(57)【要約】測距器における信号検知装置は、変調周波数を介して高周波変調された電磁放射を検出して高周波電気信号（ＨＦ）に変換する少なくとも１つの光電受光器（４）と、該光電受光器（４）から送られてくる高周波電気信号（ＨＦ）を、評価のために下流側に配置した信号処理部へ転送可能な低周波測定信号（ＮＦ）に変換する装置（５）とを有している。光電受光器（４）から送られてくる高周波電気信号（ＨＦ）を変換する変換装置（５）は、変調周波数よりもわずかに大きいか小さい周波数の制御周波数（Ｆ）によって切換え周波数を制御されるスイッチ（５１；５２）を有している。高周波で操作可能なスイッチ（５１；５２）は下流側に配置されるコンデンサ（５３；５４）と接続され、コンデンサ（５３；５４）には、作動時に低周波測定信号（ＮＦ）を出力部に有するトランスインピーダンス増幅器（５５；５６）が接続している。この種の信号検知装置を備えた測距器の作動方法も記載されている。（図４）
2004512505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調周波数（Ｍ）によって高周波変調された電磁放射（Ｌ．Ｒ）を検出して高周波電気信号（ＨＦＬ，ＨＦＲ）に変換する少なくとも１つの光電受光器（４，１４）と、この光電受光器（４，１４）から送られてくる高周波電気信号（ＨＦＬ，ＨＦＲ）を、評価のために下流側に配置した信号処理部（８）へ転送可能な低周波測定信号（ＮＦＬ，ＮＦＲ）に変換する装置とを有する、測距器における信号検知装置において、光電受光器（４）から送られてくる高周波電気信号（ＨＦＬ，ＨＦＲ）を変換する変換装置が、変調周波数（Ｍ）よりもわずかに大きいか小さい周波数の制御周波数（Ｆ）によって切換え周波数を制御されるスイッチ（５１；５２）と、下流側に配置されるコンデンサ（５３；５４）とを有し、コンデンサ（５３；５４）は、作動時に低周波測定信号（ＮＦＬ，ＮＦＲ）を出力部に有するトランスインピーダンス増幅器（５５；５６）と接続されていることを特徴とする信号検知装置。
【請求項２】
高周波制御周波数（Ｆ）を介して制御されるスイッチと下流側に配置されるコンデンサとトランスインピーダンス増幅器とのシーケンシャル装置がデュアルレイアウトで設けられ、且つ交互に切換え可能であり、両トランスインピーダンス増幅器（５５，５６）の出力部が、両逆低周波測定信号を集結させる増幅器（５７）の入力部と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の信号検知装置。
【請求項３】
スイッチ（５１，５２）が電界効果トランジスタとして構成され、有利にはＣＭＯＳ技術の集積化された半導体装置として設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の信号検知装置。
【請求項４】
コンデンサ（５３，５４）と下流側に配置されるトランスインピーダンス増幅器（５５，５６）と、必要に応じて両逆低周波測定信号を集結させる増幅器（５７）とが集積化された半導体装置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の信号検知装置。
【請求項５】
参照信号路に必要な受光回路が測定信号路に対応する構成を有し、同様に集積化された半導体装置に配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の信号検知装置。
【請求項６】
測定光（Ｌ）用の光電受光器（４）と必要に応じて参照光（Ｒ）用の別個の光電受光器（１４）とが半導体装置として集積化されていることを特徴とする請求項４または５に記載の信号検知装置。
【請求項７】
測定光（Ｌ）用の光電受光器（４）がセグメント化された作動面を有し、少なくとも２つの、有利には３つまたはそれ以上の互いに独立に作動可能な受光器セグメント（４１，４２，４３）を有していることを特徴とする請求項６に記載の信号検知装置。
【請求項８】
測定光（Ｌ）用の光電受光器（４）の作動面の、互いに垂直に延び且つ互いに隣り合っている２つの縁の近傍に、それぞれ少なくとも１つの集積化構成した補助フォトダイオード（４４，４５）が配置されていることを特徴とする請求項６または７に記載の信号検知装置。
