JPH0334005B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0334005B2
JPH0334005B2 JP14193781A JP14193781A JPH0334005B2 JP H0334005 B2 JPH0334005 B2 JP H0334005B2 JP 14193781 A JP14193781 A JP 14193781A JP 14193781 A JP14193781 A JP 14193781A JP H0334005 B2 JPH0334005 B2 JP H0334005B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
psd
light
control signal
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP14193781A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5842912A (ja
Inventor
Shozo Abe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP14193781A priority Critical patent/JPS5842912A/ja
Publication of JPS5842912A publication Critical patent/JPS5842912A/ja
Publication of JPH0334005B2 publication Critical patent/JPH0334005B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • G01C3/06Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08Use of electric radiation detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非走査形の半導体光位置検出素子
(Position Sensitive Detector以下PSDという)
を用いた測距装置に関する。
まず第1図および第2図によりPSDの基本的
な構成を略述する。第1図はPSDの構成を示す
略図、第2図はPSDの等価回路を示す。PSDは
第1図に示すように一対の検出電極(アノード)
A、Bおよび共通電極C(カソード)を備えてい
る。電極Aよりx1の位置に光が入射すると電極
A、Bまでの距離に反比例した値の電流が流れ
る。Aからの電流をiA、Bからの電流をiBとする
と次の(1)式が成立する。
iA/iB=x2/x1……(1) 第2図にPSDの等価回路を示す。すなわち、
PSDはフオトダイオードが向い合つた形で表現
できる。第3図にPSDを用いた測距装置の一例
を示す。物体までの距離をl、発光素子LEDと
PSDまでの距離、すなわち基線長をd、PSDの
寸法をd1、レンズとPSDまでの距離をl1とする。
A、B電極からの電流をそれぞれiA、iB、PSDに
結像される光点の位置を電極Aからx1とするとこ
れ等の間に次の関係が成立する。
l/d=l1/x1 ∴x1=l1/l・d x2=d1−x1=d1−l1/l・d x/x1=d−l1/l・d/l1/l・d=ld
1−l1d/l1d =(l/l1・d1/d−1) ……(2) (2)式に(1)式を代入 iA/iB=(l/l1・d1/d−1) ……(2)′ ∴l=(iA/iB+1)・l1/d1・d ……(3) すなわち距離lはiA/iBによつて求めることが
できる。
(1)式または(3)式でわかるようにPSD上の光点
位置測定または距離測定はPSDの検出電極の出
力電流の比を演算することにより得られる。
第4図に最も簡単な演算回路の構成例を示す。
図においてA1,A2,A3は演算増幅器であり、
A1,A2にはそれぞれ対数圧縮ダイオードD1,D2
が帰還回路に設けられ対数圧縮増幅器を形成して
いる。PSDの電極AはA1に、電極BはA2に共通
電極CはA1,A2に接続されている。D1,D2は同
一の特性の素子を用いている。増幅器A3には同
一の抵抗値Rの帰還抵抗および入力抵抗が接続さ
れており、各対数圧縮増幅器を形成している。
PSDのA、B電極からの光電流をiA、iBとする
と、増幅器A1,A2,A3の出力電圧v1、v2および
v3は次式で与えられる。
v1=nKT/qlniA/iS v2=nKT/qlniB/iS
…(4) ∴v3=v2−v1=nKT/qlniS/iB……(5) ここにおいて T:絶体温度 K:ボルツマン定数 q:電子の電荷 n:ダイオードD1,D2に固有の定数 前述したところはPSDに発光素子(LED)か
ら発せられ、物体から反射されてレンズより形成
されたスポツト光のみが入射した場合についての
み成立し、前記光以外の外部光が入射されている
ときには成立しない。現実には第5図に示すよう
にA、B電極からの光電流にはt1からt2の点間に
生ずる信号電流iA、iB以外にノイズ成分としてIA
IBが含まれる。また、IA、IBの値は全不定であり、
iA、iBとは相関はない。この問題を解決するため
に本件発明者は増幅器A1,A2の出力v1、v2をiA
iBだけの関数にすることができる回路をすでに提
案している。この提案にかかわる回路はPSDの
電極A、Bと対数ダイオードD1,D2のそれぞれ
の間にハイパルフイルタを入れて、かつ発光素子
(LED)から発射する光もパルス状にして、この
パルス光の反射によるPSDの光電流のみがダイ
オードD1,D2に流れるようにしたものである。
この構成によれば高い周波数成分を含まない背影
光の影響を除去することができる。
前記本件発明者の提案に係る装置と正確に同一
