JPH04339208A - 距離検出装置 - Google Patents
距離検出装置Info
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- JPH04339208A JPH04339208A JP2264491A JP2264491A JPH04339208A JP H04339208 A JPH04339208 A JP H04339208A JP 2264491 A JP2264491 A JP 2264491A JP 2264491 A JP2264491 A JP 2264491A JP H04339208 A JPH04339208 A JP H04339208A
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Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラなどに用いられ
る距離検出装置、特に投光部より測距対象物に向けて光
を照射し、その反射光を投光部から所定の基線長だけ離
れて配置された受光部により受光して検出を行なう光照
射型三角測距方式の距離検出装置に関する。
る距離検出装置、特に投光部より測距対象物に向けて光
を照射し、その反射光を投光部から所定の基線長だけ離
れて配置された受光部により受光して検出を行なう光照
射型三角測距方式の距離検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記光照射型の三角測距方式の距離検出
装置は既に周知であり、従来から種々提供されている。 例えば、特開昭57−104809号公報記載の測距装
置は、図12(A)に示すように、発光素子80から投
光レンズ83を介して測距対象物86に向けて投光パタ
ーン85の光を照射し、同測距対象物86からの反射光
を受光レンズ84により受光素子81,82に入射させ
、受光素子81,82の出力状態により、測距をするよ
うにしている。そして、上記発光素子80と受光素子8
1,82とは、図12(B)に示すように、単一の基板
87上の所定位置にそれぞれ配置されている。即ち、同
基板87の一側縁寄りには、発光素子80が、また他側
縁寄りには2つの受光素子81,82がその受光素子間
の境界線が基線長方向88に対して垂直になるように近
接して、それぞれ固定されている。
装置は既に周知であり、従来から種々提供されている。 例えば、特開昭57−104809号公報記載の測距装
置は、図12(A)に示すように、発光素子80から投
光レンズ83を介して測距対象物86に向けて投光パタ
ーン85の光を照射し、同測距対象物86からの反射光
を受光レンズ84により受光素子81,82に入射させ
、受光素子81,82の出力状態により、測距をするよ
うにしている。そして、上記発光素子80と受光素子8
1,82とは、図12(B)に示すように、単一の基板
87上の所定位置にそれぞれ配置されている。即ち、同
基板87の一側縁寄りには、発光素子80が、また他側
縁寄りには2つの受光素子81,82がその受光素子間
の境界線が基線長方向88に対して垂直になるように近
接して、それぞれ固定されている。
【0003】このように構成された上記測距装置では、
受光面の基線長方向88上に形成される反射光像89の
位置は、三角測距の原理から測距対象物までの距離に応
じて変化し、反射光像89の位置により受光素子81が
受光する面積と、受光素子82が受光する面積に差異が
あるので、両受光素子81,82の出力差により測距対
象物までの距離を検出することができる。
受光面の基線長方向88上に形成される反射光像89の
位置は、三角測距の原理から測距対象物までの距離に応
じて変化し、反射光像89の位置により受光素子81が
受光する面積と、受光素子82が受光する面積に差異が
あるので、両受光素子81,82の出力差により測距対
象物までの距離を検出することができる。
【0004】図13は、上記図12(A),(B)に示
した測距装置における測距光学系の配置を示したもので
、チップサイズがtの発光素子80は、投光レンズ83
からその焦点距離fT だけ離れた位置に配置されてい
る。同投光レンズ83より基線長L離して配置された受
光レンズ84の焦点距離fJだけ離れた位置に配置され
た受光素子81,82から出力される光電流I1 ,I
2 によって測距対象物86までの被写体距離aを求め
るものである。また、図14(A)〜(D)は、反射光
像が測距対象物までの距離に応じて移動する様子を示し
たもので、外径tJ の反射光像89が測距対象物まで
の距離に応じて受光素子81,82上を移動すると、こ
の受光素子81,82から出力される光電流I1 ,I
2 を演算処理して得られた測距演算出力I2 /(I
1 +I2 )は、図14(E)に示すように、被写体
距離に応じて1から0まで変化することになる。この1
から0まで変化する範囲は、丁度反射光像89の径tJ
の間である。
した測距装置における測距光学系の配置を示したもので
、チップサイズがtの発光素子80は、投光レンズ83
からその焦点距離fT だけ離れた位置に配置されてい
る。同投光レンズ83より基線長L離して配置された受
光レンズ84の焦点距離fJだけ離れた位置に配置され
た受光素子81,82から出力される光電流I1 ,I
2 によって測距対象物86までの被写体距離aを求め
