤ ８ａ，８ｂ 信号処理回路 ２１ａ，２１ｂ 受光量検出回路 ２２ 発光量制御回路 ３１ 読込制御回路 ３２ 比較手段 ３３ 切替手段
Claims (2)
- 【請求項１】 発光部からの光を検出物体に当て、その
反射した光を受光部で受け、その受光位置に応じて検出
物体までの距離を測定する光学的測距センサーにおい
て、前記受光部として、遠距離測定用受光部と、近距離
測定用受光部とが別個に設けられ、該各受光部での受光
量を検出する二個の受光量検出回路と、該両検出回路か
らの検出結果を読み込む読込制御回路とが設けられ、該
読込制御回路は、一方の検出回路からの出力結果が一定
の基準出力範囲内にあるか否かを比較判定する比較手段
と、該比較手段にて一方の検出回路からの出力結果が一
定の基準出力範囲外にあると判断したときに他方の検出
回路に自動的に切り替えて他方の検出結果を読み込み直
す切替手段とを有せしめられたことを特徴とする光学的
測距センサー。 - 【請求項２】 請求項１記載の光学的測距センサーにお
いて、各検出回路からの出力結果に基いて、前記発光部
からの発光量を制御する発光量制御回路が設けられたこ
とを特徴とする光学的測距センサー。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6575492A JPH0618258A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 光学的測距センサー |
| US07/994,970 US5488468A (en) | 1991-12-26 | 1992-12-22 | Optical distance measuring apparatus having semiconductor position sensitive photodetector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6575492A JPH0618258A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 光学的測距センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618258A true JPH0618258A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=13296135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6575492A Pending JPH0618258A (ja) | 1991-12-26 | 1992-03-24 | 光学的測距センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618258A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61107111A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-26 | Minolta Camera Co Ltd | 測距装置 |
| JPS61226607A (ja) * | 1985-04-01 | 1986-10-08 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 測距装置 |
| JPH01288707A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Minolta Camera Co Ltd | 測距装置 |
| JPH041885A (ja) * | 1990-04-19 | 1992-01-07 | Matsushita Refrig Co Ltd | 自動販売機の紙幣挿入口部 |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP6575492A patent/JPH0618258A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61107111A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-26 | Minolta Camera Co Ltd | 測距装置 |
| JPS61226607A (ja) * | 1985-04-01 | 1986-10-08 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 測距装置 |
| JPH01288707A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Minolta Camera Co Ltd | 測距装置 |
| JPH041885A (ja) * | 1990-04-19 | 1992-01-07 | Matsushita Refrig Co Ltd | 自動販売機の紙幣挿入口部 |
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