JP3559606B2 - Distance measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、測距対象物に向けて赤外光を投射し、その反射光を受光して、測距対象物までの距離に依存して変化する第1及び第2の信号を得、これを積分することによって距離情報を算出する測距装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、測距対象物に向けて赤外光を投射し、その反射を受光して測距対象物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、被写体が遠距離になる程、又、測距対象物での赤外光の反射率が低くなる程、受光信号のS/Nが低下し、測距精度の低下を招いていた。従って、S/Nを向上させ、測距精度を上げるために、ミラー積分器を使った二重積分方式のものが提案されている。
【0003】
しかしながら、ミラー積分器を用いた前記の様な測距装置においては、ミラー積分の前段までの増幅器の出力オフセット電圧と、ミラー積分器の入力オフセット電圧に差があると、このオフセット電圧の差分を積分してしまい、測距精度の悪化を招く結果となっていた。従って、従来では、前記の様なオフセット電圧の差分を積分しない様に、オフセット補償回路を設けた構成にしていた。
【0004】
図3は、前記のミラー積分回路のオフセット補償回路を示す図である。
【0005】
図3において、VA ,V/A,VB ,V/Bはそれぞれ後述の図1に示される各増幅器11,14,12,15の出力オフセット電圧を示している。52,53,54,55は前記各増幅器11,14,12,15にそれぞれ接続される抵抗値rを持つ抵抗である。56,57,58,59は、前記各抵抗52〜55の他端と後述の積分器40の入力端を接続するアナログスイッチであり、それぞれ信号SSPLA,S/SPLA ,SSPLB,S/SPLB によって制御される。40は公知の積分器であり、容量CINT を持つ積分用コンデンサ40aを有している。41は前記積分器40の出力を増幅する増幅器、42は前記増幅器41の出力に接続される抵抗値Rを持つ抵抗である。43は前記抵抗42前記積分器40の非反転入力端子とを接続するアナログスイッチであり、信号ATZRにより制御される。44は、一方が仮想接地され、他方が前記積分器40の非反転入力端子に接続されたオフセット電圧記憶用コンデンサであり、容量CATZRを持つ。
【0006】
次に、上記構成における動作について説明する。
【0007】
まず、積分器40及び増幅器41の入力オフセット電圧をそれぞれvINT ,vINO とする。オフセット電圧をキャンセルする為に、アナログスイッチ56,57,58,59をONし、積分動作を開始する。この時、投光用の赤外発光ダイオード(不図示)の駆動(投光)は行わない。従って、このとき積分器40の前段までの出力オフセット電圧と該積分器40の入力オフセット電圧の差分のみが積分される。又この時、同時にアナログスイッチ43をONにし、積分器40の出力電圧を、増幅器41によって該積分器40の非反転入力端子に帰還し、負帰還ループを構成する。また、増幅器41により帰還電圧は同時にオフセット電圧記憶用コンデンサ44(CATZR)に蓄積される。
【0008】
前記のような回路構成の系は、まず、オフセット電圧により、積分器40が下降積分される方向、即ち積分器40の出力電圧が低下する方向に積分されると、増幅器41の出力電圧が上昇し、抵抗42を介してコンデンサ44(容量CATZR)に電荷を蓄積し、積分器40の非反転入力端子を持ち上げる。従って、積分器40の反転入力端子、即ち、図中▲1▼の電位を持ち上げ、積分コンデンサ40a(容量CINT )をチャージする電流が減少する。
【0009】
また、オフセット電圧により、積分器40の出力電圧が上昇する方向に積分されれば、増幅器41により積分器40の非反転端子の電圧を下げる方向に帰還をかけ、前記と同様に積分コンデンサ40aをチャージする電流を減少させる。
【0010】
従って、図3の回路が完全に平衡状態になり、安定したとき、図中▲1▼の電位Vは、
V=1/4・(VA +V/A+VB +V/B)
となる。
【0011】
また、この時、コンデンサ40a,44に充電されている電圧VINT ,VATZRは、
VINT =V−vINO
VATZR=V−vINT
となる。即ち、コンデンサ44(CATZR)に、前段までのオフセット電圧Vと積分器40のオフセット電圧v INT を記憶し、各抵抗52〜55に流れる電流の総和を図中▲1▼で「0」にすることにより、コンデンサ40a(CINT )を流れる充電電流を「0」にすることが出来る。
【0012】
