JPH0654230B2 - 測距演算回路 - Google Patents
測距演算回路Info
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- JPH0654230B2 JPH0654230B2 JP26346885A JP26346885A JPH0654230B2 JP H0654230 B2 JPH0654230 B2 JP H0654230B2 JP 26346885 A JP26346885 A JP 26346885A JP 26346885 A JP26346885 A JP 26346885A JP H0654230 B2 JPH0654230 B2 JP H0654230B2
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- Japan
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- circuit
- current
- output
- logarithmic compression
- transistor
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- Focusing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、測距演算回路に関し、より詳細には、被写体
に赤外光を照射し、このときの被写体反射光を受光部で
検出し、この受光部の出力に基づいて測距情報を得るた
めの測距演算回路に関するものである。
に赤外光を照射し、このときの被写体反射光を受光部で
検出し、この受光部の出力に基づいて測距情報を得るた
めの測距演算回路に関するものである。
［従来の技術］ この種の測距演算回路の概略を第７図を用いて説明す
る。
る。
第７図に示す測距演算回路には、赤外光が照射された被
写体からの反射光を受けるための半導体光位置検出装置
（以下、「ＰＳＤ」と略称する）１０が配置されてい
る。このＰＳＤ１０は、周知のようにその受光面１１に
結像される被写体からの反射光Ｐの位置に応じて、第１
の出力端１２から送出される第１の出力電流Ｉ１と、第
２の出力端１３から送出される第２の出力電流Ｉ２が変
化するようになっている。
写体からの反射光を受けるための半導体光位置検出装置
（以下、「ＰＳＤ」と略称する）１０が配置されてい
る。このＰＳＤ１０は、周知のようにその受光面１１に
結像される被写体からの反射光Ｐの位置に応じて、第１
の出力端１２から送出される第１の出力電流Ｉ１と、第
２の出力端１３から送出される第２の出力電流Ｉ２が変
化するようになっている。
従って、第１の出力電流Ｉ１と第２の出力電流Ｉ２の比
は被写体距離に対応したものとなりこの比を求めること
によって被写体距離情報を得ることができる。
は被写体距離に対応したものとなりこの比を求めること
によって被写体距離情報を得ることができる。
このような被写体距離情報を求めるには、ＰＳＤ１０の
第１の出力端１２に生じる第１の出力電流Ｉ１をＩ／Ｖ
変換回路２０とコンデンサ３０とホールド回路４０と対
数圧縮回路５０で形成される第１の信号処理回路で対数
圧縮された第１の出力電圧ＯＵＴ１に変換する。
第１の出力端１２に生じる第１の出力電流Ｉ１をＩ／Ｖ
変換回路２０とコンデンサ３０とホールド回路４０と対
数圧縮回路５０で形成される第１の信号処理回路で対数
圧縮された第１の出力電圧ＯＵＴ１に変換する。
一方、ＰＳＤ10の第２の出力端１３に生じる第２の出力
電流Ｉ２も上述の回路２０，３０，４０，５０と同様の
第２の信号処理回路２００で対数圧縮された第２の出力
電圧ＯＵＴ２に変換する。
電流Ｉ２も上述の回路２０，３０，４０，５０と同様の
第２の信号処理回路２００で対数圧縮された第２の出力
電圧ＯＵＴ２に変換する。
そして、この第２の出力電圧ＯＵＴ２と上述の第１の出
力電圧ＯＵＴ１との差電圧を差出力検出回路６０で求め
ることによって測距情報信号ＯＵＴを得るようになって
いる。
力電圧ＯＵＴ１との差電圧を差出力検出回路６０で求め
ることによって測距情報信号ＯＵＴを得るようになって
いる。
即ち、ＰＳＤ１０の第１の出力端１２は、オペアンプ２
１の反転入力端−とＰＮＰ形のトランジスタ２２のエミ
ッタに接続され、同トランジスタ２２のベースは、オペ
アンプ２１の出力端に接続されている。また、オペアン
プ２１の非反射入力端＋には、後述する第３の基準電圧
Ｖ３が供給され、上記トランジスタ２２のコレクタは抵
抗２３を介して接地され、トランジスタ２２のコレクタ
がＩ／Ｖ変換回路２０の出力端となっている。
１の反転入力端−とＰＮＰ形のトランジスタ２２のエミ
ッタに接続され、同トランジスタ２２のベースは、オペ
アンプ２１の出力端に接続されている。また、オペアン
プ２１の非反射入力端＋には、後述する第３の基準電圧
Ｖ３が供給され、上記トランジスタ２２のコレクタは抵
抗２３を介して接地され、トランジスタ２２のコレクタ
がＩ／Ｖ変換回路２０の出力端となっている。
このＩ／Ｖ変換回路２０の出力端は、同出力端に生じる
信号の直流成分をカットするためのコンデンサ３０を介
してホールド回路４０の入力端、即ち、ダイオード４１
のアノードに接続されている。同ダイオード４１のカソ
ードは、ＰＮＰ形のトランジスタ４２のエミッタ，コレ
クタと抵抗４３を介して接地されている。また、同トラ
ンジスタ４２のベースは、電圧ホールド用のコンデンサ
４４を介して接地されると共に、オペアンプ４５の出力
端にも接続されている。このオペアンプ４５のバイアス
