JPS59197807A - 測距装置の信号処理回路 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発見」は測距装置、特に写真カメラなどの光学機器に
好適な目標物体までの距離を測定する測距装置の信号処
理回路に関するものでおる。

従来、目標物体までの距離を測定する測距装置の信号処
理回路としては種々提案されているが、その−例を第１
図に示し説明する。

図において、（１）は発光素子（２）を駆動する発光回
路で、この発光回路（１）および発光素子（２）は測距
対象に対して発光せしめる発光手段を構成し、この発光
素子（２）からの光は測距対象に向けて照射されるよう
に構成されている。

（３）は測定対象である目標物体（被写体）、（４ａ）
および（４ｂ）はそれぞれ被写体（３）からの反射光を
受光して電気信号に変換する受光素子（５ａ）および受
光素子（５ｂ）を有し光を信号電圧に変換して増幅する
受光回路で、これら各受光回路（４ａ）。

（４ｂ）は測距対象からの反射光を受光して光電変換す
る受光手段を構成している。

（６ａ）および（６ｂ）はそれぞれ受光回路（４ａ）お
よび受光回路（４ｂ）の出力を入力としその出力を対数
圧縮する対数圧縮回路、（７）はこれら各対数圧縮回路
（６ａ）、（’、６ｂ）の出力を入力とし、その出力を
距離情報として演算するための波形処理回路である。

このように構成された回路において、まず、発光回路（
１）によって駆動された発光素子（２）よシー発光され
た光は被写体（３）に当たり、反射されて受光素子（５
ａ）、（５ｂ）に入る。そして、この受光素子（５ａｌ
（５ｂ）に入った光はそれぞれ受光回路’４　”）＋（
４ｂ）で信号電圧に変換され増幅される。つぎに、この
各受光回路（４ａ）、（４ｂ’）で増幅された信号はそ
れぞれ次段の対数圧縮回路（５ａ）、（６ｂ）によって
対数変換される。

ここで、受光素子４５ａ）、（５ｂ）にそれぞれ入射す
る光強度は被写体（３）への距離、反射率などの相違に
より、１０００倍以上の変化があるため、通常の線形増
幅回路で、電池を電源とするような低い′電源電圧では
動作しない。

そこで、この第１図に示す回路は、対数圧縮回路を用い
て信号を圧縮し、ダイナミックレンジを拡大して、低い
電源電圧で動作するようにして光信号の後処理を容易に
する回路例である。

そして、対数圧縮回路（，６ａ）、（６ｂ）の出力は距
離情報として、波形処理回路（７）で処理されて、最終
的にこの波形処理回路（７：）の出力よシ測距信号（８
）を出す。

しかしながら、このような信号処理回路においては、受
光回路によって増幅された光信号を対数圧縮回路を用い
て光信号を対数圧縮しているので、原理的に光信号の対
雑音に対する比（信号対雑音比Ｓハ）も圧縮されてより
悪化し、遠い被写体の微的な反射光を識別できなくなり
、遠距離測距性能が低下するという欠点がある。さらに
、光信号を処理する上で精度が悪くなり、その結果とし
て、測距精度が下るという欠点がある。、 本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共にかかる欠点を除去すべくなされたもので、その目的
は低電圧電源で信号対雑音比のよい特性が得られ、測距
精度がよく、また、回路構成が簡単になり、集積回路技
法に適する測距装置の信号処理回路を提供することにあ
る。

このような目的を達成するため、本発明は増幅器の利得
を時間的に制御することによって光信号を線形に増幅し
、回路のダイナミックレンジに対して十分保証できる適
正な出力レベルで、波形処理を行うようにしたものであ
る。

以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は本発明による測距装置の信号処理回路の一実施
例を示すブロック図である。

この第２図において第１図と同一符号のものは和尚部分
を示し、ｆ９ａ）、（９ｂ）はそれぞれ受光回路ｆ４ａ
）、（４Ｎの出力を入力としその利得が可変と力る利得
可変増幅器で、この利得可変増幅器１，９ａ）。

＋９ｂ）は受光手段からの光情報信号を線形に増幅する
増幅手段を構成している。（１０）は利得可変増幅器（
９ａ）、（９ｂ）の利得を時間によって制御して可変に
する利得制御回路で、この利得制御回路（１０）は上記
増幅手段の利得を時間的に制御する：ｔｉ制御手段を構
成している。（１１）は利得可変増幅器（９ａ　）、　
（９ｂ　）の各出力を入力としその入力を距離情報とし
て演算するための波形処理回路、（１２）は利得可変増
幅器（９ｂ）の出力を入力としその出力レベルを判定し
て波形処理回路（１１）へ信号を送るレベル判定回路で
、このレベル判定回路（１２）は測距判定タイミングを
知らせるために設けたものである。

なお、この第２図に示す実施例においてはレベル判定回
路（１２）を利得可変増幅器（９ｂ）の回路系に挿入し
た場合を例示したが、これは利得可変増幅器（９ａ）の
回路系に挿入してもよく、また、利得可変増幅器（９ａ
）、（，９ｂ）の両回路光にそれぞれ対応して設けるこ
ともできる。

