JPH0972735A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定常光成分光電流を高精度に検出することに
より、フィードバックによって調整する範囲を狭めて雑
音電圧を抑えることを目的とする。 【解決手段】 環境の変化に係わらず、信号光成分光電
流を増幅するためのトランジスタ１０と同じトランジス
タ特性を有するトランジスタ２８で、定電流源２９が供
給する基準電流を増幅する。トランジスタ１０のコレク
タと電源との間に接続されたダイオード１１と同じダイ
オード特性を有するダイオード２７を、トランジスタ２
８のコレクタと電源との間に接続して、このダイオード
２７を用いて基準電流を電圧に変換する。コンパレータ
２６でダイオード１１とダイオード２７の電圧降下を比
較することにより、トランジスタ１０のベースに流れ込
む電流が所定の値を超えているか否か判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、位置検出素子を
用いた光投射型の三角測距方式の測距装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図１は、例えば実開平１−１４０１１６
号公報に開示された測距装置の光学系の構成を示す模式
図である。図１において、１は赤外光を信号光として投
光する赤外発光ダイオード、２はこの赤外発光ダイオー
ド１から投光される信号光を集光して被写体３に照射す
る集光レンズ、４は被写体３の位置を検出するため被写
体３で反射された光の投影位置を左右の電極に電流とし
て変換する位置検出素子（以下ＰＳＤ（Position Sensi
tive Device）という。）、５は被写体３から反射され
る赤外光を集光してＰＳＤ４の受光面上に投影する集光
レンズである。

【０００３】ＰＳＤ４の受光面の左右両端には、受光面
上に投影された赤外光の光量に応じて生成される光電流
を、その赤外光の投影位置に比例して取り出す一対の電
極６ａ、６ｂが設けられており、背面側には共通電極６
ｃが設けられている。

【０００４】図４は、例えば実開平１−１４０１１６号
公報に開示されている信号処理部の構成を示す回路図で
ある。図４に示す測距装置は、定常光成分光電流除去回
路７によって、ＰＳＤ４の一方の電極６ａから出力され
る光電流から定常光成分光電流を分離する。この定常光
成分光電流除去回路７は、ＰＳＤ４の電極６とグランド
の間に直列に接続されたＮＰＮトランジスタ８と抵抗９
ａと抵抗９ｂとで構成されている。また、ＰＳＤ４の電
極６ａはＮＰＮトランジスタ１０のベースに接続されて
おり、光電流から定常光成分光電流を除いた電流、つま
り信号光成分光電流がトランジスタ１０によって増幅さ
れる。トランジスタ１０のコレクタはダイオード１１を
介して電源Ｖcc２に、エミッタは演算増幅器１２の出力
側に接続されており、ダイオード１１ではトランジスタ
１０によって増幅された電流の対数を取った値に等しい
電圧降下がある。

【０００５】ＮＰＮトランジスタ１０のコレクタはバッ
ファ１３を介して演算増幅器１４と図示しない演算回路
とに接続されている。演算増幅器１４の出力は、スイッ
チ１５を介してＮＰＮトランジスタ８のベースに接続さ
れ、ＮＰＮトランジスタ８のベースとグランドの間には
コンデンサ１６が接続されている。

【０００６】図４で信号光成分光電流と定常光成分光電
流との分離の基本動作は、被写体３に対して信号光であ
る赤外光が投光されない時、スイッチ１５をオン状態に
設定し、赤外光を投光する時、スイッチ１５をオフ状態
に設定する動作である。

【０００７】赤外光が投光されないとき、図４に示すス
イッチ１５はオンの状態に設定され、ＮＰＮトランジス
タ１０、バッファ１３、演算増幅器１４、スイッチ１５
及びＮＰＮトランジスタ８によって閉ループが構成され
る。

【０００８】この時、ＰＳＤ４に入射されてくる赤外光
は信号光と関係のない定常光であり、上記閉ループによ
り定常光成分の光電流とＮＰＮトランジスタ８のコレク
タ電流とがつりあう電圧にＮＰＮトランジスタ８のベー
スの電圧が固定されコンデンサ１６にその電圧がホール
ドされる。信号光である赤外光が投光されたとき、スイ
ッチ１５はオフの状態に設定され、ＮＰＮトランジスタ
８のベースの電圧はコンデンサ１６にホールドされてい
るため、ＮＰＮトランジスタ８を通して定常光成分光電
流に相当する電流が引き抜かれ、信号光成分光電流を測
定することが可能となる。

【０００９】被写体の輝度を検出し定常光の強度を判定
する定常光検知回路１７Ａは、電源Ｖcc２に接続された
カソードを持ち被写体３の輝度を検出するフォトダイオ
ード３６、フォトダイオード３６と直列に接続された抵
抗３７及びフォトダイオード３６のアノードに接続され
た第１の入力と基準電圧Ｖref3が与えられる第２の入力
とを有するコンパレータ１８によって構成されている。
コンパレータ１８の出力は制御回路１９に接続されてい
る。定常光成分光電流が所定値を越えたかどうかの検知
を輝度検出フォトダイオード３６と抵抗３７の接続点の
電圧とコンパレータ１８の基準電圧Ｖref3とを比較する
ことにより行う。