るものである。また、図14(A)〜(D)は、反射光
像が測距対象物までの距離に応じて移動する様子を示し
たもので、外径tJ の反射光像89が測距対象物まで
の距離に応じて受光素子81,82上を移動すると、こ
の受光素子81,82から出力される光電流I1 ,I
2 を演算処理して得られた測距演算出力I2 /(I
1 +I2 )は、図14(E)に示すように、被写体
距離に応じて1から0まで変化することになる。この1
から0まで変化する範囲は、丁度反射光像89の径tJ
の間である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成されている従来の距離検出装置においては、基本的
に測距精度の向上と、測距範囲の拡大という互いに相反
する問題が生ずる。以下、これについて説明する。
構成されている従来の距離検出装置においては、基本的
に測距精度の向上と、測距範囲の拡大という互いに相反
する問題が生ずる。以下、これについて説明する。
【0006】上述のような距離検出装置においては、被
写体までの距離aの逆数と測距演算出力I2 /(I1
+I2 )の間には、図15(A)に示すような関係
がある。即ち、この図15(A)の実線l1 ,l2
は、それぞれ投光チップサイズがt1 ,t2 (t1
<t2 )の場合で、被写体距離aの逆数に対する測
距演算出力I2 /(I1 +I2 )の関係を表わし
ている。
写体までの距離aの逆数と測距演算出力I2 /(I1
+I2 )の間には、図15(A)に示すような関係
がある。即ち、この図15(A)の実線l1 ,l2
は、それぞれ投光チップサイズがt1 ,t2 (t1
<t2 )の場合で、被写体距離aの逆数に対する測
距演算出力I2 /(I1 +I2 )の関係を表わし
ている。
【0007】一般に、被写体から受光素子に入射する信
号光量は非常に微弱なので、信号電流の比I2 /(I
1 +I2 )は、回路ノイズ等により影響されてしま
う。回路ノイズによって生じる出力信号のバラツキ、つ
まりノイズ幅は、図15(B)に示すように、特性線l
3 ,l4 の何れの場合も同一距離a1 では同じノ
イズ幅Δl3 ,Δl4 であり、ノイズ成分を付加し
た測距演算出力I2 /(I1 +I2 )は斜線部分
で示される。
号光量は非常に微弱なので、信号電流の比I2 /(I
1 +I2 )は、回路ノイズ等により影響されてしま
う。回路ノイズによって生じる出力信号のバラツキ、つ
まりノイズ幅は、図15(B)に示すように、特性線l
3 ,l4 の何れの場合も同一距離a1 では同じノ
イズ幅Δl3 ,Δl4 であり、ノイズ成分を付加し
た測距演算出力I2 /(I1 +I2 )は斜線部分
で示される。
【0008】そこで、被写体距離a1 を判定するため
に特性線l3 では判定レベルVaを用い、特性線l4
では判定レベルVbを用いることになる。
に特性線l3 では判定レベルVaを用い、特性線l4
では判定レベルVbを用いることになる。
【0009】すると、ノイズ成分のために、距離判定の
不確定幅が特性線l3 ではα、特性線l4 ではβだ
け生ずることになる。つまり、特性線l4 を用いて測
距すると、特性線l3 の場合に比べて距離判定の不確
定幅が広くなってしまい測距精度が劣ることになる。
不確定幅が特性線l3 ではα、特性線l4 ではβだ
け生ずることになる。つまり、特性線l4 を用いて測
距すると、特性線l3 の場合に比べて距離判定の不確
定幅が広くなってしまい測距精度が劣ることになる。
【0010】従って、距離検出装置の測距精度を表わす
指標としては、(ノイズ幅)/(測距演算出力の傾斜)
で評価することができる。つまり、測距範囲Sは、投光
レンズと発光素子間の距離をfT 、基線長をL、発光
素子のチップサイズをtとすれば、 S=∞〜fT ・L/t となる。また、測距精度Rは、測距演算出力ノイズをN
とすれば R=N・fT ・L/t となる。上式から解るように、測距範囲Sは投光レンズ
の焦点距離fT 、基線長Lが小さくなる程大きくなり
、また発光素子のチップサイズtがt2 のように大き
くなると、図15(A)の特性線l2 に示したように
、至近側がfT ・L/t2 まで伸びるので測距範囲
Sは大きくなるが、測距精度Rは逆に悪くなる。反対に
、fT ,Lが大きくなる程、また、tが小さくなる程
、測距精度Rは良くなるが測距範囲Sは小さくなる。換
言すれば、このような測距装置においては、測距精度の
向上と測距範囲の拡大は互いに相反するものとなる。
指標としては、(ノイズ幅)/(測距演算出力の傾斜)
で評価することができる。つまり、測距範囲Sは、投光
レンズと発光素子間の距離をfT 、基線長をL、発光
素子のチップサイズをtとすれば、 S=∞〜fT ・L/t となる。また、測距精度Rは、測距演算出力ノイズをN
とすれば R=N・fT ・L/t となる。上式から解るように、測距範囲Sは投光レンズ
の焦点距離fT 、基線長Lが小さくなる程大きくなり
、また発光素子のチップサイズtがt2 のように大き
くなると、図15(A)の特性線l2 に示したように
、至近側がfT ・L/t2 まで伸びるので測距範囲
Sは大きくなるが、測距精度Rは逆に悪くなる。反対に
、fT ,Lが大きくなる程、また、tが小さくなる程
、測距精度Rは良くなるが測距範囲Sは小さくなる。換
言すれば、このような測距装置においては、測距精度の
向上と測距範囲の拡大は互いに相反するものとなる。
