JP3093415B2 - 距離検出装置と距離検出方法 - Google Patents
距離検出装置と距離検出方法Info
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- JP3093415B2 JP3093415B2 JP04034563A JP3456392A JP3093415B2 JP 3093415 B2 JP3093415 B2 JP 3093415B2 JP 04034563 A JP04034563 A JP 04034563A JP 3456392 A JP3456392 A JP 3456392A JP 3093415 B2 JP3093415 B2 JP 3093415B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカメラなどの光学機器に
用いられる能動型距離検出装置に関するものであり、特
に、測距対象からのパルス反射光が結像される個所に設
けられ、結像位置に対応した第1及び第2の電流を出力
する半導体光位置検出器(PSD)と、このPSDの各
電流出力を受け、前記パルス反射光によるその電流出力
の変動分を抜き取る一対のパルス光電流抜取り回路と、
これらの抜き取られたパルス光電流を対数変換する一対
の対数変換回路と、対数変換された両電圧出力の変動分
の差を求めて距離検出信号を得る差動回路とを備えた距
離検出装置に関するものである。
用いられる能動型距離検出装置に関するものであり、特
に、測距対象からのパルス反射光が結像される個所に設
けられ、結像位置に対応した第1及び第2の電流を出力
する半導体光位置検出器(PSD)と、このPSDの各
電流出力を受け、前記パルス反射光によるその電流出力
の変動分を抜き取る一対のパルス光電流抜取り回路と、
これらの抜き取られたパルス光電流を対数変換する一対
の対数変換回路と、対数変換された両電圧出力の変動分
の差を求めて距離検出信号を得る差動回路とを備えた距
離検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】能動型距離検出装置では、距離を検出す
る対象物に対してLEDからパルス光が発光され、対象
物からの反射光が受光されて図1に示されるPSD2上
に集光される。PSD2上の集光位置に対応してPSD
2の両端からそれぞれ電流I1とI2が取り出され、それ
らの電流からLEDの発光による反射光のパルス光電流
がパルス光電流抜取回路4a,4bで抜き取られる。抜
き取られた反射光電流強度がΔI1,ΔI2であり、それ
ぞれ対数変換回路6a,6bで対数圧縮され、その結果
の電圧V1,V2の差が差動回路8で算出されて出力Vou
tが得られる。
る対象物に対してLEDからパルス光が発光され、対象
物からの反射光が受光されて図1に示されるPSD2上
に集光される。PSD2上の集光位置に対応してPSD
2の両端からそれぞれ電流I1とI2が取り出され、それ
らの電流からLEDの発光による反射光のパルス光電流
がパルス光電流抜取回路4a,4bで抜き取られる。抜
き取られた反射光電流強度がΔI1,ΔI2であり、それ
ぞれ対数変換回路6a,6bで対数圧縮され、その結果
の電圧V1,V2の差が差動回路8で算出されて出力Vou
tが得られる。
【0003】従来のパルス光電流抜取回路と対数変換回
路の一例は、図2に示されるものである。PSDの一端
にNPNトランジスタ10のコレクタが接続され、トラ
ンジスタ10のエミッタがGND端子に接続され、トラ
ンジスタ10のベースにはGND端子との間にコンデン
サ12が接続され、スイッチ14を介して増幅器16の
出力端子に接続されている。トランジスタ10のコレク
タは増幅器18を経て増幅器16の反転入力端子とNP
Nトランジスタ20のベースに接続されている。増幅器
16の非反転入力端子には基準電圧Vrefが印加され、
トランジスタ20のベース電位が基準電圧Vrefで固定
されている。トランジスタ22,24,26によりカレ
ントミラー回路を構成しており、トランジスタ24のコ
レクタとGND端子間にはダイオード28が接続され、
ダイオード28のアノードからバッファ用増幅器30を
介して出力電圧が取り出されるようになっている。図2
の2組が図1の距離検出装置に含まれる。
路の一例は、図2に示されるものである。PSDの一端
にNPNトランジスタ10のコレクタが接続され、トラ