つぎにこの第２図に示す実施例の動作を第３図を参照し
て説明する。

第３図は第２図の動作説明図で、（ａ）は横軸に時間ｔ
、縦軸に利得可変増幅器（９ａ）、　（９ｂ）の利得Ｇ
をとって表わしたものであり、（ｂ）は横軸に時間ｔ、
縦軸に利得可変増幅器（−９ａ）、（９ｂ）の出力ＯＵ
Ｔ　（９ａ、９ｂ）をとって表わしたもの、（Ｃ）は横
軸に時間ｔ、縦軸にレベル判定回路（１２）の出力０Ｕ
Ｔ（１２）をとって表わしたものである。そして、第３
図（ｂ＞において、ＶＤはレベル判定回路（１２）で設
定された電圧値を示し、ＬＬは“光量犬゛、ＬＭは“光
量中パ、ＬＳは“光量率”′を示す。また、第３図（Ｃ
）において、Ｈはノ・イレペノペ　Ｌはローレベルを示
す。

まず、発光回路（１）によって駆動された発光素子（２
）より発光された光は目標物体（被写体）（３）に当り
、反射されて受光素子（５ｇ）、　（５ｂ）にそれぞれ
入る。そして、この受光素子（５ａ）、（５ｂ）にて受
光された光はそれぞれ受光回路（４ａ）、（’４ｂ）で
信号電圧に変換され増幅される。この受光回路（４ａ、
４ｂ）によって増幅された各光信号はそれぞれ次段の利
得可変増幅器（９ａ）、（ｔａｂ）によって増幅される
。

つき゛に、この利得可変増幅器（９ａ）、（９ｂ）の動
作について説明する。いま、この利得可変増幅器（９ａ
）、（９ｂ）の利得は第３図（ａ）に示すように変化す
るものとする。この場合説明のため、利得Ｇの変化は時
間ｔに対して比例する場合を例にとって示すが、それ以
外の時間関数でもよい。

そして、この利得可変増幅器（９ａ）、（９ｂ）に入力
する受光回路（４ａ）、（４ｂ）からの各光信号は目標
物体（被写体）（３）の状態が一定であれば一定量とし
て入ってくる。

寸ず、測定対象である目標物体（被写体）（３）までの
距離が中距離で被写体反射率が“中“程度、つまシ、入
射光量が“中″°程度の場合を考える。

この場合には、利得可変増幅器（９ａ）、（９ｂ）の出
力は第３図（ｂ）の特性”ＬＭ”に示すように変化する
。

ここで、利得可変増幅器（９ｂ）の出力がレベル判定回
路（１２）で設定された電圧値ＶＤに達するところで、
第３図（ｃ）に示すように、測距タイミングｔｌで信号
を出力するように、レベル判定回路（１２）の出力はハ
イレベル“Ｈ”′となシ、この出力を測距情報をつくる
波形処理回路（１１）へ送９込む。つまり、利得可変増
幅器（９ａ）、（９ｂ）によって、入射光量は回路のダ
イナミックレッジを十分保証できる適正レベルである電
圧値■υまで線形に増幅される。そして、測距タイミン
グの信号は図中ｔ１にて示される時間で読み込まれる。

つぎに、目標物体（被写体）（３）までの距離が近距離
でその反射率が大きい場合、すなわち、入射光量が大き
い場合には、利得可変増幅器（９ａ）。

（９ｂ）の出力は第３図（ｂ）の特性ＬＬに示すように
変化する。ここで、利得可変増幅器（９ｂ）の出力がレ
ベル判定回路（１２）で設定された電圧値ＶＩＪに達す
ると、第３図（ｃＪに示すように、測距タイミングの信
号は図中ｔ２で示される時間で読み込まれる。

つぎに、目標物体（被写体）（３）までの距離が遠距離
あるいは反射率が小さい場合には、図中測距タイミング
ｔ３にて示される時間で測距タイミングの信号が読み込
まれる。

そして、これらのタイミングイぎ号の結果として、利得
可変増幅器（，９ａ）、（９ｂ）の出力を波形処理回路
（１１）において、測距情報として演算処理することに
より、最終測距信号（１３）として出力する。

このように、目標物体（被写体）の距離、反射率にかか
わらず、増幅器を線形で動作させることによって、回路
のダイナミックレンジを考慮する必要がないだめ、低電
圧電源でＳハ比のよい特性を得ることができ、測距精度
の向上を図ることができる。Ｊ なお、上記実施例においては、受光回路および利得可変
増幅器としては、２組める回路系を例にとって説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、２組以上
ある回路系の場合も同様であって、上記実施例と同様の
効果を奏する。

以上説明したよう（（、本発明によれば、目標物体（被
写体）の距離、反射率にかかわらず、増幅器を線形で動
作させることによって、回路のダイナミックレンジを考
慮する必要が々いため、低電圧電源で、信号対雑音比Ｓ
ハのよい特性を得ることができ、測距精度の向上を図る
ことができるので、実用上の効果は極めて大である。

また、そのため回路構成が簡単となり、特に集積回路に
適用した場合には、製造が容易になυ、量産に適し、コ
ストアップを防止することができるという点において極
めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の測距装置の信号処理回路の一例を示すブ
ロック図、第２図は本発明による測距装置の信号処理回
路の一実施例を示すブロック図、第３図は第２図の動作
説明図でおる。 （１）・・・・発光回路、（２）・・・・発光素子、（
３）・・・・目標物体（被写体）、（’４ａ　）　、　
（４ｂ　、’）・・・・受光回路、（′５ａ）、（５ｂ
’）　　・・・受光素子、（９ａ）、（９ｂ）・・・利
得可変増幅器、（’１０）　−・−・利得制御回路。 代理人　大岩増雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 目標物体重での距離を測定する測距装置において、測距
   対象である前記目標物体に対して発光せしめる発光手段
   と、前記目標物体からの反射光を受光して光電変換する
   受光手段と、この受光手段がちの光情報信号を線形に増
   幅する増幅手段と、この増幅手段の利得を時間的に制御
   する制御手段とを具備してなることを特徴とする測距装
   置の信号処理回路。