JP2674468B2 - 距離検出装置 - Google Patents
距離検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカメラ等における、対象
物までの距離を検出するために用いられる半導体位置検
出素子（ＰＳＤと略称する）に関する。 【０００２】 【従来技術】従来よりＰＳＤを用いた距離検出装置は種
々提案されているが、その基本的構成は図８、図９、図
１０に示すようになっている。 【０００３】すなわち、図８、図９において、１は赤外
光を投射する発光体、２は投光用レンズ、３は被写体、
４は受光用レンズ、５はＰＳＤである。発光体１は適宜
の回路系によりパルス光を投射するようになっている。
このパルス光は投光用レンズ２で集光されて被写体３に
照射され、その反射光が受光レンズ４によってＰＳＤ５
上に結像される。 【０００４】その結像位置は受光レンズ４の光軸ｙ2 か
らの距離をｘとすると、被写体までの距離ｅ、基線長
ｓ、受光レンズとＰＳＤとの間隔ｆによって表され、 ｘ＝ｓ・ｆ／ｅ となる。 【０００５】ＰＳＤ５は周知の如く入射光の位置から両
端の信号電極ｄ1 、ｄ2 までの距離の比の逆で光電流を
分流し、信号電極ｄ1 、ｄ2 から信号電流Ｉ1 、Ｉ2 を
出力するもので、ＰＳＤ５の中心と受光レンズ４の光軸
ｙ2 とを合わせた場合、上記距離ｘの入射光位置におけ
る信号電流Ｉ1 、Ｉ2 の比は、ＰＳＤ５の全長をｔとす
ると、 Ｉ1 ：Ｉ2 ＝ｔ／２＋ｘ：ｔ／２−ｘ となる。 【０００６】従って、総電流すなわち、両信号電流の和
で正規化された両信号の差出力Ｖは下記のようになる。 Ｖ＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ） ＝２Ｘ／ｔ ＝（２／ｔ）・（ｓ・ｆ）／ｅ 【０００７】すなわち、ＰＳＤ５の全長ｔに対する入射
光位置ｘに比例し、被写体距離ｅに反比例する。このた
め、上記出力Ｖを求めることによって被写体の距離を検
出できる。この入射光位置ｘと出力Ｖとの関係を示すと
図１０の如くである。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は、反射光が非常に微小で回路ノイズ等によって測距デ
ータにある幅が生じることから、距離ｅに対する出力信
号Ｖの変化を大きくとる傾向にある。ここで、ＰＳＤの
全長に対する反射光の移動量を変えて距離ｅに対する出
力信号Ｖの変化量を異ならせた場合の例を図１１に示
す。回路ノイズ等によって生ずる出力信号Ｖのバラツキ
Ａは同一の距離１／ｅ1 では同じであるが、これを距離
ｅのバラツキＢに換算すると、移動量ｘを大きくして、
距離ｅに対する出力信号Ｖの変化量を大きくとった場合
ＬＡの方が、上記移動量を小さくした場合Ｓよりも、距
離の誤差Ｂが小さく精度が良いことがわかる。しかしな
がら、移動量を大きくすると反射光がＰＳＤからはずれ
る被写体距離、すなわち最至近の検出可能距離が遠くな
ってしまうという欠点があった。逆に、最至近距離を近
くにまで設定しようとすると上記移動量を小さくしなけ
ればならず、上述した如く測距精度が悪くなるという欠
点があった。 【０００９】一方、上記欠点を解消するために、２個の
投光用発光体を、基線長を異ならせて配設し、これを被
写体距離に応じて選択させる方法も考えられているが、
この場合は、その分コスト高になり、スペースも大きく
なるという欠点がある。このように、従来の一対の信号
電極しか有さないＰＳＤを用いて被写体までの距離を検
出しようとすると、測距精度に限界があった。 【００１０】本発明は、上記不具合に鑑み成されたもの
であって、測距精度を悪化させることなく、対象物まで
の距離を検出可能な測距用半導体位置検出素子を提供す
るものである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】 本発明は、発光手段
と、この発光手段の照射光を集光し、対象物に向けて光
束を投光するためのレンズと、この投光用レンズに対し
て基線長だけ離して配置され、上記対象物からの上記光
束の反射光を集光するための受光用レンズと、この受光
