JPH05107054A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JPH05107054A JPH05107054A JP26630691A JP26630691A JPH05107054A JP H05107054 A JPH05107054 A JP H05107054A JP 26630691 A JP26630691 A JP 26630691A JP 26630691 A JP26630691 A JP 26630691A JP H05107054 A JPH05107054 A JP H05107054A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明の測距装置にあっては、複数回投光し
た場合の測距出力を積分し、その積分結果によって被写
体距離を求めるために、該積分結果が所定レベルを越え
るまでの投光時間の総和から距離を求めることを特徴と
する。 【構成】この発明の測距装置は、発光素子２から投光レ
ンズ３を介して測距対象物４に向けて測距用光を断続的
に複数回投光する。そして、上記測距対象物４からの測
距用光の反射光を、受光レンズ５を介して受光素子１
Ａ、１Ｂにて受光して、測距対象物４までの距離に応じ
た信号電流を出力する。この信号電流を演算部６にて積
分し、この積分量が所定値を越えるまでの投光回数また
は投光時間の総和に基いて演算して、被写体距離を求め
る。
た場合の測距出力を積分し、その積分結果によって被写
体距離を求めるために、該積分結果が所定レベルを越え
るまでの投光時間の総和から距離を求めることを特徴と
する。 【構成】この発明の測距装置は、発光素子２から投光レ
ンズ３を介して測距対象物４に向けて測距用光を断続的
に複数回投光する。そして、上記測距対象物４からの測
距用光の反射光を、受光レンズ５を介して受光素子１
Ａ、１Ｂにて受光して、測距対象物４までの距離に応じ
た信号電流を出力する。この信号電流を演算部６にて積
分し、この積分量が所定値を越えるまでの投光回数また
は投光時間の総和に基いて演算して、被写体距離を求め
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はアクティブ型三角測距
装置に関し、特に積算法によって測距精度を向上させる
二重積分型測距装置の改良に関するものである。
装置に関し、特に積算法によって測距精度を向上させる
二重積分型測距装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】被写体に向けて光を投射し、その反射光
を受光することにより被写体までの距離を検出するアク
ティブ型の距離検出装置は、特開昭５９−９４２０号公
報等によって既に周知である。
を受光することにより被写体までの距離を検出するアク
ティブ型の距離検出装置は、特開昭５９−９４２０号公
報等によって既に周知である。
【０００３】従来、この種の測距装置の測距演算には種
々のタイプがあり、その演算の詳しい説明は、本出願人
が先に提出した特開平１−１５０８０９号公報に開示し
てある。上述した何れのタイプにしても、理想的には上
記測距演算出力は、図８に示されるように、被写体距離
の逆数に対する１本の特性線で表される。
々のタイプがあり、その演算の詳しい説明は、本出願人
が先に提出した特開平１−１５０８０９号公報に開示し
てある。上述した何れのタイプにしても、理想的には上
記測距演算出力は、図８に示されるように、被写体距離
の逆数に対する１本の特性線で表される。
【０００４】しかしながら、実際は、被写体からの信号
光量は極微なために、光電流検出回路等の、いわゆるラ
ンダムに発生する回路ノイズや、定常光により発生する
ショットノイズに影響されて、ある不確定幅を有する。
例えば、図８に示される直線は、図９に示される斜線部
の不確かさを有した帯状になる。このため、同一距離ｌ
0 に対する演算出力は、確率的にこの帯の内の何れかの
値をとることになる。この不確定幅は、被写体が遠距離
になる程、また被写体の反射率が小さくなる程信号光量
が極微になるので、大きくなる傾向にある。
光量は極微なために、光電流検出回路等の、いわゆるラ
ンダムに発生する回路ノイズや、定常光により発生する
ショットノイズに影響されて、ある不確定幅を有する。
例えば、図８に示される直線は、図９に示される斜線部
の不確かさを有した帯状になる。このため、同一距離ｌ
0 に対する演算出力は、確率的にこの帯の内の何れかの
値をとることになる。この不確定幅は、被写体が遠距離
になる程、また被写体の反射率が小さくなる程信号光量
が極微になるので、大きくなる傾向にある。
【０００５】測距精度を向上させる手法の１つに積算法
がある。これは、多数回測距した積算値を求める方法で
あり、その１例が本出願人により特開平１−２２４６１
７号公報に既に開示されている。この手法によれば、仮
にＮ回積算した出力は、１回だけの出力に対して、ばら
つきが１／（Ｎ）1/2 に抑制される。すなわち、測距精
度はＮ1/2 倍向上したことになる。この場合、仮に精度
を４．５倍高めるためには、２０回程度の積算を行えば
良いことがわかる。
がある。これは、多数回測距した積算値を求める方法で
あり、その１例が本出願人により特開平１−２２４６１
７号公報に既に開示されている。この手法によれば、仮
にＮ回積算した出力は、１回だけの出力に対して、ばら
つきが１／（Ｎ）1/2 に抑制される。すなわち、測距精
度はＮ1/2 倍向上したことになる。この場合、仮に精度
を４．５倍高めるためには、２０回程度の積算を行えば
良いことがわかる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１０は、積算手段に
よって測距精度が向上された例を示したものである。し
かしながら上記二重積分型測距装置は、コンデンサによ
