JPS6064283A - 投光式測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発光素子が被写体に投光し、その発光素子か
らの光が被写体に反則し、その反則光を受光素子が受り
、その受光素子の出力信号に応じて被写体の位置を検出
器る投光式測距装置に関する。

従来の投光式測距装置内には位同検出用の受光素子が設
りられ、この受光素子として【ま、−次元の連続的な位
置分解能を右づる半導体装置検出器（Ｐｏ５ｉｔｉｏｎ
　５ｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ　）が使用
されている。そして、被写体までの距離を１１するには
、その半導体装置検出器から２つの受光信号を出力し、
これら２つの受光信号をそれぞれ増幅器で増幅した後に
、除算等の＠篩を実行することにＪ、って、被写体まで
のＷ１！離に対応した距１１１仏号を出力づる。そして
、その被写体までの距離が、近点。

中白、；仝点の各領域のいずれに属づるかを測ｊ’１１
する場合、その距離信号に応じて、各領域のいずれに属
するかを判定している。

しかし、上記従来装置においては請求めた被写体の位置
が不正確になる場合があるという問題がある。

づなわち、被写体が近点に存在する揚台、まｌこは被写
体の反則率が高い場合には、受光素ｒの出力信号レベル
が大きくなり、通１：１の増輻嵩にＪ３いては、その増
幅器が飽和１るので、正確な増幅が行なわれない。この
ために、被写体の位置検出が不正確になるという問題が
生じる。

また、被写体が遠点に存右する揚台、またｔ！被写体の
反射率が低い揚台には、ノイズ等の影響によって、正確
へ増幅が１１なわれないので、上記と同様に被写体の位
ｉ青検出が不正確になるという問題が生じる。

本発明は、」二足従来の問題点に着目してなされたもの
で、被η体の位置を正確に表示することがこの目的を達
成づる。ために、本発明は、発光素子の光量を変化でき
るＪ：うにし、受光素子の出力レベルが所定値に達しｌ
ことぎ−に、その受光素子の出力レベルを利用Ｊるよう
にしたものである。

以下、添附図ｉｒｎに示づ実施例に基づいて本発明を詳
述する。第１図は本発明に使用り゛る投光器におりる可
変出力発生回路の一例を示１回路図である。発光素子４
は、イこで光生り−る光が可視光でないことｃＨよび、
後述の半導体装置検出器６の波長と感度どの点から、赤
外光を発光するｂのが望ましい。

パルス発生回路１は、ざｔ振器２からのり］−」ツクパ
ルスＣＰをカラン１〜して、複数、／、−とえ（、ｒ４
つの出力信号ψ１．φ２．φ３．φ４を−・１７．１１
１１Ｊ分づつ遅れて出力させるものである。この状態を
、第２図に示しである。り゛なわち、第２図の上部には
、発振器２のクロックパルスＣＰと、後述のラップ回路
２０をリセットづるリセット信号φ０と、出ツノ信号φ
１．φ２．φ３．φ４とを示しくあり、第２図の下部に
は、波形Ｐを示しである。

この波形１〕は、発光素子４を流れる電流の大きさを示
したものである。発振器２のタロツクパルスＣＰと同期
してリセット信号φ０が発生しＡ：　（Ｕ、そのり［１
ツクパルスＣＰの一周１１１１分づつ背れて、各出力信
号φ１．φ２．φ３．φ４が出力される。

したがって、波形Ｐは、各出力信号ψ１．φ２゜φ３．
φ４を出力しＩＣときにおいて、そのときの発光素子４
を流れる電流の大きさを示＝Ｊｂのである。つまり、出
力４：３号ψ１からψ２．ψ３となるに従って、発光素
子４を流れる電流が大きくなり、発光素子４の発光量が
次第に増加する。

スイッチング川Ｎ　ｌ）　Ｎ形１−ランシスター「ｒｌ
。

−Ｔ　ｒ２．Ｔｒ３，１’ｒ４は、−ぞれぞれ電流制限
抵抗Ｒ１，［で２，１で３．Ｒ４と直列に接続され、こ
れらの直列回路は発光素子４とアースどの間に接続され
ている。また、出力信号φ１．φ２．φ３゜φ４は、そ
れぞれ１〜ランジスタｌ’ｒ１．Ｔｒ２゜１−ｒ３．Ｔ
ｒ４のベースの供給されている。なＪ５、前記電流制限
抵抗は、Ｒ’１．１１．　［く３．Ｒ４の順でその抵抗
１ｉｆｌが小さくなっている。発光素子４は電源３に接
続されてＪ３す、符弓５はリセツ１〜信号発生回路であ
る。゛ 第３３図は、水元１ｉ１Ｊ　ｌこ（１３りる測距回路の
一例を示づ図である。被写体からの反ｑ１光を○む外光
は、集光レンズＬを介して半導体位１Ｎ検出器Ｑに送ら
れ、この半導体装置検出器６によつＣ光雷流１ａ。