用レンズによって集光された上記反射光を受光し、上記
反射光の受光位置を検出するための少なくとも３個以上
の出力取出し用の複数の電極を有する光位置検出素子
と、上記複数の電極の内から１対の電極を選択する選択
手段と、この選択手段によって選択された上記１対の電
極からの出力の比に基いて、上記被写体の距離を決定す
る距離検出手段とを具備した距離検出装置において、 上
記光位置検出素子は、長手方向の両端部に１対の信号電
極が設けられると共に、配設される位置に応じて距離検
出領域および検出分解能を画定する中間電極を上記１対
の信号電極の間の受光領域に少なくとも１つ設けたこと
を特徴とする。 【００１２】 【実施例】図１、図２は本発明の測距用半導体位置検出
素子を用いた一実施例を示す図である。なお、図中、図
８、図９として示した従来技術と同じ物については同符
号を付し、詳細は省略する。 【００１３】図１、図２において、ＰＳＤ５０には両端
に設けられた信号電極ｄ1 、ｄ2 の他に更にその間に中
間電極ｄ3 が設けられている。図１に示すように、受光
レンズ４の光軸ｙ3 を前記ＰＳＤ５０の信号電極ｄ2 と
中間電極ｄ3 との間の中央に設定し、ｄ1 をオープン状
態とすると、Ｉ1 はゼロとなり、光電流は電極ｄ2 及び
ｄ3 に分流される。このとき出力Ｖを Ｖ23＝（Ｉ3 −Ｉ2 ）／（Ｉ3 ＋Ｉ2 ） とすると、図３のＨに示すように入射光位置ｘがｔ1 ／
２までは出力Ｖは位置ｘに比例し、ｔ1 ／２以上では１
となる。これはｔ1 ／２以上では光電流は全て中間電極
から出力されるからである。 【００１４】次に中間電極をオープンにして信号電極ｄ
2 及びｄ1 から出力される信号電流をもとに出力Ｖ、す
なわち Ｖ12＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ） を求めると、同図のＫのようになる。ここで点線は入射
光による光電流が距離に関係なく安定して存在する場合
であるが、このとき入射光の位置が電極ｄ1 及びｄ2 の
中央すなわちｘ1 ときに出力ＶはＩ1 ＝Ｉ2 となるので
ゼロとなり、Ｘ1以上ではＩ1 ＞Ｉ2 となり正の値を示
し、ｘ1 以下では負の値を示す。しかし、実際には光電
流は距離によって変化し、特に遠距離では小さくなっ
て、無限遠ではゼロとなってしまう。従って、入射光の
位置がゼロに近い付近では出力Ｖはゼロとなり、実線の
ような形となる。 【００１５】従って、被写体距離に応じて、使用する電
極の組合せを変えることによって遠距離方向での測距精
度を悪化させることなく、測距範囲の至近を近づけるこ
とが可能となる。 【００１６】図４は、上記ＰＳＤ５０を用いた距離検出
回路の一実施例である。図中、ＰＳＤ５０の共通電極ｄ
0 は第１及び第２のＯＰアンプ７、８の非反転入力端子
に接がれるとともに基準電圧Ｖｒｅｆに接がれている。
また、中間電極ｄ3 はアナログスイッチ２０を介してＯ
Ｐアンプ７の反転入力端子に接がれている。さらに信号
電極ｄ1 はアナログスイッチ２１を介してＯＰアンプ７
の反転入力端子に接がれ、信号電極ｄ2 はＯＰアンプ８
の反転入力端子に接がれている。さらにこのＯＰアンプ
７、８は各々抵抗９、１０により負帰還がかけられ、電
流・電圧変換回路を形成している。 【００１７】フィルター１１、１２は各々ＯＰアンプ
７、８の出力端に接がれ、背景光等により定常的に発生
している光電流から前記発光体１の投光により発生する
光電流の変化分を検出するようになっている。差信号発
生回路１３はフィルタ１１とフィルタ１２とに接続さ
れ、これら両者の出力の差を出力するようになってい
る。和信号発生回路１４はフィルタ１１とフィルタ１２
とに接続されこれら両者の出力の和を出力するようにな
っている。距離信号出力回路１５は上記和信号発生回路
１４と差信号発生回路１３とに接続され、上記差出力と
和出力との比、すなわち距離に対応した信号を出力する
ようになっている。 【００１８】比較回路１６は前記距離信号出力回路１５
の出力と比較電圧Ｖ2 とを入力され両入力の大小関係を
判別して出力する。この比較電圧Ｖ2 は検出精度、至近
