JPH06347261A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JPH06347261A JPH06347261A JP5135685A JP13568593A JPH06347261A JP H06347261 A JPH06347261 A JP H06347261A JP 5135685 A JP5135685 A JP 5135685A JP 13568593 A JP13568593 A JP 13568593A JP H06347261 A JPH06347261 A JP H06347261A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 13
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明の距離測定装置にあっては、回路規模
が大きくならずに良好なＳ／Ｎ比の信号を得るために、
１つの受光素子に対して１つの記憶部を有し、投光時と
非投光時の光電流の流れる方向を逆向きにすることを特
徴とする。 【構成】投光部１１により発せられた信号は受光部１２
で受光され、シーケンスコントローラ１４は投光部１１
を制御して投光と非投光を繰返す。信号変換部１３は、
投光部１１の投光時／非投光時の光電流の流れる方向を
逆向きにして、記憶部１６に記憶させる。シーケンスコ
ントローラ１４で制御される初期化部１５は、記憶部１
６の記憶内容の初期化と、受光部１２の接合容量のチャ
ージ／ディスチャージを行う。測距演算部１８は、記憶
部１６により背景光を除去した値を基に、出力部１７を
経て距離測定を行う。
が大きくならずに良好なＳ／Ｎ比の信号を得るために、
１つの受光素子に対して１つの記憶部を有し、投光時と
非投光時の光電流の流れる方向を逆向きにすることを特
徴とする。 【構成】投光部１１により発せられた信号は受光部１２
で受光され、シーケンスコントローラ１４は投光部１１
を制御して投光と非投光を繰返す。信号変換部１３は、
投光部１１の投光時／非投光時の光電流の流れる方向を
逆向きにして、記憶部１６に記憶させる。シーケンスコ
ントローラ１４で制御される初期化部１５は、記憶部１
６の記憶内容の初期化と、受光部１２の接合容量のチャ
ージ／ディスチャージを行う。測距演算部１８は、記憶
部１６により背景光を除去した値を基に、出力部１７を
経て距離測定を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は距離測定装置に関し、
特に通常のビデオ信号をキャンセルして投光部より出力
された信号のみを検出して測距する距離測定装置に関す
るものである。
特に通常のビデオ信号をキャンセルして投光部より出力
された信号のみを検出して測距する距離測定装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より使用されている距離測定装置
は、受光手段の受光素子に電荷蓄積型受光素子、一般的
にはＣＣＤを用いており、投光手段が投光した時としな
い時のそれぞれの状態で各フォトダイオードから出てく
る信号を１つのフォトダイオードに対して２つの記憶手
段で記憶して、これらの差信号を出力する構成であっ
た。更に、前記差信号のＳ／Ｎ比を向上するためには、
上記投光手段で多数回の投光を行い、多数の差信号を加
算記憶（積分）する回路を備えており、こうして得られ
た信号を元に測距していた（特公昭５５−３３００５号
公報、特開昭５８−１０６０５号公報参照）。
は、受光手段の受光素子に電荷蓄積型受光素子、一般的
にはＣＣＤを用いており、投光手段が投光した時としな
い時のそれぞれの状態で各フォトダイオードから出てく
る信号を１つのフォトダイオードに対して２つの記憶手
段で記憶して、これらの差信号を出力する構成であっ
た。更に、前記差信号のＳ／Ｎ比を向上するためには、
上記投光手段で多数回の投光を行い、多数の差信号を加
算記憶（積分）する回路を備えており、こうして得られ
た信号を元に測距していた（特公昭５５−３３００５号
公報、特開昭５８−１０６０５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術で
は、１つのフォトダイオードに対して２つの記憶手段を
用いて、投光手段が投光した時としない時の２つの信号
を記憶し、それらの差信号から測距していた。しかしな
がら、この方法では投光手段の投光光量に比べて背景光
が一般に非常に明るいため、Ｓ／Ｎ比が悪いという課題
を有していた。
は、１つのフォトダイオードに対して２つの記憶手段を
用いて、投光手段が投光した時としない時の２つの信号
を記憶し、それらの差信号から測距していた。しかしな
がら、この方法では投光手段の投光光量に比べて背景光
が一般に非常に明るいため、Ｓ／Ｎ比が悪いという課題
を有していた。
【０００４】また、Ｓ／Ｎ比を向上させようとして、投
光回数を複数にして差信号を加算記憶（積分）する方法
もあるが、回路規模が大きくなってしまう。回路規模が
大きくなるとノイズの発生源も増加してしまい、こうし