ンジスタ10のエミッタがGND端子に接続され、トラ
ンジスタ10のベースにはGND端子との間にコンデン
サ12が接続され、スイッチ14を介して増幅器16の
出力端子に接続されている。トランジスタ10のコレク
タは増幅器18を経て増幅器16の反転入力端子とNP
Nトランジスタ20のベースに接続されている。増幅器
16の非反転入力端子には基準電圧Vrefが印加され、
トランジスタ20のベース電位が基準電圧Vrefで固定
されている。トランジスタ22,24,26によりカレ
ントミラー回路を構成しており、トランジスタ24のコ
レクタとGND端子間にはダイオード28が接続され、
ダイオード28のアノードからバッファ用増幅器30を
介して出力電圧が取り出されるようになっている。図2
の2組が図1の距離検出装置に含まれる。
【0004】図1と図2の距離検出装置の動作を説明す
ると、定常状態においてはPSD2からの外来光電流が
I1,I2としてそれぞれのパルス光電流抜取り回路のト
ランジスタ10に流れる。トランジスタ10のコレクタ
電流をI1とすると、ベース電位Vbeは次の式で示され
る電位となる。 Vbe=(kT/q)ln(I1/Is) ここで、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子
の電荷、Isは逆方向飽和電流である。コンデンサ12
にはベース電位Vbeに相当する電荷が蓄積される。
ると、定常状態においてはPSD2からの外来光電流が
I1,I2としてそれぞれのパルス光電流抜取り回路のト
ランジスタ10に流れる。トランジスタ10のコレクタ
電流をI1とすると、ベース電位Vbeは次の式で示され
る電位となる。 Vbe=(kT/q)ln(I1/Is) ここで、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子
の電荷、Isは逆方向飽和電流である。コンデンサ12
にはベース電位Vbeに相当する電荷が蓄積される。
【0005】この状態でスイッチ14を開くと同時に投
光LEDをパルス的に発光させると、そのLEDによる
反射光(パルス光電流)ΔI1が定常的に流れている外
来光電流I1に重畳されるが、トランジスタ10はベー
ス電位Vbeがコンデンサ12によって固定されているた
め、I1以上の電流は流れず、ΔI1はトランジスタ20
のベースに流れ込んで分離される。このΔI1はトラン
ジスタ20によりhfe倍に増幅され、対数変換ダイオー
ド28によって対数圧縮された出力となる。この関係は
次の式で示される。 V1=(kT/q)ln(ΔI1・hfe/Is) ……(1)
光LEDをパルス的に発光させると、そのLEDによる
反射光(パルス光電流)ΔI1が定常的に流れている外
来光電流I1に重畳されるが、トランジスタ10はベー
ス電位Vbeがコンデンサ12によって固定されているた
め、I1以上の電流は流れず、ΔI1はトランジスタ20
のベースに流れ込んで分離される。このΔI1はトラン
ジスタ20によりhfe倍に増幅され、対数変換ダイオー
ド28によって対数圧縮された出力となる。この関係は
次の式で示される。 V1=(kT/q)ln(ΔI1・hfe/Is) ……(1)
【0006】もう 一方のパルス光電流抜取回路と対数
変換回路の出力をV2とすると、 V2=(kT/q)ln(ΔI2・hfe/Is) ……(2) となる。これらの出力V1とV2が差動回路18の差動増
幅器に入力されると、出力Voutは、 Vout=V1−V2 =(kT/q)ln(ΔI1・hfe/ΔI2・hfe) ……(3) となり、信号電流の比が出力Voutとして得られる。な
お、図2では増幅器18によりΔI1(ΔI2)がA倍さ
れるが、説明では簡単のために増幅率Aを省略してい
る。
変換回路の出力をV2とすると、 V2=(kT/q)ln(ΔI2・hfe/Is) ……(2) となる。これらの出力V1とV2が差動回路18の差動増
幅器に入力されると、出力Voutは、 Vout=V1−V2 =(kT/q)ln(ΔI1・hfe/ΔI2・hfe) ……(3) となり、信号電流の比が出力Voutとして得られる。な
お、図2では増幅器18によりΔI1(ΔI2)がA倍さ
れるが、説明では簡単のために増幅率Aを省略してい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】トランジスタ20には
