JP3231352B2 - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JP3231352B2 JP3231352B2 JP13515491A JP13515491A JP3231352B2 JP 3231352 B2 JP3231352 B2 JP 3231352B2 JP 13515491 A JP13515491 A JP 13515491A JP 13515491 A JP13515491 A JP 13515491A JP 3231352 B2 JP3231352 B2 JP 3231352B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は測距装置に関し、特に
反射光量検出によるアクティブオートフォーカス装置が
適用されたカメラの測距装置に関するものである。
反射光量検出によるアクティブオートフォーカス装置が
適用されたカメラの測距装置に関するものである。
【0002】
【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。
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。
【0003】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。しかしながら、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。した
がって、測距可能なレンジが比較的近距離に限定されて
しまう。特に、反射光が全く返ってこない風景など、無
限遠の被写体に対しては、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、ノイズは乱数的
に発生するため、遠距離ほど誤測距を起こす可能性が高
かった。
るため普及率は高い。しかしながら、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。した
がって、測距可能なレンジが比較的近距離に限定されて
しまう。特に、反射光が全く返ってこない風景など、無
限遠の被写体に対しては、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、ノイズは乱数的
に発生するため、遠距離ほど誤測距を起こす可能性が高
かった。
【0004】そこで従来、被写体の反射率に左右されや
すいものの、比較的遠距離まで判別が可能な、受光手段
へ入射す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)。
すいものの、比較的遠距離まで判別が可能な、受光手段
へ入射す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)。
【0005】そこで本出願人は、投光を何度も繰返し行
い、その度に信号の積分を行いながら上記ノイズを相殺
し、信号光量を検出する高精度なアクティブ式AFを実
現する旨の出願を、特願平2−157115号(特開平
4−048208号公報)に於いてすでに行っている。
い、その度に信号の積分を行いながら上記ノイズを相殺
し、信号光量を検出する高精度なアクティブ式AFを実
現する旨の出願を、特願平2−157115号(特開平
4−048208号公報)に於いてすでに行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、積分に
よるノイズ相殺効果は、1回の積分に微少なオフセット
ノイズが重畳してくる場合、その影響は、積分されるこ
とにより大きくなってしまう。
よるノイズ相殺効果は、1回の積分に微少なオフセット
ノイズが重畳してくる場合、その影響は、積分されるこ
とにより大きくなってしまう。
【0007】特に、従来の定常光除去回路では、ホール
ド用のコンデンサを用いたサンプルホールド回路によっ
て信号光以外の成分を除去し、信号成分のみを取出そう
とすると、ホールド用のコンデンサが、より厳密には並
列接続されたコンデンサのような等価回路をとるため
に、微少な誤差を生ずる。
ド用のコンデンサを用いたサンプルホールド回路によっ
て信号光以外の成分を除去し、信号成分のみを取出そう
とすると、ホールド用のコンデンサが、より厳密には並
列接続されたコンデンサのような等価回路をとるため
に、微少な誤差を生ずる。
【0008】従来の測距装置を説明すると、例えば受光
素子が接続される信号光電流の増幅を行うプリアンプの
入力側には、ホールド用のコンデンサ、ホールド用のオ
ペアンプ、トランジスタ、抵抗等から成る定常光除去回
路が接続されている。このプリアンプの出力は、ホール
ド用オペアンプの反転入力端子にフィードバックされ
る。また、上記オペアンプの非反転入力端子には、第1
のダイオードと第1の定電流源が接続されており、この
オペアンプは、その非反転入力端子に接続されたダイオ
ードを定電流源でバイアスしたレベルと、上記プリアン
プの出力のレベルを比較している。
素子が接続される信号光電流の増幅を行うプリアンプの
入力側には、ホールド用のコンデンサ、ホールド用のオ
ペアンプ、トランジスタ、抵抗等から成る定常光除去回
路が接続されている。このプリアンプの出力は、ホール
ド用オペアンプの反転入力端子にフィードバックされ
る。また、上記オペアンプの非反転入力端子には、第1
のダイオードと第1の定電流源が接続されており、この
オペアンプは、その非反転入力端子に接続されたダイオ
ードを定電流源でバイアスしたレベルと、上記プリアン
プの出力のレベルを比較している。
【0009】ところが、上記プリアンプの出力端子に
は、第2のダイオードと第2の定電流源が接続されてお
り、それぞれ上記第1のダイオード、及び第1の定電流
源とは、同一の構成をとっているため、プリアンプが増
幅信号を出力しようとすると、+(正)、−(負)の入
力にアンバラスが生じる。このためフィードバックがか
かり、オペアンプの出力はホールド用トランジスタのベ