【0011】また、測距精度の向上と測距範囲の拡大を
両立させるために、投射光量を大きくして、測距演算出
力のノイズ幅を小さくする手段もあるが、カメラ等の小
型機器に組込まれる場合には、電源や投・受光部のため
のスペースが限られており、測距装置に供給可能な電力
も限定されるので、投射光量を増加させて解決する手段
はコストやスペースの点から問題があって採用できない
。
両立させるために、投射光量を大きくして、測距演算出
力のノイズ幅を小さくする手段もあるが、カメラ等の小
型機器に組込まれる場合には、電源や投・受光部のため
のスペースが限られており、測距装置に供給可能な電力
も限定されるので、投射光量を増加させて解決する手段
はコストやスペースの点から問題があって採用できない
。
【0012】また、測距範囲を拡大するために、投光素
子のチップサイズtを大きくしたり投光レンズの焦点距
離fT を小さくしたりする手段を採用すると、通常は
測距対象物が人物等の大きさの限られた物であるので、
投光パターンが測距対象物よりも大きくなってしまい測
距が正確に行なわれにくいことがある。
子のチップサイズtを大きくしたり投光レンズの焦点距
離fT を小さくしたりする手段を採用すると、通常は
測距対象物が人物等の大きさの限られた物であるので、
投光パターンが測距対象物よりも大きくなってしまい測
距が正確に行なわれにくいことがある。
【0013】本発明の距離検出装置は、このような課題
に着目してなされたもので、その目的とするところは、
測距精度を向上させつつ測距範囲を拡大することのでき
る距離検出装置を提供することを目的とする。
に着目してなされたもので、その目的とするところは、
測距精度を向上させつつ測距範囲を拡大することのでき
る距離検出装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の距離検出装置は、基線長方向にスポット径
の異なる少なくとも2つの測距用光を、測距対象物に向
けて投光する投光手段と、この投光手段に基線長離れて
配置され、少なくとも2つの受光素子を有し、上記測距
用光の測距対象物からの反射光を受光し、上記受光素子
ごとに光電変換信号を出力する受光手段と、この受光手
段の上記光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離
を演算する演算手段とを具備する。
めに本発明の距離検出装置は、基線長方向にスポット径
の異なる少なくとも2つの測距用光を、測距対象物に向
けて投光する投光手段と、この投光手段に基線長離れて
配置され、少なくとも2つの受光素子を有し、上記測距
用光の測距対象物からの反射光を受光し、上記受光素子
ごとに光電変換信号を出力する受光手段と、この受光手
段の上記光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離
を演算する演算手段とを具備する。
【0015】
【作用】すなわち、本発明においては、基線長方向にス
ポット径の異なる少なくとも2つの測距用光を測距対象
物に向けて投光するとともに、上記測距用光の測距対象
物からの反射光を受光してそれぞれ光電変換して得られ
た光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離を演算
するものである。
ポット径の異なる少なくとも2つの測距用光を測距対象
物に向けて投光するとともに、上記測距用光の測距対象
物からの反射光を受光してそれぞれ光電変換して得られ
た光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離を演算
するものである。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を具体的に説明
する。
する。
【0017】図1は、本発明の一実施例を示す距離検出
装置の測距光学系の配置を示す図で、ここでは受光素子
として2つのSPD(シリコン・フォト・ダイオード)
1A,1Bが設けられている。また、投光部には2つの
投光チップ(IREDチップ)が設けられている図3は
、これを正面方向Yから見た場合の配置図である。本実
施例においては、基線長方向に投光チップの発光面の長
さが基線長方向に異なり、t1 >t2 となっている
。
装置の測距光学系の配置を示す図で、ここでは受光素子
として2つのSPD(シリコン・フォト・ダイオード)
1A,1Bが設けられている。また、投光部には2つの
投光チップ(IREDチップ)が設けられている図3は
、これを正面方向Yから見た場合の配置図である。本実
施例においては、基線長方向に投光チップの発光面の長
さが基線長方向に異なり、t1 >t2 となっている
。
【0018】図1において、投光レンズ26の焦点距離
fT だけ離れた位置に配設された、チップサイズがt
1 ,t2 の発光素子20,20Aは、同素子20,
20Aで発光された光束が、投光レンズ26で集光され
て測距対象物28に向け投射される。同測距対象物28
で反射された光は、投光レンズ26から基線長L離れて
配置された受光レンズ27で集光されて、同レンズ27
からその焦点距離fJ だけ離れた位置に配設されたS
PD1A,1Bに入射する。すると、各SPD1A,1
Bには、それぞれ光電流I1 ,I2 が発生し、これ
が演算手段29に供給され、同手段29で測距演算され
るようになっている。
fT だけ離れた位置に配設された、チップサイズがt
1 ,t2 の発光素子20,20Aは、同素子20,
20Aで発光された光束が、投光レンズ26で集光され
て測距対象物28に向け投射される。同測距対象物28
で反射された光は、投光レンズ26から基線長L離れて
配置された受光レンズ27で集光されて、同レンズ27
からその焦点距離fJ だけ離れた位置に配設されたS
PD1A,1Bに入射する。すると、各SPD1A,1
Bには、それぞれ光電流I1 ,I2 が発生し、これ
が演算手段29に供給され、同手段29で測距演算され
るようになっている。
【0019】図5,6,7は本実施例の距離検出装置の
電気回路図であり、図8は、図7中の制御回路部25か
ら供給される信号のタイミングチャートである。
電気回路図であり、図8は、図7中の制御回路部25か
ら供給される信号のタイミングチャートである。
【0020】この距離検出装置は、図に示すように測距
対象物に光パルスを投射する投光回路部21,21Aと
、測距対象物からの反射光を受光して信号パルス光電流
成分を検出し、増幅する光電流検出回路部22,22A
と、バイアス電流に重畳された光電流から被写体の距離
情報を求める演算出力回路部23と、この演算出力回路
部23の出力をA/D変換するカウント回路部24と、
上記各回路部に制御信号を送出する制御回路部25とか
ら構成されている。
対象物に光パルスを投射する投光回路部21,21Aと
、測距対象物からの反射光を受光して信号パルス光電流
成分を検出し、増幅する光電流検出回路部22,22A
と、バイアス電流に重畳された光電流から被写体の距離
情報を求める演算出力回路部23と、この演算出力回路
部23の出力をA/D変換するカウント回路部24と、
上記各回路部に制御信号を送出する制御回路部25とか
ら構成されている。
【0021】上記光電流検出回路部22,22Aは、そ
れぞれ同一構成部材を用い、且つ同様の構成をとってい
るので、回路部22についてのみ説明し、22Aの回路
の構成部材には同一部材にAを付すに止め、重ねての説
明は省略する。
れぞれ同一構成部材を用い、且つ同様の構成をとってい
るので、回路部22についてのみ説明し、22Aの回路
の構成部材には同一部材にAを付すに止め、重ねての説
明は省略する。
【0022】図5において、投光回路部21のIRED
(赤外発光ダイオード)68は、トランジスタ67、抵
抗66,69およびオペアンプ65で構成されている定
電流駆動回路により定電流ドライブされる。この定電流
駆動回路のオン・オフを制御するトランジスタ70のベ
ースが抵抗71を介して制御回路部25の端子T1 に
接続されており、このIRED68から図8に示される
パルス波形で投射される赤外光のオン・オフ制御はT7
=Lのとき、制御回路部25の端子T1 の出力信号
(図8参照)により行なわれる。21AにおいてもT6
=Lのとき同様に制御される。
(赤外発光ダイオード)68は、トランジスタ67、抵
抗66,69およびオペアンプ65で構成されている定
電流駆動回路により定電流ドライブされる。この定電流
駆動回路のオン・オフを制御するトランジスタ70のベ
ースが抵抗71を介して制御回路部25の端子T1 に
接続されており、このIRED68から図8に示される
パルス波形で投射される赤外光のオン・オフ制御はT7
=Lのとき、制御回路部25の端子T1 の出力信号
(図8参照)により行なわれる。21AにおいてもT6
=Lのとき同様に制御される。
【0023】図6の光電流検出回路部22は、オペアン
プ3、トランジスタ2からなるプリアンプ回路部とオペ
アンプ5、トランジスタ4とその周辺回路からなる背景
光除去回路部と、トランジスタ8,9からなるカレント
ミラー回路とで構成されている。
プ3、トランジスタ2からなるプリアンプ回路部とオペ
アンプ5、トランジスタ4とその周辺回路からなる背景
光除去回路部と、トランジスタ8,9からなるカレント
ミラー回路とで構成されている。
【0024】SPD1Aのアノードから得られる信号パ
ルス光電流I1 は、プリアンプ回路部を構成するオペ
アンプ3に供給される。このオペアンプ3は、トランジ
スタ2によって帰還がかけられるように、その出力端を
トランジスタ2のエミッタに、反転入力端をベースに、
非反転入力端を基準電源Vref に、それぞれ接続さ
れているので、トランジスタ2のベース入力抵抗は等価
的に数10kΩ程度に下げられている。
ルス光電流I1 は、プリアンプ回路部を構成するオペ
アンプ3に供給される。このオペアンプ3は、トランジ
スタ2によって帰還がかけられるように、その出力端を
トランジスタ2のエミッタに、反転入力端をベースに、
非反転入力端を基準電源Vref に、それぞれ接続さ
れているので、トランジスタ2のベース入力抵抗は等価
的に数10kΩ程度に下げられている。
【0025】背景光除去回路部を構成するオペアンプ5
は、非投光時に制御回路部25の端子T1 の出力信号
の“H”レベルが抵抗73を通じてトランジスタ6のベ
ースに与えられることによりオンするとアクティブとな
り、その出力端に接続されたコンデンサ7に、この背景
光の明るさに応じた電荷を蓄積すると共に、同じコンデ
ンサ7とトランジスタ4とで構成されたフィードバック
ループによってSPD1Aの背景光による光電流成分と
、オペアンプ3のバイアス電流成分をトランジスタ4の
コレクタ電流としてグランドラインに排出する。その結