【００１０】定常光検知回路１７Ａで被写体３の輝度を
検知し、定常光検知回路１７Ａでその輝度が所定の値以
上になったと判定されると、制御回路１９は、定常光検
知回路１７Ａでの判定結果を受けてトランジスタ３５を
導通させる信号を出力する。被写体３の輝度が所定の値
以上になると、トランジスタ８に流れる電流が増加し、
トランジスタ８が飽和状態で動作するようになる。その
ような状態になることを防止するために、トランジスタ
３５を導通状態にし、抵抗９ａと抵抗９ｂの接続点を接
地する。

【００１１】定常光成分光電流が所定値を越えた場合、
輝度検出フォトダイオードから発生する光電流が多くな
り輝度検出フォトダイオード３６と抵抗３７の接続点の
電圧が基準電圧Ｖref3を越えるため、コンパレータ１８
の出力が反転し制御回路１９に記憶される。制御回路１
９に記憶された出力はＮＰＮトランジスタ３５のベース
に与えられ、ＮＰＮトランジスタ３５はオン状態にな
る。これにより、２つの抵抗９ａ、９ｂの接続点はＮＰ
Ｎトランジスタ３５を介して接地される。すなわち、Ｎ
ＰＮトランジスタ８のエミッタとグランドの間の抵抗値
が小さくなったと同じ効果を発揮することになり、定常
光成分光電流が所定値を越えた場合でもＮＰＮトランジ
スタ８が飽和することを防げる。図４では、省略する
が、ＰＳＤ４の他方の電極６ｂにも上記と同じ構成の別
の回路が接続されている。

【００１２】図５は、例えば特開平３−８１６１０号公
報に開示されている信号処理部の構成を示す回路図であ
り、基本構成は、図４に示した測距装置とほぼ同じであ
る。図５に示した測距装置と図４に示したものとの構成
の違いは、図４に示した測距装置が信号光を投光する前
の被写体３の輝度をフォトダイオード３６を用いて検出
しているのに対し、定常光検知回路１７Ｂのコンパレー
タ１８ａの第１の入力はＮＰＮトランジスタ８のベース
に接続され第２の入力は基準電圧Ｖref4が与えられてい
ることである。図５に示された測距装置では、定常光検
知回路から輝度を検出するフォトダイオード３６、抵抗
３７が取り除かれている。

【００１３】図５に示す測距装置では、定常光成分光電
流が所定値を越えたかどうかの検知を図４のような輝度
検出フォトダイオードは使用せずに行っている。スイッ
チ１５を閉じた閉ループ状態時に、コンデンサ１６の電
圧は、定常光成分の光電流とＮＰＮトランジスタ８のコ
レクタ電流とがつりあう電圧Ｖ１になっている。この電
圧Ｖ１と所定の定常光成分光電流に相当する基準電圧Ｖ
ref4とをコンパレータ１８で比較して行う。定常光成分
光電流が所定値を越えた場合の動作は図４に示した測距
装置と同じであるためその説明を省略する。

【００１４】図６は、特開平３−８１６１０号公報に開
示されている他の信号処理部の構成を示す回路図であ
り、基本構成は、図５に示した測距装置とほぼ同じであ
る。図６に示した測距装置と図５に示したものとの構成
の違いは、図５に示した測距装置の定常光成分光電流除
去回路７が、トランジスタ８と２つの抵抗９ｂ，９ａで
構成されているのに対して、図６に示した測距装置の定
常光成分光電流除去回路７ａがトランジスタ８と抵抗９
ｃとで構成されている点と、定常光が所定の値より多い
場合に動作する図５に示した測距装置のトランジスタ３
５に対して、図６に示した測距装置では定電流源２１，
２２が設けられている点の２つの点にある。

【００１５】図６に示した測距装置には、ＰＳＤ４の電
極６ａに定常光成分の光電流の一部を定常的に引き抜く
電流引き抜き回路２０が接続されており、定常光成分光
電流が多くなったときは、定電流回路２１と定電流回路
２２または何れか一方を用いて定常光成分光電流の一部
を引き抜くよう構成されている。

【００１６】このようにして定常光成分光電流が所定値
を越えた場合でもＮＰＮトランジスタ８が飽和すること
なく、信号光成分に応じた電圧をバッファ１３を介して
次段演算回路に出力し、精度の良い測距が可能となる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来の測距装置は上記
のように構成されているため、次に示す様な問題点があ
る。図４に示した測距装置では、第１の問題点として、
輝度検出フォトダイオードを必要とするため、カメラ等
の測距装置が用いられる機器に輝度検出フォトダイオー
ドを設置するスぺースを必要とする。第２の問題点とし
て、定常光成分光電流が所定値を越えた場合、ＮＰＮト
ランジスタ８のエミッタとグランド間に抵抗値の小さい
抵抗が付加されたことになるため、トランジスタ８のベ
ース、エミッタ間による雑音電圧が大きな電流ノイズと
なって、演算増幅器１２の入力に影響するため、測距精
度を劣化する原因となる。