ース電位を制御する。このオペアンプは、信号用光が投
光されていない状態で作動しているため、プリアンプが
定常光電流を入力し、増幅結果を出力しようとすると、
上記フィードバックがかかってホールドトランジスタ及
び抵抗を介して、定常光電流がグラウンド(GND)に
放出される。
は、第2のダイオードと第2の定電流源が接続されてお
り、それぞれ上記第1のダイオード、及び第1の定電流
源とは、同一の構成をとっているため、プリアンプが増
幅信号を出力しようとすると、+(正)、−(負)の入
力にアンバラスが生じる。このためフィードバックがか
かり、オペアンプの出力はホールド用トランジスタのベ
ース電位を制御する。このオペアンプは、信号用光が投
光されていない状態で作動しているため、プリアンプが
定常光電流を入力し、増幅結果を出力しようとすると、
上記フィードバックがかかってホールドトランジスタ及
び抵抗を介して、定常光電流がグラウンド(GND)に
放出される。
【0010】つまり、非投光状態では、プリアンプから
出力がない状態でこの回路は安定し、定常光のレベルに
応じてホールド用オペアンプの出力が制御されている。
測距用光が投光されると、ホールドアンプはバイアスカ
ット信号を受けて、機能を停止する。
出力がない状態でこの回路は安定し、定常光のレベルに
応じてホールド用オペアンプの出力が制御されている。
測距用光が投光されると、ホールドアンプはバイアスカ
ット信号を受けて、機能を停止する。
【0011】しかし、ホールド用コンデンサによって、
ホールド用トランジスタのベースは固定されているの
で、定常光電流成分は上記トランジスタのコレクタ電流
として除去され、信号光電流のみがプリアンプで増幅さ
れ、第2のダイオードに流入する。このとき、第2の定
電流源はオフし、バイアスカット信号の反射信号によっ
て、プリアンプの出力に接続されたバッファがオンす
る。したがって、バッファの出力側の第2のダイオード
及び第2のトランジスタがカレントミラー回路を形成
し、上記第2のトランジスタに接続された積分用コンデ
ンサに信号電流が積分される。
ホールド用トランジスタのベースは固定されているの
で、定常光電流成分は上記トランジスタのコレクタ電流
として除去され、信号光電流のみがプリアンプで増幅さ
れ、第2のダイオードに流入する。このとき、第2の定
電流源はオフし、バイアスカット信号の反射信号によっ
て、プリアンプの出力に接続されたバッファがオンす
る。したがって、バッファの出力側の第2のダイオード
及び第2のトランジスタがカレントミラー回路を形成
し、上記第2のトランジスタに接続された積分用コンデ
ンサに信号電流が積分される。
【0012】ここで、上記ホールド用コンデンサが、ホ
ールド用抵抗を介して並列に接続されるような等価回路
をとるとき、測距用光受光中に、ホールド用トランジス
タのベース電位VHOLDが低下してゆく。つまり、第1の
ホールドコンデンサに蓄えられた電荷は、第1のホール
ド抵抗を介して次第に第2のホールドコンデンサに流れ
込み、また、その電荷が第2のホールド抵抗を介して第
3のホールドコンデンサに流れ込み、…というプロセス
を繰返して減少するからである。
ールド用抵抗を介して並列に接続されるような等価回路
をとるとき、測距用光受光中に、ホールド用トランジス
タのベース電位VHOLDが低下してゆく。つまり、第1の
ホールドコンデンサに蓄えられた電荷は、第1のホール
ド抵抗を介して次第に第2のホールドコンデンサに流れ
込み、また、その電荷が第2のホールド抵抗を介して第
3のホールドコンデンサに流れ込み、…というプロセス
を繰返して減少するからである。
【0013】このようなリーク現象は、大きな誘電率を
有した物質で作られたコンデンサほど大きく、回路をコ
ンパクトにまた廉価で構成しようとした場合、必ず問題
となるものであった。また、このホールドコンデンサ
は、投光が行われている間、ホールドトランジスタのベ
ース電流を供給する必要から、容量的に大きなものが必
要であった。
有した物質で作られたコンデンサほど大きく、回路をコ
ンパクトにまた廉価で構成しようとした場合、必ず問題
となるものであった。また、このホールドコンデンサ
は、投光が行われている間、ホールドトランジスタのベ
ース電流を供給する必要から、容量的に大きなものが必
要であった。
【0014】更に、このホールドトランジスタのベース
電流によるリークも無視できるものではなかった。
電流によるリークも無視できるものではなかった。
【0015】この発明は、上記課題に鑑みてなされたも
ので、定常光成分除去手段の誤差を排し、正確な測距を
行う測距装置を提供することを目的とする。
ので、定常光成分除去手段の誤差を排し、正確な測距を
行う測距装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、対
象物に向けて投光する投光手段と、上記投光手段の投光
により上記対象物から反射された信号光を受光する受光
手段と、上記受光手段に接続され、上記信号光以外の定
常光成分を記憶する記憶手段と、上記受光手段に接続さ
れ、上記記憶手段に記憶された定常光成分を除去する定
常光除去手段と、少なくとも上記定常光除去手段作動時
の、上記受光手段出力を積分する積分手段と、上記投光
時の上記積分手段の出力と、非投光時の上記積分手段の
出力との出力差に基いて、上記対象物までの距離を求め
る演算手段と、を具備することを特徴とする。
象物に向けて投光する投光手段と、上記投光手段の投光
により上記対象物から反射された信号光を受光する受光
手段と、上記受光手段に接続され、上記信号光以外の定
常光成分を記憶する記憶手段と、上記受光手段に接続さ
れ、上記記憶手段に記憶された定常光成分を除去する定
常光除去手段と、少なくとも上記定常光除去手段作動時
の、上記受光手段出力を積分する積分手段と、上記投光
時の上記積分手段の出力と、非投光時の上記積分手段の
出力との出力差に基いて、上記対象物までの距離を求め
る演算手段と、を具備することを特徴とする。
【0017】