電流制御端は、ＰＮＰ形のトランジスタ４６のコレク
タ，エミッタを介して動作電圧＋Ｂが供給されている。
また、オペアンプ４５の反転入力端−は、後述する第２
の基準電圧Ｖ２が供給され、非反転入力端＋には、後述
する対数圧縮回路５０の出力端が接続されている。上記
トラジスタ４６のベースには、被写体に赤外光を照射す
るタイミングに基づいてタイミング信号生成回路４７か
ら送出されるタイミング信号Ｓ１が供給されるようにな
っている。
信号の直流成分をカットするためのコンデンサ３０を介
してホールド回路４０の入力端、即ち、ダイオード４１
のアノードに接続されている。同ダイオード４１のカソ
ードは、ＰＮＰ形のトランジスタ４２のエミッタ，コレ
クタと抵抗４３を介して接地されている。また、同トラ
ンジスタ４２のベースは、電圧ホールド用のコンデンサ
４４を介して接地されると共に、オペアンプ４５の出力
端にも接続されている。このオペアンプ４５のバイアス
電流制御端は、ＰＮＰ形のトランジスタ４６のコレク
タ，エミッタを介して動作電圧＋Ｂが供給されている。
また、オペアンプ４５の反転入力端−は、後述する第２
の基準電圧Ｖ２が供給され、非反転入力端＋には、後述
する対数圧縮回路５０の出力端が接続されている。上記
トラジスタ４６のベースには、被写体に赤外光を照射す
るタイミングに基づいてタイミング信号生成回路４７か
ら送出されるタイミング信号Ｓ１が供給されるようにな
っている。
このようなホールド回路４０の出力端、即ち、ダイオー
ド４１のアノードは、次段の対数圧縮回路５０の入力端
に接続されている。
ド４１のアノードは、次段の対数圧縮回路５０の入力端
に接続されている。
この対数圧縮回路５０の入力端は、オペアンプ５２の反
転入力端−と、対数圧縮素子である、ＮＰＮ形のトラン
ジスタ５１のベースとの共通接続点になっていて、同オ
ペアンプ５２の出力端は、対数圧縮回路５０の出力端に
なると共に、上記トランジスタ５１のエミッタに接続さ
れている。また、同トランジスタ５１のコレクタには、
動作電圧＋Ｂが供給されている。さらに、同オペアンプ
５２の非反転入力端＋には、後述する第１の基準電圧Ｖ
１が供給されるようになっている。
転入力端−と、対数圧縮素子である、ＮＰＮ形のトラン
ジスタ５１のベースとの共通接続点になっていて、同オ
ペアンプ５２の出力端は、対数圧縮回路５０の出力端に
なると共に、上記トランジスタ５１のエミッタに接続さ
れている。また、同トランジスタ５１のコレクタには、
動作電圧＋Ｂが供給されている。さらに、同オペアンプ
５２の非反転入力端＋には、後述する第１の基準電圧Ｖ
１が供給されるようになっている。
このように形成される回路２０，４０，５０，コンデン
サ３０でなる第１の信号処理回路と同様にして第２の信
号処理回路２００も形成されている。そして、第２の信
号処理回路２００の入力端にはＰＳＤ１０の第２の出力
端１３が接続されると共に、第１ないし第３の基準電圧
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と動作電圧＋Ｂが供給されるようにな
っている。
サ３０でなる第１の信号処理回路と同様にして第２の信
号処理回路２００も形成されている。そして、第２の信
号処理回路２００の入力端にはＰＳＤ１０の第２の出力
端１３が接続されると共に、第１ないし第３の基準電圧
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と動作電圧＋Ｂが供給されるようにな
っている。
このような第２の信号処理回路２００の出力端は、差出
力検出回路６０を形成する抵抗６４を介してオペアンプ
６２の非反転入力端＋に接続され、上述の第１の信号処
理回路の出力端抵抗は、６１を介してオペアンプ６２の
反転入力端−に接続されている。また、オペアンプ６２
の非反転入力端＋は、抵抗６５を介して第２の基準電圧
Ｖ２が供給され、反転入力端−は、抵抗６３を介して自
身の出力端に接続されている。そして、オペアンプ６２
の出力端が差出力検出回路６０の出力端、即ち、測距情
報信号ＯＵＴの送出端になっている。
力検出回路６０を形成する抵抗６４を介してオペアンプ
６２の非反転入力端＋に接続され、上述の第１の信号処
理回路の出力端抵抗は、６１を介してオペアンプ６２の
反転入力端−に接続されている。また、オペアンプ６２
の非反転入力端＋は、抵抗６５を介して第２の基準電圧
Ｖ２が供給され、反転入力端−は、抵抗６３を介して自
身の出力端に接続されている。そして、オペアンプ６２
の出力端が差出力検出回路６０の出力端、即ち、測距情
報信号ＯＵＴの送出端になっている。
また、第１の基準電圧Ｖ１と第２の基準電圧Ｖ２は、定
電圧回路１００によって生成されるようになっている。
即ち、非反転入力端＋に基準電圧Ｖが供給されるオペア
ンプ１０１の出力端と反転入力端−を共通接続すること
によって第１の基準電圧Ｖ１が生成される。また、この
第１の基準電圧Ｖ１は、ＮＰＮ形のトランジスタ１０２
のコレクタ，ベースを共通接続した点とエミッタを介し
てオペアンプ１０３の非反転入力端＋に供給され、同非
反転入力端＋には、定電流Ｉｅを有する定電流源１０４
が供給されている。そして、同オペアンプ１０３の反転
入力端−と出力端を共通接続した点から第２の基準電圧
Ｖ２が得られるようになっている。
電圧回路１００によって生成されるようになっている。
即ち、非反転入力端＋に基準電圧Ｖが供給されるオペア
ンプ１０１の出力端と反転入力端−を共通接続すること
によって第１の基準電圧Ｖ１が生成される。また、この
第１の基準電圧Ｖ１は、ＮＰＮ形のトランジスタ１０２
