JPH0465627A - 被写体の移動速度検出装置 - Google Patents
被写体の移動速度検出装置Info
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- JPH0465627A JPH0465627A JP17704590A JP17704590A JPH0465627A JP H0465627 A JPH0465627 A JP H0465627A JP 17704590 A JP17704590 A JP 17704590A JP 17704590 A JP17704590 A JP 17704590A JP H0465627 A JPH0465627 A JP H0465627A
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Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (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]
この発明は、たとえば被写体の移動速度検出装置、さら
に詳しくは、焦点検出出力にもとづいて撮影レンズを合
焦位置に駆動するカメラの自動焦点撮影装置などに応用
され、前記撮影レンズの光軸方向への被写体移動にとも
なう焦点ずれを防ぐために被写体の移動速度を検出する
被写体の移動速度検出装置に関する。
に詳しくは、焦点検出出力にもとづいて撮影レンズを合
焦位置に駆動するカメラの自動焦点撮影装置などに応用
され、前記撮影レンズの光軸方向への被写体移動にとも
なう焦点ずれを防ぐために被写体の移動速度を検出する
被写体の移動速度検出装置に関する。
[従来の技術]
従来、撮影レンズの光軸方向に移動する被写体を撮影し
ようとした場合、そのレリーズタイムラグ中の被写体移
動にともなって焦点ずれが発生するという欠点があった
。
ようとした場合、そのレリーズタイムラグ中の被写体移
動にともなって焦点ずれが発生するという欠点があった
。
そこで、この焦点ずれを防ぐものとして、たとえば特開
昭63−159817号公報に、第ルリーズ信号に応答
して測距動作を複数回行い、露光開始時の被写体の位置
を予測して撮影レンズを駆動するようにしたものが開示
されている。また、カメラ以外の分野では、たとえば特
開昭62−232571号公報に示されるように、赤外
線を被測定物に投射し、その反射信号にもとづいて被測
定物の移動速度を検出する方法か提案されている。
昭63−159817号公報に、第ルリーズ信号に応答
して測距動作を複数回行い、露光開始時の被写体の位置
を予測して撮影レンズを駆動するようにしたものが開示
されている。また、カメラ以外の分野では、たとえば特
開昭62−232571号公報に示されるように、赤外
線を被測定物に投射し、その反射信号にもとづいて被測
定物の移動速度を検出する方法か提案されている。
ここで、上記した特開昭63−159817号公報を例
に、従来の速度検出装置について説明する。
に、従来の速度検出装置について説明する。
第6図において、1は被写体であり、2〜4はそれぞれ
測距装置を構成する測距用光学系、発光素子駆動回路、
距離演算回路である。
測距装置を構成する測距用光学系、発光素子駆動回路、
距離演算回路である。
すなわち、測距用光学系2に含まれる赤外発光ダイオー
ド(IRED)2aが発光素子駆動回路3によりドライ
ブされると、IRED2aからの光が投光用レンズ2b
を介して被写体1に投光される。この被写体1に投光さ
れた光はそこで反射された後、受光レンズ2cによって
集光され、光位置検出素子(PSD)2d上に結像され
る。すると、PSD2dからは、上記反射信号光の入射
位置に応じた信号電流1.、I2が出力される。
ド(IRED)2aが発光素子駆動回路3によりドライ
ブされると、IRED2aからの光が投光用レンズ2b
を介して被写体1に投光される。この被写体1に投光さ
れた光はそこで反射された後、受光レンズ2cによって
集光され、光位置検出素子(PSD)2d上に結像され
る。すると、PSD2dからは、上記反射信号光の入射
位置に応じた信号電流1.、I2が出力される。
そして、この信号電流1.、I2を距離演算回路4によ
って処理することにより、被写体1まての距離が求めら
れる。
って処理することにより、被写体1まての距離が求めら
れる。
速度検出装置では、タイミング回路5にしたがって上述
のごとき測距動作か所定の時間間隔て繰り返えされる。
のごとき測距動作か所定の時間間隔て繰り返えされる。
そして、それぞれの測距結果を距離データ記憶回路6に
記憶した後、所定時間内に被写体1がどれだけ位置を変
位させたかを計算することにより、その移動速度が検出
される。
記憶した後、所定時間内に被写体1がどれだけ位置を変
位させたかを計算することにより、その移動速度が検出
される。
なお、この速度検出装置は、速度変化をも判定するため
に、次数判定回路7aと1次関数決定回路7bと2次関
数決定回路7cとからなる専用の関数決定回路7を具備
するとともに、撮影時点(露光開始時)における被写体
距離を予測するための距離予測演算回路8、およびそれ
らを制御する制御回路9などを含むものであった。
に、次数判定回路7aと1次関数決定回路7bと2次関
数決定回路7cとからなる専用の関数決定回路7を具備