果として、トランジスタ2のコレクタ電流は、背景光の
大きさによらず、略パルス信号光電流に応じた値となる
。投光時には、トランジスタ6がオフするからオペアン
プ5がノンアクティブとなるが、コンデンサ7に蓄積さ
れた電荷によりトランジスタ4が背景光による光電流を
グランドラインに排出し続けるので、SPD1Aのアノ
ードから得られる光電流から背景光による光電流を除い
たパルス光成分はトランジスタ2でβN 倍されてカレ
ントミラー回路8,9によって折り返され、演算出力回
路部23の圧縮ダイオード47に信号パルス光電流βN
I1 として注入される。
は、非投光時に制御回路部25の端子T1 の出力信号
の“H”レベルが抵抗73を通じてトランジスタ6のベ
ースに与えられることによりオンするとアクティブとな
り、その出力端に接続されたコンデンサ7に、この背景
光の明るさに応じた電荷を蓄積すると共に、同じコンデ
ンサ7とトランジスタ4とで構成されたフィードバック
ループによってSPD1Aの背景光による光電流成分と
、オペアンプ3のバイアス電流成分をトランジスタ4の
コレクタ電流としてグランドラインに排出する。その結
果として、トランジスタ2のコレクタ電流は、背景光の
大きさによらず、略パルス信号光電流に応じた値となる
。投光時には、トランジスタ6がオフするからオペアン
プ5がノンアクティブとなるが、コンデンサ7に蓄積さ
れた電荷によりトランジスタ4が背景光による光電流を
グランドラインに排出し続けるので、SPD1Aのアノ
ードから得られる光電流から背景光による光電流を除い
たパルス光成分はトランジスタ2でβN 倍されてカレ
ントミラー回路8,9によって折り返され、演算出力回
路部23の圧縮ダイオード47に信号パルス光電流βN
I1 として注入される。
【0026】また、他のSPD1Bのアノードから得ら
れた光電流I2 も、上記回路部22と同様の動作をす
る光電流検出回路部22Aでそれぞれ処理されて信号パ
ルス光電流βN I2 として演算出力回路部23の圧
縮ダイオ−ド46に供給される。
れた光電流I2 も、上記回路部22と同様の動作をす
る光電流検出回路部22Aでそれぞれ処理されて信号パ
ルス光電流βN I2 として演算出力回路部23の圧
縮ダイオ−ド46に供給される。
【0027】図6の演算出力回路部23は、トランジス
タ41,42,44,45と圧縮ダイオード46,47
と、定電流源43と、バッファ回路BUF1,BUF2
とからなり、測距演算出力を得るための対数伸長回路
を構成している。
タ41,42,44,45と圧縮ダイオード46,47
と、定電流源43と、バッファ回路BUF1,BUF2
とからなり、測距演算出力を得るための対数伸長回路
を構成している。
【0028】差動増幅器を形成しているトランジスタ4
1,42の各ベースは、上記圧縮ダイオード46と47
の各アノードにバッファ回路BUF1 ,BUF2 を
介して接続され、各エミッタは定電流源43に共通に接
続されている。トランジスタ42のコレクタは、カレン
トミラー回路を形成しているトランジスタ44,45の
各ベースとトランジスタ44のコレクタとに接続されて
いる。
1,42の各ベースは、上記圧縮ダイオード46と47
の各アノードにバッファ回路BUF1 ,BUF2 を
介して接続され、各エミッタは定電流源43に共通に接
続されている。トランジスタ42のコレクタは、カレン
トミラー回路を形成しているトランジスタ44,45の
各ベースとトランジスタ44のコレクタとに接続されて
いる。
【0029】ところで、上記ダイオード46,47にそ
れぞれ流れる電流I1b,I2bは、光電流検出回路部
22から出力された信号パルス光電流が流れるように回
路接続されている。従って、演算出力回路部23では上
記した電流I1bは光電流検出回路部22Aからの信号
パルス光電流βN I2 であり、電流I2bは光電流
検出回路部22からの信号パルス光電流βN I1 で
あるから、 I1b=βN I2
…(1) I2b=βN
I1
…(1)
′である。
れぞれ流れる電流I1b,I2bは、光電流検出回路部
22から出力された信号パルス光電流が流れるように回
路接続されている。従って、演算出力回路部23では上
記した電流I1bは光電流検出回路部22Aからの信号
パルス光電流βN I2 であり、電流I2bは光電流
検出回路部22からの信号パルス光電流βN I1 で
あるから、 I1b=βN I2
…(1) I2b=βN
I1
…(1)
′である。
【0030】従って、トランジスタ42のコレクタ電流
IC は、定電流源43の定電流をIE とすると、
IC =I2b・IE /(I1b+I2b)
…(
2)となる。よって、演算出力回路部23の出力である
トランジスタ45のコレクタ電流I1 ′は上記(1)
、(1)′式を(2)式に代入して I1 ′=I1 ・IE /(I1 +I2
) …(
3)となる。
IC は、定電流源43の定電流をIE とすると、
IC =I2b・IE /(I1b+I2b)
…(
2)となる。よって、演算出力回路部23の出力である
トランジスタ45のコレクタ電流I1 ′は上記(1)
、(1)′式を(2)式に代入して I1 ′=I1 ・IE /(I1 +I2
) …(
3)となる。
【0031】上記演算出力回路部23の出力電流I1
′は、図10(A)、(B)に示すように被写体距離a
の逆数に応じて無限遠から至近までの測距範囲を分担し
て測距することになる。
