JP2674468B2 - Distance detection device - Google Patents

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***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***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***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。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor position detecting element (abbreviated as PSD) used for detecting a distance to an object in a camera or the like. 2. Description of the Related Art Conventionally, various distance detecting devices using PSD have been proposed, but the basic structure thereof is as shown in FIG. 8, FIG. 9 and FIG. That is, in FIGS. 8 and 9, 1 is a light emitter for projecting infrared light, 2 is a projection lens, 3 is a subject,
Reference numeral 4 is a light receiving lens, and 5 is a PSD. The light-emitting body 1 is adapted to project pulsed light by an appropriate circuit system.
This pulsed light is condensed by the light projecting lens 2 and irradiated on the subject 3, and the reflected light is reflected by the light receiving lens 4 to the PSD 5
Imaged on top. When the distance from the optical axis y2 of the light receiving lens 4 to the image forming position is x, the image forming position is represented by the distance e to the object, the base line length s, and the distance f between the light receiving lens and PSD, where x = s.f / E. As is well known, the PSD 5 shunts a photocurrent by reversing the ratio of the distance from the position of incident light to the signal electrodes d1 and d2 at both ends, and outputs the signal currents I1 and I2 from the signal electrodes d1 and d2. , When the center of the PSD 5 and the optical axis y2 of the light receiving lens 4 are aligned, the ratio of the signal currents I1 and I2 at the incident light position at the distance x is I1: I2 = t / 2 + x, where t is the total length of the PSD5. : T / 2-x. Therefore, the total current, that is, the difference output V of both signals normalized by the sum of both signal currents is as follows. V = (I1−I2) / (I1 + I2) = 2X / t = (2 / t) · (s · f) / e That is, in proportion to the incident light position x with respect to the total length t of the PSD 5, the object distance is inversely proportional to e. Therefore, the distance to the subject can be detected by obtaining the output V. The relationship between the incident light position x and the output V is shown in FIG. In the above-mentioned conventional example, since the reflected light is very small and a certain width is generated in the distance measurement data due to circuit noise or the like, the change of the output signal V with respect to the distance e is large. Tends to take. Here, an example in which the amount of change in the output signal V with respect to the distance e is changed by changing the amount of movement of the reflected light with respect to the entire length of the PSD is shown in FIG. The variation A of the output signal V caused by the circuit noise or the like is the same at the same distance 1 / e1, but when converted into the variation B of the distance e, the movement amount x is increased,
It can be seen that when the amount of change in the output signal V with respect to the distance e is large, LA has a smaller distance error B and is more accurate than when the amount of movement is small S. However, there is a drawback that when the movement amount is increased, the subject distance where the reflected light deviates from the PSD, that is, the closest detectable distance becomes long. On the contrary, if the closest distance is set to be close, the movement amount must be reduced, and as described above, the distance measuring accuracy is deteriorated. On the other hand, in order to solve the above-mentioned drawbacks, a method of arranging two light-emitting emitters with different base line lengths and selecting them according to the subject distance has been considered.
In this case, there are disadvantages that the cost becomes higher and the space becomes larger accordingly. As described above, when it is attempted to detect the distance to the subject by using the conventional PSD having only a pair of signal electrodes, there is a limit to the distance measuring accuracy. The present invention has been made in view of the above problems, and provides a semiconductor position detecting element for distance measurement which can detect the distance to an object without deteriorating the accuracy of distance measurement. . Means for Solving the Problems The present invention provides a light emitting means.
The light emitted from the light emitting means is condensed and directed toward the object.
For the lens for projecting the bundle and this projection lens
The light from the object is placed away from the object by the baseline length.
A light receiving lens for collecting the reflected light of the bundle and this light receiving lens
Receives the reflected light collected by the lens for
At least 3 or more to detect the receiving position of the reflected light
Position detecting element having a plurality of electrodes for taking out the output of
And a selection to select a pair of electrodes from the above plurality of electrodes
Means and the pair of electrodes selected by the selecting means.
Determine the distance to the subject based on the ratio of the output from the poles
In the distance detection apparatus and a that distance detecting means, the upper
The light-recording position detecting element has a pair of signal electrodes at both ends in the longitudinal direction.
A pole is provided and distance measurement is performed according to the position where it is arranged.
The pair of intermediate electrodes that define the output area and detection resolution
It is characterized in that at least one light-receiving region is provided between the signal electrodes . 1 and 2 are views showing an embodiment using a semiconductor position detecting element for distance measurement according to the present invention. In the figure, the same parts as those of the prior art shown in FIGS. 8 and 9 are designated by the same reference numerals, and the details thereof will be omitted. In FIGS. 1 and 2, the PSD 50 is provided with an intermediate electrode d3 in addition to the signal electrodes d1 and d2 provided at both ends thereof. As shown in FIG. 1, when the optical axis y3 of the light receiving lens 4 is set at the center between the signal electrode d2 and the intermediate electrode d3 of the PSD 50 and d1 is opened, I1 becomes zero and the photocurrent is It is divided into d2 and d3. At this time, if the output V is V23 = (I3 -I2) / (I3 + I2), the incident light position x is t1 / t as shown by H in FIG.
The output V is proportional to the position x up to 2, and is 1 at t1 / 2 or more.
Becomes This is because all photocurrents are output from the intermediate electrode at t1 / 2 or more. Next, the intermediate electrode is opened and the signal electrode d
If the output V, that is, V12 = (I1 -I2) / (I1 + I2) is obtained based on the signal currents output from 2 and d1, the result is K in the same figure. Here, the dotted line shows the case where the photocurrent due to the incident light is stable regardless of the distance. At this time, when the position of the incident light is the center of the electrodes d1 and d2, that is, x1, the output V becomes I1 = I2. It becomes zero, and when X1 or more, I1> I2, which indicates a positive value, and when x1 or less, a negative value. However, in reality, the photocurrent changes depending on the distance, becomes small especially at a long distance, and becomes zero at infinity. Therefore, the output V becomes zero in the vicinity of the position of the incident light near zero, and the shape becomes as shown by the solid line. Therefore, by changing the combination of electrodes to be used according to the object distance, it is possible to bring the distance measuring range closer to the object without deteriorating the distance measuring accuracy in the distance direction. FIG. 4 shows an embodiment of a distance detecting circuit using the PSD 50. In the figure, the common electrode d of the PSD 50
0 is connected to the non-inverting input terminals of the first and second OP amplifiers 7 and 8 and to the reference voltage Vref.
Further, the intermediate electrode d3 is O
It is connected to the inverting input terminal of the P amplifier 7. Further, the signal electrode d1 is connected to the OP amplifier 7 via the analog switch 21.
Connected to the inverting input terminal of, and the signal electrode d2 is connected to the OP amplifier 8
It is connected to the inverting input terminal of. Further, the OP amplifiers 7 and 8 are negatively fed back by resistors 9 and 10, respectively, to form a current / voltage conversion circuit. The filters 11 and 12 are connected to the output terminals of the OP amplifiers 7 and 8, respectively, and the change of the photocurrent generated by the projection of the light emitter 1 from the photocurrent which is constantly generated by the background light or the like. It is designed to detect minutes. The difference signal generation circuit 13 is connected to the filter 11 and the filter 12, and outputs the difference between the outputs of these two. The sum signal generation circuit 14 includes a filter 11 and a filter 12.
It is connected to and and outputs the sum of these two outputs. The distance signal output circuit 15 is connected to the sum signal generation circuit 14 and the difference signal generation circuit 13 and outputs a signal corresponding to the ratio between the difference output and the sum output, that is, the distance. The comparison circuit 16 is the distance signal output circuit 15
And the comparison voltage V2 are input and the magnitude relation between both inputs is discriminated and output. This comparison voltage V2 is a constant voltage determined by appropriately considering factors such as detection accuracy and the closest shooting distance. The transistor 18 is connected to the light-emitting body 1 and is turned on in a pulsed manner by an output from the control circuit 23 when the release button is pressed. The analog switch 20 is inserted between the intermediate electrode d3 and the inverting input terminal of the OP amplifier 7, and is connected to the control circuit 23 via an inverter 22. The analog switch 21 is inserted between the signal electrode d1 and the inverting input terminal of the OP amplifier 7 and connected to the control circuit 23. Each of the analog switches 20 and 21 is turned on when receiving an H level signal. Next, the operation of the above embodiment will be described. In the initial state, an L level signal is output from the control terminal 24 of the control circuit 23. At this time, the analog switch 21 is turned off and the analog switch 20 is turned on. Therefore, the intermediate electrode d3 of the PSD 50 is connected to the inverting terminal of the OP amplifier 7 forming the current-voltage conversion circuit, and the electrode d1 of the PSD 50 is in the open state. Here, by the output of the control circuit 23, when the transistor 18 is turned on and the light-emitting body 1 is turned on in a pulsed manner in conjunction with the depression of the release button, the photocurrent of the PSD 50 due to the reflected light from the subject is incident. Depending on the position, it is divided into the intermediate electrode d3 and the signal electrode d2 and output. The shunted signal currents are current-voltage converted by the OP amplifiers 7 and 8, respectively, and are separated from the photocurrent by the stationary light by the filters 11 and 12 and output. The outputs from the filters 11 and 12 are calculated by the difference signal output circuit 13, the sum signal output circuit 14, and the distance signal output circuit 15. When the signal currents output from the intermediate electrode d3 and the signal electrode d2 are I3 and I2, respectively, the output V of the distance signal output circuit 15 is V23 = f ((I3-I2) / (I3 + I2)) Become. Here, f is a coefficient related to current-voltage conversion. Therefore, if the optical axis of the light receiving lens 4 and the position of the PSD 50 are set to the relationship shown in FIG. 1, the output shown at H in FIG. 3 is obtained, and the analog output inversely proportional to the object distance is obtained. On the other hand, when the output V from the distance signal output circuit 15 is larger than the comparison voltage V2, the output of the comparator 16 becomes L, and the control circuit 23 sets the output of the control terminal 24 to H and sets the light emitter 1 again. Turn on the pulse. At this time, the analog switch 20 is turned off, the analog switch 21 is turned on, and the P terminal is connected to the inverting terminal of the OP amplifier 7.