って積算された測距信号を読出すために、図１１（ａ）
に逆積分波形ｗ１で示されるように、逆積分を行う時間
を必要する。そのため、図１１（ｃ）のカウント波形１
で示されるように、１回の測距に要する時間が長くなる
という問題点を有していた。この問題は、特にシャッタ
チャンスを重視するカメラにとっては非常に大きいもの
である。
よって測距精度が向上された例を示したものである。し
かしながら上記二重積分型測距装置は、コンデンサによ
って積算された測距信号を読出すために、図１１（ａ）
に逆積分波形ｗ１で示されるように、逆積分を行う時間
を必要する。そのため、図１１（ｃ）のカウント波形１
で示されるように、１回の測距に要する時間が長くなる
という問題点を有していた。この問題は、特にシャッタ
チャンスを重視するカメラにとっては非常に大きいもの
である。
【０００７】そこで、逆積分波形ｗ２及び図１１（ｂ）
のカウント波形２で示されるように逆積分を行う速さを
上げると、今度は、測距値の分解能が粗くなってしまう
という問題点があった。このため、できるだけ細かなピ
ント合わせをすることが望まれるカメラにとっては、こ
のような解決手法はとることができないものであった。
のカウント波形２で示されるように逆積分を行う速さを
上げると、今度は、測距値の分解能が粗くなってしまう
という問題点があった。このため、できるだけ細かなピ
ント合わせをすることが望まれるカメラにとっては、こ
のような解決手法はとることができないものであった。
【０００８】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、測距の分解能を下げることなく、逆積分に要する時
間を可及的に下げ、測距に要する時間を短縮した新規な
積分型の測距装置を提供することを目的とする。
で、測距の分解能を下げることなく、逆積分に要する時
間を可及的に下げ、測距に要する時間を短縮した新規な
積分型の測距装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、被
写体に向けて測距用光束をパルス光で複数回投光する投
光手段と、上記被写体からの上記測距用光束の反射光を
受光し、上記被写体の距離に応じた信号電流を出力する
受光手段と、上記信号電流を積分する積分手段と、上記
積分手段の積分値が所定値を越えるまでの上記投光手段
による投光時間の総和を検出する積分時間検出手段とを
具備し、上記積分時間検出手段によって検出された投光
時間の総和に基いて上記被写体までの距離を求めること
を特徴とする。
写体に向けて測距用光束をパルス光で複数回投光する投
光手段と、上記被写体からの上記測距用光束の反射光を
受光し、上記被写体の距離に応じた信号電流を出力する
受光手段と、上記信号電流を積分する積分手段と、上記
積分手段の積分値が所定値を越えるまでの上記投光手段
による投光時間の総和を検出する積分時間検出手段とを
具備し、上記積分時間検出手段によって検出された投光
時間の総和に基いて上記被写体までの距離を求めること
を特徴とする。
【００１０】またこの発明は、被写体に向けて測距用光
束を所定時間のパルス光で複数回投光する投光手段と、
上記被写体からの上記測距用光束の反射光を受光し、上
記被写体の距離に応じた信号電流を出力する受光手段
と、上記信号電流を積分する積分手段と、上記積分手段
の積分値が所定値を越えるまでの上記投光手段による投
光回数を検出する投光回数検出手段と、上記所定値を越
えた投光手段による投光の終了後に、上記積分手段に蓄
えられた電荷を定電流で放電させ、放電開始より上記積
分値が上記所定値に復帰するまでの時間を計測する時間
計測手段とを具備し、上記時間計測手段によって計測さ
れた上記時間と、予め記憶されている上記所定値から積
分開始値に復帰するまでの時間とに基いて上記被写体ま
での距離を求めることを特徴とする。
束を所定時間のパルス光で複数回投光する投光手段と、
上記被写体からの上記測距用光束の反射光を受光し、上
記被写体の距離に応じた信号電流を出力する受光手段
と、上記信号電流を積分する積分手段と、上記積分手段
の積分値が所定値を越えるまでの上記投光手段による投
光回数を検出する投光回数検出手段と、上記所定値を越
えた投光手段による投光の終了後に、上記積分手段に蓄
えられた電荷を定電流で放電させ、放電開始より上記積
分値が上記所定値に復帰するまでの時間を計測する時間
計測手段とを具備し、上記時間計測手段によって計測さ
れた上記時間と、予め記憶されている上記所定値から積
分開始値に復帰するまでの時間とに基いて上記被写体ま
での距離を求めることを特徴とする。
【００１１】
【作用】この発明の測距装置にあっては、投光手段によ
って被写体に向けて測距用光が断続的に複数回投光さ
れ、上記被写体からの測距用光の反射光が受光手段にて
受光され、被写体までの距離に応じた信号電流が出力さ
れる。この信号電流は積分手段にて積分される。この積
分手段の積分量が所定値を越えるまでの投光回数または
投光時間の総和に基いて、演算手段が被写体距離を求め
る。
って被写体に向けて測距用光が断続的に複数回投光さ
れ、上記被写体からの測距用光の反射光が受光手段にて
受光され、被写体までの距離に応じた信号電流が出力さ
れる。この信号電流は積分手段にて積分される。この積
分手段の積分量が所定値を越えるまでの投光回数または
投光時間の総和に基いて、演算手段が被写体距離を求め
る。
【００１２】
【実施例】以下図面を参照して、この発明の実施例を説
明する。
明する。
【００１３】図１は、この発明の一実施例を示す測距装
置の測距光学系の配置を示す図で、ここでは受光素子と
して２つのＳＰＤ１Ａ及び１Ｂが設けられる。また投光
部には、発光素子として１つのＩＲＥＤチップ２が設け
られている。図２は、これらを正面方向（図１に於ける
矢印Ｘ方向）から見た場合の配置図である。