【請求項９】
測定光（Ｌ）用の集積化した光電受光器（４）と必要に応じて参照光（Ｒ）用の光電受光器（１４）とが半導体装置に集積化した光学フィルタを備えていることを特徴とする請求項６から８までのいずれか一つに記載の信号検知装置。
【請求項１０】
測定光用の光電受光器と必要に応じて参照光用の光電受光器とがＰＩＮフォトダイオードとして構成されていることを特徴とする上記請求項のいずれか一つに記載の信号検知装置。
【請求項１１】
制御周波数（Ｆ）が１００ＭＨｚよりも大きいことを特徴とする上記請求項のいずれか一つに記載の信号検知装置。
【請求項１２】
光（Ｓ）を放射するための送光器（１）と、測定対象物によって反射または散乱した測定光（Ｌ）を受光する受光光学系（３）と、受光光学系（３）の下流側に配置され、光（Ｌ）を電気測定信号（ＨＦＬ）に変換する光電受光器（４）と、測定信号を参照信号と比較させてその位相状態を検出することにより測定対象物の距離（Ｏ）を決定し、その結果を使用者に提供する信号処理装置（８）とを備えた、位相測定原理に基づく測距器において、上記請求項のいずれか一つに記載の信号検知装置（５；１５）が設けられていることを特徴とする測距器。
【請求項１３】
変調周波数（Ｍ）で高周波変調され、照準を合わせた対象物によって散乱または反射した電磁放射（Ｌ）を光電受光器（４）で検出して高周波電気信号（ＨＦ）に変換し、高周波電気信号（ＨＦ）を低周波測定信号（ＮＦ）に変換する装置へ転送し、最後に低周波測定信号（ＮＦ）を下流側に配置した信号処理部（８）で評価するようにした、測距器における信号検知方法において、光電受光器（４）の出力部に現れる高周波電気信号（ＨＦ）を、電磁放射（Ｓ）の変調周波数（Ｍ）よりも低周波測定信号の周波数の値だけ大きいか小さくなるように選定されている周波数の制御周波数（Ｆ）によって切換え周波数を制御されるスイッチ（５１；５２）に直接印加させ、そのスイッチ（５１；５２）を介して、作動時に低周波測定信号（ＮＦ）を出力部に有するトランスインピーダンス増幅器（５５；５６）と接続されているコンデンサ（５３；５４）に供給することを特徴とする信号検知方法。
【請求項１４】
高周波信号（ＨＦ）の一方の半波が下流側に配置されるコンデンサ（５３）とそのコンデンサに接続されているトランスインピーダンス増幅器（５５）とに供給され且つ逆半波が第２のコンデンサ（５４）とそのコンデンサに接続されている第２のトランスインピーダンス増幅器（５６）とに供給されるように、光電受光器（４）の出力部の高周波電気信号（ＨＦ）を高周波で切換え可能なデュアルスイッチ（５１，５２）にその切り換えのための制御周波数（Ｆ）を印加し、両トランスインピーダンス増幅器（５５，５６）の出力部に現れる低周波測定信号を、両逆向きの低周波測定信号を集結させる作動増幅器（５７）の入力部に供給した後、その集結された低周波測定信号（ＮＦ）を更なる評価のために信号処理部（８）へ転送することを特徴とする請求項１３に記載の信号検知方法。
【請求項１５】
スイッチを１００ＭＨｚよりも大きな制御周波数で作動させることを特徴とする請求項１３または１４に記載の信号検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、装置に関する独立請求項１の上位概念または方法に関する独立請求項１３の上位概念に記載の、測距器における信号検知装置または信号検知方法に関するものである。
【０００２】
この種の測距器は従来の技術により長年知られているものである。測距器は数十メートルの距離測定範囲を有し、手持ち機器として構成されていることが多い。測距器は主に建築測量や室内改装においてたとえば空間の三次元測量に使用される。測距器の他の応用例は測地学的測量、工業測量である。公知の測距器の測距原理は、測距器から放射されて被照準対象物によって反射した電磁放射の特性量の時間的変化を評価することに基づいている。このため測距器は強度変調光を放射させるための送光器を備えている。手持ち機器の場合には、測定点の照準合わせを容易にするため、主に可視波長スペクトルの光である。光は被照準測定対象物によって反射または散乱し、測距器に組み込まれた受光器によって記録される。送光器から放射された光に対する受光変調光の時間的遅れから測定対象物までの距離が得られる。