た従来技術では、回路規模が大きくＳ／Ｎ比が悪いとい
う欠点がを有していた。
光回数を複数にして差信号を加算記憶（積分）する方法
もあるが、回路規模が大きくなってしまう。回路規模が
大きくなるとノイズの発生源も増加してしまい、こうし
た従来技術では、回路規模が大きくＳ／Ｎ比が悪いとい
う欠点がを有していた。
【０００５】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、回路規模が大きくならずに良好なＳ／Ｎ比の信号を
得ることのできる距離測定装置を提供することを目的と
する。
で、回路規模が大きくならずに良好なＳ／Ｎ比の信号を
得ることのできる距離測定装置を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、少
なくとも１つの投光素子を有する投光手段と、この投光
手段から投射されて対象物にて反射した反射光を受光す
る、一次元若しくは二次元的に配列された複数の光電変
換素子から成る受光手段と、この受光手段に於ける、上
記投光手段の投光時に発生する第１の光電流と、非投光
時に発生する第２の光電流との、流れる方向を逆にする
信号変換手段と、上記少なくとも１つの投光素子の個々
に対して設けられ、上記信号変換手段により流れる方向
が定められた第１及び第２の光電流を蓄積して記憶する
記憶手段と、この記憶手段が記憶した情報を出力する出
力手段と、上記少なくとも１つの光電変換素子の個々に
対応して設けられ、上記記憶手段の記憶値をリセット
し、且つ上記光電変換素子に寄生する接合容量を上記記
憶手段の記憶内容と電位的に一致させるようにチャージ
若しくはディスチャージ動作を行う初期化手段と、上記
出力手段の出力に基いて対象物までの距離を演算する演
算手段とを具備することを特徴とする。
なくとも１つの投光素子を有する投光手段と、この投光
手段から投射されて対象物にて反射した反射光を受光す
る、一次元若しくは二次元的に配列された複数の光電変
換素子から成る受光手段と、この受光手段に於ける、上
記投光手段の投光時に発生する第１の光電流と、非投光
時に発生する第２の光電流との、流れる方向を逆にする
信号変換手段と、上記少なくとも１つの投光素子の個々
に対して設けられ、上記信号変換手段により流れる方向
が定められた第１及び第２の光電流を蓄積して記憶する
記憶手段と、この記憶手段が記憶した情報を出力する出
力手段と、上記少なくとも１つの光電変換素子の個々に
対応して設けられ、上記記憶手段の記憶値をリセット
し、且つ上記光電変換素子に寄生する接合容量を上記記
憶手段の記憶内容と電位的に一致させるようにチャージ
若しくはディスチャージ動作を行う初期化手段と、上記
出力手段の出力に基いて対象物までの距離を演算する演
算手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
【作用】この発明の距離測定装置にあっては、少なくと
も１つの投光素子を有する投光手段から光が投射され
て、対象物にて反射した反射光が、一次元若しくは二次
元的に配列された複数の光電変換素子から成る受光手段
で受光される。この受光手段に於いて、上記投光手段の
投光時に発生する第１の光電流と、非投光時に発生する
第２の光電流との、流れる方向は、信号変換手段で逆向
きにされる。この信号変換手段により流れる方向が定め
られた第１及び第２の光電流は、上記少なくとも１つの
投光素子の個々に対して設けられた記憶手段に蓄積して
記憶される。この記憶手段が記憶した情報は、出力手段
により出力され、その出力に基いて演算手段で対象物ま
での距離が演算される。そして、上記少なくとも１つの
光電変換素子の個々に対応して設けられた初期化手段に
より、上記記憶手段の記憶値がリセットされ、上記光電
変換素子に寄生する接合容量が上記記憶手段の記憶内容
と電位的に一致させるようにチャージ若しくはディスチ
ャージ動作が行われる。
も１つの投光素子を有する投光手段から光が投射され
て、対象物にて反射した反射光が、一次元若しくは二次
元的に配列された複数の光電変換素子から成る受光手段
で受光される。この受光手段に於いて、上記投光手段の
投光時に発生する第１の光電流と、非投光時に発生する
第２の光電流との、流れる方向は、信号変換手段で逆向
きにされる。この信号変換手段により流れる方向が定め
られた第１及び第２の光電流は、上記少なくとも１つの
投光素子の個々に対して設けられた記憶手段に蓄積して
記憶される。この記憶手段が記憶した情報は、出力手段
により出力され、その出力に基いて演算手段で対象物ま
での距離が演算される。そして、上記少なくとも１つの
光電変換素子の個々に対応して設けられた初期化手段に
より、上記記憶手段の記憶値がリセットされ、上記光電
変換素子に寄生する接合容量が上記記憶手段の記憶内容
と電位的に一致させるようにチャージ若しくはディスチ
ャージ動作が行われる。
【０００８】
【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。初めに、図３の測距原理の模式図を参照して、
測距原理について説明する。図３（ａ）に於いて、投光