置の測距光学系の配置を示す図で、ここでは受光素子と
して２つのＳＰＤ１Ａ及び１Ｂが設けられる。また投光
部には、発光素子として１つのＩＲＥＤチップ２が設け
られている。図２は、これらを正面方向（図１に於ける
矢印Ｘ方向）から見た場合の配置図である。
【００１４】図１に於いて、投光レンズ３の焦点距離ｆ
T だけ離れた位置に配設された、チップサイズｔ1 の発
光素子２は、同素子２で発光された光束が、投光レンズ
３で集光されて測距対象物４に向け投射される。同測距
対象物４で反射された光は、投光レンズ３から基線長Ｌ
離れて配置された受光レンズ５で集光される。そして、
上記反射光は、受光レンズ５から、その焦点距離ｆJ だ
け離れた位置に配設されたＳＰＤ１Ａ及び１Ｂに入射さ
れる。すると、各ＳＰＤ１Ａ及び１Ｂには、それぞれ光
電流Ｉ1 及びＩ2 が発生する。これが演算部６に供給さ
れて、測距演算されるようになっている。図３は、同実
施例の測距装置の電気回路図であり、図４（ａ）〜
（ｇ）は、図３に示される制御回路部から供給される信
号のタイミングチャートである。
T だけ離れた位置に配設された、チップサイズｔ1 の発
光素子２は、同素子２で発光された光束が、投光レンズ
３で集光されて測距対象物４に向け投射される。同測距
対象物４で反射された光は、投光レンズ３から基線長Ｌ
離れて配置された受光レンズ５で集光される。そして、
上記反射光は、受光レンズ５から、その焦点距離ｆJ だ
け離れた位置に配設されたＳＰＤ１Ａ及び１Ｂに入射さ
れる。すると、各ＳＰＤ１Ａ及び１Ｂには、それぞれ光
電流Ｉ1 及びＩ2 が発生する。これが演算部６に供給さ
れて、測距演算されるようになっている。図３は、同実
施例の測距装置の電気回路図であり、図４（ａ）〜
（ｇ）は、図３に示される制御回路部から供給される信
号のタイミングチャートである。
【００１５】この測距装置は、図３に示されるように、
測距対象物に光パルスを投射する投光回路部１１と、測
距対象物からの反射光を受光して信号パルス光電流成分
を検出し、増幅する光電流検出回路部１２Ａ及び１２Ｂ
と、バイアス電流に重畳された光電流から被写体の距離
情報を求める演算出力回路部１３と、この演算出力回路
部１３の出力をＡ／Ｄ変換するカウント回路部１４と、
上記各回路部に制御信号を送出する制御回路部１５とか
ら構成されている。
測距対象物に光パルスを投射する投光回路部１１と、測
距対象物からの反射光を受光して信号パルス光電流成分
を検出し、増幅する光電流検出回路部１２Ａ及び１２Ｂ
と、バイアス電流に重畳された光電流から被写体の距離
情報を求める演算出力回路部１３と、この演算出力回路
部１３の出力をＡ／Ｄ変換するカウント回路部１４と、
上記各回路部に制御信号を送出する制御回路部１５とか
ら構成されている。
【００１６】尚、上記光電流検出回路部１２Ａ、１２Ｂ
は、それぞれ同一構成部材を使用し、且つ同様の構成を
とっているので、ここでは回路部１２Ａについてのみ説
明して、１２Ｂの回路の構成部材には同一部材の参照番
号のＡをＢに置き換えて付すに止め、重ねての説明は省
略する。図面、各部に於いても同様である。
は、それぞれ同一構成部材を使用し、且つ同様の構成を
とっているので、ここでは回路部１２Ａについてのみ説
明して、１２Ｂの回路の構成部材には同一部材の参照番
号のＡをＢに置き換えて付すに止め、重ねての説明は省
略する。図面、各部に於いても同様である。
【００１７】図３に於いて、投光回路部１１のＩＲＥＤ
（赤外発光ダイオード）１６は、トランジスタ１７、抵
抗１８、１９及びオペアンプ２０で構成されている定電
流駆動回路により定電流ドライブされる。この定電流駆
動回路のオン、オフを制御するトランジスタ２１のベー
スが、抵抗２２を介して制御回路部１５の端子Ｔ1 に接
続されている。図４（ｂ）に示されるパルス波形で投射
される上記ＩＲＥＤ１６からの赤外光のオン、オフ制御
は、制御回路部１５の端子Ｔ1 の出力信号（図１０参
照）により行われる。
（赤外発光ダイオード）１６は、トランジスタ１７、抵
抗１８、１９及びオペアンプ２０で構成されている定電
流駆動回路により定電流ドライブされる。この定電流駆
動回路のオン、オフを制御するトランジスタ２１のベー
スが、抵抗２２を介して制御回路部１５の端子Ｔ1 に接
続されている。図４（ｂ）に示されるパルス波形で投射
される上記ＩＲＥＤ１６からの赤外光のオン、オフ制御
は、制御回路部１５の端子Ｔ1 の出力信号（図１０参
照）により行われる。
【００１８】光電流検出回路部１２Ａは、オペアンプ２
３Ａ、トランジスタ２４Ａから成るプリアンプ回路部
と、オペアンプ２５Ａ、トランジスタ２６Ａとその周辺
回路から成る背景光除去回路部と、トランジスタ２７
Ａ、２８Ａから成るカレントミラー回路で構成されてい
る。
３Ａ、トランジスタ２４Ａから成るプリアンプ回路部
と、オペアンプ２５Ａ、トランジスタ２６Ａとその周辺
回路から成る背景光除去回路部と、トランジスタ２７
Ａ、２８Ａから成るカレントミラー回路で構成されてい
る。
【００１９】ＳＰＤ１Ａのアノードから得られる信号パ
ルス光電流Ｉ1 は、プリアンプ回路部を構成するオペア
ンプ２３Ａに供給される。このオペアンプ２３Ａは、そ
の出力端をトランジスタ２４Ａのエミッタに、反転入力
端をベースに、非反転入力端を基準電源Ｖｒｅｆに、そ
れぞれ接続されている。すなわち、トランジスタ２６Ａ
によって帰還がかけられるようになっているので、トラ
ンジスタ２４Ａのベース入力抵抗は、等価的に数１０Ｋ
Ω程度下げられている。
ルス光電流Ｉ1 は、プリアンプ回路部を構成するオペア
ンプ２３Ａに供給される。このオペアンプ２３Ａは、そ
の出力端をトランジスタ２４Ａのエミッタに、反転入力
端をベースに、非反転入力端を基準電源Ｖｒｅｆに、そ
れぞれ接続されている。すなわち、トランジスタ２６Ａ
によって帰還がかけられるようになっているので、トラ
