JPH0448208A - 被写体距離検出装置 - Google Patents
被写体距離検出装置Info
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- JPH0448208A JPH0448208A JP15711590A JP15711590A JPH0448208A JP H0448208 A JPH0448208 A JP H0448208A JP 15711590 A JP15711590 A JP 15711590A JP 15711590 A JP15711590 A JP 15711590A JP H0448208 A JPH0448208 A JP H0448208A
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Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
この発明は、被写体距離検出装置、更に詳しくは被写体
に対して赤外光等のパルス光を投射し、被写体からの反
射光に基づいて被写体距離を検出するアクティブ式の被
写体距離検出装置に関するものである。
に対して赤外光等のパルス光を投射し、被写体からの反
射光に基づいて被写体距離を検出するアクティブ式の被
写体距離検出装置に関するものである。
[従来の技術]
スチルカメラやビデオカメラ等に適用されるオートフォ
ーカス(以下、AFと略記する)装置には、大きく分け
て2つの方式がある。1つは被写体の輝度分布情報を利
用するパッシブ方式、他の1つは自ら投光手段を有し、
その投光信号の反射光によって距離を測定する、いわゆ
るアクティブ方式である。アクティブ方式は構成が簡単
で廉価であるため普及率は高いが、最大の欠点は、反射
光の大きさが被写体距離が遠くなるにつれて小さくなり
、S/N比の劣化からAF演算が不正確になるので、測
距可能なレンジが比較的近距離に限定されてしまうこと
である。特に、反射光が全く返ってこない風景など、無
限遠といわれている被写体に対しては、回路内のノイズ
成分のみによってAF演算が行われることとなるが、ノ
イズというものは乱数的に発生するため、遠距離はど誤
測距を起こす可能性が高かった。
ーカス(以下、AFと略記する)装置には、大きく分け
て2つの方式がある。1つは被写体の輝度分布情報を利
用するパッシブ方式、他の1つは自ら投光手段を有し、
その投光信号の反射光によって距離を測定する、いわゆ
るアクティブ方式である。アクティブ方式は構成が簡単
で廉価であるため普及率は高いが、最大の欠点は、反射
光の大きさが被写体距離が遠くなるにつれて小さくなり
、S/N比の劣化からAF演算が不正確になるので、測
距可能なレンジが比較的近距離に限定されてしまうこと
である。特に、反射光が全く返ってこない風景など、無
限遠といわれている被写体に対しては、回路内のノイズ
成分のみによってAF演算が行われることとなるが、ノ
イズというものは乱数的に発生するため、遠距離はど誤
測距を起こす可能性が高かった。
そこで従来、被写体の反射率に左右されやすいものの、
受光手段へ入射される全反射光の強度を信号として、あ
る基準電圧と比較して無限遠の判定を行うような手段が
提案されている(特開昭59−228212号公報、特
開昭60−244807号公報等参照)。この手段によ
れば、比較的遠距離までの判別が可能となる。
受光手段へ入射される全反射光の強度を信号として、あ
る基準電圧と比較して無限遠の判定を行うような手段が
提案されている(特開昭59−228212号公報、特
開昭60−244807号公報等参照)。この手段によ
れば、比較的遠距離までの判別が可能となる。
次に、−殻内に知られているアクティブ式AF装置の構
成を第6図によって説明すると、赤外発光ダイオードI
REDIで発光した光は、投光レンズ2で集光されて被
写体3に向けて照射され、その反射光は受光レンズ4に
より半導体素子からなる周知の位置検出素子(以下、P
SDと略記する)5上に結像される。このPSD5はそ
の結像位置に応じて光電流I およびI2が分流され、
この分流する光電流工 およびI2はAF用IC6に供
給される。このAF用IC6は、I RED駆動用トラ
ンジスターAを介し上記IREDIをパルス駆動すると
共に、上記PSD5からの光電流If、I2に基づく測
距データをCPU7に供給する。
成を第6図によって説明すると、赤外発光ダイオードI
REDIで発光した光は、投光レンズ2で集光されて被
写体3に向けて照射され、その反射光は受光レンズ4に
より半導体素子からなる周知の位置検出素子(以下、P
SDと略記する)5上に結像される。このPSD5はそ
の結像位置に応じて光電流I およびI2が分流され、
この分流する光電流工 およびI2はAF用IC6に供
給される。このAF用IC6は、I RED駆動用トラ
ンジスターAを介し上記IREDIをパルス駆動すると
共に、上記PSD5からの光電流If、I2に基づく測
距データをCPU7に供給する。
一方、被写体の明るさを電気信号に変換する露出制御(
以下、EEと略記する)用受光素子8は、EE用IC9
と組み合わされて適正露出を制御する。また上記CPU
7は、カメラ全体のシーケンスをつかさどりシャッタの
開口時間や、ピント調節用のレンズを駆動するための演
算等も行なうものである。CPU7の出力は、ドライバ
ー0によってシャッタやフィルム巻き上げおよびレンズ
繰り出しを行なう動力源となるモーター1を駆動する。
以下、EEと略記する)用受光素子8は、EE用IC9
と組み合わされて適正露出を制御する。また上記CPU
7は、カメラ全体のシーケンスをつかさどりシャッタの
開口時間や、ピント調節用のレンズを駆動するための演
算等も行なうものである。CPU7の出力は、ドライバ
ー0によってシャッタやフィルム巻き上げおよびレンズ
繰り出しを行なう動力源となるモーター1を駆動する。
ここで、上記PSD5によって被写体距離を測る赤外光
投射式三角測距の動作原理について述べる。受光レンズ
4の光軸をPSD5の中心線に一致させてこれを原点と