のコレクタ，ベースを共通接続した点とエミッタを介し
てオペアンプ１０３の非反転入力端＋に供給され、同非
反転入力端＋には、定電流Ｉｅを有する定電流源１０４
が供給されている。そして、同オペアンプ１０３の反転
入力端−と出力端を共通接続した点から第２の基準電圧
Ｖ２が得られるようになっている。
従って、ＰＳＤ１０の第１の出力端１２に得られた第１
の出力電流Ｉ１が、オペアンプ２１の反転入力端−に印
加され、トランジスタ２２のエミッタ，ベースの帰還ル
ープによって第１の出力電流Ｉ１に略等しい電流が抵抗
２３に流れることによって同トランジスタ２２のコレク
タに上記第１の出力電流Ｉ１に応じた電圧が生じる。こ
の電圧は、コンデンサ３０によって直流成分がカットさ
れ、交流成分のみが次段のホールド回路４０に供給され
る。ここで、上記Ｉ／Ｖ変換回路２０の出力の交流成分
とは、図示しない赤外光源を発光させた時にＰＳＤ１０
によって受光される測距用の被写体反射光の成分であ
り、直流成分とは、通常の露光用の成分である。
の出力電流Ｉ１が、オペアンプ２１の反転入力端−に印
加され、トランジスタ２２のエミッタ，ベースの帰還ル
ープによって第１の出力電流Ｉ１に略等しい電流が抵抗
２３に流れることによって同トランジスタ２２のコレク
タに上記第１の出力電流Ｉ１に応じた電圧が生じる。こ
の電圧は、コンデンサ３０によって直流成分がカットさ
れ、交流成分のみが次段のホールド回路４０に供給され
る。ここで、上記Ｉ／Ｖ変換回路２０の出力の交流成分
とは、図示しない赤外光源を発光させた時にＰＳＤ１０
によって受光される測距用の被写体反射光の成分であ
り、直流成分とは、通常の露光用の成分である。
このようなＩ／Ｖ変換回路２０の出力の電圧は、ホール
ド回路４０によってタイミング信号生成回路４７からの
タイミング信号Ｓ１によってホールドされる。このタイ
ミングは、図示しない赤外光源の発光タイミングに同期
しており、赤外発光をしていない時にタイミング信号Ｓ
１によってトランジスタ４６がオンされている間には、
トランジスタ５１のベースが第１の基準電圧Ｖ１にロッ
クされ、同トランジスタ５１のエミッタが第２の基準電
圧Ｖ２にロックされる。このために、上記Ｉ／Ｖ変換回
路２０に生じる交流成分はダイオード４１のアノードと
カソードを介してトランジスタ４２のエミッタに流れこ
む。
ド回路４０によってタイミング信号生成回路４７からの
タイミング信号Ｓ１によってホールドされる。このタイ
ミングは、図示しない赤外光源の発光タイミングに同期
しており、赤外発光をしていない時にタイミング信号Ｓ
１によってトランジスタ４６がオンされている間には、
トランジスタ５１のベースが第１の基準電圧Ｖ１にロッ
クされ、同トランジスタ５１のエミッタが第２の基準電
圧Ｖ２にロックされる。このために、上記Ｉ／Ｖ変換回
路２０に生じる交流成分はダイオード４１のアノードと
カソードを介してトランジスタ４２のエミッタに流れこ
む。
そして、赤外発光が開始すると同時にタイミング信号Ｓ
１によってトランジスタ４６がオフされると、オペアン
プ４５のバイアス電流が断たれるのでトランジスタ５１
のエミッタ電位がフリーになる。これと同時にホールド
回路４０のコンデンサ４４の充電電荷によってトランジ
スタ４２のベースが固定電位にされてしまうために、ト
ランジスタ４６がタイミング信号Ｓ１によってオフされ
た後の、上述の第１の出力電流Ｉ１に基づく変化成分の
みがトランジスタ５１のベースに流れ込む。
１によってトランジスタ４６がオフされると、オペアン
プ４５のバイアス電流が断たれるのでトランジスタ５１
のエミッタ電位がフリーになる。これと同時にホールド
回路４０のコンデンサ４４の充電電荷によってトランジ
スタ４２のベースが固定電位にされてしまうために、ト
ランジスタ４６がタイミング信号Ｓ１によってオフされ
た後の、上述の第１の出力電流Ｉ１に基づく変化成分の
みがトランジスタ５１のベースに流れ込む。
このような動作は、いわゆる背景光の除去のために行な
われる。
われる。
結局、トランジスタ５１のエミッタ電流は第１の基準電
圧Ｖ１と第２の基準電圧Ｖ２によって決定づけられるバ
イアス電流ＩE1と赤外発光時に生じる被写体反射光の赤
外発光に基づく成分のみに対応した電流（トランジスタ
５１のベース電流）ＩB1にトランジスタ５１の電流増幅
率β倍されたβ・ＩB1の和の電流が流れる。即ち、 ＩE1＋β・ＩB1 なる電流が流れる。一方、トランジスタ５１の飽和電流
をＩＳとすると、トランジスタ５１のベース・エミッタ
間電圧ＶBE1は、下式のようになる。
圧Ｖ１と第２の基準電圧Ｖ２によって決定づけられるバ
イアス電流ＩE1と赤外発光時に生じる被写体反射光の赤
外発光に基づく成分のみに対応した電流（トランジスタ
５１のベース電流）ＩB1にトランジスタ５１の電流増幅
率β倍されたβ・ＩB1の和の電流が流れる。即ち、 ＩE1＋β・ＩB1 なる電流が流れる。一方、トランジスタ５１の飽和電流
をＩＳとすると、トランジスタ５１のベース・エミッタ
間電圧ＶBE1は、下式のようになる。
ここで、上記ＶＴは、サーマルボルテージでｋＴ／ｑ
（ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：絶対温度 ｑ：電子電荷の
定数）である。
（ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：絶対温度 ｑ：電子電荷の
定数）である。
このようにして対数圧縮回路５０の出力端に得られる第
１の出力電圧ＯＵＴ１と同様に、第２の信号処理回路２
００においてもＰＳＤ１０の第２の出力端１３に生じる
