JPS59160108A - 光半導***置検出素子の信号処理回路 - 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、光半導***１を検出素子（以下ＰＳＤと称す
）を用いた光位置検出装置１ｔに閃するものであり、さ
らに詳しくＧゴＰＳＤの信号処理回路に［：５％ｉする
ものである。

従来、三角側＋１法による距籐測定装＠ｊ　［こけオ桂
）々の提案がなされてきた。飼えば距ｆｐ、ｆ　；ｉｌ
ｌｌ装定の受光素子と投光素子を基線長に隔てて設ｂ’
、　Ｌ／、受光素子あるいは投光素子のどちらかを被写
体に対して至近距離方向から無限遠方向に角度を斐えて
走査を行′い、受光量が最大になった時の角度と基線長
から被写体までの距離を測定する方法か知られている。

この距離測定法をカメラのオートフォーカスに応用する
ときには元来カメラは４ノ；２影レンズの距離環を回転
させて合焦を行うものであるので、撮影レンズの距離環
の回転と受光素子あるいは投光素子の走査を連動させ受
光量が最大になるとき撮影レンズの距郊１堀の回転を止
めてやることにより簡単な構成でオートフォーカスシス
テムを実現できる。

しかし上記の方法は投光素子あるいは受光素子を機械、
的に走査させることが必要なため、枦械部品の構成が複
雑になるばかりか、撮影レンズの距痺（１駕の回転と、
受光素子あるいは投光素子の走査を合焦のために厳密に
対応させることは何１しく、精密な機械部品により構成
されなければならず、調整も大変であるという欠点があ
った。

この欠点を・解決するため受光素子の機械的な走査を行
わず、機械的に走査する場所に受光素子を袢数設け、そ
の出力を電気的に走査することにより測距１貴報を得る
方法が提案されている。しかしながらこの方法は測距精
度を向上させるためには、受光素子の数を多くすること
が必要で、コストが高くなりやすく、更に受光素子の出
力を処理する演算回路もきわめて複雑であるという欠点
があったδ そのため投光素子の反射光を半導体装置検出器（以下Ｐ
ＳＤと称す）で受光し、反射光の入射位置情報を半導体
装置検出器の二つの出力の差信号から得、測距情報を得
ることが特開昭５７−４４８０９号公報により提案され
ている。該技術では該差信号を正確に測距距跡に対応さ
せるため外光の影響を減らしＰＳＤの二つの出力の和は
一定にする必要があるので、パルス変調をかけた光を投
光素子から出力し、二つの出力の和信号か一定になるよ
うにＰＡＤの出力が小さい場合には投光素子の出力する
光量が多くなるようフィ−ドバック制御している。

しかし特開昭５７−４４８０９号の提案を距離〜測定装
置に使用する場合においては、投光素子にフィードバッ
ク制御するための複雑な回路が必要となり、さらに被写
体が遠距離の場合や、その反射率が低い時などは投光手
段にフィードバック制御して投光素子の出力を大きくす
るので投光素子での消費電力が大きくなるという欠点が
あった。

そのためＰＳＤの二つの出力の差信号又は一方の信号を
二つの出力の和信号で除算することにより正規化し、被
写体の反射率に依存しない精度の高い測距信号を得る方
式も提案されている。この方式は上述の方法の如くフィ
ードバック制御する必要がないため、上述の方法に比し
て回路構成は簡単になるが、やはり二つの出力の和信号
を算出する必要から、二つの出力それぞれに対し信号処
理しなければならないため回路構成は複雑であり、調整
工程も多いという欠点があった。この欠点を解消するた
めＰＳＤの共通電極（バイアス電極）から和信号を得、
距離信号を正規化する方式も公知（例えば特開昭５７−
１７５９０４号公報）となっているが、この方式には二
つの出力端子のどちらか一つの出力端子と、共通電極に
信号処理回路をそれぞれ設け、距離信号を正規化しなけ
ればならず、やはりなお回路構成は複雑になるという欠
点があった０ 特に２次元のＰＳＤを用いた位置計測装置の場合にはＸ
軸方向、Ｙ軸方向それぞれ二つの出力端子の信号の処理
回路を２組設けなけれ６士ならず、信号処理回路が複雑
になるという欠点番才影響の大きいものである。

本発明はこの点に鑑み一次元のＰ　Ｓ　Ｄの場合番こつ
いて述べるならば、ＰＳＤの二つの端子のうち一方の端
子にスイッチング素子を設けて、こ第１を時系列にオン
・オフさせ他方の出力より本来の二つの端子のどちらも
開放状態でなｌ／）とき番こ出力される信号と二つの端
子から出力される信号の和信号とを時系列的に得ようと
するものであり、二次元の場合も同様の構成を二組設け
、簡単な構成σ〕信号処理回路を提供せんとするもので
ある。