寄生容量があるため、これが回路の立上りに影響を与え
る。そのため定常状態においても電流Ii(以下、アイ
ドル電流という)を流す必要がある。このアイドル電流
Iiを考慮して(3)式を書き換えると、次の(4)式
となる。 Vout=(kT/q)ln{(ΔI1・hfe1+Ii)/(ΔI2・hfe2+Ii)}……(4) Voutは、対数の中が1(ΔI1=ΔI2=0)ときVout
=0となって距離無限遠を表わす。よって、Iiに対し
ΔI×hfeが十分に大きい範囲では(3)式と(4)式
がほぼ同一となるが、hfeが小さい場合にはパルス光電
流がある程度の大きさをもっていたとしても出力は無限
遠側に寄った値になる。したがって、(4)式ではΔI
1,ΔI2,hfe1,hfe2は大きければ大きい程よく、I
iは小さければ小さい程よいことになる。ただし、Iiは
小さすぎるとアイドル電流としての役目を果たさないた
め、小さくするにも限界がある。
寄生容量があるため、これが回路の立上りに影響を与え
る。そのため定常状態においても電流Ii(以下、アイ
ドル電流という)を流す必要がある。このアイドル電流
Iiを考慮して(3)式を書き換えると、次の(4)式
となる。 Vout=(kT/q)ln{(ΔI1・hfe1+Ii)/(ΔI2・hfe2+Ii)}……(4) Voutは、対数の中が1(ΔI1=ΔI2=0)ときVout
=0となって距離無限遠を表わす。よって、Iiに対し
ΔI×hfeが十分に大きい範囲では(3)式と(4)式
がほぼ同一となるが、hfeが小さい場合にはパルス光電
流がある程度の大きさをもっていたとしても出力は無限
遠側に寄った値になる。したがって、(4)式ではΔI
1,ΔI2,hfe1,hfe2は大きければ大きい程よく、I
iは小さければ小さい程よいことになる。ただし、Iiは
小さすぎるとアイドル電流としての役目を果たさないた
め、小さくするにも限界がある。
【0008】本発明の第1の目的は、定常状態でのみ必
要なアイドル電流を測距時にはパルス光電流抜取り用の
トランジスタ20に流さないようにすることにより、距
離測定精度を高めることである。本発明の第2の目的は
hfeやIiに影響されずに対象物までの距離を正確に検
出できるようにすることである。
要なアイドル電流を測距時にはパルス光電流抜取り用の
トランジスタ20に流さないようにすることにより、距
離測定精度を高めることである。本発明の第2の目的は
hfeやIiに影響されずに対象物までの距離を正確に検
出できるようにすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】定常状態でのみ必要なア
イドル電流を測距時にはトランジスタ20に流さないよ
うにするために、本発明方法は、一実施例を示す図3に
示されるように、PSDの電流出力がベースに流れ込む
パルス光電流抜取り用の第1のトランジスタ20のベー
ス電位を一定電位に固定してこの第1のトランジスタ2
0のコレクタに小電流(アイドル電流)Iiを流してお
き、測距時にはこのアイドル電流Iiを他のトランジス
タ32に流すことにより第1のトランジスタ20にはパ
ルス反射光による変動分のみを流し、そのときの第1の
トランジスタ20のコレクタ電流を検出する。
イドル電流を測距時にはトランジスタ20に流さないよ
うにするために、本発明方法は、一実施例を示す図3に
示されるように、PSDの電流出力がベースに流れ込む
パルス光電流抜取り用の第1のトランジスタ20のベー
ス電位を一定電位に固定してこの第1のトランジスタ2
0のコレクタに小電流(アイドル電流)Iiを流してお
き、測距時にはこのアイドル電流Iiを他のトランジス
タ32に流すことにより第1のトランジスタ20にはパ
ルス反射光による変動分のみを流し、そのときの第1の
トランジスタ20のコレクタ電流を検出する。
【0010】本発明方法を実現するために、本発明はパ
ルス光電流抜取り回路の構成として、ベース電位が一定
電位に固定されPSDの電流出力がベースに流れ込むパ
ルス光電流抜取り用の第1のトランジスタ20と、この
第1のトランジスタ20のコレクタ電流を検出する検出
回路22,24,26と、第1のトランジスタ20と並
列で前記検出回路側で相互に接続された第2のトランジ
スタ32と、第2のトランジスタ32のベースに接続さ
れ、定常時に第2のトランジスタ32をオフとする電位
に接続し、測距時に開となるスイッチ36及び、定常時