第２の出力電流Ｉ２が電流／電圧変換され、対数圧縮さ
れて、第２の出力電圧ＯＵＴ２が得られる。この時、上
述の対数圧縮回路５０に対応する、第２の信号処理回路
２００に設けられたトランジスタにおけるベース・エミ
ッタ間電圧ＶBE2は、下式のようになる。
１の出力電圧ＯＵＴ１と同様に、第２の信号処理回路２
００においてもＰＳＤ１０の第２の出力端１３に生じる
第２の出力電流Ｉ２が電流／電圧変換され、対数圧縮さ
れて、第２の出力電圧ＯＵＴ２が得られる。この時、上
述の対数圧縮回路５０に対応する、第２の信号処理回路
２００に設けられたトランジスタにおけるベース・エミ
ッタ間電圧ＶBE2は、下式のようになる。
そして、上述の第１の出力電圧ＯＵＴ１と第２の出力電
圧ＯＵＴ２の差が差出力検出回路６０によって求められ
ることによって測距情報信号ＯＵＴが得られるのであ
る。このように得られた測距情報信号ＯＵＴは、下式の
ようになる。
圧ＯＵＴ２の差が差出力検出回路６０によって求められ
ることによって測距情報信号ＯＵＴが得られるのであ
る。このように得られた測距情報信号ＯＵＴは、下式の
ようになる。
ＶOUT＝ＶBE2−ＶBE1＝ＶＴ・１ｎ（ＩE2＋β・ＩB2）／（ＩE1＋β・ＩB1） そして、このようにして求められる測距情報信号ＯＵＴ
に基づいてＡＦ制御，測距等の所望の制御を行うことが
できるのである。
に基づいてＡＦ制御，測距等の所望の制御を行うことが
できるのである。
［発明が解決しようとする問題点］ このような、従来の測距演算回路において、実際に必要
とするのは、測距情報信号ＯＵＴに含まれるＶＴ・１ｎ
（β・ＩB2）／（β・ＩB1）の成分のみであって、ＩE1
とＩE2に関わる成分、即ち、バイアス成分は、不要であ
って誤差になる。言替えれば、ＩE1とＩE2の存在によっ
て、本来、ＰＳＤ１０への入射光強度に依存しない結像
位置のみに依存するものを得たいのに、入射光強度に依
存した出力が生じてしまう。測距データとしては、被写
体距離が遠方にある程ＰＳＤ１０への入射光強度が弱い
ために、β・ＩB1もしくはβ・ＩB2成分では、入射光強
度に比例するβ・ＩB1もしくはβ・ＩB2に対するそれぞ
れのＩE1もしくはＩE2の割り合いが多くなってしまう。
とするのは、測距情報信号ＯＵＴに含まれるＶＴ・１ｎ
（β・ＩB2）／（β・ＩB1）の成分のみであって、ＩE1
とＩE2に関わる成分、即ち、バイアス成分は、不要であ
って誤差になる。言替えれば、ＩE1とＩE2の存在によっ
て、本来、ＰＳＤ１０への入射光強度に依存しない結像
位置のみに依存するものを得たいのに、入射光強度に依
存した出力が生じてしまう。測距データとしては、被写
体距離が遠方にある程ＰＳＤ１０への入射光強度が弱い
ために、β・ＩB1もしくはβ・ＩB2成分では、入射光強
度に比例するβ・ＩB1もしくはβ・ＩB2に対するそれぞ
れのＩE1もしくはＩE2の割り合いが多くなってしまう。
そこで、ＩE1もしくはＩE2の成分を零にすれば良いので
あるが、このようにすると、対数圧縮素子（トランジス
タ５１等）に必然的に残留する接合容量を光電流で充電
してから対数圧縮出力電圧が上昇するために、立ち上が
り特性が悪くなると同時に対数圧縮素子（トランジスタ
５１等）の電流増幅率が低下してＳ／Ｎ比が悪化する。
この結果、測距データにエラーが生じる。
あるが、このようにすると、対数圧縮素子（トランジス
タ５１等）に必然的に残留する接合容量を光電流で充電
してから対数圧縮出力電圧が上昇するために、立ち上が
り特性が悪くなると同時に対数圧縮素子（トランジスタ
５１等）の電流増幅率が低下してＳ／Ｎ比が悪化する。
この結果、測距データにエラーが生じる。
従って、従来の測距演算回路においては、バイアス電流
を大きくすることの不具合と、小さくすることの不具合
の両者のバランスを考慮してバイアス電流の設定が妥協
してなされている。
を大きくすることの不具合と、小さくすることの不具合
の両者のバランスを考慮してバイアス電流の設定が妥協
してなされている。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目
的は、対数圧縮素子におけるバイアス電流の設定が測距
エラーを生じたり諸特性を犠牲にしたりすることなく出
来る測距演算回路を提供することにある。
的は、対数圧縮素子におけるバイアス電流の設定が測距
エラーを生じたり諸特性を犠牲にしたりすることなく出
来る測距演算回路を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明による測距演算回路
は、被写体に向けて光束を投光するための投光素子と、
上記投光時の被写体からの反射光を受け、光電流信号に
変換するための受光素子と、対数圧縮素子を有し、上記
受光素子から出力される光電流信号を対数圧縮する対数
圧縮回路と、この対数圧縮回路の出力を上記投光のタイ
ミングに基づいて上記投光時の上記光電流を選択的に取
り出すためのタイミング信号を生成するタイミング信号
生成手段とを有する測距演算回路において、 上記対数圧縮素子に流すバイアス電流を生成する電流回
路と、 上記対数圧縮回路の出力を上記タイミング信号生成手段
の出力に基づいて取り出す際に、上記電流回路によるバ
イアス電流重畳を打ち消すスイッチング素子を含む電流
打消制御手段と、 を具備したことを特徴とする。
は、被写体に向けて光束を投光するための投光素子と、
上記投光時の被写体からの反射光を受け、光電流信号に
変換するための受光素子と、対数圧縮素子を有し、上記
受光素子から出力される光電流信号を対数圧縮する対数