素子１と受光素子２は、基線長だけ離れて配置されてい
る。これら投光素子１と受光素子２の前方には、それぞ
れ投光手段及び受光手段の光学系としての投光レンズ３
及び受光レンズ４が配置されている。
明する。初めに、図３の測距原理の模式図を参照して、
測距原理について説明する。図３（ａ）に於いて、投光
素子１と受光素子２は、基線長だけ離れて配置されてい
る。これら投光素子１と受光素子２の前方には、それぞ
れ投光手段及び受光手段の光学系としての投光レンズ３
及び受光レンズ４が配置されている。
【０００９】そして、投光素子１から投光された信号が
投光レンズ３を通り、被測距物５に照射される。この被
測距物５で反射された光は、受光レンズ４を通って受光
素子２に結像される。このようにして、受光素子２から
得られた信号を基に測距する距離測定装置に於いて、図
３（ｂ）に示されるような背景光をいかにキャンセルす
るかが、この発明の特徴である。
投光レンズ３を通り、被測距物５に照射される。この被
測距物５で反射された光は、受光レンズ４を通って受光
素子２に結像される。このようにして、受光素子２から
得られた信号を基に測距する距離測定装置に於いて、図
３（ｂ）に示されるような背景光をいかにキャンセルす
るかが、この発明の特徴である。
【００１０】図１は、この発明の距離測定装置の第１の
実施例として概念を示したブロック図である。投光部１
１により発せられた信号は、受光部１２で受光された
後、信号変換部１３に送られる。この信号変換部１３
は、上記投光部１１と共にシーケンスコントローラ１４
で制御される。また、信号変換部１３の出力は、シーケ
ンスコントローラ１４で制御される初期化部１５からの
出力と共に記憶部１６に入力される。記憶部１６に記憶
された情報は、出力部１７を介して受光部１２に供給さ
れると共に、測距演算部１８に供給されて測距演算が行
われる。尚、信号変換部１３、初期化部１５、記憶部１
６及び出力部１６は、信号処理部１９を構成している。
実施例として概念を示したブロック図である。投光部１
１により発せられた信号は、受光部１２で受光された
後、信号変換部１３に送られる。この信号変換部１３
は、上記投光部１１と共にシーケンスコントローラ１４
で制御される。また、信号変換部１３の出力は、シーケ
ンスコントローラ１４で制御される初期化部１５からの
出力と共に記憶部１６に入力される。記憶部１６に記憶
された情報は、出力部１７を介して受光部１２に供給さ
れると共に、測距演算部１８に供給されて測距演算が行
われる。尚、信号変換部１３、初期化部１５、記憶部１
６及び出力部１６は、信号処理部１９を構成している。
【００１１】このような構成に於いて、投光部１１によ
り発せられた信号は、光電変換素子で構成される受光部
１２で受光される。上記投光部１１はシーケンスコント
ローラ１４で制御されるもので、投光と非投光を繰返
す。この投光と非投光のそれぞれの時、受光部１２から
得られる光電流を、第１の光電流と第２の光電流とす
る。すなわち、第１の光電流は、信号光ＩS ＋背景光Ｉ
B 、第２の光電流は背景光ＩB のみである。
り発せられた信号は、光電変換素子で構成される受光部
１２で受光される。上記投光部１１はシーケンスコント
ローラ１４で制御されるもので、投光と非投光を繰返
す。この投光と非投光のそれぞれの時、受光部１２から
得られる光電流を、第１の光電流と第２の光電流とす
る。すなわち、第１の光電流は、信号光ＩS ＋背景光Ｉ
B 、第２の光電流は背景光ＩB のみである。
【００１２】信号変換部１３は、第１の光電流と第２の
光電流の流れる方向を正反対にする手段である。第１の
光電流と第２の光電流は、信号変換手段３を通り、積分
回路で構成される記憶部１６で記憶される。このとき、
第１の光電流と第２の光電流は流れる方向が逆向きであ
るので、第１の光電流から第２の光電流を差引く形とな
り、数式で表わすと ∫（ＩS ＋ＩB ）ｄｔ−∫ＩB ｄｔ となる。
光電流の流れる方向を正反対にする手段である。第１の
光電流と第２の光電流は、信号変換手段３を通り、積分
回路で構成される記憶部１６で記憶される。このとき、
第１の光電流と第２の光電流は流れる方向が逆向きであ
るので、第１の光電流から第２の光電流を差引く形とな
り、数式で表わすと ∫（ＩS ＋ＩB ）ｄｔ−∫ＩB ｄｔ となる。
【００１３】信号変換部１３と共にシーケンスコントロ
ーラ１４で制御される初期化部１５は、記憶部１６の記
憶内容の初期化と、受光部１２の接合容量（一般的に、
受光素子はフォトダイオードが用いられ、接合容量は不
可分的に寄生している。）のチャージ／ディスチャージ
を行う。受光部１２の接合容量のチャージ／ディスチャ
ージは、記憶部１６に内容を、出力部１７を通してフィ
ードバックをかけて行う。これは、第１の光電流と第２
の光電流を切換える際に必要であり、これがないと第１
の光電流または第２の光電流で受光部１２の接合容量の
チャージ／ディスチャージをすることになり、誤差原因
となる。
ーラ１４で制御される初期化部１５は、記憶部１６の記
憶内容の初期化と、受光部１２の接合容量（一般的に、
受光素子はフォトダイオードが用いられ、接合容量は不
