JP3122676B2 - Distance measuring device - Google Patents

Distance measuring device

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JP3122676B2
JP3122676B2 JP26630691A JP26630691A JP3122676B2 JP 3122676 B2 JP3122676 B2 JP 3122676B2 JP 26630691 A JP26630691 A JP 26630691A JP 26630691 A JP26630691 A JP 26630691A JP 3122676 B2 JP3122676 B2 JP 3122676B2
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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】この発明はアクティブ型三角測距
装置に関し、特に積算法によって測距精度を向上させる
二重積分型測距装置の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active triangular distance measuring apparatus and, more particularly, to an improvement of a double integral type distance measuring apparatus which improves distance measuring accuracy by an integrating method.

【0002】[0002]

【従来の技術】被写体に向けて光を投射し、その反射光
を受光することにより被写体までの距離を検出するアク
ティブ型の距離検出装置は、特開昭59−9420号公
報等によって既に周知である。
2. Description of the Related Art An active distance detecting device which projects light toward an object and receives the reflected light to detect the distance to the object is already known from JP-A-59-9420. is there.

【0003】従来、この種の測距装置の測距演算には種
々のタイプがあり、その演算の詳しい説明は、本出願人
が先に提出した特開平1−150809号公報に開示し
てある。上述した何れのタイプにしても、理想的には上
記測距演算出力は、図8に示されるように、被写体距離
の逆数に対する1本の特性線で表される。
Conventionally, there are various types of distance measurement calculation of this kind of distance measurement apparatus, and a detailed description of the calculation is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-150809 filed earlier by the present applicant. . In any of the above-mentioned types, ideally, the distance measurement calculation output is represented by one characteristic line with respect to the reciprocal of the subject distance, as shown in FIG.

【0004】しかしながら、実際は、被写体からの信号
光量は極微なために、光電流検出回路等の、いわゆるラ
ンダムに発生する回路ノイズや、定常光により発生する
ショットノイズに影響されて、ある不確定幅を有する。
例えば、図8に示される直線は、図9に示される斜線部
の不確かさを有した帯状になる。このため、同一距離l
0 に対する演算出力は、確率的にこの帯の内の何れかの
値をとることになる。この不確定幅は、被写体が遠距離
になる程、また被写体の反射率が小さくなる程信号光量
が極微になるので、大きくなる傾向にある。
However, in practice, the signal light quantity from the subject is extremely small, so that it is affected by so-called random circuit noise such as a photocurrent detection circuit and shot noise generated by stationary light, and has a certain uncertainty width. Having.
For example, the straight line shown in FIG. 8 has a band shape with the uncertainty of the hatched portion shown in FIG. Therefore, the same distance l
The calculation output for 0 will stochastically take any value in this band. The uncertainty width tends to increase as the distance of the subject increases and as the reflectivity of the subject decreases, since the signal light amount becomes extremely small.

【0005】測距精度を向上させる手法の1つに積算法
がある。これは、多数回測距した積算値を求める方法で
あり、その1例が本出願人により特開平1−22461
7号公報に既に開示されている。この手法によれば、仮
にN回積算した出力は、1回だけの出力に対して、ばら
つきが1/(N)1/2 に抑制される。すなわち、測距精
度はN1/2 倍向上したことになる。この場合、仮に精度
を4.5倍高めるためには、20回程度の積算を行えば
良いことがわかる。
[0005] One of the techniques for improving the ranging accuracy is an integration method. This is a method of obtaining an integrated value obtained by measuring the distance a number of times. One example is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1-222461.
No. 7 has already disclosed it. According to this method, the output temporarily integrated N times has a variation of 1 / (N) 1/2 with respect to the output only once. Is suppressed. That is, the ranging accuracy is N 1/2 That is a double improvement. In this case, it can be seen that the integration should be performed about 20 times in order to increase the accuracy by 4.5 times.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図10は、積算手段に
よって測距精度が向上された例を示したものである。し
かしながら上記二重積分型測距装置は、コンデンサによ
って積算された測距信号を読出すために、図11(a)
に逆積分波形w1で示されるように、逆積分を行う時間
を必要する。そのため、図11(c)のカウント波形1
で示されるように、1回の測距に要する時間が長くなる
という問題点を有していた。この問題は、特にシャッタ
チャンスを重視するカメラにとっては非常に大きいもの
である。
FIG. 10 shows an example in which the distance measuring accuracy is improved by the integrating means. However, the double integral type distance measuring device reads the distance measuring signal integrated by the capacitor, so that the distance measuring device shown in FIG.
As shown by the inverse integration waveform w1, a time for performing the inverse integration is required. Therefore, the count waveform 1 in FIG.
As shown in the above, there is a problem that the time required for one distance measurement becomes long. This problem is very serious especially for a camera that emphasizes a photo opportunity.

【0007】そこで、逆積分波形w2及び図11(b)
のカウント波形2で示されるように逆積分を行う速さを
上げると、今度は、測距値の分解能が粗くなってしまう
という問題点があった。このため、できるだけ細かなピ
ント合わせをすることが望まれるカメラにとっては、こ
のような解決手法はとることができないものであった。
Therefore, the inverse integrated waveform w2 and FIG.
If the speed of performing the inverse integration is increased as shown by the count waveform 2, there is a problem that the resolution of the distance measurement value becomes coarse. For this reason, such a solution cannot be taken for a camera in which it is desired to focus as finely as possible.

