JP3774089B2 - Ranging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測距対象物までの距離を測定する測距装置に関し、特に、カメラ等に好適に用いられるアクティブ型の測距装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
カメラ等に用いられるアクティブ型の測距装置は、赤外線発光ダイオード(以下、「IRED」という。)から測距対象物に向けて光束を投光し、その投光された光束の反射光を位置検出素子(以下、「PSD」という。)により受光し、このPSDから出力される信号を信号処理回路および演算回路により演算処理して距離情報として出力し、CPUにより測距対象物までの距離を検出する。また、1回のみの投光による測距では誤差が生じることがあるので、投光を複数回行って複数の距離情報を求め、その複数の距離情報を積分回路により積分して平均化するのが一般的である。
【0003】
図4は、測距装置における積分回路の構成を示す回路図である。この積分回路16は、スイッチ1、積分コンデンサ2、スイッチ3、定電流源4、オペアンプ5、スイッチ6、基準電源7およびコンパレータ8を備えている。オペアンプ5の(−)入力端子は、スイッチ1を介して演算回路15の出力端子と接続され、積分コンデンサ2を介して接地され、スイッチ3を介して定電流源4と接続され、また、スイッチ6を介してオペアンプ5の出力端子と接続されている。オペアンプ5の(+)入力端子は、基準電圧VREFを出力する基準電源7が接続されている。コンパレータ8は、オペアンプ5の(−)入力端子と積分コンデンサ2との接続点と接続されており、その接続点における電位と基準電圧VREFとを大小比較し、その比較結果に応じた信号を出力する。CPU19は、コンパレータ8から出力された信号を入力するとともに、スイッチ1、3および6それぞれをオン・オフ制御する。
【0004】
このような積分回路16において、メイン電源が投入され、レリーズボタンがいわゆる半押しされると、CPU19による制御の下に、スイッチ6はオン状態となり、積分コンデンサ2は充電される。これにより、図5に概略的に示すように、積分コンデンサ2は、基準電源7により与えられる基準電圧VREFになるまで充電される。充電後、スイッチ6はオフ状態とされ、そのままの状態で保持される。
【0005】
この後、IREDは赤外光をパルス発光し、その発光期間内の一定時間にスイッチ1はオン状態とされる。その結果、積分コンデンサ2は、赤外光の各発光に対応する演算回路15からの出力信号を負の電圧として入力する。図5に示すように、積分コンデンサ2の電圧は、距離に対応した電圧分ずつ階段状に減じられていく。これを第1積分と呼ぶ。
【0006】
積分コンデンサ2に対して所定の回数(例えば256回)だけの負の電圧の入力(放電)が終了すると、スイッチ3はCPU19の制御信号によりオン状態とされる。これにより、積分コンデンサ2は、定電流源4の定格により定まる一定の速さで充電される。これを第2積分と呼ぶ。
【0007】
コンパレータ8は、この第2積分の期間中に積分コンデンサ2の電圧と基準電圧VREFとを大小比較しており、両者が一致したと判定したときにスイッチ3をオフとして積分コンデンサ2の充電を停止させる。そして、CPU19は、第2積分に要した時間を計測する。定電流源4による充電速度は一定であるので、第2積分に要した時間から、1回の測距により積分コンデンサ2に入力された信号電圧の総和、すなわち、測距対象物までの距離を求めることができる。この後の測距においては、積分コンデンサ2への充電は既に定電流源4により行われるので、特に長時間使用されない限りは、スイッチ3は開放状態のままで保持される。
【0008】
上述したようなアクティブ型測距装置においては、製造コスト低減の要請から積分回路16の積分コンデンサ2として安価なセラミックコンデンサの使用が望まれている。しかしながら、セラミックコンデンサには、誘電体吸収による充電電圧の降下という問題がある。すなわち、コンデンサCは、第1回目の充電の開始直後、図6に示すような等価回路を構成する。このため、第1回目の充電後にスイッチSWを開放すると、図6の抵抗成分RXにより電圧降下が観察される。このような現象が誘電体吸収と呼ばれるものである。
【0009】
このような誘電体吸収により、積分コンデンサ2としてセラミックコンデンサを用いた場合、図5に示すように、第1回目の測距時にはスイッチ6を開放すると比較的大きな電圧降下ΔVが生じ、その後に第1積分が開始されることになる。したがって、第2積分の際の充電に要する時間には、電圧降下ΔVに相当する時間遅れΔtが生ずる。この遅れΔtは測距誤差となる。なお、フィルムコンデンサにも誘電体吸収による電圧降下は生ずるが、その降下量は極めて小さいため、測距にはほとんど影響しないが、コストが大きくなる。また、フィルムコンデンサは大型であるので、実装面積が大ききなる。
【0010】
このような問題を解決する測距装置として、特開平8−110222号公報に開示されたものが知られている。上記公報に開示された測距装置は、メイン電源投入後であって第1回目の測距が行われる前に、予め積分コンデンサ2を所定時間だけ充電して、誘電体吸収に因る積分コンデンサ2の電圧降下を強制的に生じさせて、第1回目の測距の際の充電においての電圧降下を防止している。或いは、メイン電源投入後の第1回目の測距の際に、誘電体吸収による電圧降下を防止するのに充分な長さの時間をもって積分コンデンサを充電する。このようにすることにより、測距の際には誘電体吸収に因る積分コンデンサ2の電圧降下は発生せず、測距誤差の発生は回避される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示された測距装置であっても、メイン電源がオン状態のまま測距が長時間行われないときや、操作が一定期間なかったときに電源供給を停止させるスタンバイモードのときには、積分コンデンサ2の電圧が降下して、その後の測距の際に積分コンデンサの誘電体吸収に因る測距誤差が生じ得る。
