JP3302050B2 - Distance measuring device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はコンパクトカメラの測距
装置に係り、特に受光素子にＰＳＤを利用した赤外線投
射三角測距装置の改善に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring apparatus for a compact camera, and more particularly to an improvement in an infrared projection triangular distance measuring apparatus using a PSD as a light receiving element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般にコンパクトカメラには、赤外線投
光方式の三角測距装置が採用されている。この三角測距
装置の構成例を図７に示す。2. Description of the Related Art In general, a compact camera employs an infrared light projection type triangulation device. FIG. 7 shows a configuration example of the triangulation device.
【０００３】前記三角測距装置において、赤外線発光ダ
イオード１の発する測距用光が投光レンズ２を介して、
被写体３に投光すると、前記測距用赤外線光は、前記投
光レンズから基線長Ｓだけ離れた箇所に配置された受光
レンズ４から受光素子（ＰＳＤ）５に入射する。この入
射位置ｘを受光レンズの光軸基準にとると、被写体距離
Ｌとの間に、次式の関係が成り立つ。In the triangular distance measuring device, the distance measuring light emitted by the infrared light emitting diode 1 is transmitted through the light projecting lens 2
When the object 3 is projected, the infrared light for distance measurement is incident on a light receiving element (PSD) 5 from a light receiving lens 4 disposed at a position separated from the light projecting lens by a base line length S. When this incident position x is taken as a reference of the optical axis of the light receiving lens, the following relationship is established between the incident position x and the subject distance L.
【０００４】[0004]
【数１】 (Equation 1)
【０００５】ここで、ｆ：受光レンズの焦点距離とす
る。従って、入射位置ｘを検出すれば、被写体距離Ｌが
求められる。また、受光素子に専用の光位置検出素子
（ＰＳＤ）を用いれば、ＰＳＤの２つの信号電流ｉ1 と
ｉ2 が得られ、これらの信号電流は次式の関係を満た
す。[0005] Here, f is the focal length of the light receiving lens. Therefore, if the incident position x is detected, the subject distance L can be obtained. If a dedicated light position detecting element (PSD) is used as the light receiving element, two signal currents i 1 and i 2 of the PSD can be obtained, and these signal currents satisfy the following equation.
【０００６】[0006]
【数２】 従って図示するようにＰＳＤ端部から受光レンズ光軸ま
でを距離ａとすると、(Equation 2) Therefore, as shown in the figure, if the distance a is from the end of the PSD to the optical axis of the light receiving lens,
【０００７】[0007]
【数３】 (Equation 3)
【０００８】として、前記入射位置ｘが求められる。Ｐ
ＳＤ長さｔと距離ａは、その測距装置により固定された
値なので、信号電流ｉ1 とｉ2 をｉ1 ／（ｉ1 ＋ｉ2 ）
の形で演算すればよい。前記演算は、オートフォーカス
（ＡＦ）回路６とＣＰＵ７により行われる。このＡＦ回
路６は、バイポーラ集積回路素子で構成され、前記信号
電流ｉ1 とｉ2 は増幅され、図８に示す演算回路で式
（４）に示したｉ1 ／（ｉ1 ＋ｉ2 ）の演算を行う。As described above, the incident position x is obtained. P
Since the SD length t and the distance a are values fixed by the distance measuring device, the signal currents i 1 and i 2 are calculated as i 1 / (i 1 + i 2 ).
It may be calculated in the form of The calculation is performed by the autofocus (AF) circuit 6 and the CPU 7. The AF circuit 6 is composed of a bipolar integrated circuit element, and the signal currents i 1 and i 2 are amplified, and the arithmetic circuit shown in FIG. 8 is used to calculate the signal current i 1 / (i 1 + i 2 ) of the equation (4). Perform the operation.
【０００９】この図８に示す演算回路について説明す
る。ＰＳＤの出力信号ｉ1 ，ｉ2 が増幅されて圧縮ダイ
オード８，９に流入すると、基準電圧Ｖref で各ダイオ
ードは、次式のような電位を生じる。The operation circuit shown in FIG. 8 will be described. When the output signals i 1 , i 2 of the PSD are amplified and flow into the compression diodes 8, 9, each diode generates a potential represented by the following equation with the reference voltage Vref .
【００１０】[0010]
【数４】 (Equation 4)
【００１１】ここで、ＶT ：サーマルボルテージ、
ｉs ：ダイオードの逆方向飽和電流とする。これらの電
圧信号は、バッファ１０，１１を介して、定電流源１２
とトランジスタ１３，１４からなる回路に入力される
が、これらのトランジスタ１３，１４のコレクタ電流Ｉ
A ，ＩB は、前記圧縮ダイオードの出力電圧に次式のよ
うに依存する。Here, V T : thermal voltage,
i s: the reverse saturation current of the diode. These voltage signals are supplied to the constant current source 12 via the buffers 10 and 11.
And the transistors 13 and 14 are input to the circuit.
A, I B depends as follows on the output voltage of the compression diode.
【００１２】[0012]
【数５】 となるが、一方、コレクタ電流ＩA ，ＩB は、(Equation 5) While the, other hand, the collector current I A, I B is
【００１３】[0013]
【数６】 従って、コレクタ電流ＩA を検出すれば、(Equation 6) Therefore, by detecting the collector current I A,
【００１４】[0014]
【数７】 の関係式が成立して、式（４）において、被写体距離Ｌ
を求めるのに必要であったｉ1 ／（ｉ1 ＋ｉ2 ）を求め
ることができ、被写体に合焦している。(Equation 7) Is established, and in Expression (4), the subject distance L
The i 1 / (i 1 + i 2) can be obtained was necessary for obtaining, is focused on an object.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した図８
に示した演算回路は、入力する２つ信号の比較により結
果が求められているため、この２系統を構成する各素子
の特性等が一致していないと正しい演算結果が得られな
い。例えば、ダイオード８及び、ダイオード９の特性が
等しいこと、バッファ１０とバッファ１１のオフセット
が一致すること、トランジスタ１３とトランジスタ１４
の特性を一致させて、同じ特性の２系統の回路構成にし
なくてはならない。However, as shown in FIG.