【００１８】図５に示した測距装置では、第１の問題点
として、定常光成分光電流が所定値を越えた場合、図４
と同じシステムで動作するため、上記と同じ小さい抵抗
が付加されたことによる問題点が発生する。第２の問題
点として、定常光成分光電流が所定値を越えた場合、Ｎ
ＰＮトランジスタ８が飽和した状態で帰還のかかってい
る電圧Ｖ１で、定常光成分光電流の検知をおこなうた
め、定常光成分光電流の検知精度を劣化する原因とな
る。

【００１９】図６に示した測距装置では、定常光成分光
電流の検知を図５に示した測距装置と同じシステムで行
うため、上記と同じ定常光成分光電流が所定の値を超え
ることによるトランジスタの飽和という問題点が発生す
る。また、図６に示した電流引き抜き回路２０によって
電流を引き抜くためには、精度良く検知しなければなら
ず、電流を引き抜きすぎると測距装置による測定ができ
なくなるという問題点がある。

【００２０】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、定常光線分光電流を精度良く
検知することによって、測距装置の測距精度を向上させ
ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る測距装
置は、被写体に向けて信号光を投光する投光手段と、前
記被写体からの反射光を受光し、光電流に変換し出力す
る受光手段と、前記受光手段から出力された光電流を電
圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回
路と並列に接続されて前記電流電圧変換回路と同じ構成
を持ち基準電流を電圧に変換する変換部、及び前記電流
電圧変換回路の出力電圧と前記変換部の出力電圧とを比
較するコンパレータを有し、前記コンパレータの比較結
果によって定常光成分の光電流が所定値以上であるか否
かを検知する検知回路と、前記検知回路の検知結果に応
じて制御信号を出力する制御回路と、前記制御回路が出
力する前記制御信号に応じて所定の値だけ前記定常光成
分の光電流の一部を引き抜く電流引き抜き回路と、前記
電流引き抜き回路と協働して前記受光手段からの光電流
のうちより定常光成分の光電流を除去する定常光成分光
電流除去回路とを備えて構成される。

【００２２】第２の発明に係る測距装置は、第１の発明
の測距装置において、前記電流電圧変換回路は、第１の
電流電極、第２の電流電極、及び前記受光手段から出力
された光電流を受ける制御電極を有する第１のトランジ
スタと、前記第１のトランジスタの前記制御電極に接続
された第１の入力、第１の電圧が与えられる第２の入
力、及び前記第１のトランジスタの前記第２の電流電極
に接続された出力とを有し、前記第１の入力を第２の入
力と同電位にする演算増幅器と、前記第１のトランジス
タの前記第１の電流電極に接続された第１の電極、及び
第２の電圧が与えられる第２の電極を有する第１のダイ
オードと、前記第１のダイオードの前記第１の電極の電
圧をバッファして前記コンパレータに前記電流電圧変換
回路の出力電圧を出力するバッファアンプとを備え、前
記変換部は、前記コンパレータに前記変換部の出力電圧
を出力する第１の電極、及び前記第２の電圧が与えられ
る第２の電極を有する第２のダイオードと、前記第２の
ダイオードの前記第１の電極に接続された第１の電流電
極、前記演算増幅器の出力に接続された第２の電流電
極、及び制御電極を有する第２のトランジスタと、前記
第２の電圧が与えられる一方端、及び前記第２のトラン
ジスタの制御電極に接続された他方端とを有し、前記他
方端から基準電流を出力する定電流源とを備え、環境の
変化に係わらず、前記第１と第２のトランジスタが互い
に同じトランジスタ特性を持ち、前記第１と第２のダイ
オードが互いに同じダイオード特性を持つことを特徴と
する。

【００２３】第３の発明に係る測距装置は、被写体に向
けて信号光を投光する投光手段と、前記被写体からの反
射光を受光し、光電流に変換し出力する受光手段と、前
記受光手段から出力された光電流を電圧に変換する電流
電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路に接続され前記
電流電圧変換回路に流れる電流に応じた電流を出力する
第１の電流増幅部、前記第１の電流増幅手段と同じ構成
を持ち基準電流を増幅して出力する第２の電流増幅部、
及び前記第１及び第２の電流増幅手段の出力電流を比較
するコンパレータを有し、前記コンパレータの比較結果
によって定常光成分の光電流が所定値以上であるか否か
を検知する検知回路と、前記検知回路の検知結果に応じ
て制御信号を出力する制御回路と、前記制御回路が出力
する前記制御信号に応じて所定の値だけ前記定常光成分
の光電流の一部を引き抜く電流引き抜き回路と、前記電
流引き抜き回路と協働して前記受光手段からの光電流の
うちより定常光成分の光電流を除去する定常光成分光電
流除去回路とを備えて構成される。

【００２４】第４の発明に係る測距装置は、第３の発明
の測距装置において、前記電流電圧変換回路は、第１の
電流電極、第２の電流電極、及び前記受光手段から出力
された光電流を受ける制御電極を有する第１のトランジ
スタと、前記第１のトランジスタの前記制御電極に接続
された第１の入力、第１の電圧が与えられる第２の入
力、及び前記第１のトランジスタの前記第２の電流電極
に接続された出力とを有し、前記第１の入力を第２の入
力と同電位にする演算増幅器と、前記第１のトランジス
タの前記第１の電流電極に接続された第１の電極、及び
第２の電圧が与えられる第２の電極を有する第１のダイ
オードとを備え、前記第１の電流増幅部は、第１の電流
電極、前記第１のトランジスタの制御電極に接続された
制御電極、及び前記演算増幅器の前記出力に接続された
第２の電流電極を有する第２のトランジスタと、前記第
２のトランジスタの前記第１の電流電極に接続された第
１の電流電極、前記第２の電圧が与えられる第２の電流
電極、及び前記第２のトランジスタの前記第１の電流電
極に接続された制御電極を有する第３のトランジスタ
と、前記コンパレータに前記第１の電流増幅手段の前記
出力電流を出力する第１の電流電極、前記第３のトラン
ジスタの制御電極に接続された制御電極、及び前記第２
の電圧が与えられる第２の電流電極を有する第４のトラ
ンジスタとを備え、前記第２の電流増幅部は、前記第２
の電圧が与えられる一方端、及び基準電流を出力する他
方端を有する定電流源と、第１の電流電極、前記演算増
幅器の前記出力に接続された第２の電流電極、及び前記
定電流源の前記他方端に接続された制御電極を有する第
５のトランジスタと、前記第５のトランジスタの前記第
１の電流電極に接続された第１の電流電極、前記第５の
トランジスタの前記第１の電流電極に接続された制御電
極、及び前記第２の電圧が与えられる第２の電流電極を
有する第６のトランジスタと、前記第２の電流増幅手段
の前記出力電流を出力する第１の電流電極、前記第２の
電圧が与えられる第２の電流電極、及び前記第６のトラ
ンジスタの制御電極に接続された制御電極を有する第７
のトランジスタとを備え、前記第２と第５のトランジス
タが、前記第３と第６のトランジスタが、そして前記第
４と第７のトランジスタが、環境の変化に係わらず互い
に同じトランジスタ特性を持つことを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この発明の実施の形態１における測距装
置にも、図１に示された光投射型の三角測距方式が採用
されている。図１に示したＰＳＤ４によって発生する光
電流を測定することによって被写体３からの距離を測定
する。図２は、この発明の実施の形態１における測距装
置の信号処理部の構成を示す回路図である。図２に示す
回路図は、図１に示したＰＳＤ４の出力を処理するため
の回路の構成を示している。図２において、７ａはＰＳ
Ｄ４の電極６ａとグランドの間に直列に接続されたトラ
ンジスタ８と抵抗９ｃとで構成されＰＳＤ４が発生する
光電流から定常光に起因して生じる定常光成分光電流を
除去するための定常光成分光電流除去回路、１０はＰＳ
Ｄ４の電極６ａにベースを接続したＮＰＮトランジス
タ、１１は出力電圧Ｖcc2を出力する電源に接続された
アノードとトランジスタ１０のコレクタに接続されたカ
ソードとを有するダイオード、１２はトランジスタ１０
のエミッタに接続された出力端子と基準電圧Ｖref1が与
えられる反転入力端子と電極６ａに接続された非反転入
力端子とを有し該反転入力端子を非反転入力端子と同電
位にする演算増幅器、１３はダイオード１１のカソード
に入力が接続されたバッファ、１４はバッファ１３の出
力に接続された非反転入力端子と基準電圧Ｖref2が与え
られる反転入力端子とを有し該反転入力端子及び非反転
入力端子間の電位差を増幅して出力する演算増幅器、１
５は演算増幅器１４の出力とトランジスタ８のベースと
の間に接続され制御信号Ｓ２によって導通／非導通が制
御されるスイッチ、１６はトランジスタ１０のベースと
グランドの間に接続されたコンデンサ、２０は電極６ａ
に接続され光電流から定常光成分以下の電流を引き抜く
ための電流引き抜き回路、２３はベースとトランジスタ
８のベースに接続されたコレクタとグランドに接続され
たエミッタとを有するＮＰＮトランジスタ、２４は電流
引き抜き回路２０の定電流源２１及び定電流源２２とト
ランジスタ２３のオン／オフを制御するため記憶してい
る情報に基づく信号を制御信号Ｓ３に応じて出力する制
御回路、２５はバッファ１３の出力を受けて光電流のう
ちの定常光成分が所定の値を越えているか否かを判定し
判定結果を制御回路２４に出力する定常光検知回路であ
る。トランジスタ１０とダイオード１１と演算増幅器１
２とで電流電圧変換回路５０が構成されている。