【0012】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、測距が長時間行われないときやスタンバイモードのときにも、その後の測距において測距精度が優れた測距装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る測距装置は、(1)測距対象物に向けて一連のパルス光を投光する投光手段と、(2)測距対象物に投光されたパルス光それぞれの反射光を、測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、それぞれの受光位置に応じた複数の信号を出力する受光手段と、(3)受光手段から出力されたそれぞれの信号に基づいて演算を行い、測距対象物までの距離に応じた複数の信号を出力する演算手段と、(4)一連のパルス光投光前に基準電圧に設定され、演算手段の出力に応じて充放電される積分コンデンサと、(5)一連のパルス光投光後の積分コンデンサの電圧値に基づいて測距対象物までの距離を検出する検出手段と、(6)積分コンデンサを、測距前の第1の期間中に予め少なくとも2回基準電圧以上に充電し、測距のための充放電の直前の第2の期間中に基準電圧以上に充電する充電手段と、を備えることを特徴とする。
【0014】
この測距装置によれば、積分手段の積分コンデンサは、充放電手段により、一連の測距前の第1の期間に基準電圧またはそれ以上の電圧に充電される。また、レリーズボタンが押され、測距動作が開始される直前の第2の期間中に、この積分コンデンサは、充電手段により、再び基準電圧またはそれ以上の電圧に充電される。この充電の後、投光手段から測距対象物に向けて一連のパルス光が出力され、それぞれのパルス光は測距対象物で反射する。各反射光は、受光手段により、測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光され、それぞれの受光位置に応じた複数の信号が出力される。受光手段から出力された各信号は演算手段により演算されて、測距対象物までの距離に応じた複数の信号が出力される。演算手段から出力された各信号は積分コンデンサに送られ、基準電圧であった積分コンデンサは、その信号に応じて充放電されることで演算手段から出力された信号を積分する。そして、検出手段により、パルス光投光後の積分コンデンサの電圧値に基づいて測距対象物までの距離が検出される。このように、測距開始直前の第2の期間と測距動作より前の第1の期間にも積分コンデンサの充電を行うので、第1の期間における充電により、積分コンデンサにおける誘電体吸収に因る電圧降下が生じ、さらに第2の期間における充電により、積分コンデンサにおける誘電体吸収に因る電圧降下は防止され、測距誤差は小さくなる。
【0015】
本発明に係る測距装置では、第1の期間はメイン電源投入の際の期間であるのが好適である。また、操作が一定期間なかったときに電源供給を停止させてスタンバイモードに設定し、スタンバイモード時に操作があったときにスタンバイモードを解除して電源供給を再開させる制御手段を更に備えており、この場合に、第1の期間はスタンバイモード解除の際の期間であるのも好適である。さらに、第1の期間はレリーズボタン操作以外の操作(例えば、この測距装置がカメラに適用される場合に、撮影レンズのズーム操作、日付を設定等するデート操作、バッテリチェック操作、等)の際の期間であるのも好適である。これら何れの場合にも、第1の期間を充分に長いものとすることができ、第1の期間における充電により、積分コンデンサにおける誘電体吸収に因る電圧降下を防止できる。
【0016】
また、本発明に係る測距装置では、第1の期間は第2の期間より長いことを特徴とする。この場合には、第1の期間における充電により積分コンデンサにおける誘電体吸収に因る電圧降下が極めて小さくなるので、第2の期間が短くても、第2の期間における充電により、積分コンデンサにおける誘電体吸収に因る電圧降下は防止され、測距誤差は小さくなる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下では、本実施形態に係るアクティブ型の測距装置が自動焦点式カメラの測距装置として適用される場合について説明する。
【0018】
図1は、本実施形態に係る測距装置の構成図である。この測距装置は、投光レンズ(図示せず)を介して被写体(測距対象物)に赤外光を投光する赤外線発光ダイオード(IRED)10と、このIRED10を駆動するドライバ11と、IRED10から投光され測距対象物で反射された赤外光を受光レンズ(図示せず)を介して受光する位置検出素子(PSD)12とを備えている。
【0019】
測距装置は、更に、PSD12から出力される信号電流I1およびI2それぞれを処理する第1信号処理回路13および第2信号処理回路14と、これらの信号処理回路13、14から出力された信号に基づいて測距対象物までの距離情報を演算して出力する演算回路15と、この演算回路15から出力された距離情報信号を積分する積分回路16と、被写体(測距対象物)の像を撮影フィルム上に結像する撮影レンズ18と、この撮影レンズ18を合焦動作させるレンズ駆動回路17と、この測距装置を備えるカメラの全体を制御するCPU19とを備えている。なお、通常、第1の信号処理回路13、第2の信号処理回路14、演算回路15および積分回路16は、自動焦点用集積回路(以下、「AFIC」という。)20に収められてカメラに搭載される。