可分的に寄生している。）のチャージ／ディスチャージ
を行う。受光部１２の接合容量のチャージ／ディスチャ
ージは、記憶部１６に内容を、出力部１７を通してフィ
ードバックをかけて行う。これは、第１の光電流と第２
の光電流を切換える際に必要であり、これがないと第１
の光電流または第２の光電流で受光部１２の接合容量の
チャージ／ディスチャージをすることになり、誤差原因
となる。
【００１４】以上のようにして、信号光ＩS ＋背景光Ｉ
B から背景光ＩB とキャンセルした値を記憶し、これを
基に測距演算部１８で距離測定を行う。図２は、この発
明の距離測定装置の全体の構成を示すブロック図であ
る。同図に於いて、受光部１２は、複数の光電変換素子
１２1 、１２2 、１２3 、…、１２n-1 、１２n で構成
されている。そして、この、複数の光電変換素子１２
1 、１２2 、１２3 、…、１２n-1 、１２n それぞれ
に、信号処理部１３1 、１３2、１３3 、…、１３
n-1 、１３n が対応するようになっている。その他の構
成は、図１と同じであるので説明を省略する。
B から背景光ＩB とキャンセルした値を記憶し、これを
基に測距演算部１８で距離測定を行う。図２は、この発
明の距離測定装置の全体の構成を示すブロック図であ
る。同図に於いて、受光部１２は、複数の光電変換素子
１２1 、１２2 、１２3 、…、１２n-1 、１２n で構成
されている。そして、この、複数の光電変換素子１２
1 、１２2 、１２3 、…、１２n-1 、１２n それぞれ
に、信号処理部１３1 、１３2、１３3 、…、１３
n-1 、１３n が対応するようになっている。その他の構
成は、図１と同じであるので説明を省略する。
【００１５】このように、この発明では受光部１２の１
個に対して、記憶部１６が１個しかなく、１つの受光素
子に対して少なくとも２個以上の記憶部を必要とした従
来技術とは異なっている。
個に対して、記憶部１６が１個しかなく、１つの受光素
子に対して少なくとも２個以上の記憶部を必要とした従
来技術とは異なっている。
【００１６】次に、図４乃至図８を参照して、この発明
の第２の実施例を説明する。図４は、この発明の第２の
実施例の回路図である。受光素子としてのフォトダイオ
ードＰＤのアノード側には、スイッチＳＷ３、ＳＷ５及
びＳＷ７の一端がそれぞれ接続され、カソード側にはス
イッチＳＷ２、ＳＷ４及びＳＷ６の一端がそれぞれ接続
されている。上記スイッチＳＷ４の他端はＶccに、そし
てスイッチＳＷ５の他端はグラウンド（ＧＮＤ）に接続
されている。また、スイッチＳＷ２及びＳＷ３の他端
は、その負入力端との間で帰還がかけられているオペア
ンプＯＰ１の出力端に接続される。更に、スイッチＳＷ
６及びＳＷ７の他端は、スイッチＳＷ１を介してＶcc／
２に接続されると共に、積分コンデンサＣint 、オペア
ンプＯＰ１の正入力端に接続される。
の第２の実施例を説明する。図４は、この発明の第２の
実施例の回路図である。受光素子としてのフォトダイオ
ードＰＤのアノード側には、スイッチＳＷ３、ＳＷ５及
びＳＷ７の一端がそれぞれ接続され、カソード側にはス
イッチＳＷ２、ＳＷ４及びＳＷ６の一端がそれぞれ接続
されている。上記スイッチＳＷ４の他端はＶccに、そし
てスイッチＳＷ５の他端はグラウンド（ＧＮＤ）に接続
されている。また、スイッチＳＷ２及びＳＷ３の他端
は、その負入力端との間で帰還がかけられているオペア
ンプＯＰ１の出力端に接続される。更に、スイッチＳＷ
６及びＳＷ７の他端は、スイッチＳＷ１を介してＶcc／
２に接続されると共に、積分コンデンサＣint 、オペア
ンプＯＰ１の正入力端に接続される。
【００１７】尚、同図に於けるスイッチＳＷ１〜ＳＷ７
は、実際にはトランジスタで構成するが、ここでは説明
を簡略化するため、単にスイッチとして表している。次
に、図５のタイミングチャートを参照して、動作手順を
説明する。
は、実際にはトランジスタで構成するが、ここでは説明
を簡略化するため、単にスイッチとして表している。次
に、図５のタイミングチャートを参照して、動作手順を
説明する。
【００１８】図５に於いて、時間ｔ0 からｔ1 までの時
間帯Ｉでは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３がオン
となり、積分コンデンサＣint をリセットすると共に、
フォトダイオードＰＤの接合容量をディスチャージす
る。次に、時間帯IIでは、スイッチＳＷ１及びＳＷ２が
オフに切替わり、スイッチＳＷ３及びＳＷ４がオンとな
り、Ｖcc準で、積分コンデンサＣint とフォトダイオー
ドＰＤのカソードが同電位になるようにする。
間帯Ｉでは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３がオン
となり、積分コンデンサＣint をリセットすると共に、
フォトダイオードＰＤの接合容量をディスチャージす
る。次に、時間帯IIでは、スイッチＳＷ１及びＳＷ２が
オフに切替わり、スイッチＳＷ３及びＳＷ４がオンとな
り、Ｖcc準で、積分コンデンサＣint とフォトダイオー
ドＰＤのカソードが同電位になるようにする。
