JP3001302B2 - Distance measuring device - Google Patents

Distance measuring device

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JP3001302B2
JP3001302B2 JP23624091A JP23624091A JP3001302B2 JP 3001302 B2 JP3001302 B2 JP 3001302B2 JP 23624091 A JP23624091 A JP 23624091A JP 23624091 A JP23624091 A JP 23624091A JP 3001302 B2 JP3001302 B2 JP 3001302B2
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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
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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、カメラのピント合せ
(AF)の技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique of camera focusing (AF).

【0002】[0002]

【従来の技術】カメラの測距装置は大きく分けて被写体
の輝度情報にもとづくパッシブ方式と、被写体に対し測
距用光を投光しその反射信号光に従って測距を行なうア
クティブ方式の2つがある。上記アクティブ方式の三角
測距AFにおいては、測距用光が正しく被写体に投射さ
れていることを前提として成り立つ技術である。
2. Description of the Related Art There are two types of distance measuring devices for a camera: a passive type based on luminance information of a subject, and an active type which emits distance measuring light to the subject and measures the distance in accordance with the reflected signal light. . The triangulation AF of the active method is a technique that is realized on the premise that light for distance measurement is correctly projected on a subject.

【0003】この技術を図12をもとに説明する。赤外
発光ダイオード(IRED)20より、投光レンズ22
を介して被写体23に投光された光信号は、受光レンズ
24を介し、光位置検出装置(PSD)25に入射す
る。この入射位置xは投受光レンズの主点間距離S、受
光レンズの焦点距離fが一定であることから、 x=S・f/l …(1) として、被写体距離lの関数として決まる。
[0003] This technique will be described with reference to FIG. A light emitting lens 22 from an infrared light emitting diode (IRED) 20;
The light signal projected onto the subject 23 through the light receiving lens 24 enters a light position detecting device (PSD) 25 through a light receiving lens 24. The incident position x is determined as a function of the subject distance l as x = S · f / l (1) since the distance S between the principal points of the light emitting and receiving lens and the focal length f of the light receiving lens are constant.

【0004】 つまり、1は、光の入射位置xによって
求めることができるが、このxを検出するのが、公知の
光位置検出素子(PSD)25である。PSDは
の2つの信号を出力し、この場合、 /(I
/(I +I =(a+x)/t=(a
+S・f/l)/t …(2)の関係を持つ。ここでt
はPSDの長さ、aはPSD端部からPSDと受光レン
ズ光軸がクロスするポイントまでの距離である。
That is, 1 can be obtained from the incident position x of light, and this known x is detected by a known light position detecting element (PSD) 25. PSD is I A,
Outputs two signals of I B, in this case, I A / (I A +
I B) is I A / (I A + I B) = (a + x) / t = (a
+ S · f / l) / t (2) Where t
Is the length of the PSD, and a is the distance from the end of the PSD to the point where the PSD and the optical axis of the light receiving lens cross.

【0005】 なお、投光部が、図のようにYだけ基線
長方向にズレた場合、投受光レンズの焦点距離が等しい
時、同一距離の被写体から返ってくる反射信号光の入射
位置もPSD25の上でYだけシフトする。つまり、こ
の時、(1)式とは異なり、lとxの関係は、 x−Y=S・f/l …(3) となる。従って、(2)式は /(I +I =(a+x)/t=(a+Y+S・f/l)/t…(4) となり、(2)式に対し、Y/tだけ補正しないと、正
しい測距ができない。
When the light projecting unit is displaced by Y in the base line length direction as shown in the drawing, when the focal lengths of the light projecting and receiving lenses are equal, the incident position of the reflected signal light returned from the subject at the same distance is also PSD25. Shift by Y over That is, at this time, unlike the expression (1), the relationship between l and x is as follows: x−Y = S · f / l (3) Therefore, the expression (2) becomes I A / (I A + I B ) = (a + x) / t = (a + Y + S · f / l) / t (4), and the expression (2) is corrected by Y / t. Otherwise, correct distance measurement will not be possible.

【0006】さて、この図12では、光線を直線として
表現しているが、実際は光源として完全な点光源はあり
えず、投光ビームは、被写体に投影時、図13(a)の
ように広がりを持つ。
In FIG. 12, light rays are represented as straight lines. However, in practice, a perfect point light source cannot be used as a light source, and the projected beam spreads as shown in FIG. have.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、投光ビー
ムが、完全に被写体に投射されている時は、正しく測距
できるが、従来のアクティブ式三角測距AFの場合、図
13(b)のように、投光ビームが一部欠けた(スポッ
ト欠け)時、被写体からはずれた部分の光は受光され
ず、PSD上に結ばれるスポット像は、重心のズレを起
こし、正しい測距がなされなくなってしまう。
As described above, when the light beam is completely projected on the subject, the distance can be measured correctly. However, in the case of the conventional active triangulation AF, FIG. ), When the projection beam is partially missing (spot missing), the light of the part deviating from the subject is not received, and the spot image formed on the PSD shifts the center of gravity, and correct distance measurement is not possible. Will not be done.