するとともに、撮影時点(露光開始時)における被写体
距離を予測するための距離予測演算回路8、およびそれ
らを制御する制御回路9などを含むものであった。
[発明か解決しようとする課題]
上記した従来の速度検出装置においては、測距時間か無
視てきるほど小さく、しかも測距結果にまったく誤差が
ない場合には有効であった。
視てきるほど小さく、しかも測距結果にまったく誤差が
ない場合には有効であった。
しかしながら、実際には、これらを考慮しなければなら
す、また以下のような欠点かあった。すなわち、距離デ
ータからその被写体1の運動速度の関数の次数を厳密に
求めるためには複雑な回路を必要とし、高価となる。ま
た、ワンチップマイコン(たとえば、CPU)などを用
いてソフト上の演算を行うようにした場合には、その演
算時間が無視てきず、自動車のような高速度で移動する
物体の速′度を検出することか不可能となる。
す、また以下のような欠点かあった。すなわち、距離デ
ータからその被写体1の運動速度の関数の次数を厳密に
求めるためには複雑な回路を必要とし、高価となる。ま
た、ワンチップマイコン(たとえば、CPU)などを用
いてソフト上の演算を行うようにした場合には、その演
算時間が無視てきず、自動車のような高速度で移動する
物体の速′度を検出することか不可能となる。
このような理由から、速度検出装置において求められる
のは、測距誤差が極めて小さく、しかも高速度にて測距
動作が可能な測距装置である。ところが、電子回路には
必ずノイズか存在し、簡単には理想的な測距装置を作成
することかできない。
のは、測距誤差が極めて小さく、しかも高速度にて測距
動作が可能な測距装置である。ところが、電子回路には
必ずノイズか存在し、簡単には理想的な測距装置を作成
することかできない。
これに対し、本願出願人により、積分によるノイズ相殺
効果によって高精度のオートフォーカスを実現する提案
(たとえば、特開昭63−132110号公報参照)が
すてになされている。しかし、この提案のように、I
REDを何度も発光させる測距方式では、やはりタイム
ラグが長くなるため、速度検出装置には適さないもので
あった。
効果によって高精度のオートフォーカスを実現する提案
(たとえば、特開昭63−132110号公報参照)が
すてになされている。しかし、この提案のように、I
REDを何度も発光させる測距方式では、やはりタイム
ラグが長くなるため、速度検出装置には適さないもので
あった。
第7図は、従来の測距方式を採用した一般的な速度検出
動作を示すものである。
動作を示すものである。
すなわち、1回の測距動作たけでは精度の確保か困難な
場合、複数回の測距動作を行うことにより、測距結果に
ランダムにのってくるノイズ成分を相殺することかでき
る。ところか、第7図に示すように、(イ)のタイミン
グにて複数回(ここでは、たとえば4回)の測距動作を
行うと、それたけてタイムラグを生じてしまう。その上
、4回の測距動作の間に被写体距離も変化するため、動
体の測距に有効な方法とは言い難い。
場合、複数回の測距動作を行うことにより、測距結果に
ランダムにのってくるノイズ成分を相殺することかでき
る。ところか、第7図に示すように、(イ)のタイミン
グにて複数回(ここでは、たとえば4回)の測距動作を
行うと、それたけてタイムラグを生じてしまう。その上
、4回の測距動作の間に被写体距離も変化するため、動
体の測距に有効な方法とは言い難い。
また、(ロ)のタイミングにて前述の4回の測距結果か
ら正確な測距結果を求める距離演算動作の際にも、それ
なりのタイムラグを生しる。
ら正確な測距結果を求める距離演算動作の際にも、それ
なりのタイムラグを生しる。
(ロ)のタイミングに続いて、(イ)のタイミングと同
様の(ハ)のタイミングにて4回の測距動作を行い、(
ニ)のタイミングにてその結果から正確な測距結果を求
める距離演算動作を行った後、それら2回の演算結果か
ら被写体の移動速度を求めようとすると、さらに速度演
算動作のための(ホ)のタイミングが必要となり、非常
に長い速度検出時間を要することになる。
様の(ハ)のタイミングにて4回の測距動作を行い、(
ニ)のタイミングにてその結果から正確な測距結果を求
める距離演算動作を行った後、それら2回の演算結果か
ら被写体の移動速度を求めようとすると、さらに速度演
算動作のための(ホ)のタイミングが必要となり、非常
に長い速度検出時間を要することになる。
また、動体を測距しているため、n[距中の動体変化に
よって何度も測距を繰り返す利点か失われることにもな
る。
よって何度も測距を繰り返す利点か失われることにもな
る。
したかって、高精度で、しかもタイムラグを短くして測
距を行い、被写体の速度検出を従来と同様の考え方で行
うには大きな困難が予想された。
距を行い、被写体の速度検出を従来と同様の考え方で行
うには大きな困難が予想された。
この発明は、上記した測距装置には必ず測距誤差とタイ
ムラグとがあり、また測距結果の読み出しおよび演算に
も時間がかかるため、高精度で、かつ高速に被写体の移
動速度を検出することがてきないという点に鑑みなされ
たもので、高精度で、かつ高速に被写体の移動速度を検
出することができ、しかも比較的に簡易な構成で実現し
得る被写体の移動速度検出装置を提供することを目的と
している。
ムラグとがあり、また測距結果の読み出しおよび演算に
も時間がかかるため、高精度で、かつ高速に被写体の移
