JP3272429B2 - 測距装置 - Google Patents

測距装置

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JP3272429B2
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公明 小川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカメラ等に用いられて被
写体までの距離を測定する測距装置に関し、特にカメラ
から赤外光を投射し、被写体からの反射光を検出して測
距を行う測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】いわゆるアクティブ方式の測距装置とし
て、カメラから赤外光を投射し、被写体からの反射光を
検出して被写体までの距離を測定する方式が採用されて
いる。図3はその概略構成図であり、制御回路1は赤外
光駆動部2を駆動することで赤外光発光器3で赤外光を
発生させ、これを投光レンズ4により集束して被写体A
に投射させる。被写体Aで反射された赤外光は受光レン
ズ5により位置検出器6に結像される。
【0003】この位置検出器6は、図4に概略構成を示
すように、共通電極6oと、その両端にそれぞれ配置し
た電極6a,6bを有するリニアラインセンサで構成さ
れており、受光レンズ5で結像されたスポット光Sのリ
ニアラインセンサ上の位置、即ち、電極6a,6bから
スポット光Sまでの長さ変化に応じて各電極6a,6b
に得られる電流I1,I2が変化されるため、この電流
の比I1/I2に基づいて中心位置からの偏差dを求め
ることで位置検出器6上の光スポットSの位置を検出す
ることができる。同図には、リニアラインセンサ上のス
ポット光位置と、その際に各電極間に生じる電流の特性
を示す。この位置検出器6の検出電流は距離演算回路7
に入力され、この距離演算回路7は、検出された位置検
出器上の位置に基づいて三角法を利用して演算を行な
い、被写体Aまでの距離を算出し、測距値を得ている。
【0004】更に、この種の測距装置では、被写体Aま
での距離が長い場合や、被写体の反射率が低い場合に
は、位置検出器6における受光量が少なくなるため、ノ
イズの影響を受け易くなり、測距の精度が低下され易
い。そこで、測距の精度を高めるために、前記した測距
動作を繰り返して複数回行い、それぞれ得られた測距値
を平均化回路8で平均し、その平均値を測距値として得
る構成がとられている。この平均化に際しては、測距値
を平均化回路8内のメモリ8aに記憶し、次の測距値と
記憶された測距値との算術平均をとる方法が採用され
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように測距値の平
均値をとる方式は、サンプル数が多いほど測距精度の信
頼性を高くすることができる。しかし、その反面で平均
化処理のための時間がかかり、かつ消費電流も多くなる
ため、サンプル数の増大には自ずから制限が生じ、これ
により信頼性の向上にも限界がある。一方、赤外光の発
光出力を高くすれば、前記したような被写体までの距離
が長い場合や被写体の反射率が低い場合でも測距の信頼
性を向上することはできるが、被写体距離が短い場合や
被写体反射率が高い場合には発光出力が低くても十分な
信頼性を得ることができるため、発光出力を高くした分
だけ消費電流が無駄になり、バッテリの寿命が短くなる
という問題がある。本発明の目的は、信頼性を高める一
方で消費電流の低減を図った測距装置を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、対象物に投射
する光を発光する発光手段と、この発光手段の発光出力
を制御する発光出力制御手段と、前記対象物からの反射
光を受光し、その受光位置から対象物までの距離を測定
する測距手段と、前記測距手段において複数回測定され
た距離のバラツキを判定する判定手段とを備え、前記発
光出力制御手段は前記判定手段で判定されたバラツキが
所定値以上のときに前記発光手段の発光出力を増大する
ように構成する。例えば、本発明をカメラに適用する場
合に、赤外光を発光する発光ダイオードと、この発光ダ
イオードに供給する駆動用の電流を2段階に切替可能な
駆動回路と、赤外光を被写体に対して投射する投光レン
ズと、被写体からの反射光を結像する受光レンズと、結
像されたスポット光の位置を検出する位置検出器と、検
出されたスポット光位置から三角法により被写体までの
距離を演算する距離演算回路と、複数回の測定により得
られた距離を平均化処理する平均化回路と、得られた平
均値に対する個々の測定距離の偏差を求め、この偏差の
程度を判定するバラツキ判定回路とを備え、このバラツ
キ判定回路の判定結果により駆動回路を制御し、所定値
以上のバラツキが生じているときに発光ダイオードの供
給電流を増大する構成とする。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例のブロック回路図である。
制御回路11は赤外光駆動部12を駆動することで赤外
光発光ダイオード13から赤外光を発生させ、発生され
た赤外光を投光レンズ14により集束して被写体Aに投
射させる。ここで、前記赤外光駆動部12は詳細を後述
するように発光量制御スイッチSWが設けられ、発光ダ
イオード13に供給する電流を制御してその発光出力を
変化させるように構成している。一方、被写体Aで反射
された赤外光は受光レンズ15により位置検出器16に
結像される。この位置検出器16はリニアラインセンサ
で構成され、受光レンズ15により結像されるスポット
光Sの位置によって共通の電極16oと、両側の2つの
それぞれの電極16a,16bとの間に得られる電流I
1,I2が変化されることで、各電流の比I1/I2を
求めて位置検出器16上の光スポット位置を検出する。
距離演算回路17は、検出された位置検出器16上のス
ポット光Sの位置に基づいて三角法を利用して演算を行
ない、被写体Aまでの距離を算出する。
【0008】平均化回路18は、内部にメモリ18aを
有しており、前記距離演算回路17で算出された被写体
までの測距値をメモリに記憶し、この記憶された測距値
と、次に算出された測距値とを用いて平均化処理を行う
ことで平均値を求めることができる。更に、バラツキ判
定回路19は、平均化回路18で得られた平均値に対す
る個々の測距値の偏差、即ち両値の差を求め、この偏差
が所定の範囲以内であるか否かを判定する。そして、こ
の判定結果を前記制御回路11に出力し、制御回路11
はこの出力に基づいて前記赤外光駆動部12を制御し、
発光ダイオード13に供給する電流を制御する。
【0009】前記赤外光駆動部12は、トランジスタQ
1,Q2と、抵抗R1〜R3と、発光量制御スイッチS
Wとで構成される。この発光量制御スイッチSWは制御
回路11によってオン,オフされる。トランジスタQ1
のベース・エミッタ間電圧は略一定なので、スイッチS
Wがオンすると抵抗R1に流れる電流に加えて抵抗R2
にも電流が流れるので、トランジスタQ2のエミッタか
らコレクタに流れる電流も増加する。したがって、発光
ダイオード13に供給する電流を増加させ、発光ダイオ
ード13の赤外光発光出力を増加させる。
【0010】次に、前記構成の測距装置を用いた測距方
法を図2のフローチャートを参照して説明する。先ず、
ループ数Iを2に設定し、赤外光駆動部12の発光量制
御スイッチSWをオフして発光ダイオード13の発光出
力を低い状態とする。その上でサンプリング数Nを10
に設定し、発光ダイオード13を発光させる。発光され
た赤外光は投光レンズ14により被写体Aに投射され、
その反射光は受光レンズ15により受光され、位置検出
器16上にスポット光Sが結像され、両端の2つの電極
16a,16bにそれぞれスポット光位置に対応した電
流が流れる。すると、距離演算回路17は、この電流値
に基づいて演算を行い、三角法により被写体Aまでの距
離を算出し、第1の測距値D1を求める。この測距値は
平均化回路18のメモリ18aに記憶される。以下、こ
の測距動作をサンプル数Nが0になるまで、繰り返して
10回行ない、それぞれ測距値D2,D3,…,D10
を求める。
【0011】しかる後、平均化回路では、10個の測距
値D1〜D10の算術平均を演算し、平均値DAVE を求
める。次いで、この平均値DAVE と、前記10個の測距
値D1〜D10はバラツキ判定回路19に入力され、こ
こで各測距値のバラツキが判定される。即ち、判定数N
を測距値のサンプル数に対応して10に設定した上で、
各測距値DN と平均値DAVE との差の絶対値、即ち偏差
を求め、この偏差が所定の許容値Kと比較し、偏差が許
容値Kよりも小さいか否かを求める。この演算は判定数
Nが0になるまで、即ち10個の測距値の全てに対して
行う。そして、全ての偏差が許容値Kよりも小さい場合
には、測距値のバラツキが許容できる範囲であることと
判定し、警告フラグを0とし、前記工程で求めた平均値
DAVE を測距値として出力する。
【0012】一方、偏差が1つでも許容値Kより大きい
場合には、測距値のバラツキが大きいことであり信頼性
に問題があるということである。そこで、この場合には
警告フラグを1とし、前の工程で得られた平均値DAVE
を不採用とし、改めて制御回路11が赤外光駆動部12
の発光量制御スイッチSWをオンし、10個の測距値D
1〜D10と、その平均値DAVE を求める工程を再度行
うこととする。即ち、発光量制御スイッチSWをオンす
ることで、前述したように赤外光駆動部12による発光
ダイオード13への供給電流が増加され、赤外光の発光
出力が増大される。そして、この出力が増大された赤外
光を用いて再度測距値D1〜D10を求める工程を再度
行い、かつこれを平均化処理して平均値DAVE を得る。
更に、得られた平均値DAVE と測距値D1〜D10とで
バラツキ判別を行う。この場合には、既に高い出力の赤
外光を用いて測距を行っているので、測距の信頼性が高
いものとされ、偏差が許容値Kよりも小さい場合、或い
は大きい場合のいずれの場合でも平均値DAVE を測距値
として出力することなる。ただし、偏差が許容値Kより
大きい場合は、警告フラグが1となる。警告フラグが1
のときは、図示していない表示装置で警告を与える。
【0013】したがって、この測距装置では、最初に発
光ダイオード13を低出力状態で発光させて測距を行
い、この測距で得られた測距値のバラツキが小さい場合
には、得られた値をそのまま測距値として採用する。ま
た、測距値のバラツキが大きい場合には改めて発光ダイ
オード12を高出力状態で発光させて再度測距を行な
い、得られた値を測距値として採用する。このため、通
常では発光ダイオードに低電流を供給し、ノイズ等の影
響が生じて測距の信頼性が低いと考えられるときにのみ
発光ダイオードに高電流を供給するため、消費電流の無
駄を無くし、消費電流の削減を図ることができる。ま
た、測距の信頼性が低いと考えられるときには、発光ダ
イオードの発光出力を高出力としているので、その際の
サンプリング数を多くしなくても高信頼性の測距が可能
となり、迅速な測距が可能となる。なお、個々の測距値
のバラツキを判定する評価値として、「標準偏差」や
「最大値と最小値の差」等を利用してもよい。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、対象物か
らの反射光を利用して測距を行う測距装置に、発光手段
の発光出力を制御する発光出力制御手段と、複数回測定
された距離のバラツキを判定する判定手段とを備え、
光出力制御手段は判定したバラツキが所定値以上のとき
に発光手段の発光出力を増大する構成としているので、
通常では低電流を用いた測距を行い、測距の信頼性が低
下される場合にのみ高電流を用いた測距を行うことがで
き、消費電流の無駄を無くし、消費電流の削減を図るこ
とができる。また、発光手段を選択したときにのみ高出
力としているので、測距に際してのサンプリング数を増
やさなくても高信頼性の測距を迅速に実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の測距装置の一実施例のブロック回路図
である。
【図2】本発明の測距装置における測距工程を示すフロ
ーチャートである。
【図3】従来の測距装置の一例のブロック回路図であ
る。
【図4】リニアラインセンサのスポット光位置とその出
力電流の関係を示す図である。
【符号の説明】
11 制御回路 12 赤外光駆動部 13 発光ダイオード 14 投光レンズ 15 受光レンズ 16 位置検出器(リニアラインセンサ) 17 距離演算回路 18 平均化回路 19 バラツキ判定回路 SW 発光量制御スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/00 - 3/32 G02B 7/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象物に投射する光を発光する発光手段
    と、この発光手段の発光出力を制御する発光出力制御
    段と、前記対象物からの反射光を受光し、その受光位置
    から対象物までの距離を測定する測距手段と、前記測距
    手段において複数回測定された距離のバラツキを判定す
    判定手段とを備え、前記発光出力制御手段は前記判定
    手段で判定されたバラツキが所定値以上のときに前記発
    光手段の発光出力を増大するように構成したことを特徴
    とする測距装置。
  2. 【請求項2】 赤外光を発光する発光ダイオードと、こ
    の発光ダイオードに供給する駆動用の電流を2段階に切
    替可能な駆動回路と、前記赤外光を被写体に対して投射
    する投光レンズと、被写体からの反射光を結像する受光
    レンズと、結像されたスポット光の位置を検出する位置
    検出器と、検出されたスポット光位置から三角法により
    被写体までの距離を演算する距離演算回路と、複数回の
    測定により得られた距離を平均化処理する平均化回路
    と、得られた平均値に対する個々の測定距離の偏差を求
    め、この偏差の程度を判定するバラツキ判定回路とを備
    え、このバラツキ判定回路の判定結果により前記駆動回
    路を制御し、所定値以上のバラツキが生じているときに
    前記駆動回路を制御して発光ダイオードの供給電流を増
    大するように構成したことを特徴とする測距装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7220003B2 (en) 2003-10-30 2007-05-22 Canon Kabushiki Kaisha Image-projecting apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7220003B2 (en) 2003-10-30 2007-05-22 Canon Kabushiki Kaisha Image-projecting apparatus

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