圧縮回路と、この対数圧縮回路の出力を上記投光のタイ
ミングに基づいて上記投光時の上記光電流を選択的に取
り出すためのタイミング信号を生成するタイミング信号
生成手段とを有する測距演算回路において、 上記対数圧縮素子に流すバイアス電流を生成する電流回
路と、 上記対数圧縮回路の出力を上記タイミング信号生成手段
の出力に基づいて取り出す際に、上記電流回路によるバ
イアス電流重畳を打ち消すスイッチング素子を含む電流
打消制御手段と、 を具備したことを特徴とする。
［作 用］ 本発明に係る測距演算回路は、対数圧縮素子にバイアス
電流を重畳して流し、対数圧縮回路の出力をタイミング
信号生成手段の出力に基づいて取り出す際に、バイアス
電流重畳を打ち消すようにしたものである。
電流を重畳して流し、対数圧縮回路の出力をタイミング
信号生成手段の出力に基づいて取り出す際に、バイアス
電流重畳を打ち消すようにしたものである。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図ないし第６図を用いて説
明する。
明する。
まず、本発明の実施例の原理を第１図ないし第４図を用
いて説明する。
いて説明する。
この原理は、本発明に係る対数圧縮素子を対数圧縮ダイ
オードとした場合を例にしている。即ち、第１図に示す
ように対数圧縮素子として対数圧縮用のダイオードＤ１
が設けられ、このダイオードＤ１のアノードとカソード
には、定電流源ＩE4とこの定電流源ＩE4をオンオフする
ためのスイッチＳＷ２との直列回路が接続されている。
そして、ダイオードＤ１のアノードには、同ダイオード
Ｄ１をバイアスするための、定電流源ＩE3が接続されて
いる。この定電流源ＩE3には、動作電圧＋Ｂが印加さ
れ、更に動作電圧＋Ｂは、スイッチＳＷ１と定電流源β
ＩＢの直列回路を介して上記ダイオードＤ１のアノード
に印加されている。また、ダイオードＤ１のカソードか
らなる出力端は、差出力検出回路Ｃの第１の入力端に接
続されている。
オードとした場合を例にしている。即ち、第１図に示す
ように対数圧縮素子として対数圧縮用のダイオードＤ１
が設けられ、このダイオードＤ１のアノードとカソード
には、定電流源ＩE4とこの定電流源ＩE4をオンオフする
ためのスイッチＳＷ２との直列回路が接続されている。
そして、ダイオードＤ１のアノードには、同ダイオード
Ｄ１をバイアスするための、定電流源ＩE3が接続されて
いる。この定電流源ＩE3には、動作電圧＋Ｂが印加さ
れ、更に動作電圧＋Ｂは、スイッチＳＷ１と定電流源β
ＩＢの直列回路を介して上記ダイオードＤ１のアノード
に印加されている。また、ダイオードＤ１のカソードか
らなる出力端は、差出力検出回路Ｃの第１の入力端に接
続されている。
ここで、対数圧縮用ダイオードＤ１は第３図の等価回路
に示すように、バイアス電圧ＶＢに基づくバイアス電流
ＩＥを大きくするとダイオードＤ１の相互コンダクタン
スｇｍが上昇する。なぜならば、ｇｍ＝ＩＥ／ＶＴであ
り、相互コンダクタンスｇｍが大きいほど信号源ＶＳに
基づく信号電流Ｉが大きくなる。また、第３図に示すス
イッチＳＷでダイオードＤ１に印加する電圧をＶＢから
ＶＳに切り替えた瞬間は、ダイオードＤ１におけるキャ
リアの蓄積効果によって、バイアス電流ＩＥが零になら
ず依然としてスイッチＳＷ切換前の電流値が流れる。従
って、Ｓ／Ｎ比の関係よりバイアス電流ＩＥが大きい方
が良いことが理解できる。
に示すように、バイアス電圧ＶＢに基づくバイアス電流
ＩＥを大きくするとダイオードＤ１の相互コンダクタン
スｇｍが上昇する。なぜならば、ｇｍ＝ＩＥ／ＶＴであ
り、相互コンダクタンスｇｍが大きいほど信号源ＶＳに
基づく信号電流Ｉが大きくなる。また、第３図に示すス
イッチＳＷでダイオードＤ１に印加する電圧をＶＢから
ＶＳに切り替えた瞬間は、ダイオードＤ１におけるキャ
リアの蓄積効果によって、バイアス電流ＩＥが零になら
ず依然としてスイッチＳＷ切換前の電流値が流れる。従
って、Ｓ／Ｎ比の関係よりバイアス電流ＩＥが大きい方
が良いことが理解できる。
また、第２図にタイミングチャートを示すが、赤外発光
を開始した瞬間には、急激に発光量が増加し、やがてピ
ークを迎え、やがて下降するという経過をたどる。この
ときの被写体からの反射光をＰＳＤで受け、ＰＳＤに必
然的に残留する分布容量を充電しながら光電流が流れ
る。このような光電流が流れ始めた時、説明の都合上ス
イッチSW1がオンされるとすると、ダイオードＤ１に
は、スイッチＳＷ１のオンの前には、定電流源ＩE3のバ
イアス電流が流れている。このバイアス電流の値は、従
来技術に示したものより充分に大きい値にする。する
と、定電流源βＩＢの定電流の値のβ成分は略この電流
値に比例するから、信号電流は、従来技術に比べて充分
に大きくなることが理解できる。
を開始した瞬間には、急激に発光量が増加し、やがてピ
ークを迎え、やがて下降するという経過をたどる。この
ときの被写体からの反射光をＰＳＤで受け、ＰＳＤに必
然的に残留する分布容量を充電しながら光電流が流れ
る。このような光電流が流れ始めた時、説明の都合上ス
イッチSW1がオンされるとすると、ダイオードＤ１に
は、スイッチＳＷ１のオンの前には、定電流源ＩE3のバ
イアス電流が流れている。このバイアス電流の値は、従
来技術に示したものより充分に大きい値にする。する
と、定電流源βＩＢの定電流の値のβ成分は略この電流
値に比例するから、信号電流は、従来技術に比べて充分
に大きくなることが理解できる。
従って、スイッチＳＷ１がオンした瞬間にダイオードＤ
１に流れる電流は、ＩE3＋βＩＢになる。そして、この