また、この時積分器40の出力電圧は、この回路の動作基準電圧Vref にほぼ等しい電圧で安定している。(正確には、動作基準電圧Vref に対して増幅器41のオフセット電圧vINO 分ずれている。)
回路が安定し、平衡状態になった時点で、各アナログスイッチ56〜59をOFFし、オフセット補償動作を終了する。
【0013】
【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、オフセット補償回路を動作させ、帰還ループが安定し、平衡状態に達するまでにはコンデンサ40a(CINT ),44(CATZR)に充放電を伴うため、ある程度の応答時間を必要とする。従って、測距時間が長くなるという欠点があり、結果として、該装置を搭載した機器がカメラであった場合、該カメラのレリーズタイムラグを長くしてしまい、シャッタチャンスを逃すという欠点があった。
【0014】
また、応答時間tC は、
tC ∝1/4・r・CINT
又は、
tC ∝R・CATZR
の何れか長い方により決定されるが、コンデンサ40a(CINT ),44(CATZR)を充放電する電流Iは等価ではなく、コンデンサ40a(CINT )を充電する電流の方がはるかに小さい。よって、応答時間t C は、
tC ∝1/4・r・C INT
により支配されるのが普通である。
【0015】
(発明の目的)
本発明の目的は、オフセット補償に要する時間を短くし、測距時間を短縮することのできる測距装置を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の本発明は、測距対象物に向けて赤外光を投射する投光手段と、測距対象物からの前記赤外光の反射光を受光し、測距対象物までの距離に依存して変化する第1及び第2の信号を出力する受光手段と、前記第1及び第2の信号を電圧に変換して増幅する第1及び第2の増幅手段と、 該第1及び第2の増幅手段の出力の差分を所定時間積分し、所定時間後に、前記第1及び第2の増幅手段の出力の和分を逆積分する積分手段と、該積分手段の出力から測距対象物までの距離を算出する演算手段と、前記積分手段の出力をこの積分手段の入力に帰還し、前段の前記第1及び第2の増幅手段の出力と該積分手段の入力のオフセット電圧をキャンセルするオフセット補償手段と、前記第1及び第2の増幅手段の出力と前記積分手段の入力の差電圧を複数の電流に変換する電圧/電流変換手段と、該電圧/電流変換手段により変換される電流値を選択する選択手段と、前記積分手段が飽和しないように前記投光手段の電流値及び前記第1及び第2の増幅手段のゲインを設定するオートゲインコントロール手段とを有し、前記選択手段が、信号光の積分に先立って行われる前記オフセット補償手段によるオフセット補償動作では、前記電圧/電流変換手段により変換される電流値を最大にし、前記オートゲインコントロール手段が、前記オフセット補償手段により信号光の積分に先立って最初に行われる第1のオフセット補償動作の後にオートゲインコントロール動作を行い、前記オフセット補償手段が、前記オートゲインコントロール動作の後に、第2のオフセット補償動作を行い、前記オートゲインコントロール動作によって前記第1及び第2の増幅手段のゲインが変化していない場合には前記第2のオフセット補償動作を行わない測距装置とするものである。
また、請求項3記載の本発明は、測距対象物に向けて赤外光を投射する投光手段と、測距対象物からの前記赤外光の反射光を受光し、測距対象物までの距離に依存して変化する第1及び第2の信号を出力する受光手段と、前記第1及び第2の信号を電圧に変換して増幅する第1及び第2の増幅手段と、該第1及び第2の増幅手段の出力の差分を所定時間積分し、所定時間後に、前記第1及び第2の増幅手段の出力の和分を逆積分する積分手段と、 該積分手段の出力から測距対象物までの距離を算出する演算手段と、前記積分手段の出力をこの積分手段の入力に帰還し、前段の前記第1及び第2の増幅手段の出力と該積分手段の入力のオフセット電圧をキャンセルするオフセット補償手段と、前記第1及び第2の増幅手段の出力と前記積分手段の入力の差電圧を抵抗により電流に変換する変換手段と、前記積分手段が飽和しないように前記投光手段の電流値及び前記第1及び第2の増幅手段のゲインを設定するオートゲインコントロール手段とを有し、前記オートゲインコントロール手段が、前記オフセット補償手段により信号光の積分に先立って最初に行われる第1のオフセット補償動作の後にオートゲインコントロール動作を行い、前記オフセット補償手段が、前記オートゲインコントロール動作の後に、第2のオフセット補償動作を行い、前記変換手段が、値の異なる複数の抵抗を有しており、前記オフセット補償手段による第1及び第2のオフセット補償動作に使用する抵抗の抵抗値が、信号光の積分時に使用される抵抗の抵抗値よりも小さく、また、前記第1のオフセット補償動作で使用する抵抗の抵抗値と前記第2のオフセット補償動作で使用する抵抗の抵抗値とが同じである測距装置とするものである。
