JP3559638B2 - Distance measuring device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は測距対象までの距離を光学的に測定するためのカメラ等で用いられる測距装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の測距装置には、測距対象にスポット投光を行うアクティブ方式とスポット投光を行わないパッシブ方式とがある。また、近年カメラ等では、アクティブ方式とパッシブ方式とを兼備し、それらを必要に応じて使い分けるようにしたハイブリット方式の測距装置を持つものが発表されている。このようなハイブリット方式による測距装置としてスキムCCDセンサを用いたものが本出願人から特願平7−第263183号により提案されている。
【0003】
次に上記提案されたハイブリット方式による測距装置の一部について図6〜9と共に説明する。
図6において、1は測距対象、2はスポット投光を行う発光素子としてのIRED、3はIRED2からの光を通して測距対象1に投光する投光レンズ、4、5は測距対象1の反射光を通す受光レンズ、6、7は受光レンズ4、5を通過した反射光を受光する第1、第2のセンサアレイである。この第1、第2のセンサアレイ6、7の後段には図示せずも各センサアレイ6、7の電荷をそれぞれ一旦蓄積する電荷蓄積部、CCD等の電荷転送部、スキム動作を行う電荷排斥部等が設けられており、これらとセンサアレイ6、7と共にスキムCCDセンサを構成している。
【0004】
図7は上記構成による測距装置でアクティブ方式の測距を行う場合の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップS701でIRED2をオン、オフさせてスポット投光を行う。次にステップS702で、投光オン時と投光オフ時の各スキムCCDセンサの受光信号の差分出力を求める。そしてステップS703でセンサアレイ6、7の各電荷を投光のオン、オフに同期して循環させながら加算することにより積分し、この積分を行いながら投光成分以外の外光成分を排斥するスキム動作を行う。
【0005】
次に信号出力をモニタし、各差分出力が一定量を越えたらステップS704で投光を停止させる。そしてステップS705で、差分出力からスポット投光の信号の相関演算を行う。即ち各差分出力の2つのセンサアレイ上での位置の相対値に基づいて三角測距の原理により測定対象までの距離を求める。
【0006】
図8は図6の測距装置でパッシブ測距を行う場合の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップS801でIRED2を消灯状態として受光信号を出力する通常出力モードとした後、ステップS802で電荷排斥(スキム動作)を禁止する。次にステップS803で各センサアレイ6、7から上記投光1回分の時間に相当する受光信号を得る。次にステップS804で、ステップS803で得られた受光信号の相関演算を行う。即ち、2つのセンサアレイからの受光信号のこれらのセンサアレイ上での位置の相関値に基づいて三角測距の原理により測距対象までの距離を求める。
【0007】
図9は、上記スキムCCDセンサを利用したハイブリッド方式の測距装置における測距動作を説明するフローチャートである。
まず、測距が始まると、ステップS901において、スキム可能かどうか判断する。そして、スキム可能であればステップS902に進む。一方、スキム不可能であればステップS904に進む。
次にステップS902において、投光オン、オフを用いたアクティブ測距を行う。アクティブ測距の動作については、前記図7の通りである。ステップS903では、ステップS902で測距値が得られたか否かが判断される。もし、測距対象物が遠距離に存在したり、測距対象物の反射率が低いなどの理由でスポット光の信号が得られない場合は、測距不能としてステップS704に進む。もし測距可能であれば、測距を終了する。次にステップS904において、スポット投光を禁止してパッシブ測距を行う。パッシブ測距動作については、前記図8の通りである。ここで、測距値を求めた後、測距動作を終了する。
【0008】
ところで、一般にパッシブ測距方式はカメラなどで窓ガラス越しに遠景を測距する場合、誤測距もなく良好な測距結果が得られるのに対して、アクティブ測距方式では、必ずしも良好な測距結果が得られるとは限らない。これはアクティブ測距方式は投光した光の反射光を受光することにより測距しており、窓ガラス越しに遠景を測距する場合、窓ガラスに反射したわずかな投射光の反射光が測距結果に悪影響を与えるためである。
アクティブ測距方式による上記悪影響に対して、本出願人は窓ガラス面での反射光を専用の受光センサを用いて検出することにより、窓ガラス越しに遠景を測距しても適切な測距結果を得るようにした技術を提案している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術では、専用のセンサで受光するようにしているため、通常測距のためのセンサ以外に専用センサが必要である。また、例えば窓ガラスと測距装置の距離が若干離れている場合(例えば0.4m程度)、窓ガラスとカメラ本体(または測距装置)との間での投光による反射光がほとんど無く、上記専用センサに反射光が受光されず、正しく窓ガラスの検出ができないばかりか、窓ガラスからの正反射光によって窓ガラスを測距してしまう。その測距結果(例えば0.4m)がカメラの撮影連動範囲外(例えば至近)となった場合は、通常のカメラであれば至近警告表示をしたり、撮影を禁止したりしてしまう。このため窓ガラス越しの遠景写真を撮影できなくなり、非常に取り扱いにくいものとなる。