以下図面を用いて本発明を詳述する。第１図むま本発明
の一実施例の梢成図であり、第２図ＧまＰＳＤの原理を
示す回路図である。第１図、第２図Ｇこおいて、１はバ
イアス用電池、２はＰＳＤで、電極Ａ−Ｂを有している
。６はｐ　ｓ　、ｏの受光面である。

１１はオペアンプで負荷回路１２と共に電流−電圧変換
のアンプを構成し、前記ＰＡＤ２の端子Ａからの信号が
入力する。１６は記憶手段と演算手段を含んだ信号処理
回路であり、ＰＳＤの信号を規格化する処理を行う。１
４はスイッチングトランジスタでそのコレクタは前記Ｐ
ＳＤ２のＢ端子に接続されており、エミッタは基準電圧
Ｊ（ＶＣと接続している。１５は定電流回路、１６はス
イッチングトランジスタで、そのコレクタは前り己トラ
ンジスタ１４のベースに接続している。１８は制御１０
１路であり、トランジスター６．１４を躯動することに
よりＰＳＤ２の端子Ｂを時系列に開放にし、処理回路１
６を離動させる制御を行う。

ここで第１図に示す前述したＰＳＤについて説明する。

Ｐ　Ｓ　ｉＪ　２は受光面６に光が入射すると光電流Ｉ
か発生し、電極Ａ、ＢからＩ　＋１　＝■Ｂ なる二つの信号電流■。、■３が出方される。入射光景
が増加すると光電流■も増加する。ＰＳＤの電極Ａ１８
間の距離をＬ１電極Ａから受光点までの距ＫｉＥをＸと
すると受光面６は均一な抵抗体であるので受光点で発生
した光電流工を用いて１　、ＩＢ妊 ■　−Ｉ×−１−１ Ａ　　　　　　　　　Ｌ ■お＝■×士 で表わされ、電極Ａ、Ｂから出力される電流■４、ＩＢ
は受光点の位置の関敵になり、入射光有１が一定で光電
流■が一定であれは、入射光の受光点の位置を知ること
ができ、距隙測定を行うことがでにすると、受光面乙に
入射する光により生成された光電流Ｉ　（−■え＋■Ｂ
）の全てが他の市：極より出力される。

つぎに第２図のように構成される実方缶例の動作につい
て説明する。

今、制御回路１８の出力がＨレベルにあると、スイッチ
ングトランジスタ１６がオンして、定電流回路１５の出
力はこのトランジスタ１６に流れ込む為、スイッチング
トランジスタ１４はオフして、ＰＳＤ２の端子Ｂは開放
状ルーになる。よって前述した如く、ＰＳＤ２の端子Ａ
からは、信号電流■えとｒ（ｉｉｊ子１（か開放状態で
ない太合’１：Ｍ子Ｂがら出力されるべき信号電流■３
も：ｆＧＩ　Ｍして出力どれる。つまり和信号か出力さ
れることになる。この信号は次段のオペアンプ１１と負
荷回路１２　ｃ”　電−一電圧変換され増巾され、更に
信号処理回路１６に於て和信号（ＶＡ＋ＶＢ）としてラ
ッチ記′１かされる。

次に、制御回路１８の出力かＬレベルになると、スイッ
チングトランジスタ１６はオフするので、定電流回路１
５の出力によりスイッチングトランジスタ１４はオンす
る。したがって制御回路１８の出力がトルベルの時とは
異なり、ＰＳＤ２の妬１）子Ａからは信号電流■９のみ
が出力され、ｙｌ“Ａ１千Ｂからの信号′電流■３は、
スイッチングトランジスタ１４を迎して基準電源ＫＶＣ
に流れ込む。伯号写流■カはオペアンプ１１と負荷回路
１２で′鴫流−電圧変換され、増巾されて次段の信号処
理回路１６に送られる。同時に制御回路１８の出力によ
って信号処理回路１６で制御回路１８の出力か）ｌレベ
ルのとき、ラッチされていた和信号（ＶＡ＋ＶＢ）の入
射位協に対応する信号が出力される。

第６図に本発明の他の実施例の構成図を示す。

第６図において第２図と同を動作をする素子については
同じ記号を伺し説明を省ｌｊ？ｉする。本実施例では、
前記スイッチングトランジスタ１４の代りに、Ｐチャン
ネルのエンノ）ンスメント型のＭＯ８〜Ｆ　Ｅ　Ｔ　２
３を用いており、該Δ！１０８−ＦＥＴ２３のソースは
ＰＳＩ）１０の端子Ｂに、ドレインは基準電圧Ｋ　Ｖ　
Ｃに接続している。制御回路１８の出力はＨレベルにな
っていると、反転回路２０の出力はＬレベルになり、ス
イッチングトランジスタ２１はオフし、ＭＯＳ−ＦＥＴ
２３のゲー）？を圧は基準電圧ＫＶＣに上昇する。よっ
てＭＯＳ−ＦＥＴ２５はオフする。反対に制御回路１８
の出力がＬレベルの時は、反転回路２０の出力はＨレベ
ルになるのでスイッチングトランジスタ２１はオンしＭ
ＯＳ−ＦＥＴ２３のゲートはほぼグランドのレベルに低
下する。よってＭ　ＯＳ　−１”　Ｅ　Ｔ　２３はオン
するものである。次段のＰＳＤ２からの信号電流の処理
のされ方は第１２図で示される本発明の一実施例におけ
る処理のされ方と同じなので説明は省略する。