【作用】この発明の測距装置にあっては、投光手段から
対象物に向けて投光された光の反射光が受光手段で受光
される。上記反射光の信号光以外の定常光成分は、上記
受光手段に接続された記憶手段に記憶される。また、上
記記憶手段に記憶された定常光成分は、上記受光手段に
接続された定常光除去手段で除去されると共に、上記定
常光除去手段作動時の、上記受光手段の出力が積分手段
で積分される。そして、上記投光時の上記積分手段の出
力と、非投光時の上記積分手段の出力との出力差に基い
て、演算手段によって上記対象物までの距離が求められ
る。
対象物に向けて投光された光の反射光が受光手段で受光
される。上記反射光の信号光以外の定常光成分は、上記
受光手段に接続された記憶手段に記憶される。また、上
記記憶手段に記憶された定常光成分は、上記受光手段に
接続された定常光除去手段で除去されると共に、上記定
常光除去手段作動時の、上記受光手段の出力が積分手段
で積分される。そして、上記投光時の上記積分手段の出
力と、非投光時の上記積分手段の出力との出力差に基い
て、演算手段によって上記対象物までの距離が求められ
る。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。
明する。
【0019】図1はこの発明の測距装置の構成を概略的
に示すブロック図である。同図に於いて、第1光量積分
回路10a内の定常光除去部11aには、受光素子12
a、ホールド用コンデンサ13aが接続されており、そ
の出力は信号増幅部14aに送られる。光量検出部15
aは、上記信号増幅部14aの出力を受けてCPU16
に供給する一方、定常光除去部11aと共にCPU16
からのバイアスカットの信号を受ける。
に示すブロック図である。同図に於いて、第1光量積分
回路10a内の定常光除去部11aには、受光素子12
a、ホールド用コンデンサ13aが接続されており、そ
の出力は信号増幅部14aに送られる。光量検出部15
aは、上記信号増幅部14aの出力を受けてCPU16
に供給する一方、定常光除去部11aと共にCPU16
からのバイアスカットの信号を受ける。
【0020】同様に、第2光量積分回路10b内の定常
光除去部11bには、受光素子12b、ホールド用コン
デンサ13bが接続されており、その出力は信号増幅部
14bに送られる。光量検出部15bは、上記信号増幅
部14bの出力を受けてCPU16に供給する一方、定
常光除去部11bと共にCPU16からのバイアスカッ
トの信号を受ける。
光除去部11bには、受光素子12b、ホールド用コン
デンサ13bが接続されており、その出力は信号増幅部
14bに送られる。光量検出部15bは、上記信号増幅
部14bの出力を受けてCPU16に供給する一方、定
常光除去部11bと共にCPU16からのバイアスカッ
トの信号を受ける。
【0021】投光選択部17は、投光部18を介して投
光素子19a及び19bの何れかを選択するためのもの
で、CPU16の指示により行う。
光素子19a及び19bの何れかを選択するためのもの
で、CPU16の指示により行う。
【0022】尚、上記第1光量積分回路10a及び第2
光量積分回路10bは、全く同様に構成された回路であ
り、CPU16からイネーブル信号を受けることによ
り、動作するようになっている。そして、第1光量積分
回路10a及び第2光量積分回路10bは、それぞれ投
光素子19a及び19bの投光される方向に対応した受
光素子12a及び12bを有しているが、CPU16に
駆動されるタイミングが異なっているものである。
光量積分回路10bは、全く同様に構成された回路であ
り、CPU16からイネーブル信号を受けることによ
り、動作するようになっている。そして、第1光量積分
回路10a及び第2光量積分回路10bは、それぞれ投
光素子19a及び19bの投光される方向に対応した受
光素子12a及び12bを有しているが、CPU16に
駆動されるタイミングが異なっているものである。
【0023】このCPU16は、後述するΔpの補正
や、距離の算出等を行うためのワンチップマイクロコン
ピュータ等で構成される回路である。
や、距離の算出等を行うためのワンチップマイクロコン
ピュータ等で構成される回路である。
【0024】尚、図中、BCはバイアスカットタイミン
グ信号を表し、POUTは後述する積分コンデンサの出
力、すなわち光量積分結果をCPU16に入力するため
のラインである。
グ信号を表し、POUTは後述する積分コンデンサの出
力、すなわち光量積分結果をCPU16に入力するため
のラインである。
【0025】ここで、光量によって、被写体距離を算出
すると、光量をpとするとき、下記(1)式に示される
関係となる。
すると、光量をpとするとき、下記(1)式に示される
関係となる。
【0026】
【数1】
【0027】但し、P:1m、標準反射率(18%)か
らの反射光量を示す。これにより、下記(2)式が求め
られる。
らの反射光量を示す。これにより、下記(2)式が求め
られる。
【0028】
【数2】
【0029】しかしながら、上述したように、ホールド
用コンデンサ13a、13bのリークによって、上記
(1)式は下記(3)式の如くなる。
用コンデンサ13a、13bのリークによって、上記
(1)式は下記(3)式の如くなる。
【0030】
【数3】
【0031】したがって、1/lとpとの関係は、被写
体輝度、すなわち定常光量によってシフトし、図2に示
されるような関係となる。
体輝度、すなわち定常光量によってシフトし、図2に示
されるような関係となる。
【0032】つまり、バイアスカット時に、後述する図
5に示されるように、I1 の電流がリークする場合、バ
イアスカット時間Δtの間に数5に示される量だけVHO
LDが低下する。
5に示されるように、I1 の電流がリークする場合、バ
イアスカット時間Δtの間に数5に示される量だけVHO
LDが低下する。
【0033】
【数4】
【0034】図3は、定常光除去回路を概略的に示した
回路構成図である。同図に於いて、受光素子12は、投