′は、図10(A)、(B)に示すように被写体距離a
の逆数に応じて無限遠から至近までの測距範囲を分担し
て測距することになる。
【0032】本発明においては、被写体距離aの逆数に
応じて無限遠から至近までの測距範囲を分担して測距す
るものである。すなわち、遠距離側では、図10(B)
に示すように、径の小さい投光スポットが得られるチッ
プサイズt2の発光素子20Aを用いて出力電流I1
′を求める。同様に、近距離側では、図10(A)に示
すように、径の大きい投光スポットが得られるチップサ
イズt1 の発光素子20を用いて出力電流I1 ′を
求めるものである。
応じて無限遠から至近までの測距範囲を分担して測距す
るものである。すなわち、遠距離側では、図10(B)
に示すように、径の小さい投光スポットが得られるチッ
プサイズt2の発光素子20Aを用いて出力電流I1
′を求める。同様に、近距離側では、図10(A)に示
すように、径の大きい投光スポットが得られるチップサ
イズt1 の発光素子20を用いて出力電流I1 ′を
求めるものである。
【0033】なお、得られた両測定値において、通常は
測距精度の良い発光素子20Aを使用して測距し、この
とき、近距離連動範囲外を示した場合のみ20による測
距値を採用するようにすれば良い。
測距精度の良い発光素子20Aを使用して測距し、この
とき、近距離連動範囲外を示した場合のみ20による測
距値を採用するようにすれば良い。
【0034】さらに、発光素子20,20Aの両方につ
いてI1 ′を求める必要はなく、図10(A)又は図
10(B)の測距において連動内にあることが判明した
場合はいずれかの測距は省略できる。
いてI1 ′を求める必要はなく、図10(A)又は図
10(B)の測距において連動内にあることが判明した
場合はいずれかの測距は省略できる。
【0035】また、1/aに対する測距出力の傾き補正
、シフト補正等は、補正値をE2 −PROMに書き込
んでおいて、それによっておのおの補正演算を行う。
、シフト補正等は、補正値をE2 −PROMに書き込
んでおいて、それによっておのおの補正演算を行う。
【0036】一方、図7の上記カウント回路部24は、
上記演算出力回路部23のトランジスタ45のコレクタ
電流I1 ′の積分値を計測して制御回路部25に内蔵
されているカウンタ機構(図示せず)でディジタル計測
するものである。
上記演算出力回路部23のトランジスタ45のコレクタ
電流I1 ′の積分値を計測して制御回路部25に内蔵
されているカウンタ機構(図示せず)でディジタル計測
するものである。
【0037】上記演算出力回路部23の出力電流I1
′は次のようにして求められる。すなわち、投光に同期
して43がアクティブになりコンデンサ52には、投光
ごとに演算出力回路部23の出力電流が流れて電荷が蓄
積されていくことになる。オペアンプ53は上記コンデ
ンサ52のリセットをするためのもので、その制御用の
トランジスタ54のベースは抵抗76を介して制御回路
部25の端子T3 に接続されている。従って、この端
子T3 の出力信号(図8参照)により、トランジスタ
54がオンしてコンデンサ52の電位を基準電位Vre
f にセットし、投光開始の直前にオフしてオペアンプ
53を動作不能とする。その後はコンデンサ52の電位
は、同コンデンサ52への注入電流によって増加してい
く。
′は次のようにして求められる。すなわち、投光に同期
して43がアクティブになりコンデンサ52には、投光
ごとに演算出力回路部23の出力電流が流れて電荷が蓄
積されていくことになる。オペアンプ53は上記コンデ
ンサ52のリセットをするためのもので、その制御用の
トランジスタ54のベースは抵抗76を介して制御回路
部25の端子T3 に接続されている。従って、この端
子T3 の出力信号(図8参照)により、トランジスタ
54がオンしてコンデンサ52の電位を基準電位Vre
f にセットし、投光開始の直前にオフしてオペアンプ
53を動作不能とする。その後はコンデンサ52の電位
は、同コンデンサ52への注入電流によって増加してい
く。
【0038】所定回数の投光が終ると、図8のタイミン
グチャートに示すように、その端子T4 がH→Lとな
るので抵抗77を介してトランジスタ63がオフし、ト
ランジスタ55でコンデンサ52を放電していく。同時
に制御回路部25に内蔵されたカウンタが働き、コンパ
レータ62の出力がHになるまでカウントを続ける。コ
ンパレータ62は、コンデンサ52の両端電圧が基準電
圧Vref より小さくなると、LからHに変化する。 コンデンサ52の放電速度は、定電流源61とこれに直
列に接続されたトランジスタ56,55からなるカレン
トミラー回路によって決定される。このようにして被写
体距離に応じた出力を制御回路25内のカウンタのカウ
ント値として得ることができる。
グチャートに示すように、その端子T4 がH→Lとな
るので抵抗77を介してトランジスタ63がオフし、ト
ランジスタ55でコンデンサ52を放電していく。同時
に制御回路部25に内蔵されたカウンタが働き、コンパ
レータ62の出力がHになるまでカウントを続ける。コ
ンパレータ62は、コンデンサ52の両端電圧が基準電
圧Vref より小さくなると、LからHに変化する。 コンデンサ52の放電速度は、定電流源61とこれに直
列に接続されたトランジスタ56,55からなるカレン
トミラー回路によって決定される。このようにして被写