Ｉｂに変換され、電流−電圧変換：咎８ａ’、３ｂにＪ
：って電圧に変換され、その後バイパスフィルタ９ａ、
９ｂ、反転増幅器１０ａ、１０ｂに送らｆ′Ｌる。

第４藺は、電流−電圧変換器８ａ、８【）の具体的な回
路を示したものである。第５図は、バイパスフィルタ９
ａ、９ｂの具体的な回路であり、演算増幅器、抵抗およ
びコンデンサで構成されτいる。第６図は、反転増幅器
１０ａ、１０ｂの具体的な回路を示づ図であり、演亦増
幅器と抵抗とｈ＼ら構成されている。

第３図の回路図の説明に戻ると、増幅器１０ａは比較検
出回路Ｃ０Ｍ１の非反転入力端子に接続され、その反転
入力端子には所定の基準レベルを設定した基１％％電圧
′１ｒＡ１１が接続されている。

また、増幅器１０ａの出力電圧Ｖａは泊列抵抗Ｒ５，Ｒ
６，Ｒ７にＪ：つて分割されている。

ここで、距離信号とは、半導体装置検出器（３の出力型
？７ＩＩａ、ｌｂの比（ｌａ／ｌｂ）である。

そして、被写体の位置が近点に近い程、その距離信号は
大きくなり、遠点に近い程、その距離信号は小さくなる
。一方、増幅器１０ｂの出力電圧Ｖｂが一定の場合、距
離イム号（ｌａ／Ｉｂ）は、電圧Ｖａに比例りる。した
がって、被写体が存在する領域がどこであるかを判断す
るためには、電圧ｖａ２複数に分圧し、この分圧した各
電圧と、″市ＩＣＥ　Ｖ　ｂどを比較１ればよい。この
にうにして、電圧Ｖａを、抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７によっ
て分圧している。抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７の値は、それら
による分圧電圧が被′ｑ体の近点、中点、遠点に対応り
゛るように定められ“Ｃいる。

まｌこ、抵抗１犬１）どＲ６どの接続熱電圧が増幅器１
０　ｂの出力電圧Ｖ　ｂより−ｂ高＜　’ｒＫつたどき
に、比較器Ｃ０Ｍ２が出力りるＪ、うに接続され、抵抗
１＜６と１＜７との接続貞電Ｊ−ｉが増幅器１０ｂの出
力電圧ｖｂよりら八くなっＩこときに、比較器Ｃ０Ｍ３
が出力するように接続されている。

ラッチ回路２０は、比較器Ｃ０Ｍ２．、Ｃ０Ｍ３の出力
信号をラッチづるｂのであり、Ｒ−Ｓフリップフロップ
１２どＤフリップフロップ１３．１４とによって構成さ
れている。１ζ−Ｓフリップフロップ１２のセット入力
端子は比較器Ｃ０Ｍ１の出力端子と接続され、Ｄフリッ
プフロップ１３゜１４のデータ入力端子には、それぞれ
比較器Ｃ０Ｍ２．’Ｃ０Ｍ３の出力端子が接続されてい
る。Ｄフリップフロップ１３．１４のり［Ｉツク入力端
子は、Ｒ−Ｓフリップフロップ１２の非反転出力信号Ｑ
１を受けるように接続されている。フリップフロップ１
２，１３．１４のリセツ１−入力端イはり［ツ］〜信号
発生回路５と接続されている。

測距表示回路１５の具体例を第７図に示してあり、被写
体が遠点、中白、近点に存在りる場合に、それぞれ発光
ダイオードしＥＤｌ、Ｌｌ：Ｌ）２．ＬＥＤ３が点灯づ
るようになっている。りなわち、比較器Ｃ０Ｍ２．Ｃ０
Ｍ３の非反転出力（Δ号Ｑ２゜Ｃ３を受けるＮ　ＯＲ回
路１６と電流制限抵抗１＜８と発光ダイオードしＥ［）
１とが直列に接続され、出力信号Ｑ２をインバータ１７
で反転しＩＣ信号と出力信号Ｑ３とを受けるＮ　ＯＲ回
路１８と電流制限抵抗Ｒ９と発光ダイオードＬＥＤ２と
が直列に接続され、出力信号Ｑ２．Ｑ３を受１プるΔＮ
Ｄ回路１９と電流制限抵抗ＲＩＯと発光ダイオードしＥ
１〕１とが直列に接続されている。