ンジスタ２４Ａのベース入力抵抗は、等価的に数１０Ｋ
Ω程度下げられている。
【００２０】背景光除去回路部を構成するオペアンプ２
５Ａは、非投光時に制御回路部１５の端子Ｔ1 の出力信
号の“Ｈ（ハイ）”レベルが、抵抗２９Ａを介してトラ
ンジスタ３０Ａのベースに与えられることによりオンす
るとアクティブとなる。そして、その出力端に接続され
たコンデンサ３１Ａに、この背景光の明るさに応じた電
荷を蓄積する。それと共に、同コンデンサ３１Ａとトラ
ンジスタ２６Ａとで構成されたフィードバックループに
よって、ＳＰＤ１Ａの背景光による光電流成分と、オペ
アンプ２３Ａのバイアス電流成分をトランジスタ２６Ａ
のコレクタ電流としてグランドラインに排出する。その
結果として、トランジスタ２４Ａのコレクタ電流は、背
景光の大きさによらず、略パルス信号光電流に応じた値
となる。
５Ａは、非投光時に制御回路部１５の端子Ｔ1 の出力信
号の“Ｈ（ハイ）”レベルが、抵抗２９Ａを介してトラ
ンジスタ３０Ａのベースに与えられることによりオンす
るとアクティブとなる。そして、その出力端に接続され
たコンデンサ３１Ａに、この背景光の明るさに応じた電
荷を蓄積する。それと共に、同コンデンサ３１Ａとトラ
ンジスタ２６Ａとで構成されたフィードバックループに
よって、ＳＰＤ１Ａの背景光による光電流成分と、オペ
アンプ２３Ａのバイアス電流成分をトランジスタ２６Ａ
のコレクタ電流としてグランドラインに排出する。その
結果として、トランジスタ２４Ａのコレクタ電流は、背
景光の大きさによらず、略パルス信号光電流に応じた値
となる。
【００２１】投光時には、トランジスタ３０Ａがオフす
るのでオペアンプ２５Ａがノンアクティブとなる。しか
し、コンデンサ３１Ａに蓄積された電荷により、トラン
ジスタ２６Ａが背景光による光電流をグランドラインに
排出し続ける。したがって、ＳＰＤ１Ａのアノードから
得られる光電流から背景光による光電流を除いたパルス
光成分は、トランジスタ２４ＡでβN 倍されてカレント
ミラー回路２７Ａ、２８Ａによって折り返される。そし
て、演算出力回路部１３の圧縮ダイオード３７に信号パ
ルス光電流βN 、Ｉ1 として注入される。
るのでオペアンプ２５Ａがノンアクティブとなる。しか
し、コンデンサ３１Ａに蓄積された電荷により、トラン
ジスタ２６Ａが背景光による光電流をグランドラインに
排出し続ける。したがって、ＳＰＤ１Ａのアノードから
得られる光電流から背景光による光電流を除いたパルス
光成分は、トランジスタ２４ＡでβN 倍されてカレント
ミラー回路２７Ａ、２８Ａによって折り返される。そし
て、演算出力回路部１３の圧縮ダイオード３７に信号パ
ルス光電流βN 、Ｉ1 として注入される。
【００２２】また、他のＳＰＤ１Ｂのアノードから得ら
れた光電流Ｉ2 も、上記回路部１２Ａと同様の動作をす
る光電流検出回路部１２Ｂで、それぞれ処理されて信号
パルス光電流βN Ｉ2 として演算出力回路部１３に供給
される。
れた光電流Ｉ2 も、上記回路部１２Ａと同様の動作をす
る光電流検出回路部１２Ｂで、それぞれ処理されて信号
パルス光電流βN Ｉ2 として演算出力回路部１３に供給
される。
【００２３】演算出力回路部１３は、トランジスタ３
２、３３、３４、３５、圧縮ダイオード３６、３７、定
電流源３８、及びバッファ回路ＢＵＦ1 、ＢＵＦ2 とか
ら成り、測距演算出力を得るための対数伸長回路を構成
している。差動増幅器を形成しているトランジスタ３
２、３３の各ベースは、圧縮ダイオード３６と３７の各
アノードに緩衝増幅器ＢＵＦ1 、ＢＵＦ2 を介して接続
され、各エミッタは定電流源３８に共通に接続されてい
る。また、トランジスタ３３のコレクタは、カレントミ
ラー回路を構成しているトランジスタ３４、３５の各ベ
ースと、トランジスタ３４のコレクタに接続されてい
る。
２、３３、３４、３５、圧縮ダイオード３６、３７、定
電流源３８、及びバッファ回路ＢＵＦ1 、ＢＵＦ2 とか
ら成り、測距演算出力を得るための対数伸長回路を構成
している。差動増幅器を形成しているトランジスタ３
２、３３の各ベースは、圧縮ダイオード３６と３７の各
アノードに緩衝増幅器ＢＵＦ1 、ＢＵＦ2 を介して接続
され、各エミッタは定電流源３８に共通に接続されてい
る。また、トランジスタ３３のコレクタは、カレントミ
ラー回路を構成しているトランジスタ３４、３５の各ベ
ースと、トランジスタ３４のコレクタに接続されてい
る。
【００２４】ところで、上記圧縮ダイオード３６、３７
にそれぞれ流れる電流Ｉ1b、Ｉ2bは、光電流検出回路部
１２Ｂ及び１２Ａから出力された信号パルス光電流が流
れるように回路接続されている。したがって、演算出力
回路部１３では、上記した電流Ｉ1bは、光電流検出回路
部１２Ｂからの信号パルス光電流βN Ｉ2 、同様に電流
Ｉ2bは光電流検出回路部１２Ａからの信号パルス光電流
βN Ｉ1となるから、 Ｉ1b＝βN Ｉ2 Ｉ2b＝βN Ｉ1 …（１） である。
にそれぞれ流れる電流Ｉ1b、Ｉ2bは、光電流検出回路部
１２Ｂ及び１２Ａから出力された信号パルス光電流が流
れるように回路接続されている。したがって、演算出力
回路部１３では、上記した電流Ｉ1bは、光電流検出回路
部１２Ｂからの信号パルス光電流βN Ｉ2 、同様に電流
Ｉ2bは光電流検出回路部１２Ａからの信号パルス光電流
βN Ｉ1となるから、 Ｉ1b＝βN Ｉ2 Ｉ2b＝βN Ｉ1 …（１） である。
【００２５】故に、トランジスタ３３のコレクタ電流Ｉ
c は、定電流源３８の定電流をＩEとすると、 Ｉc ＝｛Ｉ2b／（Ｉ1b＋Ｉ2b）｝・ＩE …（２） となる。よって、演算出力回路部１３の出力であるトラ
ンジスタ３５のコレクタ電流Ｉ1 ′は、上記（１）式を
（２）式に代入して Ｉ1 ′＝｛Ｉ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）｝・ＩE …（３） となる。