【0008】本発明の測距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、投光ス
ポットの形状を変化させることによって、投光スポット
が被写体から欠けた時の誤測距を防止可能な測距装置を
提供することにある。
The distance measuring apparatus of the present invention has been made in view of such a problem, and its purpose is to change the shape of the light projecting spot so that the light projecting spot is lost from the subject. It is an object of the present invention to provide a distance measuring device capable of preventing erroneous distance measurement.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明に係る測距装置は、被写体に向けて投
射光を投光する投光手段と、上記被写体からの反射光を
受光する受光手段と、上記受光手段の出力に基づいて上
記反射光の受光位置に応じた上記被写体距離を演算する
距離演算手段とを具備する測距装置において、上記投光
手段は、同時に投光すると1つのスポット光となり、個
別に投光すると上記スポット光の一部となる、隣接する
複数の投光部を有し、上記複数の投光部による投射光を
同時に投光させる第1の投光モードと、上記複数の投光
部による投射光を時系列的に投光させる第2の投光モー
ドとを有していて、複数の投光パターンに切換えて投光
制御する投光制御手段を具備する。また、第2の発明に
係る測距装置は、第1の発明に係る測距装置において、
上記投光制御手段によって上記複数の投光パターンで時
系列的に投光した際に、上記複数の投光パターンに応じ
て得られる上記距離演算手段による上記被写体距離の演
算結果に基づいて、上記第1の投光モードによる投射光
が均一に被写体上に照射されたか否かを判定する判定手
段を具備している。また、第3の発明に係る測距装置
は、第1の発明に係る測距装置において、上記投光手段
は、1つのチップ上に形成した発光素子と、該発光素子
に複数分割形成した電極を有し、また上記投光制御手段
は、各電極への通電の組み合せにより上記発光素子の発
光領域を切換える。
In order to achieve the above object, a distance measuring apparatus according to a first aspect of the present invention comprises a light projecting means for projecting projection light toward a subject, and a reflected light from the subject. And a distance calculating means for calculating the subject distance according to the light receiving position of the reflected light based on the output of the light receiving means. A first spot light that emits one spot light, and which becomes a part of the spot light when individually projected, has a plurality of adjacent light projecting units, and simultaneously projects light projected by the plurality of light projecting units. A projection control mode that has a projection mode and a second projection mode for projecting the projection light from the plurality of projection units in a time-series manner, and switches to a plurality of projection patterns to control the projection. Means. Further, the distance measuring device according to the second invention is the distance measuring device according to the first invention,
When the light projection control unit emits light in a time series with the plurality of light projection patterns, based on a calculation result of the subject distance by the distance calculation unit obtained according to the plurality of light projection patterns, A determination unit is provided for determining whether or not the projection light in the first projection mode is uniformly irradiated on the subject. The distance measuring apparatus according to a third aspect of the present invention is the distance measuring apparatus according to the first aspect, wherein the light projecting means includes a light emitting element formed on one chip and an electrode divided and formed on the light emitting element. And the light emission control means switches a light emitting area of the light emitting element by a combination of energization to each electrode.

【0010】[0010]