動速度を検出することがてきないという点に鑑みなされ
たもので、高精度で、かつ高速に被写体の移動速度を検
出することができ、しかも比較的に簡易な構成で実現し
得る被写体の移動速度検出装置を提供することを目的と
している。
[課題を解決するための手段]
上記の目的を達成するために、この発明の被写体の移動
速度検出装置にあっては、被写体に投光する投光手段と
、この投光手段の投光による上記被写体からの反射光を
受光し、上記被写体距離に依存した値を出力する測距手
段と、上記投光手段の投光を所定の時間間隔にて複数回
繰り返させる投光制御手段と、上記投光手段の投光が行
われる第1のタイミングで上記測距手段の出力を積分す
る第1の積分手段と、上記投光手段の投光が行われる第
2のタイミングで上記測距手段の出力を積分する第2の
積分手段と、この第1および第2の積分手段の出力を用
いて、上記被写体の上記投光手段の光軸方向に対する移
動速度を演算する速度演算手段とから構成されている。
速度検出装置にあっては、被写体に投光する投光手段と
、この投光手段の投光による上記被写体からの反射光を
受光し、上記被写体距離に依存した値を出力する測距手
段と、上記投光手段の投光を所定の時間間隔にて複数回
繰り返させる投光制御手段と、上記投光手段の投光が行
われる第1のタイミングで上記測距手段の出力を積分す
る第1の積分手段と、上記投光手段の投光が行われる第
2のタイミングで上記測距手段の出力を積分する第2の
積分手段と、この第1および第2の積分手段の出力を用
いて、上記被写体の上記投光手段の光軸方向に対する移
動速度を演算する速度演算手段とから構成されている。
[作用コ
この発明は、上記した手段により、複数回の測距動作に
かかる第1および第2の積分出力から被写体の移動速度
を求めることができるようになるため、ノイズに強く、
かつ短い時間での処理か可能となるものである。
かかる第1および第2の積分出力から被写体の移動速度
を求めることができるようになるため、ノイズに強く、
かつ短い時間での処理か可能となるものである。
[実施例]
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。
する。
第1図は、この発明にかかる被写体の移動速度検出装置
の概略構成を示すものである。
の概略構成を示すものである。
すなわち、CPUIIはこの装置全体の制御を司るもの
であり、このCPUIIには、ドライバ13、距離演算
回路(AF回路)14、および減算回路15が接続され
ている。また、距離演算回路14と減算回路15との間
には、第1.第2の積分回路16.17が設けられてい
る。
であり、このCPUIIには、ドライバ13、距離演算
回路(AF回路)14、および減算回路15が接続され
ている。また、距離演算回路14と減算回路15との間
には、第1.第2の積分回路16.17が設けられてい
る。
ドライバ13は、測距用光学系12に含まれる赤外発光
ダイオード(IRED)12aを駆動するものでありJ
CPUIIの制御によりI RED12aを同一の時間
間隔で複数回発光せしめるようになっている。
ダイオード(IRED)12aを駆動するものでありJ
CPUIIの制御によりI RED12aを同一の時間
間隔で複数回発光せしめるようになっている。
測距用光学系12は、上記IRED12aと、このIR
ED12gからの光(赤外光信号)を被写体10に向け
て投光する投光用レンズ12bと、上記被写体10から
の反射光を集光する受光レンズ12cと、この受光レン
ズ12cて集光された反射信号光の入射位置に応じた信
号電流11+12を発生する光位置検出素子(PSD)
12dとから構成されている。
ED12gからの光(赤外光信号)を被写体10に向け
て投光する投光用レンズ12bと、上記被写体10から
の反射光を集光する受光レンズ12cと、この受光レン
ズ12cて集光された反射信号光の入射位置に応じた信
号電流11+12を発生する光位置検出素子(PSD)
12dとから構成されている。
距離演算回路14は、上記IRED12aの発光にもと
づ(PSD12dの出力信号をアナログ的に演算するこ
とにより、被写体10までの距離gを求めるものである
。
づ(PSD12dの出力信号をアナログ的に演算するこ
とにより、被写体10までの距離gを求めるものである
。
第1の積分回路16は、CPUIIの制御によりオン/
オフされるスイッチSWIを介して供給される、上記距
離演算回路14における測距結果を順次積分するもので
ある。
オフされるスイッチSWIを介して供給される、上記距
離演算回路14における測距結果を順次積分するもので
ある。
第2の積分回路17は、CPUIIの制御によりオン/
オフされるスイッチSW2を介して供給される、上記距
離演算回路14における測距結果を順次積分するもので
ある。
オフされるスイッチSW2を介して供給される、上記距
離演算回路14における測距結果を順次積分するもので
ある。
減算回路15は、上記第1.第2の積分回路16.17
よりそれぞれ供給される積分出力の差を求めるものであ
る。
よりそれぞれ供給される積分出力の差を求めるものであ
る。
CPUI 1は、ドライバ13の駆動タイミングや、距
離演算回路14における定常光成分より信号光成分を抜
き出すための動作を制御するとともに、減算回路15の
出力にもとづいて被写体10の光軸方向に対する移動速
度を算出するようになっている。
離演算回路14における定常光成分より信号光成分を抜
き出すための動作を制御するとともに、減算回路15の
出力にもとづいて被写体10の光軸方向に対する移動速
度を算出するようになっている。
また、CPUI 1は、第1.第2の積分回路1617
での積分タイミング(スイッチSWI。
での積分タイミング(スイッチSWI。
SW2の切り換え)を制御するものである。すなわち、
CPU、11は、ドライバ13を介してIRED12a
を発光させる場合、その都度、スイッチSWI、SW2
の開成/閉成を制御するようになっている。
CPU、11は、ドライバ13を介してIRED12a
を発光させる場合、その都度、スイッチSWI、SW2
の開成/閉成を制御するようになっている。
第2図は、上記第1.第2の積分回路16゜17におけ
る積分結果の一例を示すものである。
る積分結果の一例を示すものである。
ここでは、縦軸が被写体距離(Ω)、横軸が時間(1)
であり、直線(N(j))は被写体10か等速度で運動
する場合のΩ対tの関係を示している。
であり、直線(N(j))は被写体10か等速度で運動
する場合のΩ対tの関係を示している。
この実施例の場合、実際には、スイッチSWI。
SW2とを交互にオンさせることによって積分動作を行
うか、ここでは理解を容易なものとするために、まず、
最初の3回の測距結果は第1の積分回路16で、次の3
回の測距結果は第2の積分回路17て積分する場合につ
いて説明する。
うか、ここでは理解を容易なものとするために、まず、
最初の3回の測距結果は第1の積分回路16で、次の3
回の測距結果は第2の積分回路17て積分する場合につ
いて説明する。
第2図(a)においては、時間0、t、2t。
3t、4t、5tにおける各測距結果をそれぞれg2、
g2、g3、Ω4、Ω5、II6として表し、測距結果
に誤差がない場合を例に示している。
g2、g3、Ω4、Ω5、II6として表し、測距結果
に誤差がない場合を例に示している。
この場合の測距結果p、、p2、p3についての積分結
果は、右上り斜線部S1の面積となり、測距結果g4、
Ω5、ρ6についての積分結果は、右上り斜線部S2の
面積となる。
果は、右上り斜線部S1の面積となり、測距結果g4、
Ω5、ρ6についての積分結果は、右上り斜線部S2の
面積となる。
このときの面積S1と面積S2との差(積分出力の差)
を取ると、面積S1上に右下かり斜線部S3で示す面積
か求められる。この面積S3か速度情報となる。
を取ると、面積S1上に右下かり斜線部S3で示す面積
か求められる。この面積S3か速度情報となる。
すなわち、図に示す如く、たとえばN+=12、Ω2
=11、D 3 =10、Ω4−9、ff5−8、J7
b=7と、単位時間tの間に被写体10か1つずつ近付
いているとすると、面積S1および面積S2は、それぞ
れ S =10+11+12=33 ・・・(1
)S2=7+8+9=24 、= (2
)となる。したかって、面積S3は、 53=SI 52=9 ・・・(3
)となる。
=11、D 3 =10、Ω4−9、ff5−8、J7
b=7と、単位時間tの間に被写体10か1つずつ近付
いているとすると、面積S1および面積S2は、それぞ
れ S =10+11+12=33 ・・・(1
)S2=7+8+9=24 、= (2
)となる。したかって、面積S3は、 53=SI 52=9 ・・・(3
)となる。
この結果より、面積Sl、S2の積分の開始タイミング
の差は3tであり、積分回数かそれぞれ3回であること
により、速度Vは、 v−33/3 t X3=9/9 t=1/l−(4)
として求めることができる。
の差は3tであり、積分回数かそれぞれ3回であること
により、速度Vは、 v−33/3 t X3=9/9 t=1/l−(4)
として求めることができる。
第2図(b)は、時間0、t、2t、3t。
4t、5tにおける各測距結果Ω′3、Ω′2、Ω′3
、Ω′4、Ω 5 、D ’ 6にランダムノイズがの
った場合を例に示している。
、Ω′4、Ω 5 、D ’ 6にランダムノイズがの
った場合を例に示している。
この場合、積分によるノイズ相殺効果により、S’3=
S’l S’2→53−9 ・・・(5)となる
ため、上記(4)式と同様に、単位時間tあたりの位置
は1つたけ変化するという速度検出か、各測距結果の不
正確さにもかかわらず可能となる。
S’l S’2→53−9 ・・・(5)となる
ため、上記(4)式と同様に、単位時間tあたりの位置
は1つたけ変化するという速度検出か、各測距結果の不
正確さにもかかわらず可能となる。
次に、基本的には、第2図を参照して説明した2つの積
分出力の差による測距方式と同じ考え方で、より高精度
の速度検出を可能とする本発明の動作について説明する
。
分出力の差による測距方式と同じ考え方で、より高精度
の速度検出を可能とする本発明の動作について説明する
。
特に、I REDの光を被写体に投光して測距を行うよ
うな、いわゆるアクティブ方式のAFの場合、被写体か
遠距離にあるほどS/N比か劣化して精度か悪くなる。
うな、いわゆるアクティブ方式のAFの場合、被写体か
遠距離にあるほどS/N比か劣化して精度か悪くなる。
このため、第2図で示したように、積分動作をDl、I
12.D3の遠距離側をワンセットとして行ったときと
、Ω4.Ω6.fI5の近距離側をワンセットとして行
ったときとでは、2つの積分結果に精度の差が大きく現
れてくる。
12.D3の遠距離側をワンセットとして行ったときと
、Ω4.Ω6.fI5の近距離側をワンセットとして行
ったときとでは、2つの積分結果に精度の差が大きく現
れてくる。
そこで、本発明においては、1回目の測距結果Ω1につ
いては第1の積分回路16で、2回目の測距結果g2に
ついては第2の積分回路17で、3回目の測距結果p3
については再び第1の積分回路16でというように、測
距動作のたびに第1゜第2の積分回路16.17を切り
換えて積分動作を行うようにしている。このように、奇
数回目の測距結果は第1の積分回路16で積分し、偶数
回目の測距結果は第2の積分回路17て積分することに
より、2つの積分結果の誤差のバランスを取ることがで
きる。
いては第1の積分回路16で、2回目の測距結果g2に
ついては第2の積分回路17で、3回目の測距結果p3
については再び第1の積分回路16でというように、測
距動作のたびに第1゜第2の積分回路16.17を切り
換えて積分動作を行うようにしている。このように、奇
数回目の測距結果は第1の積分回路16で積分し、偶数
回目の測距結果は第2の積分回路17て積分することに
より、2つの積分結果の誤差のバランスを取ることがで
きる。
第3図は、本発明にかかる測距動作と積分動作とのタイ
ミングを具体的に示すものである。
ミングを具体的に示すものである。
すなわち、測距動作ごとに、第1の積分回路16による
積分動作1と第2の積分回路17による積分動作2とが
図示のようなタイミングで繰り返されるようになってい
る。この場合、従来の速度検出装置(第7図参照)と比
しても距離を算出する過程が不要となるため、同じ時間
で速度検出を行う場合において、より多くの積分による
ノイズ相殺効果が期待できる。また、1回の測距動作ご
との被写体位置の変化をもはじめから考慮しているため
、はるかに高精度の速度検出が可能となる。
積分動作1と第2の積分回路17による積分動作2とが
図示のようなタイミングで繰り返されるようになってい
る。この場合、従来の速度検出装置(第7図参照)と比
しても距離を算出する過程が不要となるため、同じ時間
で速度検出を行う場合において、より多くの積分による
ノイズ相殺効果が期待できる。また、1回の測距動作ご
との被写体位置の変化をもはじめから考慮しているため
、はるかに高精度の速度検出が可能となる。
ここで、一連の測距動作が終了されると、第1゜第2の
積分回路16.17からの積分出力の差が減算回路15
にて求められ、前記第2図を2照して説明した面積S3
に相当する速度情報か算出される。この場合の速度情報
(面積S3)を、上記(5)式にならって求めると、 53=(12+lO+8) (11+9+7)=3
・・・ (6)となる。このとき、上記(4)式の場合
とは異なり、各積分回路16.17の積分タイミングの
差はtとなるが、積分回数は同様に3回すつなので、最
終的に求められる速度■は、 v = 83 / t X 3−1 / t
−L 7 )となる。したがって、上記(7)式は
上記(4)と同じになり、第2図を参照して説明した場
合と同様な結果が得られる。
積分回路16.17からの積分出力の差が減算回路15
にて求められ、前記第2図を2照して説明した面積S3
に相当する速度情報か算出される。この場合の速度情報
(面積S3)を、上記(5)式にならって求めると、 53=(12+lO+8) (11+9+7)=3
・・・ (6)となる。このとき、上記(4)式の場合
とは異なり、各積分回路16.17の積分タイミングの
差はtとなるが、積分回数は同様に3回すつなので、最
終的に求められる速度■は、 v = 83 / t X 3−1 / t
−L 7 )となる。したがって、上記(7)式は
上記(4)と同じになり、第2図を参照して説明した場
合と同様な結果が得られる。
第4図は、上記測距用光学系12の構成の詳細を示すも
のである。
のである。
この測距用光学系12は、公知の一点用測距装置を構成
するものであり、被写体10にAF用光を投光する、い
わゆるアクティブ方式となっている。
するものであり、被写体10にAF用光を投光する、い
わゆるアクティブ方式となっている。
今、IRED12aか発光されると、その光はAF用先
となって投光用レンズ12bを介して被写体10に投光
される。すると、このAF用先は被写体10によって反
射され、受光レンズ12cを介して集光されることによ
りPSD12d上に像となって結ばれる。
となって投光用レンズ12bを介して被写体10に投光
される。すると、このAF用先は被写体10によって反
射され、受光レンズ12cを介して集光されることによ
りPSD12d上に像となって結ばれる。
この場合、反射光の入射位置Xは、三角測距の原理によ
り、次式で示されるように、被写体距離gの関数として
表される。
り、次式で示されるように、被写体距離gの関数として
表される。
ここで、Sは投光用レンズ12bと受光レンズ12cと
の主点間距離(基線長)であり、fは受光レンズ12c
の焦点距離で、この位置にPSD12dは配置されるよ
うになっている。
の主点間距離(基線長)であり、fは受光レンズ12c
の焦点距離で、この位置にPSD12dは配置されるよ
うになっている。
PSDI2dからは、入射位置Xの関数である2つの電
流信号1..12が出力される。全信号光電流をIpo
とし、PSD12dの長さをtpとすると、次式のよう
にpを表すことができる。
流信号1..12が出力される。全信号光電流をIpo
とし、PSD12dの長さをtpとすると、次式のよう
にpを表すことができる。
・・・(11)
ここで、aは、IRED12aの発光中心と投光用レン
ズ12bの主点とを結んだ線と平行な線を受光レンズ1
2Cの主点から延ばしたときに、PSD12dとクロス
する点からPSD12dのIRED12a側の端までの
長さである。
ズ12bの主点とを結んだ線と平行な線を受光レンズ1
2Cの主点から延ばしたときに、PSD12dとクロス
する点からPSD12dのIRED12a側の端までの
長さである。
第5図は、PSD12dの出力信号II、12より、積
分回路16.17にて距離情報を積分するための具体的
な回路構成を示すものである。
分回路16.17にて距離情報を積分するための具体的
な回路構成を示すものである。
第5図において、21.22はIRED12aの発光に
対応して発生したPSD12dの出力信号I、、I2を
低入力インピーダンスで吸い取ってそれを増幅するプリ
アンプであり、23.24はその増幅された電流1.、
I2のみを圧縮するための圧縮ダイオードである。
対応して発生したPSD12dの出力信号I、、I2を
低入力インピーダンスで吸い取ってそれを増幅するプリ
アンプであり、23.24はその増幅された電流1.、
I2のみを圧縮するための圧縮ダイオードである。
25.26はバッファであり、圧縮ダイオード2324
ての圧縮電圧を、NPN トランジスタ27.28およ
び電流源29よりなる差動演算回路30に導くためのも
のである。
ての圧縮電圧を、NPN トランジスタ27.28およ
び電流源29よりなる差動演算回路30に導くためのも
のである。
ここで、差動演算回路30の動作を図中の記号を用いて
説明すると、 という関係か成り立つ。
説明すると、 という関係か成り立つ。
したかって、上HiE(11)式および(15)式より
、 ・・・(12) ・・・(13) という関係式か成り立つ。なお、Isはトランジスタ2
7.2Bおよびダイオード23.24の逆方向飽和電流
であり、■oはサーマルボルテージである。
、 ・・・(12) ・・・(13) という関係式か成り立つ。なお、Isはトランジスタ2
7.2Bおよびダイオード23.24の逆方向飽和電流
であり、■oはサーマルボルテージである。
また、電流1aと電流1bとは、
I a + I b ” I o+
”’(14)という関係から、上記(12)
(13)(14)式より、 となり、被写体距離Ωの逆数に比例する信号電流Iaが
得られる。
”’(14)という関係から、上記(12)
(13)(14)式より、 となり、被写体距離Ωの逆数に比例する信号電流Iaが
得られる。
また、図中の31は電流源であり、この電流源31によ
り流される電流1cは、 の関係を有する。このため、圧縮ダイオード32に流れ
る電流lxは、 ・・・(18) となる。
り流される電流1cは、 の関係を有する。このため、圧縮ダイオード32に流れ
る電流lxは、 ・・・(18) となる。
一方、圧縮ダイオード33には電流源34により電流1
dか流されており、圧縮ダイオード32゜33の圧縮電
圧はおのおのバッファ35.36を介して前述の差動演
算回路30と同形式の回路37.38にそれぞれ入力さ
れる。
dか流されており、圧縮ダイオード32゜33の圧縮電
圧はおのおのバッファ35.36を介して前述の差動演
算回路30と同形式の回路37.38にそれぞれ入力さ
れる。
したかって、このNPN トランジスタ39゜40およ
び電流源41よりなる差動演算回路37の出力電流1p
は、今度は、圧縮ダイオード3233が電源側基準で電
圧を発生していることに留意すると、 となる。このため、上2(18)式より、電流■Ωは、 X Ω ・
・・(20〉となり、被写体距離gに比例した電流信号
として得られる。
び電流源41よりなる差動演算回路37の出力電流1p
は、今度は、圧縮ダイオード3233が電源側基準で電
圧を発生していることに留意すると、 となる。このため、上2(18)式より、電流■Ωは、 X Ω ・
・・(20〉となり、被写体距離gに比例した電流信号
として得られる。
すなわち、差動演算回路37は第1のタイミングにおけ
る被写体距離gに応じた電流信号を積分回路16に供給
するための回路であり、IRED12aの奇数回目の発
光が行われるたびにタイミング信号によって電流源41
かオンされることにより、その被写体距離Ωに依存する
電流■Ωが積分回路16の積分用コンデンサ45て積分
される。
る被写体距離gに応じた電流信号を積分回路16に供給
するための回路であり、IRED12aの奇数回目の発
光が行われるたびにタイミング信号によって電流源41
かオンされることにより、その被写体距離Ωに依存する
電流■Ωが積分回路16の積分用コンデンサ45て積分
される。
積分用コンデンサ45は、IRED12aの発光に先立
ってリセット回路46によりリセットされるようになっ
ている。このため、一連の測距動作を終了した後の出力
端子47には、上記(6)式を例にとれば、r12+1
0+8Jに相当する信号か現われる。
ってリセット回路46によりリセットされるようになっ
ている。このため、一連の測距動作を終了した後の出力
端子47には、上記(6)式を例にとれば、r12+1
0+8Jに相当する信号か現われる。
方、NPN )ランジスタ42,43および電流源44