【0017】
【実施例】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【0018】
図1は本発明の一実施例における測距装置の構成を示す回路図である。
【0019】
同図において、1は、測距対象物(該装置がカメラに搭載されている場合は、被写体)からの反射光を集光して、所定の焦点距離位置に結像させるための受光レンズである。2は前記受光レンズ1により結像される反射光の受光位置に基づいて第1と第2の電極(それぞれA電極、B電極と記す)から、測距対象物の距離に依存して変化する信号電流IA 及びIB を発生する公知の半導***置検出素子(以下、PSDと記す)である。3及び4は前記PSD2のA,B電極より出力される信号電流IA ,IB を電圧VA ,VB に変換するI/V変換増幅器、5及び6は前記PSD3,4の出力電圧の低周波成分をカットするコンデンサ、7及び8は前記PSD3,4の信号電圧を増幅する増幅器、9及び10は前記増幅器7,8の信号電圧の低周波成分をカットするコンデンサである。
【0020】
11及び12は前記コンデンサ9,10からの信号電圧を増幅する増幅器であり、アナログスイッチ11a,12aへの信号SAGC を“H”レベルにすることにより、増幅度を低下させられる増幅器である。13はしきい値VTHを持つコンパレータであり、前記増幅器11,12の加算電圧(本実施例では加算電圧の1/2)と前記しきい値VTHを比較し、加算電圧が所定値(しきい値VTH)を越えると出力PRECOMP より“H”を出力する。
【0021】
14及び15は前記増幅器11,12の出力電圧をそれぞれ反転増幅する増幅器、16,17,18は前記増幅器11に接続される抵抗であり、それぞれR1 ,R2 ,R3 の抵抗値を持つ。19,20,21は前記抵抗16〜18と積分器40とを接続するアナログスイッチであり、それぞれ信号SSPLA1 ,SSPLA2 ,SSPLA3 により制御される。22,23,24は前記増幅器14に接続される抵抗であり、それぞれR3 ,R2 ,R1 の抵抗値を持つ。25,26,27は前記抵抗22〜24と積分器40とを接続するアナログスイッチであり、それぞれ入力信号S/SPLA1,S/SPLA2,S/SPLA3により制御される。
【0022】
28,29,30は前記増幅器12に接続される抵抗であり、それぞれR1 ,R2 ,R3 の抵抗値を持つ。31,32,33は前記抵抗28〜30と積分器40とを接続するアナログスイッチであり、それぞれ信号SSPLB1 ,SSPLB2 ,SSPLB3 により制御される。34,35,36は前記増幅器15に接続される抵抗であり、それぞれR3 ,R2 ,R1 の抵抗を持つ。37,38,39は前記抵抗34〜36と積分器40とを接続するアナログスイッチであり、信号S/SPLB1,S/SPLB2,S/SPLB3により制御される。
【0023】
また、本実施例においては、前述した各抵抗の値は、R1 <R2 <R3 の関係にある。
【0024】
40は前記PSD2の信号電流のミラー積分を行う公知の積分器であり、容量CINT を持つコンデンサ40aを有している。41は前記積分器40の出力を反転増幅する増幅器、42は前記増幅器41に接続される抵抗値Rを持つ抵抗である。43は前記抵抗42と前記積分器40の非反転入出端子とを接続するアナログスイッチであり、信号SATZRにより制御される。44は、一端が仮想接地され、他端が前記積分器40の非反転入力端子に接続される容量CATZRを持つコンデンサである。
【0025】
前記アナログスイッチ43をONすることにより、前記抵抗42及びコンデンサ44は、前記増幅器41の出力電圧の高周波成分をカットするローパスフィルタとなる。
【0026】
45は前記増幅器41の出力を所定電圧Vref と比較するコンパレータである。46は後述の赤外発光ダイオード(以下、IREDと記す)からの赤外光を集光し、測距対象物上に結像するための投光レンズ、47は測距対象物に向けて赤外光を投光するためのIRED、48は公知のIRED駆動回路である。49は公知のIRED電流制御回路であり、所定の電流値により前記IRED47を駆動することができる。また、出力端子APCにより前記IRED47の駆動電流を可変することが出来る。
【0027】