次により具体的な本発明の第３の実施例を用いて本発明
を詳述する。第４図は本発明第６の実施例の回路図であ
り、第５図、第６１ｍｌは該回路のタイムチャートであ
る。

第４図においてＡは受光部及び信号処理系、Ｂは投光装
置系、Ｃはデジタル制御系である。

Ｃのデジタル制御系において１０１は電源１０２の電源
スィッチ、１０６は基準電圧Ｋ　Ｖ　Ｃの発生回路、抵
抗１０４、コンデンサ１０５け初期リセットハ／Ｌ／ス
ＴＲＰ’ＵＣの発生器を構成する。１０６はインバータ
、１０７は発振器で、デジタル制御系ＣＩ７．１基本ク
ロックを発生するａはＤフリップフロラフ（以下Ｄ−Ｆ
Ｆと称す）１０８１，１．０９、ＩＩＱ、、　１１１．
１１２により構成されるジョンソンカウンタ、１１６は
ＲＳフリップフロップ（以下几５−ＦＦと称す）で′１
１℃源投入時クリア信号を出力する。１１４は初期リセ
ットパルスＴＲＰＵＣを反転しＲ８−ＦＦ１１３のリセ
ット入力端子Ｒに入力させるインバータ、１１５は後述
の動作中断パルス信号ＡＦＳＴＢとＲ８−ＦＦ’１１３
の反転出力端子Ｑの信号とのアンドをとるＡＮＤゲート
で出力は後述のカウンタ１１８のリセット端子に結ばれ
ている。１１６．１１７はジョンソンカウンタＱｑｉＩ
Ｑ を構成するＤ−ＦＦ−十斗４−１特母の出力端子Ｑ１反
転出力端子ＱのナンドをとるＮＡＮＤゲートである。

１１８はカウント入力端子ＩＮ、“リセット端子Ｒ１出
力端子Ｑ６〜Ｑ１ｏを有するバイナリ−カウンタは２ｑ
コ、０５　は２　コそれぞれ分周した信号を０ 出力する端子である。Ｎ−Ａｌ’Ｊ　Ｄゲート１１９は
パイナソーカウンタ１１８の端子Ｑ６の信号と動作完了
信号ＡＦＳＴとのナンドを出力し、ｎ、ｓ−、ｐｐ１２
ｏの入力端子ＳはＮＡＮＤゲー）、１１９の出力に接続
され、入力端子Ｒは動作完了信号ＡＦＳＴが入力し、端
子Ｑに出力される。ＰＳＤ端子開放信号０ＰＥＮはＡＮ
Ｄゲー　ト　１６４　、　ＮＡＮ　Ｄ　　ゲー　ト　１
２２　、　１２５　　Ｒ８−ＦＦ１２７の端子Ｓに入力
している。インバータ１２１はバイナリ−カウンタ１１
８の端子Ｑ７の信号を反転させ、Ｒ８−ＦＦ’１２６の
端子玉に出力している。

ＮＡＮＤゲート１２２はバイナリ−カウンタ１１８の端
子Ｑ８の信号とＲ・Ｓ−４”Ｆｉ２Ｑの端子Ｑの信号と
のナンド出力をＲ８−ＦＦ１２７の端子Ｒに出力してい
る。インバータ１２ろはバイナリ−カウンタ１１８の端
子Ｑ９の信号を反転させＲ８−Ｆｌ！”１２８の端子Ｓ
に出力している。Ｎ　Ａ　Ｎ　Ｄゲート１２４はバイナ
リ−カウンタ１１８の端子Ｑ７の信号とＲ８−ＦＴｉ”
１２７の反転出力端子方の信号とのナンド出力をＩｔ、
　Ｓ　−Ｆ　Ｆ１２９の端子）？・に出力している。Ｎ
ＡＮＤゲート１２５は、バイナリ−カウンタ１１８の端
子Ｑ９の信号と几５−ＦＦ１２０の端子Ｑのナンド出力
をｉ、１．Ｓ　−Ｆ　Ｆ１３０の端子Ｒに出力している
。ＡＮＤゲート１ろ２はＮＡＮＤゲート１１６の信号と
Ｒ，５−ＦＦ１２６の端子Ｑの信号のアンド出力を第１
サンプルホールド信号５ＰＬｉ’として出力し、ＡＮＤ
ゲート１３６はＮＡＮＤゲート１１７の信号と：Ｂ、５
−ＦＦ１２６の端子Ｑ（Ｄ信号のアンド出力を第２サン
プルホールド信号５ＰＬ２として出力する。ＡＮＤゲー
ト１６４はＲ８−ＦＦ１２０と几５−ＦＦ１２７の出力
のアンド出力をＯＲゲート１ろ５の一方の入力端子に出
力している。