値は、光量増加に応じて徐々に上昇する。よって、しか
る後、タイミング部Ｔからの制御信号によってスイッチ
ＳＷ２がオンされる。スイッチＳＷ２がオンされると、
ＩE3ＩE4に設定しておけば、それ以降、ダイオードＤ
１には、 （ＩE3＋βＩＢ）−ＩE4βＩＢ なる電流が流れる。言替えれば、βＩＢが充分に大きく
なったときにバイアス電流分を差引くのである。この後
に、演算出力を測距データとするのである。
１に流れる電流は、ＩE3＋βＩＢになる。そして、この
値は、光量増加に応じて徐々に上昇する。よって、しか
る後、タイミング部Ｔからの制御信号によってスイッチ
ＳＷ２がオンされる。スイッチＳＷ２がオンされると、
ＩE3ＩE4に設定しておけば、それ以降、ダイオードＤ
１には、 （ＩE3＋βＩＢ）−ＩE4βＩＢ なる電流が流れる。言替えれば、βＩＢが充分に大きく
なったときにバイアス電流分を差引くのである。この後
に、演算出力を測距データとするのである。
このように、バイアス電流を充分に大きくしても、バイ
アス電流の演算出力に及ぼす影響のより少ない測距デー
タが得られるのである。
アス電流の演算出力に及ぼす影響のより少ない測距デー
タが得られるのである。
なお、第４図にダイオードＤ２が記載されているが、こ
れは、同ダイオードＤ２とカレントミラー回路等によっ
て同じ値の電流を流し、それにスイッチＳＷ３と定電流
源ＩE5の直列回路に並列に接続してもよい。この場合に
は、スイッチＳＷ２と定電流源ＩE4をスイッチＳＷ３と
定電流源ＩE5に置換える必要があることは当然である。
れは、同ダイオードＤ２とカレントミラー回路等によっ
て同じ値の電流を流し、それにスイッチＳＷ３と定電流
源ＩE5の直列回路に並列に接続してもよい。この場合に
は、スイッチＳＷ２と定電流源ＩE4をスイッチＳＷ３と
定電流源ＩE5に置換える必要があることは当然である。
次に、本発明の具体的な実施例を第５図を用いて説明す
る。第５図において、Ｉ／Ｖ変換回路２０とコンデンサ
３０とホールド回路４０は、上述の従来例と同様であ
り、ホールド回路４０の出力端は、対数圧縮回路７０の
入力端、即ち、オペアンプ７１の反転入力端−に接続さ
れ、同対数圧縮回路７０の出力端Ｏは、ホールド回路４
０のオペアンプ４５の非反転入力端＋にも接続されてい
る。また、オペアンプ７１の非反転入力端＋には、第１
の基準電圧Ｖ１が供給され、同オペアンプ７１の出力端
は、ＮＰＮ形のトランジスタ７２のエミッタに接続され
同トランジスタ７２のベースは、オペアンプ７１の反転
入力端−に接続されている。同トランジスタ７２のコレ
クタは、対数圧縮用のダイオード７３のカソードに接続
され、アノードには、動作電圧＋Ｂが供給されている。
同動作電圧＋Ｂは、ＰＮＰ形のトランジスタ７４のエミ
ッタに供給され、また、同トランジスタ７４のコレクタ
は、上記トランジスタ７２のコレクタとダイオード７３
のカソードの共通接続点に接続されると共に、対数圧縮
回路７０の出力端Ｏにも接続されている。このトラジス
タ７４は、トランジスタ７５，７６と共に周知のカレン
トミラー回路を形成するもので、トランジスタ７５のコ
レクタは、定電流源７７を介して接地されている。従っ
て、定電流源７７に流れる定電流と同一の電流がトラン
ジスタ７４のエミッタ・コレクタに流れるようになる。
また、トランジスタ７５のベースにはカレントミラー動
作をオンオフするためのＰＮＰ形のトランジスタ７８の
コレクタが接続され、同トランジスタ７８のエミッタ
は、動作電圧＋Ｂが供給されるようになっている。この
トランジスタ７８のベース・エミッタ間には、抵抗７９
が接続され、同ベースは、抵抗８１を介してタイミング
信号ｔの入力端に接続されている。また、同トランジス
タ７８のベースは、コンデンサ８０を介して接地されて
いる。
る。第５図において、Ｉ／Ｖ変換回路２０とコンデンサ
３０とホールド回路４０は、上述の従来例と同様であ
り、ホールド回路４０の出力端は、対数圧縮回路７０の
入力端、即ち、オペアンプ７１の反転入力端−に接続さ
れ、同対数圧縮回路７０の出力端Ｏは、ホールド回路４
０のオペアンプ４５の非反転入力端＋にも接続されてい
る。また、オペアンプ７１の非反転入力端＋には、第１
の基準電圧Ｖ１が供給され、同オペアンプ７１の出力端
は、ＮＰＮ形のトランジスタ７２のエミッタに接続され
同トランジスタ７２のベースは、オペアンプ７１の反転
入力端−に接続されている。同トランジスタ７２のコレ
クタは、対数圧縮用のダイオード７３のカソードに接続
され、アノードには、動作電圧＋Ｂが供給されている。
同動作電圧＋Ｂは、ＰＮＰ形のトランジスタ７４のエミ
ッタに供給され、また、同トランジスタ７４のコレクタ
は、上記トランジスタ７２のコレクタとダイオード７３
のカソードの共通接続点に接続されると共に、対数圧縮
回路７０の出力端Ｏにも接続されている。このトラジス
タ７４は、トランジスタ７５，７６と共に周知のカレン
トミラー回路を形成するもので、トランジスタ７５のコ
レクタは、定電流源７７を介して接地されている。従っ
て、定電流源７７に流れる定電流と同一の電流がトラン
ジスタ７４のエミッタ・コレクタに流れるようになる。
また、トランジスタ７５のベースにはカレントミラー動
作をオンオフするためのＰＮＰ形のトランジスタ７８の
コレクタが接続され、同トランジスタ７８のエミッタ
は、動作電圧＋Ｂが供給されるようになっている。この
トランジスタ７８のベース・エミッタ間には、抵抗７９
が接続され、同ベースは、抵抗８１を介してタイミング
信号ｔの入力端に接続されている。また、同トランジス
タ７８のベースは、コンデンサ８０を介して接地されて
いる。