に開、測距時に第1のトランジスタ20のベースと同一
電位に接続するスイッチ34を含むスイッチ回路とを備
えている。
ルス光電流抜取り回路の構成として、ベース電位が一定
電位に固定されPSDの電流出力がベースに流れ込むパ
ルス光電流抜取り用の第1のトランジスタ20と、この
第1のトランジスタ20のコレクタ電流を検出する検出
回路22,24,26と、第1のトランジスタ20と並
列で前記検出回路側で相互に接続された第2のトランジ
スタ32と、第2のトランジスタ32のベースに接続さ
れ、定常時に第2のトランジスタ32をオフとする電位
に接続し、測距時に開となるスイッチ36及び、定常時
に開、測距時に第1のトランジスタ20のベースと同一
電位に接続するスイッチ34を含むスイッチ回路とを備
えている。
【0011】hfeやIiに影響されずに対象物までの距
離を正確に検出できるようにするために、本発明は、一
実施例を示す図4に示されるように、対数変換回路の構
成として、パルス光電流抜取り回路で抜き取られたパル
ス光電流を電圧に変換する抵抗回路40と、その電圧v
oを入力し、増幅する演算増幅器を含む増幅回路44,
46,48,50,52と、この増幅された電圧を対数
値に変換する変換回路56,58とを含んでいる。
離を正確に検出できるようにするために、本発明は、一
実施例を示す図4に示されるように、対数変換回路の構
成として、パルス光電流抜取り回路で抜き取られたパル
ス光電流を電圧に変換する抵抗回路40と、その電圧v
oを入力し、増幅する演算増幅器を含む増幅回路44,
46,48,50,52と、この増幅された電圧を対数
値に変換する変換回路56,58とを含んでいる。
【0012】
【実施例】図3は第1の実施例を表わす。この回路は図
1に示される距離検出装置の2組のパルス光電流抜取回
路と対数変換回路の組のうちの一方を示すものであり、
いずれの組も同じ構成である。図2と同一部分には同一
の符号を用いる。PSDの一端にNPNトランジスタ1
0のコレクタが接続され、トランジスタ10のエミッタ
がGND端子に接続され、トランジスタ10のベースに
はGND端子との間にコンデンサ12が接続され、スイ
ッチ14を介して増幅器16の出力端子に接続されてい
る。トランジスタ10のコレクタは増幅器18を経て増
幅器16の反転入力端子とパルス光電流抜取り用のNP
Nトランジスタ20のベースに接続されている。増幅器
16の非反転入力端子には基準電圧Vrefが印加され、
トランジスタ20のベース電位が基準電圧Vrefで固定
されている。トランジスタ22,24,26によりカレ
ントミラー回路を構成しており、トランジスタ24のコ
レクタとGND端子間にはダイオード28が接続され、
ダイオード28のアノードからバッファ用増幅器30を
介して出力電圧が取り出されるようになっている。
1に示される距離検出装置の2組のパルス光電流抜取回
路と対数変換回路の組のうちの一方を示すものであり、
いずれの組も同じ構成である。図2と同一部分には同一
の符号を用いる。PSDの一端にNPNトランジスタ1
0のコレクタが接続され、トランジスタ10のエミッタ
がGND端子に接続され、トランジスタ10のベースに
はGND端子との間にコンデンサ12が接続され、スイ
ッチ14を介して増幅器16の出力端子に接続されてい
る。トランジスタ10のコレクタは増幅器18を経て増
幅器16の反転入力端子とパルス光電流抜取り用のNP
Nトランジスタ20のベースに接続されている。増幅器
16の非反転入力端子には基準電圧Vrefが印加され、
トランジスタ20のベース電位が基準電圧Vrefで固定
されている。トランジスタ22,24,26によりカレ
ントミラー回路を構成しており、トランジスタ24のコ
レクタとGND端子間にはダイオード28が接続され、
ダイオード28のアノードからバッファ用増幅器30を
介して出力電圧が取り出されるようになっている。
【0013】トランジスタ20のコレクタとトランジス
タ22のコレクタとのノードにはNPNトランジスタ3
2のコレクタが接続され、トランジスタ32のエミッタ
がGND端子に接続され、トランジスタ32のベースが
スイッチ34を介して増幅器16の非反転入力端子に接
続され、またトランジスタ32のベースはスイッチ36
を介してGND端子に接続されている。スイッチ14,
34,36は同期して動作し、スイッチ14と36が同