【０００３】
検出器としては、測定対象物によって反射または散乱した光を電気信号に変換するため、通常はＰＩＮフォトダイオードまたはアバランシェフォトダイオードが使用される。非常に広く普及している測距器は、距離決定を位相測定の測定原理に依拠している測距器である。この種の測距器においては、電気受光信号は直接アバランシェフォトダイオードにおいて或いは前置増幅器を通過させた後で、制御周波数により低周波測定信号に重畳される。この低周波信号から位相を決定し、参照信号の位相と比較させる。低周波測定信号の測定位相と参照信号の位相との差は測定対象物の距離を表す量である。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９６４３２８７Ａ１号公報から、測距器を構成するための方法および装置が知られている。この公報に記載されていることは、特に、アバランシェフォトダイオードを使用した場合に環境の種々の影響および測距器自体による影響がある場合も測定精度を保証できるにはいかに安定な参照位相を発生させるかという点である。アバランシェフォトダイオードは他の公知のフォトダイオード、たとえばＰＩＮフォトダイオードに比べるとほぼ１００倍の増幅率を有し、したがって対応的により大きな感度を有している。この高い増幅率を達成するには、作動中にかなり高い作動電圧を必要とし、この高い作動電圧はアバランシェフォトダイオードの作動温度に強く依存している。作動電圧はバイアス電圧としてアバランシェフォトダイオードに印加され、しかもアバランシェフォトダイオードごとに異なっている。アバランシェフォトダイオードはきわめて特殊な多段階半導体プロセスで製造される。必要なバイアス電圧を安定化させて合目的なレベルに低下させる回路素子の付加的な集積化は製造プロセスをさらに複雑にさせ、アバランシェフォトダイオードに対する製造コストをさらに増大させる。必要とする高いバイアス電圧と消費電力の増大とは、電池または蓄電池で作動する特に携帯型の手持ち機器の場合欠点であることは明らかである。通常の多くの電池は大型のケースを必要とし、よって手持ちは不可能である。しかもこの電池作動器の寿命は比較的短い。また特殊な電池または蓄電池の使用も手持ち機器の大型化、手持ち性に影響し、さらには高価格につながる。
【０００５】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９６４３２８７Ａ１号公報
【０００６】
本発明の課題は、消費電力の少ない測距器を提供することである。測距器のケースは、特に手持ち機器において手持ち性が保証されるように小型にするべきである。この場合測距器の製造コストは低くなければならない。
【０００７】
この課題の解決は、装置または方法に関するそれぞれの独立項の特徴部分に記載されている装置または方法の構成を有する、測距器における信号検知装置または信号検知方法によって行われる。本発明による装置または方法の有利な実施態様および／または改良形は装置または方法に関するそれぞれの従属項に記載されている。特に、測距器における信号検知装置は、変調周波数を介して高周波変調された電磁放射を検出して高周波電気信号に変換する少なくとも１つの光電受光器と、この光電受光器から送られてくる高周波電気信号を、評価のために下流側に配置した信号処理部へ転送可能な低周波測定信号に変換する装置とを有する。光電受光器から送られてくる高周波電気信号を変換する変換装置は、変調周波数よりもわずかに大きいか小さい周波数の制御周波数によって切換え周波数を制御されるスイッチを有している。高周波で操作可能なこのスイッチは下流側に配置されるコンデンサと接続されている。コンデンサは、作動時に低周波測定信号を出力部に有するトランスインピーダンス増幅器に接続されている。
【０００８】