【作用】すなわち、第1の発明に係る測距装置では、投
光手段によって被写体に向けて投射光を投光し、受光手
段によって上記被写体からの反射光を受光して、上記受
光手段の出力に基づいて距離演算手段によって上記反射
光の受光位置に応じた上記被写体距離を演算して測距を
行うにあたって、上記投光手段を、同時に投光すると1
つのスポット光となり、個別に投光すると上記スポット
光の一部となる、隣接する複数の投光部を持たせて構成
し、上記複数の投光部による投射光を同時に投光させる
第1の投光モードと、上記複数の投光部による投射光を
時系列的に投光させる第2の投光モードとを有する投光
制御手段によって複数の投光パターンに切換えて投光制
御するようにする。また、第2の発明に係る測距装置で
は、第1の発明に係る測距装置において、上記投光制御
手段によって上記複数の投光パターンで時系列的に投光
した際に、上記複数の投光パターンに応じて得られる上
記距離演算手段による上記被写体距離の演算結果に基づ
いて、上記第1の投光モードによる投射光が均一に被写
体上に照射されたか否かを判定手段によって判定するよ
うにする。また、第3の発明に係る測距装置では、第1
の発明に係る測距装置において、上記投光手段を、1つ
のチップ上に形成した発光素子と、該発光素子に複数分
割形成した電極を持たせて構成し、また、各電極への通
電の組み合せにより上記発光素子の発光領域を上記投光
制御手段によって切換えるようにする。
That is, in the distance measuring apparatus according to the first invention, the light projecting means projects the projection light toward the subject, the light receiving means receives the reflected light from the subject, and the output of the light receiving means. When performing distance measurement by calculating the subject distance according to the light receiving position of the reflected light by the distance calculating means based on
A plurality of adjacent light projecting portions, which become one spot light and become a part of the spot light when individually projected, and configured to simultaneously project the light projected by the plurality of light projecting portions. A light projection control unit having a light projection mode and a second light projection mode for projecting the light projected by the plurality of light projection units in chronological order is switched to a plurality of light projection patterns to perform light emission control. I do. Further, in the distance measuring apparatus according to the second invention, in the distance measuring apparatus according to the first invention, when the light projection control means emits the light in a time series in the plurality of light emission patterns, Based on the result of the calculation of the subject distance by the distance calculation means obtained in accordance with the light projection pattern, the determination means determines whether or not the projection light in the first light projection mode is uniformly applied to the subject. To do. In the distance measuring apparatus according to the third invention, the first
In the distance measuring apparatus according to the invention, the light projecting means is constituted by having a light emitting element formed on one chip and an electrode formed by dividing the light emitting element into a plurality of pieces, and energizing each electrode. The light emitting area of the light emitting element is switched by the light emitting control means by the combination.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の第1の実施例
を述べる。この実施例においては、図13(b)のよう
なスポット欠けが起きた時、図13(c)のような投光
スポットでの測距を行なうことにより、正しい測距及び
スポット欠けの判定を可能にしたものであり、具体的に
は図2に示すような構造を有するIREDを利用しよう
とするものである。まず、ここで図3に従来のIRED
の構造を示す。(a)はその断面図であり、(b)はそ
の外観、(c)は発光スポットの形状である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, when a spot missing as shown in FIG. 13B occurs, the distance is measured at the light projecting spot as shown in FIG. This is made possible, and more specifically, an IRED having a structure as shown in FIG. 2 is to be used. First, FIG. 3 shows a conventional IRED.
The structure of is shown. (A) is a sectional view, (b) is its appearance, and (c) is the shape of a light emitting spot.

【0012】2と4は電極であり、一方は、ワイヤボン
ディング15を介して、リード13に、一方は直接リー
ド11に電気的に接続されており、リード13,11間
に電流を流すことにより、活性領域7にてキャリアの再
結合が行なわれ、発光が始まる。17はそれをとり出す
ための電極開口部である。
Reference numerals 2 and 4 denote electrodes, one of which is electrically connected to a lead 13 via a wire bonding 15 and the other of which is directly connected to a lead 11. Then, carriers are recombined in the active region 7, and light emission starts. Reference numeral 17 denotes an electrode opening for taking out the electrode.

【0013】ここで、図3(a)の断面図に戻ると、1
0はIREDチップ上に各機能を持つ層を形成するため
の基板であり、III −V族化合物半導体であるGaAs
が使われる。6,7,8の各層は、一般にダブルヘテロ
構造をなす部分で、GaAsの活性層7をはさんでより
バンドギャップの広いn型GaAlAs層6、p型Ga
AlAs層8がクラッド層をなしており、キャリアのと
じこめによる効率的な電気−光変換を行なうように工夫
されている。
Here, returning to the sectional view of FIG.
Reference numeral 0 denotes a substrate for forming layers having various functions on the IRED chip, and GaAs, which is a III-V group compound semiconductor,
Is used. Each of layers 6, 7, and 8 is a part generally forming a double hetero structure, and has an n-type GaAlAs layer 6 having a wider band gap and a p-type Ga
The AlAs layer 8 forms a cladding layer, and is designed to perform efficient electro-optical conversion by binding carriers.

【0014】 また、層9はブロック層と呼ばれ、n型
のGaAsで形成されており、電流を層4から層2へと
流す時、層8との間が逆バイアスとなるため、電流は、
中央の電流狭部18にしか流れず、開口部17の下部
の活性領域に大きな電流密度で電流が流しこまれる。
The layer 9 is called a block layer and is made of n-type GaAs. When a current flows from the layer 4 to the layer 2, a reverse bias is applied between the layer 9 and the layer 8. ,
Not flow only in the middle of the current narrow unit 18, a current is crowded run at high current density in the lower part of the active region of the opening 17.

【0015】 活性層7で発生した赤外光の波長域で
は、GaAlAsの透過率はきわめて高く、開口部17
からは電流狭部18及び開口部17の形状に応じた図
3(c)のようなスポットの光が得られる。本発明はこ
のような構造のIREDの電極部の形状を工夫して、活
性層7に送入される電流の流れを変えて、発光形状を変
えようとするものである。図2がその概観図で、図3の
電極2は、2a,2bと分割され、電極4は、中央部5
と、それをはさむ形で、4a,4bの3つの部分に分割
されている。
In the wavelength range of the infrared light generated in the active layer 7, the transmittance of GaAlAs is extremely high,
From the spot of the light as shown in FIG. 3 in accordance with the shape of the current narrow portion 18 and the opening 17 (c) is obtained. In the present invention, the shape of the electrode portion of the IRED having such a structure is devised to change the flow of current supplied to the active layer 7 to change the light emission shape. FIG. 2 is a schematic view thereof, and the electrode 2 in FIG. 3 is divided into 2a and 2b, and the electrode 4 is
, And is divided into three parts 4a and 4b.