c は、定電流源３８の定電流をＩEとすると、 Ｉc ＝｛Ｉ2b／（Ｉ1b＋Ｉ2b）｝・ＩE …（２） となる。よって、演算出力回路部１３の出力であるトラ
ンジスタ３５のコレクタ電流Ｉ1 ′は、上記（１）式を
（２）式に代入して Ｉ1 ′＝｛Ｉ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）｝・ＩE …（３） となる。
【００２６】一方、上記カウント回路部１４は、上記演
算出力回路部１３のトランジスタ３５のコレクタ電流の
積分値Ｉ1 ′を計測して、制御回路部１５に内蔵されて
いるカウンタ機構でデジタル計測するものである。
算出力回路部１３のトランジスタ３５のコレクタ電流の
積分値Ｉ1 ′を計測して、制御回路部１５に内蔵されて
いるカウンタ機構でデジタル計測するものである。
【００２７】上記演算出力回路部１３の出力電流Ｉ1 ′
は、次のようにして求められる。投光に同期してＳＰＤ
１Ａ、１Ｂがアクティブになり、コンデンサ３９には、
投光毎に演算出力回路部１３の出力電流が流れて、電荷
が蓄積されていくことになる。オペアンプ４０は、上記
コンデンサ３９のリセットをするためのもので、その制
御用のトランジスタ４１のベースは、抵抗４２を介して
制御回路部１５の端子Ｔ3 に接続されている。
は、次のようにして求められる。投光に同期してＳＰＤ
１Ａ、１Ｂがアクティブになり、コンデンサ３９には、
投光毎に演算出力回路部１３の出力電流が流れて、電荷
が蓄積されていくことになる。オペアンプ４０は、上記
コンデンサ３９のリセットをするためのもので、その制
御用のトランジスタ４１のベースは、抵抗４２を介して
制御回路部１５の端子Ｔ3 に接続されている。
【００２８】したがって、この端子Ｔ3 の出力信号（図
４（ｃ）参照）により、トランジスタ４１がオンしてコ
ンデンサ３９の電位を基準電圧Ｖｒｅｆにセットし、投
光開始の直前にオフしてオペアンプ４０の動作を不能と
する。その後、コンデンサ３９の電位は、同コンデンサ
３９への注入電流によって増加していく。
４（ｃ）参照）により、トランジスタ４１がオンしてコ
ンデンサ３９の電位を基準電圧Ｖｒｅｆにセットし、投
光開始の直前にオフしてオペアンプ４０の動作を不能と
する。その後、コンデンサ３９の電位は、同コンデンサ
３９への注入電流によって増加していく。
【００２９】そして、ある回数にてコンデンサ３９の電
位がＶｒｅｆ2 を越えたことを端子Ｔ5 の立下がりによ
って制御回路部１５が検知すると、この制御回路部１５
は投光を終了させる。すなわち、図４（ｄ）のタイミン
グチャートに示されるように、その端子Ｔ4 を「Ｈ→
Ｌ」とするので、抵抗４３を介してトランジスタ４４が
オフし、トランジスタ４５でコンデンサ３９を放電して
いく。
位がＶｒｅｆ2 を越えたことを端子Ｔ5 の立下がりによ
って制御回路部１５が検知すると、この制御回路部１５
は投光を終了させる。すなわち、図４（ｄ）のタイミン
グチャートに示されるように、その端子Ｔ4 を「Ｈ→
Ｌ」とするので、抵抗４３を介してトランジスタ４４が
オフし、トランジスタ４５でコンデンサ３９を放電して
いく。
【００３０】同時に、制御回路部１５に内蔵されたカウ
ンタが働き、コンパレータ４６の出力がＨになるまでカ
ウントを続ける。コんパレータ４６は、コンデンサ３９
の両端電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ2 より小さくなると、Ｌ
からＨに変化する。コンデンサ３９の放電速度は、定電
流源４７と、これに直列に接続されたトランジスタ４
５、４８で構成されるカレントミラー回路によって決定
される。
ンタが働き、コンパレータ４６の出力がＨになるまでカ
ウントを続ける。コんパレータ４６は、コンデンサ３９
の両端電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ2 より小さくなると、Ｌ
からＨに変化する。コンデンサ３９の放電速度は、定電
流源４７と、これに直列に接続されたトランジスタ４
５、４８で構成されるカレントミラー回路によって決定
される。
【００３１】Ｖｒｅｆ2 からＶｒｅｆ1 まで放電するの
に要する時間（カウント値）Ｃ0 は、予めわかっている
ので、この値と前記カウント値Ｃ1 の和によってコンデ
ンサに蓄積された測距出力を得ることができる。この測
距出力カウント値を投光回数Ｎで割ると、図５に示され
るような、求める被写体距離を得ることができる。次
に、同実施例の動作を図６のフローチャートを参照して
説明する。
に要する時間（カウント値）Ｃ0 は、予めわかっている
ので、この値と前記カウント値Ｃ1 の和によってコンデ
ンサに蓄積された測距出力を得ることができる。この測
距出力カウント値を投光回数Ｎで割ると、図５に示され
るような、求める被写体距離を得ることができる。次
に、同実施例の動作を図６のフローチャートを参照して
説明する。
【００３２】先ず、図４（ｃ）に示されるように、１回
目の発光がなされるべく、制御回路部１５の端子Ｔ3 が
Ｌにされる（ステップＳ１、Ｓ２）。これに応じて、図
４（ａ）に示されるように、制御回路部１５の端子Ｔ1
がＬになると（ステップＳ３）、図４（ｂ）に示される
ように、投光回路部１１のＩＲＥＤ１６が発光を開始す
る。次いで、ｔ1 ｍｓ待機した後（ステップＳ４）、上
記端子Ｔ1 がＨになってＩＲＥＤ１６の発光が停止され
る（ステップＳ５）。この状態でｔ2 ｍｓ待機する（ス
テップＳ６）。
目の発光がなされるべく、制御回路部１５の端子Ｔ3 が
Ｌにされる（ステップＳ１、Ｓ２）。これに応じて、図
４（ａ）に示されるように、制御回路部１５の端子Ｔ1
がＬになると（ステップＳ３）、図４（ｂ）に示される
ように、投光回路部１１のＩＲＥＤ１６が発光を開始す
る。次いで、ｔ1 ｍｓ待機した後（ステップＳ４）、上
記端子Ｔ1 がＨになってＩＲＥＤ１６の発光が停止され