したとき、反射光の入射位置をX、投光レンズ2と受光
レンズ4との主点間距離、すなわち、基線長をs1受光
レンズ4の焦点距離をf とすれば、被写体距離pは、
1−sやf/x ・・・・・・・・・(1)で与え
られる。
投射式三角測距の動作原理について述べる。受光レンズ
4の光軸をPSD5の中心線に一致させてこれを原点と
したとき、反射光の入射位置をX、投光レンズ2と受光
レンズ4との主点間距離、すなわち、基線長をs1受光
レンズ4の焦点距離をf とすれば、被写体距離pは、
1−sやf/x ・・・・・・・・・(1)で与え
られる。
IREDIによる被写体の反射光によりPSD5で発生
する光電流1.I は、共に反射光強度に比例するが
、光電流比I、/I2は反射光強度には依存せず、入射
光位置Xのみで決定される。
する光電流1.I は、共に反射光強度に比例するが
、光電流比I、/I2は反射光強度には依存せず、入射
光位置Xのみで決定される。
PSD5の全長をtとすれば、
11/ I2− (H+x)/ (−;−x)となる。
上式に(1)式を代入すれば、なる。
上記(2)式を変形すると、
・・・・・・・・・(3)
となり、光電流■ およびI2が十分大きい近距離には
、この(3)式より高精度で距離情報pを求めることが
できる。即ち、 ・・・・・・・・・(4) しかし、遠距離になると、PSD5の光電流11、I2
が小さ(なり、相対的にノイズ成分’Nl” N2が増
加するため、上記(4)式は次の(5)式のように書き
換える必要がある。
、この(3)式より高精度で距離情報pを求めることが
できる。即ち、 ・・・・・・・・・(4) しかし、遠距離になると、PSD5の光電流11、I2
が小さ(なり、相対的にノイズ成分’Nl” N2が増
加するため、上記(4)式は次の(5)式のように書き
換える必要がある。
・・・・・・・・・(2)
となるから、PSD5の光電流11/I2が求まれば、
被写体距離gが一義的に決定されることに・・・・・・
・・・(5) (4)式を理論値としたとき、(5)式で求められる1
/filの誤差Δ−は、 ! ・・・・・・・・・(6) となる。
被写体距離gが一義的に決定されることに・・・・・・
・・・(5) (4)式を理論値としたとき、(5)式で求められる1
/filの誤差Δ−は、 ! ・・・・・・・・・(6) となる。
ここで、上記(6)式の場合は、比の演算が行われた後
なので、いくら積分の回数を増加させても誤差はゼロと
はなりにくい。
なので、いくら積分の回数を増加させても誤差はゼロと
はなりにくい。
一方、三角測距とは異なるが、PSD5の信号光電流I
I の和を用いても測距をすること1′2 が可能である。
I の和を用いても測距をすること1′2 が可能である。
そこで、本出願人は先に特開平1−291111号によ
って、近距離の被写体に対しては上記(4)式で与えら
れる比の演算を用い、遠距離の被写体に対しては光量積
分結果による測距を行うようにしたアクティブ式AF回
路を提案した。
って、近距離の被写体に対しては上記(4)式で与えら
れる比の演算を用い、遠距離の被写体に対しては光量積
分結果による測距を行うようにしたアクティブ式AF回
路を提案した。
この特開平1−291111号のAF回路は、■。
の演算回路15の出力結果と光量積分演算を行う加算回
路16の出力結果を選択的に同一の積分回路20で処理
するようにしたものである。
路16の出力結果を選択的に同一の積分回路20で処理
するようにしたものである。
即ち、PSD5からの光電流It、I2を低入力インピ
ーダンスのアンプ12.13にそれぞれ入力し、光電流
It、I2から定常光に基づくDC電流成分を分離した
後、増幅する。そして、その各出力を演算回路15.加
算回路16にそれぞれ入力する。加算回路16は光電流
X1.X2を加算し、その出力11+12は比較器18
の一方の入力端子に供給される。比較器18の他方の入
力端子には比較信号発生回路17の出力■、8.が供給
される。
ーダンスのアンプ12.13にそれぞれ入力し、光電流
It、I2から定常光に基づくDC電流成分を分離した
後、増幅する。そして、その各出力を演算回路15.加
算回路16にそれぞれ入力する。加算回路16は光電流
X1.X2を加算し、その出力11+12は比較器18
の一方の入力端子に供給される。比較器18の他方の入
力端子には比較信号発生回路17の出力■、8.が供給
される。
路1Bの出力と比較信号” refは減算回路23にも
供給され、減算回路23は遠距離の測距のために反射光
の強度に応じた信号I、8.− (11+I2)を演算
する。減算回路23の出力がスイッチ22を介して積分
回路20に入力される。そして、積分回路20の出力が
AFデータとして取り出される。なお、積分開始時に積
分回路20にはリセット回路21によって所定の積分開
始電圧が与えられる。
供給され、減算回路23は遠距離の測距のために反射光
の強度に応じた信号I、8.− (11+I2)を演算
する。減算回路23の出力がスイッチ22を介して積分
回路20に入力される。そして、積分回路20の出力が
AFデータとして取り出される。なお、積分開始時に積
分回路20にはリセット回路21によって所定の積分開
始電圧が与えられる。
上記スイッチ19は比較器18の出力により制御され、
スイッチ22は比較器18の反転出力により制御される
。このため、■1+I2とIref’との大小関係に応
じて積分回路20は演算回路15の出力、または減算回
路23の出力の何れかに基づいた積分演算を行う。
スイッチ22は比較器18の反転出力により制御される
。このため、■1+I2とIref’との大小関係に応
じて積分回路20は演算回路15の出力、または減算回
路23の出力の何れかに基づいた積分演算を行う。
二こで■1+12が’ refより大きい場合は被写体
が近距離であり、光電流1.1 のS/N比が良いと
判定でき、逆に、I 1+ 12がIrefより小さい
場合は被写体が遠距離であり、演算回路15の精度の確
保が困難であると判定し、このときにはスイッチ19を