【0016】これらの電極を使い分けることにより、上
記電流の流れの変化を可能とした。図1は、このような
IRED30を用い、投受光レンズ31,32及びPS
D33からなる本発明の投受光光学系の概念図である。
By using these electrodes properly, it is possible to change the current flow. FIG. 1 shows a light projecting / receiving lens 31, 32 and PS using such an IRED 30.
It is a conceptual diagram of the light projection / reception optical system of this invention which comprises D33.

【0017】 図1において、PSD33の電流出力
,I はプリアンプ35,36で増幅され、それを対
数圧縮して差をとるような公知の演算回路37で、
(2)式で示した /(I +I の演算を行な
い、ワンチップマイコン等で構成された演算制御回路
(CPU)38に入力することで、距離の演算が行なえ
るようになっている。CPU38は、電流源I
,Iを制御することによりAF用光の形状も制御
でき、その測距結果に従って、図示していないピント合
せ用光学系のピント合せ距離を決定する作用を持つ。以
下に、図4を参照して、このIREDの電流制御と発光
形態について説明する。
In FIG. 1, the current output I of the PSD 33
A, I B is amplified by a preamplifier 35 and 36, the known arithmetic circuit 37 as a difference in logarithmic compression it,
By performing the calculation of I A / (I A + I B ) shown in the equation (2) and inputting it to the calculation control circuit (CPU) 38 composed of a one-chip microcomputer or the like, the calculation of the distance can be performed. Has become. The CPU 38 includes a current source I 1 ,
By controlling I 2 and I 3 , the shape of the AF light can also be controlled, and has the effect of determining the focusing distance of a focusing optical system (not shown) according to the distance measurement result. Hereinafter, the current control and the light emission mode of the IRED will be described with reference to FIG.

【0018】(a)は電極2bと4bの間に電流I2
流したもので、図の右側に電流が集中するため、(b)
のように右側に偏った発光パターンbが得られる。ま
た、(c)は電流I3 を電極2aと4aの間に流した状
態を示しており、図の左側に集中して電流が流れるた
め、(d)のようにdで示したパターンの発光スポット
が得られる。
FIG. 3A shows a current I 2 flowing between the electrodes 2b and 4b. Since the current is concentrated on the right side of FIG.
A light emission pattern b deviated to the right as shown in FIG. (C) shows a state in which the current I 3 flows between the electrodes 2a and 4a. Since the current flows intensively on the left side of the figure, the light emission of the pattern shown by d as in (d) is shown. A spot is obtained.

【0019】さらに、(e)のように電極2a,2b及
び5の間に電流を流すと、(f)のように開口部17の
中央部が帯状に光ることとなる。この発光パターンをc
とする。
Further, when an electric current is applied between the electrodes 2a, 2b and 5 as shown in (e), the central portion of the opening 17 shines in a band as shown in (f). This light emission pattern is c
And

【0020】また、電流源I1 ,I2 ,I3 を同時にO
Nすると、図3のIREDとほぼ同じ電流の流れ方をす
るので、発光スポットは、ほぼ開口部17の形状と同じ
になり、図3(c)で、示したaの発光パターンをと
る。以上のように、電流源I1 ,I2 ,I3 に従って発
光パターンが切り換えられる。以上、IREDの制御を
まとめると図10のごとく示される。
The current sources I 1 , I 2 and I 3 are simultaneously turned on.
When N, the flow of the current is almost the same as that of the IRED in FIG. 3, so that the light emission spot has almost the same shape as the opening 17, and the light emission pattern of a shown in FIG. As described above, the light emission pattern is switched according to the current sources I 1 , I 2 and I 3 . The control of the IRED is summarized as shown in FIG.

【0021】図1は、以上説明したIREDを、30と
して構成した測距装置である。IRED30の光は投光
レンズ31を介し、被写体に向けて投射されるが、その
反射光スポットが受光レンズ32を介して、PSD33
上に結像している様子を示したのが、34のb,c,d
である。開口部形状のままの発光をaとすると、b,
c,dを合せた領域が光る状態がaとなる。
FIG. 1 shows a distance measuring apparatus in which the above-described IRED is configured as 30. The light of the IRED 30 is projected through the light projecting lens 31 toward the subject, and the reflected light spot is projected through the light receiving lens 32 to the PSD 33.
34, b, c, and d indicate that the image is formed above.
It is. If the light emission with the shape of the opening is a, b, b
The state where the area where c and d are combined shines is a.