さらに、上記技術などでは、測距結果(または撮影レンズ)を遠景撮影に適した所定の距離にセットしているだけなので、測距結果としては精度の良いものとはいえない等の問題があった。
【0010】
本発明は窓ガラス越しに測距を行う場合に、専用センサを用いずに精度の高い測距を行うことのできる測距装置を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の測距装置は、測距対象にスポット投光する投光手段と、第1の受光手段と第2の受光手段とから成り、上記測距対象の反射光を受光する受光手段と、上記投光手段のスポット投光による上記受光手段の出力信号に基づいて、上記測距対象までの距離を算出する第1の演算手段と、上記第1の演算手段で算出された距離と所定距離とを比較する第1の比較手段と、上記算出された距離が上記所定距離より小さいときの上記第1の比較手段の比較結果に応じて、上記投光手段のスポット投光による上記受光手段の受光量と所定光量とを比較する第2の比較手段と、上記受光量が上記所定光量より小さいときの上記第2の比較手段の比較結果に応じて、上記投光手段を消灯した状態で上記受光手段から所定時間に得られる出力信号に基づいて上記測距対象までの距離を再度算出する第2の演算手段とを設けている。
【0013】
【作用】
本発明によれば、アクティブ測距により測距した結果が所定距離より小さくかつそのときの受光量が所定量より小さいときは窓ガラス越しの測距であると判断して、パッシブ測距に切り換えて精度の高い測距を行う。
【0015】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施の形態についての説明の前に本発明を原理的に説明する。アクティブ測距装置によって例えば0.4m先にある窓ガラス越しの遠景を測距しようとしたとき、投射光が窓ガラスに反射してきた光により、誤って窓ガラスの距離を測距したとしても、その反射光は窓ガラス面での正反射光でない限り、かなり弱い光量である。また、例えば0.4m先にある通常の測距対象物を測距した場合投射光が測距対象物にあたって反射してきた反射光は非常に強い光量である。
【0016】
これらのことに着目し、本発明では、
(1)アクティブ測距の測距結果が所定距離(例えば0.6m)よりも近く且つ、受光信号量が所定値よりも少ないときは、窓ガラス越しの遠景を測距しているものとして、測距結果を遠距離(無限遠)にセットすることにより、窓ガラス越しの遠景であっても適切な測距結果を得ることができるようにしている。
(2)アクティブ測距方式とパッシプ測距方式の両方の方式で測距可能なハイブリッド測距装置において、アクティブ測距の測距結果が所定距離(例えば0.6m)よりも近く且つ、受光信号量が所定値よりも少ないときは、窓ガラス越しの遠景を測距しているものとして、パッシブ測距の測距結果を採用するようにして窓ガラス越しの遠景を精度よく測距できるようにしている。
【0017】
図1は上記原理に基づく本発明による測距装置の第1の実施の形態を示すブロック図である。
図1において、1〜7は図6の同一符号部分と対応するので説明を省略する。8は全体を制御すると共に、測距のための演算を行うCPUである。9は図6について前述した電荷蓄積部、電荷転送部、電荷排斥部等を含む受光信号処理部であり、センサアレイ6、7と共にスキムCCDセンサを構成する。
【0018】
10は受光信号量が所定量より大きいか小さいかを判定する信号量判定部、11はIRED2をオン、オフ駆動するIRED駆動部である。12は窓ガラスであり、測距装置から若干離れた位置(例えば0.4m)に存在する。測距対象物は本測距装置に対してかなりの遠距離に存在するものとし図示しない。また、このときIRED2から投射された光はそのほとんどが窓ガラス12を透過していくが、その一部が窓ガラスに反射されてセンサーアレイ6、7に受光されるものとする。
【0019】
図2は上記測距装置の上記(1)による測距方法を示すフローチャートである。
まず、測距が始まると、ステップS101において、スキム可能かどうか判断する。そして、スキム可能であればステップS102に進む。一方スキム不可能であればステップS108に進む。
次にステップS102において、投光オンオフを用いたアクティブ測距を行う。アクティブ測距の動作については、前記図7の通りである。ステップS103では、ステップS102で測距値が得られたか否かが判断される。もし、測距対象物が遠距離に存在したり、測距対象物の反射率が低いなどの理由でスポット光の信号が得られない場合には、測距不能として、ステップS108に進む。もし測距可能であれば、ステップS104で測距結果が所定の距離(例えば0.6m)よりも遠いか近いかが判定される。測距結果が所定の距離よりも近い場合はステップS105へ進み、遠い場合はステップS107へ進み、測距結果(AFDT)をステップS102で得られたアクティブ測距の結果として測距動作を終了する。
【0020】
ステップS105では、信号量判定部10の出力により信号の受光信号が所定量よりも多いか少ないかを判定する。ここで、受光信号量が所定値よりも多ければステップS107に進み測距結果(AFDT)をステップS102で得られたアクティブ測距の結果として測距動作を終了する。受光信号量が所定値よりも少ない場合は、ステップS106に進み、窓ガラスからの反射光により測距したものとして、測距結果(AFDT)を遠距離(無限遠)とし測距動作を終了する。
【0021】
また、ステップS108では、アクティブ測距不可能または不能であるので、スポット投光を禁止してパッシブ測距を行う。パッシプ測距動作については、前記図8の通りである。その後ステップS109で測距結果(AFDT)をステップS108で得られたパッシブ測距の結果として測距動作を終了する。
【0022】