【0008】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、測距の分解能を下げることなく、逆積分に要する時
間を可及的に下げ、測距に要する時間を短縮した新規な
積分型の測距装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a new integration type in which the time required for inverse integration is reduced as much as possible without reducing the resolution of distance measurement and the time required for distance measurement is shortened. An object of the present invention is to provide a distance measuring device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、被
写体に向けて測距用光束をパルス光で複数回投光する投
光手段と、上記被写体からの上記測距用光束の反射光を
受光し、上記被写体の距離に応じた信号電流を出力する
受光手段と、上記信号電流を積分する積分手段と、上記
積分手段の積分値が所定値を越えるまでの上記投光手段
による投光時間の総和を検出する積分時間検出手段とを
具備し、上記積分時間検出手段によって検出された投光
時間の総和に基いて上記被写体までの距離を求めること
を特徴とする。
That is, the present invention provides a light projecting means for projecting a distance measuring light beam to a subject a plurality of times with pulsed light, and receiving reflected light of the distance measuring light beam from the subject. A light receiving means for outputting a signal current corresponding to the distance to the subject; an integrating means for integrating the signal current; and a light emitting time of the light emitting means until the integrated value of the integrating means exceeds a predetermined value. An integration time detecting means for detecting a total sum, wherein a distance to the subject is obtained based on a sum of the light projection times detected by the integration time detecting means.

【0010】またこの発明は、被写体に向けて測距用光
束を所定時間のパルス光で複数回投光する投光手段と、
上記被写体からの上記測距用光束の反射光を受光し、上
記被写体の距離に応じた信号電流を出力する受光手段
と、上記信号電流を積分する積分手段と、上記積分手段
の積分値が所定値を越えるまでの上記投光手段による投
光回数を検出する投光回数検出手段と、上記積分手段の
積分値が所定値を越えるまで上記投光手段による投光を
行い、投光の終了後に、上記積分手段に蓄えられた電荷
を定電流で放電させ、放電開始より上記積分値が上記所
定値に復帰するまでの時間を計測する時間計測手段とを
具備し、上記時間計測手段によって計測された上記時間
と、上記投光回数検出手段による投光回数とに基いて上
記被写体までの距離を求めることを特徴とする。
The present invention also provides a light projecting means for projecting a light beam for distance measurement toward a subject a plurality of times with pulsed light for a predetermined time,
A light receiving unit that receives reflected light of the distance measuring light beam from the subject and outputs a signal current corresponding to the distance to the subject; an integrating unit that integrates the signal current; a light projecting frequency detecting means for detecting the light projection count by said light projecting means to over value, the integral value of the integrating means a light projecting that by the said light projecting means until it exceeds a predetermined value
Performing, after the end of the light projection, discharging the electric charge stored in the integrating means at a constant current, comprising a time measuring means for measuring the time from the start of the discharge until the integrated value returns to the predetermined value, The distance to the object is obtained based on the time measured by the time measuring means and the number of light projections by the number of light projection detecting means.

【0011】[0011]

【作用】この発明の測距装置にあっては、投光手段によ
って被写体に向けて測距用光が断続的に複数回投光さ
れ、上記被写体からの測距用光の反射光が受光手段にて
受光され、被写体までの距離に応じた信号電流が出力さ
れる。この信号電流は積分手段にて積分される。この積
分手段の積分量が所定値を越えるまでの投光回数または
投光時間の総和に基いて、演算手段が被写体距離を求め
る。
In the distance measuring apparatus according to the present invention, the light for distance measurement is intermittently projected a plurality of times toward the object by the light projecting means, and the reflected light of the distance measurement light from the object is received by the light receiving means. And a signal current corresponding to the distance to the subject is output. This signal current is integrated by the integration means. The calculating means obtains the subject distance based on the total number of times of light emission or the light emitting time until the integration amount of the integrating means exceeds a predetermined value.

【0012】[0012]

【実施例】以下図面を参照して、この発明の実施例を説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は、この発明の一実施例を示す測距装
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SPD1A及び1Bが設けられる。また投光
部には、発光素子として1つのIREDチップ2が設け
られている。図2は、これらを正面方向(図1に於ける
矢印X方向)から見た場合の配置図である。
FIG. 1 is a view showing an arrangement of a distance measuring optical system of a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Here, two SPDs 1A and 1B are provided as light receiving elements. In the light projecting section, one IRED chip 2 is provided as a light emitting element. FIG. 2 is an arrangement diagram when these are viewed from the front direction (the direction of arrow X in FIG. 1).