ではないが、例えば特開昭56−29216号公報(瞬
間光検出回路)および特開昭54−121164号公報
(距離検出装置の測光回路)の発明は背景光と信
号光の周波数成分の違い、すなわち、背景光を低
周波または直流とみなして、キヤパシタを用いる
ことにより信号光である高周波成分のみを増幅し
ようとする点において共通する。
本発明の目的は、前述した高周波成分に着目す
るのではなく、帰還回路に保持機能を持たせると
ともに検出期間を発光期間に対応して設定し前記
保持機能を働かせることによりより正確な背景光
ノイズ成分の除去をすることができる測距装置を
提供することにある。
前記目的を達成するための本発明による測距装
置を第8図の実施例と対応させて説明すると次の
とおりである。
すなわち本発明による測距装置は、発光素子
LEDからビーム状の光パルスを発射し、前記パ
ルス光に照射された物体からの反射光を前記発光
素子から一定基線長離れたPSD上に結像させ、
PSDの一対電極よりそれぞれ得られる光電流を
一対の対数増幅器A1,A2で増幅し、その増幅出
力の差を差動増幅器A3により求めることにより
物体までの距離を求める測距装置であつて、制御
入力端子をもち前記制御入力端子に制御信号が供
給されている期間前記制御信号が印加された時点
の入力信号に対応する出力電流を保持する機能を
持つ回路を前記各対数増幅器に帰還回路gm1
gm2として接続し、タイミング回路10により前
記光パルス発射期間に同期して前記各帰還回路
gm1,gm2の制御入力端子に制御信号を発生し、
前記差動増幅器A3により前記制御信号発生期間
に前記物体までの距離を求めるように構成されて
いる。
以下、図面等を参照して本発明による装置をさ
らに詳しく説明する。
まず第5図に示すA,B電極からの出力電流波
形を詳しく検討する。LEDのパルス照射による
物体からの反射光でPSDにt1からt2まで光点が形
成されたとする。時刻t1までの出力電流は明らか
にすべてノイズ成分である。t1からt2の間は発光
素子(LED)の発光による信号分iA、iBとそれぞ
れのノイズ成分の和が現れる。t2以後はまたノイ
ズ成分だけとなる。
第6図に本発明による装置の実施例を示す。先
に第4図で説明した部分と共通の部分には同一の
符号を付してある。図においてgm1、およびgm2
はコントロール端子付の帰還回路を形成してい
る。gm1,gm2にコントロール信号が加えられて
いないときの出力電流に帰還電流はPSDの出力
電流と値は同じで符号が逆である。すなわち
PSDの光電流は全部gm1,gm2に吸収され、ダイ
オードD1,D2には流れない。またこのgm1,gm2
は後述のようにコントロール信号が入つたとき入
力いかんにかかわらずコントロール信号が入つた
瞬間の出力電流を流しつづける記憶機能をもつて
いる。そして、物体に向けて発光素子がパルス光
を発射した時にそれに同期してコントロール信号
を印加すると、gm1,gm2の出力端はその瞬間の
PSDの光電流、すなわちノイズ成分IA、IBを吸収
したままの状態を維持する。そして物体から反射
してきたパルス光によるPSDの電流iA、iBなる増
加分、すなわち信号分はログダイオードD1,D2
に流れこむことになりA1,A2の出力v1、v2は信
号分のみとなる。すなわち、外光ノイズに影響を
受けないiA、iBのみに依存する電圧v1、v2が得ら
れる。
第7図にgm1,gm2の一例を示す。図中のスイ
ツチ回路Sにコントロール信号がないとき(Lレ
ベル)ではこのスイツチは導通し増幅器A4の出
力電圧でコンデンサCは充電される。トランジス
タQ2およびQ3はコンデンサ、前記充電電圧(A4
の出力電圧)に対応する出力(out)を送出する。
コントロール信号(Hレベル)が入るとスイツチ
Sは非導通となり、コンデンサCの充電電圧は保
持されたままになりトランジスタQ3からは保持
された時点に対応する電流が出力される。
そして前記Q3の出力は、各帰還回路gm1,gm2
の出力にあたり、第8図のA点またはB点に接続
される。
第8図は前述した装置を用いたオートフオーカ
スカメラ回路の一実施例を示す回路図である。先
に説明した回路部分については同一符号を付して
ある。
S0はスタートスイツチであつて、このスイツチ
S0を投入すると全電気回路に電源が投入される。
gm1,gm2はそれぞれPSDの電極A,Bの出力電
流に等しい電流を吸い込み、A1,A2,A3の出力
電圧はv1=v2=v3=0となつている。時刻t1(第
5図参照)のときLEDが発光すると同時にタイ
ミング回路10からコントロール信号が発せられ
る。その結果A1,A2の出力電圧v1,v2はPSD電
流の信号成分に対応する前記(4)式に示す値とな
る。A3の出力電圧v3は(5)式の示すv1とv2の差の
電圧となる。スイツチ回路1は導通し、ピークホ
ールド回路2でv3のピーク値がホールドされ次の
A/D変換回路3に入力される。このA/D変換
回路3でA/D変換するときに絶対温度に比例す
る基準電圧を用いて(5)式に示す入力電圧をA/D
変換する。その結果はA/D変換出力は温度の影
響を受けないことになる。
次に時刻t2でコントロール信号は滅し、これと
同時にA/D変換されたデータはラツチ回路4で
ラツチされる。一方、レンズ駆動回路8は遅延回
路11を通つた信号により、t2以後カメラの撮影
レンズの移動を開始させる。このレンズ移動に伴
ないパルス列発生回路7はレンズ移動距離に対応
したパルス列を発生する。このパルス列と先にラ
ツチ回路4でラツチされたデータとは一致回路5
で比較され、一致したときに停止信号回路6はレ
ンズ駆動を停止させる信号を発生し、レンズの移
動を停止させる。
以上詳しく説明したように本発明によれば測距
装置において外光ノイズに影響されない距離測定
が可能となる。また(5)式からわかるように本発明