【0022】さて、この図において、容易に理解できる
ように、パターンaの発光時と、パターンcの発光時
は、基線長方向の光スポットの重心が、同一距離からの
反射光の場合、略等しいと考えることができるが、b又
はdの発光パターンでの測距時、同一距離の被写体であ
っても、PSD上での入射スポット位置にaのパターン
での測距時に比べ、ズレが生じる。
In this figure, as can be easily understood, when the light is emitted from the pattern a and the light is emitted from the pattern c, when the center of gravity of the light spot in the base line length direction is a reflected light from the same distance, the light is substantially emitted. Although it can be considered to be equal, even when the distance is measured with the b or d light emission pattern, even if the subject is at the same distance, there is a difference in the incident spot position on the PSD as compared with the distance measurement with the pattern a. .

【0023】これは、すでに図12及び式(4)によっ
て説明した方法での補正が必要であり、CPU38が
a,cのパターンでの測距に対し、(4)式における量
Y/tだけ補正した演算を行なえば、正しい測距結果を
得ることができる。
This requires correction by the method already described with reference to FIG. 12 and equation (4), and the CPU 38 performs distance measurement in the patterns a and c by the amount Y / t in equation (4). By performing the corrected calculation, a correct distance measurement result can be obtained.

【0024】図1のように配置された測距系の場合、被
写体距離が近くなるに従ってPSDに入射する信号光は
Nの方向に、遠くなるに従ってFの方向に移動する。つ
まり、図13(b)のように、スポット欠けが起きた場
合、例えば、スポットbの部分が欠けたとすると、スポ
ットaの測距結果は、遠側にずれることとなる。そして
dの投光スポットによる測距結果は正しい値となる。
In the case of the distance measuring system arranged as shown in FIG. 1, the signal light incident on the PSD moves in the direction of N as the subject distance decreases and moves in the direction of F as the distance increases. That is, as shown in FIG. 13B, when a spot is missing, for example, if the spot b is missing, the distance measurement result of the spot a is shifted to the far side. Then, the distance measurement result by the light projection spot of d becomes a correct value.

【0025】また反対にスポットdの部分が欠けたとす
ると、スポットaを使っての測距結果は、近側にずれる
こととなる。そして、bの投光スポットによる測距結果
が正しい値となる。
On the other hand, if the spot d is missing, the result of distance measurement using the spot a will be shifted to the near side. Then, the distance measurement result by the light projection spot b becomes a correct value.

【0026】このようにして、アクティブAFの問題点
であるスポット欠けによる誤測距を防止することができ
る。つまり、図5に示すように、l0 の距離にいる被写
体に対し、状態1のようにスポット欠けがなく、AF用
光が被写体に当った場合は、従来のAFでも正しく測距
できるが、次の2,3,4,5の状態では、前述のPS
D上のスポット重心移動によって誤測距となる。
In this way, it is possible to prevent erroneous distance measurement due to spot missing, which is a problem of active AF. That is, as shown in FIG. 5, to a subject who is at a distance of l 0, there is no spot eclipse as state 1, when the AF light strikes the object, can be correctly ranging Any conventional AF, In the following states 2, 3, 4, and 5, the PS
Movement of the center of gravity of spot D causes erroneous distance measurement.

【0027】本発明は、a,b,c,dの各スポットで
の測距情報を順次入力することによって、上述のスポッ
ト欠け状態を判別し誤測距をなくそうとするものであ
る。ただし、図5の6の状態は、スポットが完全にはず
れてしまっているので、こうした場合は、複数のポイン
トを測距する公知のマルチAFにて対策するしかなく、
今回の発明にて対応できるものではない。以下に、図6
のフロ−チャ−トを参照して、図5の2〜5の状態を判
別して誤測距をなくす方法を説明する。
In the present invention, the distance measurement information at each of the spots a, b, c, and d is sequentially inputted, thereby discriminating the above-described spot missing state and eliminating erroneous distance measurement. However, in the state of 6 in FIG. 5, since the spot is completely deviated, in such a case, a countermeasure must be taken with a known multi-AF that measures a plurality of points.
It cannot be dealt with by the present invention. Below, FIG.
A method for determining the states 2 to 5 in FIG. 5 and eliminating erroneous distance measurement will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0028】まず、ステップS1〜4は、すでに説明し
たように、スポットの形状を変えながら測距結果をCP
Uに入力していく過程である。ステップS5以降のa,
b,c,dは、各スポット状態での測距結果をあらわす
ものとする。
First, in steps S1 to S4, as described above, the distance measurement result is converted to the CP while changing the shape of the spot.
This is the process of inputting to U. A, after step S5
b, c, and d represent the distance measurement results in each spot state.

【0029】ステップS5では、どのスポットでの測距
も、無限遠の測距結果を示した状態を判別しており、ち
ょうど図5の6の状態のようなシチュエーションを考え
ていて、この時はステップS10でピント合せ用レンズ
を∞へくり出す。
In step S5, a state in which a distance measurement result at infinity is shown in any spot is determined, and a situation like state 6 in FIG. 5 is considered. In step S10, the focusing lens is uncovered.