本発明による回路構成では、光電受光器の出力は直接スイッチに印加される。高周波電気信号は同様に高周波で切換えられるスイッチによりコンデンサへ誘導される。スイッチの切換え周波数は放射される電磁放射の変調周波数よりもわずかに大きいか小さい。コンデンサにはトランスインピーダンス増幅器が接続されている。そのトランスインピーダンス増幅器にコンデンサに集められた電荷が放出される。このようにしてコンデンサの電圧は実質的にほぼ一定に保たれる。トランスインピーダンス増幅器の出力部には低周波測定信号が印加され、低周波測定信号は、通常のように、下流側に配置される信号処理部で評価される。高周波で作動可能なスイッチは、従来の技術の測距器から知られている、比較的複雑なミクサに代わるものである。すなわち光電受光器から送られてくる高周波電気信号を制御周波数と重畳させて、高周波信号から低周波測定信号を生成させるミクサに代わるものである。スイッチは、印加される制御周波数を介して、高周波電気信号の同じ半波が常にコンデンサに送られるように作動する。送られてきた電荷はコンデンサから低周波状態でトランスインピーダンス増幅器へ転送される。したがって、公知の解決法とは異なり、高周波電気信号を（予め）増幅させる必要はない。これには多大な利点があり、すなわち公知の解決法とは異なり、トランスインピーダンス増幅器は数百メガヘルツの範囲の帯域幅を有する必要はなく、わずか数キロオームのトランスインピーダンスで効果を現わす。本発明による解決法では、数キロヘルツの帯域幅を持った低周波用のトランスインピーダンス増幅器で十分である。これにより１０３のファクタ以下のファクタだけ大きなトランスインピーダンスを達成可能である。測距器周辺の平均明度が平均的な値であれば、測定信号の前置増幅器はノイズが支配的であることを考慮すると、ＳＮ比の改善がどの程度得られるかがわかる。トランスインピーダンス増幅器を使用する場合、フィードバック抵抗の熱雑音が決定的である。トランスインピーダンス増幅器の出力部における信号レベルはフィードバック抵抗とともに直線的に増大する。しかし、この出力部におけるノイズはフィードバック抵抗の平方根で比例して増大するにすぎない。本発明による回路構成で使用可能な、比較的狭い帯域幅のトランスインピーダンス増幅器は、特に高いフィードバック抵抗を持ち、したがってＳＮ比を著しく改善させる。このようにして、簡単なＰＩＮフォトダイオードを用いても、アバランシェフォトダイオードを使用した場合に対応するようなＳＮ比を得ることができる。しかもアバランシェフォトダイオードの公知の欠点が回避される。
【０００９】
信号レベルを改善させるには、高周波制御周波数を介して制御されるスイッチと下流側に配置されるコンデンサとトランスインピーダンススイッチとのシーケンシャル装置をデュアルレイアウトで設けるのが有利である。これにより、高周波電気信号の両半波は光電受光器の出力部に集められ、それぞれトランスインピーダンス増幅器に送られる。両トランスインピーダンス増幅器の出力部は、両逆低周波測定信号を集結させる増幅器の入力部と接続されている。この処置によりＳＮ比をさらに改善させることができる。
【００１０】
本発明による回路構成は、１つの半導体装置に信号検知装置を集積化させることを前提とする。この場合種々の集積段が可能である。いずれの場合も高抵抗スイッチを電界効果トランジスタとして構成するのが合目的である。その際、ＣＭＯＳ技術の集積化された半導体装置を使用するのが有利である。この技術で実現可能なトランスファーゲートは必要な大きさの切換え速度を有し、電力消費量が小さいのと供給電圧が小さいのを特徴としている。集積化の前進段階では、コンデンサと下流側に配置されるトランスインピーダンス増幅器とが集積化された半導体装置として配置される。その結果特に高周波信号の信号路が少なくなるので放射も減少する。さらに、高周波信号路を測距器内で別個に案内することによる障害を避けるため、制御周波数発生回路装置を半導体装置として集積化してもよい。集積回路装置の消費電力が少ないことは測距器の電池作動または蓄電池作動にとって明かに有利である。さらに作動時の排熱が少なく、このことは部品の実装密度を大きくさせ、手持ち機器のサイズに有利である。
【００１１】
この種の測距器は位相測定原理に基づいている。この場合、参照信号路に必要な受光回路が測定信号路に対応する構成を有し、同様に集積化された半導体装置として配置されているのが有利である。同じ半導体装置として集積化配置することにより較正上の問題が有利に解決される。測定信号用の受光回路と参照信号用の受光回路は熱的に最適にカップリングされており、通常の構成ではほとんど達成できないような対称性を有している。