In the arithmetic circuit shown in (1), since the result is obtained by comparing two input signals, a correct arithmetic result cannot be obtained unless the characteristics and the like of the elements constituting the two systems match. For example, the characteristics of the diode 8 and the diode 9 are equal, the offset of the buffer 10 and the offset of the buffer 11 match, the transistor 13 and the transistor 14
Must be matched to form a two-circuit configuration having the same characteristics.
【００１６】また、前記トランジスタのアーリー効果の
影響や各素子間の温度差、電流源２０の温度特性まで考
慮すると、極限られた条件下でしか正しい演算が行われ
ていないことになる。In consideration of the Early effect of the transistor, the temperature difference between the elements, and the temperature characteristic of the current source 20, correct calculations are performed only under extremely limited conditions.
【００１７】この様な不具合を解決するために、構成素
子の特性を補正するための数値を記憶するＥＥＰＲＯＭ
や可変抵抗素子等を設ける必要があり、また温度特性を
補正するための温度センサやその付帯回路、ＣＰＵのプ
ログラム等を必要とした。そこで本発明は、補正用回路
や記憶素子等を設けなくとも、容易に且つ高精度の測距
を行う測距装置を提供することを目的とする。In order to solve such a problem, an EEPROM for storing numerical values for correcting the characteristics of the constituent elements is provided.
And a variable resistance element and the like, and a temperature sensor for correcting the temperature characteristic, an auxiliary circuit thereof, a CPU program, and the like were required. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a distance measuring apparatus that can easily and accurately measure a distance without providing a correction circuit, a storage element, and the like.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、被写体からの光信号に依存しない基準信号
を発生する基準信号発生手段と、上記被写体からの光信
号を受光する受光手段と、上記基準信号に基づく擬似的
な第１の測距値及び上記受光手段の出力に基づく第２の
測距値を演算する演算手段と、上記基準信号又は上記受
光手段の出力を選択的に切り換えて上記演算手段に入力
させる切換手段と、上記第１の測距値と上記第２の測距
値とを比較する比較手段と、上記比較手段による比較結
果に応じて、上記被写体までの距離を決定する被写体距
離決定手段とを備えるカメラの測距装置を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a reference signal generating means for generating a reference signal independent of an optical signal from a subject, and a light receiving means for receiving an optical signal from the subject. Calculating means for calculating a pseudo first distance value based on the reference signal and a second distance value based on the output of the light receiving means; and selectively outputting the reference signal or the output of the light receiving means. Switching means for switching and inputting to the arithmetic means; comparing means for comparing the first distance measurement value with the second distance measurement value; and distance to the subject according to the comparison result by the comparison means. And a subject distance determining means for determining the distance.
【００１９】[0019]
【作用】以上のようなカメラの測距装置は、基準信号発
生手段が出力する擬似的な第１の測距値と受光手段から
の出力とから第２の測距値を求めて、これらの測距値を
比較して、いずれかの測距値を選択する。The above-described distance measuring apparatus for a camera obtains a second distance measuring value from the pseudo first distance measuring value output from the reference signal generating means and the output from the light receiving means. Compare the distance measurement values and select one of the distance measurement values.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１（ａ）は、本発明の測距装置の概念的
な構成を示し説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1A shows and describes a conceptual configuration of a distance measuring apparatus according to the present invention.
【００２１】この測距装置の投受光系においては、ドラ
イバ２１によって駆動される赤外線発光ダイオード（Ｉ
ＲＥＤ）２２の発する測距用光は投光レンズ２３を介し
て、被写体２４に投光される。その被写体２４からの反
射光は、前記測距用赤外線光は、前記投光レンズ２３か
ら基線長Ｓだけ離れた箇所に配置された受光レンズ２５
から受光素子（ＰＳＤ）２６に入射する。In the light emitting and receiving system of this distance measuring device, an infrared light emitting diode (I
The light for distance measurement emitted from the RED (RED) 22 is projected to the subject 24 through the projection lens 23. The reflected light from the subject 24 is a light receiving lens 25 disposed at a position separated from the light projecting lens 23 by a base line length S.
From the light receiving element (PSD) 26.
【００２２】前記ＰＳＤ２６から検出される２つの信号
電流をそれぞれ増幅するアンプ２７，２８が設けられ
る。前記アンプ２７，２８の各出力端は、切換えスイッ
チ２９，３０の一方の各端子に接続され、切換え端子を
介して、演算回路３１に接続される。Amplifiers 27 and 28 are provided for amplifying two signal currents detected from the PSD 26, respectively. Each output terminal of the amplifiers 27 and 28 is connected to one terminal of one of the changeover switches 29 and 30, and is connected to the arithmetic circuit 31 via the changeover terminal.