【００２６】定常光検知回路２５は、アノードを電圧Ｖ
cc2を出力する電源に接続したダイオード２７と、コレ
クタをダイオード２７のカソードに接続するとともにエ
ミッタを演算増幅器１２の出力に接続したＮＰＮトラン
ジスタ２８と、一方端を電源に接続され他方端からトラ
ンジスタ２８のベースに基準電流を出力する定電流源２
９と、バッファ１３の出力電圧とダイオード２７のカソ
ードの電圧とを比較して比較結果に応じた出力を制御回
路２４に出力するコンパレータ２６とで構成されてい
る。

【００２７】定常光検知回路２５のトランジスタ２８は
トランジスタ１０と同一基板上に同じサイズで同じ工程
を経て形成されており、トランジスタ２８とトランジス
タ１０とは同じ特性を有している。同様に、定常光検知
回路２５のダイオード２７はダイオード１１と同一基板
上に同じサイズで同じ工程を経て形成されており、ダイ
オード１１とダイオード２７とは同じ特性を有してい
る。信号光成分光電流を電圧に変換するトランジスタ１
０とダイオード１１で構成された電流電圧変換回路と同
じ構成の電流電圧変換回路をトランジスタ２８とダイオ
ード２７とで構成しているため、例えば温度等の環境変
化が生じてもトランジスタ１０とダイオード１１を含む
電流電圧変換回路とトランジスタ２８とダイオード２７
を含む電流電圧変換回路の特性は互いに等しく変化する
ため、環境変化等により生じる誤差を抑制でき、定電流
源２９によって安定に供給される基準電流と信号光成分
光電流とを精度よく比較することができる。トランジス
タ１０，２８とダイオード１１，２７とを同一基板上に
同じサイズで同じ工程を経て形成することで、トランジ
スタ同士及びダイオード同士に同一の特性を持たせ易い
が、同じ特性を得られるのであれば、同一基板上になく
てもよく、また全く同じ形状をしていなくてもよく、製
造工程として同じ工程を経ていなくてもよい。なお、バ
ッファ１３の出力は図示されていない演算回路に接続さ
れており、バッファ１３の出力電圧によって被写体３ま
での距離を知ることができる。

【００２８】次に動作について説明する。定常光成分光
電流除去回路７ａを動作させる前に、制御信号Ｓ２によ
ってスイッチ１５をオフして、ＮＰＮトランジスタ１
０、バッファ１３、演算増幅器１４、スイッチ１５及び
ＮＰＮトランジスタ８によって形成される閉ループ構成
を解除する。その後、制御信号Ｓ３によって、制御回路
２４に、トランジスタ２３をオンさせるための信号を出
力させる。この時、トランジスタ２３がオンしており、
トランジスタ８のベース電圧は接地電圧にほぼ等しく、
そのためトランジスタ８がオフ状態である。この状態で
は、ＰＳＤ４から出力される光電流が全てトランジスタ
１０のベースに流入する。

【００２９】そして、トランジスタ１０では定常光成分
光電流を増幅した電流がそのコレクタからそのエミッタ
へと流れるため、ダイオード１１では定常光成分光電流
の値に対応した電圧降下が発生する。この電圧降下とダ
イオード２７で発生する電圧降下とをコンパレータ２６
で比較することによって、定常光成分光電流が所定の値
を越えたか否かを検出することができる。

【００３０】もし、定常光成分光電流が所定の値を超え
ていた場合、例えば、定電流源２１の方が定電流源２２
よりも流す電流が小さいと仮定すると、まず、定電流源
２１を動作させて、定常光成分光電流から所定の電流を
引き抜く。この状態で、再度ダイオード１１のカソード
電圧（電圧Ｖout）とダイオード２７のカソード電圧
（電圧Ｖ２）との比較をコンパレータ２６によって行
う。この時、ダイオード２７のカソード電圧の方が高け
れば、定電流源２１に換えて定電流源２２を動作させて
ダイオード１１とダイオード２７の電圧降下を比較す
る。もし、ダイオード２７のカソード電圧の方が低けれ
ば、定常光成分光電流除去回路７ａが引く抜く電流値の
調整に移る。定電流源２２を動作させてもダイオード１
１の方がダイオード２７の電圧降下より大きい場合には
定電流源２１，２２の両方を動作させて定常光成分光電
流除去回路７ａが引く抜く電流値の調整に移る。もし、
ダイオード２７のカソード電圧の方が低ければ、定電流
源２２のみが動作している状態で、定常光成分光電流除
去回路７ａが引く抜く電流値の調整に移る。

【００３１】この後、定常光成分光電流除去回路７ａが
引き抜く電流の調整を行うため、制御信号Ｓ３よってＮ
ＰＮトランジスタ２３をオフする信号を制御回路２４に
出力させ、また制御信号Ｓ２によってスイッチ１５を閉
じてトランジスタ１０、バッファ１３、演算増幅器１
４、スイッチ１５及びトランジスタ８による閉ループを
構成させる。