【0014】図1に於いて、投光レンズ3の焦点距離f
T だけ離れた位置に配設された、チップサイズt1 の発
光素子2は、同素子2で発光された光束が、投光レンズ
3で集光されて測距対象物4に向け投射される。同測距
対象物4で反射された光は、投光レンズ3から基線長L
離れて配置された受光レンズ5で集光される。そして、
上記反射光は、受光レンズ5から、その焦点距離fJ
け離れた位置に配設されたSPD1A及び1Bに入射さ
れる。すると、各SPD1A及び1Bには、それぞれ光
電流I1 及びI2 が発生する。これが演算部6に供給さ
れて、測距演算されるようになっている。図3は、同実
施例の測距装置の電気回路図であり、図4(a)〜
(g)は、図3に示される制御回路部から供給される信
号のタイミングチャートである。
In FIG. 1, the focal length f of the light projecting lens 3 is shown.
In the light emitting element 2 having a chip size of t 1 disposed at a position separated by T , the light beam emitted by the element 2 is condensed by the light projecting lens 3 and projected toward the distance measuring object 4. . The light reflected by the distance measuring object 4 is transmitted from the light projecting lens 3 to the base line length L.
The light is condensed by a light receiving lens 5 that is arranged at a distance. And
The reflected light is incident from the light receiving lens 5 on SPDs 1A and 1B disposed at positions separated by a focal distance f J. Then, each SPD1A and 1B, photocurrents I 1 and I 2 are respectively generated. This is supplied to the calculation unit 6 so that the distance measurement calculation is performed. FIG. 3 is an electric circuit diagram of the distance measuring device of the embodiment, and FIG.
(G) is a timing chart of a signal supplied from the control circuit unit shown in FIG.

【0015】この測距装置は、図3に示されるように、
測距対象物に光パルスを投射する投光回路部11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12A及び12B
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13と、この演算出力回路
部13の出力をA/D変換するカウント回路部14と、
上記各回路部に制御信号を送出する制御回路部15とか
ら構成されている。
This distance measuring device is, as shown in FIG.
A light projecting circuit section 11 for projecting an optical pulse onto a distance measuring object, and photocurrent detecting circuit sections 12A and 12B for receiving reflected light from the distance measuring object to detect and amplify a signal pulse photocurrent component.
An arithmetic output circuit unit 13 for obtaining distance information of the subject from the photocurrent superimposed on the bias current, a count circuit unit 14 for A / D converting an output of the arithmetic output circuit unit 13,
And a control circuit section 15 for sending a control signal to each of the circuit sections.

【0016】尚、上記光電流検出回路部12A、12B
は、それぞれ同一構成部材を使用し、且つ同様の構成を
とっているので、ここでは回路部12Aについてのみ説
明して、12Bの回路の構成部材には同一部材の参照番
号のAをBに置き換えて付すに止め、重ねての説明は省
略する。図面、各部に於いても同様である。
The photocurrent detection circuit sections 12A and 12B
Use the same components and have the same configuration. Therefore, only the circuit section 12A will be described here, and the reference numerals A of the same members will be replaced with B in the components of the circuit 12B. And the repeated explanation is omitted. The same applies to the drawings and each part.

【0017】図3に於いて、投光回路部11のIRED
(赤外発光ダイオード)16は、トランジスタ17、抵
抗18、19及びオペアンプ20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21のベー
スが、抵抗22を介して制御回路部15の端子T1 に接
続されている。図4(b)に示されるパルス波形で投射
される上記IRED16からの赤外光のオン、オフ制御
は、制御回路部15の端子T1 の出力信号(図10参
照)により行われる。
In FIG. 3, the IRED of the light emitting circuit 11
The (infrared light emitting diode) 16 is driven with a constant current by a constant current drive circuit including a transistor 17, resistors 18, 19 and an operational amplifier 20. A base of a transistor 21 for controlling ON / OFF of the constant current drive circuit is connected to a terminal T 1 of the control circuit unit 15 via a resistor 22. Infrared light-on from the IRED16 projected by the pulse waveform shown in FIG. 4 (b), the off control is performed by the output signal of the terminal T 1 of the control circuit section 15 (see FIG. 10).

【0018】光電流検出回路部12Aは、オペアンプ2
3A、トランジスタ24Aから成るプリアンプ回路部
と、オペアンプ25A、トランジスタ26Aとその周辺
回路から成る背景光除去回路部と、トランジスタ27
A、28Aから成るカレントミラー回路で構成されてい
る。
The photocurrent detection circuit section 12A includes an operational amplifier 2
3A, a preamplifier circuit section including a transistor 24A, an operational amplifier 25A, a background light removing circuit section including a transistor 26A and peripheral circuits, and a transistor 27.
A, 28A.

【0019】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23Aに供給される。このオペアンプ23Aは、そ
の出力端をトランジスタ24A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。すなわち、トランジスタ26A
によって帰還がかけられるようになっているので、トラ
ンジスタ24Aのベース入力抵抗は、等価的に数10K
Ω程度下げられている。
The signal pulse light current I 1 obtained from the anode of the SPD 1A is supplied to an operational amplifier 23A constituting a preamplifier circuit. The operational amplifier 23A has its output terminal connected to the emitter of the transistor 24A, its inverting input terminal connected to its base, and its non-inverting input terminal connected to the reference power supply Vref. That is, the transistor 26A
As a result, the base input resistance of the transistor 24A is equivalent to several tens of K.
Ω has been lowered.