【0020】
CPU19は、EEPROM等の記憶手段(図示せず)に予め記憶されているプログラムおよびパラメータに基づいて、この測距装置を備えるカメラの全体を制御する。この図に示す測距装置においては、CPU19は、ドライバ11を制御してIRED10からの赤外光の出力を制御するとともに、電源電圧(例えば、ドライバ11に供給される電源電圧)の値を入力する。さらに、CPU19は、AFIC20の動作を制御するとともに、AFIC20から出力される信号を入力し、この信号に基づいて測距対象物までの距離を検出し、レンズ駆動回路17を介して撮影レンズ18を合焦動作させる。
【0021】
CPU19による制御の下に、先ずIRED10は、投光レンズ(図示せず)を介して測距対象物に向けて赤外光を投光する。この赤外光は測距対象物により反射され、PSD12は、その反射光を受光レンズ(図示せず)を介して受光する。PSD12は、赤外光の受光位置に応じて信号電流I1および信号電流I2を出力する。第1信号処理回路13は、PSD12から出力された信号電流I1を入力し、一方、第2信号処理回路14は、PSD12から出力された信号電流I2を入力し、それぞれ定常光成分除去等の処理を行う。演算回路15は、第1信号処理回路13および第2信号処理回路14それぞれから出力された信号を入力し、PSD12の出力比I1/(I1+I2)に相当するデータを求め、このデータを距離情報信号として出力する。
【0022】
1回の測距動作において、IRED10は、所定の回数(例えば256回)赤外光をパルス発光し、演算回路15は、その発光回数分の距離情報信号を出力する。したがって、積分回路16は、その発光回数と同数の距離情報信号を積分処理し、その積分結果を1つの距離情報としてCPU19に出力する。CPU19は、入力された距離情報に基づいて測距対象物までの距離を求めるとともに、レンズ駆動回路17を制御して、撮影レンズ18を合焦位置に移動させる。
【0023】
ここで、積分回路16について更に詳細に説明する。本実施形態における積分回路16はセラミックコンデンサを積分コンデンサ2として備えており、この積分コンデンサ2はAFIC20に外付けされている。本実施形態の積分回路16は、従来と同様の構成であるので、図4を参照して説明する。この積分回路16は、スイッチ1、積分コンデンサ2、スイッチ3、定電流源4、オペアンプ5、スイッチ6、基準電源7およびコンパレータ8を備えている。オペアンプ5の(−)入力端子は、スイッチ1を介して演算回路15の出力端子と接続され、積分コンデンサ2を介して接地され、スイッチ3を介して定電流源4と接続され、また、スイッチ6を介してオペアンプ5の出力端子と接続されている。オペアンプ5の(+)入力端子は、基準電圧VREFを出力する基準電源7が接続されている。コンパレータ8は、オペアンプ5の(−)入力端子と積分コンデンサ2との接続点と接続されており、その接続点における電位と基準電圧VREFとを大小比較し、その比較結果に応じた信号を出力する。CPU19は、コンパレータ8から出力された信号を入力するとともに、スイッチ1,3および6それぞれをオン・オフ制御する。
【0024】
次に、本実施形態に係る測距装置の動作について説明する。図2は、本実施形態に係る測距装置の動作を説明するタイミングチャートである。カメラのメイン電源が投入されオン状態とされると、AFIC20は電源電圧の供給が開始される。また、積分コンデンサ2は、メイン電源投入後の所定の期間(第1の期間)に充電される。この充電は、図2(d)で示すタイミングでCPU19から送出された制御信号によりスイッチ6がオン状態とされることにより行われ、これにより、積分コンデンサ2は、基準電源7により与えられる基準電圧VREFになるまで充電される。以下、この充電を予充電という。本実施形態では、この予充電を例えば3回行う。
【0025】
次にカメラのレリーズボタンが半押しされると一連の測距動作が開始される。この測距動作が開始されると、AFIC20は電源電圧供給が再開される。そして、スイッチ6はオン状態とされて、積分コンデンサ2は、このスイッチ6がオン状態となっている期間(第2の期間)に予充電される。そして、予充電が完了後、スイッチ6はオフ状態とされる。
【0026】
予充電の後に、IRED10は、図2(f)に示すように、CPU19からドライバ11に出力されたデューティ比の発光タイミング信号で駆動され、所定の発光回数だけ赤外光をパルス発光する。IRED10から発光された赤外光は、測距対象物により反射された後、PSD12により受光される。そして、演算回路15は、各発光それぞれについて出力比I1/(I1+I2)のデータを出力し、積分回路16は、そのデータを距離情報信号として入力する。CPU19は、IRED10のパルス発光に対応したタイミングでスイッチ1を制御し、出力比に対応した負の電圧を積分コンデンサ2に入力する。
【0027】
積分回路16の積分コンデンサ2は、演算回路15から出力された距離情報信号を入力し、その距離情報信号の値に応じた電圧値だけ放電する。すなわち、積分コンデンサ2の電圧は、図2(e)に示すように、距離情報信号を入力する度に階段状に減少する(第1積分)。一段一段の電圧降下量は、それ自体、測距対象物までの距離に対応した距離情報であるが、本実施形態では、IRED10の各パルス発光により得られる電圧降下量の総和をもって距離情報としている。