【0030】次にステップS6では、スポットaでの測
距結果と基線長方向に分割投光されたスポットb及びd
の測距結果が略等しいかどうかを判定している。この時
これらが等しければ、図5の1の状態が判別されたはず
で、この時ステップS11によって最も光量の多い、a
の測距結果を重視してピント合せレンズをくり出し制御
する。
Next, at step S6, the distance measurement result at the spot a and the spots b and d divided and projected in the base line length direction are obtained.
It is determined whether or not the distance measurement results are substantially equal. At this time, if they are equal, the state of 1 in FIG. 5 should have been discriminated.
Focusing lens is controlled by focusing on the result of distance measurement.

【0031】次に、ステップS7では、基線長方向に分
割されたIREDスポットのうち、最も受光側に近いb
のスポットに関して判定を行なう。つまり、図5の状態
4,5においてはbの測距データが正しく、aの測距デ
ータがまちがっているからで、すでに説明したように、
状態4,5では、投受光系及びIREDの配置から(図
1参照)、スポットaの測距結果は実際距離l0 より遠
い側にシフトしていることから、これが判別できるわけ
である。
Next, in step S7, of the IRED spots divided in the base line length direction, b
Is determined for the spot of. That is, in the states 4 and 5 in FIG. 5, the distance measurement data of b is correct and the distance measurement data of a is incorrect.
In state 4, 5 (see FIG. 1) from the arrangement of the light projecting and receiving systems and IRED, the measurement result of the spot a is not because it is shifted farther than the actual distance l 0, which can be determined.

【0032】 つまり、測距結果の差をαとすると、
テップS7では、bの結果よりaの結果が遠距離と出て
おり、なおかつ、その程度が∞といった極端なものでは
なく、a−α<bの関係に入っている場合のみを判定す
る。例えば、スポットaがスポット欠けすることなく、
PSDに入射した状態を図7(a)に示す。図12にお
いて、S=50mm、f=14mmとすると、1=3m
の場合、xは、x=S・f/l=50×16/3000
=800/3000=0.26となる。一方、スポット
が半分欠けた例を、図7(b)に示すが、重心がφ/4
ズレたとすると、φを0.36として、x′=0.26
−φ/4=0.26−0.09=0.17。従って、こ
の状態をまちがえて演算したとしても、1は
That is, assuming that the difference between the distance measurement results is α, in step S 7, the result of a is longer than the result of b, and the degree is not extreme, such as ∞, but is a−α. It is determined only when the relation of <b is satisfied. For example, spot a does not lack a spot,
FIG. 7A shows a state of incidence on the PSD. In FIG. 12, if S = 50 mm and f = 14 mm, 1 = 3 m
In the case of x, x = S · f / l = 50 × 16/3000
= 800/3000 = 0.26. On the other hand, FIG. 7B shows an example in which the spot is partially missing, and the center of gravity is φ / 4.
If it is shifted, φ is set to 0.36 and x ′ = 0.26
−φ / 4 = 0.26−0.09 = 0.17. Therefore, even if this state is incorrectly calculated, 1 is

【0033】l=S・f/x′=50×16/0.17
となるから、これを計算するとlは約4.7mとなり、
これより、3mに対しての誤差は、+1.7mとなる。
つまり、このαは、±2m程度と考えればよい。ステッ
プS7から、ステップS12に分岐した時、レンズはス
ポットbの測距結果に対し、くり出しを行なう。また、
欠けぐあいを判定して、aの測距結果に対して補正をか
けるようにしてもよい。
1 = S · f / x ′ = 50 × 16 / 0.17
Calculating this, l is about 4.7 m,
Thus, the error for 3 m is +1.7 m.
That is, α may be considered to be about ± 2 m. When the process branches from step S7 to step S12, the lens extracts the distance measurement result of the spot b. Also,
It is also possible to determine the gap and correct the distance measurement result of a.

【0034】ステップS8は、反対に、スポットbが欠
けた時の判定で、dのスポットは正しく測距しているに
もかかわらずaの測距結果は実際距離l0 より近い側に
シフトするので、これによって欠けを判定する。つま
り、ステップS8では図5の状態2,3の判定を行って
おり、ステップS13で、dに対してくり出せば正しい
ピントが得られる。又は、aの測距結果を、ステップS
12とは反対に遠側に補正してもよい。
[0034] Step S8 is the opposite, the determination of when the missing spot b, d of the spot is shifted to the side distance measurement result is closer than the actual distance l 0 of a Despite the distance measuring correctly Therefore, the lack is determined by this. That is, in step S8, the determination of the states 2 and 3 in FIG. 5 is performed, and in step S13, correct focus can be obtained by extracting d. Alternatively, the distance measurement result of a
Contrary to 12, correction may be made to the far side.