【００３２】電流引き抜き回路２０が定常光成分光電流
から引き抜ぬいた後の残りの電流をトランジスタ１０が
増幅し、トランジスタ１０で増幅された電流によってダ
イオード１１の両端で電圧降下が生じて出力電圧Ｖout
が決まる。この出力電圧Ｖoutと基準電圧Ｖref2との差
を演算増幅器１４が増幅し、その増幅された電圧がコン
デンサ１６に与えられる。コンデンサ１６の両端に発生
する電圧は、定常光成分光電流除去回路７で引き抜く電
流と電流引き抜き回路２０で引き抜く電流との和が定常
光成分光電流とつり合うまで上昇する。そして、コンデ
ンサ１６は、それらの電流がつり合いトランジスタ１０
のベースに電流が流れ込まなくなった時点でコンデンサ
１６の両端に発生している電圧を保持する。

【００３３】ここで注目する点は、定常光成分光電流よ
り多い電流を電流引き抜き回路２０が引き抜いた場合、
信号光電流も引き抜いてしまい測距不可能となってしま
う。電流引き抜き回路２０でより多くの電流を引く抜く
ためには、定常光成分光電流について、高い検知精度が
必要である。実施の形態１による測距装置は、定常光成
分光電流についての高い検知精度を有しており、ＮＰＮ
トランジスタ８のコレクタに流れる電流を少なくするこ
とが可能になり、抵抗９ｃを大きくしてトランジスタ８
のベース、エミッタ間による雑音電圧が演算増幅器１２
の入力に与える影響を削減できる。

【００３４】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２による測距装置の信号処理部の構成を示す回路図
である。図３に示した実施の形態２による測距装置の信
号処理部が、図２に示した実施の形態１による測距装置
の信号処理部と異なるのは、図２に示した測距装置で
は、電圧をコンパレータで比較するのに対して、図３に
示した測距装置では電流をコンパレータで比較する点で
ある。

【００３５】すなわち、電圧比較用のブロックである定
常光検知回路２５を削除し、電流比較用のブロックであ
る定常光検知回路３０を追加している。その他の図２と
同一符号が付された部分は図２の同一符号部分に相当す
る部分である。

【００３６】追加されている定常光検知回路３０につい
て説明する。定常光検知回路３０において、追加されて
いる増幅用ＮＰＮトランジスタ３２のエミッタはトラン
ジスタ１０のエミッタに接続され、トランジスタ３２の
ベースはトランジスタ１０のベースに接続されている。
ＰＮＰトランジスタ３３及び３４のエミッタは共に電圧
Ｖcc2を出力する電源に接続され、トランジスタ３３と
３４のベースは互いに接続され、トランジスタ３３のベ
ースとコレクタが接続されてトランジスタ３３，３４は
カレントミラー回路を形成している。そして、トランジ
スタ３３のコレクタはトランジスタ３２のコレクタに接
続され、トランジスタ３４のコレクタはコンパレータ３
１の第１の入力に接続されている。そのため、コンパレ
ータ３１の第１の入力には、トランジスタ３２に流れる
のと同じ値の電流がトランジスタ３４を通じて供給され
る。

【００３７】また、定常光検知回路３０において、ＰＮ
Ｐトランジスタ３７及び３８のエミッタは共に電圧Ｖcc
2を出力する電源に接続され、トランジスタ３７と３８
のベースは互いに接続され、トランジスタ３７のベース
とコレクタが接続されてトランジスタ３７，３８はカレ
ントミラー回路を形成している。トランジスタ３６のコ
レクタはトランジスタ３７のコレクタに接続され、トラ
ンジスタ３６のエミッタはトランジスタ３２のエミッタ
と接続されている。このトランジスタ３６のベースと電
圧Ｖcc2を供給する電源との間には、基準用定電流源３
０が接続され、トランジスタ３６のベースには基準電流
が供給されている。カレントミラー回路の出力であるＰ
ＮＰトランジスタ３８のコレクタはコンパレータ３１の
第２の入力に接続されている。そして、トランジスタ３
６のコレクタとエミッタとの間に流れるのと同じ値の電
流が、トランジスタ３８のコレクタとエミッタとの間に
流れる。

【００３８】コンパレータ３１は、第１と第２の入力と
にそれぞれ入力される電流の大小を比較して比較結果を
出力する。トランジスタ３２と３６における電流増幅率
が同じに設定されていれば、コンパレータ３１は、トラ
ンジスタ３２のベースに入力される電流と、トランジス
タ３６のベースに入力される電流との比較を行っている
ことになる。

【００３９】図３に示した回路図の動作について説明す
る。定常光成分光電流除去回路７ａが引く抜く電流の調
整は、図２に示した測距装置と同じシーケンスで行われ
るので、ここでは図３に示した定常光検知回路３０にお
ける判定動作について説明する。ＮＰＮトランジスタ１
０とＮＰＮトランジスタ３２とのエミッタ面積比により
ＮＰＮトランジスタ３２のベースに流れる定常光成分光
電流の比率が決定する。例えば、ＮＰＮトランジスタ１
０とＮＰＮトランジスタ３２の面積比が９：１であり、
ＮＰＮトランジスタ３２と３６、ＰＮＰトランジスタ３
３と３７、ＰＮＰトランジスタ３４と３８のトランジス
タサイズが同じであれば、定電流源３５を検知したい定
常光成分光電流の１／１０に設定する必要がある。