ＯＲゲート１６５の他方の入力端子には後述の第１の１
ＲＥＤ消孤信号１ＲＯＦＦ１すなわちＢＳ−Ｆ’Ｆ１２
８の端子Ｑの信号が入力して、そのオア出力は後述の直
流抑圧指示信号ＡＳＷＱＮになる。Ａ、Ｎ　、Ｉ）ゲー
ト１６６は１（、Ｓ−丁゛Ｆ１２９の端子ｃｐ、の信号
と１臂、５−Ｊｉ″Ｆ１６０の端子冑の信号のアンド出
力、後述のＶＡホールド指示信号ＶＡＩ＞Ｎを出力して
いる。、Ｌ（、Ｓ−）Ｆ１６１の端子Ｓにｉ、ｊ　Ｉ’
ＮＡＩＮＦ）、ｒ）ゲート１２５の出力、刻６子Ｒには
パワーアップクリア信＠Ｐ　’Ｕ　Ｃが入力しており、
端子Ｑから第２の（、ＲＥＪＪ消拙信号ｉＲ・ＯＦＦ　
２を出力する。Ａの受光部及びアナログ処理系において
１４１はｐｓＤ１４５の端子Ｂから流れ出す電流をスイ
ッチングするトランジスタで、トランジスタ１４６．１
４４、抵抗１４２から構成されるミラー回路すの出力電
流により駆動される。トランジスタ１４０はインバータ
１６７を介したＰＳＤ端子開放信号０ＰＥＮによりスイ
ッチングされ、トランジスタ１４１のベースに流れ込む
ミラー回路すの出力電流を制御する。１４６はオペアン
プ１４７の帰還回路、１４９はＰチャンネルｆ〜４０８
ＦＥＴで、トランジスタ１５０およびトランジスタ１５
１で６“１ｆ成されるカレントミラー回路ｆ、）ランジ
スタ１５１を流れる電流を制御する。１５２はオペアン
プ１４７の出力が、ある程度以上にならない様に設けら
れたコンパレータで、オペアンプ１４７の出力電圧を非
反転入力端子に基準電圧ＫＶＣを反転入力端子にそれぞ
れ入力している。トランジスタ１５６とトランジスタ１
５４およびトランジスタ１５５もミラー回路ｄを構成し
、トランジスタ１５７はミラー回路ｄのトランジスタ１
５ろ、１５４のエミッタ、ベース間をスイッチングし、
ミラー回路ｄの電流を制御している。抵抗１５９、）ラ
ンジスタ１６０．）ランジスタ１６１はミラー回路ｅを
構成し、トランジスタ１６５はトランジスタ１５７と同
様にミラー酌１路ｅのトランジスタ１６０．１６１のベ
ースエミッタ間をスイッチング１、ミラー回路ｅの出力
電流を制御する。抵抗１６６、トランジスタ１６２、ト
ランジスタ１６４はミラー回路Ｃを構成する。ＮＡＮＤ
ゲート１６８は、直流抑圧指示信号ＡＳＷＯＮとコンパ
レータ１５２のインバータ１７０による反転出力とのナ
ンドを出力する。ＡＮＤゲート１６９は１ば流抑圧指示
信号Ａ　８　’Ｗ　ＯＮとコンパレータ１５２の出力と
のアンド出力をトランジスター５６のベースに入力する
。１７１は直流分阻止コンデンサ、１７５はオペアンプ
で抵抗１７２．１７３．１７４の値によりグ信号５ＰＬ
１、第２のサンプリング信号５ＰＬ２によりそれぞれ駆
動される。後述の発光素子１ＲＥＤの点灼時、５ＰＬ１
はＬレベル、非点灯時ＳＰＬ　２はＬレベルとなる。抵
抗１７８、コンデンサー７９、バッファアンプ１８０か
ら構成される回路と、抵抗１８１、コンデンサ１８２、
バッファアンプ１８ろり から構成される回路は、それぞれビー玄ホールド回路を
構成し、バッファアンプ１８ろの出力は抵抗１８４．１
８５．１８６オペアンブ１８７から成る反転回路に入力
さ−れる。反転回路でオペアンプ１８乙の信号は反転さ
れ、抵抗１８８．１８９．１９０、可変抵抗１９２、オ
ペアンプ１９１により加算される。

オペアンプ１９１の出力端子はコンパレータ１９４の反
転入力端子に接続されており、電源投入時にＲ８−Ｆｌ
”１９７がセットされて、ＡＦ　動作中断信号Ａ　Ｆ　
Ｓ　Ｔを）ｉレベルにしない様、ｌ：１ｓ−ＦＢ”１９
７リセツト入力端子ＳにＬレベルの信号が入力すること
を防ぐ、つまりコンパレータ１９４の出力ヲＨレベルに
するため、可変抵抗１９６で、＝＋７％レータ１９４の
非反転入力端子の入力レベルが決められている。アナロ
グスイッチＡＳ’Ｗ１９５はＶＡボールド信号ＶＡＯＮ
に従いスイッチングを行い、アナログスイッチＡＳＷの
出力信号は抵抗１９６を介して、コンデンサー２００に
ホールドされバッファ２０１を経て規格化された位置信
号ＶＡとして出力される。Ｂの投光装置系において２０
２はｉ　ＲＥＤ　２０３の投光出力を制御するオペアン
プ２０５の出力により制御されるトランジスタである。

オペアンプ２０５のストローブ端子はトランジスタ２１
９のコレクタに接続されている。トランジスタ２１９の
ベースには発光信号１ＲＯＮが抵抗２２１を介して入力
している。すなわち１ＲＯＮがＨレベルすなわち１ＲＯ
ＮがＬレベルのときには、トランジスタ２１９はオフと
なり、ストローブ端子は開放状態であるので、オペアン
プ２０５は信号を出力せず、トランジスタ２０２はオフ
となる。トランジスタ２０９とトランジスタ２１０およ
び近抗２１１で構成されるミラー回路ｇの出力電流はト
ランジスタ２１２がオフのとき、すなわち受光部及び信
号処理系ＡのＲ８−ＦＦ１９７の反転出力端子Ｑから出
力されるＡＦＳＴがＨレベルつまりＰＳＤ　１４５の出
力か所定レベルに達する以前では、トランジスタ２０６
のベースに流れトランジスタ２０６をオンにする。抵抗
２０２とコンデンサー２０８の直列回路は、トランジス
タ２０６でオンオフされる時定回路である。トランジス
タ２１５はＯＲゲート２１８の出力により１す３動され
コンデンサー２０８を放電させる働きをする。

以上の様に構成される実施例の動作について、第５図、
第６図のタイムチャートを用いて説明する。

まず、スイッチ１０１の投入により、電源電池１０２か
ら各回路に電力が供給される。基準電圧発生回路１０６
から基準電圧ＫＶＣが各端子に加えられ、更に抵抗１０
４、コンデンサ１０５、インバータ１０６、による初期
リセットパルスＴＲＰＵＣ信号す によりＤ−ＦＦ’１０８．１０９．１１０が≠４セット
され、同時にＴＲＰＵＣがインバーター１４を介してＲ
８−１ＦＦ１１３をリセットし、その出力ＱがＰＵＣＥ
発生すると共に端子ＱがＨレベルであることより、Ｄ−
ＦＦｉｉｌ、１１２が初期リセットされる。ＰＵＣによ
ってＲ８−ＦＦ１２６．１２８．１６１．１９７がリセ
ットされ又１．Ｒ，５−ＦＦ　１１３の反転出力ＱはＯ
Ｒ。

ゲート１１５を介して、７Ｎイナリーカウンター１１８
をリセットする。同時にＰＵＣがＲ８−ＦＦ１９７のリ
セット端子Ｒに入力することにより、端子ＱすなわちＡ
ＦＳＴがＬレベルになるので、ＮＡＮＤゲート１１９の
出力はＨレベルである。したがってＲ８−、ＦＦ１２０
はセットされず、端子ＱはＬレベルであり、ＰＳＤ端子
開放信号０ＰＥＮはＬレベルになっているので、インバ
ーター３７を介してトランジスター４０はオンし、ミラ
ー回路すの電流はトランジスター４０に流れ、トランジ
スター４１はオフでＰＳＤ１４５の端子Ｂは開放になる
。この結果、ＰＳＤ１４５で発生した光電流この場合に
は周辺光により発生した電流はすべてＰＳＤ　１４５の
端子Ａから流れ出す。

