JP2000266537A - 光波測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光した反射波中に含まれる背景光で誤った
距離測定が行われる確率を低減し、測定精度を高める機
能を付加させた光波測距装置を提供する。 【解決手段】 発光器からの投光波を測距対象物で反射
させ、この反射波を光位置検出器で受光して入射位置に
対応した光電流から入射位置信号を造り、この入射位置
信号を信号処理回路で演算処理して測距対象物までの距
離を算出するのに必要な測距位置信号を求める光波測距
装置において、信号処理回路１２は、入射位置信号Ｅ
１，Ｅ２に基づいて発光器の点灯時及び消灯時に同期さ
せたサンプリングと、サンプリングした保持信号の演算
を行いながら、受光した反射波中に含まれた時間的に変
化する背景光成分を除去する背景光補正回路２１を設
け、背景光補正回路２１は時間的に変化しない一定の背
景光成分の除去を行う第１の背景光補正回路２１（Ａ）
と、時間的に変化する背景光成分をも除去する第２の背
景光補正回路２１（Ｂ）で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光波信号の投光及
び受光によって目標物までの距離を測定する光波測距装
置に係るものであり、特に受光した反射波中に含まれる
背景光で誤った距離測定が行われる確率を低減し、測定
精度を高める機能を付加させた光波測距装置に関し、例
えばカメラのオートフォーカスなどに使用すると好適で
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の光波測距装置は、例えば図１で
示すブロック図のように、投光部１がＬＥＤ（発光ダイ
オード）などの投光器４と投光レンズ５で構成され、受
光部２が受光レンズ９とＰＳＤ（位置検出素子）などに
よる光位置検出器１０及び前置回路１１で構成され、測
距処理部３が信号処理回路１２とパルス発生回路１３及
び投光器駆動回路１４で構成されている。

【０００３】投光部１側では、測距処理部３側のパルス
発生回路１３が発生した投光用パルスＰ０で投光器駆動
回路１４を駆動させると、投光器駆動回路１４からの投
光信号によって投光器４が赤外光によるパルス状の投光
波６を所定周期で発生し、この投光波６は投光レンズ５
を介して測距対象物である目標物７に発射する。

【０００４】受光部２側では、目標物７からの反射波８
が受光レンズ９を介して光位置検出器１０であるＰＳＤ
で受光されるが、この受光した反射波８の入射位置は中
心軸より変位ｘした受光面で検知され、光位置検出器１
０から入射位置に対応した光電流Ｉ１，Ｉ２が出力され
るので、この光電流を前置回路１１で電圧に変換した後
に増幅し、入射位置信号Ｅ１，Ｅ２として測距処理部３
側に送られる。

【０００５】ＰＳＤ（特に光波測距で使用される１次元
のもの）は、光スポットが入射するとその入射位置には
光エネルギーに比例した電荷が発生し、この電荷が光電
流としてＰＳＤ内部の抵抗層を通って両端の電極から出
力されると共に、この光電流は電極までの距離（抵抗
値）に逆比例して分割されて取り出されるので、光電流
Ｉ１，Ｉ２とＰＳＤ受光面の全長Ｌ及びＰＳＤの中心か
ら光スポット入射位置までの変位ｘとの間には、（Ｉ１
−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）＝２・ｘ／Ｌ（式１）の関係
式が成立する。

【０００６】また三角測量の原理によると、目標物７ま
での距離Ｌ０＝１／ｘ×ｆ×Ｂ（式２）で求めることが
できるので、ＰＳＤが受光する反射波８の入射位置の中
心からの変位ｘが明らかになれば、目標物７までの距離
Ｌ０が演算できることになり、変位ｘはＰＳＤの光電流
Ｉ１，Ｉ２を電圧に変換した入射位置信号Ｅ１，Ｅ２
を、信号処理回路１２で演算処理して測距位置信号とし
て求めることができる。（特開昭５９−１４２４１２
号，特開昭６２−２５４００６号等を参照）

【０００７】測距処理部３は、図２のブロック図で示す
ように、投光器４であるＬＥＤに投光信号を送る投光器
駆動回路１４と、光位置検出器１０であるＰＳＤ側から
送られた入射位置信号を演算処理する信号処理回路１２
と、投光器４に送る投光用パルスＰ０と信号処理回路１
２に送るサンプリング用パルスＰ１，Ｐ２を発生するパ
ルス発生回路１３で構成されている。