光素子が投射した測距信号光が被写体に当って反射した
反射信号光を受光し、光電流に変換するものである。こ
こで、一般には、被写体からは太陽光や照明等による定
常光が受光素子に入射しているので、これを除去しなけ
れば、測距用光の大きさの正しい検出はできない。
回路構成図である。同図に於いて、受光素子12は、投
光素子が投射した測距信号光が被写体に当って反射した
反射信号光を受光し、光電流に変換するものである。こ
こで、一般には、被写体からは太陽光や照明等による定
常光が受光素子に入射しているので、これを除去しなけ
れば、測距用光の大きさの正しい検出はできない。
【0035】また、プリアンプ20は、オペアンプ20
a、トランジスタ20b、定電流源20cにより構成さ
れるもので、信号光電流の増幅を行う。このプリアンプ
20の入力側には、ホールド用のコンデンサ13、ホー
ルド用のオペアンプ21、トランジスタ22、抵抗23
等から成る回路を接続して、定常光除去回路を構成して
いる。プリアンプ20の出力は、入力に流しこまれた電
流を増幅し、増幅した信号電流を出力側から吸込む形式
をとっている。
a、トランジスタ20b、定電流源20cにより構成さ
れるもので、信号光電流の増幅を行う。このプリアンプ
20の入力側には、ホールド用のコンデンサ13、ホー
ルド用のオペアンプ21、トランジスタ22、抵抗23
等から成る回路を接続して、定常光除去回路を構成して
いる。プリアンプ20の出力は、入力に流しこまれた電
流を増幅し、増幅した信号電流を出力側から吸込む形式
をとっている。
【0036】このプリアンプ20の出力は、オペアンプ
21の反転入力端子にフィードバックされる。上記オペ
アンプ21の非反転入力端子には、ダイオード24と定
電流源25が接続されており、オペアンプ21に於い
て、ダイオード24を定電流源25でバイアスしたレベ
ルと、プリアンプ20の出力のレベルを比較している。
21の反転入力端子にフィードバックされる。上記オペ
アンプ21の非反転入力端子には、ダイオード24と定
電流源25が接続されており、オペアンプ21に於い
て、ダイオード24を定電流源25でバイアスしたレベ
ルと、プリアンプ20の出力のレベルを比較している。
【0037】上記プリアンプ20の出力端子には、ダイ
オード26と定電流源27が接続されており、ダイオー
ド26と24、及び定電流源27と25は、同一の構成
をとっているため、プリアンプ20が増幅信号を出力し
ようとすると、+(正)、−(負)の入力にアンバラス
が生じる。このためフィードバックがかかり、オペアン
プ21の出力はトランジスタ22のベース電位を制御す
る。このホールドアンプ21は、信号用光が投光されて
いない状態で作動しているため、プリアンプ20が定常
光電流を入力し、増幅結果を出力しようとすると、上記
フィードバックがかかってトランジスタ22及び抵抗2
3を介して、定常光電流がグラウンド(GND)に放出
される。
オード26と定電流源27が接続されており、ダイオー
ド26と24、及び定電流源27と25は、同一の構成
をとっているため、プリアンプ20が増幅信号を出力し
ようとすると、+(正)、−(負)の入力にアンバラス
が生じる。このためフィードバックがかかり、オペアン
プ21の出力はトランジスタ22のベース電位を制御す
る。このホールドアンプ21は、信号用光が投光されて
いない状態で作動しているため、プリアンプ20が定常
光電流を入力し、増幅結果を出力しようとすると、上記
フィードバックがかかってトランジスタ22及び抵抗2
3を介して、定常光電流がグラウンド(GND)に放出
される。
【0038】つまり、非投光状態では、プリアンプ20
から出力がない状態でこの回路は安定し、定常光のレベ
ルに応じてホールドアンプ21の出力が制御されてい
る。測距用光が投光されると、ホールドアンプ21はバ
イアスカット信号を受けて、機能を停止する。
から出力がない状態でこの回路は安定し、定常光のレベ
ルに応じてホールドアンプ21の出力が制御されてい
る。測距用光が投光されると、ホールドアンプ21はバ
イアスカット信号を受けて、機能を停止する。
【0039】ところで、ホールド用コンデンサ13によ
って、ホールド用トランジスタ22のベースは固定され
ているので、定常光電流成分はトランジスタ22のコレ
クタ電流として除去され、信号光電流のみがプリアンプ
20で増幅され、ダイオード26に流入する。このと
き、定電流源27はオフし、インバータ28を介したバ
イアスカット信号の反射信号によって、バッファ29が
オンする。したがって、ダイオード26及びトランジス
タ30がカレントミラー回路を形成し、積分用コンデン
サ31に信号電流が積分される。尚、この積分コンデン
サ31、バッファ29等で構成される回路は、図1の光
量検出部に相当している。
って、ホールド用トランジスタ22のベースは固定され
ているので、定常光電流成分はトランジスタ22のコレ
クタ電流として除去され、信号光電流のみがプリアンプ
20で増幅され、ダイオード26に流入する。このと
き、定電流源27はオフし、インバータ28を介したバ
イアスカット信号の反射信号によって、バッファ29が
オンする。したがって、ダイオード26及びトランジス
タ30がカレントミラー回路を形成し、積分用コンデン
サ31に信号電流が積分される。尚、この積分コンデン
サ31、バッファ29等で構成される回路は、図1の光
量検出部に相当している。
【0040】ここで、ホールド用コンデンサ13が、図
5に示されるような等価回路をとると、測距用光受光中
に、トランジスタ22のベース電位VHOLDが低下してゆ
く。つまり、コンデンサ131に蓄えられた電荷は、抵
抗231を介して次第にコンデンサ132に流れ込み、
また、その電荷が抵抗232を介してコンデンサ132
に流れ込み、…というプロセスを繰返して減少するから
である。
5に示されるような等価回路をとると、測距用光受光中
に、トランジスタ22のベース電位VHOLDが低下してゆ
く。つまり、コンデンサ131に蓄えられた電荷は、抵
抗231を介して次第にコンデンサ132に流れ込み、