ＰＳＤ　１４５の出力電流は、オペアンプ１４７の反転
入力端子に流れ、フィードバック系１４６により電流−
電圧変換される。オペアンプ１４７の出力は非反転入力
端子の入力電圧ＫＶＣよりも低くなり、コンパレータ１
５２の出力はＬレベルとなる。一方ＰＯＣ信号によりリ
セットされたＲ８−ＦＦ１２８の出力ＱはＨレベルであ
るのでＯＲゲート１６５を通した出力ＡＳＷＯＮはＨレ
ベルであり、それによりＡＮＤゲート１６９の出力、Ｋ
ＡＮＤゲート１６Ｂの出力もともにＬレベルになる。し
たがって、トランジスタ１５６はオンになり、ミラー回
路ｄには電流が流れない。またＮＡＮＤゲート１６８の
出力は、抵抗１６６．１６７を介してトランジスタ１６
５に加えられているので、トランジスタ１６５はオフに
なり、ミラー回路ｅが動作をはじめミラー回路ｅの出力
電流によりコンデンサー１４８を電源電圧■ＣＣに圧ｖ
ｓＧは大きくなり、ドレイン電流が増加し、その電流は
ミラー回路ｆを通して流れる。ミラー回路の働きにより
ＰＳＤ１４５の出力電流はミラー回路ｆに流れ込みはじ
める。コンデンサー１４８の充電が更に進むと更にＰＳ
Ｄ１４５の出力電流はミラー回路ｆに流れ込み、フィー
ドバック系１４６を介してオペアンプ１４７の出力はＫ
ＶＣより上昇し、コンパレータ１５２の出力はＬレベル
からＨレベルに反転する。その結果、ＮＡＮＤゲート１
６８、ＡＮＤゲート１６９の出力は共にＨレベルになり
、トランジスタ１６５がオンするためミラー回路ｅはオ
フする。又、トランジスタ１５６がオフするためミラー
回路ｄは動作をはじめ、出力電流はミラー回路Ｃに流れ
、コンデンサ１４８は放電を始１４５の出力′電流の割
合が下がる。すなわちオペアンプ１４７にはフィードバ
ックがかかる。このの フィードバックＡ結果オペアンプ１４７のフィードバッ
ク系１．４６に流れる電流が零に近づき、ＰＳＤ１４５
の出力電流特に背景光による出力電流によＱ、がＨレベ
ルになると、Ｒ，Ｓ−Ｆ’Ｆ１２８がセットされ出力Ｑ
がＬレベルになり、ＡＳＷＯＮもＬレベルになる。この
結果、ＡＮＤゲート１６９の出力はＬレベル、ＮＡＮＤ
ゲー）　１６８の出力はＨレベルとなり、ミラー回路ｄ
１ｅは動作を停止し、コンデン イサ１４８の充放電が停止し、これ以降はコンデンサー
１４８にラッチ記憶された電圧に対応する一定のオペア
ンプ１４７の出力電流がミラー回路ｆを通して流れる。

この際バイナリ−カウンタ１１８の出力Ｑ９に１）レベ
ルの信号が出力されることにより・Ｒ８−ＦＦ１２８の
出力ＱすなわちＩＲ・０ＦＦ１は、　ｉ−ルベルからＬ
レベルに反転し、１ＲＯＦＢ’１、ｉ　ＲＯ’ＦＦ２は
ともにＬレベルになるので、ＯＲ１ゲート２１８の出力
はＬレベルになりトランジスタ２１５はオフとなる。一
方ＡＦＳＴはＬレベルであるので、抵抗２１３．２１４
を介してトランジスタ２１２はオフとなり、ミラー回路
ｇの出力電流はすべてトランジスタ２０６のベースに流
れ、トランジスタ２０６はオンになる。トランジスタ２
０６がオンすることにより、コンデンサ２０８、が抵抗
′２０７を介して充電され、その端子電圧すなわちオペ
アンプ２０５の非反転入力端子の電圧は基準電圧ＫＶＣ
まで徐々に上昇する。一方、ジョンソンカウンタａの出
力信号１ＲＯＮは第５図に示すようにオンオフを繰り返
しており、トランジスタ２１９は１ＲＯＮに同期しオン
オフして、オペアンプ２０５のストローブ端子を開放状
態、短絡状態にする。

その結果オペアンプ２０５は１ＲＯＮに同期し、１ＲＥ
Ｄも１ＲＯＮに同期した点滅を行う。従ってｊＲＥＤは
一定の周期で点灯しながら、その出力を次第に大きくし
ていくわけである。

この１ＲＥＤの信号光が被写体で反射し、ＰＳＤ１４５
に入射するとＰＳＤ１４５の端子Ｂは０ＰＥＮ信て・ 号により開放状態外あるので、端子Ａから出力された背
景光成分をミラー回路ｆに流し、１ＲＥＤの出力分の割
合の多い信号電流はオペアンプ１４７、フィードバック
系１４６で電流−電圧変換される。

信号電圧はコンデンサ１７１を介してオペアンプ１７５
の非反転入力端子に加えられ、増巾される。

ジョンソンカウンタａの出力から取り出される第５図に
示すＳＰＬ’ｌ、５ＰＬ２によりｉｆｉ、ＥＤの点灼時
および非点灯時のオブアンプ１７５の出力をサンプリン
グし、点灯時の出力を抵抗１７８、コンデンサー７９、
バッファ１８０で非点灯時の出力を抵抗１８１、コンデ
ンサ１８２、バッファ１８３でそレソレホールドし、非
点灯時の出力を更にオペアンプ１８７で反転し、オペア
ンプ１９１で加算され、反転される。

オペアンプ１９１の出力は１ＲＥＤ２０３の投光出力の
増加とともに次第に増加していき、コンパレータ１９４
の反転端子　　　　　　”　に設定したレベルよりも高
くなると、コンパレータ１９４はＨレベルからＬレベル
、に反転し、Ｒ８−ＦＦ１９７はセットされ、端子Ｑに
はＨレベルの信号か出力され、ＡＦＳＴがＬレベルから
Ｈレベルに反転し、コンデンサ１９８、抵抗１９９の微
分回路を介して正のパルスがＡ　Ｆ　Ｓ　’Ｉ’　Ｂと
して出力される。Ａ　Ｆ’　Ｓ　Ｔ　Ｂによリデジタル
制御系ＣのＯＰゲート１１５を介して、バイナリ−カウ
ンター１１８は再びリセットされる。