【０００８】信号処理回路１２には、第１減算回路１５
と、第１加算回路１６と、サンプルホールド回路１７
（Ｓ／Ｈ１〜Ｓ／Ｈ４）と、第２減算回路１８、第３減
算回路１９と、除算回路２０が設けられ、サンプルホー
ルド回路１７と第２減算回路１８及び第３減算回路１９
で背景光補正回路２１（Ａ）を構成し、投光器駆動回路
１４は投光用パルスＰ０に基づいて投光信号を造るが、
特に背景光の影響を受けにくくするためにＬＥＤは通常
パルス駆動させて使用する。

【０００９】信号処理回路１２では、目標物７までの距
離Ｌ０に対応した入射位置信号Ｅ１，Ｅ２に対して、第
１減算回路１５で減算して第１差信号Ｅ３（＝Ｅ１−Ｅ
２）を出力し、第１加算回路１６で加算して第１和信号
Ｅ４（＝Ｅ１＋Ｅ２）を出力し、それぞれサンプルホー
ルド回路１７（Ｓ／Ｈ１〜Ｓ／Ｈ４）に送られ、サンプ
ルホールド回路１７はサンプリング用パルスＰ１，Ｐ２
に基づいて第１差信号Ｅ３及び第１和信号Ｅ４を一定期
間保持させて、第１〜４保持信号Ｅ３１，Ｅ３２，Ｅ４
１，Ｅ４２を出力する。

【００１０】背景光補正回路２１（Ａ）では、減算側の
サンプルホールド回路１７（Ｓ／Ｈ１，Ｓ／Ｈ２）から
出力された第１及び第２保持信号Ｅ３１，Ｅ３２を、第
２減算回路１８で減算して第１補正信号Ｅ５（＝Ｅ３１
−Ｅ３２）として取り出され、加算側のサンプルホール
ド回路１７（Ｓ／Ｈ３，Ｓ／Ｈ４）から出力された第３
及び第４保持信号Ｅ４１，Ｅ４２を、第３減算回路１９
で減算して第２補正信号Ｅ６（＝Ｅ４１−Ｅ４２）とし
て取り出される。

【００１１】除算回路２０では、背景光補正回路２１
（Ａ）からの第１補正信号Ｅ５を分子に第２補正信号Ｅ
６を分母として除算を行い、除算回路２０から出力され
る商信号Ｅ７（Ｅ５／Ｅ６）が前記変位ｘに比例するＰ
ＳＤの出力比（Ｅ１−Ｅ２／Ｅ１＋Ｅ２）に相当する測
距位置信号として算出される。

【００１２】図３及び図４は、図２の信号処理回路１２
（Ａ）における各部の波形図を示すものであり、パルス
発生回路１３で発生させた投光用パルスＰ０に基づいて
投光器３のＬＥＤが所定の時間間隔毎に点灯されるが、
一方のサンプリング用パルスＰ１はＬＥＤ点灯時のほぼ
中間時点で発生させ、他方のサンプリング用パルスＰ２
はＬＥＤ消灯時のほぼ中間時点で発生させるように設定
され、受光信号Ｅ１，Ｅ２中には一定レベルの背景光に
よるバイアスｅ１，ｅ２が含まれている。

【００１３】入射位置信号Ｅ１，Ｅ２による第１差信号
Ｅ３が入力された減算側のサンプルホールド回路１７
（Ｓ／Ｈ１，Ｓ／Ｈ２）では、点灯時にサンプリングさ
れたＳ／Ｈ１側からは一定レベルに保持された第１保持
信号Ｅ３１が出力され、消灯時にサンプリングされたＳ
／Ｈ２側からは一定レベルに保持された第２保持信号Ｅ
３２が出力されるので、この保持信号Ｅ３１，３２を第
２減算回路１８で減算した第１補正信号Ｅ５は背景光に
よるバイアスｅ１，ｅ２が除去され、第１差信号Ｅ３
（Ｅ１−Ｅ２）のＬＥＤ点灯時に対応した一定レベルと
なる。