【００２３】また、前記切換えスイッチ２９，３０の他
方の各端子には、後述する基準信号源３２が接続され、
前記切換え端子により前記アンプ２９，３０の出力若し
くは、基準信号源３２の出力信号を選択的に演算回路３
１に入力することができる。これらの切換えスイッチ２
９，３０の切換え動作は、ＣＰＵ３３によって制御され
る。図１（ｂ）のフローチャートを参照して、測距を行
い、前記ＣＰＵ３３による正確な合焦距離の算出につい
て説明する。まず、予め基準信号を入力することによ
り、演算回路３１の精度や温度変化を算出し、それらの
数値ｘを保持しておく（ステップＳ１）。A reference signal source 32 to be described later is connected to the other terminals of the changeover switches 29 and 30.
The output of the amplifiers 29 and 30 or the output signal of the reference signal source 32 is selectively operated by the switching terminal.
1 can be entered. These changeover switches 2
The switching operation between 9 and 30 is controlled by the CPU 33. With reference to the flowchart of FIG. 1B, a description will be given of the calculation of an accurate focusing distance performed by the CPU 33 by measuring the distance. First, the accuracy and temperature change of the arithmetic circuit 31 are calculated by inputting a reference signal in advance, and the numerical value x is held (step S1).
【００２４】次にＩＲＥＤ２２から被写体２４に投光
し、その反射光をＰＳＤ２６により受光して、実際の測
距演算を行う（ステップＳ２）。次に予め算出した演算
回路３１により求められた補正値を実測値に加味して、
前述した式（１）、式（４）による合焦の演算を行い、
被写体２４までの距離を算出する（ステップＳ３）。次
に図２には、図１に示した第１実施例としての測距装置
のＡＦ回路の具体的な構成例を示す。Next, light is projected from the IRED 22 to the subject 24, and the reflected light is received by the PSD 26, and an actual distance measurement calculation is performed (step S2). Next, taking into account the correction value obtained by the arithmetic circuit 31 calculated in advance to the actually measured value,
The focus is calculated by the above-described equations (1) and (4),
The distance to the subject 24 is calculated (Step S3). Next, FIG. 2 shows a specific configuration example of the AF circuit of the distance measuring apparatus as the first embodiment shown in FIG.
【００２５】このＡＦ回路は、遠近のいずれの位置に被
写体が存在するかの判別を確実に行う回路の例である。
ここで、前記ＡＦ回路の構成部材で図８に示した構成部
材と同等の部材には、同じ参照番号を付して、その説明
は省略する。This AF circuit is an example of a circuit for reliably determining at which position a subject is located near or far.
Here, the same reference numerals as those shown in FIG. 8 denote the same members of the AF circuit, and a description thereof will be omitted.
【００２６】図１に示したＰＳＤ２６から検出された信
号電流ｉ1 ，ｉ2 が圧縮ダイオード８，９に流入する
と、カソード側に設けられた基準電圧Ｖref に基づき、
各ダイオードで式（５）に示した電圧信号が生じ、バッ
ファ４０，４１に入力される。このバッファ４０，４１
は、切換え回路４２の走査によって出力をオープン状態
（オフ状態）にすることができ、性能的には図８に示し
たバッファ１０，１１と同等であり、入力インピーダン
スが高く、出力インピーダンスが低い公知の回路構成を
想定している。前記バッファ４０，４１の各出力端は、
定電流源１２がエミッタに接続されたトランジスタ１
３，１４のベースにそれぞれ接続される。When the signal currents i 1 and i 2 detected from the PSD 26 shown in FIG. 1 flow into the compression diodes 8 and 9, based on a reference voltage Vref provided on the cathode side,
The voltage signal shown in equation (5) is generated in each diode, and is input to the buffers 40 and 41. These buffers 40 and 41
The output can be set to an open state (off state) by scanning of the switching circuit 42, the performance is equivalent to the buffers 10 and 11 shown in FIG. 8, the input impedance is high, and the output impedance is low. Circuit configuration is assumed. Each output terminal of the buffers 40 and 41 is
The transistor 1 in which the constant current source 12 is connected to the emitter
3 and 14, respectively.
【００２７】また、基準電流源４３と圧縮ダイオード４
４のアノードが接続され、カソード側には、基準電圧Ｖ
ref が設けられている。前記圧縮ダイオード４４のアノ
ードは、ＮＰＮトランジスタ４５のベースに接続されて
いる。このトランジスタ４５と、ＰＮＰトランジスタ４
６，４７とによりエミッタフォロワが構成される。これ
らの基準電流源４３と圧縮ダイオード４４、ＮＰＮトラ
ンジスタ４５、ＰＮＰトランジスタ４６，４７とによ
り、図１に示した基準信号源３２が構成されている。The reference current source 43 and the compression diode 4
4 is connected to the reference voltage V.
ref is provided. The anode of the compression diode 44 is connected to the base of the NPN transistor 45. This transistor 45 and the PNP transistor 4
The emitter followers 6 and 47 form an emitter follower. The reference current source 43, the compression diode 44, the NPN transistor 45, and the PNP transistors 46 and 47 constitute the reference signal source 32 shown in FIG.
【００２８】前記ＮＰＮトランジスタ４５と電流源４８
及びＰＮＰトランジスタ４６と電流源４９からなる２段
のエミッタフォロワ式の第１のバッファは、前記バッフ
ァ４０，４１と機能的に同様なものとする。また、電流
源５０、前記ＰＮＰトランジスタ４７は、前記第１のバ
ッファの出力段となる第２のバッファである。The NPN transistor 45 and the current source 48
A two-stage emitter-follower first buffer comprising a PNP transistor 46 and a current source 49 is functionally similar to the buffers 40 and 41. The current source 50 and the PNP transistor 47 are a second buffer which is an output stage of the first buffer.