る（ステップＳ５）。この状態でｔ2 ｍｓ待機する（ス
テップＳ６）。
【００３３】その後、図４（ｅ）に示されるように、制
御回路部１５の端子Ｔ5 がＬになったか否かが判定され
る（ステップＳ７）。ここで、端子Ｔ5 がＬになるまで
は、ＩＲＥＤ１６の発光が繰返される（ステップＳ３〜
Ｓ８）。そして、ある回数にて、図４（ｆ）に示される
ように、コンデンサ３９の電位がＶｒｅｆ2 を越えたこ
とを端子Ｔ5 の立下がり（Ｔ5 ＝Ｌ）によって制御回路
部１５が検知すると（ステップＳ７）、制御回路部１５
は投光を終了させる。すなわち、図４（ｄ）に示される
ように、制御回路部１５の端子Ｔ4 がＬになり（ステッ
プＳ９）、同時に、内蔵されたカウンタが働き、タイマ
がスタートされる（ステップＳ１０）。
御回路部１５の端子Ｔ5 がＬになったか否かが判定され
る（ステップＳ７）。ここで、端子Ｔ5 がＬになるまで
は、ＩＲＥＤ１６の発光が繰返される（ステップＳ３〜
Ｓ８）。そして、ある回数にて、図４（ｆ）に示される
ように、コンデンサ３９の電位がＶｒｅｆ2 を越えたこ
とを端子Ｔ5 の立下がり（Ｔ5 ＝Ｌ）によって制御回路
部１５が検知すると（ステップＳ７）、制御回路部１５
は投光を終了させる。すなわち、図４（ｄ）に示される
ように、制御回路部１５の端子Ｔ4 がＬになり（ステッ
プＳ９）、同時に、内蔵されたカウンタが働き、タイマ
がスタートされる（ステップＳ１０）。
【００３４】こうして、制御回路部１５の端子Ｔ5 がＨ
になるまでカウントが続けられる（ステップＳ１１）。
コンデンサ３９の両端電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ2 より小
さくなると、カウント回路部１４からの出力が、Ｌから
Ｈに変化する。ここで、上記タイマが作動している間の
カウント値が、Ｃ1 とされる（図４（ｇ）参照）（ステ
ップＳ１２）。
になるまでカウントが続けられる（ステップＳ１１）。
コンデンサ３９の両端電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ2 より小
さくなると、カウント回路部１４からの出力が、Ｌから
Ｈに変化する。ここで、上記タイマが作動している間の
カウント値が、Ｃ1 とされる（図４（ｇ）参照）（ステ
ップＳ１２）。
【００３５】そして、上述したように、Ｖｒｅｆ2 から
Ｖｒｅｆ1 まで放電するのに要する時間（カウント値）
Ｃ0 は、予めわかっているので、このカウント値Ｃ0 と
前記カウント値Ｃ1 の和による測距出力カウント値を投
光回数Ｎで割る（ステップＳ１３）。そして、距離演算
がなされて（ステップＳ１４）、図５に示されるよう
な、被写体距離を得ることができる。その後、制御回路
部１５の端子Ｔ3 及びＴ4 が、それぞれＨにされる（ス
テップＳ１５、Ｓ１６）。
Ｖｒｅｆ1 まで放電するのに要する時間（カウント値）
Ｃ0 は、予めわかっているので、このカウント値Ｃ0 と
前記カウント値Ｃ1 の和による測距出力カウント値を投
光回数Ｎで割る（ステップＳ１３）。そして、距離演算
がなされて（ステップＳ１４）、図５に示されるよう
な、被写体距離を得ることができる。その後、制御回路
部１５の端子Ｔ3 及びＴ4 が、それぞれＨにされる（ス
テップＳ１５、Ｓ１６）。
【００３６】ところで、上述した第１実施例では、投光
回数を基にして被写体距離を求めているので、投光途中
で積分値がＶｒｅｆ2 を越えても投光を中止することは
できず、そのために更に逆積分を行なってＣ1 を求める
というものである。ここで、投光回数ではなく積分値が
Ｖｒｅｆ2 を越えるまでの投光時間（投光している時間
の総和）から求めるようにすれば、更に回路を簡単化す
ることができる。この場合の回路構成は、図３の回路に
於いて、トランジスタ４４、４５、４８、抵抗４３、定
電流４７を削除した構成であるので、ここでは図示しな
いものとする。その場合の動作について、図７のフロー
チャートを参照して説明する。
回数を基にして被写体距離を求めているので、投光途中
で積分値がＶｒｅｆ2 を越えても投光を中止することは
できず、そのために更に逆積分を行なってＣ1 を求める
というものである。ここで、投光回数ではなく積分値が
Ｖｒｅｆ2 を越えるまでの投光時間（投光している時間
の総和）から求めるようにすれば、更に回路を簡単化す
ることができる。この場合の回路構成は、図３の回路に
於いて、トランジスタ４４、４５、４８、抵抗４３、定
電流４７を削除した構成であるので、ここでは図示しな
いものとする。その場合の動作について、図７のフロー
チャートを参照して説明する。
【００３７】先ず、発光がなされるべくＮに０を入れて
（ステップＳ２１）、制御回路部１５の端子Ｔ3 がＬに
される（ステップＳ２２）。これに応じて、端子Ｔ1 が
Ｌになると（ステップＳ３）、投光回路部１１のＩＲＥ
Ｄ１６が発光を開始してタイマがスタートされる（ステ
ップＳ２４）。
（ステップＳ２１）、制御回路部１５の端子Ｔ3 がＬに
される（ステップＳ２２）。これに応じて、端子Ｔ1 が
Ｌになると（ステップＳ３）、投光回路部１１のＩＲＥ
Ｄ１６が発光を開始してタイマがスタートされる（ステ
ップＳ２４）。
【００３８】次いで、制御回路部１５の端子Ｔ5 がＬに
なったか否かが判定される（ステップＳ２５）。ここ
で、端子Ｔ5 がＬになっていなければ、ｔ1 が経過され
たか否かが判定され（ステップＳ２６）、経過していな
ければ再びステップＳ２５に戻る。これらステップＳ２
４〜Ｓ２６では、投光時間ｔ1 中にＴ5 ＝Ｌになったか
否か、すなわちＶｒｅｆ2 に到達したか否かが判定され
るものである。
なったか否かが判定される（ステップＳ２５）。ここ
で、端子Ｔ5 がＬになっていなければ、ｔ1 が経過され
たか否かが判定され（ステップＳ２６）、経過していな