同時にＡＦＳＴが投光装置系Ｂの抵抗２１ろ、２１４を
介してトランジスタ２１２のベースに入力し、ミラー回
路ｇの出力電流をトランジスタ２１２に流すことにより
、トランジスタ２０６をオフし、コンデンサー２０８の
充電を停止し、オペアンプ２０５の出力を一定にするこ
とにより、１ＲＥＤ２０ろの出力を一定に保つ。

カウンター１１８の再すセット後一定の時間を経過する
とＱ６がＨレベルになり、ＮＡＮＤゲート１１９の一方
の入力端子からＡＦＳＴがＨレベルになっているのでＮ
ＡＮＤゲートの出力はＬレベルになり、Ｒ８−ＦＦ１２
０がセットされ、Ｒ８−ＦＦ１２０の出力ＱはＨレベル
になり、０ＰＥＮ信号はＨレベルになる。０ＰＥＮ信号
がインバータ６７、抵抗１６８．１３９を介してトラン
ジスタ１４０のベースに入力し、トランジスタ１４０は
オフし、ミラー回路すの出力電流はトランジスタ１４１
のベースに流れ、オンになり、ＰＳＤ１４５の出力電流
は端子Ａ、Ｂから流れ出す。それによりＰＳＤ１４５の
出力電流の直流分抑制のためオペアンプ１４７の反転入
力端子側からトランジスタ１５０に流した電流分は、Ｐ
ＳＤの端子Ｂを開放しない時点では、ＰＳＤ１４５の端
子Ａ１端子Ｂに分かれるので、直流分抑制のためオペア
ンプ１４７の反転入力端子側からトランジスタ１５０に
流れる電流分は変えなければならない。０ＰＥＮがＨレ
ベルになるとＡＮＤゲー）３４、ＯＲゲート６５を介し
てＡＳＷＯＮがＨレベルになり、前述の通りコンデンサ
１４８は充放電を繰り返し、ミラー回路ｆの電流とＰＳ
Ｄ　ｉ４５の端子Ｂからトランジスタ１５０に流れる電
流は等しくなり、カウンター１１８の再すセット後一定
時間経過した後端子Ｑ８がＨレベルになり、ＮＡＮＤゲ
ート１２２の出力はＬレベルになり、Ｒ，５−ＦＦ１２
７の出力ＱはＬレベルになり、ＡＮＤゲート１６４はＬ
レベルになる。その結果コンデンサ１４８の充放電は停
止されミラー回路ｆの電流は一定に保たれる。この時ｉ
）１．ＥＤはカウンターが再リセットする直前と同じ電
圧で点灯しており、被写体による反射光によるＰＳＤ１
４５の端子Ｂからの出力も第６図Ｖ、　＋　Ｖ、に示す
様に信号光の入射位置に応じて端子ＡＸＢの２つの端子
に分割されることにより、カウンターを再リセットする
直前のＰＳＤの端子Ｂの出力に比べ小さくなる。バイナ
リ−カウンター１１８の端子Ｑ８がＨレベルになった後
に、Ｑ７が再びＬレベルになＺと、Ｒ，５−ＦＦ　１２
９がリセットされ、ＡＮＤゲート１６６により、ＶＡＯ
ＮがＨレベルになり、アナログスイッチＡＳＷ１９５が
オンし、抵抗１９６、コンデンサ２００、バッファ２０
１を介してＰＳＤ　１４５の受光部及び信号処理系Ａで
処理された出力■えが得られる。

本実施例においては、第一の実施例かｖＡ十■８■ 信号と■え信号を得、規格化情報として　リア＋ｖ３を
得ていたのに対し、投光素子１ＲＥＤの出力を上昇させ
ることにより、受光部及び伯彊処理系で得られるＶ、　
十ＶＢ信号を一定にした時の■９信号を杉出し、規格化
された情報を得ている。又、規格化情報を得るためにｖ
Ａ＋■３信号を一定にする方法は、受光部で得られる信
号を増巾する信号処ｆ′！系の増中度を変えることによ
っても実現される。

本実施例においてはＰＳＤに照射する直流成分の影響を
防ぐためミラー回路ｃＸｄ、ｅによるコンデンサー４８
の充放電を利用し、ミラー回路ｆの動作により信号処理
系にＰＳＤの出力が入る前に尚、本実施例においてはス
イッチング手段（・オインバータ１６７、抵抗１８８．
１３９．１４２、トランジスタ１４０．１４１．１４６
．１４４により構成し、信号処理回路は受光部及び信号
処理系Ａのスイッチング手段とＰＳＤを除いた部分とし
て構成され、また制御手段はデジタル制御系として構成
されている。