ここで図1の様な状況で窓ガラスからの反射光により測距したとすると、ステップS102での測距結果は0.4mとなり、ステップS103で測距可能で、ステップS104へ進み、0.6mよりも近いので、ステップS105に進む。さらに窓ガラスから反射された信号光は少ないので、ステップS106に進み、測距結果(AFDT)は、この状況において適切な距離である遠距離(無限遠)にセットされる。
また、0.4mの距離にある測距対象を測距したとすると、受光される信号光は非常に多い(強い)ので、ステップS105でステップS107へ移行するため、正しい測距結果を得ることができる。
【0023】
図3は上記(2)の測距方法の動作を説明するフローチャートである。
まず、測距が始まると、ステップS201において、スキム可能かどうか判断する。そして、スキム可能であればステップS202に進む。一方スキム不可能であればステップS206に進みパッシブ測距を行う。次にステップS202において、投光オンオフを用いたアクティブ測距を行う。アクティブ測距の動作については、前記図7の通りである。ステップS203では、ステップS202で測距値が得られたか否かが判断される。もし、測距対象物が遠距離に存在したり、測距対象物の反射率が低いなどの理由でスポット光の信号が得られない場合には、測距不能としてステップS206に進みパッシブ測距を行う。もし測距可能であれば、ステップS204で測距結果が所定の距離(例えば0.6m)よりも遠いか近いかが判定される。測距結果が所定の距離よりも近い場合はステップS205へ進み、遠い場合はステップS208へ進み測距結果(AFDT)をステップS202で得られたアクティブ測距の結果として測距動作を終了する。
【0024】
ステップS205では、前記信号量判定部10の出力により信号の受光信号が所定量よりも多いか少ないかを判定する。ここで、受光信号量が所定値よりも多ければステップS208に進み測距結果(AFDT)をステップS202で得られたアクティブ測距の結果として測距動作を終了する。受光信号量が所定値よりも少ない場合は、ステップS206に進み、窓ガラスからの反射光により測距したものとして、パッシブ測距を行う。
ステップS206では、アクティブ測距不可能または、不能または、窓ガラス越し測距であるので、スポット投光を禁止してパッシブ測距を行う。パッシブ測距動作については、前記図8の通りである。その後ステップS207で測距結果(AFDT)をステップS206で得られたパッシブ測距の結果として測距動作を終了する。
【0025】
ここで図1の様な状況で窓ガラスからの反射光により測距したとすると、ステップS202での測距結果は0.4mとなり、ステップS203で測距可能で、ステップS204へ進み、0.6mよりも近いので、ステップS205に進む。さらに窓ガラスから反射された信号光は少ないので、ステップS206に進み、窓ガラス越し測距に強い、パッシブ測距を行うようにしている。このため、前記第1の方法に比べてより高精度なガラス越し撮影が可能となる。
【0026】
尚、本実施の形態では、スキムCCDセンサーを用いたハイブリッド方式の測距装置を使用しているが、本発明はこの方式の測距装置に限定されるものではなく、アクティブ測距装置とパッシブ測距装置を独立して持つハイブリッド方式の測距装置を使用して同様の制御を行ってもよい。
【0027】
図4は本発明の第2の実施の形態によるアクティブ方式測距装置を示す。
図4においては、図1と同様にCPU8、IRED駆動部11、IRED2、投光レンズ3、窓ガラス12、信号量判定部10及び受光レンズ4が設けられると共に、受光センサとしてのPSD(半導体位置検出素子)13が設けられている。PSD13の出力は距離演算部14に入力されるようになされている。
【0028】
距離演算部14は、I/V変換器、増幅器、公知の2重積分回路などを含むと共に、電荷蓄積部、電荷転送部、電荷排斥部を含み、PSD13により光電変換された信号電流から測距対象までの距離を算出するようになされている。
【0029】
尚、測距対象物は本測距装置に対してかなりの遠距離に存在するものとし図示しない。また、このときIRED2から投射された光はそのほとんどが窓ガラス12を透過していくが、その一部が窓ガラス12に反射されてPSD13に受光される。
【0030】
図5は、本測距装置の動作を説明するフローチャートである。
まず、測距が始まるとステップS301において、IRED2を発光させスポット光を測距対象に向けて投射し、公知の2重積分動作によりアクティブ測距を行う。ステップS302では、ステップS301で測距値が得られたか否かが判断される。もし、測距対象物が遠距離に存在したり、測距対象の反射率が低いなどの理由でスポット光の信号が得られない場合には測距不能としてステップS307に進み測距結果(AFDT)を遠距離(無限遠)にセットする。もし測距可能であれば、ステップS303で測距結果が所定の距離(例えば0.6m)よりも遠いか近いかが判定される。測距結果が所定の距離よりも近い場合はステップS304へ進み、遠い場合はステップS306へ進み測距結果(AFDT)をステップS301で得られたアクティブ距離の結果として距離動作を終了する。
【0031】
ステップS304では、信号量判定部10の出力により信号光の受光信号が所定量よりも多いか少ないかを判定する。ここで、受光信号量が所定値よりも多ければステップS306に進み、測距結果(AFDT)をステップS301で得られたアクティブ測距の結果として測距動作を終了する。受光信号量が所定値よりも少ない場合は、ステップS305に進み、窓ガラスからの反射光により測距したものとして、測距結果(AFDT)を遠距離(無限遠)とし測距動作を終了する。
【0032】
尚、ステップS305とステップS307で測距結果(AFDT)を共に無限遠としているが、この距離は同距離であっても、またそれぞれ異なった遠距離の値でも良い。
