JPH0868627A - カメラの測距装置 - Google Patents

カメラの測距装置

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JPH0868627A
JPH0868627A JP20341594A JP20341594A JPH0868627A JP H0868627 A JPH0868627 A JP H0868627A JP 20341594 A JP20341594 A JP 20341594A JP 20341594 A JP20341594 A JP 20341594A JP H0868627 A JPH0868627 A JP H0868627A
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JP
Japan
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distance
light
signal
light receiving
psd
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Withdrawn
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JP20341594A
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English (en)
Inventor
Hidenori Taniguchi
英則 谷口
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 遠距離側の測距能力の低下を防止することお
よび、マクロ領域の測距範囲を確保する。 【構成】 通常撮影の距離では、PSDを使用して、差
信号/和信号によって三角測距を行い、マクロ撮影の距
離範囲では、前記のPSDの差信号と隣接するPSDの
和信号(又はSPCの光量出力)の比により距離を求め
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は被写体に向けて赤外光を
投光し、その赤外光の被写体からの反射光を測光して被
写体までの距離情報を得るカメラの測距装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、所定の距離(基線長)を隔てた投
光素子と受光素子とを備え、被写体に向けて投光素子の
光を投光用集光レンズで焦光して投光し、その光の被写
体からの反射光を受光用焦光レンズで焦光し、半導体位
置検出素子上に結像し、その結像位置に応じた信号を出
力する2つの電極の出力により被写体までの距離情報を
得るいわゆるアクティブ方式の測距装置においては、投
光素子の光を被写体に向けて投光し、その反射光を測光
して測距を行うため、被写体が遠距離になる程、また被
写体の反射率が低反射率になる程、反射光が減少するた
め、被写体が遠距離になる程、また被写体の反射率が低
反射率になる程、測距精度が低下する。また、所定の基
線長を隔てて、投光素子と受光素子が配置されている
為、被写体の距離によって被写体からの反射光の半導体
位置検出素子上の結像位置は変化する。従って、測定対
象である被写体の測距範囲からの反射光をカバーする様
に半導体位置検出素子は所定の長さをもつ必要があり、
この長さは、測距範囲が広がる程長くする必要がある
が、半導体位置検出素子の長さを長くする程、測距精度
は低下する。従って、遠距離側の測距精度を高め、かつ
遠距離から近距離まで幅広い測距範囲をカバーするため
に、比較的遠距離の被写体からの反射光を検出する半導
体位置検出素子をもち、この半導体位置検出素子の2つ
の出力を用いて、比較的遠距離の被写体の測距を行い、
近距離側の被写体距離を測距するために、前記の比較的
遠距離の被写体の距離を測距する半導体位置検出素子に
隣接して、光検出素子(又は半導体位置検出素子)を配
設して、近距離の被写体の測距に関しては、前記の比較
的遠距離を測距する半導体位置検出素子の2つの電極の
和信号と、前記の隣接して配設された光検出素子の光量
出力(又は隣接して配設された半導体位置検出素子の2
つの電極の出力の和信号)の比を取ることにより、測距
を行うものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、比較的遠距離を測定する半導体位置検出素子
の2つの電極の和信号と隣接する光検出素子の光量出力
の比を取るため、被写体の距離に応じた反射光のセンサ
面上での移動に対して、出力比の変化量が大きすぎると
いう欠点があった。また、比較的遠距離を測定する半導
体位置検出素子を近距離測距用にも使用するため、この