オフしスイッチ22をオンして減算回路23の出力’r
ef ”l+12)を積分回路20に入力する。
が近距離であり、光電流1.1 のS/N比が良いと
判定でき、逆に、I 1+ 12がIrefより小さい
場合は被写体が遠距離であり、演算回路15の精度の確
保が困難であると判定し、このときにはスイッチ19を
オフしスイッチ22をオンして減算回路23の出力’r
ef ”l+12)を積分回路20に入力する。
[発明が解決しようとする課題]
ところが、この特開平1−291111号で提案した技
術手段では、I l + 12の値で2つの測距手段を
切換えているため、ランダムなノイズにより誤った切換
が行われることがあり、また測距手段の切換付近では不
安定な部分があり、出力値と距離の関係に不連続な点が
生じることがあるという欠点を有している。また更に、
従来の技術手段においては遠距離側の演算は、I
−(1,+12)ref というアナログ的な分割判定を行っているため、遠距離
側の高精度の測距はできなかった。
術手段では、I l + 12の値で2つの測距手段を
切換えているため、ランダムなノイズにより誤った切換
が行われることがあり、また測距手段の切換付近では不
安定な部分があり、出力値と距離の関係に不連続な点が
生じることがあるという欠点を有している。また更に、
従来の技術手段においては遠距離側の演算は、I
−(1,+12)ref というアナログ的な分割判定を行っているため、遠距離
側の高精度の測距はできなかった。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除去するために
、積分によるノイズ相殺効果を巧みに利用し、比演算用
と光量積分用の2つの積分手段を用い、これによってラ
ンダムノイズを除去し正確な測距値を得られるようにし
た被写体距離検出装置を提供するにある。
、積分によるノイズ相殺効果を巧みに利用し、比演算用
と光量積分用の2つの積分手段を用い、これによってラ
ンダムノイズを除去し正確な測距値を得られるようにし
た被写体距離検出装置を提供するにある。
[課題を解決するための手段および作用]本発明は、上
記目的を達成するために、被写体に向けてパルス光を投
射する投光手段と、この投光手段による被写体からの反
射光を受光し、被写体距離に応じた割合で第1電流値と
第2電流値とを出力する位置検出素子とを有した被写体
距離検出装置において、 上記第1電流値と第2電流値との加算値の積分動作を所
定回数行わせる第1積分回路と、上記両電流値の比演算
値の積分動作を所定回数行わせる第2積分回路と、 上記第1積分回路の出力の平方根に基づいて被写体距離
を算出する第1算出手段と、上記第2積分回路の出力に
基づいて被写体距離を算出する第2算出手段とを有した
演算手段と、 を具備し、第1算出手段の出力が所定値より近距離を示
すときは上記第2算出手段の出力を確定距離値とし、第
1算出手段の出力が所定値より遠距離を示すときは、こ
の第1算出手段の出力を確定距離値とすることを特徴と
する。
記目的を達成するために、被写体に向けてパルス光を投
射する投光手段と、この投光手段による被写体からの反
射光を受光し、被写体距離に応じた割合で第1電流値と
第2電流値とを出力する位置検出素子とを有した被写体
距離検出装置において、 上記第1電流値と第2電流値との加算値の積分動作を所
定回数行わせる第1積分回路と、上記両電流値の比演算
値の積分動作を所定回数行わせる第2積分回路と、 上記第1積分回路の出力の平方根に基づいて被写体距離
を算出する第1算出手段と、上記第2積分回路の出力に
基づいて被写体距離を算出する第2算出手段とを有した
演算手段と、 を具備し、第1算出手段の出力が所定値より近距離を示
すときは上記第2算出手段の出力を確定距離値とし、第
1算出手段の出力が所定値より遠距離を示すときは、こ
の第1算出手段の出力を確定距離値とすることを特徴と
する。
[実 施 例]
以下、図示の実施例により本発明を説明する。
第1図は、本発明の基本概念を示す被写体距離検出装置
の構成ブロック図である。この第1図において、IRE
Dl、IREDドライバIA、PSD5.投光レンズ2
.受光レンズ4.CPUで構成される演算制御回路7お
よびアンプ12.13等は、前記第6図、第7図に示し
た従来のものと同様に構成されている。
の構成ブロック図である。この第1図において、IRE
Dl、IREDドライバIA、PSD5.投光レンズ2
.受光レンズ4.CPUで構成される演算制御回路7お
よびアンプ12.13等は、前記第6図、第7図に示し
た従来のものと同様に構成されている。
上記PSD5の光電流出力1.1 は、それぞれ低入
力インピーダンスのプリアンプ12゜13によって定常
光によるDC電流成分を分離され、その各出力は加算回
路16と比演算回路15とにそれぞれ入力される。そし
て、加算回路16によって加算された第1電流I と第
2電流I2の加算電流が第1積分回路30に入力せられ
、ここで所定回数の積分動作が行われる。また、比演算
回路15は両型流11.I2の比演算を行い、その出力
を第2積分回路31に入力し、ここで所定回数の積分動
作を行う。この積分動作によって、被写体に向けてIR
EDlが複数回発光し、その反射光を受けて出力された
光電流I、、12に含まれているランダムノイズは、そ
のたびに相殺され積分効果が発揮される。
力インピーダンスのプリアンプ12゜13によって定常
光によるDC電流成分を分離され、その各出力は加算回
路16と比演算回路15とにそれぞれ入力される。そし
て、加算回路16によって加算された第1電流I と第
2電流I2の加算電流が第1積分回路30に入力せられ
、ここで所定回数の積分動作が行われる。また、比演算
回路15は両型流11.I2の比演算を行い、その出力
を第2積分回路31に入力し、ここで所定回数の積分動
作を行う。この積分動作によって、被写体に向けてIR
EDlが複数回発光し、その反射光を受けて出力された
光電流I、、12に含まれているランダムノイズは、そ
のたびに相殺され積分効果が発揮される。
次いで、第1積分回路30と第2積分回路31の出力は