また、ステップS302でYES、ステップS304で小と判断された場合に、パッシブ測距を行ってより精度の高いAFDTを求めるようにしてもよい。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アクティブ測距方式とパッシブ測距方式の両方の方式で測距可能なハイブリッド測距において、アクティブ測距の測距結果が所定距離よりも近く且つ、受光信号量が所定値よりも少ないときは、窓ガラス越しの遠景を測距しているものとして、窓ガラス越し測距であっても良好な測距結果が得られるパッシブ測距の測距結果を採用することにより、窓ガラス越しの遠景を精度よく測距することができる。
また、本発明によれば、窓ガラスからの反射光を受光するための専用センサを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す構成図である。
【図2】第1の測距方法を示すフローチャートである。
【図3】第2の測距方法を示すフローチャートである。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す構成図である。
【図5】測距方法を示すフローチャートである。
【図6】従来の測距装置を示す構成図である。
【図7】従来のアクティブ測距動作を示すフローチャートである。
【図8】パッシブ測距動作を示すフローチャートである。
【図9】アクティブ測距とパッシブ測距とを行う場合の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 測距対象
2 発光素子(IRED)
6 第1のセンサアレイ
7 第2のセンサアレイ
8 CPU
9 受光信号処理部
10 信号量判定部
13 PSD
14 距離演算部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a distance measuring device used in a camera or the like for optically measuring a distance to a distance measurement target.
[0002]
[Prior art]
Conventional distance measuring devices include an active method in which spot projection is performed on a distance measurement target and a passive method in which spot projection is not performed. In recent years, some cameras and the like have a hybrid type distance measuring device that combines an active type and a passive type and uses them as needed. An apparatus using a skim CCD sensor as such a hybrid-type distance measuring apparatus has been proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 7-263183.
[0003]
Next, a part of the distance measuring apparatus based on the hybrid system proposed above will be described with reference to FIGS.
In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a distance measurement target, 2 denotes an IRED as a light emitting element for performing spot projection, 3 denotes a light projection lens which projects light from the IRED 2 to the distance measurement target 1, and 4 and 5 denote distance measurement targets 1. The light receiving lenses 6 and 7 are first and second sensor arrays for receiving the reflected light passing through the light receiving lenses 4 and 5, respectively. Although not shown, the first and second sensor arrays 6 and 7 each have a charge accumulating section for temporarily accumulating the electric charges of the sensor arrays 6 and 7, a charge transfer section such as a CCD, and a charge rejection section for performing a skim operation. The sensor arrays 6 and 7 together with these components constitute a skim CCD sensor.