相、スイッチ34が逆相となっている。
タ22のコレクタとのノードにはNPNトランジスタ3
2のコレクタが接続され、トランジスタ32のエミッタ
がGND端子に接続され、トランジスタ32のベースが
スイッチ34を介して増幅器16の非反転入力端子に接
続され、またトランジスタ32のベースはスイッチ36
を介してGND端子に接続されている。スイッチ14,
34,36は同期して動作し、スイッチ14と36が同
相、スイッチ34が逆相となっている。
【0014】次に、図3の実施例の動作について説明す
る。定常状態ではスイッチ14と36が閉じ、スイッチ
34が開いている。この状態の動作は図2の回路の定常
状態と同じであり、トランジスタ20にはアイドル電流
Iiが流れている。測距動作時にはスイッチ14と36
が開き、スイッチ34が閉じる。スイッチ14が開くこ
とによりパルス光電流成分ΔI1が抜き取られ、ΔI1が
トランジスタ20のベースに流入し、そのhfe倍された
値がダイオード28により対数圧縮されて出力電圧V1
として出力される。この状態でトランジスタ32の回路
に注目すると、スイッチ36が開き、それと同期してス
イッチ34が閉じることにより、トランジスタ32のベ
ースが増幅器16の非反転入力端子につながり、基準電
圧Vrefに固定される。つまり、定常状態においては増
幅器16における仮想短絡によってトランジスタ20の
ベース電位がVrefの電位と等しくなっているが、スイ
ッチ34が閉じることによりトランジスタ32のベース
電位もVrefと等しくなり、定常状態のトランジスタ2
0のコレクタ電流(すなわちアイドル電流Ii)と等し
い電流がトランジスタ32の電流となり、トランジスタ
20に流れる電流はΔI×hfeのみの成分となる。
る。定常状態ではスイッチ14と36が閉じ、スイッチ
34が開いている。この状態の動作は図2の回路の定常
状態と同じであり、トランジスタ20にはアイドル電流
Iiが流れている。測距動作時にはスイッチ14と36
が開き、スイッチ34が閉じる。スイッチ14が開くこ
とによりパルス光電流成分ΔI1が抜き取られ、ΔI1が
トランジスタ20のベースに流入し、そのhfe倍された
値がダイオード28により対数圧縮されて出力電圧V1
として出力される。この状態でトランジスタ32の回路
に注目すると、スイッチ36が開き、それと同期してス
イッチ34が閉じることにより、トランジスタ32のベ
ースが増幅器16の非反転入力端子につながり、基準電
圧Vrefに固定される。つまり、定常状態においては増
幅器16における仮想短絡によってトランジスタ20の
ベース電位がVrefの電位と等しくなっているが、スイ
ッチ34が閉じることによりトランジスタ32のベース
電位もVrefと等しくなり、定常状態のトランジスタ2
0のコレクタ電流(すなわちアイドル電流Ii)と等し
い電流がトランジスタ32の電流となり、トランジスタ
20に流れる電流はΔI×hfeのみの成分となる。
【0015】図3の回路では、入力パルス光電流ΔI1
と出力電圧Voutの関係式は、(4)式にトランジスタ
32での関係式を追加することにより、 Vout =(kT/q)ln{(ΔI1・hfe1+Ii−Ii)/(ΔI2・hfe2+Ii−Ii)} =(kT/q)ln(ΔI1・hfe1)/(ΔI2・hfe2) ……(5) となる。つまり、アイドル電流Iiをキャンセルでき、
測距出力の誤差を低減することができる。
と出力電圧Voutの関係式は、(4)式にトランジスタ
32での関係式を追加することにより、 Vout =(kT/q)ln{(ΔI1・hfe1+Ii−Ii)/(ΔI2・hfe2+Ii−Ii)} =(kT/q)ln(ΔI1・hfe1)/(ΔI2・hfe2) ……(5) となる。つまり、アイドル電流Iiをキャンセルでき、
測距出力の誤差を低減することができる。
【0016】図4はトランジスタのhfeとアイドル電流
Iiの影響を受けない対数変換回路の一実施例であり、
図1中の対数変換回路6a,6bとして用いられるもの
である。図4では、パルス光電流抜取回路から抵抗40
を経て定電流源42に一定電流Iが流されている。抵抗
40の両端はそれぞれ抵抗値がR1の抵抗44,46を
経て差動増幅器48のそれぞれの入力端子に接続されて
いる。差動増幅器48の非反転入力端子には抵抗値R2
の抵抗50を介して基準電圧Vrefが印加され、差動増
幅器48の反転入力端子は抵抗値R2の抵抗52によっ