50は該装置が搭載される機器(この実施例ではカメラとする)のシーケンスを制御するためのCPUで、図示しないROM,RAM,タイマ、及び、A/D変換器などを内蔵しており、上記の各アナログスイッチのON,OFFを制御する各種の信号SAGC ,SSPLA1 〜SSPLA3 ,S/SPLA1〜S/SPLA3,SSPLB1 〜SSPLB3 ,S /SPLB1 〜S /SPLB3 を出力したり、前記コンパレータ13,45からの出力PRECOMP ,INOCOMP や前記積分器40からの出力INTOUTが入力される。51はカメラのレリーズスイッチを第1のストロークまで押し込むことによりONするスイッチであり、スイッチSW1とも記す。
【0028】
図2は上記構成におけるカメラの測距動作を示すフローチャートであり、以下これに従って説明する。
【0029】
まず、ステップ101においては、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、スイッチSW1がONしたか否かを判別し、ONすることによりステップ102に進む。なお、この時該スイッチSW1がONしていなければ、該スイッチSW1の状態検知を続ける。次のステップ102においては、オフセット補償(以下、ACAZと略す)動作を行う。
【0030】
ここで、ACAZ動作について、図1を用いて詳述すると、まず、CPU50は信号SSPLA1 ,S/SPLA1,SSPLB1 ,S/SPLB1を“H”にし、アナログスイッチ19,27,31,39をONにする。又同時に信号SATZRを“H”してアナログスイッチ43をONし、ACAZ動作を開始する。このとき、CPU50は図示しないタイマのカウントを開始し、所定時間Tが経過すれば、上記各アナログスイッチ19,27,31,39をOFFにし、ACAZ動作を終了する。このとき、コンデンサ40a(CINT ),44(CATZR)には、回路の各オフセット電圧が記憶される。また、ACAZ動作時間Tは、測距に使用される抵抗R2 ,R3 を使用した場合に比べて、R1 /R2 ,R1 /R3 の比だけ短縮されている。
【0031】
また、IRED47の点灯周期に同期して、上記アナログスイッチ19,27,31,39のON,OFFを繰り返して積分するいわゆる同期積分タイプの測距システムにおいては、ACAZ動作時も、IRED47に同期させてこれらアナログスイッチを駆動させれば、該アナログスイッチのスイッチングノイズのキャンセルも行うことが出来る。また、スイッチングノイズが問題にならない程微小であれば、オフセット期間中常にON状態にしておけば良い。
【0032】
上記ACAZ動作が終了すると、ステップ103に進む。このステップ103においては、IRED47を所定の周波数及び電流で点灯させ、コンパレータ13で増幅器11,12の出力を監視することにより、IRED47の電流値、増幅器11,12のゲイン、及び、抵抗値R2 ,R3 を積分器40が飽和しないように最適値に設定する、公知のいわゆるオートパワーコントロール(APC),オートゲインコントロール(AGC)を実行し、次のステップ104に進む。
【0033】
ステップ104においては、上記ステップ102と同様にACAZ動作を再度行う。ここで再度ACAZ動作を行う理由は、AGC動作を行って増幅器11,12のゲインが変化すると、該増幅器11,12の出力オフセット電圧が変化する為である。従って、増幅器11,12のゲインが変化していないときは、ステップ104を飛ばして、ステップ105に進んでもよい。
【0034】
次のステップ105においては、選択された抵抗値R2 又はR3 を用いて「VA −VB 」の同期積分を所定時間Tだけ行い、次のステップ107に進む。ここで、積分に使用される4個のアナログスイッチのサンプリングの位相を変えて「VA +VB 」の同期積分を行い、続くステップ108において、コンパレータ45の位相を監視し、位相が変化したら「VA +VB 」の積分開始からコンパレータ45の位相変化までの時間tをメモリして、積分動作を終了し、ステップ110に進む。続くステップ110においては、前記の「VA −VB 」の積分時間Tと「VA +VB 」の積分時間tを用いて、被写体までの距離を演算し、測距点動作を終了する。
【0035】
本実施例によれば、測距に先立って行われるACAZ動作の際には、積分用コンテンサを充放電する為の電流を増加させ、応答時間を改善する為に、積分器の入力と前段のとの間に接続され、両者の電圧差を電流に変換する抵抗の抵抗値を、信号電流を積分する時に使用される抵抗の抵抗値よりも小さくするようにしている。これにより、積分用コンデンサを急速チャージし、ACAZ動作に要する時間を短縮することができ、測距時間の短縮を図ることが可能となる。
【0036】
(発明と実施例の対応)本実施例において、IRED47が本発明の投光手段に相当し、PSD2が本発明の受光手段に相当し、増幅器3,4,7,8,11〜14が本発明の第1及び第2の増幅手段に相当し、積分器40(積分用コンデンサ40a)が本発明の積分手段に相当し、増幅器41,抵抗42,アナログスイッチ43,コンデンサ44が本発明のオフセット補償手段に相当し、CPU50が本発明の演算手段及びオートゲインコントロール手段に相当する。
【0037】
また、抵抗16〜18,22〜24,28〜30,34〜36が本発明の電流/電圧変換手段に相当し、アナログスイッチ19〜21,25〜25,31〜33,37〜39及びCPU50が本発明の選択手段に相当する。
【0038】
以上が実施例の各構成と本発明の各構成の対応関係であるが、本発明は、これら実施例の構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施例がもつ機能が達成できる構成であればどのようなものであってもよいことは言うまでもない。
【0039】
(変形例)
本発明は、一眼レフカメラ,レンズシャッタカメラ,ビデオカメラ等のカメラに適用した場合を想定しているが、その他の光学機器にも適用することができるものである。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、信号光の積分に先立って行われるオフセット補償手段によるオフセット動作には、選択手段により、電圧/電流変換手段により変換される電流値を最大にするようにしている。
【0041】
具体的には、オフセット動作には、電圧/電流変換手段を成す抵抗の値を、測距信号を積分する時よりも小さくし、オフセット補償の為に積分用コンデンサを充電する電流を増加させ、この際の積分用コンデンサの充電に要する時間(応答時間)を短くするようにしている。
【0042】
よって、オフセット補償に要する時間を短くし、測距時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における測距装置の構成を示す回路図である。
【図2】図1の構成より成るカメラの測距動作を示すフローチャートである。
【図3】従来の測距装置の要部構成を示す回路図である。
【符号の説明】
2 PSD
3,4,7,8,11〜14 増幅器
16〜18,22〜24,28〜30,34〜36 抵抗
19〜21,25〜25,31〜33,37〜39 アナログスイッチ
40 積分器
40a 積分用コンデサ
41 増幅器
42 抵抗
43 アナログスイッチ
44 コンデンサ
47 IRED
50 CPU[0001]
[Industrial applications]
The present invention projects infrared light toward an object to be measured, receives reflected light thereof, and obtains first and second signals that change depending on the distance to the object to be measured. The present invention relates to an improvement in a distance measuring device that calculates distance information by integrating.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a so-called active type distance measuring device that projects infrared light toward a distance measuring object and receives the reflection to obtain distance information to the distance measuring object, as the distance of the object becomes longer, In addition, as the reflectance of the infrared light on the object to be measured becomes lower, the S / N of the received light signal is reduced, and the accuracy of the distance measurement is reduced. Therefore, in order to improve the S / N and increase the ranging accuracy, a double integration system using a Miller integrator has been proposed.