次に、上記実施例の動作について説明する。

まず、発光索子４からの光が被写体に投光されるように
配置りる。ぞして、第１図に示したＩＪ変出出ツノ発生
回路パルス発生回路１にＪ３いて、その出力信号φ１．
φ２．φ３．φ４を順次発生ターることによって、トラ
ンジスタＴｒ１．Ｔｒ２．１−ｒ３．Ｔｒ４を順次導通
さゼ、発光素子４が発光する光量を順次増加させる。

一方、その被写体で反（ト）した光は、他の一般の外光
とともに、第３図に示す集光レンズしによって半導体装
置検出器６にＪ３いて結像する。この半導体装置検出器
６の」ξ通端子に、バイアス電圧供給回路７から所定・
のバイアス電圧が印加されている。

また、半導体１ｉＬ　ｖｓ検出器６で発生ずる光電流Ｉ
ａ、ｌｂは、それぞれ電流−電圧変換器８ａ、８ｂによ
っ−Ｃ電圧に変換された後に、バイパスフィルタ９ａ、
９ｂによっ−Ｃ１外光に即応する電圧の直流成分、およ
び蛍光灯から光生りる光に対応する電圧の低周波成分が
除去され、その残った電圧が増幅器１０ａ、１０ｂにに
って増幅されて電Ｊ、ＩＶａ、Ｖｂとして抽出される。

ここで、被写体が近点の領域に存在していたとする。こ
の場合、被写体の位置が近いので、同じ光量を投光して
も、その反射光が強いので、第２図に示すＰ波形の第１
パルスが発生したどぎに、電圧ｖａが基準電圧源１１に
よる基準電圧よりし高くなり、これと同時に、２つの分
Ｊ］電Ｌ［がどもに、電圧ｖｂよりも大きくなる。この
ために、比較検出回路Ｃ０Ｍ２．Ｃ０Ｍ３の出ツノがと
もに１１１になり、Ｄフリップ７０ツブ１３．１／Ｉに
ラッチされる。このラッチされた出力信号Ｑ２．Ｑ３は
ともにｌ−１ｉとなり、ＡＮＤ回路１９を介しＣ１発光
ダイオードＬＥＤ３を発光さゼ、近Ｊｊ１領域の表示を
行なう。この場合、出力信号Ｑ２．Ｑ３がどもに１ｌｉ
ｒあルノテ、Ｎ　ＯＲ回路１６．１８の出力信号がＬＯ
となり、発光ダイオード１　日）　１　。

ＬＥＤ２は発光しない。

被写体が中点の領域に存在している場合には、被写体か
らの反射光が上記近点の場合よりも小さいので、第２図
に示り１−）波形の第２パルスまたは第３パルスが発生
したどきに、初めて、電圧ｖａが基準電圧１１１による
基準電Ｌ「よりも高くなり、このときに、抵抗Ｒ５，Ｒ
６の分圧電圧だりが、電圧ｖｂよりも人さくなる。この
ために、比較検出回路Ｃ０Ｍ２の出力だ）Ｊが１−１１
になり、Ｄフリップフ［］ツブ１３にラッチされる。こ
のラッチされた出力信号Ｑ２はｌ−１ｉとなり、Ｎ　Ｏ
Ｒ回路１８を介しで、発光ダイオードＬ　Ｅ　ｌ）　２
を発光させ、中点領域の表示を行なう。この場合、出ツ
ノ信号Ｑ２だりが発生しているので、Ｎ　ＯＲｕ回路６
．ＡＮＤ回路１つの出力信号が１−０であるので、発光
ダイオード［１三０１．１−１三ｌ）３は発光しない。

一方、被写体が遠点の領域にあると゛す゛る。この場合
、半導体装置検出器６の出力電流が比較的小さい。した
がって、第２図に示す１〕波形の第３パルスまたは第４
パルスが発生したときに、電圧■ａが基準電圧源１１に
よる基準電圧Ｊ：りも高くなり、また２つの分圧電几が
としに、雷［［’Ｖｂよりも小さい。このために、比較
検出回路Ｃ０Ｍ２゜Ｃ０Ｍ３の出力がどもにｌ−ｏにな
り、出力信号Ｑ２、Ｑ３はともにｌ　ｏになり、Ｎ　Ｏ
Ｒ回路゛１６を介して、発光ダイオードＬＥＤ１を発光
させ、遠点領域の表示を行なう。この場合、出カイに号
Ｑ２゜Ｑ３がともにｌｏであるので、Ｎ　ＯＲ回路１８
゜ＡＮＤ回路１９の出力信号がｌ　ｏであるので、発光
ダイオードＬＥｏ２．ＬＥＤ３はどもに発光しない。