【0020】背景光除去回路部を構成するオペアンプ2
5Aは、非投光時に制御回路部15の端子T1 の出力信
号の“H(ハイ)”レベルが、抵抗29Aを介してトラ
ンジスタ30A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る。そして、その出力端に接続され
たコンデンサ31Aに、この背景光の明るさに応じた電
荷を蓄積する。それと共に、同コンデンサ31Aとトラ
ンジスタ26A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23Aのバイアス電流成分をトランジスタ26A
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24A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。
An operational amplifier 2 constituting a background light removing circuit section
5A is, "H (high)" level of the non-light-projecting time of the control circuit section 15 terminal T 1 of the output signal of becomes is turned on and activated by applied via resistor 29A to the base of the transistor 30A. Then, a charge corresponding to the brightness of the background light is stored in the capacitor 31A connected to the output terminal. At the same time, the photocurrent component due to the background light of the SPD 1A and the bias current component of the operational amplifier 23A are converted into the transistor 26A by the feedback loop including the capacitor 31A and the transistor 26A.
Is discharged to the ground line as a collector current. As a result, the collector current of the transistor 24A has a value substantially corresponding to the pulse signal photocurrent regardless of the magnitude of the background light.

【0021】投光時には、トランジスタ30Aがオフす
るのでオペアンプ25Aがノンアクティブとなる。しか
し、コンデンサ31Aに蓄積された電荷により、トラン
ジスタ26A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。したがって、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24AでβN 倍されてカレント
ミラー回路27A、28Aによって折り返される。そし
て、演算出力回路部13の圧縮ダイオード37に信号パ
ルス光電流βN 、I1 として注入される。
During light emission, the transistor 30A is turned off, so that the operational amplifier 25A becomes non-active. However, due to the electric charge accumulated in the capacitor 31A, the transistor 26A continues to discharge the photocurrent due to the background light to the ground line. Therefore, the pulse light component obtained by removing the photocurrent due to the background light from the photocurrent obtained from the anode of the SPD 1A is multiplied by β N by the transistor 24A and turned back by the current mirror circuits 27A and 28A. Then, the signal pulse light current β N and I 1 are injected into the compression diode 37 of the operation output circuit unit 13.

【0022】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12Aと同様の動作をす
る光電流検出回路部12Bで、それぞれ処理されて信号
パルス光電流βN 2 として演算出力回路部13に供給
される。
The photocurrent I 2 obtained from the anode of the other SPD 1B is also processed by the photocurrent detection circuit section 12B which operates in the same manner as the above-described circuit section 12A, and the signal pulse photocurrent β N I 2 Is supplied to the arithmetic output circuit unit 13 as

【0023】演算出力回路部13は、トランジスタ3
2、33、34、35、圧縮ダイオード36、37、定
電流源38、及びバッファ回路BUF1 、BUF2 とか
ら成り、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。差動増幅器を形成しているトランジスタ3
2、33の各ベースは、圧縮ダイオード36と37の各
アノードに緩衝増幅器BUF1 、BUF2 を介して接続
され、各エミッタは定電流源38に共通に接続されてい
る。また、トランジスタ33のコレクタは、カレントミ
ラー回路を構成しているトランジスタ34、35の各ベ
ースと、トランジスタ34のコレクタに接続されてい
る。
The operation output circuit section 13 includes the transistor 3
2, 33, 34, and 35, compression diodes 36 and 37, a constant current source 38, and buffer circuits BUF 1 and BUF 2 to constitute a logarithmic expansion circuit for obtaining a distance calculation output. Transistor 3 forming differential amplifier
The bases 2 and 33 are connected to the respective anodes of the compression diodes 36 and 37 via buffer amplifiers BUF 1 and BUF 2, and the emitters are commonly connected to a constant current source 38. The collector of the transistor 33 is connected to the bases of the transistors 34 and 35 forming the current mirror circuit and the collector of the transistor 34.

【0024】ところで、上記圧縮ダイオード36、37
にそれぞれ流れる電流I1b、I2bは、光電流検出回路部
12B及び12A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。したがって、演算出力
回路部13では、上記した電流I1bは、光電流検出回路
部12Bからの信号パルス光電流βN 2 、同様に電流
2bは光電流検出回路部12Aからの信号パルス光電流
βN 1となるから、 I1b=βN 2 2b=βN 1 …(1) である。
By the way, the compression diodes 36, 37
The currents I 1b and I 2b are connected to each other so that the signal pulse photocurrents output from the photocurrent detection circuit units 12B and 12A flow. Therefore, in the arithmetic output circuit section 13, the current I 1b is the signal pulse light current β N I 2 from the photocurrent detection circuit section 12B, and similarly, the current I 2b is the signal pulse light current from the photocurrent detection circuit section 12A. Since the current becomes β NI 1 , I 1b = β NI 2 I 2b = β NI 1 (1).