【0028】
積分コンデンサ2に対して所定の発光回数だけの入力が終了すると、スイッチ6はオフ状態のまま保持され、スイッチ3はCPU19の信号によりオン状態にされる。これにより、積分コンデンサ2は、定電流源4の定格により定まる一定の速さで充電される(第2積分)。
【0029】
コンパレータ8は、この第2積分の期間中に積分コンデンサ2の電圧と基準電圧VREFとを大小比較しており、両者が一致したと判定したときにスイッチ3をオフとして積分コンデンサ2の充電を停止させる。そして、CPU19は、第2積分に要した時間を計測する。定電流源4による充電速度は一定であるので、第2積分に要した時間から、1回の測距により積分コンデンサ2に入力された距離情報信号の総和、すなわち、測距対象物までの距離を求めることができる。
【0030】
この後、レリーズボタンが全押しされると、CPU19は、求められた距離に基づいてレンズ駆動回路17を制御して、撮影レンズ18に適切な合焦動作を行わせ、さらに、シャッタ(図示せず)を開いて露光を行う。以上のようにして、レリーズ操作に伴い、予充電、測距(第1積分および第2積分)、合焦ならびに露光という一連の撮影動作が行われる。その後の撮影動作も同様である。
【0031】
また、CPU19は、カメラの各構成要素(CPU19自身を除く)へ電源電圧を安定供給するレギュレータ(図示せず)の動作を制御することにより、カメラに対する操作が一定期間(例えば5分間)なかったときに電源供給を停止させてスタンバイモードに設定し、一方、スタンバイモード時に何等かの操作があったときにスタンバイモードを解除して電源供給を再開させる。このスタンバイモード解除の際(第1の期間)にも、CPU19は積分コンデンサ2を予充電する。スタンバイモード解除の際の予充電も、メイン電源投入の際と同様に例えば3回行われる。そして、この予充電の後、AFIC20は電源供給が停止され、スイッチ6はオフ状態とされ、積分コンデンサ2への予充電が停止される。
【0032】
さらに、CPU19は、レリーズボタン操作以外の操作があった際(第1の期間)にも、積分コンデンサ2を予充電する。この際の予充電も、メイン電源投入の際と同様に例えば3回行われる。ここで、レリーズボタン操作以外の操作とは、例えば、撮影レンズのズーム操作、日付を設定等するデート操作、バッテリチェック操作、等である。
【0033】
図3は、予充電を説明するタイミングチャートである。積分コンデンサ2は、第1および第2の期間それぞれの予充電の際に、図2に示したタイミングチャートでは基準電圧VREFに充電されたが、図3に示したタイミングチャートでは基準電圧VREFより高い電源電圧VCCに充電される。図3(a)は、積分コンデンサ2を電源電圧VCCに充電することをAFIC20に指示するRESET信号を示す。また、図3(b)は、積分コンデンサ2を放電することをAFIC20に指示するSTB信号を示す。
【0034】
図3(c1)は、RESET信号として図3(a)に示されたものがAFIC20に入力し、STB信号として図3(b)に示されたものがAFIC20に入力したときの、積分コンデンサ2の電圧の変化を示すものである。この場合には、積分コンデンサ2は、STB信号がローレベルであってRESET信号がハイレベルのときに電源電圧VCCに充電され、STB信号がローレベルであってRESET信号もローレベルのときに基準電圧VREFに充電され、STB信号がハイレベルのときに放電される。
【0035】
また、図3(c2)は、RESET信号として図3(a)に示されたものがAFIC20に入力し、STB信号として最初のRESET信号立上り以降は常にローレベルであるものがAFIC20に入力したときの、積分コンデンサ2の電圧の変化を示すものである。この場合には、積分コンデンサ2は、RESET信号がハイレベルのときに電源電圧VCCに充電され、RESET信号もローレベルのときに基準電圧VREFに充電される。
【0036】
なお、積分コンデンサ2を電源電圧VCCに充電するには、図4において、積分コンデンサ2の端子2aと電源電圧VCC端子(図示せず)との間に、RESET信号によって開閉するスイッチを設けることにより実現できる。このように、積分コンデンサ2を基準電圧VREFより高い電源電圧VCCに予充電することにより、積分コンデンサ2における誘電体吸収に因る電圧降下は更に防止される。
【0037】
以上のように、メイン電源投入、スタンバイモード解除、または、レリーズボタン操作以外の操作の際(第1の期間)に予充電を行うことにより、この予充電の終了時に積分コンデンサ2における誘電体吸収に因る電圧降下が生じ、その後の測距開始の際(第2の期間)の予充電で、積分コンデンサ2における誘電体吸収に因る電圧降下を防止させて、測距誤差が発生しないようにすることができる。特に、第1の期間を第2の期間より長くすることにより、測距開始の際の予充電に要する時間を更に短くすることができる。