[0004]
FIG. 7 is a flowchart showing the operation in the case of performing the active distance measurement by the distance measuring apparatus having the above configuration.
First, in step S701, the IRED 2 is turned on and off to perform spot projection. Next, in step S702, a difference output between the light receiving signals of the skim CCD sensors when the light is turned on and when the light is turned off is obtained. In step S703, each charge of the sensor arrays 6 and 7 is integrated by adding while circulating in synchronization with turning on and off of the light projection, and the integration is performed to eliminate external light components other than the light projection component while performing this integration. Perform the operation.
[0005]
Next, the signal output is monitored, and when each differential output exceeds a certain amount, light emission is stopped in step S704. Then, in step S705, a correlation calculation of the spot projection signal is performed from the difference output. That is, the distance to the object to be measured is determined by the principle of triangulation based on the relative value of the position of each difference output on the two sensor arrays.
[0006]
FIG. 8 is a flowchart showing an operation when passive distance measurement is performed by the distance measurement device of FIG.
First, in step S801, the IRED 2 is turned off to enter a normal output mode for outputting a light receiving signal, and then in step S802, charge rejection (skim operation) is prohibited. Next, in step S803, a light receiving signal corresponding to the time of one light emission is obtained from each of the sensor arrays 6 and 7. Next, in step S804, correlation calculation of the light receiving signal obtained in step S803 is performed. That is, the distance to the object to be measured is determined based on the principle of triangulation based on the correlation value of the positions of the light receiving signals from the two sensor arrays on these sensor arrays.
[0007]
FIG. 9 is a flowchart for explaining the distance measuring operation in the hybrid distance measuring apparatus using the skim CCD sensor.
First, when distance measurement starts, it is determined in step S901 whether skimming is possible. If skim is possible, the process proceeds to step S902. On the other hand, if skimming is not possible, the process proceeds to step S904.
Next, in step S902, active distance measurement using projection ON / OFF is performed. The operation of the active distance measurement is as shown in FIG. In step S903, it is determined whether or not the distance measurement value has been obtained in step S902. If the spotlight signal cannot be obtained because the object to be measured is at a long distance or the reflectance of the object to be measured is low, the distance measurement is disabled and the process proceeds to step S704. If the distance measurement is possible, the distance measurement ends. Next, in step S904, spot projection is prohibited, and passive distance measurement is performed. The passive distance measurement operation is as shown in FIG. Here, after the distance measurement value is obtained, the distance measurement operation ends.
[0008]
By the way, in general, the passive ranging method can obtain a good ranging result without erroneous ranging when measuring a distant view through a window glass with a camera or the like, whereas the active ranging method does not always have a good ranging result. Distance results are not always obtained. This is because in the active distance measurement method, the distance is measured by receiving the reflected light of the projected light.When measuring a distant view through the window glass, the reflected light of the slight projection light reflected on the window glass is measured. This is because the distance result is adversely affected.
In response to the adverse effects of the active distance measurement method, the present applicant detects the reflected light on the window glass surface using a dedicated light receiving sensor, so that the distance can be appropriately measured even when measuring a distant view through the window glass. We propose a technique to get the result.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above technique, since light is received by a dedicated sensor, a dedicated sensor is required in addition to a sensor for normal distance measurement. Further, for example, when the distance between the window glass and the distance measuring device is slightly apart (for example, about 0.4 m), there is almost no reflected light due to light projection between the window glass and the camera body (or the distance measuring device). The reflected light is not received by the dedicated sensor, so that not only the window glass cannot be detected correctly, but also the distance of the window glass is measured by the regular reflected light from the window glass. If the result of the distance measurement (for example, 0.4 m) is out of the shooting interlocking range (for example, close to) of the camera, a normal camera displays a close warning or prohibits shooting. For this reason, it becomes impossible to take a distant view photograph through the window glass, and it becomes very difficult to handle.