【0025】故に、トランジスタ33のコレクタ電流I
c は、定電流源38の定電流をIEとすると、 Ic ={I2b/(I1b+I2b)}・IE …(2) となる。よって、演算出力回路部13の出力であるトラ
ンジスタ35のコレクタ電流I1 ′は、上記(1)式を
(2)式に代入して I1 ′={I1 /(I1 +I2 )}・IE …(3) となる。
Therefore, the collector current I of the transistor 33
c, when the constant current of the constant current source 38 and I E, I c = a {I 2b / (I 1b + I 2b)} · I E ... (2). Therefore, the collector current I 1 ′ of the transistor 35, which is the output of the arithmetic output circuit section 13, is obtained by substituting the above equation (1) into the equation (2), I 1 ′ = {I 1 / (I 1 + I 2 )} I E (3)

【0026】一方、上記カウント回路部14は、上記演
算出力回路部13のトランジスタ35のコレクタ電流の
積分値I1 ′を計測して、制御回路部15に内蔵されて
いるカウンタ機構でデジタル計測するものである。
On the other hand, the counting circuit section 14 measures the integrated value I 1 ′ of the collector current of the transistor 35 of the arithmetic output circuit section 13 and digitally measures it by a counter mechanism built in the control circuit section 15. Things.

【0027】上記演算出力回路部13の出力電流I
は、次のようにして求められる。投光に同期して定電流
源38がアクティブになり、コンデンサ39には、投光
毎に演算出力回路部13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40は、上記コン
デンサ39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41のベースは、抵抗42を介して制御
回路部15の端子Tに接続されている。
The output current I 1 ′ of the operation output circuit section 13
Is obtained as follows. Constant current synchronized with light emission
The source 38 becomes active, and the output current of the arithmetic output circuit 13 flows through the capacitor 39 every time light is projected, so that electric charges are accumulated. Operational amplifier 40 is for the reset of the capacitor 39, the base of transistor 41 for the control is connected to the terminal T 3 of the control circuit section 15 via a resistor 42.

【0028】したがって、この端子T3 の出力信号(図
4(c)参照)により、トランジスタ41がオンしてコ
ンデンサ39の電位を基準電圧Vrefにセットし、投
光開始の直前にオフしてオペアンプ40の動作を不能と
する。その後、コンデンサ39の電位は、同コンデンサ
39への注入電流によって増加していく。
[0028] Thus, the output signal of the terminal T 3 (see FIG. 4 (c)), the transistor 41 is turned on to set the potential of the capacitor 39 to the reference voltage Vref, the off immediately before the projection start op The operation of 40 is disabled. Thereafter, the potential of the capacitor 39 increases due to the current injected into the capacitor 39.

【0029】そして、ある回数にてコンデンサ39の電
位がVref2 を越えたことを端子T5 の立下がりによ
って制御回路部15が検知すると、この制御回路部15
は投光を終了させる。すなわち、図4(d)のタイミン
グチャートに示されるように、その端子T4 を「H→
L」とするので、抵抗43を介してトランジスタ44が
オフし、トランジスタ45でコンデンサ39を放電して
いく。
[0029] When the control circuit unit 15 to the potential of the capacitor 39 exceeds Vref 2 at a certain number by the fall of the terminal T 5 is detected, the control circuit section 15
Terminates light emission. That is, as shown in the timing chart of FIG. 4 (d), the the terminal T 4 "H →
L ”, the transistor 44 is turned off via the resistor 43, and the capacitor 39 is discharged by the transistor 45.

【0030】同時に、制御回路部15に内蔵されたカウ
ンタが働き、コンパレータ46の出力がHになるまでカ
ウントを続ける。コパレータ46は、コンデンサ39
の両端電圧が基準電圧Vref2 より小さくなると、L
からHに変化する。コンデンサ39の放電速度は、定電
流源47と、これに直列に接続されたトランジスタ4
5、48で構成されるカレントミラー回路によって決定
される。
At the same time, the counter built in the control circuit section 15 operates and continues counting until the output of the comparator 46 becomes H. Co-down comparator 46, capacitor 39
Becomes smaller than the reference voltage Vref 2 ,
From H to H. The discharging speed of the capacitor 39 is determined by the constant current source 47 and the transistor 4 connected in series to the constant current source 47.
It is determined by a current mirror circuit composed of 5, 48.

【0031】Vref2 からVref1 まで放電するの
に要する時間(カウント値)C0 は、予めわかっている
ので、この値と前記カウント値C1 の和によってコンデ
ンサに蓄積された測距出力を得ることができる。この測
距出力カウント値を投光回数Nで割ると、図5に示され
るような、求める被写体距離を得ることができる。次
に、同実施例の動作を図6のフローチャートを参照して
説明する。
Since the time (count value) C 0 required for discharging from Vref 2 to Vref 1 is known in advance, the distance measurement output stored in the capacitor is obtained by the sum of this value and the count value C 1. be able to. When the distance measurement output count value is divided by the number of times of light projection N, a desired object distance as shown in FIG. 5 can be obtained. Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0032】先ず、図4(c)に示されるように、1回
目の発光がなされるべく、制御回路部15の端子T3
Lにされる(ステップS1、S2)。これに応じて、図
4(a)に示されるように、制御回路部15の端子T1
がLになると(ステップS3)、図4(b)に示される
ように、投光回路部11のIRED16が発光を開始す
る。次いで、t1 ms待機した後(ステップS4)、上
記端子T1 がHになってIRED16の発光が停止され
る(ステップS5)。この状態でt2 ms待機する(ス
テップS6)。
[0032] First, as shown in FIG. 4 (c), to first light is emitted, the terminal T 3 of the control circuit section 15 is in the L (Step S1, S2). In response to this, as shown in FIG. 4 (a), the terminal T 1 of the control circuit section 15
Becomes L (step S3), as shown in FIG. 4B, the IRED 16 of the light emitting circuit unit 11 starts emitting light. Next, after waiting for t 1 ms (step S4), the terminal T 1 becomes H, and the light emission of the IRED 16 is stopped (step S5). In this state, it waits for t 2 ms (step S6).