【００１２】
他の集積化段階において、測定光用の光電受光器と、必要に応じて参照光用の別個の光電受光器とが半導体装置として集積化されていてよい。本発明による回路構成とＣＭＯＳ技術の使用により、この集積化ステップも大きな困難なく実施することが可能になる。さらに受光装置を集積化することによりさらに大きな実装密度が得られ、手持ち機器のサイズを小型化できる。
【００１３】
光電受光装置の集積化構成により、その作動面をセグメント化構成にすることが非常に簡単になる。たとえば、光電受光器は少なくとも２つの、有利には３つまたはそれ以上の互いに独立に作動可能な受光器セグメントを有するようにすることができる。この構成的処置により、光電受光器の作動面に当たる測定光点が長い距離部分から短い距離部分へ移行するときに大きくなり、その位置もシフトするのに対応させることができる。これは測距器の入射光学系の結像特性の結果である。光電受光器の作動面をセグメント化することによりこのような作用を補正できるので、複雑で故障しやすい補助光学系を設ける必要がなくなる。
【００１４】
公知の測距器の場合、光学要素と光電受光器を正確に位置調整するには多大なコストを要していた。光電受光器を集積化構成にすることにより、位置調整補助手段を設けることが可能になる。このため、測定光用の光電受光器の作動面の、互いに垂直に延び且つ互いに隣り合っている２つの縁の近傍に、それぞれ少なくとも１つの集積化構成した補助フォトダイオードが配置される。下流側に簡単な電子検出系を備えさせれば、この補助フォトダイオードは位置調整を簡単にさせる。
【００１５】
測定光用の集積化した光電受光器と、必要に応じて参照光用の光電受光器とが半導体装置として集積化して構成されていれば、光学フィルタを集積化構成で設けることが簡単に可能になる。このような集積化構成にも多大な利点があり、すなわち測定光用の光電受光器のための光学フィルタと参照光用の光電受光器のための光学フィルタとは製造方法が同質であるために同じ特性を有しているというのがそれである。
【００１６】
測距器から放射される電磁放射の変調周波数も、本発明によるスイッチを作動させるための制御周波数にとって決定的に重要である。特に優れたＳＮ比を得るという理由から、１００ＭＨｚの制御周波数が有利である。
【００１７】
本発明による信号検知装置を備えた、位相測定原理に基づく測距器は、構成が簡単であることを特徴としている。消費電力は少なく、低い供給電圧で作動可能である。これは特に手持ち機器にとって有利であり、手持ち機器は本発明による構成により小型のケースを有することができる。
【００１８】
次に、図面に図示した実施形態に関し本発明を詳細に説明する。
【００１９】
図１ないし図３には、本発明による信号検知装置を備えた測距器の種々の実施形態が図示されている。図では同一の部材および要素にはそれぞれ同じ符号を付した。図１の測距器は光源１を有し、光源１は可視レーザー光を放出するのが有利である。放出されてコリメート光学系２によりコリメートされた光はビームスプリッター１１により測定光束Ｓと参照光束Ｒとに分割される。ビームスプリッター１１としてはたとえば半透鏡を使用する。測定光Ｓは測距器からの距離を測定される測定物に達する。測定物で反射または散乱した光Ｌが受光光学系３によって集光されて測定受光器４へ誘導される。測定受光器４としてはたとえばＰＩＮダイオードを使用する。参照光Ｒは転向ミラー１２によって向きを変えられ光学系１３により集光され、参照受光器１４へ誘導される。参照受光器１４は測定光Ｌ用の受光器４と構成が同一であるのが有利である。ビームスプリッター１１から参照受光器１４までの参照光Ｒが通過する区間は、位相差を決定するために必要な参照区間を形成している。
【００２０】
光源１から放射される光には高周波変調周波数Ｍが印加されている。高周波変調周波数Ｍは周波数合成器９によって生成され、周波数合成器９は基準クォーツ１０によって制御されている。高周波変調周波数Ｍにより受光器４と参照受光器１４にはそれぞれ高周波電気測定信号ＨＦＬ，ＨＦＲが生成される。高周波電気測定信号ＨＦＬ，ＨＦＲは本発明に従って構成される信号検知装置の入力部に印加される。図１の符号５または１５が信号検知装置である。周波数合成器９は同様に高周波の制御周波数Ｆをも生成する。制御周波数Ｆは接続ラインを介して両信号検知装置５，１５に供給され、両信号検知装置５，１５をクロック制御する。以下で詳細に説明する信号検知装置５，１５では、高周波入力信号ＨＦＬ，ＨＦＲが低周波測定信号ＮＦＬまたは低周波較正信号ＮＦＲに変換される。