【００１４】入射位置信号Ｅ１，Ｅ２による第１和信号
Ｅ４が入力された加算側のサンプルホールド回路１７
（Ｓ／Ｈ３，Ｓ／Ｈ４）では、点灯時にサンプリングさ
れたＳ／Ｈ３側からは一定レベルに保持された第３保持
信号Ｅ４１が出力され、消灯時にサンプリングされたＳ
／Ｈ４側からは第３保持信号Ｅ４１より低位の一定レベ
ルに保持された第４保持信号Ｅ４２が出力されるので、
この保持信号Ｅ４１，４２を第３減算回路１９で減算し
た第２補正信号Ｅ６は背景光によるバイアスｅ１，ｅ２
が除去され、第１和信号Ｅ４（Ｅ１＋Ｅ２）のＬＥＤ点
灯時に対応した一定レベルとなる。

【００１５】従って、第１補正信号Ｅ５を分子に第２補
正信号Ｅ６を分母に除算した除算回路２０の商信号Ｅ７
（Ｅ５／Ｅ６）は、ＬＥＤ点灯時におけるＥ１−Ｅ２／
Ｅ１＋Ｅ２に対応する一定レベルで背景光の影響を受け
ないものであると共に、式２で示した２・ｘ／Ｌとは比
例関係にあるＰＳＤの出力比に相当するから、当該商信
号Ｅ７を測距位置信号として既知のＰＳＤ受光面の全長
Ｌとを式１に代入して入射光の変位ｘを求めた後に、当
該変位ｘを三角測量の原理に基づく式２に代入して目標
物７までの距離Ｌ０を算出することができる。

【００１６】前記構成による従来の信号処理回路１２
（Ａ）では、入射位置信号Ｅ１，Ｅ２に比例する測距位
置信号を求めるものであるから、少なくとも第１減算回
路１５と第１加算回路１６及び除算回路２０を用いてＥ
１−Ｅ２／Ｅ１＋Ｅ２が演算できればよいが、正確な距
離測定を妨げる受光した反射波中に含まれる背景光の影
響を除去するために、背景光補正回路２１（Ａ）が設け
られている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前記構成による従来の
信号処理回路１２（Ａ）を使用した場合に、図３及び図
４のように受光した反射波中に時間的に変化しない一定
の背景光が含まれている状態では、前記した背景光補正
回路２１（Ａ）によって測距位置信号に影響を及ぼすこ
とがなく正確な距離測定が行われるが、図５及び図６で
示すように背景光が時間的に変化する状態では、この背
景光による信号成分がリップル（脈流）として残存し、
測距位置信号に影響を及ぼして正確な距離測定が行われ
なくなる。

【００１８】例えば、受光した反射波中に時間的に変化
（増加）する背景光が含まれていると、これを電圧波形
にした入射位置信号Ｅ１，Ｅ２は背景光の信号成分によ
る漸次増加するバイアスｅ１，ｅ２上に重畳された状態
となり、この入射位置信号Ｅ１，Ｅ２に基づく第１差信
号Ｅ３から第１補正信号Ｅ５を造った減算側の経路では
バイアスｅ１，ｅ２が除去された一定レベルとなるが、
第１和信号Ｅ４から第２補正信号Ｅ６を造った加算側の
経路では、バイアスｅ１，ｅ２が除去されずにレベルが
変動するリップルとして残存する。

【００１９】即ち、第１和信号Ｅ４が入力された加算側
のサンプルホールド回路１７（Ｓ／Ｈ３，Ｓ／Ｈ４）
は、Ｓ／Ｈ３側ではパルスＰ１で高位点をサンプリング
して保持信号Ｅ４１のレベルが順次上昇するので、パル
スＰ０のハイレベル中間時点に同期した階段波形の保持
信号Ｅ４１となり、Ｓ／Ｈ４側ではパルスＰ２で低位点
をサンプリングして保持信号Ｅ４２のレベルも順次上昇
し、パルスＰ０のローレベル中間時点に同期した階段波
形の保持信号Ｅ４２となる。

【００２０】従って、保持信号Ｅ４１，４２を減算した
第２補正信号Ｅ６では背景光によるバイアスｅ１，ｅ２
が除去されず、背景光が一定又はない場合のレベルを中
心にレベル変動する矩形波状となって、第１和信号Ｅ４
（Ｅ１＋Ｅ２）のＬＥＤ点灯時に対応しないので、この
第２補正信号Ｅ６を分母に第１補正信号Ｅ５を分子にし
て除算回路２０で除算した商信号Ｅ７は、パルスＰ０に
同期してＬＥＤの点灯時には高位で消灯時には低位に変
動する矩形波状のリップルとして出力され、これを変位
ｘを算出するための測距位置信号として使用すると、目
標物７までの距離Ｌ０を算出した際に誤差を生じる。

