JPS6080710A - 距離検出装置 - 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】 本発明は、三角測量の原理を利用した投光式の距離検出
装置に関するものである。

従来この種の距離検出装置は、被写体からの反射光を受
けるための複数の受光素子を備え、発光素子によって発
射した光が被写体に当たり、前記複数の受光素子のうち
、どの受光素子によってその反射光を受光出来るかに、
１１．って距離ｆｃ１＊出するものである。例えば、特
開昭５４−４０６６５号において開示されている装置に
おいても明らかなように、この種の装置は複数の受光素
子のそれぞれと被写体までの距離の共役な領域があシ、
それらを対応させるゾーンフォーカス型の距離検出を行
なうためのものである。このような装置の欠点は、受光
素）を複数個用いた構成であるために、本質点に被写体
捷での距離が連続的に得られないという点にある。

また、特開５７−１０４８０９号のように、２分割され
た受光素子の光電出力の比を演算し、距１１７１１検出
する装置も提案されている。しかし、この種の装置にお
いては、演算回路が複雑になると共に、遠距離では、反
射光そのものが減少するために演算回路の誤差が太きく
なり検出結果のノくラツキが太きくなるという欠点を有
している。

本発明は、上記問題点に着目したもので、連続的な距離
情報が得られると共に、回路構成も容易で、ｎ！度のよ
い距離検出が可能な装置を提供するものである。本発明
の特徴は、被写体に向って投光し、その反射光を前もっ
て機械的偏倚された受光素子で受光し、前記機械的偏倚
とは反対方向の電磁駆動手段全前記受光素子に与え、受
光素子を走査させ、前記受光素子の光電出力比が所定値
となったときの電磁駆動手段の入力情号を検出し距離情
報とするものである。

以下図面に従って具体的に説明する。図中同じものは同
一記号で示しである。

第１図は、本発明の構成図である。１は、２分割受光素
子で、機械的偏倚を与える手段、例えば、ばね２によっ
て図中、左方向に力が加えられている。ばね２の他端は
、固定部材に固定されている。

５は、電ｍ駆動手段で、例えば、電磁往復駆動装置と呼
ばれているもので、第２図のグラフのようＶτ、電源電
圧？横軸、前記往復駆動装置６の軸の移＃ｌ縫℃、ある
いは力Ｆを縦軸にとると、直線的なｔ！Ｎ性金もってい
るものである。Ｏｌ［配電！Ｊ」往稈駆動Ｒｂ’！　”
　）可す：ｂ　＜’ＩＩＩ　ｓ　１と受ｆｆｅ　；＜＜
　了−１ｒｊ　しＩ　中ノ、１ｍ　’ｌ）に、連続さｔ
ｌてい４）。４は、ｆｉｌＪ　ｉｊ己往復駆動装置白、
６の′Ｆｌｉのである。電磁往復駆動装置乙に電圧を供
給すると、軸３１は、図中右方向に移動するようｒ（接
続されている。電ゆ２４の電圧’；ｒ：に化させ、電磁
往復駆動装置３［加わる′電力を増加σぜると、受光１
子１は、ばね２と、電磁往復駆動装置ろの力のバランス
をとりながら図中右方１０Ｊｌｌｌ移動する。

すなわち、受光素子１の移動−ｇｔあるい１０位置が、
電（１任往復駆ｉｌ！Ｉ装置５に供給される電圧と１対
１の対応となる。

第３陶は、前記電磁往復駆動装置６の構造の一例である
。３１は可動軸、３２はヨーク、３６は軸３１に取りつ
けられている永久磁石、３４は電磁コイル、３５　、６
６は軸６１の軸受でおる。電磁コイル３４（（電圧を供
給すると、可動軸６１は、その電圧値に対応した移動を
する。

第４図は、本発明を三角測距による距離検出に利用した
図である。５は、ランプまたは近赤外発光ダイオードの
ような発光素子である。６は、照射光ｆビームにするた
めのレンズ、７は、被写体８および８′からの反射光を
集光し、受光素子１に結像させるためのレンズ、？げ、
投光レンズ６の光軸である。１０は受光レンズ７０光軸
である。