、CPUからなる演算制御回路7に入力される。この演
算制御回路7は、上記第1積分回路30の出力の平方根
に基づいて被写体距離を算出する第1算出回路および上
記第2積分回路31の出力に基づいて被写体距離を算出
する第2算出回路を有しており、それぞれの算出を行う
。そして、第1算出回路の出力が記憶手段24から入力
される所定値より近距離を示すときは、上記第2算出手
段の出力を確定距離値とし、第1算出回路の出力が上記
所定値より遠距離を示す場合は、この第1算出手段の出
力を確定距離値として出力する。また、この演算制御回
路7はタイミング回路33を介して上記第1および第2
積分回路30゜31と上記IREDドライバIAの動作
を制御する。
、CPUからなる演算制御回路7に入力される。この演
算制御回路7は、上記第1積分回路30の出力の平方根
に基づいて被写体距離を算出する第1算出回路および上
記第2積分回路31の出力に基づいて被写体距離を算出
する第2算出回路を有しており、それぞれの算出を行う
。そして、第1算出回路の出力が記憶手段24から入力
される所定値より近距離を示すときは、上記第2算出手
段の出力を確定距離値とし、第1算出回路の出力が上記
所定値より遠距離を示す場合は、この第1算出手段の出
力を確定距離値として出力する。また、この演算制御回
路7はタイミング回路33を介して上記第1および第2
積分回路30゜31と上記IREDドライバIAの動作
を制御する。
第2図は、上記第1図に示した本発明の基本概念に従っ
て、より具体的に構成した本発明の距離検出装置の実施
例を示したものである。この実施例におけるPSD5、
アンプ12.13等は、上記第1図のものと同一の機能
を持つ。また、PSD5で発生した光電流11.I2の
2つの信号を、それぞれ増幅し加算回路16と比演算回
路15に導く比較する回路系は、各々全く同様に形成さ
れるので、ここでは一方の光電流11の回路系のみにつ
いて説明する。
て、より具体的に構成した本発明の距離検出装置の実施
例を示したものである。この実施例におけるPSD5、
アンプ12.13等は、上記第1図のものと同一の機能
を持つ。また、PSD5で発生した光電流11.I2の
2つの信号を、それぞれ増幅し加算回路16と比演算回
路15に導く比較する回路系は、各々全く同様に形成さ
れるので、ここでは一方の光電流11の回路系のみにつ
いて説明する。
被写体にカメラを向けた場合、一般に被写体は太陽光や
人口照明光によって定常的に光を照射されているため、
PSD5には信号光以外にもそれらによる定常光が入射
しており、PSD5はこれらによる定常光電流I。を出
力している。AFの演算においては、この定常光電流l
。を除去してIREDI (第1図参照)による信号光
電流11■2のみを弁別して取り出す必要がある。
人口照明光によって定常的に光を照射されているため、
PSD5には信号光以外にもそれらによる定常光が入射
しており、PSD5はこれらによる定常光電流I。を出
力している。AFの演算においては、この定常光電流l
。を除去してIREDI (第1図参照)による信号光
電流11■2のみを弁別して取り出す必要がある。
従って、先ずこの定常光電流の除去動作について説明す
る。この定常光電流1゜と信号光電流I、I の弁別
は、基本的にはIREDが発光していない状態と発光し
た状態とて定常光電流Ioの成分は変化しないから変化
分は信号光電流I、I であると判断することにより
行われる。
る。この定常光電流1゜と信号光電流I、I の弁別
は、基本的にはIREDが発光していない状態と発光し
た状態とて定常光電流Ioの成分は変化しないから変化
分は信号光電流I、I であると判断することにより
行われる。
IREDIの発光前、定常光電流I。がアンプ12(1
3)に低入力インピーダンスにより吸い込まれ、トラン
ジスタ40(51)で増幅される。
3)に低入力インピーダンスにより吸い込まれ、トラン
ジスタ40(51)で増幅される。
この増幅電流は、カレントミラー回路41.43(52
,54)によって圧縮ダイオード46(57)に流れ込
むが、このとき圧縮ダイオード46 (57)の電位が
上記電流I。の流入によって高くなると、ホールドアン
プ48 (59)が働いてトランジスタ50(61)の
ベース電位を制御して上記定常光電流I。をGNDに捨
てようとする。
,54)によって圧縮ダイオード46(57)に流れ込
むが、このとき圧縮ダイオード46 (57)の電位が
上記電流I。の流入によって高くなると、ホールドアン
プ48 (59)が働いてトランジスタ50(61)の
ベース電位を制御して上記定常光電流I。をGNDに捨
てようとする。
上記ホールドアンプ48(59)の+側の入力端には、
定電流源45 (56)の定電流IDBでバイアスされ
た圧縮ダイオード46 (57)の電圧が、また−側の
入力端には定電流源68により同じく定電流■DBによ
ってバイアスされた圧縮ダイオード69の電圧が各々バ
ッファ47 (5g)。
定電流源45 (56)の定電流IDBでバイアスされ
た圧縮ダイオード46 (57)の電圧が、また−側の
入力端には定電流源68により同じく定電流■DBによ
ってバイアスされた圧縮ダイオード69の電圧が各々バ
ッファ47 (5g)。
67をそれぞれ介して印加されているため、ホールドア
ンプ48 ((59)が機能している以上、圧縮ダイオ
ード46 (57)には、定常光電施工0による電流は
流入しないようになっている。
ンプ48 ((59)が機能している以上、圧縮ダイオ
ード46 (57)には、定常光電施工0による電流は
流入しないようになっている。
即ち、図中、矢印Xで示すライン間には電流の流れかな
い状態で、この回路は安定している。
い状態で、この回路は安定している。
次に、IREDIが発光した場合は、定常光電流1oに
信号光電流11 (I2)がプラスされた状態でプリア
ンプ12(13)に入力されてくる。
信号光電流11 (I2)がプラスされた状態でプリア
ンプ12(13)に入力されてくる。
このとき、IREDIの発光に同期してホールドアンプ