従って、タイミング信号ｔがＨレベルになると、抵抗８
１とコンデンサ８０によって形成される時定数回路で充
電されながらトランジスタ７８のベース電位が上昇し、
同トランジスタ７８がカットオフされると、トランジス
タ７４のコレクタには、トランジスタ７２に流れる電流
に等しい電流が流れる。
１とコンデンサ８０によって形成される時定数回路で充
電されながらトランジスタ７８のベース電位が上昇し、
同トランジスタ７８がカットオフされると、トランジス
タ７４のコレクタには、トランジスタ７２に流れる電流
に等しい電流が流れる。
ここで、トランジスタ７４に電流が流れないときには、
ダイオード７３には、トランジスタ７２の電流、即ち、
バイアス電流と信号電流の和の電流が流れている。従っ
て、トランジスタ７２には、常に、小さなバイアス電流
が流れているので、信号電流は、トランジスタ７４によ
るカレントミラー動作が停止した時にもダイオード７３
にはより高い電流増幅率が確保出来るので測距データの
Ｓ／Ｎ比が良好になる。
ダイオード７３には、トランジスタ７２の電流、即ち、
バイアス電流と信号電流の和の電流が流れている。従っ
て、トランジスタ７２には、常に、小さなバイアス電流
が流れているので、信号電流は、トランジスタ７４によ
るカレントミラー動作が停止した時にもダイオード７３
にはより高い電流増幅率が確保出来るので測距データの
Ｓ／Ｎ比が良好になる。
なお、当然のことながら、上述の定電流源７７における
定電流値は、上述のＩＥに設定する必要があることは勿
論である。
定電流値は、上述のＩＥに設定する必要があることは勿
論である。
次に、上述の例の変形例を第６図を用いて説明する。こ
の例は、コンデンサ８０を除去し、ダイオード７３の代
りに対数圧縮用のトランジスタ９３を用い、かつ、トラ
ンジスタ９２，９４を追加して設けたものである。
の例は、コンデンサ８０を除去し、ダイオード７３の代
りに対数圧縮用のトランジスタ９３を用い、かつ、トラ
ンジスタ９２，９４を追加して設けたものである。
即ち、オペアンプ７１の反転入力端−と自身の出力端の
間には、ＮＰＮ形のトランジスタ９２のコレクタ・エミ
ッタが接続され、同トランジスタ９２のベースは、上述
のトランジスタ７４のコレクタに接続されると共に、Ｎ
ＰＮ形のトランジスタ９４のベースに接続されている。
このトランジスタ９４のコレクタは、自身のベースに共
通接続され、エミッタは、対数圧縮回路９０の出力端に
接続されている。また、対数圧縮用のＮＰＮ形のトラン
ジスタ９３のコレクタには、動作電圧＋Ｂが供給され、
エミッタは、対数圧縮回路９０の出力端に接続されてい
る。
間には、ＮＰＮ形のトランジスタ９２のコレクタ・エミ
ッタが接続され、同トランジスタ９２のベースは、上述
のトランジスタ７４のコレクタに接続されると共に、Ｎ
ＰＮ形のトランジスタ９４のベースに接続されている。
このトランジスタ９４のコレクタは、自身のベースに共
通接続され、エミッタは、対数圧縮回路９０の出力端に
接続されている。また、対数圧縮用のＮＰＮ形のトラン
ジスタ９３のコレクタには、動作電圧＋Ｂが供給され、
エミッタは、対数圧縮回路９０の出力端に接続されてい
る。
従って、このような測距演算回路は、上述の第５図に示
す測距演算回路に比べて対数圧縮用のトランジスタ９３
そのものの電流から直接にトランジスタ９２，９４に形
成される、上記定電流源７７の電流に等しい電流回路で
もって重畳電流の打ち消しがなされるので、上述例に比
べてカレントミラー回路が停止した時にトランジスタ９
３には、βＩＢしか流れず、Ｓ／Ｎ比が若干劣る。しか
しながら、トランジスタ９３のコレクタとベースの各電
位は、固定されているので、上述例に比べて対数圧縮素
子の有する接合容量の影響を小さくできる。しかし、第
５図に示す例と第６図に示す例のいずれも従来例に比べ
て格段に優れている。
す測距演算回路に比べて対数圧縮用のトランジスタ９３
そのものの電流から直接にトランジスタ９２，９４に形
成される、上記定電流源７７の電流に等しい電流回路で
もって重畳電流の打ち消しがなされるので、上述例に比
べてカレントミラー回路が停止した時にトランジスタ９
３には、βＩＢしか流れず、Ｓ／Ｎ比が若干劣る。しか
しながら、トランジスタ９３のコレクタとベースの各電
位は、固定されているので、上述例に比べて対数圧縮素
子の有する接合容量の影響を小さくできる。しかし、第
５図に示す例と第６図に示す例のいずれも従来例に比べ
て格段に優れている。
［発明の効果］ このように本発明によれば、対数圧縮回路の有する対数
圧縮素子にバイアス電流を重畳する電流回路と、上記対
数圧縮回路の出力を上記タイミング信号生成回路の出力
に基づいて取り出す際に、上記電流回路によるバイアス
電流重畳を打ち消す制御手段とを具備するように構成し
ているので、バイアス電流を大きくすることの不具合
と、小さくすることの不具合の両者のバランスを考慮し
てバイアス電流の設定が妥協してなす必要がないので対
数圧縮素子におけるバイアス電流の設定に基づく測距エ
ラーを生じたり諸特性を犠牲にしたりすることなく極め
て正確な測距データを得ることができる測距演算回路が
得られる。
圧縮素子にバイアス電流を重畳する電流回路と、上記対
数圧縮回路の出力を上記タイミング信号生成回路の出力
に基づいて取り出す際に、上記電流回路によるバイアス
電流重畳を打ち消す制御手段とを具備するように構成し
ているので、バイアス電流を大きくすることの不具合
と、小さくすることの不具合の両者のバランスを考慮し
てバイアス電流の設定が妥協してなす必要がないので対
数圧縮素子におけるバイアス電流の設定に基づく測距エ