SD50 signal electrode d ₁ is connected to the intermediate electrode d3 is open. Therefore, the photocurrent due to the reflected light is shunted to the signal electrodes d1 and d2, and the respective signal currents I1,
Assuming that I2, an output of V12 = f ((I1-I2) / (I1 + I2)) is obtained from the signal output circuit 15 as in the distance measuring operation. As a result, an output as shown by K in FIG. 3 is obtained. Therefore, when the object distance is such that the output of the distance signal output circuit 15 becomes lower than the comparison voltage V2 at the first distance measurement, that is, when the output of the comparator 16 becomes H, the first distance measurement result is obtained. When it is used as it is as a distance signal of the object and the object distance is V2 or more, that is, when the output of the comparator 16 is L, it is V2 or less by appropriately converting the second distance measurement result and using it as a distance signal. With such a subject distance, it is possible to bring the distance measuring range closer to the closest distance without deteriorating the distance measuring accuracy. In the second distance measurement, the amount of change in the output that is the distance signal with respect to the movement amount of the reflected light becomes smaller than that in the first distance measurement, and the accuracy deteriorates. Since the reflected light itself is large and the influence of circuit noise or the like is small, there is no particular problem. FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention. In the figure, signal electrodes d1 and d2 are provided at both ends of the PSD 51, and intermediate electrodes d3 and d4 are provided between the signal electrodes d1 and d2. Here, the positions of the signal electrodes d1 and d2 and the intermediate electrodes d3 and d4 are set so that their centers are the same. If one of the combinations of the signal electrodes d1 and d2 and the intermediate electrodes d3 and d4 is selected and the signal current is detected, the incident position of the reflected light is represented by the distance x from the center, and the output as shown in FIG. 6 is obtained. can get. Here, P is Q when the signal electrodes d1 and d2 are selected.
Shows the case where the intermediate electrodes d3 and d4 are selected. FIG. 7 shows an example of a circuit using the PSD 51. The same elements as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The difference from the circuit shown in FIG. 4 is that analog switches 41 and 42 for selecting the signal electrode d2 and the intermediate electrode d4 are added, and when the control terminal 24 of the control circuit 23 is H, the electrode d1 and The point is that d2 is connected to the OP amplifiers 7 and 8, and when L, the electrodes d3 and d4 are connected to the OP amplifiers 7 and 8. The other parts are the same as those of the circuit of FIG. As described above in detail , according to the present invention,
At least an intermediate electrode that defines a distance detection region and detection resolution according to a position that is disposed in addition to the pair of signal electrodes
By providing one and selecting the signal electrode, the position of the incident light can be detected with high accuracy and distance measurement with high accuracy is possible.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例の測距用半導***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***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***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***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***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***置検出素子 ｄ₁ 、ｄ₂ 信号電極 ｄ₃ 、ｄ₄ 中間電極BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view of a distance measuring device using a distance measuring semiconductor position detecting element according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of a semiconductor position detecting element for distance measurement of the one embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an output characteristic of the above-described embodiment. FIG. 4 is a circuit diagram which uses the semiconductor position detecting element for distance measurement of the one embodiment. FIG. 5 is a front view showing a semiconductor position detecting element for distance measurement according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing output characteristics of the other embodiment. FIG. 7 is a circuit diagram using a semiconductor position detecting element for distance measurement according to another embodiment. FIG. 8 is a plan view showing a conventional example. FIG. 9 is a plan view showing a detection element of a conventional example. FIG. 10 is a diagram showing an output characteristic of a conventional example. FIG. 11 is a diagram showing the degree of variation in the output characteristics of the detection element. [Explanation of symbols] 50, 51 semiconductor position detecting elements d ₁ , d ₂ signal electrodes d ₃ , d ₄ intermediate electrode

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。 (57) [Claims] The light emitting means and the light emitted from the light emitting means are collected to
A lens for projecting a light beam toward an object and a lens for projecting the light beam are arranged apart from each other by a base line length,
A receiver for collecting the reflected light of the light flux from the object.
The light lens and the reflected light collected by this light receiving lens are received.
At least for detecting the light receiving position of the reflected light.
Optical position detection with multiple electrodes for extracting three or more outputs
Output element and selection means for selecting a pair of electrodes from the plurality of electrodes
From the pair of electrodes selected by this selection means
Distance detection that determines the distance to the subject based on the output ratio.
In the distance detecting device including the output means, the optical position detecting element includes a pair of signals at both ends in the longitudinal direction.
The electrodes are provided and the distance depending on the location
The intermediate electrode that defines the detection area and the detection resolution is set to 1 above.
At least one light receiving area is provided between the pair of signal electrodes.
And a distance detection device.