センサーの和信号を使用した場合、信号量が大きすぎ
て、回路が飽和しやすいという欠点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、以
上の事情に鑑み為されたもので、比較的遠距離からの被
写体からの反射光を検出する半導体位置素子検出手段と
前記半導体位置検出手段の検出可能な被写体距離よりも
さらに近距離側の被写体からの反射光を検出する光検出
素子(又は半導体位置検出素子)手段を前記の比較的遠
距離を測距する半導体位置検出素子手段に隣接して配置
し、近距離側の被写体の測距に関しては、前記の比較的
遠距離の被写体を測距する半導体位置検出素子の2つの
電極の差信号と前記の隣接して配設された光検出素子の
光量出力(又は隣接して配設された半導体位置検出素子
の2つの電極の出力の和信号)の比をとることにより、
測距を行おうとするものである。
【0005】
【実施例】
(第1の実施例)図1は、本発明の特徴を最もよく表す
図面であり、同図において、1は被写体に向けて赤外光
を投光する公知の赤外発光素子であり、赤外発光ダイオ
ード(以下IREDと省略する)が多く用いられる。2
は、前記1のIREDの光を集光し、被写体上に結像さ
せる投光用レンズ。3は、公知の位置検出素子(以下P
SDと省略する)であり、受光した光の結像位置に応じ
た信号(I1 及びI2 )を2つの電極より出力する。4
は、公知の光検出素子(以下SPCと省略する)であ
り、受光した光の光量に応じた信号(I3 )を出力す
る。また、図中のl1 〜ln は、距離D1 〜Dn の被写
体からのそれぞれの反射光の光路を示している。
【0006】図2は前記図1のセンサ(PSD及びSP
C)の部分を拡大した図面であり、同図において、6は
距離D1 の被写体からの前記1のIREDの反射光の受
光像を示してあり、電極Aから距離x1 の位置に結像し
ている。7は、同様に距離D2 の被写体からの反射光の
受光像であり、x2 の位置に結像している。8は距離D
n の被写体からの反射光の受光像であり、xn の位置に
結像している。
【0007】図3は、前記図2のセンサの出力と受光像
位置x(即ち被写体距離Dに対応している)の関係を示
す図であり、同図において、9は3のPSDの出力I1
−I2 /I1 +I2 (差信号I1 −I2 を和信号I1
2 で正規化したもの)と受光像位置xの関係を示し、
10は3のPSD及び4のSPCの出力I3 /I1 −I
2 (SPCの出力I3 をPSDの差信号I1 −I2 で正
規化したもの)と受光像位置xの関係を示している。
【0008】図4は本発明の実施例を示す回路図であ
り、同図において、11は前記3のPSDの電極Aの出
力信号I1 を電流/電圧変換するアンプ。12は前記3
のPSDの電極Bの出力信号I2 を電流/電圧変換する
アンプ。13は前記4のSPCの出力信号I3 を電流/
電圧変換するアンプ。14〜18は前記の11〜13の
アンプの出力の直流成分をカットするコンデンサ。19
は前記11と12のアンプの出力を減算して増幅する減
算増幅器。20は前記11と12のアンプの出力を加算
して増幅する加算増幅器。21は前記13のアンプの出
力を増幅する増幅器。22〜24は抵抗。25は前記1
9の減算増幅器の出力と28の積分器の入力とを接続す
る公知の半導体スイッチ。26は前記20の加算増幅器
の出力と28の積分器の入力とを接続する公知の半導体
スイッチ。27は前記21の増幅器の出力と28の積分
器の入力とを接続する公知の半導体スイッチ。29は2
8の積分器の出力を所定の電圧と比較する比較器。30
は1の赤外発光素子IREDを駆動する公知のIRED
駆動回路。31はカメラのシーケンスをコントロールす
る為のCPUであり、図示しないROM、RAMのメモ
リー及び時間を計測するためのタイマー及びA/D変換
器を内蔵する。32は図示しないカメラのレリーズスイ
ッチが撮影者により、第1のストロークまで押し込まれ
ることによりオンするスイッチである。
【0009】図5は、本実施例の動作を示すフローチャ
ートである。
【0010】図6は、本実施例の動作中の各部の信号波
形を示す図である。
【0011】まず、図1は本実施例の測距装置の光学的
な配置を示す図であり、1のIREDにより投光された
光は、2の投光用集光レンズにより集光され、前方の被
写体に向けて投光され、距離D1 〜Dn の各被写体によ
り反射され、5の受光用集光レンズにより集光され、3
及び4のセンサー上に結像される。また、図から明らか
なように、被写体がD1 〜D2 の比較的遠距離の場合、
被写体からの反射光は、3のPSD上に結像し、Dn
近の比較的近距離の被写体からの反射光は、3のPSD
及び4のSPCの両方のセンサー面上に受光像がかかる
様に結像する。また、図2は、センサー3及び4と被写