ラーを生じたり諸特性を犠牲にしたりすることなく極め
て正確な測距データを得ることができる測距演算回路が
得られる。
第１図は、本発明の実施例の原理を説明するための概略
回路図、 第２図は、第１図に示す回路の動作を示すタイムチャー
ト、 第３図は、第１図の一部の等価回路図、 第４図は、第１図に示す例の変形例を示す回路図、 第５図は、本発明の実施例を示す回路図、 第６図は、同じくその変形例を示す回路図、 第７図は、従来の測距演算回路を示す電気回路図であ
る。 １０……ＰＳＤ、２０……Ｉ／Ｖ変換回路 ３０……コンデンサ、４０……ホールド回路 ５０……対数圧縮回路、６０……差出力検出回路 ７０……対数圧縮回路、９０……対数圧縮回路 １００……定電圧回路
回路図、 第２図は、第１図に示す回路の動作を示すタイムチャー
ト、 第３図は、第１図の一部の等価回路図、 第４図は、第１図に示す例の変形例を示す回路図、 第５図は、本発明の実施例を示す回路図、 第６図は、同じくその変形例を示す回路図、 第７図は、従来の測距演算回路を示す電気回路図であ
る。 １０……ＰＳＤ、２０……Ｉ／Ｖ変換回路 ３０……コンデンサ、４０……ホールド回路 ５０……対数圧縮回路、６０……差出力検出回路 ７０……対数圧縮回路、９０……対数圧縮回路 １００……定電圧回路
Claims (3)
- 【請求項１】被写体に向けて光束を投光するための投光
素子と、 上記投光時の被写体からの反射光を受け、光電流信号に
変換するための受光素子と、 対数圧縮素子を有し、上記受光素子から出力される光電
流信号を対数圧縮する対数圧縮回路と、 この対数圧縮回路の出力を上記投光のタイミングに基づ
いて上記投光時の上記光電流を選択的に取り出すための
タイミング信号を生成するタイミング信号生成手段と、 を有する測距演算回路において、 上記対数圧縮素子に流すバイアス電流を生成する電流回
路と、 上記対数圧縮回路の出力を上記タイミング信号生成手段
の出力に基づいて取り出す際に、上記電流回路によるバ
イアス電流重畳を打ち消すスイッチング素子を含む電流
打消制御手段と、 を具備したことを特徴とする測距演算回路。 - 【請求項２】上記制御手段は、上記タイミング信号生成
手段の出力に基づいて、上記対数圧縮素子に流れていた
上記バイアス電流と略同等の電流を流すバイパス回路
を、上記スイッチング素子のオン動作によって上記対数
圧縮回路と並列に形成することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の測距演算回路。 - 【請求項３】上記電流回路から出力されるバイアス電流
と上記受光素子から出力される上記光電流の加算電流と
が上記対数圧縮素子に流れるように接続すると共に、上
記スイッチング素子と上記バイアス電流とほぼ同等の電
流を発生する電流源を上記対数圧縮素子と並列に接続し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の測距演
算回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26346885A JPH0654230B2 (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 測距演算回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26346885A JPH0654230B2 (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 測距演算回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62129712A JPS62129712A (ja) | 1987-06-12 |
| JPH0654230B2 true JPH0654230B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=17389925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26346885A Expired - Lifetime JPH0654230B2 (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 測距演算回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654230B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07119883B2 (ja) * | 1987-10-30 | 1995-12-20 | オリンパス光学工業株式会社 | 光投射式測距装置 |
| JP2648491B2 (ja) * | 1988-03-04 | 1997-08-27 | オリンパス光学工業株式会社 | 距離検出装置 |
| JPH01260309A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-17 | Sharp Corp | 演算回路 |
-
1985
- 1985-11-21 JP JP26346885A patent/JPH0654230B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62129712A (ja) | 1987-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |