JPH0522843B2 - - Google Patents

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JPH0522843B2
JPH0522843B2 JP58211920A JP21192083A JPH0522843B2 JP H0522843 B2 JPH0522843 B2 JP H0522843B2 JP 58211920 A JP58211920 A JP 58211920A JP 21192083 A JP21192083 A JP 21192083A JP H0522843 B2 JPH0522843 B2 JP H0522843B2
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JP
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light
charge
photoelectric conversion
signal
light source
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JP58211920A
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Tokuichi Tsunekawa
Juichi Sato
Takashi Kawabata
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Canon Inc
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Canon Inc
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
    • G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は投光式距離計における光電変換装置に
関し、特に被写体に光を投光し、被写体からの反
射光を受光手段により受光して該受光手段からの
信号を用いて被写体までの距離を検出する距離検
出に用いるときに有効な投光式距離計における光
電変換装置に関するものである。
従来、距離検出用の光電変換素子としてはシリ
コンフオトダイオード等の非蓄積型の光電変換素
子が使用されているが、これらの光電変換素子よ
り生ずる周囲光の信号は大きく出力信号は非常に
小さいので、増幅時に回路雑音の影響が大きく、
なかなか良好なS/Nを得ることが出来なく、又
測距できる検知距離も短かかつた。
本発明は信号の読み出し特性が良く、しかも
S/N比の高い信号が得られる投光式距離計にお
ける光電変換装置の提供を目的とし、更なる目的
は距離検出系に用いたときに好ましい信号出力の
得られる投光式距離計における光電変換装置の提
供を目的とする。
本発明の目的を達成する為の投光式距離計にお
ける光電変換装置の実施例の主な特徴は被写体側
へ投光する為の光源と、被写体からの反射光を受
光する為の少なくとも2つの光電変換部SA1,
SB1を有する光電変換手段と、前記2つの光電
変換部SA1,SB1で生ずる電荷を各々蓄積する
2つの電荷蓄積部TA1,TB1を有する電荷蓄
積手段と、前記光源の投光時と非投光時に各々前
記電荷蓄積部TA1に蓄えられた2つの電荷
QAL1,QAD1と前記光源の投光時と非投光時に
各々前記電荷蓄積部TB1に蓄えられた2つの電
荷QBL1,QBD1の合計4つの電荷QAL1,QAD1,
QBL1,QBD1を順次転送するための電荷転送手
段CABと、前記電荷転送手段CABから転送され
てくる4つの電荷を所定の電荷蓄積部M1を介し
て順次蓄積する為の前記電荷蓄積部M1を含んで
循環型に構成した4つの電荷蓄積部M1,M2,
M3,M4と、前記4つの電荷蓄積部M1,M2,
M3,M4への電荷の蓄積を前記光源の投光と非投
光の周期に対応させて循環的に順次転送させなが
ら蓄積させる電荷循環手段と、前記光源の非投光
時に対応する電荷量が所定値に達したか否かを検
知する検知手段と前記検知手段からの信号に基づ
いて一定量の電荷を前記光源の投光時と非投光時
に対応する各々の電荷量より除去する除去手段
と、前記4つの電荷蓄積部M1,M2,M3,M4に
蓄積されている電荷に応じた信号を発生する、読
み出し手段を有していることである。
尚、前記電荷循環手段は電荷を電荷蓄積部に効
率良く転送し、かつ蓄積するのに設けておくのが
好ましい。
そして、更に好ましくは、前記検知手段はフロ
ーテイングゲート手段を有しており、かつ前記4
つの電荷蓄積部M1,M2,M3,M4若しくは電荷
転送部G1,G2,G3,G4の少なくとも1つの電荷
循環部MGの一部に設けられ、該電荷循環部MG
の電荷量を検知することである。
そして、本発明の目的をより良好に達成する為
には、前記読み出し手段にフローテイングゲート
手段を設け、フローテイングゲート手段を制御し
て前記光電変換部SA1の前記光源の投光時と非
投光時に生じた電荷量の差に応じた投光信号をS
1、前記光電変換部SB1において、前記光源の
投光時と非投光時に生じた電荷量の差に応じた投
光信号をS2としたとき、前記投光信号S1と前
記投光信号S2との差及び和の信号を演算するこ
とである。
そして、本発明の目的を達成する為に更に好ま
しくはフローテイングゲート手段により前記投光
信号S1と前記投光信号S2との和が一定値に達
したか否かを検出する検出手段を設け、前記検出
手段の信号に基づいて前記投光信号S1と前記投
光信号S2との差の信号を出力するようにしたこ
とである。
次に、本発明の実施例を各図を用いて説明す
る。
第1図は被写体に光を投光し、被写体からの反
射光を利用して被写体距離を検出する距離検出の
ブロツク図である。
パルスφIRによりバツフアBPを介してレーザ
ー、発光ダイオード等の光源LEが変調発光し、
投光レンズLN1により被写体OB上に光が投光
される。被写体からの反射光は受光レンズLN2
で光電変換手段の一部である光電変換素子SD上
に投光スポツト像PSとして結像する。
光電変換素子SD上の投光スポツト像の位置を
検知することによつて被写体までの距離を検出す
る。光電変換素子SD上には投光によるスポツト
像以外にも被写体からの光情報が重畳されてお
り、この被写体からの光情報(周囲光の情報)を
効率良く除去することが距離検出の精度を高める
為重要となる。
本発明では、この周囲光の情報を効率良く除去
している。
第2図a,b,cは本発明に係る差動型センサ
装置で用いている蓄積型の光電変換手段の模式的
な説明図である。
第2図aは光源からの投光時、投光による被写
体からの反射光により光電変換部A1,B1に生じ
る電荷量A,Bと投光を停止したときに、周囲光
によた生ずる電荷量A0,B0を概念的に示したも
のであり、各々の電荷量の和A+A0、B+B0が
各々の光電変換部A1,B1から電荷蓄積部A2,B2
に各々蓄積され、非投光時、光電変換部A1,B1
に生じる電荷A0,B0が電荷蓄積部A3,B3に各々
蓄積される。
これらの蓄積電荷は差動回路で差が取られるこ
とにより、第2図bに示す如く投光による反射光
成分の電荷量A,Bのみが検出され、この結果第
2図eの如く電荷量A,BがA=Bの時に、例え
ば距離検出系のレンズ系が合焦位置と判断しA>
Bの時前ピン状態、A<Bの時後ピン状態である
と判断する。又このとき電荷量A+Bの値を一定
値に保つようにすると、A−Bの合焦位置付近で
の傾きがほぼ一定になり、合焦精度を一定に保持
出来る。
第3図は本発明の差動型センサの制御方法の一
実施例の説明図である。SA1,SB1は第1、第
2の光電変換部からなる光電変換手段であり、
SA2,SB2は距離検出能力を向上させる為に補
助的に設けた2つの光電変換部である。これらの
光電変換部を2つ以上設けても良い。これらの光
電変換部の機能は光電変換部SA1,SB1と同様
である。TA1,TB1は、光電変換部SA1,
SB1で生ずる光電変換情報を蓄積する第1、第
2の電荷蓄積部からなる電荷蓄積手段であり、
TA2,TB2は補助的に光電変換部SA2,SB
2を設けた場合、それらに対応させて設ける電荷
蓄積部である。
本実施例のように光電変換部を横方向に4つ並
べて設ければ、投光スポツト像PSが大きくズレ
てもいずれかの光電変換部の一部を結像させるこ
とが容易となり、この結果非合焦状態が大きくな
つても投光スポツト像PSの位置を正確に検出す
ることができるので距離検出能力を向上させるこ
とができるので好ましい。
光電変換部が4つある場合は、例えば2つの光
電変換部SA1,SA2から生ずる電荷を1つのも
のと考えて後の処理を行えばよい。
又、投光スポツツト像PSが2つの光電変換部
SA1,SB1の範囲内にあることを出力電荷量を
検知して知り、他の2つの光電変換部SA2,SB
2の動作を中止させればS/N比を向上させるこ
とができ好ましい。
ICGはパルスφICGが高レベルの時光電変換部
SA1,SA2;SB1,SB2より生ずる電荷をク
リアするための積分クリアゲート、SH1は電荷
移送ゲートであり、φSH1が高レベルの時電荷
蓄積部TA1,TA2;TB1,TB2に蓄積され
ている電荷をCCDアナログシフトレジスタを有
する電荷転送部CA1,CB1へ移送する電荷移送
ゲートである。電荷転送部CA1,CB1に移送さ
れた電荷は順次転送され、他の電荷転送部GA,
GBを介してM1,M2,M3,M4の電荷蓄積部と
G1,G2,G3,G4の電荷を一時蓄積した後、他の
電荷蓄積部へ電荷を循環させる為の電荷循環手段
とを有する蓄積手段へ転送され蓄積される。
FG1,FG2はフローテイングゲート手段であ
り、φFGが高レベルの時、基準電圧VFGにリセツ
トされる。フローテイングゲートの出力は、電界
効果型トランジスタFT1〜FT3、抵抗R1,R
2、コンデンサC1、非反転入力端子に基準電圧
VRFが印加され、帰還路にゲートFT3が配設さ
れている演算増幅器OP1から成る出力回路を介
して出力される。
SKは電荷蓄積部M4からポテンシヤル井戸を上
下して一定量の周囲光の情報を除去する為の回路
である。この回路SKは電荷蓄積部M1,M2,M3
若しくは電荷転送部G1,G2,G3,G4のいずれか
1つの電荷循環部に設けても良い。
ICM1,ICM2は電荷転送部GA、電荷蓄積部
M3のクリアゲートである。
またG1〜G4,M1〜M4に印加されるパルスφG1
〜φG4,φM1〜φM4により蓄積電荷の循環転送が
制御されるように構成されている。
第4図は、周囲光情報を除去する回路のポテン
シヤル井戸の模式図であり、第5図は第3図の主
要部のタイミングチヤート図及び電荷情報の移動
を示す説明図である。
時刻t0に於いてφICGが低レベルに反転すると
光電変換部SA1,SA2;SB1,SB2で発生し
た電荷が電荷蓄積部TA1,TA2;TB1,TB
2で蓄積される。φIRが低レベルのD1の間の発
光ダイオードLEは消灯し、光電変換部上に周囲
光の像(被写体像)を結像し、第1(Aゾーン)
と第2(Bゾーン)の光電変換部で光電変換され
周囲光の電荷QAD1,QBD1が電荷蓄積部TA1,
TA2;TB1,TB2に蓄積されφSH1が高レベ
ルになると電荷転送部CA1,CB1に移送され
る。
時刻t1に於いてφIRが高レベルになると発光ダ
イオードLEは点灯し、光電変換部上に投光スポ
ツトPSを結像し、該光電変換部で光電変換され
投光と周囲光の和の情報QAL1,QBL1が入り電荷蓄
積部TA1,TA2;TB1,TB2に蓄積される。
同時に例えば、非投光区間D1の間にAゾーン
の光電変換部に生じた光情報QAD1がCA1,GA
を介して循環型蓄積部M1に蓄積が開始される。
次にM1に蓄積された情報QAD1はG1,M2に転送さ
れると共に時刻t2に於いてBゾーンの光電変換部
に生じた光情報QBD1がCB1,GB,GAを介して
循環型蓄積部M1に蓄積が開始される。次に電荷
蓄積部M2,M1に蓄積されている情報は電荷蓄積
部M3,M2に転送される。また時刻t3に於いて投
光区間L1の間にAゾーンの光電変換部に生じた
光情報QAL1がCA1,GAを介して循環型の電荷
蓄積部M1に蓄積が開始されると共に発光ダイオ
ードLEが消灯し、光電変換部には再び周囲光の
電荷QAD2,QBD2が電荷蓄積部TA1,TA2;TB
1,TB2に蓄積される。電荷蓄積部M3,M2,
M1に蓄積されている情報を電荷蓄積部M4,M3,
M2に転送した後、時刻t4に於いては投光区間L
1の間にBゾーンの光電変換部に生じた光情報
QBL1が電荷転送部CB1,GB,GAを介して循環
型の電荷蓄積部M1に蓄積が開始される。
M4,M3,M2,M1に蓄積されている光情報
QAD1,QBD1,QAL1,QBL1を電荷転送部M1,M4,
M3,M2に転送すると共に時刻t5に於いて非投光
区間D2の間にAゾーンの光電変換部に生じた光
情報QAD2がCA1,GAを介して電荷蓄積部M1に
蓄積されるので、電荷蓄積部M1には光情報QAD1
とQAD2の和の情報が蓄えられる。同様に光情報
QBD1とQBD2の和、光情報QAL1とQAL2の和、光情報
QBL1とQBL2の和…が順次循環蓄積される。
これらの蓄積情報は、フローテイングゲート手
段FG1,FG2を介して次の如く読み出される。
例えば、φFG1,φT1の如くリセツトパルス
を発生するとG1,G2の電荷QAD1の電圧VAD1と基
準電圧VRFの差に対応する電圧がコンデンサC1
に蓄えられ出力VOUT1はVRFに固定される。次に
時刻t41〜t42の間はG1の電荷QAD1はM2に転送クリ
アされるのでVOUT1はVRF+VAD1になる。
次に時刻t42〜t43の間はG1,G2に電荷QBD1と
QAD1との和の電圧VBD1+VAD1と基準電圧VRFの差
に対応する電圧がコンデンサC1に蓄えられ出力
VOUT1はVRFに固定される。次に時刻t43〜t3の間
はG1の電荷QBD1はM2に転送クリアされるので
VOUT1はVRF+VBD1になる。
時刻t3〜t44は、G1,G2に電荷QAL1,QBD1が入
り、転送クリアされるのでクリア時の出力は VOUT1=VRF+VBD1+VAD1 になる。
時刻t44〜t5の間には、G1,G2に電荷QBL1と
QAL1が入るので VOUT1=VRF+VBD1+VAD1−VBL1−VAL1 =VRF−〔(VAL1−VAD1)+VBL1−VBD1)〕 即ち、基準電圧VRFを基準として、Aゾーンに
生ずる真の投光信号とBゾーンに生ずる真の投光
信号の和の信号を得ることが出来る。
以上の演算結果に基づいて、第4図の如く周囲
光除去回路を作動させる。
例えば、時刻t41〜t42の間に生ずるAゾーンの
非投光時の光情報VAD1が一定のレベルを超えた
時には、QAD1及びQAL1から一定量の周囲光情報を
除去する。また時刻t43〜t3の間に生ずるBゾーン
の非投光時の光情報が一定のレベルを超えた時に
はQBD1及びQBL1から一定量の周囲光情報を除去す
る。
VAD1,VBD1が一定のレベルを越えない時には、
第4図aの如く周囲光除去回路部SKのポテンシ
ヤル井戸は高く、蓄積部M4の電荷は除去されな
い。
VAD1またはVBD1が一定のレベルを超えると、対
応する光情報がM4に入ると、第4図bの如くSK
のポテンシヤル井戸が下がり除去用の周囲光信号
の検知が行われ、次に第4図cの如く除去用の周
囲光信号が蓄積信号から分離され、さらに第4図
dの如く除去用の周囲光信号がドレインに除去さ
れるように構成される。
このため周囲光の情報が抑えられ信号光の情報
が強調されたS/Nの良好な蓄積情報を得ること
が出来る。
以上の如く本発明を使用するとAゾーンの真の
投光信号とBゾーンの真の投光信号の和の信号が
一定のレベルに達するまで本発明の動作を繰り返
すことによりS/Nの良好なる焦点調節情報を得
ることが出来る著しい特徴がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の投光式距離計における光電変
換装置を距離検出に適用した場合のブロツク図、
第2図a,b,cは、本発明に係る投光式距離計
における光電変換装置の機能を模式的に示した説
明図、第3図は本発明の投光式距離計における光
電変換装置の信号処理過程を示した説明図、第4
図a,b,c,dは本発明に係るポテンシヤル井
戸の模式図、第5図は第3図の主要部のタイミン
グチヤート図である。 図中、LEは光源、LN1は投光レンズ、LN2
は受光レンズ、SDは光電変換手段、OBは被写
体、A1,B1,SA1,SA2,SB1,SB2は光電
変換部,A,B,A0,B0は電荷量、TA1,TA
2,TB1,TB2,M1,M2,M3,M4,G1,
G2,G3,G4は電荷蓄積部、SH1は電荷転送ゲー
ト、CA1,CB1,GA,GBは電荷転送部であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被写体に周期的に投光を行なう為の光源と、 該光源により投光された被写体からの反射光を
    受光し電荷信号に変換する光電変換手段と、 前記光源による投光時に前記光電変換手段にお
    いて形成された第1の電荷信号と前記光源による
    非投光時に前記光電変換手段において形成された
    第2の電荷信号をそれぞれ蓄積する信号蓄積手段
    と、 前記信号蓄積手段に隣接して設けられ、信号蓄
    積手段内に蓄積された前記第1、第2の電荷信号
    の一部を選択的に除去する電荷除去手段と、 前記光源の投光周期に同期して前記光電変換手
    段から前記第1、第2の電荷信号を複数回繰り返
    し得て、この複数の第1、第2の電荷信号を前記
    信号蓄積手段にそれぞれ繰り返し入力して加算蓄
    積することにより信号レベルを増大させると共
    に、前記電荷除去手段により所定量の電荷を前記
    のそれぞれ加算蓄積された第1、第2の電荷信号
    から除去する制御手段と、 その後前記信号蓄積手段内に残留する前記のそ
    れぞれ加算蓄積された第1、第2の電荷信号同士
    の差信号を演算することにより前記光源により投
    光された被写体からの反射光から周囲光によるノ
    イズ成分を除去する演算手段と、 を有することを特徴とする投光式距離計における
    光電変換装置。
JP58211920A 1983-11-04 1983-11-11 投光式距離計における光電変換装置 Granted JPS60105270A (ja)

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JP4002680B2 (ja) 1998-07-15 2007-11-07 オリンパス株式会社 測距装置付きカメラ
JP5154862B2 (ja) * 2007-08-22 2013-02-27 浜松ホトニクス株式会社 測距装置
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