また、その電荷が抵抗232を介してコンデンサ132
に流れ込み、…というプロセスを繰返して減少するから
である。
【0041】次に、定常光除去について詳細に説明す
る。シリコンフォトダイオード(SPD)等で構成され
た受光素子12で発生した光電流は、トランジスタ22
のコレクタ電流として流れる。このトランジスタ22
は、上述したように、定常光電流の全てを流すようにベ
ース電位が決定され、コンデンサ13に記憶される。
る。シリコンフォトダイオード(SPD)等で構成され
た受光素子12で発生した光電流は、トランジスタ22
のコレクタ電流として流れる。このトランジスタ22
は、上述したように、定常光電流の全てを流すようにベ
ース電位が決定され、コンデンサ13に記憶される。
【0042】いま、光電流が減少した場合を考える。フ
ィードバックがかかり、トランジスタ22に定常光電流
が流れる状態に於いても、定電流源20c(この定電流
は極めて微小な電流)によって、トランジスタ20bに
コレクタ電流を流すようにトランジスタ20bのベース
電流が流れている。この状態から光電流が減少すると、
トランジスタ20bのベース電流が減少するので、定電
流源20cからの定電流の一部は、トランジスタ20b
のコレクタではなく、定電流源20cに流れる。
ィードバックがかかり、トランジスタ22に定常光電流
が流れる状態に於いても、定電流源20c(この定電流
は極めて微小な電流)によって、トランジスタ20bに
コレクタ電流を流すようにトランジスタ20bのベース
電流が流れている。この状態から光電流が減少すると、
トランジスタ20bのベース電流が減少するので、定電
流源20cからの定電流の一部は、トランジスタ20b
のコレクタではなく、定電流源20cに流れる。
【0043】このため、ダイオード26のカソード(図
中a点)の電位は上昇する。このカソード電位は、オペ
アンプ21の反転入力端子に印加され、非反転入力端子
の電圧との差が出力される。この非反転入力端子に印加
される電圧は、定電流源25によって決定される電流が
ダイオード24を流れる。このダイオード24のカソー
ド電位が印加されるので、一定の電圧となる。
中a点)の電位は上昇する。このカソード電位は、オペ
アンプ21の反転入力端子に印加され、非反転入力端子
の電圧との差が出力される。この非反転入力端子に印加
される電圧は、定電流源25によって決定される電流が
ダイオード24を流れる。このダイオード24のカソー
ド電位が印加されるので、一定の電圧となる。
【0044】したがって、光電流が増加すると、オペア
ンプ21の反転入力端子は非反転入力端子の印加電圧よ
り上昇するので、オペアンプ21の出力は低下する。こ
のため、トランジスタ22のベース電位は低下し、トラ
ンジスタ22のコレクタ電流は減少する。このため、定
電流源20cの電流が定電流源27に流れ込まなくなる
ので、a点の電位が下がり、再び安定する。
ンプ21の反転入力端子は非反転入力端子の印加電圧よ
り上昇するので、オペアンプ21の出力は低下する。こ
のため、トランジスタ22のベース電位は低下し、トラ
ンジスタ22のコレクタ電流は減少する。このため、定
電流源20cの電流が定電流源27に流れ込まなくなる
ので、a点の電位が下がり、再び安定する。
【0045】これに対し、光電流が増加した場合を考え
る。光電流が増加しても、フィードバックがかかるまで
は、定常光電流を流すトランジスタ22のコレクタ電流
は増加しない。そのため、本来トランジスタ22を流れ
るはずのコレクタ電流が、トランジスタ20bのベース
に流れ、ベース電流は増加することになる。すると、ト
ランジスタ20bのコレクタにダイオード26を介して
流れる電流が増加し、ダイオード26のカソード電位は
低下する。このカソード電位はオペアンプ21の反転入
力端子に印加され、オペアンプ21の出力は上昇する。
そのため、トランジスタ22のコレクタ電流は増加す
る。
る。光電流が増加しても、フィードバックがかかるまで
は、定常光電流を流すトランジスタ22のコレクタ電流
は増加しない。そのため、本来トランジスタ22を流れ
るはずのコレクタ電流が、トランジスタ20bのベース
に流れ、ベース電流は増加することになる。すると、ト
ランジスタ20bのコレクタにダイオード26を介して
流れる電流が増加し、ダイオード26のカソード電位は
低下する。このカソード電位はオペアンプ21の反転入
力端子に印加され、オペアンプ21の出力は上昇する。
そのため、トランジスタ22のコレクタ電流は増加す
る。
【0046】ここで、トランジスタ22のベース・エミ
ッタ間電圧VBEを無視すると、ホールド抵抗23をRHO
LDとした場合、ホールド電流誤差は、下記(5)式に示
される如くなる。
ッタ間電圧VBEを無視すると、ホールド抵抗23をRHO
LDとした場合、ホールド電流誤差は、下記(5)式に示
される如くなる。
【0047】
【数5】
【0048】この1/2は、バイアスカット直後にリー
クは0であり、バイアスカット終了時にΔVだけ変化し
ているということから考慮したものである。このリーク
電流I1 は、図4に示される抵抗231、232の抵抗
値に依存するため、VHOLDが大きいほど、すなわち定常
光が大きいほど、大きくなるものである。
クは0であり、バイアスカット終了時にΔVだけ変化し
ているということから考慮したものである。このリーク
電流I1 は、図4に示される抵抗231、232の抵抗
値に依存するため、VHOLDが大きいほど、すなわち定常
光が大きいほど、大きくなるものである。
【0049】この発明は、上述した(3)式より非投光
状態、つまりP=0としてΔpを求め、このΔpを光量
のデータpから減ずることにより、正しく1/lを求め
ようとしたものである。
状態、つまりP=0としてΔpを求め、このΔpを光量
のデータpから減ずることにより、正しく1/lを求め
ようとしたものである。
【0050】図5は、この発明の基本となる動作を説明
するフローチャートを示したものである。
するフローチャートを示したものである。
【0051】初めに、ファーストレリーズ若しくはセカ
ンドレリーズスイッチの操作により、測距動作が開始さ
れると、ステップS1に於いて、CPU16から投光部
18に投光命令が出力され、投光素子19aまたは19
bから被写体(図示せず)に向けて投光が行われる。ま
た、CPU16は、オペアンプ21、定電流源27を不
作動とし、プリアンプ20を作動状態とする。これによ
って、バイアスカットを行うために、トランジスタ22
に流れていた定常光電流はバイアスカットを行う前の、
すなわち投光素子19aまたは19bが投光する前の定
常光を記憶することになる。これ以後、受光素子12
a、12bが光電変換した光電流が変化した分は、信号
増幅部14a、14bとしてのプリアンプ20内のオペ
アンプ20aに流れ込むことになる。
ンドレリーズスイッチの操作により、測距動作が開始さ
れると、ステップS1に於いて、CPU16から投光部
18に投光命令が出力され、投光素子19aまたは19
bから被写体(図示せず)に向けて投光が行われる。ま
た、CPU16は、オペアンプ21、定電流源27を不
作動とし、プリアンプ20を作動状態とする。これによ
って、バイアスカットを行うために、トランジスタ22
に流れていた定常光電流はバイアスカットを行う前の、
すなわち投光素子19aまたは19bが投光する前の定
常光を記憶することになる。これ以後、受光素子12
a、12bが光電変換した光電流が変化した分は、信号
増幅部14a、14bとしてのプリアンプ20内のオペ
アンプ20aに流れ込むことになる。
【0052】次に、ステップS2に於いて、光量検出部
15a、15bの積分コンデンサ(31)から積分値を
光量pとして、出力端(トランジスタ30及び積分コン
デンサ31の接続点)より読出され、これが記憶され
る。
15a、15bの積分コンデンサ(31)から積分値を
光量pとして、出力端(トランジスタ30及び積分コン
デンサ31の接続点)より読出され、これが記憶され
る。
【0053】次いで、ステップS3にて、投光素子19
aまたは19bが非投光状態の定常光を記憶する。この
場合、バイアスカットのみ行われている。そして、ステ
ップ4にて、光量検出部15a、15bの積分コンデン
サ(31)から、補正値Δpが読出される。
aまたは19bが非投光状態の定常光を記憶する。この
場合、バイアスカットのみ行われている。そして、ステ
ップ4にて、光量検出部15a、15bの積分コンデン
サ(31)から、補正値Δpが読出される。
【0054】そして、ステップS5に於いて、上記定常
光記憶用のコンデンサ13のリーク電流による補正演算
が行われる。この演算によって求められた1/lの逆数
が求められることにより、距離lが算出される。
光記憶用のコンデンサ13のリーク電流による補正演算
が行われる。この演算によって求められた1/lの逆数
が求められることにより、距離lが算出される。
【0055】ところで、上述したように、非投光でのシ
ーケンスを追加すると、カメラのレリーズタイムラグに
影響を及ぼしてしまう。このため、この実施例では、図
1に示されるように、複数の測距ポイントを測距するこ
とのできるタイプの測距装置を応用している。この場
合、動作を説明するフローチャートは、図6に示される
ようになる。
ーケンスを追加すると、カメラのレリーズタイムラグに
影響を及ぼしてしまう。このため、この実施例では、図
1に示されるように、複数の測距ポイントを測距するこ
とのできるタイプの測距装置を応用している。この場
合、動作を説明するフローチャートは、図6に示される
ようになる。
【0056】また、この実施例では、図5のフローチャ
ートと異なり、投光回数を増加し、AF精度向上を図っ
ている。
ートと異なり、投光回数を増加し、AF精度向上を図っ
ている。
【0057】ここで、このように構成された測距装置の
動作について、図6のフローチャート及び図7のタイミ
ングチャートを参照して説明する。尚、ここでは特に第
1光量積分回路10aを使用した測距結果を、より正確
に求める例として説明する。
動作について、図6のフローチャート及び図7のタイミ
ングチャートを参照して説明する。尚、ここでは特に第
1光量積分回路10aを使用した測距結果を、より正確
に求める例として説明する。
【0058】先ず、ステップS11に於いてカウント値
が初期化(n=0)され、ステップS12にて、第1光
量積分回路10aで、CPU16によりイネーブル信号
が供給され(図7(a)参照)、投光素子(IRED)
19aの発光が開始される(同図(b)参照)。それと
同期して、図7(c)に示されるように、上述したバイ
アスカット(BC)が行われる。
が初期化(n=0)され、ステップS12にて、第1光
量積分回路10aで、CPU16によりイネーブル信号
が供給され(図7(a)参照)、投光素子(IRED)
19aの発光が開始される(同図(b)参照)。それと
同期して、図7(c)に示されるように、上述したバイ
アスカット(BC)が行われる。
【0059】次いで、ステップS13にて、出力の数で
あるカウント値nに1を加え、ステップS14に於い
て、例えばn=4になったか否かが判定される。ここ
で、n=4未満であればステップS12に戻り、図7
(b)及び(c)に示されるように、n=4となったな
らばステップS15に進む。
あるカウント値nに1を加え、ステップS14に於い
て、例えばn=4になったか否かが判定される。ここ
で、n=4未満であればステップS12に戻り、図7
(b)及び(c)に示されるように、n=4となったな
らばステップS15に進む。
【0060】ところで、上記IRED19aの出力、バ
イアスカットと同時に、積分コンデンサへの積分がなさ
れる。したがって、図7(d)に示されるように、PO
UTaは徐々に上昇し、タイミングTIME1に於い
て、POUT1として光量積分結果が出力される(ステ
ップS15)。この出力はp1 となり、この出力がCP
U16に内蔵されるA/D変換回路により、CPU16
に入力されて記憶される。
イアスカットと同時に、積分コンデンサへの積分がなさ