48(59)はオフするので、定常光電流1oはホール
ドコンデンサ49 (60)によって記憶されている電
位に基づいてトランジスタ50(61)を通じてGND
に捨てられるが、信号光電流1.Cl2)だけはトラン
ジスタ40(51)によって増幅され、カレントミラー
回路41゜43 (52,54)を介して圧縮ダイオー
ド46(57)に流れ込む。このとき、定電流源45(
56)はホーアンプ48 (59)と同様に、図中、符
号B。で示すラインにタイミング回路33から出力され
るバイアスカット信号Bによってオフされるので、圧縮
ダイオード46には信号光電施工1のみによる圧縮電圧
が生じる。同様に信号光電流I2も定常光電流I。を除
去されて圧縮ダイオード57に流入する。
48(59)はオフするので、定常光電流1oはホール
ドコンデンサ49 (60)によって記憶されている電
位に基づいてトランジスタ50(61)を通じてGND
に捨てられるが、信号光電流1.Cl2)だけはトラン
ジスタ40(51)によって増幅され、カレントミラー
回路41゜43 (52,54)を介して圧縮ダイオー
ド46(57)に流れ込む。このとき、定電流源45(
56)はホーアンプ48 (59)と同様に、図中、符
号B。で示すラインにタイミング回路33から出力され
るバイアスカット信号Bによってオフされるので、圧縮
ダイオード46には信号光電施工1のみによる圧縮電圧
が生じる。同様に信号光電流I2も定常光電流I。を除
去されて圧縮ダイオード57に流入する。
これらの圧縮電圧V^、VBは上記バッファ47.58
をそれぞれ介して、トランジスタ62゜63、定電流源
64、積分コンデンサ65からなる比演算回路15に入
力される。またこの比演算回路15は、リセット回路6
6と共に第2積分回路31を構成している。
をそれぞれ介して、トランジスタ62゜63、定電流源
64、積分コンデンサ65からなる比演算回路15に入
力される。またこの比演算回路15は、リセット回路6
6と共に第2積分回路31を構成している。
この比演算回路15は、IREDIの発光に同期させて
定電流源64をオンさせると、積分電流11NT J−
1・ の関係を満たすので、積分コンデンサ65には、・・・
・・・・・・(8) の電圧信号が発生する。
定電流源64をオンさせると、積分電流11NT J−
1・ の関係を満たすので、積分コンデンサ65には、・・・
・・・・・・(8) の電圧信号が発生する。
ここで、 nはIREDIの発光回数
Iφは定電流源64の電流値
τは1回の積分時間
Cは積分コンデンサ65の容量
である。
上記リセット回路66は、IREDIの発光に先立って
積分コンデンサ65の電位を初期状態にし、積分電圧v
INT−φとする働きをする。
積分コンデンサ65の電位を初期状態にし、積分電圧v
INT−φとする働きをする。
上記(8)式ノvIN、ハ、演算制御回路(CPU)7
がA/D変換によって読み取るが、前記(4)式。
がA/D変換によって読み取るが、前記(4)式。
上記(8)式より
・・・・・・・・・(9)
が成り立つので、vINTより距離情報1/j!が求め
られる。
られる。
以上が本実施例における比演算回路の動作である。
次に、光量積分動作であるが比演算動作と同様に、増幅
された信号光電流11はカレントミラー回路41.42
によって光量積分回路に導かれる。
された信号光電流11はカレントミラー回路41.42
によって光量積分回路に導かれる。
同様に増幅された信号光電流■2はカレントミラー回路
52.53により上記信号光電流11と加算される。
52.53により上記信号光電流11と加算される。
ここで、上記カレントミラー回路を構成するトランジス
タ42.53には、上記信号光電流■1゜12以外にも
バイアス電流を定常的に流している。
タ42.53には、上記信号光電流■1゜12以外にも
バイアス電流を定常的に流している。
これは上記トランジスタ40□41,42.43(51
,52,53,54)は、バイアスしておかないとrR
EDlの信号電流に対する応答性が悪くなるからで、前
述した定常光除去動作によってラインXの電流がφとな
る状態において定電流源44 (55)の流す定電流”
PBによってそれぞれバイアスされている。
,52,53,54)は、バイアスしておかないとrR
EDlの信号電流に対する応答性が悪くなるからで、前
述した定常光除去動作によってラインXの電流がφとな
る状態において定電流源44 (55)の流す定電流”
PBによってそれぞれバイアスされている。
そのため、光量積分回路はこの定電流I、Bによるバイ
アスを除去して信号光電流11およびI2のみを積分す
る回路となっている。つまり、IREDlの発光以前に
トランジスタ42.53より流入してくる電流を除去し
、それを引いた電流■1+12のみを積分するというこ
とで、既に述べた定常光除去回路と同様の動作を行う。
アスを除去して信号光電流11およびI2のみを積分す
る回路となっている。つまり、IREDlの発光以前に
トランジスタ42.53より流入してくる電流を除去し
、それを引いた電流■1+12のみを積分するというこ
とで、既に述べた定常光除去回路と同様の動作を行う。
そして、上記加算回路16に接続されているスイッチン
グ回路は、IREDIの発光以前はスイッチ72.73
がオン、スイッチ70.71はオフ状態となっているの
で、バイアス電流の両チャンネル合わせて2工PB分は
ホールドアンプ76の動作によってGNDに捨てられる
。それは抵抗75に電流が流れようとすると、その電圧
降下をホールドアンプ76が検出してトランジスタ73
を制御するからである。即ち、この場合、矢印■の方向
に電流が流れようとすると、ホールドアンプ76の+側
の入力端の電位が上がり、トランジスタ78はコレクタ
電流を増して■の方向への流れを抑えようとする。また
反対に矢印■の方向に電流が流れようとすると、ホール
ドアンプ76の一側の入力端の電位が上がり、トランジ
スタ78はコレクタ電流を減らして■の方向への流れを
抑えようとする。
グ回路は、IREDIの発光以前はスイッチ72.73