Furthermore, in the above-described techniques, since the distance measurement result (or photographing lens) is merely set to a predetermined distance suitable for distant view shooting, there is a problem that the distance measurement result cannot be said to be accurate. Was.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a distance measuring device capable of performing high-accuracy distance measurement without using a dedicated sensor when measuring distance through a window glass.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A distance measuring device according to the present invention includes: a light projecting unit for projecting a spot on a distance measuring object; a first light receiving unit and a second light receiving unit; and a light receiving unit for receiving reflected light of the distance measuring object; First calculating means for calculating a distance to the object to be measured based on an output signal of the light receiving means by the spot light of the light emitting means, and a distance calculated by the first calculating means and a predetermined distance And a first comparing unit that compares the calculated distance with the first comparing unit when the calculated distance is smaller than the predetermined distance. A second comparing means for comparing the amount of received light with a predetermined amount of light; and a second comparing means for comparing the amount of received light with the second amount of light when the amount of received light is smaller than the predetermined amount of light. Based on the output signal obtained at a given time from the light receiving means It is provided second calculating means for calculating a distance to the distance measuring object again.
[0013]
[Action]
According to the present invention, when the distance measured by the active distance measurement is smaller than the predetermined distance and the received light amount at that time is smaller than the predetermined amount, it is determined that the distance measurement is through the window glass, and the mode is switched to the passive distance measurement. To perform highly accurate ranging.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, before describing embodiments of the present invention, the present invention will be described in principle. For example, when trying to measure the distance of a distant view over a window glass at a distance of 0.4 m by an active distance measuring device, even if the distance of the window glass is erroneously measured by the light reflected by the projection glass, The reflected light is a fairly weak light unless it is specularly reflected from the window glass surface. Further, for example, when the distance of a normal object to be measured at a distance of 0.4 m is measured, the reflected light from the projection light reflected on the object to be measured is a very strong light amount.
[0016]
Focusing on these, in the present invention,
(1) When the distance measurement result of the active distance measurement is shorter than a predetermined distance (for example, 0.6 m) and the amount of received light signal is smaller than a predetermined value, it is determined that a distant view through a window glass is measured. By setting the distance measurement result to a long distance (infinity), an appropriate distance measurement result can be obtained even in a distant view through a window glass.
(2) In a hybrid ranging apparatus capable of performing ranging by both the active ranging scheme and the passive ranging scheme, the ranging result of the active ranging is shorter than a predetermined distance (for example, 0.6 m), and a light receiving signal is obtained. When the amount is smaller than the predetermined value, it is assumed that the distance is measured over the window glass, and the distance measurement result of the passive distance measurement is adopted so that the distance can be accurately measured over the window glass. ing.
[0017]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a distance measuring apparatus according to the present invention based on the above principle.
In FIG. 1, 1 to 7 correspond to the same reference numerals in FIG. Reference numeral 8 denotes a CPU that controls the entire system and performs calculations for distance measurement. Reference numeral 9 denotes a light receiving signal processing unit including a charge storage unit, a charge transfer unit, a charge rejection unit, and the like described above with reference to FIG.
[0018]
Reference numeral 10 denotes a signal amount determination unit that determines whether the light reception signal amount is larger or smaller than a predetermined amount, and 11 denotes an IRED drive unit that drives the IRED 2 on and off. Reference numeral 12 denotes a window glass, which is located at a position slightly distant from the distance measuring device (for example, 0.4 m). The object to be measured is not illustrated because it is present at a considerable distance from the distance measuring apparatus. At this time, most of the light projected from the IRED 2 passes through the window glass 12, but part of the light is reflected by the window glass and received by the sensor arrays 6 and 7.
[0019]
FIG. 2 is a flowchart showing a distance measuring method of the distance measuring device according to the above (1).
First, when distance measurement starts, it is determined in step S101 whether skim is possible. If skim is possible, the process proceeds to step S102. If skimming is impossible, the process proceeds to step S108.
Next, in step S102, active distance measurement using light emission on / off is performed. The operation of the active distance measurement is as shown in FIG. In step S103, it is determined whether or not the distance measurement value has been obtained in step S102. If the spotlight signal cannot be obtained because the object to be measured is at a long distance or the reflectance of the object to be measured is low, it is determined that the distance cannot be measured, and the process proceeds to step S108. If the distance measurement is possible, it is determined in step S104 whether the distance measurement result is farther or shorter than a predetermined distance (for example, 0.6 m). If the distance measurement result is shorter than the predetermined distance, the process proceeds to step S105. If the distance measurement result is farther, the process proceeds to step S107. .
[0020]
In step S105, it is determined from the output of the signal amount determination unit 10 whether the number of light reception signals of the signal is larger or smaller than a predetermined amount. If the received light signal amount is larger than the predetermined value, the process proceeds to step S107, and the distance measurement result (AFDT) is terminated as the result of the active distance measurement obtained in step S102. If the received light signal amount is smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S106, assuming that the distance is measured by the reflected light from the window glass, the distance measurement result (AFDT) is set to a long distance (infinity), and the distance measurement operation ends. .