【００２１】
本発明による両信号検知装置５，１５の出力部に現れる低周波測定信号ＮＦＬまたは低周波較正信号ＮＦＲはアナログスイッチ１７を介してシーケンシャルに低周波フィルタ６に送られる。この低周波フィルタ６において残りの高周波信号成分が濾波されて除かれる。このフィルタはたとえばアンチエイリアシングフィルタである。濾波され増幅された測定信号ＮＦＬまたは較正信号ＮＦＲはアナログデジタル変換器７でデジタル化され、デジタル信号処理装置８でその位相状態に関して評価される。この位相状態から測定物の距離が推定され、信号Ｏとして出力ユニットへ転送される。制御周波数ＦはＦ＝（ｎ×Ｍ）±ＮＦが成り立つように選定するのが有利である。したがって制御周波数Ｆは変調周波数Ｍの整数倍を低周波信号ＮＦの値だけ増減させたものである。なおｎの値は０よりも大きい。
【００２２】
図２に図示した測距器の実施形態は図１を用いて説明した測距器にほぼ対応している。主な相違は、個々の部品の接続構成と配置構成により、参照光Ｒと対象物から散乱または反射した光Ｌとを同時に検知して評価できることである。特に、本発明による信号検知装置５，１５の出力部に現れる低周波測定信号ＮＦＬまたは較正信号ＮＦＲはそれぞれに割り当てられた固有の低周波フィルタ６または１６に供給され、アナログデジタル変換器７でデジタル化された後、デジタル信号処理装置８において位相状態に関して評価され、これから対象物の求める距離Ｏが検出される。この変形実施形態の場合、測定光路と参照光路との間に設けられるアナログ切換えスイッチは省略してよい。
【００２３】
図３は、測定光検知または参照光検知に必要な部品に関し簡潔に構成した測距器の概略図である。この変形実施形態では、対象物によって散乱または反射した光Ｌと参照光Ｒをシーケンシャルに検知し変換するために同一の光電測定受光器４が使用される。このため測定光路Ｓ内と参照光路Ｒ内にはビームスプリッター１１の後にシャッタ１８と１９が配置されている。シャッタ１８と１９はモータ２０を介して駆動され、交互に光路を遮断する。このようにして、対象物によって散乱または反射した光Ｌか参照光Ｒかのいずれかが光電測定受光器４へ達する。光電測定受光器４、たとえばＰＩＮフォトダイオードの出力部に現れる、測定光または参照光の高周波電気信号（図３では符号ＨＦＬ／Ｒで示した）は、交互に本発明による検知装置５に供給される。切換えタイミングは光路をＲ，Ｓへ変換するシャッタ１８，１９の振動数により決定される。高周波電気信号ＨＦＬ／Ｒは低周波測定信号ＮＦＬ／Ｒとして検知装置５を交互に離れ、低周波フィルタ６に供給された後、アナログデジタル変換器７でデジタル化され、デジタル信号評価部８においてその位相差に関して評価される。
【００２４】
図４は本発明による検知装置５の実施形態の概略構成図である。光電受光器４の出力部に現れる高周波電気信号ＨＦは、高周波で作動可能なスイッチ５１に直接印加される。高周波スイッチ５１は制御周波数Ｆで作動し、制御周波数Ｆは前述の測定光の高周波変調周波数からわずかにずれている。この場合、制御周波数は１００ＭＨｚよりも大きいのが有利である。高周波電気信号ＨＦは制御周波数Ｆのサイクルでコンデンサ５３へ誘導される。コンデンサ５３にはトランスインピーダンス増幅器５５が接続されている。コンデンサの電荷がトランスインピーダンス増幅器５５へ誘導される。この場合コンデンサ５３の電圧はほぼ一定である。高周波スイッチ５１の切換え率Ｆが測定光の変調周波数と異なっているために、トランスインピーダンス増幅器５５には低周波測定信号が生じる。この低周波測定信号は通常通り後処理されて、その位相から対象物の距離を推定する。高周波スイッチ５１に対する制御周波数が変調周波数とわずかに異なっているために、コンデンサ５３は常に高周波信号ＨＦの正の半波か負の半端だけで充電される。第２の負または正の半波をも信号評価に利用するため、第１の回路に対し並列に、高周波スイッチ５２とコンデンサ５４とトランスインピーダンス増幅器５６とから成る第２の回路が配置されている。両回路間の切換えは制御周波数Ｆで行なう。これにより一方の回路を測定信号の正の半波のみが通過し、他方の回路を測定信号の負の半波のみが通過する。両トランスインピーダンス増幅器５５，５６の出力部に現れる反転された低周波測定信号は、下流側に配置した差動増幅器５７に集結され、共通の低周波測定信号ＮＦとして処理される。
【００２５】
本発明による装置５の回路構成は特に半導体装置による種々のグレードの集積化に適している。特に、スイッチ５１，５２とコンデンサ５３，５４とトランスインピーダンス増幅器５５，５６と、必要に応じて増幅器５７とから成る回路はＣＭＯＳ技術で形成されていてよい。この場合、光電受光器４は外部にあるか、或いは、デバイスとして集積化してよい。本発明による信号検知装置５は１個の光電受光器４を例にとって説明したが、測定光路と参照光路とに対し別個の光電受光器が設けられているような測距器においては（たとえば図１と図２）、複数個の信号検知装置をそれぞれ別個の半導体装置として集積化して設けてよい。しかし、全部を１個の半導体装置にまとめてもよい。この場合には、光電受光器と高周波制御周波数発生器も１個の半導体装置として集積化されてもよい。
【００２６】
図５は集積化半導体構成で構成された光電受光器４を示したものである。その特徴は、光電受光器４がセグメント化された作動領域を有していることである。特に、図示した実施形態によれば、３個の作動セグメント４１，４２，４３が設けられ、これら作動セグメントは個別に制御される。これら３個のセグメント４１，４２，４３により受光光学系の結像特性が考慮される。遠距離の測定対象物から近距離測定へ移行した場合に光電受光器上に異なる大きさの光点が発生するが、これらの光点は本来の光軸（一般的には遠距離の対象物に調整されている）に対し側方へシフトしている。本構成によりこれに対応させることができる。図５ではこれら異なる像を光点Ｌ∞、ＬＭ，ＬＮで示した。従来はこのような像欠陥を特殊なミラー装置により補正していたが、妨害性の周辺光が光電受光器へ誘導されるという欠点が常にある。光電受光器４の作動領域をセグメント化した構成にすることにより、測定光が当たる領域だけが作動し、他方光電受光器４の残りの領域（場合によってはこれに妨害光が当たる）が非作動状態になる。
【００２７】
光電受光器４を集積化することの他の利点は、集積化された半導体装置に位置調整補助手段を設けることができる点にある。この位置調整補助手段はたとえば補助フォトダイオード４４，４５から成る。これら補助フォトダイオードは光電受光器４の作動面の、互いに垂直に延びている２つの側面の近傍に配置されている。図５の実施形態に示したように、補助フォトダイオード４４，４５は遠距離の対象物を検知するためのセグメント４１の近傍に配置されている。光軸を位置調整する場合、補助フォトダイオードは位置調整光が発生すると信号を発し、これによって光電受光器４の必要な位置変化をどの方向で行うべきかを位置調整を行う操作者または装置に知らせる。光電受光器のこの実施形態は特に自動組み立て装置に非常な利点をもたらす。光電受光器４を集積化して構成すると、光学フィルタを集積化させることが簡単にできる。この種の配置構成はたとえばデジタルカラーフォトカメラのＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ−ｄｅｖｉｃｅｓ）撮影装置から知られているものであり、またフィルムカメラにおいても使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による装置を備えた測距器の実施形態のブロック構成図である。
【図２】
本発明による装置を備えた測距器の実施形態のブロック構成図である。
【図３】
本発明による装置を備えた測距器の実施形態のブロック構成図である。
【図４】
本発明による装置の変形実施形態の概略図である。
【図５】
光電受光器の変形実施形態の概略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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