体距離に応じた出力を制御回路25内のカウンタのカウ
ント値として得ることができる。
【0039】演算出力回路部23は上記の構成に限定さ
れず、他の回路構成及びその演算の詳細な説明は、例え
ば、本出願人による特開平1−150809号公報に開
示されているので省略する。
れず、他の回路構成及びその演算の詳細な説明は、例え
ば、本出願人による特開平1−150809号公報に開
示されているので省略する。
【0040】図2は、異なる投光スポット径を得る他の
方法を示したものである。ここでは、投光レンズの2つ
の焦点距離をfT1>fT2なる関係に設定して異なる
スポット径を得ているが、いずれの場合であっても、投
光スポット径が異なる限り本発明は成立する。
方法を示したものである。ここでは、投光レンズの2つ
の焦点距離をfT1>fT2なる関係に設定して異なる
スポット径を得ているが、いずれの場合であっても、投
光スポット径が異なる限り本発明は成立する。
【0041】また、図4(A)に示すように、1Aで投
光スポット径の小さいものを得るとともに、1A,1B
を同時に光らせることによって、投光スポットの大きい
ものを得てもよい。また、図4(B)に示すように、1
Aで投光スポットの小さいものを得るとともに、1A,
1B,1Cを同時に光らせることによって投光スポット
の大きいものを得てもよい。さらに、投光スポットの数
も2個に限定されない。
光スポット径の小さいものを得るとともに、1A,1B
を同時に光らせることによって、投光スポットの大きい
ものを得てもよい。また、図4(B)に示すように、1
Aで投光スポットの小さいものを得るとともに、1A,
1B,1Cを同時に光らせることによって投光スポット
の大きいものを得てもよい。さらに、投光スポットの数
も2個に限定されない。
【0042】図9は、逆積分を1回にして、測距に要す
る時間を短縮するシ−ケンスであるが、この場合は、図
10の演算出力は合成されて、図11のようになる。測
距出力の非線形性はE2 −PROMに書き込まれたデ
−タによって、シフト並びに傾き補正をかけて距離を算
出すればよい。なお、この詳細は公知であるのでその説
明は省略する。
る時間を短縮するシ−ケンスであるが、この場合は、図
10の演算出力は合成されて、図11のようになる。測
距出力の非線形性はE2 −PROMに書き込まれたデ
−タによって、シフト並びに傾き補正をかけて距離を算
出すればよい。なお、この詳細は公知であるのでその説
明は省略する。
【0043】
【発明の効果】以上述べたように本発明では、基線長方
向に投光スポット径の異なる複数の投光スポットを測定
対象物に向けて時系列に投光し、投光スポットの大きな
ものでは精度は悪いが広範囲な測距を、小さいものは、
精度は良いが狭範囲の測距を行い、近距離側では先の、
遠距離側では後の測距演算結果を採用することにより、
精度良く広範囲な測定を可能とするものである。そして
、このように構成することによって、構造が簡単である
ばかりでなく、大型の電源電池などを用いて発光素子の
発光エネルギを大きくしなくとも、コンパクトな構成で
、カメラ等の小型機器への組み込みに適し、カメラの測
距精度を落とすことなく向上させ、かつ測距範囲を拡大
することができる。
向に投光スポット径の異なる複数の投光スポットを測定
対象物に向けて時系列に投光し、投光スポットの大きな
ものでは精度は悪いが広範囲な測距を、小さいものは、
精度は良いが狭範囲の測距を行い、近距離側では先の、
遠距離側では後の測距演算結果を採用することにより、
精度良く広範囲な測定を可能とするものである。そして
、このように構成することによって、構造が簡単である
ばかりでなく、大型の電源電池などを用いて発光素子の
発光エネルギを大きくしなくとも、コンパクトな構成で
、カメラ等の小型機器への組み込みに適し、カメラの測
距精度を落とすことなく向上させ、かつ測距範囲を拡大
することができる。
【図1】本発明の一実施例を示す距離検出装置における
測距光学系の配置図。
測距光学系の配置図。
【図2】他の方法によって異なる投光スポット径を得る
ための測距光学系の配置図。
ための測距光学系の配置図。
【図3】図1の投光チップを正面方向Yから見た場合の
配置図である。
配置図である。
【図4】図4(A)および(B)は異なる投光スポット
径を得る他の実施例を示す図。
径を得る他の実施例を示す図。
【図5】本発明の距離検出装置の電気回路図の一部。
【図6】本発明の距離検出装置の電気回路図の一部。
【図7】本発明の距離検出装置の電気回路図の一部。
【図8】図7における制御回路図の信号のタイミングチ
ャ−ト。
ャ−ト。
【図9】測距に要する時間を短縮するシ−ケンスを示す
タイミングチャ−ト。
タイミングチャ−ト。
【図10】図10(A),(B)は、被写体距離aの逆
数に基づく無限遠から至近までの測距範囲と出力電流と
の関係を示す図。
数に基づく無限遠から至近までの測距範囲と出力電流と
の関係を示す図。
【図11】図10(A),(B)の演算出力を合成して
得られる特性図。
得られる特性図。
【図12】図12(A),(B)は、それぞれ従来の距
離検出装置の測距光学系の配置を示す斜視図と正面図。
離検出装置の測距光学系の配置を示す斜視図と正面図。
【図13】従来の距離検出装置の測距光学系の配置を示
す平面図。
す平面図。
【図14】図14(A),(B),(C),(D)は、
被写体距離に対応して測距対象物からの反射像が受光素