がオン、スイッチ70.71はオフ状態となっているの
で、バイアス電流の両チャンネル合わせて2工PB分は
ホールドアンプ76の動作によってGNDに捨てられる
。それは抵抗75に電流が流れようとすると、その電圧
降下をホールドアンプ76が検出してトランジスタ73
を制御するからである。即ち、この場合、矢印■の方向
に電流が流れようとすると、ホールドアンプ76の+側
の入力端の電位が上がり、トランジスタ78はコレクタ
電流を増して■の方向への流れを抑えようとする。また
反対に矢印■の方向に電流が流れようとすると、ホール
ドアンプ76の一側の入力端の電位が上がり、トランジ
スタ78はコレクタ電流を減らして■の方向への流れを
抑えようとする。
このように、バイアス電流2工PB分の中に含まれるノ
イズ成分によって抵抗75に対し、どちらの方向へ電流
が流れようとしても、この回路では敏感にそれを除去す
る。
イズ成分によって抵抗75に対し、どちらの方向へ電流
が流れようとしても、この回路では敏感にそれを除去す
る。
次に、IREDlが発光すると、スイッチ72゜73は
タイミング回路33からの積分信号INTによりオフ、
スイッチ70.71はオンするので、ホールドコンデン
サ77の記憶した電荷に基づいてバイアス電流はトラン
ジスタ78により捨てられながら信号光電流1.1
に基づく電流のみが矢印@の方向の経路で、第1積分回
路30へ導入される。この第1積分回路30は積分アン
プ79と積分コンデンサ80とからなる光量積分回路で
構成されており、上記信号光電流11.I2を積分する
。
タイミング回路33からの積分信号INTによりオフ、
スイッチ70.71はオンするので、ホールドコンデン
サ77の記憶した電荷に基づいてバイアス電流はトラン
ジスタ78により捨てられながら信号光電流1.1
に基づく電流のみが矢印@の方向の経路で、第1積分回
路30へ導入される。この第1積分回路30は積分アン
プ79と積分コンデンサ80とからなる光量積分回路で
構成されており、上記信号光電流11.I2を積分する
。
この積分は、上記増幅用トランジスタ40゜51の電流
増幅率をβとすると、積分アンプ79の出力電圧vpl
NTは、 7がA/D変換によって上記vplNTを読みとって後
述する(14)式に従って距離情報1/lが求められる
。
増幅率をβとすると、積分アンプ79の出力電圧vpl
NTは、 7がA/D変換によって上記vplNTを読みとって後
述する(14)式に従って距離情報1/lが求められる
。
ここで被写体の反射率は一定、IREDの投光スポット
は、被写体に全部当っていると仮定すると、光の拡散の
原理により に、定数 ■。; 11+I2 ここて、ノイズ電AINを想定すると、1 f「可 一−K ・・・・・・・・
(12)p f演算をする前では ・・・・・・・・・(10) となる。ここで上記Cは積分コンデンサ80の容量であ
る。前記比演算動作と同様にリセット回路81は、IR
EDIの発光前に、上記積分アンプ79の出力電圧vp
INTを初期状態にリセットする役目をする。そして、
演算制御回路(CPU)・・・・・・・・・(I3) ここで、前記(6)式と(13)式を比較してみる。
は、被写体に全部当っていると仮定すると、光の拡散の
原理により に、定数 ■。; 11+I2 ここて、ノイズ電AINを想定すると、1 f「可 一−K ・・・・・・・・
(12)p f演算をする前では ・・・・・・・・・(10) となる。ここで上記Cは積分コンデンサ80の容量であ
る。前記比演算動作と同様にリセット回路81は、IR
EDIの発光前に、上記積分アンプ79の出力電圧vp
INTを初期状態にリセットする役目をする。そして、
演算制御回路(CPU)・・・・・・・・・(I3) ここで、前記(6)式と(13)式を比較してみる。
この両式においては、−瞬の短時間の測距であれば、ノ
イズ成分■ (またはINl” N2)が与える誤差
Δ1/1)に大きな差はないが、この測距動作を長時間
、多数回行うときには差異が出てくる。
イズ成分■ (またはINl” N2)が与える誤差
Δ1/1)に大きな差はないが、この測距動作を長時間
、多数回行うときには差異が出てくる。
即ち、ノイズ成分I (またはINl” N2)はう
ンダムなノイズであるので、積分すればする程、0に近
づくものである。
ンダムなノイズであるので、積分すればする程、0に近
づくものである。
従って、上記(13)式は前記(6)式の場合と異なり
積分すればする程、0に近づき誤差が小さくなる。
積分すればする程、0に近づき誤差が小さくなる。
従って、上記(11)式とく10)式よりとなり距離情
報1/j!を求めることができる。
報1/j!を求めることができる。
以上のAF動作のタイミングチャートを第3図に示す。
このタイミングチャートに示すように、光量積分信号V
と比演算信号v1NTの読み出lNT しは、演算制御回路(CPU)7でディジタル値を読み
とる場合には時点■、◎のタイミングで読み出す。また
、一般に知られる二重積分によるA/D変換の場合には
、時点■′、◎′のタイミングで各々1..12の時間
を読み取るようにする。
と比演算信号v1NTの読み出lNT しは、演算制御回路(CPU)7でディジタル値を読み
とる場合には時点■、◎のタイミングで読み出す。また
、一般に知られる二重積分によるA/D変換の場合には
、時点■′、◎′のタイミングで各々1..12の時間
を読み取るようにする。
また、上述の定数には、IREDIの光量、PSD5の
光電変換効率、プリアンプ12.13の増幅率、AF用
役・受光レンズ2,4のノくラツキによって大きく変化
するが、ここでは前記記憶手段24(第1図参照)によ
り、これらのバラツ上を製品の1つ1つについて補正す
るための補正データを記憶して上記(11)式による測
距演算を、より高精度で実現可能にしている。
光電変換効率、プリアンプ12.13の増幅率、AF用
役・受光レンズ2,4のノくラツキによって大きく変化
するが、ここでは前記記憶手段24(第1図参照)によ
り、これらのバラツ上を製品の1つ1つについて補正す
るための補正データを記憶して上記(11)式による測