れる。したがって、図7(d)に示されるように、PO
UTaは徐々に上昇し、タイミングTIME1に於い
て、POUT1として光量積分結果が出力される(ステ
ップS15)。この出力はp1 となり、この出力がCP
U16に内蔵されるA/D変換回路により、CPU16
に入力されて記憶される。
【0061】次に、ステップS16に於いて、カウント
値がクリア(n=0)され、ステップS17にて、タイ
ミングTIME2からは、第2光量積分回路10bで、
CPU16によりイネーブル信号が供給される(図7
(e)参照)。これに伴い、上記IRED19aとは異
なる方向を測距するIRED(投光素子)19bの発光
が開始される(同図(f)参照)。それと同期して、図
7(g)に示されるように、上述したバイアスカット
(BC)が行われる。
値がクリア(n=0)され、ステップS17にて、タイ
ミングTIME2からは、第2光量積分回路10bで、
CPU16によりイネーブル信号が供給される(図7
(e)参照)。これに伴い、上記IRED19aとは異
なる方向を測距するIRED(投光素子)19bの発光
が開始される(同図(f)参照)。それと同期して、図
7(g)に示されるように、上述したバイアスカット
(BC)が行われる。
【0062】ここで、ステップS18に於いて、第1光
量積分回路10aのIRED19aは、図7(b)に示
されるように発光されていない。このステップS18で
は、第1光量積分回路10aは、IRED19aは非発
光となり、バイアスカットのみなされる。
量積分回路10aのIRED19aは、図7(b)に示
されるように発光されていない。このステップS18で
は、第1光量積分回路10aは、IRED19aは非発
光となり、バイアスカットのみなされる。
【0063】次いで、ステップS19にて、出力の数で
あるカウント値nに1を加え、ステップS20に於い
て、n=4になったか否かが判定される。ここで、n=
4未満であればステップS17に戻り、図7(f)及び
(g)に示されるように、n=4となったならばステッ
プS21に進む。
あるカウント値nに1を加え、ステップS20に於い
て、n=4になったか否かが判定される。ここで、n=
4未満であればステップS17に戻り、図7(f)及び
(g)に示されるように、n=4となったならばステッ
プS21に進む。
【0064】上記第1光量積分回路10aと同様に第2
光量積分回路10bでも、上記IRED19bの出力、
バイアスカットと同時に、積分コンデンサへの積分がな
される。したがって、図7(h)に示されるように、タ
イミングTIME2からPOUTbは徐々に上昇し、タ
イミングTIME3に於いて、POUT3として光量積
分結果が出力される(ステップS21)。この出力はp
2 となり、この出力がCPU16に内蔵されるA/D変
換回路により、CPU16に入力されて記憶される。
光量積分回路10bでも、上記IRED19bの出力、
バイアスカットと同時に、積分コンデンサへの積分がな
される。したがって、図7(h)に示されるように、タ
イミングTIME2からPOUTbは徐々に上昇し、タ
イミングTIME3に於いて、POUT3として光量積
分結果が出力される(ステップS21)。この出力はp
2 となり、この出力がCPU16に内蔵されるA/D変
換回路により、CPU16に入力されて記憶される。
【0065】ところで、上述したように、第2光量積分
回路10bのイネーブルと同時に、第1光量積分回路1
0aもイネーブルされており、IRED19aが非発光
の他は、バイアスカット、積分の動作が通常のシーケン
スと同時に行われている。そして、タイミングTIME
3に於いて、出力POUT2が得られる(ステップS2
2)。この出力POUT2が、上述した補正値Δpに相
当するものである。
回路10bのイネーブルと同時に、第1光量積分回路1
0aもイネーブルされており、IRED19aが非発光
の他は、バイアスカット、積分の動作が通常のシーケン
スと同時に行われている。そして、タイミングTIME
3に於いて、出力POUT2が得られる(ステップS2
2)。この出力POUT2が、上述した補正値Δpに相
当するものである。
【0066】CPU16は、ステップS15で記憶され
た出力POUT1から、出力POUT2を減算すること
により、補正を行う。すなわち、ステップS23に於い
て、上述した(2)式に従って、下記(6)式の如く演
算がなされて距離が算出される。
た出力POUT1から、出力POUT2を減算すること
により、補正を行う。すなわち、ステップS23に於い
て、上述した(2)式に従って、下記(6)式の如く演
算がなされて距離が算出される。
【0067】
【数6】
【0068】同様に、ステップS24に於いて、上記
(2)式に従って、下記(7)式の如く演算がなされて
距離が算出される。
(2)式に従って、下記(7)式の如く演算がなされて
距離が算出される。
【0069】
【数7】
【0070】これにより、2点の測距を行うことができ
る。
る。
【0071】尚、上述した実施例では、2点測距を説明
したが、これに限られるものではなく、例えば3点測
距、4点測距の場合でも、考え方は同じである。したが
って、非投光シーケンスが設けられても、タイムラグが
長くなる等の作用は起きないことがわかる。
したが、これに限られるものではなく、例えば3点測
距、4点測距の場合でも、考え方は同じである。したが
って、非投光シーケンスが設けられても、タイムラグが
長くなる等の作用は起きないことがわかる。
【0072】また、図6及び図7に示されるフローチャ
ート及びタイミングチャートの例では、単純化して、第
1光量積分回路による第1測距のタイミングで、第2光
量積分回路による第2測距の非投光シーケンスを行うこ
とはしていない。こうすることにより、第1及び第2測
距結果より、高精度の測距が可能になることはいうまで
もない。
ート及びタイミングチャートの例では、単純化して、第
1光量積分回路による第1測距のタイミングで、第2光
量積分回路による第2測距の非投光シーケンスを行うこ