以上の実施例では投光素子の発する光は、司視光、赤外
光等、波長は問わず、また投光素子として例えば常温で
しかも連続発振するレーザーダイオードを用いることが
できるのは勿論である。

尚、以上の実施例では一次元のＰＳＤについて本発明を
適用したが、二次元のＰＳＤのＸ；１ζ１１方向Ｙ軸方
向２組ある出力端子のそれぞれの絹について、本発明に
適用すれば、従来Ｘ　Ｍ方向、Ｙ軸方本発明を適用する
効果が更に大きいことは言うまでもない。

以上の如く本発明によればＰＳＤの１組あるいは２組の
それぞれ二つの出力に対して、信号処理回路を設けるこ
とすく、一方の出力に苅してのみ信号処理回路を設けれ
ばよいので、従来に比べ小型化、簡単化し高精度を保ち
省電力をはがった実用的な光半導体装置検出素子の信号
処理回ｈｏｇが実現でき効果大なるものである。

第２の実施例の構成図、第４図は本発明第６の実施例の
回路図、第５図、第６図は、本発明第３の実施例のタイ
ムチャートである。

１・・・・・・バイアス用拓−池 ２．１４５・・・・・・光半導体装置検出素子（ＰＳＤ
）１６・・・・・・信号処理回路 １８・・・・・・制　　御　　回　　路Ｃ・・・・・・
・・・デジタル制御系 Ａ・・・・・・・・・受光部及びアナログ処す１８系出
願人　キャノン株式会社 手続補正書（自発） 昭和５８年６月ら日 特許庁長官　若杉和夫　　殿 １　事件の表示 昭和５８年　特許願　　第　３４２９１　　　号２　発
明の名称 光半導体装置検出素子の信号処理回路 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　特許出願人性　所　東京都
大田区下丸子３−３０〜２キャノン株式会社内（電話７
５８−２１１１）氏名　（６９８７）弁理−：丸見イ義
−π野で待ユは！伊 ５、補正の対象 （１）明細書 （２）図面 ６、補正の内容 （１）−（イ）特許請求の範囲を別紙の如く補正する。

（ロ）明細書第１４頁第６行目「ｖＡＤＮ」を「ＶＡＯ
ＮＪに補正する。

（ハ）８Ａ細書第１５頁第１５行目「スイッチング１」
を「スイッチングし」に補正する。

（ニ）明細書第１７頁第２０行目「夕２１９はオフとな
り、ストローブ端子は開放状」を「り２１９はオンとな
り、ストローブ端子はオン状」に補正する。

Ｈ明細書第１９頁第１１行から第１２行目［端子（すな
わち「Ω］を「端子ＱすなわちＡＦＳＴ　Ｊに補正する
。

（へ）明細書第２０頁第７行目「ＰＯＣ」を「ＰＵｃＪ
に補正する。

（ト）明細書第２６頁第６行目ＪＡＮＤゲート３４」を
「ＡＮＤゲー）１３４Ｊに補正する。

（イ）明細書第２６頁第７行目「６５」をｒ１３５Ｊに
補正する。

（２）第４図を別紙の如く補正する０ 特許請求の範囲 （１）１次元の光半導体装置検出素子の場合には二本一
対の出力端子、２次元の光半導体装置検出素子の場合に
は、四本二対の出力端子のそれぞれ一対の一方の出力端
子から出力される信号を制御し、該出力端子を開放する
第１の状態と開放しない第２の状態を有するスイッチン
グ手段と、該スイッチング手段の第１の状態、第２の状
態の光半導体装置検出素子の出力を処理し、規格化した
光点位置情報を出力する信号処理回路と、該信号処理回
路と前記スイッチング手段とを制御する制御手段から構
成されたことを特徴とする光半導体装置検出素子の信号
処理回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１次元の光半導体装置検出素子の場合には二本一
   対の出力端子、２次元の光半導体装置検出素子の場合に
   は、四本二対の出力端子のそれぞれ一対の一方の出力端
   子から出力される信号を制御し、該出力端子をｉ（＋Ｉ
   放する第１の状態と開放しない第２の状態を有するスイ
   ッチング手段と、該スイッチング手段の第１の状態、第
   ２の状態の光半導体装置検出素子の出力を処理１、規格
   化した光点位置情報を出力する信号処理回路と、該信号
   処理回路と前記スイッチング手段とを制御する制ｑｂ１
   手段から構成されたことを特徴とする光半導体装置検出
   素子の信号処理回路。 （２、特許請求の範囲第（１）項記載の光半導***階検
   出素子の信号処理回路において、信号処理回路を半導体
   装置検出素子の他方の出力端子から出力される信号をラ
   ッチする記憶手段とスイッチング手段の第１の状態と第
   ２の状態の半導体装置検出素子の出力から光の入射位置
   に対応する信号を演算する演算手段としたことを特徴と
   する光半導体装置検出素子の信号処理回路。