[0003]
However, in the distance measuring apparatus using the Miller integrator as described above, if there is a difference between the output offset voltage of the amplifier up to the previous stage of the Miller integration and the input offset voltage of the Miller integrator, the difference between the offset voltages is calculated. This results in integration, which results in deterioration of ranging accuracy. Therefore, conventionally, an offset compensation circuit is provided so as not to integrate the difference between the offset voltages as described above.
[0004]
FIG. 3 is a diagram showing an offset compensation circuit of the Miller integration circuit.
[0005]
In FIG. 3, V A, V / A , V B, V / B shows the output offset voltage of each
[0006]
Next, the operation in the above configuration will be described.
[0007]
First, let the input offset voltages of the
[0008]
In the system having the above-described circuit configuration, first, when the
[0009]
If the output voltage of the
[0010]
Therefore, when the circuit of FIG. 3 is completely balanced and stable, the potential V of (1) in the figure becomes
V = 1/4 · (V A + V / A + V B + V / B)
It becomes.
[0011]
At this time, the voltages V INT and V ATZR charged in the
V INT = V−v INO
V ATZR = V−v INT
It becomes. That is, the offset voltage V up to the preceding stage and the offset voltage v INT of the
[0012]
At this time, the output voltage of the
When the circuit is stabilized and reaches a state of equilibrium, the
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, the offset compensation circuit is operated, the feedback loop is stabilized, and the
[0014]
The response time t C is
t C ∝ 1 · r · C INT
Or
t C ∝R ・ C ATZR
The current I for charging and discharging the
t C ∝ 1 · r · C INT
Is usually governed by
[0015]
(Object of the invention)
An object of the present invention is to provide a distance measuring device that can shorten the time required for offset compensation and shorten the distance measuring time.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided a light projecting means for projecting infrared light toward an object to be measured, and receiving reflected light of the infrared light from the object to be measured. Light-receiving means for outputting first and second signals that vary depending on the distance to the first and second amplifiers; first and second amplifiers for converting the first and second signals into voltages and amplifying them; Integrating means for integrating a difference between outputs of the first and second amplifying means for a predetermined time, and after a predetermined time, inversely integrating a sum of outputs of the first and second amplifying means; A calculating means for calculating a distance from the output of the integrating means to the object to be measured; an output of the integrating means being fed back to an input of the integrating means; An offset compensating means for canceling an offset voltage at an input of the integrating means; a converting means for converting a difference voltage between the outputs of the first and second amplifying means and the input of the integrating means into a current by a resistor; Auto gain control means for setting a current value of the light projecting means and a gain of the first and second amplifying means so as not to saturate. An auto gain control operation is performed after a first offset compensation operation performed first prior to the integration, and the offset compensating means performs the auto gain control operation. After the roll operation, a second offset compensation operation is performed, and the conversion unit has a plurality of resistors having different values, and a resistor used for the first and second offset compensation operations by the offset compensation unit is used. The resistance value is smaller than the resistance value of the resistance used when integrating the signal light, and the resistance value of the resistance used in the first offset compensation operation and the resistance value of the resistance used in the second offset compensation operation The distance measuring device has the same value.
[0017]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
[0018]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0019]
In FIG. 1,
[0020]
11 and 12 an amplifier for amplifying a signal voltage from the
[0021]
[0022]
28, 29 and 30 is a resistor connected to the
[0023]
Further, in the present embodiment, the values of the respective resistors described above have a relationship of R 1 <R 2 <R 3 .
[0024]
A known
[0025]
When the
[0026]
A
[0027]
[0028]
FIG. 2 is a flowchart showing the distance measuring operation of the camera having the above configuration, and the description will be made in accordance with the flowchart.
[0029]
First, in
[0030]
Here, the ACAZ operation will be described in detail with reference to FIG. 1. First, the
[0031]
Further, in synchronization with the lighting period of IRED47, ON of the
[0032]
When the ACAZ operation is completed, the process proceeds to step 103. In
[0033]
In
[0034]
In the
[0035]
According to the present embodiment, in the ACAZ operation performed prior to the distance measurement, the current for charging and discharging the integrating capacitor is increased, and the input of the integrator and the input of the preceding stage are increased in order to improve the response time. And a resistor for converting the voltage difference between the two to a current, the resistance of which is smaller than the resistance of the resistor used when integrating the signal current. As a result, the integration capacitor is rapidly charged, the time required for the ACAZ operation can be reduced, and the distance measurement time can be reduced.