とはしていない。こうすることにより、第1及び第2測
距結果より、高精度の測距が可能になることはいうまで
もない。
【0073】更に、高輝度下でない場合は、ホールド用
コンデンサのリークは少ないので、この非投光制御は行
わなくともよい。
コンデンサのリークは少ないので、この非投光制御は行
わなくともよい。
【0074】図6の例では、第1光量積分回路10aの
定常光による誤差Δpと、第2光量積分回路10bの定
常光による誤差Δpは、略等しいものとして、1/l1
及び1/l2 を求めるものとしている。
定常光による誤差Δpと、第2光量積分回路10bの定
常光による誤差Δpは、略等しいものとして、1/l1
及び1/l2 を求めるものとしている。
【0075】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、同一の測距シーケンスを複数の状態で行っているか
ら、正確な測距を行う測距装置を提供することができ
る。
ば、同一の測距シーケンスを複数の状態で行っているか
ら、正確な測距を行う測距装置を提供することができ
る。
【図1】この発明の測距装置の構成を概略的に示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図2】光量と被写体距離の関係を表した図である。
【図3】定常光除去回路及びその周辺部を概略的に示し
た回路構成図である。
た回路構成図である。
【図4】図4のホールド用コンデンサの等価回路を示し
た図である。
た図である。
【図5】この発明の第1の実施例で、基本となる動作を
説明するフローチャートである。
説明するフローチャートである。
【図6】この発明の第2の実施例の動作を説明するフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図7】この発明の第2の実施例の動作を説明するタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
10a…第1光量積分回路、10b…第2光量積分回
路、11a、11b…定常光除去部、12、12a,1
2b…受光素子、13、13a、13b…ホールド用コ
ンデンサ、14a、14b…信号増幅部、15a、15
b…光量検出部、16…CPU、17…投光選択部、1
8…投光部、19a、19b…投光素子(IRED)、
20…プリアンプ、20a…オペアンプ、20b…トラ
ンジスタ、20c…定電流源、21…オペアンプ、22
…トランジスタ、23…抵抗、24、26…ダイオー
ド、25、27…定電流源、29…バッファ、30…ホ
ールド用コンデンサ、31…積分コンデンサ。
路、11a、11b…定常光除去部、12、12a,1
2b…受光素子、13、13a、13b…ホールド用コ
ンデンサ、14a、14b…信号増幅部、15a、15
b…光量検出部、16…CPU、17…投光選択部、1
8…投光部、19a、19b…投光素子(IRED)、
20…プリアンプ、20a…オペアンプ、20b…トラ
ンジスタ、20c…定電流源、21…オペアンプ、22
…トランジスタ、23…抵抗、24、26…ダイオー
ド、25、27…定電流源、29…バッファ、30…ホ
ールド用コンデンサ、31…積分コンデンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/06 G01S 17/32 G02B 7/32 G03B 13/36
Claims (1)
- 【請求項1】 対象物に向けて投光する投光手段と、 上記投光手段の投光により上記対象物から反射された信
号光を受光する受光手段と、 上記受光手段に接続され、上記信号光以外の定常光成分
を記憶する記憶手段と、 上記受光手段に接続され、上記記憶手段に記憶された定
常光成分を除去する定常光除去手段と、少なくとも上記定常光除去手段作動時の、上記受光手段
出力を積分する積分手段と、 上記投光時の上記積分手段の出力と、非投光時の上記積
分手段の出力との出力差に基いて、上記対象物までの距
離を求める演算手段と、 を具備することを特徴とする測距装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13515491A JP3231352B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13515491A JP3231352B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 測距装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04363619A JPH04363619A (ja) | 1992-12-16 |
JP3231352B2 true JP3231352B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=15145081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13515491A Expired - Fee Related JP3231352B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 測距装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3231352B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP13515491A patent/JP3231352B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04363619A (ja) | 1992-12-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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