撮影距離等の要素を適宜考慮して定められる一定電圧で
ある。トランジスタ１８は前記発光体１に接続されてお
り、制御回路２３からの出力により、レリーズ釦の押下
時等にパルス状にｏｎするようになっている。アナログ
スイッチ２０は前記中間電極ｄ3 とＯＰアンプ７の反転
入力端との間に介挿され、インバータ２２を介して制御
回路２３に接続されている。アナログスイッチ２１は前
記信号電極ｄ1とＯＰアンプ７の反転入力端子との間に
介挿され、制御回路２３に接続されている。上記各アナ
ログスイッチ２０、２１はＨレベルの信号を受けたとき
ｏｎするようになっている。 【００１９】次に上記実施例の動作を説明する。初期状
態で、制御回路２３の制御端子２４からはＬレベルの信
号が出力されている。このときアナログスイッチ２１は
ｏｆｆとなり、アナログスイッチ２０がｏｎ状態とな
る。従って、電流−電圧変換回路を形成するＯＰアンプ
７の反転端子にはＰＳＤ５０の中間電極ｄ3 が接続さ
れ、ＰＳＤ５０の電極ｄ1 はオープン状態となってい
る。 【００２０】ここで制御回路２３の出力により、レリー
ズ釦の押下等に連動してトランジスタ１８をｏｎさせ発
光体１をパルス状に点灯させると被写体からの反射光に
よるＰＳＤ５０の光電流は、その入射位置に応じて中間
電極ｄ3 と信号電極ｄ2 とに分流されて出力される。こ
の分流された信号電流はそれぞれＯＰアンプ７、８にて
電流−電圧変換され、フィルタ１１、１２によって定常
光による光電流から分離されて出力される。このフィル
タ１１、１２からの出力は差信号出力回路１３、和信号
出力回路１４及び距離信号出力回路１５により演算され
る。 【００２１】中間電極ｄ3 及び信号電極ｄ2 から出力さ
れる信号電流をそれぞれＩ3 、Ｉ2とすると、距離信号
出力回路１５の出力Ｖは、 Ｖ23＝ｆ（（Ｉ3 −Ｉ2 ）／（Ｉ3 ＋Ｉ2 ）） となる。ここで、ｆは電流−電圧変換に関する係数であ
る。従って、受光レンズ４の光軸とＰＳＤ５０の位置を
図１に示した関係に設定しておくと図３のＨに示した出
力が得られ、被写体距離に反比例したアナログ出力が得
られる。 【００２２】一方、上記距離信号出力回路１５よりの出
力Ｖが比較電圧Ｖ2 より大のときはコンパレータ１６の
出力がＬとなり、制御回路２３は制御端子２４の出力を
Ｈにして再度発光体１をパルス状に点灯させる。このと
きアナログスイッチ２０はｏｆｆとなり、アナログスイ
ッチ２１がｏｎしてＯＰアンプ７の反転端子には前記Ｐ
ＳＤ５０の信号電極ｄ1 接続され、中間電極ｄ3 はオー
プン状態となる。従って反射光による光電流は信号電極
ｄ1 とｄ2 とに分流され、それぞれの信号電流をＩ1 、
Ｉ2 とすると、前記測距動作と同様にして、信号出力回
路１５からは Ｖ12＝ｆ（（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）） なる出力が得られる。この結果図３のＫに示したような
出力が得られる。 【００２３】従って、第１回目の測距時に距離信号出力
回路１５の出力が比較電圧Ｖ2 より低くなるような被写
体距離、すなわちコンパレータ１６の出力がＨとなると
きは第１回目の測距結果をそのまま被写体の距離信号と
して用い、Ｖ2 以上となる被写体距離すなわちコンパレ
ータ１６の出力がＬのときは、第２回目の測距結果を適
宜換算して用いて距離信号とすることによって、Ｖ2 以
下となるような被写体距離までは、測距精度を劣化させ
ることなく、測距範囲をより至近に近づけることができ
る。なお、第２回目の測距時は、反射光の移動量に対す
る距離信号となる出力の変化量が第１回目の測距に対し
て小さくなり、精度が悪くなる方向であるが、近距離に
おいては、反射光そのものが大きく、回路ノイズ等の影
響が小さいので、特に問題とはならない。 【００２４】図５は本発明の他の実施例を示す図であ
る。図中、ＰＳＤ５１の両端には信号電極ｄ1 、ｄ2 が
設けられており、この信号電極ｄ1 、ｄ2 間には中間電
極ｄ3、ｄ4 が設けられている。ここで信号電極ｄ1 と
ｄ2 及び中間電極ｄ3 とｄ4 の各中心が同じになるよう
にそれぞれの電極の位置を設定してある。上記信号電極