による装置ではiA,iBの比を用いるので発光パル
スの強さに無関係に測距が可能となる。
すなわち、本発明における背景光の影響の除去
は、前述した特開昭56−29216号公報(瞬間光検
出回路)および特開昭54−121164号公報(距離検
出装置の測光回路)の発明とは異なり、高周波成
分を信号成分とするのではない。
前述したように保持機能をもつ回路を帰還回路
として使用し、雑音レベルを保持した上で、信号
光の差を求めるのである。
したがつて、光パルスの立ち上がりの成分のみ
を検出するのではなく、周波数成分には無関係に
充分な情報を取り込むことができる。
そして前記制御信号発生期間以外の信号成分に
類似する形状のパルスにより何等の影響も受けな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置で使用するPSDの
構造を示す略図、第2図はPSDの等価回路図、
第3図は測距装置の配置図、第4図は最も基本的
な距離演算回路を示す回路図、第5図はPSDの
出力電流を示す波形図、第6図は本発明による測
距装置の実施例を示す回路図、第7図は帰還回路
の実施例を示す回路図、第8図は前記測距装置を
用いたオートフオーカスカメラ回路の実施例を示
す回路図である。 PSD……非走査形半導体位置検出装置、A1
A2,A3,A4……演算増幅器、D1,D2……対数圧
縮ダイオード、gm1,gm2……帰還回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 発光素子からビーム状の光パルスを発射し、
    前記パルス光に照射された物体からの反射光を前
    記発光素子から一定基線長離れたPSD上に結像
    させ、PSDの一対電極よりそれぞれ得られる光
    電流を一対の対数増幅器で増幅し、その像幅出力
    の差を差動増幅器により求めることにより物体ま
    での距離を求める測距装置であつて、制御入力端
    子をもち前記制御入力端子に制御信号が供給され
    ている期間前記制御信号が印加された時点の入力
    信号に対応する出力電流を保持する機能を持つ回
    路を前記各対数増幅器に帰還回路として接続し、
    タイミング回路により前記光パルス発射期間に同
    期して前記各帰還回路の制御入力端子に制御信号
    を発生し、前記差動増幅器により前記制御信号発
    生期間に前記物体までの距離を求める測距装置。
JP14193781A 1981-09-08 1981-09-08 測距装置 Granted JPS5842912A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14193781A JPS5842912A (ja) 1981-09-08 1981-09-08 測距装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14193781A JPS5842912A (ja) 1981-09-08 1981-09-08 測距装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5842912A JPS5842912A (ja) 1983-03-12
JPH0334005B2 true JPH0334005B2 (ja) 1991-05-21

Family

ID=15303604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14193781A Granted JPS5842912A (ja) 1981-09-08 1981-09-08 測距装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5842912A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01295391A (ja) * 1987-06-24 1989-11-29 I M Denshi Kk 印刷物の識別装置
JPH07104157B2 (ja) * 1987-12-25 1995-11-13 株式会社精工舎 カメラ用距離検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5842912A (ja) 1983-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07294248A (ja) 測距装置
JPH0474648B2 (ja)
JPH0334005B2 (ja)
JP3001293B2 (ja) 測距装置
JP2638607B2 (ja) 測距装置
JPS6230363B2 (ja)
JP3930621B2 (ja) 測距モジュール
JPS5988721A (ja) カメラの距離測定装置
JPS6215122B2 (ja)
JPH04339208A (ja) 距離検出装置
JPH11304470A (ja) 距離検出器
JPH0457962B2 (ja)
JP3093415B2 (ja) 距離検出装置と距離検出方法
JPH01240812A (ja) 距離測定装置
JPH0326408Y2 (ja)
JP3930620B2 (ja) 測距モジュール
JPS5827005A (ja) 距離検出装置
JP3121076B2 (ja) 測距装置
JPS60107514A (ja) 距離測定装置
JPS6222016A (ja) 距離検出装置
US20050243302A1 (en) Two dimensional range-imaging
JP2763800B2 (ja) 測距装置
JPS5960427A (ja) カメラの距離測定装置
JPH083416B2 (ja) 距離自動測定装置
JPS623701Y2 (ja)