【００２９】この構成において、前記ＮＰＮトランジス
タ４５のベース・エミッタ電圧ＶBEと、ＰＮＰトランジ
スタ４６，４７のベース・エミッタ電圧ＶBEがほぼ等し
いと仮定すると、ダイオード４４の圧縮電圧とほぼ等し
い電圧出力が、前記トランジスタ１３，１４の各ベース
に入力される。[0029] In this configuration, the base-emitter voltage V BE of the NPN transistor 45, the base-emitter voltage V BE of the PNP transistor 46 and 47 is assumed to substantially equal, a voltage approximately equal to the output and the compression voltage of the diode 44 , Are input to respective bases of the transistors 13 and 14.
【００３０】また、ＰＮＰトランジスタ５１のオン動作
によって、前記トランジスタ４６，４７のベース・エミ
ッタ電圧ＶBEが“０”に近くなるため、電圧出力は、オ
ープン状態になる。Further, the base-emitter voltage V BE of the transistors 46 and 47 becomes close to “0” by the ON operation of the PNP transistor 51, so that the voltage output becomes open.
【００３１】従って、前記トランジスタ５１のオン／オ
フの切換え動作によって、圧縮ダイオード４４の圧縮電
圧は、前記トランジスタ１３，１４に入力されたり、さ
れなかったりする。同様の原理で、バッファ４０，４１
がオープンになったり、バッファ動作したりする。Therefore, by the on / off switching operation of the transistor 51, the compression voltage of the compression diode 44 is input to the transistors 13 and 14 or not. According to the same principle, buffers 40 and 41
May be open or buffered.
【００３２】本実施例は、トランジスタ１３，１４及び
電流源１２による回路の誤差をキャンセルすることであ
る。すなわち、電流源１２のばらつきや温度特性から発
生する誤差のため、設計時に想定した目標値（絶対値）
に差を生じ、その時々により回路素子の駆動状態が異な
る。従って、ＰＳＤを１：１に内分する点に信号光が入
射しても、それらの状態によって、電流ＩA にばらつき
を発生させてしまう。従って本実施例では、切換え回路
４２を付設させ、このスッチングにより、トランジスタ
５１をオフし、バッファ４０，４１の出力をオープン状
態にして、疑似的に測距値を算出し記憶させておくこと
により、実測値に対して補正することができ、つまり、
電流ＩA のばらつきを予めＣＰＵが記憶していることに
より、そのばらつきを打ち消し、正確な測距が実施され
る。次に、図２（ｂ）のフローチャートを参照して、前
述したＡＦ回路の動作を説明する。The present embodiment is to cancel the error of the circuit by the transistors 13 and 14 and the current source 12. That is, the target value (absolute value) assumed at the time of design is due to the error generated from the variation of the current source 12 and the temperature characteristic.
, And the driving state of the circuit element differs from time to time. Therefore, the PSD 1: even signal light is incident on the point which internally divides 1, by their state, thus to generate a variation in the current I A. Therefore, in the present embodiment, the switching circuit 42 is provided, and the transistor 51 is turned off by this switching, and the outputs of the buffers 40 and 41 are opened, and the distance measurement value is calculated and stored in a pseudo manner. Can be corrected for the measured values,
By pre CPU variation in current I A is stored, it cancels the variation, precise distance measurement is performed. Next, the operation of the above-described AF circuit will be described with reference to the flowchart of FIG.
【００３３】まず、バッファ４０，４１をＯＦＦ、トラ
ンジスタ５１をＯＦＦして測距する。この時に得られた
得られた電流ＩA1を基準値ＩArefとして記憶する（ステ
ップＳ１１）。First, the buffers 40 and 41 are turned off and the transistor 51 is turned off to measure the distance. The current I A1 obtained obtained when this is stored as a reference value I Aref (step S11).
【００３４】次に、前記バッファ４０，４１をＯＮ、ト
ランジスタ５１もＯＮして基準信号源をオープンとし
て、測距を行い、電流ＩA を求める（ステップＳ１
２）。前記基準値ＩArefと電流ＩA とを比較する（ステ
ップＳ１３）。この比較で前記電流ＩA が大きければ
（ＹＥＳ）、式（６）より、ｉ1 に対しｉ2 が大きいこ
とを意味する。つまり、被写体は反射信号光がＰＳＤを
１：１に内分する距離よりも近い距離に存在することが
分かる。Next, the buffer 40, 41 ON, as an open reference signal source transistor 51 be turned ON, measures the distance, determining the current I A (step S1
2). Comparing the reference value I Aref and the current I A (step S13). If the current I A in this comparison is large (YES), the equation (6), with respect to i 1 means that i 2 is large. That is, it can be seen that the subject exists at a distance shorter than the distance at which the reflected signal light internally divides the PSD into 1: 1.
【００３５】従って、近距離にある被写体に合焦させる
（ステップＳ１４）。しかし、この判定で前記基準値Ｉ
Arefが電流ＩA より大きければ、ｉ1 に対しｉ2 が小さ
いことを意味する。つまり、被写体は反射信号光がＰＳ
Ｄを１：１に内分する距離よりも遠い距離に存在するこ
とが分かる。Therefore, a subject at a short distance is focused (step S14). However, in this determination, the reference value I
Aref is greater than the current I A, with respect to i 1 means that i 2 is small. In other words, the subject has a reflected signal light of PS
It can be seen that D exists at a distance longer than the distance that internally divides D into 1: 1.