【００２１】そこで本発明では、背景光が時間的に変化
する状態で受光した反射波中に含まれる場合でも、この
背景光信号を信号処理回路の背景光補正回路中で除去し
て誤った距離測定が行われる確率を低減し、測定精度を
高める機能を付加させた光波測距装置の提供を目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明による光波測距装
置は、発光器からの投光波を測距対象物で反射させ、こ
の反射波を光位置検出器で受光して入射位置に対応した
光電流から入射位置信号を造り、この入射位置信号を信
号処理回路で演算処理して測距対象物までの距離を算出
するのに必要な測距位置信号を求める光波測距装置にお
いて、前記信号処理回路には、前記入射位置信号に基づ
いて前記発光器の点灯時及び消灯時に同期させたサンプ
リングと、サンプリングした保持信号の演算を行いなが
ら、受光した反射波中に含まれた時間的に変化する背景
光成分を除去する背景光補正回路を設けた。（請求項
１）

【００２３】請求項１の光波測距装置によると、従来の
背景光補正回路で可能であった時間的に変化しない一定
の背景光成分の除去に加え、時間的に変化する背景光成
分をも除去することにより、背景光によって誤った距離
測定が行われる確率を低減し、測定精度を高めることが
できる。

【００２４】請求項１における前記信号処理回路には、
前記入射位置信号から第１差信号と第１和信号を出力す
る第１減算回路及び第１加算回路と、この第１差信号及
び第１和信号に対して前記発光器の点灯時及び消灯時に
同期させたパルスでサンプリングすると共に、このサン
プリングした保持信号を演算して前記第１差信号及び第
１和信号の前記発光器の点灯時における出力レベルに比
例した一定の補正信号を出力する第１及び第２の背景光
補正回路からなる前記背景光補正回路と、この補正信号
を除算して前記測距位置信号を求める除算回路を設け
た。（請求項２）

【００２５】請求項２の光波測距装置によると、時間的
に変化しない一定の背景光成分の除去を行う第１の背景
光補正回路に、時間的に変化する背景光成分をも除去す
る第２の背景光補正回路を追加する簡単な構成によっ
て、背景光で誤った距離測定が行われる確率を低減し、
測定精度を高めることができる。

【００２６】請求項２における前記背景光補正回路は、
前記第１差信号及び第１和信号に対して前記発光器の点
灯時及び消灯時に同期した第１及び第２のサンプリング
用パルスでそれぞれサンプリングを行い、減算側及び加
算側の各経路からそれぞれ点灯時及び消灯時に対応する
第１〜第４の保持信号を出力する前段側のサンプルホー
ルド回路と、減算側の第１及び第２の保持信号を減算し
て第１補正信号を造る第２の減算回路と、加算側の第３
及び第４の保持信号を減算して第２補正信号を造る第３
の減算回路とを設けた前段側の第１の背景光補正回路
と、前記第１及び第２の補正信号に対して前記第１及び
第２のサンプリング用パルスより僅かに遅延させた第４
及び第３でのサンプリング用パルスでそれぞれサンプリ
ングを行い、減算側及び加算側の各経路からそれぞれ点
灯時及び消灯時に対応する第４〜第８の保持信号を出力
する後段側のサンプルホールド回路と、減算側の第５及
び第６の保持信号を加算して第３補正信号を造る第２の
加算回路と、加算側の第７及び第８の保持信号を加算し
て第４補正信号を造る第３の加算回路とを設けた後段側
の第２の背景光補正回路とで構成した。（請求項３）

【００２７】請求項３の光波測距装置によると、時間的
に変化する背景光成分をも除去する第２の背景光補正回
路を、４個のサンプルホールド回路と２個の加算回路及
び２個の遅延回路によって簡単で且つ安価に構成するこ
とができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明は、図１の構成による光波
測距装置を実施対象とし、図２で示す従来例における信
号処理回路１２（Ａ）に改良を加えたものであって、実
施形態を示す図７の測距処理部のブロック図及び当該ブ
ロック図における各部の波形図を示す図８〜１１に基づ
いて詳細に説明するが、従来例と同一の構成部分につい
ては、同一の符号を付して詳細な説明は省略すると共
に、従来例と同一の波形図も可能な限り省略する。