【0038】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、積分回路の充電・放電が上記実施形態とは逆の場合、すなわち、第1積分で積分コンデンサ2の電圧が階段状に増加するように充電を複数回行った後、第2積分で放電を1回だけ行うような積分回路においても、本発明を適用することが可能である。いずれの場合でも、第1積分後の積分コンデンサ2の電圧は、電圧降下には影響を受けず、測距対象物までの距離のみに依存した値となる。上述の各実施形態では、第2積分に要した時間から距離を求めているが、これに替えて、第1積分後の積分コンデンサ2の電圧値を直接A/D変換し、それを基にして距離を算出してもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、測距開始の直前の第2の期間だけでなく測距前の第1の期間にも積分コンデンサの予充電を複数回行う。ここで、第1の期間は、メイン電源投入の際の期間、スタンバイモード解除の際の期間、または、レリーズボタン操作以外の操作の際の期間である。したがって、第1の期間における充電により、積分コンデンサにおける誘電体吸収に因る電圧降下が生じ、さらに第2の期間における充電により、積分コンデンサにおける誘電体吸収に因る電圧降下は防止され、測距誤差は小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る測距装置の構成図である。
【図2】本実施形態に係る測距装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図3】予充電を説明するタイミングチャートである。
【図4】積分回路の回路図である。
【図5】従来の測距装置における積分コンデンサの電圧の時間変化を示すタイミングチャートである。
【図6】コンデンサの誘電体吸収を説明するための等価回路の回路図である。
【符号の説明】
1…スイッチ、2…積分コンデンサ、3…スイッチ、4…定電流源、5…オペアンプ、6…スイッチ、7…基準電源、8…コンパレータ、10…IRED(赤外線発光ダイオード)、11…ドライバ、12…PSD(位置検出素子)、13…第1信号処理回路、14…第2信号処理回路、15…演算回路、16…積分回路、17…レンズ駆動回路、18…撮影レンズ、19…CPU、20…AFIC(自動焦点用集積回路)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a distance measuring device for measuring a distance to a distance measuring object, and more particularly to an active distance measuring device suitably used for a camera or the like.
[0002]
[Prior art]
An active distance measuring device used for a camera or the like projects a light beam toward an object to be measured from an infrared light emitting diode (hereinafter referred to as “IRED”), and positions the reflected light of the projected light beam at a position. Light is received by a detection element (hereinafter referred to as “PSD”), a signal output from the PSD is processed by a signal processing circuit and an arithmetic circuit and output as distance information, and a distance to a distance measurement object is determined by a CPU. To detect. In addition, since an error may occur in distance measurement using only one light projection, light projection is performed a plurality of times to obtain a plurality of distance information, and the plurality of distance information is integrated and averaged by an integration circuit. Is common.
[0003]
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of an integration circuit in the distance measuring apparatus. The
[0004]
In such an
[0005]
Thereafter, the IRED emits infrared light in a pulsed manner, and the switch 1 is turned on for a certain time within the light emission period. As a result, the integrating
[0006]
When input (discharge) of a negative voltage for a predetermined number of times (for example, 256 times) to the integrating
[0007]
The comparator 8 compares the voltage of the
[0008]