【００３６】従って、遠距離にある被写体に合焦する
（ステップＳ１５）。ただし、遠距離若しくは近距離の
位置に存在する被写体からの反射信号光がＰＳＤを１：
１に内分し、この時、ＩA ＝ＩArefの値が出力されるよ
うに、ＰＳＤは、予め位置調整されているものとしてい
る。Therefore, a subject at a long distance is focused (step S15). However, the reflected signal light from a subject located at a long or short distance position makes the PSD:
It is assumed that the position of the PSD is adjusted in advance so that the value of I A = I Aref is output.
【００３７】この第１実施例では、バッファ４０，４１
の特性のばらつきは無視できる程度のものとしたが、実
際には、ある程度のばらつきを有しており、これを考慮
した第２実施例について、説明する。図３は、第２実施
例の測距装置のＡＦ回路の具体的な構成例を示す。In the first embodiment, the buffers 40 and 41
Although the variation in the characteristics is negligible, it actually has a certain degree of variation, and a second embodiment that takes this into consideration will be described. FIG. 3 shows a specific configuration example of the AF circuit of the distance measuring apparatus according to the second embodiment.
【００３８】この第２実施例は、第１実施例と同様に、
単純遠近判定２段ＡＦ回路に構成されている例である。
ここで第２実施例の構成部材で第１実施例の構成部材
（図１，図２）と同等の部材には、同じ最小符号を付し
て、その説明は省略する。このＡＦ回路の投受光光学系
は、第１実施例に準じるものであり、プリアンプ５５，
５６は、ＣＰＵ３３の制御により出力をオープン状態可
能である。圧縮ダイオード８，９のアノード側には、プ
リアンプ出力の代りに定電流を流し込むことができる定
電流源５７，５８が設けられている。The second embodiment is similar to the first embodiment,
This is an example in which a simple perspective judgment two-stage AF circuit is configured.
Here, the same members as those of the first embodiment (FIGS. 1 and 2) that are the same as those of the first embodiment (FIGS. 1 and 2) are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The light projecting and receiving optical system of this AF circuit is in accordance with the first embodiment, and the preamplifier 55,
The output 56 can be opened under the control of the CPU 33. On the anode side of the compression diodes 8 and 9, constant current sources 57 and 58 capable of supplying a constant current instead of the output of the preamplifier are provided.
【００３９】次段には、オペアンプ５９と抵抗６０〜６
３からなる減算回路が接続されている。前記抵抗６０〜
６３が等しい抵抗値の時、バッファ１０，１１の出力電
圧を各々ｖ1 ，ｖ2 とすると、オペアンプ５９の出力ｖ
out は、 ｖout ＝ｖ2 −ｖ1 となる。このことから前記オペアンプ５９の出力ｖout
は、The next stage includes an operational amplifier 59 and resistors 60 to 6
3 is connected. The resistor 60-
When the output voltages of the buffers 10 and 11 are v 1 and v 2 when 63 has the same resistance value, the output v of the operational amplifier 59 is
out is v out = v 2 −v 1 . From this, the output v out of the operational amplifier 59 is obtained.
Is
【００４０】[0040]
【数８】 となる。この式は、(Equation 8) Becomes This expression is
【００４１】[0041]
【数９】 (Equation 9)
【００４２】に変形でき、この出力は、式（４）と同様
に式（１）と共に被写体距離に１：１で対応する。この
ラッチ回路６４は、ＣＰＵ３３に前記減算回路の出力を
ラッチする。つまり、ラッチタイミングは、パルス状に
投光するＩＲＥＤ２２のタイミングに同期した形とな
る。前記ＣＰＵ３３は、内蔵するＡ／Ｄ変換器でラッチ
回路６４の出力をＡ／Ｄ変換して取り込む。This output corresponds to the subject distance 1: 1 together with the equation (1) as in the equation (4). The latch circuit 64 latches the output of the subtraction circuit to the CPU 33. That is, the latch timing is synchronized with the timing of the IRED 22 that emits a pulse. The CPU 33 A / D converts the output of the latch circuit 64 with a built-in A / D converter and captures the output.
【００４３】このような測距回路において、問題となる
のは、式（７）のＶT が温度特性を持つこと、またアン
プ５９に取り付けられた抵抗６０〜６３の抵抗値のばら
つきによって、前記減算回路の出力の絶対値が変動する
ことである。一方、このような回路構成では、プリアン
プのように、単に増幅として機能する分には、増幅率の
絶対値に変動があっても、得られる結果には影響がな
い。[0043] In this distance measuring circuit, what becomes a problem, it V T of the formula (7) has a temperature characteristic, also due to variations in the resistance values of the resistors 60 to 63 attached to the amplifier 59, the That is, the absolute value of the output of the subtraction circuit fluctuates. On the other hand, in such a circuit configuration, as in a preamplifier, even if there is a change in the absolute value of the amplification factor, the obtained result is not affected even if it simply functions as amplification.
【００４４】前記プリアンプ５５，５６の増幅率が相対
的に同じ方向に変動しても、相対的なばらつきに関して
は、かなりの精度の補正が期待できる。ＩＣ回路におい
ては、バッファ回路以降ほどデリケートではない。Even if the amplification factors of the preamplifiers 55 and 56 fluctuate relatively in the same direction, it is expected that the relative variation can be corrected with considerable accuracy. In an IC circuit, it is not as delicate as after the buffer circuit.
【００４５】図３（ｂ）に、前述した第２実施例の動作
を説明するためのタイミングチャートを示す。この図３
に示すように、まず電流源５７，５８をオンし、プリア
ンプ５５，５６はオフして、オペアンプ５９からの出力
をラッチし、Ａ／Ｄ変換して前記ＣＰＵ３３が読み込
む。FIG. 3B is a timing chart for explaining the operation of the second embodiment. This figure 3
As shown in (1), first, the current sources 57 and 58 are turned on, the preamplifiers 55 and 56 are turned off, the output from the operational amplifier 59 is latched, A / D converted, and read by the CPU 33.
【００４６】前記電流源５７，５８は、同一の電流値を
流すように設定されている。この時、図３（ａ）に示す
ように、被写体から反射した信号光がＰＳＤ２６を１：
１に内分する位置に入射するような距離Ｌφの所に非被
写体が存在する時と等価的に出力がラッチ回路５９から
得られる。このＰＳＤを１：１に内分するポイントを受
光レンズ２５の光軸基準に図示するようにｘφと表すと
基準長ｆと受光レンズ焦点距離ｆと共に、The current sources 57 and 58 are set so that the same current value flows. At this time, as shown in FIG. 3A, the signal light reflected from the subject makes the PSD 26:
An output is obtained from the latch circuit 59 equivalently to the case where a non-subject exists at a distance Lφ such that the light is incident on a position internally divided into 1. When the point at which this PSD is internally divided into 1: 1 is represented by xφ as shown in the optical axis reference of the light receiving lens 25, together with the reference length f and the light receiving lens focal length f,
【００４７】[0047]
【数１０】 として、距離Ｌφは表される。(Equation 10) The distance Lφ is expressed as
【００４８】次に本実施例では、電流源５７，５８をオ
フし、プリアンプ５５，５６をオンして、ＩＲＥＤ２２
を発光させ同期させて、オペアンプ５９の出力をラッチ
する。この時得られたラッチ回路６４からの出力と、先
に求めたラッチ出力との比較からＣＰＵ３３は、被写体
距離が前述した距離Ｌφより遠いか近いかを判別するこ
とができる。Next, in this embodiment, the current sources 57 and 58 are turned off, the preamplifiers 55 and 56 are turned on, and the IRED 22 is turned on.
, And the output of the operational amplifier 59 is latched. An output from the latch circuit 64 obtained at this time, CPU 33 from the comparison between the latch output obtained earlier, Turkey to determine the subject distance is short or farther than the distance Lφ described above
Door can be.
【００４９】また雰囲気温度の変化により前記出力ＶT
が変動しても、電流源５７，５８の絶対値が変化して
も、この２つの電流源が同様に変動して電流値に差がな
い限り、本実施例では確実にＬφの距離を基準とした遠
近判定が可能である。また、抵抗６０〜６３の抵抗値に
ばらつきがあったとしても、ＰＳＤ２６が正しく、位置
決めされている限り確実に距離Ｌφを基準とした遠近判
定が可能となる。Further, the output V T is changed by the change of the ambient temperature.
In this embodiment, even if the current values fluctuate or the absolute values of the current sources 57 and 58 change, as long as the two current sources similarly fluctuate and there is no difference in the current values, the distance of Lφ is definitely used as a reference. Is possible. Further, even if the resistance values of the resistors 60 to 63 vary, the perspective determination based on the distance Lφ can be reliably performed as long as the PSD 26 is correctly positioned.
【００５０】この第２実施例は、第１実施例に比べて、
バッファ１０，１１のばらつきまで補償しているので、
温度変化や回路の出来栄えにかかわらず、さらに正確な
測距が可能である。以上の実施例は、単純な遠近切換え
式の２段ＡＦに対応させた実施例である。The second embodiment is different from the first embodiment in that
Since it compensates for variations in buffers 10 and 11,
Irrespective of temperature changes and circuit performance, more accurate distance measurement is possible. The above embodiment is an embodiment corresponding to a simple two-step AF of perspective switching type.
【００５１】次に図４には、第３実施例としての分解能
をより高くしたＡＦ回路の構成を示し、説明する。ここ
で、第３実施例は特徴部分のみを示し、その構成部材で
第１，２実施例と同等の部材には、同じ参照番号を付し
て、その説明は省略する。Next, FIG. 4 shows the configuration of an AF circuit having a higher resolution according to a third embodiment. Here, the third embodiment shows only the characteristic portions, and the same components as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００５２】前記バッファ４０，４１及びバッファ６
５，６６は、第１実施例と同様に、ＣＰＵ３３の制御に
よって、出力がオープン状態（オフ状態）、バッファ機
能出力（オン状態）の２通りに切換えられるタイプのも
のとする。抵抗６７〜７１、ＰＮＰトランジスタ７２〜
７６とにより、カレントミラー回路が構成され、前記ト
ランジスタ７４，７６の各カソードに接続されたスイッ
チ７７，７８をオフしていると、前記トランジスタ７２
〜７６のコレクタ電流はすべて等しく、電流源７９に流
れる電流と等しい電流ｉref が流れる。The buffers 40 and 41 and the buffer 6
5 and 66 are of a type whose output can be switched between an open state (off state) and a buffer function output (on state) under the control of the CPU 33 as in the first embodiment. Resistance 67-71, PNP transistor 72-
76 constitute a current mirror circuit, and when the switches 77 and 78 connected to the respective cathodes of the transistors 74 and 76 are turned off, the transistor 72
The current i ref flows equal to the current flowing through the current source 79 because the collector currents of the currents to ７６ 76 are all equal.
【００５３】また、前記スイッチ７７，７８をオンする
と、前記ＰＮＰトランジスタ７４，７６のエミッタ電位
は、ベース電位より引き下げられるため、オフされ、圧
縮ダイオード８０，８１には各々電流ｉref が流し込ま
れる。一方、両スイッチ８０，８１をオフすると、各圧
縮ダイオード８０，８１には、２倍の電流ｉref が流し
込まれる。When the switches 77 and 78 are turned on, the emitter potentials of the PNP transistors 74 and 76 are turned off because they are lower than the base potential, and current i ref flows into the compression diodes 80 and 81, respectively. On the other hand, when the switches 80 and 81 are turned off, a double current i ref flows into each of the compression diodes 80 and 81.
【００５４】前記バッファ６５，６６をオン状態にし、
前記バッファ４０，４１をオフ状態にさせる。前記スイ
ッチ７７，７８をオン・オフすることにより、出力電流
ＩＡには、疑似的に図示しないＰＳＤを１：２に内分す
るポイントに測距用光が入射した場合、またはＰＳＤを
２：１に内分するポイントに測距用光が入射する場合の
信号が表れる。The buffers 65 and 66 are turned on,
The buffers 40 and 41 are turned off. By turning on and off the switches 77 and 78, the output current I A, a pseudo manner not shown PSD 1: If the distance measuring light is incident on two points which internally divides, or PSD 2: A signal appears when the light for distance measurement is incident on a point internally divided into 1.
【００５５】すなわち、本実施例では、図５（ｃ）に示
すように、この２つの疑似距離の出力と実際に、信号光
がＰＳＤを２：１及び１：２に内分するための被写体距
離Ｌ１ とＬ2 を対応させて、投受光系を設計し、尚且
つ、それをＣＰＵが有する記憶部に記憶させておくこと
を前提としている。式（６）と式（４）より、That is, in this embodiment, as shown in FIG. 5 (c), the output of these two pseudo distances and the object in which the signal light actually divides the PSD into 2: 1 and 1: 2. distance L 1 in correspondence and L 2, to design the light projecting and receiving system, besides, it is assumed that that stored in a storage unit in which CPU has. From equations (6) and (4),
【００５６】[0056]
【数１１】 つまり、[Equation 11] That is,
【００５７】[0057]
【数１２】 (Equation 12)
【００５８】の関係が成り立つ。この関係は図５（ａ）
に示される。図５（ａ）中、電流ｉA2，ｉA1は、測距に
先立つ疑似測距の際に、まずＣＰＵ３３に入力される数
値である。また、１／Ｌ2 ，１／Ｌ1 は、設定値として
予め入力されている。従って、実際の投受光による測距
でＩA を求めると、The following relationship holds. This relationship is shown in FIG.
Is shown in In FIG. 5A, currents i A2 and i A1 are numerical values input to the CPU 33 at the time of pseudo ranging before the ranging. Also, 1 / L 2 and 1 / L 1 are input in advance as set values. Therefore, when obtaining the I A distance measuring by real emitter and receiver,
【００５９】[0059]
【数１３】 の関係になり、合焦距離Ｌの逆数が求められる。(Equation 13) And the reciprocal of the focusing distance L is obtained.
【００６０】図５（ｂ）に示すように、各素子の温度特
性や数値のばらつきによって、図５（ａ）の直線の傾き
が変わってしまったときでも、それに応じて、電流
ｉA1，ｉA2が変化したことを、ＣＰＵが予め読み込んで
いる補正値により、正しい合焦距離Ｌに補正して求める
ことができる。As shown in FIG. 5 (b), even when the inclination of the straight line in FIG. 5 (a) changes due to variations in the temperature characteristics and numerical values of each element, the currents i A1 and i The fact that A2 has changed can be obtained by correcting the correct focusing distance L by using a correction value read in advance by the CPU.
【００６１】この実施例では、ＣＰＵが図５（ｂ）に示
す理想直線を前提として、測距結果の電流ｉA3より１／
Ｌ3'を求めるため、電流ｉA1，ｉA2を予め設定おく必要
がある。図６のフローチャートを参照して、この第３実
施例の測距装置のＡＦ回路の動作を説明する。[0061] In this embodiment, CPU is assuming an ideal straight line shown in FIG. 5 (b), than the current i A3 of the distance measurement result 1 /
In order to obtain L 3 ′ , it is necessary to set the currents i A1 and i A2 in advance. The operation of the AF circuit of the distance measuring apparatus according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
【００６２】まず、バッファ６５，６６をオン状態に
し、バッファ４０，４１をオフ状態にさせる（ステップ
Ｓ２１）。スイッチ７８をオンした後（ステップＳ２
２）、疑似測距の演算を行い、電流ｉA1を算出する（ス
テップＳ２３）。次にスイッチ７７をオンした後（ステ
ップＳ２４）、疑似測距の演算を行い、電流ｉA2を算出
する（ステップＳ２５）。First, the buffers 65 and 66 are turned on, and the buffers 40 and 41 are turned off (step S21). After the switch 78 is turned on (step S2
2), the calculation of the pseudo ranging is performed to calculate the current i A1 (step S23). Next, after the switch 77 is turned on (step S24), a pseudo ranging operation is performed to calculate the current i A2 (step S25).
【００６３】そして、前記バッファ６５，６６をオフ状
態にし、前記バッファ４０，４１をオン状態にした後
（ステップＳ２６）、実際に投受光による測距を行い演
算し、電流ｉA3を算出する（ステップＳ２７）。前述し
た式（９）により合焦距離Ｌの逆数を求め（ステップＳ
２８）、前記合焦距離Ｌの逆数に合焦する（ステップＳ
２９）。Then, after the buffers 65 and 66 are turned off and the buffers 40 and 41 are turned on (step S26), the distance is actually measured by light emission and reception, and the current i A3 is calculated (step S26). Step S27). The reciprocal of the focusing distance L is obtained by the above-mentioned equation (9) (step S
28), focusing is performed on the reciprocal of the focusing distance L (step S)
29).