【００１９】次いで、時間帯III では、スイッチＳＷ
４、ＳＷ７のみがオンとなり、積分コンデンサＣint を
図４の一点鎖線Ａで示されるルートで、信号光ＩS ＋背
景光ＩB でチャージしていく。そして、時間帯IVでは、
スイッチＳＷ２、ＳＷ５がオンとなり、ＧＮＤ基準で積
分コンデンサＣint とフォトダイオードＰＤのアノード
が同電位になるようにする。更に、時間帯Ｖでは、スイ
ッチＳＷ５、ＳＷ６がオンとなり、背景光ＩB で積分コ
ンデンサＣint を、図４の破線Ｂのルートでディスチャ
ージする。
４、ＳＷ７のみがオンとなり、積分コンデンサＣint を
図４の一点鎖線Ａで示されるルートで、信号光ＩS ＋背
景光ＩB でチャージしていく。そして、時間帯IVでは、
スイッチＳＷ２、ＳＷ５がオンとなり、ＧＮＤ基準で積
分コンデンサＣint とフォトダイオードＰＤのアノード
が同電位になるようにする。更に、時間帯Ｖでは、スイ
ッチＳＷ５、ＳＷ６がオンとなり、背景光ＩB で積分コ
ンデンサＣint を、図４の破線Ｂのルートでディスチャ
ージする。
【００２０】以上の動作で、 ∫（ＩS ＋ＩB ）ｄｔ−∫ＩB ｄｔ に表されるように、背景光のキャンセルを行う。そし
て、時間帯II〜Ｖの動作を繰返し行うことで、信号光Ｉ
S の信号レベルを大きくすることができる。
て、時間帯II〜Ｖの動作を繰返し行うことで、信号光Ｉ
S の信号レベルを大きくすることができる。
【００２１】図６及び図７は、積分コンデンサＣint の
チャージ／ディスチャージの状態の経時変化を表した図
である。時間帯III とＶの時間は等しくなければならな
いのは言うまでもない。また、IIとIVの動作帯があるこ
とによって、回路のＳ／Ｎ比が高く保たれている。
チャージ／ディスチャージの状態の経時変化を表した図
である。時間帯III とＶの時間は等しくなければならな
いのは言うまでもない。また、IIとIVの動作帯があるこ
とによって、回路のＳ／Ｎ比が高く保たれている。
【００２２】以上のように、シーケンスコントローラ１
４が投光素子と各スイッチを制御することにより、図８
（ａ）または同図（ｂ）に示されているような背景光Ｉ
B をキャンセルすることができ、信号光ＩS （投光素子
の投光スポットパターン）のみになった信号を得ること
ができる。この発明は、こうして得られた信号に基いて
測距を行っている。
４が投光素子と各スイッチを制御することにより、図８
（ａ）または同図（ｂ）に示されているような背景光Ｉ
B をキャンセルすることができ、信号光ＩS （投光素子
の投光スポットパターン）のみになった信号を得ること
ができる。この発明は、こうして得られた信号に基いて
測距を行っている。
【００２３】尚、図８（ｂ）は、投光を同時に多点で行
った場合を表している。こうして、Ｓ／Ｎ比の高い小規
模回路の距離測定装置を実現することができる。同実施
例の回路規模は、現在のＣＣＤの電荷処理回路とほぼ同
等か小さい程度の大きさである。測距精度の１つの要因
にセンサピッチがあり、これが粗ければ測距の分解能が
悪くなる。センサピッチは、処理回路の規模が大きすぎ
ると粗くなってしまい、回路規模が関係している。した
がって、同実施例の回路は、回路規模という点に於い
て、妥当性が高く、また実現するのに適している。
った場合を表している。こうして、Ｓ／Ｎ比の高い小規
模回路の距離測定装置を実現することができる。同実施
例の回路規模は、現在のＣＣＤの電荷処理回路とほぼ同
等か小さい程度の大きさである。測距精度の１つの要因
にセンサピッチがあり、これが粗ければ測距の分解能が
悪くなる。センサピッチは、処理回路の規模が大きすぎ
ると粗くなってしまい、回路規模が関係している。した
がって、同実施例の回路は、回路規模という点に於い
て、妥当性が高く、また実現するのに適している。
【００２４】次に、この発明の第３の実施例を説明す
る。図９は、第３の実施例の構成を示す回路図である。
この第３の実施例は上述した第２の実施例に対して回路
規模は大きくなっているが、高速動作に適した回路構成
である。
る。図９は、第３の実施例の構成を示す回路図である。
この第３の実施例は上述した第２の実施例に対して回路
規模は大きくなっているが、高速動作に適した回路構成
である。
【００２５】図９に於いて、投光素子ＩＲＥＤには抵抗
を介してトランジスタＴｒ１が接続されている。このト
ランジスタＴｒ１は、抵抗及びインバ―タを介してトラ
ンジスタＴｒ２に接続されると共に、トランジスタＴｒ
３に接続されている。
を介してトランジスタＴｒ１が接続されている。このト
ランジスタＴｒ１は、抵抗及びインバ―タを介してトラ
ンジスタＴｒ２に接続されると共に、トランジスタＴｒ
３に接続されている。
【００２６】オペアンプＯＰ２は、その入力端間にフォ
トダイオードＰＤが接続され、その出力側はカレントミ
ラーを構成するトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６に
接続される。そして、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６は、
それぞれトランジスタＴｒ７、Ｔｒ９に接続される。上
記トランジスタＴｒ７、Ｔｒ９は、トランジスタＴｒ
８、Ｔｒ１０とカレントミラーを構成している。上記ト
ランジスタＴｒ７、Ｔｒ８のカレントミラーは、上記ト
ランジスタＴｒ３と接続している。
トダイオードＰＤが接続され、その出力側はカレントミ
ラーを構成するトランジスタＴｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６に
接続される。そして、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６は、
それぞれトランジスタＴｒ７、Ｔｒ９に接続される。上
記トランジスタＴｒ７、Ｔｒ９は、トランジスタＴｒ
８、Ｔｒ１０とカレントミラーを構成している。上記ト
ランジスタＴｒ７、Ｔｒ８のカレントミラーは、上記ト
ランジスタＴｒ３と接続している。
【００２７】トランジスタＴｒ１０はまた、トランジス
タＴｒ１２と共にカレントミラーを構成するトランジス
タＴｒ１１に接続されている。このカレントミラーは、
上記トランジスタＴｒ２と接続している。更に、トラン
ジスタＴｒ１２は、トランジスタＴｒ８と共にオペアン
プＯＰ３の正入力に接続される。このオペアンプＯＰ３
の正入力側には、積分コンデンサＣint 及びトランジス
タＴｒ１３が接続され、そして負入力側にはその出力か
らの帰還がかけられる。
タＴｒ１２と共にカレントミラーを構成するトランジス
タＴｒ１１に接続されている。このカレントミラーは、
上記トランジスタＴｒ２と接続している。更に、トラン
ジスタＴｒ１２は、トランジスタＴｒ８と共にオペアン
プＯＰ３の正入力に接続される。このオペアンプＯＰ３
の正入力側には、積分コンデンサＣint 及びトランジス
タＴｒ１３が接続され、そして負入力側にはその出力か
らの帰還がかけられる。
【００２８】次に、図１０のタイミングチャートを参照
して、同実施例の動作を説明する。リセット信号がトラ
ンジスタＴｒ１３に入ると、積分コンデンサＣint がリ
セットされる。すると、図１０に示されるように、デュ
ーティー比５０％のクロック信号が、トランジスタＴｒ
１、Ｔｒ２、Ｔｒ３にそれぞれ入る。ここで、投光素子
ＩＲＥＤの投光と非投光は、トランジスタＴｒ１により
制御される。また、トランジスタＴｒ２はトランジスタ
Ｔｒ１１、Ｔｒ１２のカレントミラー、トランジスタＴ
ｒ３はトランジスタＴｒ７、Ｔｒ８のカレントミラー
を、それぞれオン／オフするためのものである。
して、同実施例の動作を説明する。リセット信号がトラ
ンジスタＴｒ１３に入ると、積分コンデンサＣint がリ
セットされる。すると、図１０に示されるように、デュ
ーティー比５０％のクロック信号が、トランジスタＴｒ
１、Ｔｒ２、Ｔｒ３にそれぞれ入る。ここで、投光素子
ＩＲＥＤの投光と非投光は、トランジスタＴｒ１により
制御される。また、トランジスタＴｒ２はトランジスタ
Ｔｒ１１、Ｔｒ１２のカレントミラー、トランジスタＴ
ｒ３はトランジスタＴｒ７、Ｔｒ８のカレントミラー
を、それぞれオン／オフするためのものである。
【００２９】上記トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２によ
るカレントミラーは、フォトダイオードＰＤよりトラン
ジスタＴｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６のカレントミラーを通し
て得た、信号光ＩS ＋背景光ＩB の光電流を流す。一
方、トランジスタＴｒ７、Ｔｒ８のカレントミラーは、
背景光ＩB のみの光電流を流す。
るカレントミラーは、フォトダイオードＰＤよりトラン
ジスタＴｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６のカレントミラーを通し
て得た、信号光ＩS ＋背景光ＩB の光電流を流す。一
方、トランジスタＴｒ７、Ｔｒ８のカレントミラーは、
背景光ＩB のみの光電流を流す。
【００３０】図１０に示される時間帯IIでは、信号光Ｉ
S で積分コンデンサＣint をチャージし、時間帯III で
は背景光ＩB のみで積分コンデンサＣint をディスチャ
ージする。このようにして、結果的に信号光Ｉs のみを
取出し、図８（ａ）または（ｂ）に示されるような信号
出力を得て測距する。
S で積分コンデンサＣint をチャージし、時間帯III で
は背景光ＩB のみで積分コンデンサＣint をディスチャ
ージする。このようにして、結果的に信号光Ｉs のみを
取出し、図８（ａ）または（ｂ）に示されるような信号
出力を得て測距する。
【００３１】この第３の実施例は、上述した第２の実施
例と比較すると、受光素子の接合容量を無視している
分、高速動作が可能である。以上のようにして、Ｓ／Ｎ
比が高く、且つ小規模回路の距離測定装置を実現するこ
とができる。
例と比較すると、受光素子の接合容量を無視している
分、高速動作が可能である。以上のようにして、Ｓ／Ｎ
比が高く、且つ小規模回路の距離測定装置を実現するこ
とができる。
【００３２】次に、この発明の第４の実施例を説明す
る。図１１（ａ）は、第４の実施例の概念を示した図で
あり、具体的な回路は、上述した第２及び第３の実施例
と同様であるので、省略するものとする。
る。図１１（ａ）は、第４の実施例の概念を示した図で
あり、具体的な回路は、上述した第２及び第３の実施例
と同様であるので、省略するものとする。
【００３３】この第４の実施例では、例えば３個の投光
素子１1 、１2 、１3 を同時に投光させることを特徴と
しており、この時の信号出力は図１１（ｂ）に示される
ようになる。
素子１1 、１2 、１3 を同時に投光させることを特徴と
しており、この時の信号出力は図１１（ｂ）に示される
ようになる。
【００３４】従来のアクティブＡＦの多点測距装置にあ
っては、受光素子として一般的にＰＳＤ（投光スポット
の重心位置を検出するための素子）であるため、投光素
子の個数に応じた個数だけ必要であった。しかしなが
ら、同実施例では、投光素子がいくつでも、受光素子は
例えばラインセンサなら１つのラインセンサで十分であ
る。投光素子の個数に応じたピークが信号出力に現れ、
これに基いて測距することができる。
っては、受光素子として一般的にＰＳＤ（投光スポット
の重心位置を検出するための素子）であるため、投光素
子の個数に応じた個数だけ必要であった。しかしなが
ら、同実施例では、投光素子がいくつでも、受光素子は
例えばラインセンサなら１つのラインセンサで十分であ
る。投光素子の個数に応じたピークが信号出力に現れ、
これに基いて測距することができる。
【００３５】同実施例は、受光素子単体に対する処理回
路の回路規模が小さいことを特徴としているが、多点Ａ
Ｆするという意味では、受光素子自体を減らし、更に回
路規模を小さくしている。
路の回路規模が小さいことを特徴としているが、多点Ａ
Ｆするという意味では、受光素子自体を減らし、更に回
路規模を小さくしている。
【００３６】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、１つの
受光素子に対して１つの記憶手段を有し、また投光手段
で投光したときの信号光と背景光とを加えた光電流と、
投光しないときの背景光のみの光電流の流れる方向を逆
にする手段を有することによって、回路規模が大きくな
らずに良好なＳ／Ｎ比の信号を得ることのできる距離測
定装置を提供することができる。
受光素子に対して１つの記憶手段を有し、また投光手段
で投光したときの信号光と背景光とを加えた光電流と、
投光しないときの背景光のみの光電流の流れる方向を逆
にする手段を有することによって、回路規模が大きくな
らずに良好なＳ／Ｎ比の信号を得ることのできる距離測
定装置を提供することができる。
【図１】この発明の距離測定装置の第１の実施例として
概念を示したブロック図である。
概念を示したブロック図である。
【図２】この発明の距離測定装置の全体の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】測距原理の模式図である。
【図４】この発明の第２の実施例の回路図である。
【図５】第２の実施例の動作を説明するタイミングチャ
ートである。
ートである。
【図６】積分コンデンサＣint のチャージ／ディスチャ
ージの状態の経時変化を表した図である。
ージの状態の経時変化を表した図である。
【図７】積分コンデンサＣint のチャージ／ディスチャ
ージの状態の経時変化を表した図である。
ージの状態の経時変化を表した図である。
【図８】背景光の分布を示した図である。
【図９】この発明の第３の実施例の構成を示す回路図で
ある。
ある。
【図１０】第３の実施例の動作を説明するタイミングチ
ャートである。
ャートである。
【図１１】（ａ）は第４の実施例の概念を示した図、
（ｂ）は同図（ａ）の構成の背景光の分布を示した図で
ある。
（ｂ）は同図（ａ）の構成の背景光の分布を示した図で
ある。
１…投光素子、２…受光素子、３…投光レンズ、４…受
光レンズ、５…被測距物、１１…投光部、１２…受光
部、１３…信号変換部、１４…シーケンスコントロー
ラ、１５…初期化部、１６…記憶部、１７…出力部、１
８…測距演算部、１９…信号処理部。
光レンズ、５…被測距物、１１…投光部、１２…受光
部、１３…信号変換部、１４…シーケンスコントロー
ラ、１５…初期化部、１６…記憶部、１７…出力部、１
８…測距演算部、１９…信号処理部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 13/36
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも１つの投光素子を有する投光
手段と、 この投光手段から投射されて対象物にて反射した反射光
を受光する、一次元若しくは二次元的に配列された複数
の光電変換素子から成る受光手段と、 この受光手段に於ける、上記投光手段の投光時に発生す
る第１の光電流と、非投光時に発生する第２の光電流と
の、流れる方向を逆にする信号変換手段と、 上記少なくとも１つの投光素子の個々に対して設けら
れ、上記信号変換手段により流れる方向が定められた第