【００４０】図３に示した定常光検知回路３０におい
て、トランジスタ３２と３６とが、トランジスタ３３と
３７とが、そしてトランジスタ３４と３８とが同一基板
上に同じサイズで同じ工程を経て形成することで、それ
ぞれ対になっているトランジスタ同士に同一の特性を持
たせ易いが、同じ特性を得られるのであれば、同一基板
上になくてもよく、また全く同じ形状をしていなくても
よく、製造工程として同じ工程を経ていなくてもよい。
ここで、定常光成分光電流の一部を増幅する増幅回路４
０と定電流源３５によって供給される基準電流を増幅す
る増幅回路４１とが同じ構成であり、それぞれ対応する
部分が同じ特性を持ったトランジスタで構成されている
ため、例えば温度等の環境変化が生じても増幅回路４
０，４１の増幅度は互いに等しく変化するため、環境変
化等により生じる誤差を抑制でき、精度の高い定常光検
知が可能となる。

【００４１】そして電流Ｉ１がＩ２より多いとき、コン
パレータ３１の出力は反転し制御回路２４に記憶され
る。この後の動作については上記実施の形態１と同じで
あるため説明は省略する。

【００４２】このような構成にすると信号光成分光電流
の一部もＮＰＮトランジスタ３１のベースに流れてしま
い、測距時に演算回路に出力する電圧の振幅が小さくな
り、測距精度を劣化させてしまうが、これはＮＰＮトラ
ンジスタ１０とＮＰＮトランジスタ３２の面積比率を大
きくすることでその劣化を抑制することができる。

【００４３】なお、上記実施の形態１及び実施の形態２
における測距装置では、定電流源２１，２２の２つで電
流を引き抜いたが、トランジスタ１０に流れる電流の判
定を高精度で行うことができるため、定電流源の数を増
やしても良く、定電流源の数を増やすことによって定常
光成分光電流除去回路７ａに流れる電流を抑制でき、雑
音電圧を防止するのに有利になる。

【００４４】以上のように、精度の高い定常光検知回路
２５または３０を設けることにより、各測定毎に、定常
光成分光電流を越えずより定常光成分光電流に近い値の
電流を電流引き抜き回路２０を使って引き抜くことが可
能になる。常に、定常光成分光電流の値に近い電流を引
き抜くことによって、定常光成分光電流除去回路７ａが
引き抜く電流の値を小さく抑えることができる。そのた
め、定常光成分光電流除去回路７ａの雑音電圧防止用抵
抗９ｃの抵抗値を大きく設定することができ、雑音電圧
による影響を削減することが可能となり測距装置の測距
精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の測距装置の光学系を示す模式図で
ある。