子群上に結像される様子を示す説明図であり、図14(
E)は受光反射像の中心位置が図14(A),(B),
(C),(D)に対応する位置にある場合の演算出力I
2 /(I1 +I2 )の特性線図。
被写体距離に対応して測距対象物からの反射像が受光素
子群上に結像される様子を示す説明図であり、図14(
E)は受光反射像の中心位置が図14(A),(B),
(C),(D)に対応する位置にある場合の演算出力I
2 /(I1 +I2 )の特性線図。
【図15】図15(A)は従来の距離検出装置における
被写体距離の逆数に対する測距演算出力I2 /(I1
+I2 )の関係を示す特性線図であり、図15(B
)は図15(A)に示す線図においてノイズを重畳させ
た場合の特性線図。
被写体距離の逆数に対する測距演算出力I2 /(I1
+I2 )の関係を示す特性線図であり、図15(B
)は図15(A)に示す線図においてノイズを重畳させ
た場合の特性線図。
1A,1B…SPD(受光素子)、20,20A…発光
素子、26…投光レンズ(投光手段)、27…受光レン
ズ(受光手段)、28…測距対象物、29…演算手段。
素子、26…投光レンズ(投光手段)、27…受光レン
ズ(受光手段)、28…測距対象物、29…演算手段。
Claims (1)
- 【請求項1】 基線長方向にスポット径の異なる少な
くとも2つの測距用光を、測距対象物に向けて投光する
投光手段と、この投光手段に基線長離れて配置され、少
なくとも2つの受光素子を有し、上記測距用光の測距対
象物からの反射光を受光し、上記受光素子ごとに光電変
換信号を出力する受光手段と、この受光手段の上記光電
変換信号に基づいて上記測距対象物の距離を演算する演
算手段とを具備したことを特徴とする距離検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2264491A JP3117227B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 距離検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2264491A JP3117227B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 距離検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04339208A true JPH04339208A (ja) | 1992-11-26 |
JP3117227B2 JP3117227B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=12088560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2264491A Expired - Fee Related JP3117227B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 距離検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3117227B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5557363A (en) * | 1993-03-16 | 1996-09-17 | Olympus Optical Co., Ltd. | CMOS-analog IC for controlling camera and camera system using the same |
KR20180047457A (ko) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | (주) 씨앤피 | 사용 모드 자동 전환 기능을 가진 전자 확대기 |
-
1991
- 1991-01-24 JP JP2264491A patent/JP3117227B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5557363A (en) * | 1993-03-16 | 1996-09-17 | Olympus Optical Co., Ltd. | CMOS-analog IC for controlling camera and camera system using the same |
US5708880A (en) * | 1993-03-16 | 1998-01-13 | Olympus Optical Co., Ltd. | CMOS-analog IC for controlling camera and camera system using the same |
KR20180047457A (ko) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | (주) 씨앤피 | 사용 모드 자동 전환 기능을 가진 전자 확대기 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3117227B2 (ja) | 2000-12-11 |
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