In the active distance measuring apparatus as described above, it is desired to use an inexpensive ceramic capacitor as the integrating
[0009]
When a ceramic capacitor is used as the integrating
[0010]
As a distance measuring device that solves such a problem, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-110222 is known. The distance measuring device disclosed in the above publication charges the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, even the distance measuring device disclosed in the above publication is in a standby mode in which the power supply is stopped when distance measurement is not performed for a long time with the main power on, or when there is no operation for a certain period of time. Sometimes, the voltage of the
[0012]
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a distance measuring device that has excellent distance measuring accuracy in subsequent distance measurement even when distance measurement is not performed for a long time or in a standby mode. The purpose is to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The distance measuring device according to the present invention includes (1) a light projecting means for projecting a series of pulsed light toward a distance measuring object, and (2) a reflected light of each of the pulsed light projected on the distance measuring object. Receiving light at a light receiving position on the position detection element according to the distance to the object to be measured, and outputting a plurality of signals according to each light receiving position, and (3) each output from the light receiving means performs calculation based on the signals, and computing means for outputting a plurality of signals corresponding to the distance to the object, (4) is set to a series of pulsed light projection before the reference voltage, the output of the arithmetic means an integrating capacitor is charged and discharged in response to a detection means for detecting the distance to the object based on the voltage value of (5) integrating capacitor after a series of pulsed light projection, the (6) integrating capacitor It was charged in advance at least more than twice the reference voltage during a first time period before the distance measurement, charge and discharge for the distance measurement Characterized in that it comprises a charging means for charging more than the reference voltage during a second period immediately before, the.