１２は、電磁往復駆動装置６との接続部分をもつ受光素
子１の取りつけ部材、１−１　、１−２は、２分割され
た受光素子１のそれぞれの光電変換素子である。図中、
受光素子１の位置は初期位置であシ、受光素子１０分割
点と集光レンズ７の光軸１０は一致している。

第５囚は、距離に対応した電気信号を得るための回路図
である。５１．５６は、発光素子５の駆動周波数成分の
みを通過きせるためのカップリングコンデンサ。５２．
５７は増幅器、５３．５８は信号分を検波するためのダ
イオード、５４゜５５、および、５９．６０は積分回路
全形成する抵抗、コンデンサである。６１ｉｊコンパレ
ータで光電変換素子１−１側積分出力ｌ／ベルと、光電
変換素子１−２側積分出力レベルが一致したとき、反転
信号を出す。６６はスイッチで、コンパｌ／　−タロ１
の反転信号でスイッチが切換わる。６２ｄ電源４の電圧
レベルをメモリーまたは、ホールドするためのコンデン
サである。第６図は、第５図の回路出力を表わす波形で
ある。横軸は、電磁往復駆動装置３の移動量である。こ
こで、第４図の距離検出作動を、第５図の回路および、
第６図の波形を用いて詳細に説明する。

第４図のような構成で、発光素子５から発射された光は
、例えば近距離にある被写体ＢＶｃ当たシ、その反射光
が集光レンズ７全通して受光素子１上に像が光スポット
としてできる。また、遠距離にある被写体８′によって
光が反射した場合には、先述の近距離に被写体がある場
合とは、受光素子１上の異なる位置に光スポットができ
る。第４図中では、被写体が近＜Ｋあるほど、受光素子
１上の光スポットは右の方に、また、遠距離にあるほど
左の方へ生ずる。

今、被写体８の状態で、電源４０レベルを昇圧させると
、電磁往復駆動装置６によって、受光素子１は、ばね２
の力に打ちかつて、（９）中布方向に移動する。作動の
初期では、反射光の光スポットは、光電変換素子１−１
に大部分あたっているために、積分出力は高く、受光素
子１が右方向に移動するにしたがい、出力が下がってく
る。反対に、光電変換素子１−２は、低レベルから高レ
ベルに変化する。第６図、光を変換素子１−１および１
−２の波形がそれである。コンパレータ６１Ｆｉ、光電
変換素子１−１．１−２のそれぞれの積分出力が一致し
たときに反転信号がでる。光電変換素子１−１の積分出
力が光！変換素子１−２の積分出力より高い場合ＶＣは
、コンパ１ノータロ１の出力Ｖｃは高レベル、低い場合
には、低レベルである。

また、コンパレータ６１出力Ｖｃが高レベルのときは、
スイッチ６３はオン、低レベルのときけオフとなるよう
に、スイッチ６５は連動している。

スイッチ６３がオンしている時、コンデンサ６２は電源
４の電圧値全サンプリングし、オフすると、その瞬間の
′電圧値全ホールドする。第６図中ＶＬがコンデンサ６
２０電圧波形で必る。第６図において、上記作動中のタ
イミングについて示す。電磁性往復駆動装置６がＬ１移
動し、光電変換素子１−１．１−２のそれぞれの積分出
力レベルが一致スると、コンパレータ６１の出力Ｖｃσ
反転し、その信号で、電磁往復駆動袋［３の電圧値■Ｌ
をコンデンサ６２がホールドする。（波形を実線で示す
）被写体が８′の位置、遠距離になると、反射光の光ス
ポットが、左方向に移動り、１４磁往復駆動装置３の移
−量Ｌ２で、一致信号が出ることになる。（波形を破線
で示す） 第７図、第８図、第９図は、本距離検出装置の他の構成
例である。