[0036]
(Correspondence between the invention and the embodiment) In this embodiment, the IRED 47 corresponds to the light projecting means of the present invention, the
[0037]
The resistors 16 to 18, 22 to 24, 28 to 30, 34 to 36 correspond to the current / voltage conversion means of the present invention, and the analog switches 19 to 21, 25 to 25, 31 to 33, 37 to 39, and the
[0038]
The above is the correspondence between each configuration of the embodiment and each configuration of the present invention. However, the present invention is not limited to the configuration of these embodiments, and the functions described in the claims or the functions of the embodiments are provided. Needless to say, any configuration may be used as long as it can achieve the above.
[0039]
(Modification)
The present invention is assumed to be applied to a camera such as a single-lens reflex camera, a lens shutter camera, and a video camera, but can be applied to other optical devices.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the offset operation performed by the offset compensating unit performed prior to the integration of the signal light, the selecting unit maximizes the current value converted by the voltage / current converting unit. I have to.
[0041]
Specifically, in the offset operation, the value of the resistance forming the voltage / current conversion means is made smaller than when the distance measurement signal is integrated, and the current for charging the integration capacitor for offset compensation is increased. At this time, the time required for charging the integration capacitor (response time) is shortened.
[0042]
Therefore, the time required for offset compensation can be shortened, and the distance measurement time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a distance measuring operation of the camera having the configuration of FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit diagram showing a main configuration of a conventional distance measuring device.
[Explanation of symbols]
2 PSD
3, 4, 7, 8, 11 to 14 Amplifiers 16 to 18, 22 to 24, 28 to 30, 34 to 36
50 CPU
Claims (3)
測距対象物からの前記赤外光の反射光を受光し、測距対象物までの距離に依存して変化する第1及び第2の信号を出力する受光手段と、
前記第1及び第2の信号を電圧に変換して増幅する第1及び第2の増幅手段と、
該第1及び第2の増幅手段の出力の差分を所定時間積分し、所定時間後に、前記第1及び第2の増幅手段の出力の和分を逆積分する積分手段と、
該積分手段の出力から測距対象物までの距離を算出する演算手段と、
前記積分手段の出力をこの積分手段の入力に帰還し、前段の前記第1及び第2の増幅手段の出力と該積分手段の入力のオフセット電圧をキャンセルするオフセット補償手段と、
前記第1及び第2の増幅手段の出力と前記積分手段の入力の差電圧を複数の電流に変換する電圧/電流変換手段と、
該電圧/電流変換手段により変換される電流値を選択する選択手段と、
前記積分手段が飽和しないように前記投光手段の電流値及び前記第1及び第2の増幅手段のゲインを設定するオートゲインコントロール手段とを有し、
前記選択手段は、信号光の積分に先立って行われる前記オフセット補償手段によるオフセット補償動作では、前記電圧/電流変換手段により変換される電流値を最大にし、
前記オートゲインコントロール手段は、前記オフセット補償手段により信号光の積分に先立って最初に行われる第1のオフセット補償動作の後にオートゲインコントロール動作を行い、
前記オフセット補償手段は、前記オートゲインコントロール動作の後に、第2のオフセット補償動作を行い、前記オートゲインコントロール動作によって前記第1及び第2の増幅手段のゲインが変化していない場合には前記第2のオフセット補償動作を行わないことを特徴とする測距装置。Projection means for projecting infrared light toward the object to be measured,
Light receiving means for receiving the reflected light of the infrared light from the object to be measured and outputting first and second signals that vary depending on the distance to the object to be measured;
First and second amplifying means for converting the first and second signals into voltages and amplifying them,
Integrating means for integrating a difference between outputs of the first and second amplifying means for a predetermined time, and after a predetermined time, inversely integrating a sum of outputs of the first and second amplifying means;
Calculating means for calculating a distance from the output of the integrating means to the object to be measured;
Offset compensating means for feeding back the output of the integrating means to the input of the integrating means and canceling the output of the first and second amplifying means and the offset voltage of the input of the integrating means at the preceding stage;
Voltage / current converting means for converting a difference voltage between the outputs of the first and second amplifying means and the input of the integrating means into a plurality of currents;
Selecting means for selecting a current value converted by the voltage / current converting means ;
Automatic gain control means for setting a current value of the light projecting means and a gain of the first and second amplifying means so that the integrating means is not saturated ,
In the offset compensating operation performed by the offset compensating unit performed prior to integration of the signal light, the selecting unit maximizes a current value converted by the voltage / current converting unit,
The auto gain control means performs an auto gain control operation after a first offset compensation operation performed first prior to integration of the signal light by the offset compensation means,
The offset compensating means performs a second offset compensating operation after the auto gain control operation. If the gains of the first and second amplifying means are not changed by the automatic gain control operation, the offset compensating means performs the second offset compensating operation. 2. A distance measuring apparatus which does not perform the offset compensation operation of 2 .