【図２】 この発明の測距装置の実施の形態１の構成を
示す回路図である。

【図３】 この発明の測距装置の実施の形態２の構成を
示す回路図である。

【図４】 従来の測距装置の第１の態様を示す回路図で
ある。

【図５】 従来の測距装置の第２の態様を示す回路図で
ある。

【図６】 従来の測距装置の第３の態様を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

１ 赤外発光ダイオード、４ 位置検出素子、７，７ａ
定常光成分光電流除去回路、２５，３０ 定常光検知
回路、１９，２４ 制御回路、２０ 電流引き抜き回
路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体に向けて信号光を投光する投光手
   段と、 前記被写体からの反射光を受光し、光電流に変換し出力
   する受光手段と、 前記受光手段から出力された光電流を電圧に変換する電
   流電圧変換回路と、 前記電流電圧変換回路と並列に接続されて前記電流電圧
   変換回路と同じ構成を持ち基準電流を電圧に変換する変
   換部、及び前記電流電圧変換回路の出力電圧と前記変換
   部の出力電圧とを比較するコンパレータを有し、前記コ
   ンパレータの比較結果によって定常光成分の光電流が所
   定値以上であるか否かを検知する検知回路と、 前記検知回路の検知結果に応じて制御信号を出力する制
   御回路と、 前記制御回路が出力する前記制御信号に応じて所定の値
   だけ前記定常光成分の光電流の一部を引き抜く電流引き
   抜き回路と、 前記電流引き抜き回路と協働して前記受光手段からの光
   電流のうちより定常光成分の光電流を除去する定常光成
   分光電流除去回路とを備える、測距装置。
2. 【請求項２】 前記電流電圧変換回路は、 第１の電流電極、第２の電流電極、及び前記受光手段か
   ら出力された光電流を受ける制御電極を有する第１のト
   ランジスタと、 前記第１のトランジスタの前記制御電極に接続された第
   １の入力、第１の電圧が与えられる第２の入力、及び前
   記第１のトランジスタの前記第２の電流電極に接続され
   た出力とを有し、前記第１の入力を第２の入力と同電位
   にする演算増幅器と、 前記第１のトランジスタの前記第１の電流電極に接続さ
   れた第１の電極、及び第２の電圧が与えられる第２の電
   極を有する第１のダイオードと、 前記第１のダイオードの前記第１の電極の電圧をバッフ
   ァして前記コンパレータに前記電流電圧変換回路の出力
   電圧を出力するバッファアンプとを備え、 前記変換部は、 前記コンパレータに前記変換部の出力電圧を出力する第
   １の電極、及び前記第２の電圧が与えられる第２の電極
   を有する第２のダイオードと、 前記第２のダイオードの前記第１の電極に接続された第
   １の電流電極、前記演算増幅器の出力に接続された第２
   の電流電極、及び制御電極を有する第２のトランジスタ
   と、 前記第２の電圧が与えられる一方端、及び前記第２のト
   ランジスタの制御電極に接続された他方端とを有し、前
   記他方端から基準電流を出力する定電流源とを備え、 環境の変化に係わらず、前記第１と第２のトランジスタ
   が互いに同じトランジスタ特性を持ち、前記第１と第２
   のダイオードが互いに同じダイオード特性を持つことを
   特徴とする、請求項１記載の測距装置。
3. 【請求項３】 被写体に向けて信号光を投光する投光手
   段と、 前記被写体からの反射光を受光し、光電流に変換し出力
   する受光手段と、 前記受光手段から出力された光電流を電圧に変換する電
   流電圧変換回路と、 前記電流電圧変換回路に接続され前記電流電圧変換回路
   に流れる電流に応じた電流を出力する第１の電流増幅
   部、前記第１の電流増幅手段と同じ構成を持ち基準電流
   を増幅して出力する第２の電流増幅部、及び前記第１及
   び第２の電流増幅手段の出力電流を比較するコンパレー
   タを有し、前記コンパレータの比較結果によって定常光
   成分の光電流が所定値以上であるか否かを検知する検知
   回路と、 前記検知回路の検知結果に応じて制御信号を出力する制
   御回路と、 前記制御回路が出力する前記制御信号に応じて所定の値
   だけ前記定常光成分の光電流の一部を引き抜く電流引き
   抜き回路と、 前記電流引き抜き回路と協働して前記受光手段からの光
   電流のうちより定常光成分の光電流を除去する定常光成
   分光電流除去回路とを備える、測距装置。
4. 【請求項４】 前記電流電圧変換回路は、 第１の電流電極、第２の電流電極、及び前記受光手段か
   ら出力された光電流を受ける制御電極を有する第１のト
   ランジスタと、 前記第１のトランジスタの前記制御電極に接続された第
   １の入力、第１の電圧が与えられる第２の入力、及び前
   記第１のトランジスタの前記第２の電流電極に接続され
   た出力とを有し、前記第１の入力を第２の入力と同電位
   にする演算増幅器と、 前記第１のトランジスタの前記第１の電流電極に接続さ
   れた第１の電極、及び第２の電圧が与えられる第２の電
   極を有する第１のダイオードとを備え、 前記第１の電流増幅部は、 第１の電流電極、前記第１のトランジスタの制御電極に
   接続された制御電極、及び前記演算増幅器の前記出力に
   接続された第２の電流電極を有する第２のトランジスタ
   と、 前記第２のトランジスタの前記第１の電流電極に接続さ
   れた第１の電流電極、前記第２の電圧が与えられる第２
   の電流電極、及び前記第２のトランジスタの前記第１の
   電流電極に接続された制御電極を有する第３のトランジ
   スタと、 前記コンパレータに前記第１の電流増幅手段の前記出力
   電流を出力する第１の電流電極、前記第３のトランジス
   タの制御電極に接続された制御電極、及び前記第２の電
   圧が与えられる第２の電流電極を有する第４のトランジ
   スタとを備え、 前記第２の電流増幅部は、 前記第２の電圧が与えられる一方端、及び基準電流を出
   力する他方端を有する定電流源と、 第１の電流電極、前記演算増幅器の前記出力に接続され
   た第２の電流電極、及び前記定電流源の前記他方端に接
   続された制御電極を有する第５のトランジスタと、 前記第５のトランジスタの前記第１の電流電極に接続さ
   れた第１の電流電極、前記第５のトランジスタの前記第
   １の電流電極に接続された制御電極、及び前記第２の電
   圧が与えられる第２の電流電極を有する第６のトランジ
   スタと、 前記第２の電流増幅手段の前記出力電流を出力する第１
   の電流電極、前記第２の電圧が与えられる第２の電流電
   極、及び前記第６のトランジスタの制御電極に接続され
   た制御電極を有する第７のトランジスタとを備え、 前記第２と第５のトランジスタが、前記第３と第６のト
   ランジスタが、そして前記第４と第７のトランジスタ
   が、環境の変化に係わらず互いに同じトランジスタ特性
   を持つことを特徴とする、請求項３記載の測距装置。