【0035】ステップS8がNへ分岐した場合は図5の
状態1〜6までのいずれでもなく何か異常な状態になっ
ていると考えられる。この場合は最も欠けの心配のな
い、cの測距結果に従ってレンズのピント合せを行なえ
ばよい。
If the step S8 branches to N, it is considered that some abnormal state has occurred, rather than any of the states 1 to 6 in FIG. In this case, the lens should be focused in accordance with the distance measurement result of c, which has the least fear of chipping.

【0036】ここで、ステップS12、ステップS13
で述べたスポットaの測距結果に対する補正であるが、
発光面積等を考慮した場合、aのスポットは、b,c,
dに比べ出力エネルギーが大きく、その状態での測距が
最もS/N的に有利である。従って、このaの測距結果
を有効に活用すべく、例えば、図7(b)のような状態
を判別することによって、φ/4だけaの測距結果をシ
フトしてやればaの測距結果の誤差の補正が可能とな
る。仮に、図7(b)でのスポットaでの測距結果を
l′とすると、正しいlはφをほぼ0.36と考えると
き、S、fは固定値なので、 l=S・f/x=S・f/(S・f/l+φ/4) …(5) として、CPU38によって求めることができる。
Here, steps S12 and S13
Correction for the distance measurement result of spot a described in
When the light emission area and the like are considered, the spot of a is b, c,
The output energy is larger than d, and distance measurement in that state is most advantageous in S / N. Therefore, in order to effectively utilize the distance measurement result of a, the distance measurement result of a is shifted by φ / 4 by determining the state shown in FIG. 7B, for example. Can be corrected. Assuming that the distance measurement result at the spot a in FIG. 7 (b) is l ′, when the correct l is that φ is approximately 0.36, S and f are fixed values, so l = S · f / x = S · f / (S · f / l + φ / 4) (5)

【0037】図8は、本発明の第2の実施例を示したも
ので、ここでは、IRED30は、図9のように3つの
チップ54,55,56からなるアレイ状のものを利用
する。
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the IRED 30 uses an array of three chips 54, 55 and 56 as shown in FIG.

【0038】 チップ54,55,56は、周知の赤外
発光ダイオードのチップであり、図3で説明したような
電流狭部を持たないダブルヘテロ構造のもの、あるい
は単なるPN接合型のものでもよい。これらは、一方の
電極を共通のフレーム53の上に接続され、もう一方の
電極はワイヤーボンディングを介してフレーム50,5
1,52に接続されており、この3つのリードフレーム
のいずれに通電するかによって各チップの独立な点打が
可能となっている。
The chips 54, 55 and 56 is a chip of known infrared emitting diodes, for the double hetero structure having no current narrow unit as described in Figure 3, or be of a mere PN junction Good. These have one electrode connected to a common frame 53 and the other electrode connected to the frames 50, 5 via wire bonding.
1 and 52, and independent chipping of each chip is possible depending on which of the three lead frames is energized.

【0039】従って、CPU38が、図8に示したよう
に、電流源I4 ,I5 ,I6 を制御することによって、
IRED30が投光素子31を介して被写体を照射する
スポットパターン形状は、図11のa〜dに示したよう
に変化させることが可能となる。
Therefore, the CPU 38 controls the current sources I 4 , I 5 , and I 6 as shown in FIG.
The spot pattern shape in which the IRED 30 irradiates the subject via the light projecting element 31 can be changed as shown in FIGS.

【0040】このIREDアレイはその発光パターンを
基線長方向に変化させ、これにより図5で説明したのと
同様の方法によってスポット欠けを検知することができ
る。この実施例は、隣接したチップによる反射有害光の
影響が大きく、チップサイズがあまり小さくできないと
いう難点があるもののコスト面で有利になるものがある
と考えられる。
In this IRED array, the light emission pattern is changed in the base line length direction, so that spot missing can be detected by a method similar to that described with reference to FIG. This embodiment is considered to be advantageous in terms of cost although there is a problem that the harmful light reflected by the adjacent chip has a large effect and the chip size cannot be reduced too much.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
投光スポットの形状を変化させることができる発光素子
を提供できる。また、それを利用して従来のアクティブ
式三角測距方式の弱点である投光スポットが被写体から
欠けた時の誤測距を防止することができる。
As described above, according to the present invention,
A light emitting element capable of changing the shape of a light projection spot can be provided. Also, by utilizing this, it is possible to prevent erroneous distance measurement when a light projection spot, which is a weak point of the conventional active triangulation, is missing from the subject.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例にかかる測距装置の構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に使用されるIREDの構造
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a structure of an IRED used in one embodiment of the present invention.