ｄ1 とｄ2 、中間電極ｄ3 とｄ4 の組合せの一方を選択
して信号電流を検出すれば、反射光の入射位置を中心か
らの距離ｘで表わして、図６に示すような出力が得られ
る。ここで、Ｐは信号電極ｄ1 ｄ2 を選択した場合、Ｑ
は中間電極ｄ3 ｄ4 を選択した場合を示す。 【００２５】図７は上記ＰＳＤ５１を用いた回路例であ
り、図４と同じ素子には同じ符号を付し、説明は省略す
る。上記図４に示した回路との差は信号電極ｄ2 と中間
電極ｄ4 とを選択するためのアナログスイッチ４１及び
４２が追加されており、制御回路２３の制御端子２４が
Ｈのときは電極ｄ1 、ｄ2 をＯＰアンプ７、８に接続
し、Ｌのときは電極ｄ3 、ｄ4 をＯＰアンプ７、８に接
続するよう構成した点にある。その他は図４の回路と同
様であるので、説明は省略する。 【００２６】 【発明の効果】 以上詳述したように本発明によれば、
１対の信号電極の他に配設される位置に応じて距離検出
領域および検出分解能を画定する中間電極を少なくとも
１つ設けてあり、信号電極を選択することにより、高精
度に入射光の位置を検出することができ、高精度の測距
が可能である。
物までの距離を検出するために用いられる半導体位置検
出素子（ＰＳＤと略称する）に関する。 【０００２】 【従来技術】従来よりＰＳＤを用いた距離検出装置は種
々提案されているが、その基本的構成は図８、図９、図
１０に示すようになっている。 【０００３】すなわち、図８、図９において、１は赤外
光を投射する発光体、２は投光用レンズ、３は被写体、
４は受光用レンズ、５はＰＳＤである。発光体１は適宜
の回路系によりパルス光を投射するようになっている。
このパルス光は投光用レンズ２で集光されて被写体３に
照射され、その反射光が受光レンズ４によってＰＳＤ５
上に結像される。 【０００４】その結像位置は受光レンズ４の光軸ｙ2 か
らの距離をｘとすると、被写体までの距離ｅ、基線長
ｓ、受光レンズとＰＳＤとの間隔ｆによって表され、 ｘ＝ｓ・ｆ／ｅ となる。 【０００５】ＰＳＤ５は周知の如く入射光の位置から両
端の信号電極ｄ1 、ｄ2 までの距離の比の逆で光電流を
分流し、信号電極ｄ1 、ｄ2 から信号電流Ｉ1 、Ｉ2 を
出力するもので、ＰＳＤ５の中心と受光レンズ４の光軸
ｙ2 とを合わせた場合、上記距離ｘの入射光位置におけ
る信号電流Ｉ1 、Ｉ2 の比は、ＰＳＤ５の全長をｔとす
ると、 Ｉ1 ：Ｉ2 ＝ｔ／２＋ｘ：ｔ／２−ｘ となる。 【０００６】従って、総電流すなわち、両信号電流の和
で正規化された両信号の差出力Ｖは下記のようになる。 Ｖ＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ） ＝２Ｘ／ｔ ＝（２／ｔ）・（ｓ・ｆ）／ｅ 【０００７】すなわち、ＰＳＤ５の全長ｔに対する入射
光位置ｘに比例し、被写体距離ｅに反比例する。このた
め、上記出力Ｖを求めることによって被写体の距離を検
出できる。この入射光位置ｘと出力Ｖとの関係を示すと
図１０の如くである。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は、反射光が非常に微小で回路ノイズ等によって測距デ
ータにある幅が生じることから、距離ｅに対する出力信
号Ｖの変化を大きくとる傾向にある。ここで、ＰＳＤの
全長に対する反射光の移動量を変えて距離ｅに対する出
力信号Ｖの変化量を異ならせた場合の例を図１１に示
す。回路ノイズ等によって生ずる出力信号Ｖのバラツキ
Ａは同一の距離１／ｅ1 では同じであるが、これを距離
ｅのバラツキＢに換算すると、移動量ｘを大きくして、
距離ｅに対する出力信号Ｖの変化量を大きくとった場合
ＬＡの方が、上記移動量を小さくした場合Ｓよりも、距
離の誤差Ｂが小さく精度が良いことがわかる。しかしな
がら、移動量を大きくすると反射光がＰＳＤからはずれ
る被写体距離、すなわち最至近の検出可能距離が遠くな
ってしまうという欠点があった。逆に、最至近距離を近
くにまで設定しようとすると上記移動量を小さくしなけ
ればならず、上述した如く測距精度が悪くなるという欠