よりなる差動演算回路38は、第2のタイミングにおけ
る被写体距離Ωに応じた電流信号を積分回路17に供給
するための回路であり、IRED12aの偶数回目の発
光が行われるたびにタイミング信号によって電流源44
がオンされることにより、その被写体距離gに依存する
電流IIJzが積分回路17の積分用コンデンサ48で
積分される。
よりなる差動演算回路38は、第2のタイミングにおけ
る被写体距離Ωに応じた電流信号を積分回路17に供給
するための回路であり、IRED12aの偶数回目の発
光が行われるたびにタイミング信号によって電流源44
がオンされることにより、その被写体距離gに依存する
電流IIJzが積分回路17の積分用コンデンサ48で
積分される。
このときの電流IN2は、上記(20)式と同様に、
という、被写体距離pに依存する関係を満たす。
積分用コンデンサ48は、同様に、I RED12aの
発光に先立ってリセット回路49によりリセットされる
ようになっている。このため、連の測距動作を終了した
後の出力端子50には、上記(6)式を例にとれば、r
ll+9+7Jに相当する信号が現われる。
発光に先立ってリセット回路49によりリセットされる
ようになっている。このため、連の測距動作を終了した
後の出力端子50には、上記(6)式を例にとれば、r
ll+9+7Jに相当する信号が現われる。
このようにして、上記第3図に示したような複数回の測
距動作の終了後、減算回路15にて、上記出力端子47
.50に現われる電圧信号の差から上記(6)式におけ
る速度情報S3が求められる。なお、速度情報S、の算
出は、各積分出力をA/D変換してディジタル的にCP
UIIて行うようにしても良いし、オペアンプなどで構
成されるアナロク減算回路で行うようにしても良い。
距動作の終了後、減算回路15にて、上記出力端子47
.50に現われる電圧信号の差から上記(6)式におけ
る速度情報S3が求められる。なお、速度情報S、の算
出は、各積分出力をA/D変換してディジタル的にCP
UIIて行うようにしても良いし、オペアンプなどで構
成されるアナロク減算回路で行うようにしても良い。
そして、この速度情報S、にもとづいてたとえばCPU
I 1によるソフト上の処理、つまり上記(7)式に示
したような演算により、被写体10の移動速度Vか算出
される。
I 1によるソフト上の処理、つまり上記(7)式に示
したような演算により、被写体10の移動速度Vか算出
される。
すなわち、上記出力端子47.50に現われる電圧信号
をそれぞれvOIJTl+ vOUT2とすると、被写
体位置D (t)は、第2図を参照して説明した速度
Vにより、 1) (t)= v−t+l)1 ・
・・(22)となる。
をそれぞれvOIJTl+ vOUT2とすると、被写
体位置D (t)は、第2図を参照して説明した速度
Vにより、 1) (t)= v−t+l)1 ・
・・(22)となる。
また、上記(20)、(21)式は、それぞれIρ−A
−fi (t) =A (Ω+ v−t) ・”
(23)IN 2−A−11(t) −A (J7
r−v・t)・・(24)として現わせる。ただし、A
は定数。
−fi (t) =A (Ω+ v−t) ・”
(23)IN 2−A−11(t) −A (J7
r−v・t)・・(24)として現わせる。ただし、A
は定数。
したがって、積分用コンデンサ45の容量をCとすると
、電圧信号V。UTIは、 Δ V oじT −vourz VOLj’T・
・・(25) となる。ただし、Tは積分時間。
、電圧信号V。UTIは、 Δ V oじT −vourz VOLj’T・
・・(25) となる。ただし、Tは積分時間。
一方、電圧信号V 0LIT2は、電圧信号V。UTI
に対してΔtだけタイミングをずらし、時間Tだけ積分
を行った結果であることから、 ・・・(26) となる。
に対してΔtだけタイミングをずらし、時間Tだけ積分
を行った結果であることから、 ・・・(26) となる。
これにより、電圧信号V。U□1+ vOUT2の差Δ
V 0LITは− となる。ただし、Dは定数。
V 0LITは− となる。ただし、Dは定数。
以上のように、2つの積分出力V 0LIT1. V
0UT2の差Δ■。0工より、速度Vは簡単に求めるこ
とができる。
0UT2の差Δ■。0工より、速度Vは簡単に求めるこ
とができる。
上記したように、複数回の測距動作にかかる第1および
第2の積分出力から被写体の移動速度を求めるようにし
ている。
第2の積分出力から被写体の移動速度を求めるようにし
ている。
すなわち、複数の測距結果を積分することにより得られ
る第1および第2の積分出力の差から、被写体の移動速
度を求めるようにしている。しかも、この場合、I R
EDの発光にもとづく測距結果を積分するための第1.
第2の積分動作を、I REDの発光ごとに交互に繰り
返すようにしている。これにより、多くの積分によるノ
イズ相殺効果か期待てきるとともに、2つの積分結果に
現われる精度の差を極めて小さくすることか可能となる
。また、測距および積分という一連の動作は瞬時で終了
するアナログ演算としているため、高速での処理か可能
となる。したかって、高精度で、かつ高速での速度検出
か簡単な構成により実現できるものである。
る第1および第2の積分出力の差から、被写体の移動速
度を求めるようにしている。しかも、この場合、I R
EDの発光にもとづく測距結果を積分するための第1.