体距離D1 、D2 及びDn の被写体から反射した光の受
光像の結像位置及び大きさを示している。図から明らか
なように、D1 及びD2 の被写体からの反射光は、3の
PSD上のみに結像し、Dn の被写体からの反射光は、
3及び4のセンサー面上の両方に受光像がかかる様に結
像する。
【0012】図3は、受光像が図2に示されるようにセ
ンサ面上に結像したときの各センサの出力を示してい
る。図3に示すように、3のPSDの受光出力9(I1
−I2/I1 +I2 )は、受光位置x1 〜x2 の間で
は、ほぼ受光位置xの変化に応じて直線的に変化してい
るが、x2 よりもさらに電極Bの側に受光像が変位する
と、受光像が3のPSDよりはみ出してしまうため、受
光像の重心位置の変化量が見かけ上少なくなり、受光出
力9は直線性を失ない曲がり初め、xn 付近の位置では
重心の変化量が微少になり測距を行うことが困難にな
る。また、Dn よりさらに近距離の被写体からの反射光
が入射した場合には、受光出力9は逆の変化を示すよう
になり、誤測距の原因になる。従って、図3の10に示
すように、xn付近の被写体及びさらに近側の被写体を
測距するため、3のPSDの差信号及び4のSPCの受
光光量の比を求める。3のPSDの差信号と4のSPC
の受光出力の比は、図3の10のようになり、xn 付近
及びさらに近距離の被写体からの反射光でも充分測距可
能な変化量が得られる。
【0013】次に、図4の回路図及び図5のフローチャ
ートを用いて本実施例の動作を具体的に説明する。ま
ず、ステップ101で、32のスイッチSW1の状態を
チェックし、撮影者によりカメラのレリーズスイッチが
第1のストロークまで押し込まれると、SW1がオン
し、ステップ102に進む。ステップ102で、31の
CPUのIRED端子より30のIRED駆動回路に所
定の信号を出力し、所定の変調周波数及び所定の電流で
1のIREDを駆動する。次に、1のIREDに同期さ
せて、31のCPUのS1端子を駆動し、25の半導体
スイッチを制御して、ステップ104で、3のPSDの
差信号(I1 −I2 )の積分を開始する。ステップ10
5で、差信号の積分開始からの時間をチェックし、所定
時間T0 が経過すれば、S1端子の駆動を停止し、差信
号の積分を終了し、ステップ106に進む。ステップ1
06で、S3端子をIRED1の変調周波数に同期させ
て駆動し、前記差信号の積分電圧を放電するようにステ
ップ107で、4のSPCの受光出力I3 により逆積分
を開始する。次に、ステップ108で、29の比較器の
位相をチェックし、逆積分開始時点の位相から反転して
いれば、ステップ109に進み、ステップ109で逆積
分開始から位相反転までの時間tを31のCPUのRA
Mにメモリーし、ステップ110に進む。ステップ11
0で逆積分の積分時間をチェックし、逆積分開始からT
時間経過すればステップ112に進む。また、ステップ
108で比較器の位相が変化していなければ、ステップ
111に進み、ステップ111で逆積分時間をチェック
し、逆積分の時間がT時間になれば、ステップ112に
進む。また、差信号の積分時間T0 とI3 の最大積分時
間Tには、T0 <Tの関係がある。ステップ112で
は、30の積分器の出力電圧をA/D変換し、I3 の積
分量をメモリーし、ステップ113に進む。ステップ1
13で、t/T0 から被写体距離Dを演算し、ステップ
114に進む。ステップ114で前記I3 の積分量を所
定の比較レベルITHと比較し、I3 >ITHのときは、ス
テップ115に、I3 ≦ITHのときは、ステップ116
に進む。即ちI3の積分量が所定値以下のときは、4の
SPC上に受光像がないと考えられるため、ステップ1
16に進み、所定値以上のときは、4のSPC上に受光
像があり、3と4のセンサの出力比により距離を求める
ことが可能である。ステップ115で前記ステップ11
3で演算した距離Dと所定の距離DTHを比較して、D>
THならば、3のPSDで測距した方が良い(即ち受光
像は、3のPSDのセンサー面上により多くかかるよう
に結像している)ため、ステップ116に進み、D≦D
THのときは、この測距結果を採用して測距を終了する。
次に、ステップ116では、再度IREDを点灯し、ス
テップ117で1のIREDに同期させて、31のCP
UのS1端子を駆動し、25の半導体スイッチを制御し
て、ステップ118で、3のPSDの差信号(I1 −I
2 )の積分を開始する。ステップ119で、差信号の積
分開始からの時間をチェックし、所定時間Tが経過すれ
ば、S1端子の駆動を停止し、差信号の積分を終了し、
ステップ120に進む。ステップ120で、今度は、S
2端子をIRED1の変調周波数に同期させて駆動し、
前記差信号の積分電圧を放電するようにステップ121