ければ再びステップＳ２５に戻る。これらステップＳ２
４〜Ｓ２６では、投光時間ｔ1 中にＴ5 ＝Ｌになったか
否か、すなわちＶｒｅｆ2 に到達したか否かが判定され
るものである。
【００３９】また、ステップＳ２６にて、ｔ1 が経過し
たならばタイマがリセットされる（ステップＳ２７）。
その後、上記端子Ｔ1 がＨになってＩＲＥＤ１６の発光
が停止され（ステップＳ２８）、投光オフの時間ｔ2 ｍ
ｓ待機した後（ステップＳ２９）、発光回数Ｎに１が加
えられて（ステップＳ３０）ステップＳ２３に戻り、Ｉ
ＲＥＤ１６の発光が繰返される（ステップＳ２３〜Ｓ３
０）。
たならばタイマがリセットされる（ステップＳ２７）。
その後、上記端子Ｔ1 がＨになってＩＲＥＤ１６の発光
が停止され（ステップＳ２８）、投光オフの時間ｔ2 ｍ
ｓ待機した後（ステップＳ２９）、発光回数Ｎに１が加
えられて（ステップＳ３０）ステップＳ２３に戻り、Ｉ
ＲＥＤ１６の発光が繰返される（ステップＳ２３〜Ｓ３
０）。
【００４０】そして、ある回数にて、コンデンサ３９の
電位がＶｒｅｆ2 を越えたことを端子Ｔ5 の立下がり
（Ｔ5 ＝Ｌ）によって検知すると（ステップＳ２５）、
制御回路部１５は投光を終了させるべく、ステップＳ２
４からスタートされているタイマカウント値をＣ3 とす
る（ステップＳ３１）。次いで、このカウント値Ｃ3 、
発光回数Ｎ、投光時間ｔ1 とから総投光時間Ｅが求めら
れ（ステップＳ３２）、この総投光時間Ｅから距離演算
がなされる（ステップＳ３３）。これにより、被写体距
離を得ることができる。その後、制御回路部１５の端子
Ｔ3 が、Ｈにされる（ステップＳ３４）。尚、上述した
実施例では受光素子として２分割ＳＰＤを使用したが、
もちろんＰＳＤを使用したものであっても良い。また、
上述した実施例のように、測距出力が遠距離である程小
さくなるように構成すると、遠距離程積分回数が増え、
近距離程積分回数が減ることとなる。
電位がＶｒｅｆ2 を越えたことを端子Ｔ5 の立下がり
（Ｔ5 ＝Ｌ）によって検知すると（ステップＳ２５）、
制御回路部１５は投光を終了させるべく、ステップＳ２
４からスタートされているタイマカウント値をＣ3 とす
る（ステップＳ３１）。次いで、このカウント値Ｃ3 、
発光回数Ｎ、投光時間ｔ1 とから総投光時間Ｅが求めら
れ（ステップＳ３２）、この総投光時間Ｅから距離演算
がなされる（ステップＳ３３）。これにより、被写体距
離を得ることができる。その後、制御回路部１５の端子
Ｔ3 が、Ｈにされる（ステップＳ３４）。尚、上述した
実施例では受光素子として２分割ＳＰＤを使用したが、
もちろんＰＳＤを使用したものであっても良い。また、
上述した実施例のように、測距出力が遠距離である程小
さくなるように構成すると、遠距離程積分回数が増え、
近距離程積分回数が減ることとなる。
【００４１】これは、図９から明らかなように、遠距離
程測距精度を上げるために積分回数を増やさねばなら
ず、近距離では充分な精度があるため積分回数は少なく
て良いことと良く調和している。すなわち、この発明で
は自動的に被写体距離に応じて積分回数が増減され、不
必要な投光エネルギーを消費しなくて済むという副次効
果が得られる。更に、近距離では数回の積分で、Ｖｒｅ
ｆ２レベルに達してしまう為、積分時間（回数）そのも
のの短縮にもなるという効果も得られる。
程測距精度を上げるために積分回数を増やさねばなら
ず、近距離では充分な精度があるため積分回数は少なく
て良いことと良く調和している。すなわち、この発明で
は自動的に被写体距離に応じて積分回数が増減され、不
必要な投光エネルギーを消費しなくて済むという副次効
果が得られる。更に、近距離では数回の積分で、Ｖｒｅ
ｆ２レベルに達してしまう為、積分時間（回数）そのも
のの短縮にもなるという効果も得られる。
【００４２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、測距の
分解能を下げることなく、逆積分に要する時間を可及的
に下げることができるので、タイムラグの小さく且つ高
分解能の積分型の測距装置を得ることができる。
分解能を下げることなく、逆積分に要する時間を可及的
に下げることができるので、タイムラグの小さく且つ高
分解能の積分型の測距装置を得ることができる。
【図１】この発明の一実施例を示す測距装置の測距光学
系の配置を示す図である。
系の配置を示す図である。
【図２】図１のＳＰＤ及びＩＲＥＤチップを正面方向
（図１に於ける矢印Ｘ方向）から見た場合の配置図であ
る。
（図１に於ける矢印Ｘ方向）から見た場合の配置図であ
る。
【図３】この発明の一実施例の測距装置の電気回路図で
ある。
ある。
【図４】（ａ）〜（ｇ）は、図３に示される制御回路部
から供給される信号のタイミングチャートである。
から供給される信号のタイミングチャートである。
【図５】図３に示される測距装置による測距演算出力と
被写体距離の逆数との特性を表した図である。
被写体距離の逆数との特性を表した図である。
【図６】図３の測距装置の動作を説明するフローチャー
トである。
トである。
【図７】この発明の第２の実施例による動作を説明する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図８】従来の測距装置による測距演算出力と被写体距
離の逆数との特性を表した図である。
離の逆数との特性を表した図である。
【図９】図８の測距演算出力と被写体距離の逆数との特
性を一部拡大して表した図である。
性を一部拡大して表した図である。
【図１０】従来の測距装置による測距演算出力と被写体
距離の逆数との特性を表したもので、積算手段によって
測距精度が向上された例を示した図である。
距離の逆数との特性を表したもので、積算手段によって
測距精度が向上された例を示した図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は従来の二重積分型測距装置