第2の積分動作を、I REDの発光ごとに交互に繰り
返すようにしている。これにより、多くの積分によるノ
イズ相殺効果か期待てきるとともに、2つの積分結果に
現われる精度の差を極めて小さくすることか可能となる
。また、測距および積分という一連の動作は瞬時で終了
するアナログ演算としているため、高速での処理か可能
となる。したかって、高精度で、かつ高速での速度検出
か簡単な構成により実現できるものである。
なお、上記実施例においては、第1.第2の積分回路に
おのおのリセット回路を設けるようにしたか、これに限
らす、たとえば2つの積分回路で1つのリセット回路を
′共有するようにしても良い。
おのおのリセット回路を設けるようにしたか、これに限
らす、たとえば2つの積分回路で1つのリセット回路を
′共有するようにしても良い。
その他、発明の要旨を変えない範囲において、種々変形
実施可能なことは勿論である。
実施可能なことは勿論である。
[発明の効果]
以上、詳述したようにこの発明によれば、1回の測距動
作において必す存在する測距誤差を相殺できるとともに
、高速での処理か可能となるため、高精度で、かつ高速
に被写体の移動速度を検出することかでき、しかも比較
的に簡易な構成て実現し得る被写体の移動速度検出装置
を提供できる。
作において必す存在する測距誤差を相殺できるとともに
、高速での処理か可能となるため、高精度で、かつ高速
に被写体の移動速度を検出することかでき、しかも比較
的に簡易な構成て実現し得る被写体の移動速度検出装置
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図はこの発明の〜実施例を示すもので
、第1図は被写体の移動速度検出装置の構成を概略的に
示すブロック図、第2図は積分動作の概要を説明するた
めに示す図、第3図は動作を説明するために示すタイミ
ングチャート、第4図は測距用光学系の詳細を示す構成
図、第5図は距離情報を積分するための具体的な回路構
成例を示す図であり、第6図および第7図はいずれも従
来技術とその問題点を説明するために示すもので、第6
図は速度検出装置のブロック図、第7図はタイミングチ
ャートである。 10・・被写体、11・・・CPU、12・・・測距用
光学系、12 a ・= I RE D 、 12 d
−= P S D 、 13・・・ドライバ、14・
距離演算回路、15・・・減算回路、16・・第1の積
分回路、17・・・第2の積分回路、23,24,32
.33・・圧縮ダイオード、29.31,34.41.
44・・・電流源、30゜37.38 ・差動演算回路
、45.48・・・積分用コンデンサ、46.49・・
リセット回路。 出願人代理人 弁理士 坪井 淳 (a) (b) 第 図 第 図 第 図 第 図 手続補正書 平成 4.9月14 日
、第1図は被写体の移動速度検出装置の構成を概略的に
示すブロック図、第2図は積分動作の概要を説明するた
めに示す図、第3図は動作を説明するために示すタイミ
ングチャート、第4図は測距用光学系の詳細を示す構成
図、第5図は距離情報を積分するための具体的な回路構
成例を示す図であり、第6図および第7図はいずれも従
来技術とその問題点を説明するために示すもので、第6
図は速度検出装置のブロック図、第7図はタイミングチ
ャートである。 10・・被写体、11・・・CPU、12・・・測距用
光学系、12 a ・= I RE D 、 12 d
−= P S D 、 13・・・ドライバ、14・
距離演算回路、15・・・減算回路、16・・第1の積
分回路、17・・・第2の積分回路、23,24,32
.33・・圧縮ダイオード、29.31,34.41.
44・・・電流源、30゜37.38 ・差動演算回路
、45.48・・・積分用コンデンサ、46.49・・
リセット回路。 出願人代理人 弁理士 坪井 淳 (a) (b) 第 図 第 図 第 図 第 図 手続補正書 平成 4.9月14 日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被写体に投光する投光手段と、 この投光手段の投光による上記被写体からの反射光を受
光し、上記被写体距離に依存した値を出力する測距手段
と、 上記投光手段の投光を所定の時間間隔にて複数回繰り返
させる投光制御手段と、 上記投光手段の投光が行われる第1のタイミングで上記
測距手段の出力を積分する第1の積分手段と、 上記投光手段の投光が行われる第2のタイミングで上記
測距手段の出力を積分する第2の積分手段と、 この第1および第2の積分手段の出力を用いて、上記被
写体の上記投光手段の光軸方向に対する移動速度を演算
する速度演算手段と を具備したことを特徴とする被写体の移動速度検出装置
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17704590A JPH0465627A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 被写体の移動速度検出装置 |
| US07/720,738 US5136148A (en) | 1990-07-04 | 1991-06-25 | Speed detection apparatus for camera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17704590A JPH0465627A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 被写体の移動速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0465627A true JPH0465627A (ja) | 1992-03-02 |
Family
ID=16024176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17704590A Pending JPH0465627A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 被写体の移動速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0465627A (ja) |
-
1990
- 1990-07-04 JP JP17704590A patent/JPH0465627A/ja active Pending
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