【００２９】この光波測距装置では、従来例による信号
処理回路１２（Ａ）に対して、受波信号中に不規則な背
景光が重畳した場合でもこれを除去するために、従来か
らある第１の背景光補正回路２１（Ａ）の後段に第２の
背景光補正回路２１（Ｂ）を追加して新たな信号処理回
路１２（Ｂ）に変更したものであって、第２の背景光補
正回路２１（Ｂ）には４個のサンプルホールド回路２２
（Ｓ／Ｈ５〜Ｓ／Ｈ８）と２個の遅延回路２３，２４及
び加算回路２５，２６が設けられている。

【００３０】サンプルホールド回路は、第１保持信号Ｅ
３１と第２保持信号Ｅ３２を第２減算回路１８で減算し
た第１補正信号Ｅ５を一定期間保持し、第５保持信号Ｅ
５１と第６保持信号Ｅ５２を出力する減算側のサンプル
ホールド回路２２（Ｓ／Ｈ５，Ｓ／Ｈ６）と、第３保持
信号Ｅ４１と第４保持信号Ｅ４２を第３減算回路１９で
減算した第２補正信号Ｅ６を一定期間保持し、第７保持
信号Ｅ６１と第６保持信号Ｅ６２を出力する減算側のサ
ンプルホールド回路２２（Ｓ／Ｈ７，Ｓ／Ｈ８）とで構
成されている。

【００３１】遅延回路は、サンプリング用パルスＰ１を
ＬＥＤの点灯期間内で遅延させたサンプリング用パルス
Ｐ３を造り、点灯時にサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ
６，Ｓ／Ｈ８）にサンプリングさせる第１遅延回路２３
と、サンプリング用パルスＰ２をＬＥＤの消灯期間内で
遅延させたサンプリング用パルスＰ４を造り、消灯時に
サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ５，Ｓ／Ｈ７）にサンプ
リングさせる第２遅延回路２４とで構成されている。

【００３２】加算回路は、減算側のサンプルホールド回
路２２（Ｓ／Ｈ５，Ｓ／Ｈ６）から出力された第５及び
第６保持信号Ｅ５１，Ｅ５２を加算し、第３補正信号Ｅ
８（Ｅ５１＋Ｅ５２）として取り出す第２加算回路２５
と、加算側のサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ７，Ｓ／Ｈ
８）から出力された第７及び第８保持信号Ｅ６１，Ｅ６
２を加算し、第４補正信号Ｅ９（Ｅ６１＋Ｅ６２）とし
て取り出す第３加算回路２６とで構成されている。

【００３３】従って、除算回路２０には第２の背景光補
正回路２１（Ｂ）から第３補正信号Ｅ８と第４補正信号
Ｅ９が入力され、第３補正信号Ｅ８を分子に第４補正信
号Ｅ９を分母にして除算が行われ、除算回路２０から出
力される商信号Ｅ１０が前記変位ｘに比例するＰＳＤの
出力比（Ｅ１−Ｅ２／Ｅ１＋Ｅ２）に相当する測距位置
信号として算出される。

【００３４】なお、第２の背景光補正回路２１（Ｂ）中
に設けた遅延回路２３，２４は、前段側のサンプルホー
ルド回路１７（Ｓ／Ｈ１〜４）と後段側のサンプルホー
ルド回路２２（Ｓ／Ｈ５〜８）が同時にサンプリング動
作することを防止するためのものであって、前段側のサ
ンプルホールド回路１７が確実にサンプリング動作を終
了した後に、当該前段側からの出力に対して後段側のサ
ンプルホールド回路２２がサンプリングを開始するよう
に遅延させる。

【００３５】図８及び図９は、図７の信号処理回路１２
（Ｂ）における各部の波形図を示すものであって、例え
ば一様な背景で明るさのみが時間的に変化（増加）し、
入射位置信号Ｅ１，Ｅ２中に背景光による信号成分が変
化分（傾斜）に比例する振幅でリップル（脈流）として
残存している状態での信号処理を示す。

【００３６】この場合には、従来例における図５及び図
６の場合と同様に入射位置信号Ｅ１，Ｅ２は背景光の信
号成分による漸次増加するバイアスｅ１，ｅ２上に重畳
された状態になるので、第１補正信号Ｅ５には背景光の
変化でリップルは生じないが第２補正信号Ｅ６にはリッ
プルが生じ、この第１補正信号Ｅ５と第２補正信号Ｅ６
は第１の背景光補正回路２１（Ａ）から第２の背景光補
正回路２１（Ｂ）に送られる。