距演算を、より高精度で実現可能にしている。
次に、第4図に上記の2つの測距手段を有する被写体距
離検出装置の実際の距離の割出しのフローチャートの一
例を示す。このフローでは上記(14)式は単純化して という形にしであるが、I DATAは光量積分信号
vplNTを演算制御回路(CPU)7が読み込んだデ
ィジタル値である。また上記(9)式も比演算信号■I
NTを演算制御回路(CPU)7が読み込んだディジタ
ル値を、ADと表現し、’−A−AD+B ・・・
・・・・・・(16)! という形に単純化しである。ここで、K、A、Bは定数
である。
離検出装置の実際の距離の割出しのフローチャートの一
例を示す。このフローでは上記(14)式は単純化して という形にしであるが、I DATAは光量積分信号
vplNTを演算制御回路(CPU)7が読み込んだデ
ィジタル値である。また上記(9)式も比演算信号■I
NTを演算制御回路(CPU)7が読み込んだディジタ
ル値を、ADと表現し、’−A−AD+B ・・・
・・・・・・(16)! という形に単純化しである。ここで、K、A、Bは定数
である。
また、上記第4図のフローチャートではIREDlの発
光回数は、例えば第16回で、光量積分による測距結果
が10m以上のときは比演算による測距は、精度が前述
の理由により劣化していると考られると言うことと、タ
イムラグの削減も考えて、比演算の読み出しは行わない
例を挙げであるか、これらの数値を測距システムによっ
て変更することができるのは言う迄もない。例えば、■
RED]の被写体に対する照射光量が多く、距離15m
の被写体に対しても十分に、その反射光量により比演算
が精度良く行えるような場合には、切換距離を15mに
してもよいし、発光回数もタイムラグが許されるならば
、多ければ多い程、高精度の測距を行うことができる。
光回数は、例えば第16回で、光量積分による測距結果
が10m以上のときは比演算による測距は、精度が前述
の理由により劣化していると考られると言うことと、タ
イムラグの削減も考えて、比演算の読み出しは行わない
例を挙げであるか、これらの数値を測距システムによっ
て変更することができるのは言う迄もない。例えば、■
RED]の被写体に対する照射光量が多く、距離15m
の被写体に対しても十分に、その反射光量により比演算
が精度良く行えるような場合には、切換距離を15mに
してもよいし、発光回数もタイムラグが許されるならば
、多ければ多い程、高精度の測距を行うことができる。
第5図(^)〜<C>は、本発明の被写体距離検出装置
による測距結果を示したグラフである。第5図(A)は
比演算の結果を示したもので、Wlはノイズによるバラ
ツキである。この第5図(A)から判るように信号光量
が減少する遠距離程、上記W1は広くなる。
による測距結果を示したグラフである。第5図(A)は
比演算の結果を示したもので、Wlはノイズによるバラ
ツキである。この第5図(A)から判るように信号光量
が減少する遠距離程、上記W1は広くなる。
また、第5図(B)は光量積分の結果で、ノイズによる
バラツキは積分による相殺効果で小さく、むしろ被写体
の反射率によるバラツキが、バラツキW2の主要因にな
っている。しかし、一般の被写体の赤外発光ダイオード
IREDの信号光に対する反射率は、30%〜70%で
あることを加味すると、上記(15)式がその中間50
%の反射率について成立しているとき、 赤外反射率30%の被写体によるI DATAは、 であり、 赤外反射率70%の被写体に対するI DATAは、 となる。このバラツキの差は、 なので、被写体距離gが大きければ大きい程、差が小さ
くなる。
バラツキは積分による相殺効果で小さく、むしろ被写体
の反射率によるバラツキが、バラツキW2の主要因にな
っている。しかし、一般の被写体の赤外発光ダイオード
IREDの信号光に対する反射率は、30%〜70%で
あることを加味すると、上記(15)式がその中間50
%の反射率について成立しているとき、 赤外反射率30%の被写体によるI DATAは、 であり、 赤外反射率70%の被写体に対するI DATAは、 となる。このバラツキの差は、 なので、被写体距離gが大きければ大きい程、差が小さ
くなる。
これは丁度、比演算によるバラツキと逆で、これら2つ
の測距方式を切換距離1゜Hにおいて組合わせることに
より、第5図(C)に示すように遠距離から近距離まで
バラツキの少ない高精度の距離検出装置を実現すること
ができる。
の測距方式を切換距離1゜Hにおいて組合わせることに
より、第5図(C)に示すように遠距離から近距離まで
バラツキの少ない高精度の距離検出装置を実現すること
ができる。
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、パルス光を被写体に
向けて投射し、その反射光を位置検出素子で受光するア
クティブ式の被写体距離検出装置において、遠距離の被
写体に対する演算を、算値を各々積分しているため、積
分によるノイズ相殺効果が大となり、また、距離値によ
り演算結果を選択しているので、遠距離から近距離まで
バラツキの少ない精度の高い距離検出を行うことができ
る。 しかも本発明では上記2つの演算を同時に行うこ
とによりタイムラグも短縮することができるという効果
も発揮され、この種従来の検出装置の欠点を除去した被
写体距離検出装置を提供することができる。
向けて投射し、その反射光を位置検出素子で受光するア
クティブ式の被写体距離検出装置において、遠距離の被
写体に対する演算を、算値を各々積分しているため、積
分によるノイズ相殺効果が大となり、また、距離値によ
り演算結果を選択しているので、遠距離から近距離まで
バラツキの少ない精度の高い距離検出を行うことができ
る。 しかも本発明では上記2つの演算を同時に行うこ
とによりタイムラグも短縮することができるという効果
も発揮され、この種従来の検出装置の欠点を除去した被
写体距離検出装置を提供することができる。
第1図は、本発明の基本概念を示す被写体距離検出装置
の構成ブロック図、 第2図は、本発明の具体的な実施例を示す被写体距離検