による積分波形とカウント波形を示したタイミングチャ
ートである。
による積分波形とカウント波形を示したタイミングチャ
ートである。
１Ａ、１Ｂ…受光素子（ＳＰＤ）、２…発光素子（ＩＲ
ＥＤチップ）、３…投光レンズ、４…測距対象物、５…
受光レンズ、６…演算部、１１…投光回路部、１２Ａ、
１２Ｂ…光電流検出回路部、１３…演算出力回路部、１
４…カウント回路部、１５…制御回路部。
ＥＤチップ）、３…投光レンズ、４…測距対象物、５…
受光レンズ、６…演算部、１１…投光回路部、１２Ａ、
１２Ｂ…光電流検出回路部、１３…演算出力回路部、１
４…カウント回路部、１５…制御回路部。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１２月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】上記演算出力回路部１３の出力電流Ｉ１′
は、次のようにして求められる。投光に同期して定電流
源３８がアクティブになり、コンデンサ３９には、投光
毎に演算出力回路部１３の出力電流が流れて、電荷が蓄
積されていくことになる。オペアンプ４０は、上記コン
デンサ３９のリセットをするためのもので、その制御用
のトランジスタ４１のベースは、抵抗４２を介して制御
回路部１５の端子Ｔ３に接続されている。
は、次のようにして求められる。投光に同期して定電流
源３８がアクティブになり、コンデンサ３９には、投光
毎に演算出力回路部１３の出力電流が流れて、電荷が蓄
積されていくことになる。オペアンプ４０は、上記コン
デンサ３９のリセットをするためのもので、その制御用
のトランジスタ４１のベースは、抵抗４２を介して制御
回路部１５の端子Ｔ３に接続されている。
Claims (2)
- 【請求項１】 被写体に向けて測距用光束をパルス光で
複数回投光する投光手段と、 上記被写体からの上記測距用光束の反射光を受光し、上
記被写体の距離に応じた信号電流を出力する受光手段
と、 上記信号電流を積分する積分手段と、 上記積分手段の積分値が所定値を越えるまでの上記投光
手段による投光時間の総和を検出する積分時間検出手段
とを具備し、 上記積分時間検出手段によって検出された投光時間の総
和に基いて上記被写体までの距離を求めることを特徴と
する測距装置。 - 【請求項２】 被写体に向けて測距用光束を所定時間の
パルス光で複数回投光する投光手段と、 上記被写体からの上記測距用光束の反射光を受光し、上
記被写体の距離に応じた信号電流を出力する受光手段
と、 上記信号電流を積分する積分手段と、 上記積分手段の積分値が所定値を越えるまでの上記投光
手段による投光回数を検出する投光回数検出手段と、 上記所定値を越えた投光手段による投光の終了後に、上
記積分手段に蓄えられた電荷を定電流で放電させ、放電
開始より上記積分値が上記所定値に復帰するまでの時間
を計測する時間計測手段とを具備し、 上記時間計測手段によって計測された上記時間と、予め
記憶されている上記所定値から積分開始値に復帰するま
での時間とに基いて上記被写体までの距離を求めること
を特徴とする測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26630691A JP3122676B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26630691A JP3122676B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05107054A true JPH05107054A (ja) | 1993-04-27 |
| JP3122676B2 JP3122676B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=17429103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26630691A Expired - Fee Related JP3122676B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3122676B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100350214C (zh) * | 2004-10-26 | 2007-11-21 | 夏普株式会社 | 光学式测距传感器、自行式吸尘器及空气调节器 |
| US11940533B2 (en) | 2018-09-11 | 2024-03-26 | Rohm Co., Ltd. | Proximity sensor including light shielding walls |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP26630691A patent/JP3122676B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100350214C (zh) * | 2004-10-26 | 2007-11-21 | 夏普株式会社 | 光学式测距传感器、自行式吸尘器及空气调节器 |
| US11940533B2 (en) | 2018-09-11 | 2024-03-26 | Rohm Co., Ltd. | Proximity sensor including light shielding walls |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3122676B2 (ja) | 2001-01-09 |
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