測距対象物からの前記赤外光の反射光を受光し、測距対象物までの距離に依存して変化する第1及び第2の信号を出力する受光手段と、
前記第1及び第2の信号を電圧に変換して増幅する第1及び第2の増幅手段と、
該第1及び第2の増幅手段の出力の差分を所定時間積分し、所定時間後に、前記第1及び第2の増幅手段の出力の和分を逆積分する積分手段と、
該積分手段の出力から測距対象物までの距離を算出する演算手段と、
前記積分手段の出力をこの積分手段の入力に帰還し、前段の前記第1及び第2の増幅手段の出力と該積分手段の入力のオフセット電圧をキャンセルするオフセット補償手段と、
前記第1及び第2の増幅手段の出力と前記積分手段の入力の差電圧を抵抗により電流に変換する変換手段と、
前記積分手段が飽和しないように前記投光手段の電流値及び前記第1及び第2の増幅手段のゲインを設定するオートゲインコントロール手段とを有し、
前記オートゲインコントロール手段は、前記オフセット補償手段により信号光の積分に先立って最初に行われる第1のオフセット補償動作の後にオートゲインコントロール動作を行い、
前記オフセット補償手段は、前記オートゲインコントロール動作の後に、第2のオフセット補償動作を行い、
前記変換手段は、値の異なる複数の抵抗を有しており、前記オフセット補償手段による第1及び第2のオフセット補償動作に使用する抵抗の抵抗値は、信号光の積分時に使用される抵抗の抵抗値よりも小さく、また、前記第1のオフセット補償動作で使用する抵抗の抵抗値と前記第2のオフセット補償動作で使用する抵抗の抵抗値とが同じであることを特徴とする測距装置。Projection means for projecting infrared light toward the object to be measured,
Light receiving means for receiving the reflected light of the infrared light from the object to be measured and outputting first and second signals that vary depending on the distance to the object to be measured;
First and second amplifying means for converting the first and second signals into voltages and amplifying them,
Integrating means for integrating a difference between outputs of the first and second amplifying means for a predetermined time, and after a predetermined time, inversely integrating a sum of outputs of the first and second amplifying means;
Calculating means for calculating a distance from the output of the integrating means to the object to be measured;
Offset compensating means for feeding back the output of the integrating means to the input of the integrating means and canceling the output of the first and second amplifying means and the offset voltage of the input of the integrating means at the preceding stage;
Converting means for converting the difference voltage between the outputs of the first and second amplifying means and the input of the integrating means to a current by a resistor ;
Automatic gain control means for setting a current value of the light projecting means and a gain of the first and second amplifying means so that the integrating means is not saturated ,
The auto gain control means performs an auto gain control operation after a first offset compensation operation performed first prior to integration of the signal light by the offset compensation means,
The offset compensating means performs a second offset compensating operation after the auto gain control operation,
The conversion means has a plurality of resistors having different values, and the resistance value of the resistance used for the first and second offset compensation operations by the offset compensation means is the resistance value of the resistance used when integrating the signal light. A distance measuring device , wherein the resistance value is smaller than the resistance value, and the resistance value of the resistance used in the first offset compensation operation is the same as the resistance value of the resistance used in the second offset compensation operation. .
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