第７図は、機械的偏倚を与える手段べ、第１図のような
コイルばねのかわシに板ばね７２を用いたものである。

７１は、受光素子１の増付は部材である。

第８図は、′を磁往復駆動装置として、可動コイルを用
いたものである。固定部材に固定さｔ″した永久磁石８
２と、可動コイル８１ＫＪ：つて往復装置を構成したも
のである。８６は、板ばねである。

もちろん、８１．８２のような可動コイル型にこだわら
ず、第６図のような可動鉄心型で構成してもよい。

第９図は、受光素子１を取付けた軸９３Ｋ、ばね９２全
通したものケ、部材９１で囲まれたスペース内に配置し
、軸？３のばね９２側の一端に１可動コイル８１を増付
けたものである。

以上述べてきたように、２分割受光素子のそれぞれの出
力レベルの一致点を検出し、その検出信号で電磁往復駆
動装置の電圧をモニタすることで距離に対応しｆｃ電気
信号？得ることができる。今までは、距離に対応する電
気信号を電圧値として説明してきたが、電流値として取
り出すことも可能である。

本発明によれば、２分割受光素子のそれぞれの出力の一
致点を検出すればよいため、複雑な演算回路を必要とせ
ず、精度のよい距離検出が可能である。さらに距離情報
を連続した電気イぎ号として得られる特長もある。この
信号を用いれば、距離表示も容易になり、また測距装置
もコンパクト化可能なため、カメラ等のオートフォーカ
スとして適するものである。

本発明ｅ説明を、２分割受光素子の場合について述べて
きたが、前記受光素子音そのまま位置検出素子（ＰＳＤ
）Ｋおきかえても、本装置は実現可能である。

４、“　図面の簡単な説明 第１図は、本発明の原理構成図、第２崗は、電磁往復駆
動装置の特性図、第６図は、電磁往復連動装置の一例の
構造図、第４図は、本発明の距離検出装置の一実廁例、
第５園は、本発明の距離検出のための回路図、第６南は
、前記回路向の出力波形、第７南、第８図および第９−
は、本発明の距離検出装置の他の構成例である。

１・・・・・・受光素子 ２．７２．Ｂ５，９２・・・・・・ばね６・・・・・・
電磁往復駆動装置 ３１．９３・旧・・可動軸 ６２・・・・・・ヨーク ５５．８２・・・・・・永久磁石 ６４・・・・・・電磁コイル ５５．５６・・・・・・軸受 ８１・・・・・・可動コイル ５・・・・・・発光素子 ６・・・・・・投光レンズ ７・・・・・・受光レンズ ８．８′・・・・・・被写体 １−１．ｉ−２・・・・・・光電変換素子５１．５６・
・・・・・カップリングコンデンサ５２．５７・・・・
・・増幅器 ５３．５８・・・用ダイオード ５４．５９・・団・抵抗 ５５．６０．６２・・・・・・コンデンサ６１・・・・
・・コンパレータ ６３・・・・・・スイッチ ４・・・・・・電源 以上 出願人　セイコー九機株式会社 代理人　弁力士　最　上　務 ！ ６５７′ 、ｒ２Ｊ、　１ 〈−＝≠シ 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）発光素子と投光レンズとで成る投光手段を有し、
   前記投光手段力・ら投光され、被写体から反射された光
   を受光して前記被写体までの距離を測定する距離検出装
   置において、前記被写体からの反射光を受光するための
   結像手段と、前記結像手段の結像側に配置された受光素
   子と、前記受光素子に機械的偏倚を与える手段と、前記
   機械的偏倚を与える方向とは反対方向の駆動力を前記受
   光素子に与える電磁駆動手段と、前記′ＰｊＬ磁駆動手
   駆動手段する電気信号を距離情報に変換する回路と全備
   えたことを特徴とする距離検出装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の距離検出装置におい
   て、前記受光素子は、２分割された素子であることを特
   徴とする距離検出装置。 （３）特許請求の範囲第２項記載の距離検出装置におい
   て、前記２分割受光素子の光電出力比が、所定値になっ
   たときの前記電磁駆動手段の入力電気信号値を、距離に
   対応した信号とすることを特徴とする距離検出装置。