出装置の電気回路図、 第3図は、上記第2図の被写体距離検出装置の動作を説
明するためのタイミングチャート、第4図は、上記第2
図の被写体距離検出装置の動作のフローチャート、 第5図(A) 、 (B) 、 (C)は、本発明の距
離検出装置による測距結果をそれぞれ示すグラフ、第6
図は、アクティブ式APカメラにおける要部の構成ブロ
ック図、 第7図は、従来のアクティブ式AFカメラにおける被写
体距離検出装置の構成を示すブロック図である。 1・・・・・・・・・IRED(投光手段)3・・・・
・・・・・被写体 11・・・・・・第1電流値 I2・・・・・・第2電流値 5・・・・・・・・・位置検出素子 7・・・・・・・・・演算制御回路CPU (演算手段
)15・・・・・・比演算回路 16・・・・・・加算回路 30・・・・・・第1積分回路 31・・・・・・j@2積分回路 菟 1 図
の構成ブロック図、 第2図は、本発明の具体的な実施例を示す被写体距離検
出装置の電気回路図、 第3図は、上記第2図の被写体距離検出装置の動作を説
明するためのタイミングチャート、第4図は、上記第2
図の被写体距離検出装置の動作のフローチャート、 第5図(A) 、 (B) 、 (C)は、本発明の距
離検出装置による測距結果をそれぞれ示すグラフ、第6
図は、アクティブ式APカメラにおける要部の構成ブロ
ック図、 第7図は、従来のアクティブ式AFカメラにおける被写
体距離検出装置の構成を示すブロック図である。 1・・・・・・・・・IRED(投光手段)3・・・・
・・・・・被写体 11・・・・・・第1電流値 I2・・・・・・第2電流値 5・・・・・・・・・位置検出素子 7・・・・・・・・・演算制御回路CPU (演算手段
)15・・・・・・比演算回路 16・・・・・・加算回路 30・・・・・・第1積分回路 31・・・・・・j@2積分回路 菟 1 図
Claims (1)
- (1)被写体に向けてパルス光を投射する投光手段と、
この投光手段による被写体からの反射光を受光し、被写
体距離に応じた割合で第1電流値と第2電流値とを出力
する位置検出素子とを有した被写体距離検出装置におい
て、 上記第1電流値と第2電流値との加算値の積分動作を所
定回数行わせる第1積分回路と、上記両電流値の比演算
値の積分動作を所定回数行わせる第2積分回路と、 上記第1積分回路の出力の平方根に基づいて被写体距離
を算出する第1算出手段と、上記第2積分回路の出力に
基づいて被写体距離を算出する第2算出手段とを有した
演算手段と、 を具備し、第1算出手段の出力が所定値より近距離を示
すときは上記第2算出手段の出力を確定距離値とし、第
1算出手段の出力が所定値より遠距離を示すときは、こ
の第1算出手段の出力を確定距離値とすることを特徴と
した被写体距離検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15711590A JP2942593B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 被写体距離検出装置 |
| US07/711,641 US5204714A (en) | 1990-06-15 | 1991-06-06 | Object distance detecting apparatus |
| US08/383,081 USRE35652E (en) | 1990-06-15 | 1995-01-06 | Object distance detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15711590A JP2942593B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 被写体距離検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448208A true JPH0448208A (ja) | 1992-02-18 |
| JP2942593B2 JP2942593B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=15642550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15711590A Expired - Fee Related JP2942593B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 被写体距離検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2942593B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6345153B1 (en) | 1999-07-30 | 2002-02-05 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Distance measuring equipment and camera |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP15711590A patent/JP2942593B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6345153B1 (en) | 1999-07-30 | 2002-02-05 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Distance measuring equipment and camera |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2942593B2 (ja) | 1999-08-30 |
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