【0033】その後、図4(e)に示されるように、制
御回路部15の端子T5 がLになったか否かが判定され
る(ステップS7)。ここで、端子T5 がLになるまで
は、IRED16の発光が繰返される(ステップS3〜
S8)。そして、ある回数にて、図4(f)に示される
ように、コンデンサ39の電位がVref2 を越えたこ
とを端子T5 の立下がり(T5 =L)によって制御回路
部15が検知すると(ステップS7)、制御回路部15
は投光を終了させる。すなわち、図4(d)に示される
ように、制御回路部15の端子T4 がLになり(ステッ
プS9)、同時に、内蔵されたカウンタが働き、タイマ
がスタートされる(ステップS10)。
[0033] Thereafter, as shown in FIG. 4 (e), whether the terminal T 5 of the control circuit section 15 becomes L it is determined (step S7). Here, to the terminal T 5 becomes L, and emission of IRED16 is repeated (step S3~
S8). Then, at some times, as shown in FIG. 4 (f), the falling (T 5 = L) by the control circuit section 15 of the terminal T 5 to the potential of the capacitor 39 exceeds Vref 2 detects (Step S7), control circuit unit 15
Terminates light emission. That is, as shown in FIG. 4 (d), terminal T 4 of the control circuit section 15 becomes L (step S9), and at the same time, work is built-in counter, the timer is started (step S10).

【0034】こうして、制御回路部15の端子T5 がH
になるまでカウントが続けられる(ステップS11)。
コンデンサ39の両端電圧が基準電圧Vref2 より小
さくなると、カウント回路部14からの出力が、Lから
Hに変化する。ここで、上記タイマが作動している間の
カウント値が、C1 とされる(図4(g)参照)(ステ
ップS12)。
Thus, the terminal T 5 of the control circuit unit 15 is set to H
The counting is continued until (S11).
When the voltage across the capacitor 39 becomes smaller than the reference voltage Vref 2, the output from the counter circuit section 14 is changed from L to H. Here, the count value while the timer is running, is a C 1 (see FIG. 4 (g)) (step S12).

【0035】そして、上述したように、Vref2 から
Vref1 まで放電するのに要する時間(カウント値)
0 は、予めわかっているので、このカウント値C0
前記カウント値C1 の和による測距出力カウント値を投
光回数Nで割る(ステップS13)。そして、距離演算
がなされて(ステップS14)、図5に示されるよう
な、被写体距離を得ることができる。その後、制御回路
部15の端子T3 及びT4 が、それぞれHにされる(ス
テップS15、S16)。
As described above, the time required for discharging from Vref 2 to Vref 1 (count value)
Since C 0 is known in advance, the distance measurement output count value, which is the sum of the count value C 0 and the count value C 1 , is divided by the number of light projections N (step S13). Then, a distance calculation is performed (step S14), and a subject distance as shown in FIG. 5 can be obtained. Thereafter, the terminals T 3 and T 4 of the control circuit unit 15 are set to H, respectively (steps S15 and S16).

【0036】ところで、上述した第1実施例では、投光
回数を基にして被写体距離を求めているので、投光途中
で積分値がVref2 を越えても投光を中止することは
できず、そのために更に逆積分を行なってC1 を求める
というものである。ここで、投光回数ではなく積分値が
Vref2 を越えるまでの投光時間(投光している時間
の総和)から求めるようにすれば、更に回路を簡単化す
ることができる。この場合の回路構成は、図3の回路に
於いて、トランジスタ44、45、48、抵抗43、定
電流47を削除した構成であるので、ここでは図示しな
いものとする。その場合の動作について、図7のフロー
チャートを参照して説明する。
In the first embodiment described above, since the object distance is obtained based on the number of times of light projection, the light projection cannot be stopped even if the integral value exceeds Vref 2 during the light projection. For that purpose, C 1 is obtained by performing further inverse integration. Here, the circuit can be further simplified if it is obtained not from the number of times of light emission but from the light emission time until the integral value exceeds Vref 2 (total light emission time). The circuit configuration in this case is not shown here because the transistors 44, 45, and 48, the resistor 43, and the constant current 47 are deleted from the circuit of FIG. The operation in that case will be described with reference to the flowchart in FIG.

【0037】先ず、発光がなされるべくNに0を入れて
(ステップS21)、制御回路部15の端子T3 がLに
される(ステップS22)。これに応じて、端子T1
Lになると(ステップS3)、投光回路部11のIRE
D16が発光を開始してタイマがスタートされる(ステ
ップS24)。
[0037] First, put 0 into N so light is emitted (step S21), and the terminal T 3 of the control circuit section 15 is in the L (step S22). In response to this, when the terminal T 1 is it becomes L (step S3), IRE light projecting circuit 11
D16 starts emitting light and a timer is started (step S24).