また、被写体が遠ずぎて、発光素子４ににる反射光が戻
らない程無限遠に存在する場合、比較器Ｃ０Ｍ１がレッ
ｌ〜されないので、Ｄフリップフロップ１３．１４のク
ロック端子に入力が無く、そのＤフリップフロップ１３
．１４はりセラ１−されたままであり、出力信号Ｑ２．
Ｑ３がどもにｌ。

である。これは、上記した被写体が遠点に存在づる場合
に同じであり、発光ダイオードＬ［Ｄｌのみが点対し、
遠点領域の表示が行なわれる。

上記実施例においては、スイッチ素子とし″ＣＮＰＮ形
トランジスタＴｒ１．１−ｒ２．−１ｒ３．−１−ｒ４
を使用したが、これらの代りに、ＦＥＴ等の曲の半）９
体スイッヂを使用してもＪ：い。また、被写体までの距
ｌ１１１１を近点、中点、遠点の３つに分りる分解能に
したが、増幅器１０ａの出力電圧を分圧する抵抗および
比＋ｆＩ器を更に増加することにＪ：って、Ｊζり高い
測距分解能を実現づるようにしてしよい。

半導体装置検出器６の代りに、発光素子４からの光が被
写体に反則し！ζ反ｑ１光を受【ノる受光素子を設【ノ
てあればＪ、く、また、基準電圧源１１と比較検出回路
ＣＯＭ　１の代りに、受光素子の出力レベルが基準レベ
ルであることを検出するレベル検出回路を設置ノであれ
ばＪ：い。ざらに、ラッチ回路としては、上記レベル検
出回路の出力に応じて、被写体までの距離に対応した距
離信号をラッチするしのであれば、他の回路を使用して
もよい。

上記のように、本発明は、被写体の位置を正確に表示Ｊ
ることができるという効果を有Ｊる。Ｊなわら、被写体
が近点ｔこ存在づる揚台、まＩζは被写体の反ｑ」率が
高い場合には、発光素子の発光量を自動的に少なくする
ので、受光素子の出力信号レベルが必要以上に大きくな
ることがなく、増幅器が飽和することはないために、リ
ニアな増幅が行なわれることになる。一方、被写体が遠
点に存在する場合、または被写体の反則率が低い揚台に
は、発光素子の発光量が自動的に多く４ｒるので、従来
生じていたノイズの影響が無くなるという効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する可変出力発生回路の一例を示
Ｊ図、第２図はパルス発生回路のタイムチ１１−１−を
示す図、第３図は本発明に使用づる測距回路の一例を示
り回路図、第４図は電流−電圧変換回路の一例を示す図
、第５図はバイパスフィルタの一例を示す図、第６図は
反転増幅回路の一例を示す図、第７図は測距表示回路の
一例を示１図である。 １・・・パルス発生回路、２・・・発振器、４・・・発
光素子、６・・・半導体装置検出器、Ｂａ、Ｂｂ・・パ
市流−電圧変換器、９ａ、９ｂ・・・バイパスフィルタ
、１０ａ、１０ｂ・・・反転増幅回路、１５・・・測距
表示回路、Ｌ・・・来光レンズ。 特許出願人　旭光学工業株式会社 代理人か埋土　三　浦　用　人 第４図 〆１５ Ｌ　Ｊ 手ｆｒ、完ネ市−４−ＥフＪ（方式） ％式％ ２、発明の名称 投光式測距装置 ３、補正をする者 ４、代理人〒１０２ ５、補正命令の「１伺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被写体に投光する発光素子と、この発光素子からの光が
   被写体に反則した反則光を受りる受光素子どを有し、そ
   の受光素子の出力信号に応じて前記被写体の位置を検出
   りる投光式１１１１１距装置において、前記発光水子の
   出力レベルを順次変化させる可変出力発生回路と、前記
   受光素子の出力レベルが基準レベルであることを検出Ｊ
   るレベル検出回路と、このレベル検出回路の出力に応じ
   て、被写体までの距離に対応した距前信号をラッチＪる
   ラップ−回路どを右Ｊることを特徴とりる投光式測距装
   置。