１及び第２の光電流を蓄積して記憶する記憶手段と、 この記憶手段が記憶した情報を出力する出力手段と、 上記少なくとも１つの光電変換素子の個々に対応して設
けられ、上記記憶手段の記憶値をリセットし、且つ上記
光電変換素子に寄生する接合容量を上記記憶手段の記憶
内容と電位的に一致させるようにチャージ若しくはディ
スチャージ動作を行う初期化手段と、 上記出力手段の出力に基いて対象物までの距離を演算す
る演算手段とを具備することを特徴とする距離測定装
置。 - 【請求項２】 上記投光素子が複数個設けられた場合、
これらは同時に対象物に向けて投光を行うことを特徴と
する請求項１に記載の距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13568593A JP3414439B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13568593A JP3414439B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347261A true JPH06347261A (ja) | 1994-12-20 |
| JP3414439B2 JP3414439B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=15157526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13568593A Expired - Fee Related JP3414439B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3414439B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019188326A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2021-02-12 | パイオニア株式会社 | センサ装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62144014A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-27 | Mitsutoyo Mfg Corp | 光電式位置検出装置 |
| JPS62185115A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-13 | Kawasaki Steel Corp | 変位測定装置 |
| JPH01301110A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-12-05 | Ntt Technol Transfer Corp | 受光回路 |
| JPH0260380A (ja) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Fuji Electric Co Ltd | 電荷蓄積形イメージセンサ回路 |
-
1993
- 1993-06-07 JP JP13568593A patent/JP3414439B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62144014A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-27 | Mitsutoyo Mfg Corp | 光電式位置検出装置 |
| JPS62185115A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-13 | Kawasaki Steel Corp | 変位測定装置 |
| JPH01301110A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-12-05 | Ntt Technol Transfer Corp | 受光回路 |
| JPH0260380A (ja) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Fuji Electric Co Ltd | 電荷蓄積形イメージセンサ回路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019188326A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2021-02-12 | パイオニア株式会社 | センサ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3414439B2 (ja) | 2003-06-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030311 |
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