【００３７】第２の背景光補正回路２１（Ｂ）では、第
１補正信号Ｅ５に対してサンプルホールド回路Ｓ／Ｈ５
側はサンプリング用パルスＰ４で、サンプルホールド回
路Ｓ／Ｈ６側はサンプリング用パルスＰ３で、それぞれ
サンプリングして第５及び第６保持信号Ｅ５１，Ｅ５２
を出力した後に、第２加算回路２５で加算して第３補正
信号Ｅ８（Ｅ５１＋Ｅ５２）とするが、入力される第２
差信号Ｅ５に元々リップルがないので第３補正信号Ｅ８
にはリップルが含まれていない。

【００３８】一方、第２補正信号Ｅ６に対してサンプル
ホールド回路Ｓ／Ｈ７側はサンプリング用パルスＰ４
で、サンプルホールド回路Ｓ／Ｈ８側はサンプリング用
パルスＰ３でサンプリングすると、背景光が一定又はな
い時のレベルより低位の一定なハイレベルでサンプリン
グした第７保持信号Ｅ６１と、高位の一定なハイレベル
でサンプリングした第８保持信号Ｅ６２が出力されるの
で、第３加算回路２６で加算した第４補正信号Ｅ９（Ｅ
６１＋Ｅ６２）ではリップルが除去されている。

【００３９】このように、追加された第２の背景光補正
回路２１（Ｂ）では入力された第１補正信号Ｅ５と第２
補正信号Ｅ６に対して、遅延させたサンプリング用パル
スＰ３，Ｐ４を用いてＬＥＤの点灯時及び消灯時にそれ
ぞれサンプリングを行い、第５保持信号５１と第６保持
信号５２及び第７保持信号６１と第８保持信号６２を加
算することにより、変化する背景光によるリップルを除
去することができる。

【００４０】従って、第３補正信号Ｅ８（Ｅ５１＋Ｅ５
２）を分子に第４補正信号Ｅ９（Ｅ６１＋Ｅ６２）を分
母として除算した除算回路２０の商信号Ｅ１０（Ｅ５１
＋Ｅ５２）／（Ｅ６１＋Ｅ６２）は、背景光の変化によ
る影響を受けないものとなり、この商信号Ｅ１０を測距
位置信号として用いて目標物７までの距離Ｌ０の算出を
行うと、背景光よって誤った距離測定が行われる確率を
低減し、測定精度を高めた正確な距離測定を行うことが
できる。

【００４１】次に、第２の背景光補正回路２１（Ｂ）を
追加した本発明における信号処理回路１２（Ｂ）の有効
性を更に検証するために、特殊な例として時間的に変化
する背景光が一方の入射位置信号のみに影響を与える場
合について、図１０及び図１１で示す波形図に基づき動
作説明を行う。

【００４２】図１０で示すように、一方の入射位置信号
Ｅ１は背景光によって増加するバイアスｅ１上に重畳さ
れ、他方の入射位置信号Ｅ２は背景光の影響を受けない
正常なものであった場合に、入射位置信号Ｅ１，Ｅ２を
減算した第１差信号Ｅ３と加算した第１和信号Ｅ４を第
１の背景光補正回路２１（Ａ）に送り、サンプリング用
パルスＰ１，Ｐ２でサンプリングした後に減算した第１
補正信号Ｅ５及び第２補正信号Ｅ６にはそれぞれリップ
ルが含まれている。

【００４３】しかし、第１補正信号Ｅ５及び第２補正信
号Ｅ６に対して、第２の背景光補正回路２１（Ｂ）にお
いてレベル変動する高位及び低位をサンプリング用パル
スＰ３，Ｐ４でそれぞれサンプリングした後に加算する
ことによって、リップルが除去されて第３補正信号Ｅ８
は第１差信号Ｅ３（＝Ｅ１−Ｅ２）に対応した一定レベ
ルに、第４補正信号Ｅ９は第１和信号Ｅ４（＝Ｅ１＋Ｅ
２）に対応した一定レベルになる。

【００４４】従って、第２の背景光補正回路２１（Ｂ）
から出力される第３補正信号Ｅ８を分子に第４補正信号
Ｅ９を分母にして除算回路２０で除算すると、その商信
号Ｅ１０は背景光の変化による影響を受けないものとな
り、この商信号Ｅ１０を測距位置信号として用いて目標
物７までの距離Ｌ０の算出を行うと、背景光よって誤っ
た距離測定が行われる確率を低減し、測定精度を高めた
正確な距離測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が実施対象とする光波測距装置のブロッ
ク図を示す。