[0014]
According to the distance measuring apparatus, the integrating capacitor of the integrating means, the charge discharge electric means, is charged to the reference voltage or more voltage to the first period before a series of ranging. Further, during the second period immediately before the release button is pressed and the distance measuring operation is started , the integration capacitor is charged again to the reference voltage or higher by the charging means. After this charging, a series of pulse lights are output from the light projecting means toward the object to be measured, and each pulse light is reflected by the object to be measured. Each reflected light is received by the light receiving means at the light receiving position on the position detecting element corresponding to the distance to the distance measuring object, and a plurality of signals corresponding to the respective light receiving positions are output. Each signal output from the light receiving means is calculated by the calculating means, and a plurality of signals corresponding to the distance to the distance measuring object are output. Each signal output from the calculation means is sent to the integrating capacitor, the integration capacitor was reference voltage, integrating the signal outputted from the operation means by being charged and discharged in response to the signal. And the distance to a ranging object is detected by a detection means based on the voltage value of the integrating capacitor after pulse light projection . As described above, since the integration capacitor is charged also in the second period immediately before the start of distance measurement and in the first period before the distance measurement operation, the charge in the first period causes the dielectric absorption in the integration capacitor. Further, the charging in the second period prevents the voltage drop due to the dielectric absorption in the integrating capacitor, and the distance measurement error is reduced.
[0015]
In the distance measuring apparatus according to the present invention, it is preferable that the first period is a period when the main power is turned on. In addition, the power supply is stopped when the operation has not been performed for a certain period, and the standby mode is set.The control unit further cancels the standby mode and resumes the power supply when the operation is performed in the standby mode. In this case, it is also preferable that the first period is a period when the standby mode is canceled. Further, during the first period, operations other than the release button operation (for example, when the distance measuring device is applied to a camera, zoom operation of the photographing lens, date operation for setting a date, battery check operation, etc.) It is also suitable that the period is the same. In any of these cases, the first period can be made sufficiently long, and charging during the first period can prevent a voltage drop due to dielectric absorption in the integrating capacitor.
[0016]
In the distance measuring apparatus according to the present invention, the first period is longer than the second period. In this case, since the voltage drop due to the dielectric absorption in the integrating capacitor becomes extremely small by charging in the first period, even if the second period is short, the dielectric in the integrating capacitor is charged by charging in the second period. The voltage drop due to body absorption is prevented, and the ranging error is reduced.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the following, a case where the active distance measuring device according to the present embodiment is applied as a distance measuring device of an autofocus camera will be described.
[0018]
FIG. 1 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to the present embodiment. This distance measuring device includes an infrared light emitting diode (IRED) 10 that projects infrared light onto a subject (range measuring object) via a light projecting lens (not shown), a
[0019]
The distance measuring apparatus further outputs a first
[0020]
The
[0021]
Under the control of the
[0022]
In one distance measurement operation, the
[0023]
Here, the
[0024]
Next, the operation of the distance measuring apparatus according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the distance measuring apparatus according to the present embodiment. When the main power of the camera is turned on and turned on, the
[0025]
Next, when the release button of the camera is pressed halfway, a series of distance measuring operations is started. When this distance measuring operation is started, the power supply voltage supply to the
[0026]
After the precharge, as shown in FIG. 2 (f), the
[0027]
The integrating
[0028]
When the input for the predetermined number of times of light emission to the integrating
[0029]
The comparator 8 compares the voltage of the
[0030]
Thereafter, when the release button is fully pressed, the
[0031]
Further, the
[0032]
Further, the
[0033]
FIG. 3 is a timing chart for explaining precharging. The
[0034]
FIG. 3 (c1) shows the
[0035]
3 (c2) shows a case where the signal shown in FIG. 3 (a) is input to the
[0036]
In order to charge the
[0037]
As described above, the dielectric absorption in the integrating
[0038]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, when the charging / discharging of the integrating circuit is opposite to the above-described embodiment, that is, after charging is performed a plurality of times so that the voltage of the integrating
[0039]
【The invention's effect】
Above, as explained in detail, according to the present invention, a plurality of times also precharge of the integrating capacitor during a first period before the distance measurement as well as the second period of the immediately preceding distance measurement start. Here, the first period is a period when the main power is turned on, a period when the standby mode is canceled, or a period when an operation other than the release button operation is performed. Therefore, the charging in the first period causes a voltage drop due to the dielectric absorption in the integration capacitor, and the charging in the second period prevents the voltage drop due to the dielectric absorption in the integration capacitor. The error is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the distance measuring apparatus according to the present embodiment.