【0038】次いで、制御回路部15の端子T5 がLに
なったか否かが判定される(ステップS25)。ここ
で、端子T5 がLになっていなければ、t1 が経過され
たか否かが判定され(ステップS26)、経過していな
ければ再びステップS25に戻る。これらステップS2
4〜S26では、投光時間t1 中にT5 =Lになったか
否か、すなわちVref2 に到達したか否かが判定され
るものである。
[0038] Then, whether the terminal T 5 of the control circuit section 15 becomes L is determined (step S25). Here, if the terminal T 5 is not turned L, and whether t 1 is elapsed is determined (step S26), returns to step S25 when not reached. These steps S2
In 4~S26, in which whether it is T 5 = L during light projection time t 1, i.e. whether the host vehicle has reached the Vref 2 is determined.

【0039】また、ステップS26にて、t1 が経過し
たならばタイマがリセットされる(ステップS27)。
その後、上記端子T1 がHになってIRED16の発光
が停止され(ステップS28)、投光オフの時間t2
s待機した後(ステップS29)、発光回数Nに1が加
えられて(ステップS30)ステップS23に戻り、I
RED16の発光が繰返される(ステップS23〜S3
0)。
If t 1 has elapsed in step S26, the timer is reset (step S27).
Thereafter, the terminal T 1 goes to H, and the light emission of the IRED 16 is stopped (step S28), and the light emission OFF time t 2 m
After waiting for s (step S29), 1 is added to the number of times of light emission N (step S30), and the process returns to step S23, where I
Light emission of the RED 16 is repeated (steps S23 to S3).
0).

【0040】そして、ある回数にて、コンデンサ39の
電位がVref2 を越えたことを端子T5 の立下がり
(T5 =L)によって検知すると(ステップS25)、
制御回路部15は投光を終了させるべく、ステップS2
4からスタートされているタイマカウント値をC3 とす
る(ステップS31)。次いで、このカウント値C3
発光回数N、投光時間t1 とから総投光時間Eが求めら
れ(ステップS32)、この総投光時間Eから距離演算
がなされる(ステップS33)。これにより、被写体距
離を得ることができる。その後、制御回路部15の端子
3 が、Hにされる(ステップS34)。尚、上述した
実施例では受光素子として2分割SPDを使用したが、
もちろんPSDを使用したものであっても良い。また、
上述した実施例のように、測距出力が遠距離である程小
さくなるように構成すると、遠距離程積分回数が増え、
近距離程積分回数が減ることとなる。
At a certain number of times, when it is detected that the potential of the capacitor 39 has exceeded Vref 2 by the fall of the terminal T 5 (T 5 = L) (step S 25)
The control circuit unit 15 performs step S2 to end the light projection.
The timer count value is started from 4 to C 3 (step S31). Next, this count value C 3 ,
The total light emitting time E is obtained from the number of times of light emission N and the light emitting time t 1 (step S32), and the distance is calculated from the total light emitting time E (step S33). Thereby, the subject distance can be obtained. Thereafter, the terminal T 3 of the control circuit section 15, is to H (step S34). In the above-described embodiment, the two-division SPD is used as the light receiving element.
Of course, a device using a PSD may be used. Also,
If the distance measurement output is configured to decrease as the distance increases as in the above-described embodiment, the number of integration increases as the distance increases,
The shorter the distance, the smaller the number of integrations.

【0041】これは、図9から明らかなように、遠距離
程測距精度を上げるために積分回数を増やさねばなら
ず、近距離では充分な精度があるため積分回数は少なく
て良いことと良く調和している。すなわち、この発明で
は自動的に被写体距離に応じて積分回数が増減され、不
必要な投光エネルギーを消費しなくて済むという副次効
果が得られる。更に、近距離では数回の積分で、Vre
f2レベルに達してしまう為、積分時間(回数)そのも
のの短縮にもなるという効果も得られる。
As is clear from FIG. 9, the number of integrations must be increased in order to increase the distance measurement accuracy at a longer distance, and the number of integrations can be reduced at short distances since there is sufficient accuracy. Harmonious. That is, in the present invention, the number of integrations is automatically increased or decreased according to the subject distance, and a secondary effect that unnecessary light projection energy is not consumed is obtained. In addition, at short distances, several integration
Since the f2 level is reached, the effect of shortening the integration time (number of times) itself is also obtained.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、測距の
分解能を下げることなく、逆積分に要する時間を可及的
に下げることができるので、タイムラグの小さく且つ高
分解能の積分型の測距装置を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the time required for the back integration can be reduced as much as possible without lowering the resolution of the distance measurement. A distance measuring device can be obtained.

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

【図1】この発明の一実施例を示す測距装置の測距光学
系の配置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of a distance measuring optical system of a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のSPD及びIREDチップを正面方向
(図1に於ける矢印X方向)から見た場合の配置図であ
る。
FIG. 2 is a layout diagram when the SPD and the IRED chip of FIG. 1 are viewed from the front (in the direction of arrow X in FIG. 1).