【図２】図１の光波測距装置における測距処理部の従来
例によるブロック図を示す。

【図３】図２の各部における波形図を示す。

【図４】図２の各部における波形図を示す。

【図５】図２の各部における波形図を示す。

【図６】図２の各部における波形図を示す。

【図７】図１の光波測距装置における測距処理部の本発
明の実施形態によるブロック図を示す。

【図８】図７の各部における波形図を示す。

【図９】図７の各部における波形図を示す。

【図１０】図７の各部における波形図を示す。

【図１１】図７の各部における波形図を示す。

【符号の説明】

１ 投光部 ２ 受光部 ３ 測距処理部 ４ 投光器（ＬＥＤ） ５ 投光レンズ ６ 投光波 ７ 目標物（測距対象物） ８ 反射波 ９ 受光レンズ １０ 光位置検出器（ＰＳＤ） １１ 前置回路 １２ 信号処理回路 １２（Ａ） 信号処理回路（従来例による） １２（Ｂ） 信号処理回路（本発明の実施形態による） １３ パルス発生回路 １４ 投光器駆動回路 １５ 第１減算回路 １６ 第１加算回路 １７ サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ１〜４） １８ 第２減算回路 １９ 第３減算回路 ２０ 除算回路 ２１（Ａ） 第１の背景光補正回路（従来例による） ２１（Ｂ） 第２の背景光補正回路（追加した） ２２ サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ５〜８） ２３，２４ 遅延回路 ２５ 第２加算回路 ２６ 第３加算回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光器からの投光波を測距対象物で反射
   させ、この反射波を光位置検出器で受光して入射位置に
   対応した光電流から入射位置信号を造り、この入射位置
   信号を信号処理回路で演算処理して測距対象物までの距
   離を算出するのに必要な測距位置信号を求める光波測距
   装置において、 前記信号処理回路には、前記入射位置信号に基づいて前
   記発光器の点灯時及び消灯時に同期させたサンプリング
   と、サンプリングした保持信号の演算を行いながら、受
   光した反射波中に含まれた時間的に変化する背景光成分
   を除去する背景光補正回路を設けたことを特徴とする光
   波測距装置。
2. 【請求項２】 前記信号処理回路には、前記入射位置信
   号から第１差信号と第１和信号を出力する第１減算回路
   及び第１加算回路と、この第１差信号及び第１和信号に
   対して前記発光器の点灯時及び消灯時に同期させたパル
   スでサンプリングすると共に、このサンプリングした保
   持信号を演算して前記第１差信号及び第１和信号の前記
   発光器の点灯時における出力レベルに比例した一定の補
   正信号を出力する第１及び第２の背景光補正回路からな
   る前記背景光補正回路と、この補正信号を除算して前記
   測距位置信号を求める除算回路を設けた請求項１に記載
   の光波測距装置。
3. 【請求項３】 前記背景光補正回路は、前記第１差信号
   及び第１和信号に対して前記発光器の点灯時及び消灯時
   に同期した第１及び第２のサンプリング用パルスでそれ
   ぞれサンプリングを行い、減算側及び加算側の各経路か
   らそれぞれ点灯時及び消灯時に対応する第１〜第４の保
   持信号を出力する前段側のサンプルホールド回路と、減
   算側の第１及び第２の保持信号を減算して第１補正信号
   を造る第２の減算回路と、加算側の第３及び第４の保持
   信号を減算して第２補正信号を造る第３の減算回路とを
   設けた前段側の第１の背景光補正回路と、前記第１及び
   第２の補正信号に対して前記第１及び第２のサンプリン
   グ用パルスより僅かに遅延させた第４及び第３でのサン
   プリング用パルスでそれぞれサンプリングを行い、減算
   側及び加算側の各経路からそれぞれ点灯時及び消灯時に
   対応する第４〜第８の保持信号を出力する後段側のサン
   プルホールド回路と、減算側の第５及び第６の保持信号
   を加算して第３補正信号を造る第２の加算回路と、加算
   側の第７及び第８の保持信号を加算して第４補正信号を
   造る第３の加算回路とを設けた後段側の第２の背景光補
   正回路とで構成した請求項２に記載の光波測距装置。