[0021]
In step S108, since active distance measurement is impossible or impossible, spot distance projection is prohibited and passive distance measurement is performed. The passive distance measuring operation is as shown in FIG. Thereafter, in step S109, the distance measurement operation (AFDT) is completed as a result of the passive distance measurement obtained in step S108, and the distance measurement operation ends.
[0022]
Here, if the distance is measured by the reflected light from the window glass in the situation as shown in FIG. 1, the distance measurement result in step S102 is 0.4 m, the distance can be measured in step S103, and the process proceeds to step S104. Since the distance is shorter than 6 m, the process proceeds to step S105. Further, since the signal light reflected from the window glass is small, the process proceeds to step S106, and the distance measurement result (AFDT) is set to a long distance (infinity) which is an appropriate distance in this situation.
If the object to be measured at a distance of 0.4 m is measured, the amount of received signal light is very large (strong). Therefore, the process proceeds to step S107 in step S105, so that a correct distance measurement result is obtained. Can be.
[0023]
FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the distance measuring method (2).
First, when distance measurement starts, it is determined in step S201 whether skim is possible. If skim is possible, the process proceeds to step S202. On the other hand, if skimming is not possible, the flow advances to step S206 to perform passive distance measurement. Next, in step S202, active distance measurement using light emission on / off is performed. The operation of the active distance measurement is as shown in FIG. In step S203, it is determined whether or not the distance measurement value has been obtained in step S202. If the spot light signal cannot be obtained because the object to be measured is at a long distance or the reflectivity of the object to be measured is low, it is determined that the distance cannot be measured, and the process proceeds to step S206 to perform passive distance measurement. I do. If the distance measurement is possible, it is determined in step S204 whether the distance measurement result is farther or shorter than a predetermined distance (for example, 0.6 m). If the distance measurement result is shorter than the predetermined distance, the process proceeds to step S205. If the distance measurement result is farther, the process proceeds to step S208. The distance measurement result (AFDT) is terminated as an active distance measurement result obtained in step S202.
[0024]
In step S205, it is determined from the output of the signal amount determination unit 10 whether the number of received light signals is larger or smaller than a predetermined amount. Here, if the light receiving signal amount is larger than the predetermined value, the process proceeds to step S208, and the distance measurement operation is ended by using the distance measurement result (AFDT) as a result of the active distance measurement obtained in step S202. If the received light signal amount is smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S206, and a passive distance measurement is performed assuming that the distance is measured by the reflected light from the window glass.
In step S206, since active distance measurement is impossible, impossible, or distance measurement through a window glass, spot distance projection is prohibited and passive distance measurement is performed. The passive distance measurement operation is as shown in FIG. Thereafter, in step S207, the distance measurement operation (AFDT) is completed as a result of the passive distance measurement obtained in step S206, and the distance measurement operation ends.
[0025]
Here, assuming that the distance is measured by the reflected light from the window glass in the situation as shown in FIG. 1, the distance measurement result in step S202 is 0.4 m, the distance can be measured in step S203, and the process proceeds to step S204. Since the distance is shorter than 6 m, the process proceeds to step S205. Further, since the amount of signal light reflected from the window glass is small, the process proceeds to step S206, and passive distance measurement that is strong in distance measurement through the window glass is performed. For this reason, it is possible to perform shooting through glass with higher precision than in the first method.
[0026]
In this embodiment, a hybrid type distance measuring device using a skim CCD sensor is used. However, the present invention is not limited to this type of distance measuring device. The same control may be performed by using a hybrid type distance measuring device having a distance measuring device independently.
[0027]
FIG. 4 shows an active distance measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
4, a CPU 8, an IRED driving unit 11, an IRED 2, a light projecting lens 3, a window glass 12, a signal amount determining unit 10, and a light receiving lens 4 are provided as in FIG. 1, and a PSD (semiconductor position) as a light receiving sensor is provided. (Detection element) 13 is provided. The output of the PSD 13 is input to the distance calculator 14.
[0028]
The distance calculation unit 14 includes an I / V converter, an amplifier, a known double integration circuit, and the like, and also includes a charge accumulation unit, a charge transfer unit, and a charge rejection unit, and measures a distance from a signal current photoelectrically converted by the PSD 13. The distance to the target is calculated.
[0029]
The object to be measured is not illustrated because it is present at a considerable distance from the distance measuring apparatus. At this time, most of the light projected from the IRED 2 passes through the window glass 12, but part of the light is reflected by the window glass 12 and received by the PSD 13.