て出力A点と接続されている。差動増幅器48の出力端
子は抵抗値R3の抵抗54を介して対数圧縮増幅器56
の反転入力端子に接続され、増幅器56の非反転入力端
子には基準電圧Vrefが印加されている。増幅器56の
反転入力端子と出力端子の間には対数変換するためにト
ランジスタ58が接続され、トランジスタ58のベース
がGND端子に接続されている。
Iiの影響を受けない対数変換回路の一実施例であり、
図1中の対数変換回路6a,6bとして用いられるもの
である。図4では、パルス光電流抜取回路から抵抗40
を経て定電流源42に一定電流Iが流されている。抵抗
40の両端はそれぞれ抵抗値がR1の抵抗44,46を
経て差動増幅器48のそれぞれの入力端子に接続されて
いる。差動増幅器48の非反転入力端子には抵抗値R2
の抵抗50を介して基準電圧Vrefが印加され、差動増
幅器48の反転入力端子は抵抗値R2の抵抗52によっ
て出力A点と接続されている。差動増幅器48の出力端
子は抵抗値R3の抵抗54を介して対数圧縮増幅器56
の反転入力端子に接続され、増幅器56の非反転入力端
子には基準電圧Vrefが印加されている。増幅器56の
反転入力端子と出力端子の間には対数変換するためにト
ランジスタ58が接続され、トランジスタ58のベース
がGND端子に接続されている。
【0017】次に、図4の実施例の動作について説明す
る。抵抗値rの抵抗40には定電流Iが流されることに
より、抵抗40の両端間にはr・Iの電位差v0が発生
する。このv0は差動増幅器48の差動増幅により、 Va=Vref−(R2/R1)v0 ……(6) となる。この出力電圧Vaは、増幅器56により対数圧
縮され、次の(7)式で表わされる。 Vout=Vref−(kT/q)ln(Il/Is) =Vref−(kT/q)ln(Va/Is・R3) ……(7) (7)式に(6)式を代入すると、出力電圧Voutは Vout=Vref−(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v0)/Is・R3} (8) で表わされる。ここで、VoutがVout1からVout2にΔ
Voutだけ変化したとすると、 ΔVout=Vout2−Vout1 =[Vref−(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v02)/Is・R3}] −[Vref−(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v01)/Is・R3}] =(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v01)/Is・R3} −(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v02)/Is・R3} =(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v01)/(Vref−(R2/R1)v02)} ……(9) となる。(9)式ではトランジスタの特性に影響される
項目が全てキャンセルされており、遠距離測距や反射光
強度が低い場合でもより正確な測距動作を行なうことが
できる。
る。抵抗値rの抵抗40には定電流Iが流されることに
より、抵抗40の両端間にはr・Iの電位差v0が発生
する。このv0は差動増幅器48の差動増幅により、 Va=Vref−(R2/R1)v0 ……(6) となる。この出力電圧Vaは、増幅器56により対数圧
縮され、次の(7)式で表わされる。 Vout=Vref−(kT/q)ln(Il/Is) =Vref−(kT/q)ln(Va/Is・R3) ……(7) (7)式に(6)式を代入すると、出力電圧Voutは Vout=Vref−(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v0)/Is・R3} (8) で表わされる。ここで、VoutがVout1からVout2にΔ
Voutだけ変化したとすると、 ΔVout=Vout2−Vout1 =[Vref−(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v02)/Is・R3}] −[Vref−(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v01)/Is・R3}] =(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v01)/Is・R3} −(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v02)/Is・R3} =(kT/q)ln{(Vref−(R2/R1)v01)/(Vref−(R2/R1)v02)} ……(9) となる。(9)式ではトランジスタの特性に影響される
項目が全てキャンセルされており、遠距離測距や反射光
強度が低い場合でもより正確な測距動作を行なうことが
できる。
【0018】
【発明の効果】本発明ではPSDの電流出力がベースに
流れ込むパルス光電流抜取り用のトランジスタのベース
電位を一定電位に固定してこのトランジスタのコレクタ
にアイドル電流を流しておき、測距時にはこのアイドル
電流を他のトランジスタに流すことによりパルス光電流
抜取り用トランジスタにはパルス反射光による変動分の
みを流し、そのときのパルス光電流抜取り用トランジス
タのコレクタ電流を検出するようにしたので、対数変換
回路におけるアイドル電流の影響をなくして正確な測距
動作を行なわせることができる。本発明ではさらに、対
数変換回路の構成として、パルス光電流抜取り回路で抜
き取られたパルス光電流を抵抗回路で電圧に変換し、そ
の電圧を演算増幅器を含む増幅回路で増幅し、この増幅
された電圧を対数値に変換するようにしたので、対数変
換回路におけるトランジスタのhfeの影響も排除してよ
り正確な測距動作を行なわせることができる。
流れ込むパルス光電流抜取り用のトランジスタのベース
電位を一定電位に固定してこのトランジスタのコレクタ
にアイドル電流を流しておき、測距時にはこのアイドル
電流を他のトランジスタに流すことによりパルス光電流
抜取り用トランジスタにはパルス反射光による変動分の
みを流し、そのときのパルス光電流抜取り用トランジス
タのコレクタ電流を検出するようにしたので、対数変換
回路におけるアイドル電流の影響をなくして正確な測距
動作を行なわせることができる。本発明ではさらに、対
数変換回路の構成として、パルス光電流抜取り回路で抜
き取られたパルス光電流を抵抗回路で電圧に変換し、そ
の電圧を演算増幅器を含む増幅回路で増幅し、この増幅
された電圧を対数値に変換するようにしたので、対数変
換回路におけるトランジスタのhfeの影響も排除してよ
り正確な測距動作を行なわせることができる。
【図1】本発明が対象とする距離検出装置を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図2】従来のパルス光電流抜取回路と対数変換回路を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図3】第1の実施例におけるパルス光電流抜取回路と
対数変換回路を示す回路図である。
対数変換回路を示す回路図である。
【図4】第2の実施例における対数変換回路を示す回路
図である。
図である。
2 PSD 4a,4b パルス光電流抜取回路 6a,6b 対数変換回路 8 差動回路 20 第1のトランジスタ 32 第2のトランジスタ 34,36 スイッチ 40 抵抗 48,56 演算増幅器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/06 G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95 G01B 11/00
Claims (3)
- 【請求項1】 測距対象からのパルス反射光が結像され
る個所に設けられ、結像位置に対応した第1及び第2の
電流を出力する半導体光位置検出器と、この半導体光位
置検出器の各電流出力を受け、前記パルス反射光による
その電流出力の変動分を抜き取る一対のパルス光電流抜
取り回路と、これらの抜き取られたパルス光電流を対数
変換する一対の対数変換回路と、対数変換された両電圧
出力の変動分の差を求めて距離検出信号を得る差動回路
とを備えた距離検出装置において、前記パルス光電流抜
取り回路は、ベース電位が一定電位に固定され前記半導
体光位置検出器の電流出力がベースに流れ込むパルス光
電流抜取り用の第1のトランジスタと、この第1のトラ
ンジスタのコレクタ電流を検出する検出回路と、第1の
トランジスタと並列で前記検出回路側で相互に接続され
た第2のトランジスタと、第2のトランジスタのベース
に接続され、定常時に第2のトランジスタをオフとする
電位に接続し、測距時に開となるスイッチ、及び定常時
に開、測距時に第1のトランジスタのベースと同一電位
に接続するスイッチを含むスイッチ回路とを備えている
ことを特徴とする距離検出装置。 - 【請求項2】 測距対象からのパルス反射光が結像され
る個所に半導体光位置検出器を設け、その半導体光位置
検出器から結像位置に対応して第1及び第2の電流を取
り出し、その各電流出力から前記パルス反射光による変
動分を抜き取り、これらの抜き取ったパルス光電流を対
数変換した後に両電圧出力の変動分の差を求めて距離検
出信号を得る距離検出方法において、前記半導体光位置
検出器の電流出力からパルス反射光による変動分を抜き
取るために、前記半導体光位置検出器の電流出力がベー
スに流れ込む第1のトランジスタのベース電位を一定電
位に固定してこの第1のトランジスタのコレクタに小電
流を流しておき、測距時にはこの小電流を他のトランジ
スタに流すことにより第1のトランジスタにはパルス反
射光による変動分のみを流し、そのときの第1のトラン
ジスタのコレクタ電流を検出する距離検出方法。 - 【請求項3】 測距対象からのパルス反射光が結像され
る個所に設けられ、結像位置に対応した第1及び第2の
電流を出力する半導体光位置検出器と、この半導体光位
置検出器の各電流出力を受け、前記パルス反射光による
その電流出力の変動分を抜き取る一対のパルス光電流抜
取り回路と、これらの抜き取られたパルス光電流を対数
変換する一対の対数変換回路と、対数変換された両電圧
出力の変動分の差を求めて距離検出信号を得る差動回路
とを備えた距離検出装置において、前記対数変換回路
は、前記パルス光電流抜取り回路で抜き取られたパルス
光電流を電圧に変換する抵抗回路と、その電圧を入力
し、増幅する演算増幅器を含む増幅回路と、この増幅さ
れた電圧を対数値に変換する変換回路とを含んでいるこ
とを特徴とする距離検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04034563A JP3093415B2 (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 距離検出装置と距離検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04034563A JP3093415B2 (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 距離検出装置と距離検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05203731A JPH05203731A (ja) | 1993-08-10 |
JP3093415B2 true JP3093415B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=12417787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04034563A Expired - Fee Related JP3093415B2 (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 距離検出装置と距離検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3093415B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104390654A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-04 | 奇瑞商用车(安徽)有限公司 | 一种车用测速测距仪 |
-
1992
- 1992-01-24 JP JP04034563A patent/JP3093415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05203731A (ja) | 1993-08-10 |
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