【００６４】以上説明したように、本実施例によれば、
ＩＣ素子の精度を補正するためのＥＥＰＲＯＭや可変抵
抗素子等を設ける必要がなく、また温度特性を補正する
ための温度センサやその回路、ＣＰＵのプログラム等も
不要となる。また本発明は、前述した実施例に限定され
るものではなく、他にも発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形や応用が可能であることは勿論である。As described above, according to this embodiment,
It is not necessary to provide an EEPROM or a variable resistance element for correcting the accuracy of the IC element, and a temperature sensor and its circuit for correcting the temperature characteristic, a program for the CPU, and the like are not required. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the invention.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、補
正用回路や補正用記憶素子等を設けなくとも、容易に且
つ高精度の測距を行う測距装置を提供することができ
る。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a distance measuring apparatus that can easily and accurately measure a distance without providing a correction circuit or a correction storage element. .
【図１】図１（ａ）は、本発明の測距装置の概念的な構
成を示す図であり、図１（ｂ）は該測距装置の動作を示
すフローチャートである。FIG. 1A is a diagram showing a conceptual configuration of a distance measuring device of the present invention, and FIG. 1B is a flowchart showing an operation of the distance measuring device.
【図２】図２（ａ）は、図１に示した測距装置のＡＦ回
路の具体的な構成を示す図であり、図２（ｂ）は、前記
ＡＦ回路の動作を示すフローチャートである。FIG. 2A is a diagram showing a specific configuration of an AF circuit of the distance measuring device shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a flowchart showing an operation of the AF circuit. .
【図３】図３（ａ）は、第２実施例の測距装置のＡＦ回
路の具体的な構成を示す図であり、図３（ｂ）は、前記
ＡＦ回路の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 3A is a diagram illustrating a specific configuration of an AF circuit of a distance measuring apparatus according to a second embodiment, and FIG. 3B is a timing chart illustrating an operation of the AF circuit. is there.
【図４】図４は、第３実施例の測距装置のＡＦ回路の具
体的な構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a specific configuration of an AF circuit of a distance measuring apparatus according to a third embodiment.
【図５】図５（ａ）は、理想的な電流対合焦距離Ｌの逆
数の関係を示す図であり、図５（ｂ）に示す理想直線と
測距結果を示す図であり、図５（ｃ）は、疑似距離の出
力と実際の信号光がＰＳＤを内分する被写体距離Ｌ1 と
Ｌ2 の関係を示す図である。5A is a diagram illustrating an ideal current versus the reciprocal of the focusing distance L, and is a diagram illustrating an ideal straight line illustrated in FIG. 5B and a result of distance measurement. FIG. 5C is a diagram showing the relationship between the object distances L 1 and L 2 at which the pseudo-range output and the actual signal light internally divide the PSD.
【図６】図６は、第３実施例の測距装置のＡＦ回路の動
作を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of an AF circuit of the distance measuring apparatus according to the third embodiment.
【図７】図７は、従来の赤外線投光方式の三角測距装置
の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a conventional infrared projection type triangulation device.
【図８】図８は、図７に示す三角測距装置の演算回路の
構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an arithmetic circuit of the triangulation device shown in FIG. 7;
２１…ドライバ、２２…赤外線発光ダイオード（ＩＲＥ
Ｄ）、２３…投光レンズ、２４…被写体、２５…受光レ
ンズ、２６…受光素子（ＰＳＤ）、２７，２８…アン
プ、２９，３０…切換えスイッチ、３１…演算回路、３
２…基準信号源、３３…ＣＰＵ、４０，４１…バッフ
ァ、４２…切換え回路、４３…基準電流源、４４…圧縮
ダイオード、４５…ＮＰＮトランジスタ、４６，４７，
５１…ＰＮＰトランジスタ、４８，４９，５０…電流
源。21 ... Driver, 22 ... Infrared light emitting diode (IRE
D), 23: light projecting lens, 24: subject, 25: light receiving lens, 26: light receiving element (PSD), 27, 28 ... amplifier, 29, 30 ... changeover switch, 31 ... arithmetic circuit, 3
2. Reference signal source, 33 CPU, 40, 41 buffer, 42 switching circuit, 43 reference current source, 44 compression diode, 45 NPN transistor, 46, 47,
51: PNP transistor, 48, 49, 50: current source.
Claims (1)
号を発生する基準信号発生手段と、 上記被写体からの光信号を受光する受光手段と、 上記基準信号に基づく擬似的な第１の測距値及び上記受
光手段の出力に基づく第２の測距値を演算する演算手段
と、 上記基準信号又は上記受光手段の出力を選択的に切り換
えて上記演算手段に入力させる切換手段と、 上記第１の測距値と上記第２の測距値とを比較する比較
手段と、 上記比較手段による比較結果に応じて、上記被写体まで
の距離を決定する被写体距離決定手段と、 を具備することを特徴とするカメラの測距装置。1. A reference signal generating means for generating a reference signal independent of an optical signal from a subject, a light receiving means for receiving an optical signal from the subject, and a pseudo first distance measurement based on the reference signal Calculating means for calculating a second distance measurement value based on a value and an output of the light receiving means; switching means for selectively switching the reference signal or the output of the light receiving means to input to the calculating means; Comparing means for comparing the measured distance value with the second measured distance value; and subject distance determining means for determining a distance to the subject in accordance with a comparison result by the comparing means. Camera ranging device.
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