点があった。 【０００９】一方、上記欠点を解消するために、２個の
投光用発光体を、基線長を異ならせて配設し、これを被
写体距離に応じて選択させる方法も考えられているが、
この場合は、その分コスト高になり、スペースも大きく
なるという欠点がある。このように、従来の一対の信号
電極しか有さないＰＳＤを用いて被写体までの距離を検
出しようとすると、測距精度に限界があった。 【００１０】本発明は、上記不具合に鑑み成されたもの
であって、測距精度を悪化させることなく、対象物まで
の距離を検出可能な測距用半導体位置検出素子を提供す
るものである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】 本発明は、発光手段
と、この発光手段の照射光を集光し、対象物に向けて光
束を投光するためのレンズと、この投光用レンズに対し
て基線長だけ離して配置され、上記対象物からの上記光
束の反射光を集光するための受光用レンズと、この受光
用レンズによって集光された上記反射光を受光し、上記
反射光の受光位置を検出するための少なくとも３個以上
の出力取出し用の複数の電極を有する光位置検出素子
と、上記複数の電極の内から１対の電極を選択する選択
手段と、この選択手段によって選択された上記１対の電
極からの出力の比に基いて、上記被写体の距離を決定す
る距離検出手段とを具備した距離検出装置において、 上
記光位置検出素子は、長手方向の両端部に１対の信号電
極が設けられると共に、配設される位置に応じて距離検
出領域および検出分解能を画定する中間電極を上記１対
の信号電極の間の受光領域に少なくとも１つ設けたこと
を特徴とする。 【００１２】 【実施例】図１、図２は本発明の測距用半導体位置検出
素子を用いた一実施例を示す図である。なお、図中、図
８、図９として示した従来技術と同じ物については同符
号を付し、詳細は省略する。 【００１３】図１、図２において、ＰＳＤ５０には両端
に設けられた信号電極ｄ1 、ｄ2 の他に更にその間に中
間電極ｄ3 が設けられている。図１に示すように、受光
レンズ４の光軸ｙ3 を前記ＰＳＤ５０の信号電極ｄ2 と
中間電極ｄ3 との間の中央に設定し、ｄ1 をオープン状
態とすると、Ｉ1 はゼロとなり、光電流は電極ｄ2 及び
ｄ3 に分流される。このとき出力Ｖを Ｖ23＝（Ｉ3 −Ｉ2 ）／（Ｉ3 ＋Ｉ2 ） とすると、図３のＨに示すように入射光位置ｘがｔ1 ／
２までは出力Ｖは位置ｘに比例し、ｔ1 ／２以上では１
となる。これはｔ1 ／２以上では光電流は全て中間電極
から出力されるからである。 【００１４】次に中間電極をオープンにして信号電極ｄ
2 及びｄ1 から出力される信号電流をもとに出力Ｖ、す
なわち Ｖ12＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ） を求めると、同図のＫのようになる。ここで点線は入射
光による光電流が距離に関係なく安定して存在する場合
であるが、このとき入射光の位置が電極ｄ1 及びｄ2 の
中央すなわちｘ1 ときに出力ＶはＩ1 ＝Ｉ2 となるので
ゼロとなり、Ｘ1以上ではＩ1 ＞Ｉ2 となり正の値を示
し、ｘ1 以下では負の値を示す。しかし、実際には光電
流は距離によって変化し、特に遠距離では小さくなっ
て、無限遠ではゼロとなってしまう。従って、入射光の
位置がゼロに近い付近では出力Ｖはゼロとなり、実線の
ような形となる。 【００１５】従って、被写体距離に応じて、使用する電
極の組合せを変えることによって遠距離方向での測距精
度を悪化させることなく、測距範囲の至近を近づけるこ
とが可能となる。 【００１６】図４は、上記ＰＳＤ５０を用いた距離検出
回路の一実施例である。図中、ＰＳＤ５０の共通電極ｄ
0 は第１及び第２のＯＰアンプ７、８の非反転入力端子
に接がれるとともに基準電圧Ｖｒｅｆに接がれている。
また、中間電極ｄ3 はアナログスイッチ２０を介してＯ
Ｐアンプ７の反転入力端子に接がれている。さらに信号
電極ｄ1 はアナログスイッチ２１を介してＯＰアンプ７
の反転入力端子に接がれ、信号電極ｄ2 はＯＰアンプ８
の反転入力端子に接がれている。さらにこのＯＰアンプ
７、８は各々抵抗９、１０により負帰還がかけられ、電
流・電圧変換回路を形成している。 【００１７】フィルター１１、１２は各々ＯＰアンプ
７、８の出力端に接がれ、背景光等により定常的に発生
している光電流から前記発光体１の投光により発生する
光電流の変化分を検出するようになっている。差信号発
生回路１３はフィルタ１１とフィルタ１２とに接続さ
れ、これら両者の出力の差を出力するようになってい
る。和信号発生回路１４はフィルタ１１とフィルタ１２
とに接続されこれら両者の出力の和を出力するようにな
っている。距離信号出力回路１５は上記和信号発生回路
１４と差信号発生回路１３とに接続され、上記差出力と
和出力との比、すなわち距離に対応した信号を出力する
ようになっている。 【００１８】比較回路１６は前記距離信号出力回路１５
の出力と比較電圧Ｖ2 とを入力され両入力の大小関係を
判別して出力する。この比較電圧Ｖ2 は検出精度、至近
撮影距離等の要素を適宜考慮して定められる一定電圧で
ある。トランジスタ１８は前記発光体１に接続されてお
り、制御回路２３からの出力により、レリーズ釦の押下
時等にパルス状にｏｎするようになっている。アナログ
スイッチ２０は前記中間電極ｄ3 とＯＰアンプ７の反転
入力端との間に介挿され、インバータ２２を介して制御
回路２３に接続されている。アナログスイッチ２１は前
記信号電極ｄ1とＯＰアンプ７の反転入力端子との間に
介挿され、制御回路２３に接続されている。上記各アナ
ログスイッチ２０、２１はＨレベルの信号を受けたとき
ｏｎするようになっている。 【００１９】次に上記実施例の動作を説明する。初期状
態で、制御回路２３の制御端子２４からはＬレベルの信
号が出力されている。このときアナログスイッチ２１は
ｏｆｆとなり、アナログスイッチ２０がｏｎ状態とな
る。従って、電流−電圧変換回路を形成するＯＰアンプ
７の反転端子にはＰＳＤ５０の中間電極ｄ3 が接続さ
れ、ＰＳＤ５０の電極ｄ1 はオープン状態となってい
る。 【００２０】ここで制御回路２３の出力により、レリー
ズ釦の押下等に連動してトランジスタ１８をｏｎさせ発
光体１をパルス状に点灯させると被写体からの反射光に
よるＰＳＤ５０の光電流は、その入射位置に応じて中間
電極ｄ3 と信号電極ｄ2 とに分流されて出力される。こ
の分流された信号電流はそれぞれＯＰアンプ７、８にて
電流−電圧変換され、フィルタ１１、１２によって定常
光による光電流から分離されて出力される。このフィル
タ１１、１２からの出力は差信号出力回路１３、和信号
出力回路１４及び距離信号出力回路１５により演算され
る。 【００２１】中間電極ｄ3 及び信号電極ｄ2 から出力さ
れる信号電流をそれぞれＩ3 、Ｉ2とすると、距離信号
出力回路１５の出力Ｖは、 Ｖ23＝ｆ（（Ｉ3 −Ｉ2 ）／（Ｉ3 ＋Ｉ2 ）） となる。ここで、ｆは電流−電圧変換に関する係数であ
る。従って、受光レンズ４の光軸とＰＳＤ５０の位置を
図１に示した関係に設定しておくと図３のＨに示した出
力が得られ、被写体距離に反比例したアナログ出力が得
られる。 【００２２】一方、上記距離信号出力回路１５よりの出
力Ｖが比較電圧Ｖ2 より大のときはコンパレータ１６の
出力がＬとなり、制御回路２３は制御端子２４の出力を
Ｈにして再度発光体１をパルス状に点灯させる。このと
きアナログスイッチ２０はｏｆｆとなり、アナログスイ
ッチ２１がｏｎしてＯＰアンプ７の反転端子には前記Ｐ
ＳＤ５０の信号電極ｄ1 接続され、中間電極ｄ3 はオー
プン状態となる。従って反射光による光電流は信号電極
ｄ1 とｄ2 とに分流され、それぞれの信号電流をＩ1 、
Ｉ2 とすると、前記測距動作と同様にして、信号出力回
路１５からは Ｖ12＝ｆ（（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）） なる出力が得られる。この結果図３のＫに示したような
出力が得られる。 【００２３】従って、第１回目の測距時に距離信号出力
回路１５の出力が比較電圧Ｖ2 より低くなるような被写
体距離、すなわちコンパレータ１６の出力がＨとなると
きは第１回目の測距結果をそのまま被写体の距離信号と
して用い、Ｖ2 以上となる被写体距離すなわちコンパレ
ータ１６の出力がＬのときは、第２回目の測距結果を適
宜換算して用いて距離信号とすることによって、Ｖ2 以
下となるような被写体距離までは、測距精度を劣化させ
ることなく、測距範囲をより至近に近づけることができ
る。なお、第２回目の測距時は、反射光の移動量に対す
る距離信号となる出力の変化量が第１回目の測距に対し
て小さくなり、精度が悪くなる方向であるが、近距離に
おいては、反射光そのものが大きく、回路ノイズ等の影
響が小さいので、特に問題とはならない。 【００２４】図５は本発明の他の実施例を示す図であ
る。図中、ＰＳＤ５１の両端には信号電極ｄ1 、ｄ2 が
設けられており、この信号電極ｄ1 、ｄ2 間には中間電
極ｄ3、ｄ4 が設けられている。ここで信号電極ｄ1 と
ｄ2 及び中間電極ｄ3 とｄ4 の各中心が同じになるよう
にそれぞれの電極の位置を設定してある。上記信号電極
ｄ1 とｄ2 、中間電極ｄ3 とｄ4 の組合せの一方を選択
して信号電流を検出すれば、反射光の入射位置を中心か
らの距離ｘで表わして、図６に示すような出力が得られ
る。ここで、Ｐは信号電極ｄ1 ｄ2 を選択した場合、Ｑ
は中間電極ｄ3 ｄ4 を選択した場合を示す。 【００２５】図７は上記ＰＳＤ５１を用いた回路例であ
り、図４と同じ素子には同じ符号を付し、説明は省略す
る。上記図４に示した回路との差は信号電極ｄ2 と中間
電極ｄ4 とを選択するためのアナログスイッチ４１及び
４２が追加されており、制御回路２３の制御端子２４が
Ｈのときは電極ｄ1 、ｄ2 をＯＰアンプ７、８に接続
し、Ｌのときは電極ｄ3 、ｄ4 をＯＰアンプ７、８に接
続するよう構成した点にある。その他は図４の回路と同
様であるので、説明は省略する。 【００２６】 【発明の効果】 以上詳述したように本発明によれば、
１対の信号電極の他に配設される位置に応じて距離検出
領域および検出分解能を画定する中間電極を少なくとも
１つ設けてあり、信号電極を選択することにより、高精
度に入射光の位置を検出することができ、高精度の測距
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の測距用半導体位置検出素子
を用いた測距装置の平面図である。 【図２】上記一実施例の測距用半導体位置検出素子の正
面図である。 【図３】上記一実施例の出力特性を示す図である。 【図４】上記一実施例の測距用半導体位置検出素子を用
いる回路図である。 【図５】本発明の他の実施例の測距用半導体位置検出素
子を示す正面図である。 【図６】上記他の実施例の出力特性を示す図である。 【図７】上記他の実施例の測距用半導体位置検出素子を
用いる回路図である。 【図８】従来例を示す平面図である。 【図９】従来例の検出素子を示す平面図である。 【図１０】従来例の出力特性を示す図である。 【図１１】検出素子の出力特性のバラツキ度を示す図で
ある。 【符号の説明】 ５０、５１ 半導体位置検出素子 ｄ1 、ｄ2 信号電極 ｄ3 、ｄ4 中間電極
を用いた測距装置の平面図である。 【図２】上記一実施例の測距用半導体位置検出素子の正
面図である。 【図３】上記一実施例の出力特性を示す図である。 【図４】上記一実施例の測距用半導体位置検出素子を用
いる回路図である。 【図５】本発明の他の実施例の測距用半導体位置検出素
子を示す正面図である。 【図６】上記他の実施例の出力特性を示す図である。 【図７】上記他の実施例の測距用半導体位置検出素子を
用いる回路図である。 【図８】従来例を示す平面図である。 【図９】従来例の検出素子を示す平面図である。 【図１０】従来例の出力特性を示す図である。 【図１１】検出素子の出力特性のバラツキ度を示す図で
ある。 【符号の説明】 ５０、５１ 半導体位置検出素子 ｄ1 、ｄ2 信号電極 ｄ3 、ｄ4 中間電極
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．発光手段と、この発光手段の照射光を集光し、対象
物に向けて光束を投光するためのレンズと、 この投光用レンズに対して基線長だけ離して配置され、
上記対象物からの上記光束の反射光を集光するための受
光用レンズと、 この受光用レンズによって集光された上記反射光を受光
し、上記反射光の受光位置を検出するための少なくとも
３個以上の出力取出し用の複数の電極を有する光位置検
出素子と、 上記複数の電極の内から１対の電極を選択する選択手段
と、 この選択手段によって選択された上記１対の電極からの
出力の比に基いて、上記被写体の距離を決定する距離検
出手段とを具備した距離検出装置において、 上記光位置検出素子は、長手方向の両端部に１対の信号
電極が設けられると共に、配設される位置に応じて距離
検出領域および検出分解能を画定する中間電極を上記１
対の信号電極の間の受光領域に少なくとも１つ設けたこ
とを特徴とする距離検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11677093A JP2674468B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 距離検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11677093A JP2674468B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 距離検出装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61314018A Division JPH0830653B2 (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | 距離検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626860A JPH0626860A (ja) | 1994-02-04 |
| JP2674468B2 true JP2674468B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=14695302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11677093A Expired - Lifetime JP2674468B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 距離検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674468B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001208537A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | 位置検出回路 |
| AT508438B1 (de) * | 2009-04-16 | 2013-10-15 | Isiqiri Interface Tech Gmbh | Anzeigefläche und eine damit kombinierte steuervorrichtung für eine datenverarbeitungsanlage |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6082915A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-11 | Canon Inc | 距離測定装置 |
-
1993
- 1993-05-19 JP JP11677093A patent/JP2674468B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0626860A (ja) | 1994-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19951017 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |