JPH01142410A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ＡＦカメラなどに用いられ被測距物体から
反射される信号光を受けて被測距物体までの距離を測定
する測距装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図はこの種の測距装置の従来例における受光機構を
示す概略図であり、図において１はＬＥＤなどからなる
発光素子、２は上記発光素子１から投光されるパルス状
の信号光を集光して被測距物体３ａまたは３ｂに照射す
る投光側の集光レンズ、４はＳ　Ｐ　Ｄ　（Ｓｉｌｉｃ
ｏｎ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）などからなる光検出器
、５は被測距物体３ａまたは３ｂから反射される信号光
を集光して光検出器４の受光面に入射する受光側の集光
レンズである。

第５図は上記光検出器４を受光面側から見た平面図であ
り、カソードとなるｎ型の半導体基板４Ｃと、この半導
体基板４Ｃの一重部に形成されカソードとなるｐ型の２
つの半導体１１４ａ、４ｂとからなり、半導体基板４Ｃ
と一方の半導体層４ａとの組合せにより第１の受光素子
６ａが、また半導体基板４Ｃと他方の半導体層４ｂとの
組合せにより第２の受光素子６ｂがそれぞれ構成される
。

各々の受光素子６ａ、６ｂはカソードであるそれぞれの
半導体層４ａ、４ｂの表面を受光面８ａ。

８ｂとして持っている。そして、これら一対の受光素子
６ａ、６ｂはともに直角三角形の形状をしており、互い
の受光面８ａ、８ｂが、長方形区画をひとつの対角線に
沿った境界線りで２分割したような形に配置されている
。なお、第４図の光検出器４は、第５図における光検出
器４のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図を示したものである。

第６図はこの測距装置の信号処理段を示す回路図であり
、第１の受光素子６ａにより供給される光起電流を電圧
出力に変換する第１のＩ／Ｖ変換回路９ａと、第２の受
光素子６ｂにより供給される光起電流を電圧出力に変換
する第２のＩ／Ｖ変挽回路９ｂと、これらのＩ／Ｖ変換
器９ａ、９ｂの各次段に設けられなバッフ１アンプ１ａ
、１０ｂと、抵抗１１〜１４．演算増幅器１５．基準電
圧用バッテリ１６．出力端子１７などからなる差動アン
プ１８とで構成されている。

第７図は上記した各１／Ｖ変換回路９ａ、９ｂの概略の
構成を示す回路で、その具体的構成にっいては特開昭６
２−１４０７６号公報に開示されるものと同一であり、
対応する受光素子６ａまたは６ｂより供給される光起電
流を低周波減衰用コンデンサ１９を介してＩ／Ｖ変換器
２０に入力し、入力電流ａｔに応じたレベルの電圧出力
Ｖを得るように構成されている。

従来の測距装置は上記のように構成され、第４図におい
て基準となる距離（基準電ｌ１１）にある被測距物体３
ａから反射された信号光へが集光レンズ５を介して光検
出器４に入射されるとき、その信号光Ａは第４図および
第５図に示すように光検出器４の受光面の中心位置Ｐに
結像するような部材配置とされている。なお、この明細
書では、このように基準距離に対応してあらかじめ設定
された受光面全体上の受光位置の中心を「基準受光位置
」と呼ぶ。これによりこの場合には２つの受光素子６ａ
、６ｂの受光向が同量となり、これらの光起電流は等し
くなる。そのため２つのＩ／Ｖ変換器９ａ、９ｂより差
動アンプ１８に伝えられる各電圧出力も等しくなり、差
動アンプ１８の出力端子１７には差電圧は生じない。

一方、第４図において上記した基準距離より近距離側に
ある被測距物体３ｂから反射された信号光Ｂが集光レン
ズ５を介して光検出器４に入力される場合には、その信
号光Ｂの結像位置は第４図および第５図に示すように光
検出器４の受光面の基準位置Ｐより右側に移動距離ｒだ
け偏る。このため第１の受光素子６ａの受光量が第２の
受光素子６ｂより上記移動距離ｒに応じた分だけ多くな
り、それに伴って第１のＩ／Ｖ変換器９ａの電圧出力の
レベルも第２のＩ／Ｖ変換器９ｂより高くなって、その
電圧出力の差が差動アンプ１８の出力端子１７にあられ
れる。すなわち、差動アンプ１８によって得られる差電
圧は光検出器４の受光面での信号光Ｂの移動距離ｒに対
応した値であり、またその移動距離ｒは被測距物体３ｂ
の距離に対応した値であるので、差動アンプ１８により
得られる差電圧から被測距物体３ｂの距離が検出される
ことになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の測距装置は上記のように構成されており、例えば
ＡＦカメラなどに組み込んだ場合にその機能が正常に働
くためには、光検出器４の組込位置は基準距離の被測距
物体３ａから反射される信号光Ａが光検出器４の受光面
の基準受光位置Ｐに正しく結像するように、光検出器４
の位置を調整しておく必要がある。これは、たとえば、
出力端子１７からの出力電圧をモニターしながら、第５
図の光検出器支持枠３０（図中には１部分のみが示され
ている。）に螺合された支持ネジ３１８．３１ｂを操作
し、光検出器４を第５図の上下左右に動かして、出力電
圧がゼロとなる位置を捜すことによって行なわれる。

ところが、例えば左右方向について位置調整を行った場
合、信号光の結像位置が基準受光位置Ｐから第５図の上
下方向に偏って第５図に符号Ｃで示す位置にあると、第
１の受光素子６ａと第２の受光素子６ｂの受光量に差が
生じないことになり、実際には正しい位置調整は行なわ
れていないにもかかわらず、差動アンプ１８の出力をモ
ニターするだけでは正しく位置調整ができたものと誤っ
てしまうという問題点があった。

また、このような誤りを防ぐために、光検出器４の受光
面上の信号光の結像位置を目で確かめながら、差動アン
プ１８の出力をモニターして位置調整を行うことも試み
られているが、この場合には位置調整のために特別の装
置が必要で、調整に時間がかかり光学系の誤差の影響も
受けるという問題点があった。

この発明は、このような問題点を解消するためになされ
たもので、受光部の位置調整を精度よく簡単に行うこと
のできる測距装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る測距装置は、互いの受光面が境界を接し
て２分されるように配置され被測距物体から反射される
信号光を受ける光検出器の一対の受光部のそれぞれが、
それら一対の受光面の全体において設定されている所定
の基準受光位置またはその近傍を通る線分でさらに細分
割され、前記細分割で得られる各分割受光面からのそれ
ぞれの受光出力の組合せによって、測距出力と、前記受
光部の位置調整用出力とを得るようにしている。

〔作用〕

この発明においては、基準距離から反射される信号光が
基準受光位置に結像するように受光部を位置調整する場
合に、複数の分割受光面からの受光出力の組合せによっ
て得られる位置調整用出力をモニターしながら受光器の
上下および左右の位置調整を簡単に行うことができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明による測距装置の受光部である光検出
器４０を受光面側より見た平面図であり、一対の受光面
８０ａ、８０ｂが斜めの境界線してまず２分された形に
配置されていることは従来の測距装置の場合と同じであ
る。しかしながら、この実施例の光検出器４０では、第
５図の従来の光検出器４と異なり、各受光面８０ａ、８
０ｂのそれぞれがさらに２つずつの分割受光面８０ａ１
゜８０ａ　：８０ｂ　、８０ｂ２へと細分割されている
。この実施例での細分割は、基準受光位置（図示例では
受光面の全体の中心位＠）Ｐを通り、かつ第１図の上下
方向に伸びる境界線Ｌ１によってなされている。これら
の分割受光面８０ａ１〜８０ｂ２は、ｎ型の半導体基板
（カソード）４０Ｃの一生面上に形成されたＰ型の半導
体層（アノード）４０ａ１〜４０ｂ２の表面となってい
る。

そして、半導体基板４０ｃと各半導体層４０ａ１〜４０
ｂ２とのそれぞれの組合せにより、４個の単位受光素子
６０ａ　　〜６０ｂ２がそれぞれ形成されている。第１
図かられかるように、分割受光面８０ａ　　〜８０ｂ２
の配置は、基準受光位置Ｐに関して点対称となっている
。

受光部に続く信号処理段は第６図に示した従来の測距装
置の場合とほぼ同様であるが、この実施例の測距装置の
場合、第６図における第１の■／■変換器９ａに相当す
る第２図のＩ／Ｖ変換器９０ａにおいて、第１の受光面
８０ａに対応する２つの単位受光素子６０ａ　　、６０
ａ２が並列に接続され、これらの光起電流の総和つまり
受光面８０ａ全体の受光量に相当する光起電流をＩ／Ｖ
変換回路２０に供給するように構成されている。同様に
して、第６図における第２のＩ／Ｖ変換器９ｂに相当す
るＩ／Ｖ変換器９０ｂでは、第２の受光面８０ｂに対応
する２つの単位受光素子６ｏｂ１．６０ｂ２が並列に接
続され、これにより受光面８０ｂ全体の受光量に相当す
る光起電流をそのＩ／Ｖ変挽回路２０に供給するように
構成されている。

上記のように構成された測距装置の実際の使用時の動作
は従来装置の場合と同様であり、受光面８０ａと受光面
８０ｂの受光量の差つまり分割受光面８０ａ　　〜８０
ｂ２の受光出力の第１の組合せに基いて得られる測距出
力によって被測距物体までの距離が検出される。

そして、この測距装置の場合の光検出器４０の位置調整
つまり基準距離の被測距物体から反射される信号光が全
体の受光面の中心位置すなわちこの実施例における基準
受光位置Ｐに結像するように位置合せする手順は以下の
ようにして行われる。

先ず第１図において上下方向に隣接する分割受光面８０
ａ　　、８０ｂ２を１組として、これらに対応する単位
受光素子６０ａ　　、６０ｂ２を第１のＩ／Ｖ変換器９
０ａ側に接続する一方（受光素子６０ａ１については使
用時の接続状態と同じ）、残りの細分割受光部８０ａ　
　、８０ｂ１に対応する単位受光素子６０ａ　　、６０
ｂ１を別の１組として、これらを第２のＩ／Ｖ変換器９
０ｂ側に接続する（受光素子６０ｂ１については使用時
の接続状態と同じ）。以上のような受光出力の組合せ状
態（第２の組合せ〉で、第６図に示した差動アンプ１８
の出力端子１７にあられれる差電圧をモニターしながら
光検出器４０を左右に移動させる。

このとき、差動アンプ１８は光検出器４０の右半部の受
光部８０ａ　　、８０ｂ２の受光量の和ＱＲど、左半部
の受光面８０ａ　　、８０ｂ１の受光ｍｆ７）和Ｑ、と
の差（ＱＲ−Ｑ、）を検出することになるので、差電圧
がＯとなるところで、光検出器４０の位置を固定すれば
、左右方向についての位置調整を行ったことになる。

つぎに、単位受光素子６０ａ１〜６０ｂ２を実際の測距
使用時の接続状態、つまり斜め方向に隣接する１組の単
位受光素子６０ａ　　、６０ａ２を第１のＩ／Ｖ変換器
９０ａに、残りの１組の単位受光素子６０ｂ　　、６０
ｂ、、を第２のＩ／Ｖ変換器９０ｂに接続し直した状態
（第１の組合せ）で、第６図の差動アンプ１８の出力端
子１７にあられれる差電圧をモニターしながら光検出器
４０を第１図の上下に移動させる。このとき、差動アン
プ１８は光検出器４０の受光面８０ａと受光面８０ｂの
受光量の差を検出することになるので、差電圧が零とな
るところで光検出器４０を固定すると、上下方向につい
ての位置調整を行ったことになる。

なお、図示していないが、光検出器４０の移動は、第５
図と同様の機構で行なえばよい。

このようにして、各分割受光面８０ａ１〜８０ｂ２の受
光出力の第１と第２の組合せに基いて位置調整用出力を
得ることにより、検出器４０の受光面に結像する信号光
を目で確かめることなく、差動アンプ１８の出力をモニ
ターするだけで位置調整を用意かつ正確に行なうことが
できる。上記の説明かられかるように、第１と第２の組
合せは互いに異なった組合せである。

第３図は光検出器４０の受光面８０ａ、８０ｂの分割構
成の他の実施態様を示したもので、受光面８０ａは全体
の受光面の中心位置（基準受光位置）Ｐを通る縦方向の
境界線Ｌ１と、基準受光位置の近傍を通る横方向の境界
線Ｌ２１とによって細分割された３つの分割受光面８０
ａ　　、８０ａ４゜８０ａ５により構成され、また受光
面８０ｂは同様にして境界線Ｌ　、Ｌ２２で細分割して
得られる３つの分割受光面８０ｂ　　、８０ｂ４．８０
ｂ５により構成されている。これらの分割受光面８０ａ
３〜８０ａ５，８０ｂ３〜８０ｂ５の配置は、やはり基
準受光位＠Ｐに関して点対称となっている。

そして、実際の使用時には、分割受光面８０ａ３　、ｓ
ｏａ　　、８０ａ５に対応する各受光素子は第１のＩ／
Ｖ変換器９０ａに接続され、分割受光面８０ｂ　　、８
０ｂ　　、８０ｂ５に対応する名優光素子は第２のＩ／
Ｖ変換器９０ｂに接続される（第２の実施例での第１の
組合せ）。一方、光検出器４０の位置調整においては、
右下の分割受光面８０ａ４と左上の分割受光面８０ｂ４
を選び、一方の分割受光面８０ａ４に対応する受光素子
を第１のＩ／Ｖ変換器９０ａに、他方の分割受光面８０
ｂ４に対応する受光素子を第２のＩ／Ｖ変換器９０ｂに
それぞれ接続することにより、分割受光面８０ａ４と分
割受光面８０ｂ４の受光量の差から光検出器４０の上下
と左右の位置調整をともに行うことができる（第２の実
施例での第２の組合せ）。

なお、上記実施例では光検出器４０に設けられる一対の
受光部の受光面８０ａ、８０ｂが斜めに２分される場合
について説明したが、この発明はこれに限定されない。

たとえば、一対の受光面が左右に２分される場合につい
ては、基準受光位置またはその近傍を通る縦方向の境界
線によってさらに横に細分割して全体を４つの分割受光
面に分けることにより、上下と左右の位置調整を同様に
して行うことができる。

また、基準受光位置Ｐは通常、全受光面の中心に設定さ
れているが、完全な中心以外に基準受光位置Ｐが設定さ
れているような受光器にもこの発明は適用できる。また
、第３因の例に示したように、境界線Ｌ　　、Ｌ　　が
基準受光位置Ｐの真上を通ることは必須ではない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、一対の受光部のそれぞ
れを、基準受光位置を通る境界線でさらに細分割された
各分割受光面の出力の組合せによって測距出力や位置調
整用出力を得るようにしているため、受光部の位置調整
を精度よく簡単に行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による測距装置の一実施例に用いられ
る光検出器を示す平面図、第２図はその測距装置のＩ／
Ｖ変換器の構成を示す回路図、第３図はこの発明の他の
実施例の光検出器を示す平面図、第４図は従来の測距装
置の受光機構を示す概略図、第５図はその光検出器を示
す平面図、第６図はその信号処理段の構成を示す回路図
、第７図はそのＩ／Ｖ変換器の概略構成を示す回路図で
ある。 図において、４．４０は光検出器、８０ａ１゜８０ａ　
、８０ｂ　、８０ｂ２は分割受光面ｔ−ア２す る。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いの受光面が境界を接して２分される一対の受
   光部からなる光検出器により被測距物体から反射される
   信号光を受け、それら一対の受光部の受光量の差から被
   測距物体までの距離を測定するようにした測距装置にお
   いて、 前記各受光部が、前記受光面の全体において設定されて
   いる所定の基準受光位置またはその近傍を通る線分でさ
   らに細分割され、前記細分割によつて得られた各分割受
   光面のそれぞれからの受光出力の組合せによつて、測距
   出力と前記受光器の位置調整用出力とを得ることを特徴
   とする測距装置。