[0030]
FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the distance measuring apparatus.
First, when distance measurement starts, in step S301, the IRED 2 is caused to emit light and the spot light is projected toward the distance measurement target, and active distance measurement is performed by a known double integration operation. In step S302, it is determined whether or not the distance measurement value has been obtained in step S301. If the spot light signal cannot be obtained because the object to be measured is at a long distance or the reflectivity of the object to be measured is low, it is determined that the distance cannot be measured and the process proceeds to step S307, and the distance measurement result (AFDT) ) Is set to long distance (infinity). If the distance measurement is possible, it is determined in step S303 whether the distance measurement result is farther or closer than a predetermined distance (for example, 0.6 m). If the distance measurement result is shorter than the predetermined distance, the process proceeds to step S304. If the distance measurement result is farther, the process proceeds to step S306.
[0031]
In step S304, it is determined from the output of the signal amount determination unit 10 whether the number of light reception signals of the signal light is larger or smaller than a predetermined amount. Here, if the amount of received light signal is larger than the predetermined value, the process proceeds to step S306, and the distance measurement operation is ended by using the distance measurement result (AFDT) as a result of the active distance measurement obtained in step S301. If the received light signal amount is smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S305, assuming that the distance is measured by the reflected light from the window glass, the distance measurement result (AFDT) is set to a long distance (infinity), and the distance measurement operation ends. .
[0032]
Although the distance measurement result (AFDT) is set to infinity in both step S305 and step S307, this distance may be the same distance, or may be a different long-distance value.
When YES is determined in step S302 and small is determined in step S304, passive distance measurement may be performed to obtain a more accurate AFDT.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in hybrid ranging in which distance measurement can be performed by both the active distance measurement method and the passive distance measurement method, the distance measurement result of the active distance measurement is shorter than a predetermined distance, and When the amount of received light signal is less than the predetermined value, it is assumed that the distance is measured through the window glass, and the result of passive distance measurement can be obtained even with distance measurement through the window glass. By using, it is possible to accurately measure a distant view through a window glass.
Further, according to the present invention, a dedicated sensor for receiving reflected light from the window glass is not required.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a first distance measuring method.
FIG. 3 is a flowchart showing a second distance measuring method.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a distance measuring method.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional distance measuring device.
FIG. 7 is a flowchart showing a conventional active distance measuring operation.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a passive ranging operation.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation when performing active distance measurement and passive distance measurement.
[Explanation of symbols]
1 Target object 2 Light emitting element (IRED)
6 First sensor array 7 Second sensor array 8 CPU
9 Light reception signal processing unit 10 Signal amount judgment unit 13 PSD
14 Distance calculator

Claims (2)

測距対象にスポット投光する投光手段と、
第1の受光手段と第2の受光手段とから成り、上記測距対象の反射光を受光する受光手段と、
上記投光手段のスポット投光による上記受光手段の出力信号に基づいて、上記測距対象までの距離を算出する第1の演算手段と、
上記第1の演算手段で算出された距離と所定距離とを比較する第1の比較手段と、
上記算出された距離が上記所定距離より小さいときの上記第1の比較手段の比較結果に応じて、上記投光手段のスポット投光による上記受光手段の受光量と所定光量とを比較する第2の比較手段と、
上記受光量が上記所定光量より小さいときの上記第2の比較手段の比較結果に応じて、上記投光手段を消灯した状態で上記受光手段から所定時間に得られる出力信号に基づいて上記測距対象までの距離を再度算出する第2の演算手段とを備えた測距装置。
A light projecting means for projecting a spot on a distance measuring object,
A light receiving means comprising a first light receiving means and a second light receiving means, for receiving the reflected light of the distance measuring object;
First calculating means for calculating a distance to the object to be measured based on an output signal of the light receiving means by the spot light of the light emitting means;
First comparing means for comparing the distance calculated by the first calculating means with a predetermined distance;
A second comparing step of comparing a light receiving amount of the light receiving unit by the spot light projection of the light projecting unit with a predetermined light amount according to a comparison result of the first comparing unit when the calculated distance is smaller than the predetermined distance. Means of comparison,
According to the comparison result of the second comparing means when the light receiving amount is smaller than the predetermined light amount, the distance measurement is performed based on an output signal obtained at a predetermined time from the light receiving means with the light emitting means turned off. A distance calculating device comprising: a second calculating means for calculating the distance to the object again.
上記第1、第2の受光手段はスキムCCDセンサであることを特徴とする請求項1記載の測距装置。2. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein said first and second light receiving means are skim CCD sensors.
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