【図3】図3(a)は従来のIREDの構造の断面図で
あり、図3(b)はその外観図であり、図3(c)は発
光スポットの形状を示す図である。
3A is a cross-sectional view of the structure of a conventional IRED, FIG. 3B is an external view thereof, and FIG. 3C is a view showing a shape of a light emitting spot.

【図4】図4(a)〜(f)はIREDの電流制御とそ
の発光形態を説明するための図である。
FIGS. 4A to 4F are diagrams for explaining current control of the IRED and a light emission mode thereof.

【図5】被写体にあたる投光スポットの各状態に応じて
どの投光スポットの測距結果が選択されるかを説明する
ための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining which of the light emitting spots corresponding to the respective states of the light emitting spots selects the distance measurement result.

【図6】図5の各状態に応じて正しい測距結果を得るた
めの手順を示すフロ−チャ−トである。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for obtaining a correct distance measurement result according to each state of FIG.

【図7】図7(a)はスポットaがスポット欠けするこ
となくPSDに入射した状態を示す図であり、図7
(b)はスポットが半分欠けた状態を示す図である。
FIG. 7A is a diagram showing a state in which a spot a is incident on a PSD without chipping, and FIG.
(B) is a diagram showing a state where a spot is partially missing.

【図8】本発明の第2の実施例にかかる測距装置の構成
図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図9】図8のIREDの一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of the IRED of FIG. 8;

【図10】電流源に従って発光パタ−ンを切り換えるI
REDの制御をまとめた図である。
FIG. 10 shows an example of switching light emission patterns according to a current source.
It is the figure which summarized control of RED.

【図11】本発明の第2の実施例にかかるIREDの制
御をまとめた図である。
FIG. 11 is a diagram summarizing the control of the IRED according to the second embodiment of the present invention.

【図12】従来の三角測距AF装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a conventional triangulation AF device.

【図13】図13(a)〜(c)は投光ビ−ムが被写体
から一部欠けたときに発生する問題を説明するための図
である。
FIGS. 13 (a) to 13 (c) are diagrams for explaining a problem that occurs when the projection beam is partially missing from a subject.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,4…電極、30…IRED、31…投光レンズ、3
2…受光レンズ、33…PSD、34…発光パタ−ン、
37…演算回路、38…CPU。
2,4 ... electrode, 30 ... IRED, 31 ... light projection lens, 3
2: light receiving lens, 33: PSD, 34: light emission pattern,
37: arithmetic circuit, 38: CPU.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被写体に向けて投射光を投光する投光手
段と、 上記被写体からの反射光を受光する受光手段と、 上記受光手段の出力に基づいて上記反射光の受光位置に
応じた上記被写体距離を演算する距離演算手段と、 を具備する測距装置において、 上記投光手段は、同時に投光すると1つのスポット光と
なり、個別に投光すると上記スポット光の一部となる、
隣接する複数の投光部を有し、上記複数の投光部による投射光を同時に投光させる第1
の投光モードと、上記複数の投光部による投射光を時系
列的に投光させる第2の投光モードとを有していて、複
数の投光パターンに切換えて投光制御する投光制御手
段、を具備することを 特徴とする測距装置。
1. A light projecting means for projecting a projection light toward a subject, a light receiving means for receiving reflected light from the subject, and a light receiving position of the reflected light based on an output of the light receiving means. in the distance measuring apparatus comprising a distance calculating means for calculating the object distance, the light projecting means comprises a when projected simultaneously one spot beam, a part of the spot light when individually to project,
A first light-emitting device having a plurality of light-projecting portions adjacent to each other and simultaneously projecting the light projected by the light-emitting portions;
And the projection mode of the multiple
And a second light emitting mode for projecting light in a row.
Light emission control hand that controls light emission by switching the number of light emission patterns
A distance measuring device comprising a step .
【請求項2】 上記投光制御手段によって上記複数の投
光パターンで時系列的に投光した際に、上記複数の投光
パターンに応じて得られる上記距離演算手段による上記
被写体距離の演算結果に基づいて、上記第1の投光モー
ドによる投射光が均一に被写体上に照射されたか否かを
判定する判定手段を具備していることを特徴とする請求
項1に記載の測距装置。
2. A calculation result of the subject distance by the distance calculation means, which is obtained in accordance with the plurality of light projection patterns, when the light is projected in time series by the plurality of light projection patterns by the light projection control means. The distance measuring apparatus according to claim 1, further comprising: a determination unit configured to determine whether or not the projection light in the first projection mode is uniformly applied to the subject based on the distance.
【請求項3】 上記投光手段は、1つのチップ上に形成
した発光素子と、該発光素子に複数分割形成した電極を
有し、 また上記投光制御手段は、各電極への通電の組み合せに
より上記発光素子の発光領域を切換えることを特徴とす
る請求項1に記載の測距装置。
3. The light emitting means has a light emitting element formed on one chip and an electrode formed by dividing the light emitting element into a plurality of light emitting elements. 2. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the light emitting area of the light emitting element is switched by a switch.
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