【図3】この発明の一実施例の測距装置の電気回路図で
ある。
FIG. 3 is an electric circuit diagram of the distance measuring apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図4】(a)〜(g)は、図3に示される制御回路部
から供給される信号のタイミングチャートである。
FIGS. 4A to 4G are timing charts of signals supplied from the control circuit unit shown in FIG. 3;

【図5】図3に示される測距装置による測距演算出力と
被写体距離の逆数との特性を表した図である。
5 is a diagram illustrating characteristics of a distance measurement calculation output by the distance measurement device illustrated in FIG. 3 and a reciprocal of a subject distance.

【図6】図3の測距装置の動作を説明するフローチャー
トである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of the distance measuring apparatus in FIG. 3;

【図7】この発明の第2の実施例による動作を説明する
フローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation according to a second embodiment of the present invention.

【図8】従来の測距装置による測距演算出力と被写体距
離の逆数との特性を表した図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating characteristics of a distance measurement calculation output by a conventional distance measuring device and a reciprocal of a subject distance.

【図9】図8の測距演算出力と被写体距離の逆数との特
性を一部拡大して表した図である。
FIG. 9 is a diagram showing a partially enlarged characteristic of a distance measurement calculation output and a reciprocal of a subject distance in FIG. 8;

【図10】従来の測距装置による測距演算出力と被写体
距離の逆数との特性を表したもので、積算手段によって
測距精度が向上された例を示した図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a characteristic of a distance measurement calculation output by a conventional distance measuring device and a reciprocal of a subject distance, and is a diagram illustrating an example in which distance measuring accuracy is improved by an integrating means.

【図11】(a)〜(c)は従来の二重積分型測距装置
による積分波形とカウント波形を示したタイミングチャ
ートである。
11 (a) to 11 (c) are timing charts showing an integral waveform and a count waveform by a conventional double integral type distance measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A、1B…受光素子(SPD)、2…発光素子(IR
EDチップ)、3…投光レンズ、4…測距対象物、5…
受光レンズ、6…演算部、11…投光回路部、12A、
12B…光電流検出回路部、13…演算出力回路部、1
4…カウント回路部、15…制御回路部。
1A, 1B ... light receiving element (SPD), 2 ... light emitting element (IR
ED chip), 3 ... Projection lens, 4 ... Target object, 5 ...
Light receiving lens, 6 arithmetic unit, 11 light emitting circuit unit, 12A,
12B: photocurrent detection circuit unit, 13: operation output circuit unit, 1
4 ... Count circuit section, 15 ... Control circuit section.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被写体に向けて測距用光束をパルス光で
複数回投光する投光手段と、 上記被写体からの上記測距用光束の反射光を受光し、上
記被写体の距離に応じた信号電流を出力する受光手段
と、 上記信号電流を積分する積分手段と、 上記積分手段の積分値が所定値を越えるまでの上記投光
手段による投光時間の総和を検出する積分時間検出手段
とを具備し、 上記積分時間検出手段によって検出された投光時間の総
和に基いて上記被写体までの距離を求めることを特徴と
する測距装置。
1. A light projecting means for projecting a light beam for distance measurement toward a subject by pulse light a plurality of times, receiving reflected light of the light beam for distance measurement from the subject, and responding to the distance of the subject. Light receiving means for outputting a signal current; integrating means for integrating the signal current; integration time detecting means for detecting a sum of light projecting times by the light projecting means until an integrated value of the integrating means exceeds a predetermined value; A distance measuring device for calculating a distance to the subject based on a sum of light projecting times detected by the integration time detecting means.
【請求項2】 被写体に向けて測距用光束を所定時間の
パルス光で複数回投光する投光手段と、 上記被写体からの上記測距用光束の反射光を受光し、上
記被写体の距離に応じた信号電流を出力する受光手段
と、 上記信号電流を積分する積分手段と、 上記積分手段の積分値が所定値を越えるまでの上記投光
手段による投光回数を検出する投光回数検出手段と、 上記積分手段の積分値が所定値を越えるまで上記投光手
段による投光を行い、上記投光の終了後に、上記積分手
段に蓄えられた電荷を定電流で放電させ、放電開始より
上記積分値が上記所定値に復帰するまでの時間を計測す
る時間計測手段とを具備し、 上記時間計測手段によって計測された上記時間と、上記
投光回数検出手段による投光回数とに基いて上記被写体
までの距離を求めることを特徴とする測距装置。
2. A light projecting means for projecting a light beam for distance measurement toward a subject a plurality of times with pulsed light for a predetermined time, receiving reflected light of the light beam for distance measurement from the object, and detecting a distance from the object. Light-receiving means for outputting a signal current corresponding to the following; integration means for integrating the signal current; light-emission number detection for detecting the number of light-emissions by the light-emission means until the integrated value of the integration means exceeds a predetermined value and means, integral value of said integration means performs the projection that by the said light projecting means until it exceeds a predetermined value, after completion of the light projection, to discharge the charge stored in the integration unit with a constant current, the discharge Time measuring means for measuring the time from the start until the integrated value returns to the predetermined value, wherein the time measured by the time measuring means and the number of light projections by the number of light emitting number detecting means Find the distance to the subject based on Distance measuring apparatus according to claim and.
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