で、3のPSDの受光出力I1 +I2 により逆積分を開
始する。次に、ステップ122で、29の比較器の位相
をチェックし、逆積分開始時点の位相から反転していれ
ば、ステップ123に進み、ステップ123で逆積分開
始から位相反転までの時間tを31のCPUのRAMに
メモリーし、ステップ124に進む。ステップ124で
逆積分の積分時間をチェックし、逆積分開始からT時間
経過すればステップ126に進む。また、ステップ12
2で比較器の位相が変化していなければ、ステップ12
5に進み、ステップ125で逆積分の時間をチェック
し、逆積分の時間がT時間になればステップ126に進
み、T時間経過していなければ、再びステップ122に
もどる。ステップ126で、30の積分器の出力電圧を
A/D変換し、I1 +I2の積分量をメモリーし、ステ
ップ127に進む。ステップ127でt/Tから被写体
距離Dを演算し、ステップ128に進む。ステップ12
8で前記I1 +I2の積分量を所定の比較レベルiTH
比較し、I1 +I2 ≦iTHのときは、ステップ129に
進み、被写体距離データーを無限として測距を終了す
る。また、I1+I2 >iTHのときは、前記の被写体距
離Dを採用して測距を終了する。
【0014】また、本実施例では、隣接する光検出素子
にSPCを用いたが、半導体位置検出素子を用いて、2
つの電極出力の加算信号を用いてもよいことはいうまで
もない。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比較的遠距離を半導体位置検出素子の差信号と和信号の
比で行い、さらに近距離の測距を前記半導体位置検出素
子の差信号と隣接する光検出素子の光量出力の比で行う
ようにしたので、近距離測距時の出力比の変化量が小さ
くでき、測距可能範囲が広げられる。また、差信号を使
用するため、遠距離用センサの和信号を近距離側で使用
するのに比べ回路の飽和に対して有利である。
【0016】また、光検出素子の光量出力を使用して、
近距離のデータと遠距離のデータをセレクトする様にし
たので、比較的簡便な方法で両者のデーターをセレクト
することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る測距光学系を説明
する図。
【図2】本発明の第1の実施例に係るセンサと受光像の
関係を説明する図。
【図3】本発明の第1の実施例に係る受光位置とセンサ
出力の関係を示す図。
【図4】本発明の第1の実施例に係る回路図。
【図5】本発明の第1の実施例を示すフローチャート。
【図6】本発明の第1の実施例の各部波形を示す図。
【符号の説明】
1 投光素子 2 投光用レンズ 3 半導体位置検出素子 4 光検出素子 5 受光用レンズ 6〜8 受光像 9 半導体位置検出素子出力 10 半導体位置検出素子−光検出素子出力比 11〜13 電流−電圧変換アンプ 14〜18 コンデンサ 19 減算増幅器 20 加算増幅器 21 増幅器 22〜24 抵抗 25〜27 半導体スイッチ 28 積分器 29 比較器 30 IRED駆動回路 31 CPU 32 スイッチ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定対象からの反射光を受光し、測定対
    象の距離に依存して変化する第1と第2の信号を出力す
    る第1の受光手段と、前記第1の受光手段に隣接して配
    置され、測定対象からの反射光の光量に応じ信号を出力
    する第2の受光手段とから距離を測定するカメラの測距
    装置において、前記第1の受光手段の測定範囲外の測定
    対象の距離を前記第1の受光手段の第1と第2の差信号
    と第2の受光手段の光量信号の比から演算することを特
    徴とするカメラの測距装置。
  2. 【請求項2】 請求項1のカメラの測距装置において、
    第2の受光手段の信号量が所定の比較レベルより大きい
    ときは、第1の受光手段の差信号と第2の受光手段の光
    量信号の比から測定対象の距離を演算することを特徴と
    するカメラの測距装置。
  3. 【請求項3】 請求項1のカメラの測距装置において、
    第2の受光手段の光量信号は、SPCの出力信号である
    ことを特徴とするカメラの測距装置。
  4. 【請求項4】 請求項1のカメラの測距装置において、
    第2の受光手段の光量信号は、PSDの2つの出力の和
    信号であることを特徴とするカメラの測距装置。
JP20341594A 1994-08-29 1994-08-29 カメラの測距装置 Withdrawn JPH0868627A (ja)

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