FIG. 3 is a timing chart illustrating precharging.
FIG. 4 is a circuit diagram of an integration circuit.
FIG. 5 is a timing chart showing the time change of the voltage of the integrating capacitor in the conventional distance measuring device.
FIG. 6 is a circuit diagram of an equivalent circuit for explaining dielectric absorption of a capacitor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Switch, 2 ... Integration capacitor, 3 ... Switch, 4 ... Constant current source, 5 ... Operational amplifier, 6 ... Switch, 7 ... Reference power supply, 8 ... Comparator, 10 ... IRED (infrared light emitting diode), 11 ... Driver, 12 ... PSD (position detection element), 13 ... first signal processing circuit, 14 ... second signal processing circuit, 15 ... arithmetic circuit, 16 ... integration circuit, 17 ... lens driving circuit, 18 ... photographing lens, 19 ... CPU, 20 ... AFIC (integrated circuit for autofocus).
Claims (4)
前記測距対象物に投光された前記パルス光それぞれの反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、それぞれの受光位置に応じた複数の信号を出力する受光手段と、
前記受光手段から出力されたそれぞれの信号に基づいて演算を行い、前記測距対象物までの距離に応じた複数の信号を出力する演算手段と、
前記一連のパルス光投光前に基準電圧に設定され、前記演算手段の出力に応じて充放電される積分コンデンサと、
前記一連のパルス光投光後の前記積分コンデンサの電圧値に基づいて前記測距対象物までの距離を検出する検出手段と、
前記積分コンデンサを、メイン電源投入の際の第1の期間中に予め少なくとも2回基準電圧以上に充電し、測距のための充放電の直前の第2の期間中に基準電圧以上に充電する充電手段と、
を備えることを特徴とする測距装置。A light projecting means for projecting a series of pulse lights toward the object to be measured;
The reflected light of each of the pulsed light projected on the distance measuring object is received at a light receiving position on a position detection element corresponding to the distance to the distance measuring object, and a plurality of light beams corresponding to the respective light receiving positions are received. A light receiving means for outputting a signal;
An arithmetic unit that performs an operation based on each signal output from the light receiving unit, and outputs a plurality of signals according to the distance to the distance measuring object;
An integration capacitor that is set to a reference voltage before the series of pulsed light projections and is charged / discharged according to the output of the arithmetic means;
Detecting means for detecting a distance to the distance measuring object based on a voltage value of the integrating capacitor after the series of pulsed light projections;
The integration capacitor is charged in advance to a reference voltage at least twice during a first period when the main power is turned on, and is charged to a reference voltage or more during a second period immediately before charging / discharging for distance measurement. Charging means;
A distance measuring device comprising:
前記測距対象物に投光された前記パルス光それぞれの反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、それぞれの受光位置に応じた複数の信号を出力する受光手段と、
前記受光手段から出力されたそれぞれの信号に基づいて演算を行い、前記測距対象物までの距離に応じた複数の信号を出力する演算手段と、
前記一連のパルス光投光前に基準電圧に設定され、前記演算手段の出力に応じて充放電される積分コンデンサと、
前記一連のパルス光投光後の前記積分コンデンサの電圧値に基づいて前記測距対象物までの距離を検出する検出手段と、
操作が一定期間なかったときに電源供給を停止させてスタンバイモードに設定し、スタンバイモード時に操作があったときにスタンバイモードを解除して電源供給を再開させる制御手段と、
前記積分コンデンサを、スタンバイモード解除の際の第1の期間中に予め少なくとも2回基準電圧以上に充電し、測距のための充放電の直前の第2の期間中に基準電圧以上に充電する充電手段と、
を備えることを特徴とする測距装置。 A light projecting means for projecting a series of pulse lights toward the object to be measured;
The reflected light of each of the pulsed light projected on the distance measuring object is received at a light receiving position on a position detection element corresponding to the distance to the distance measuring object, and a plurality of light beams corresponding to the respective light receiving positions are received. A light receiving means for outputting a signal;
An arithmetic unit that performs an operation based on each signal output from the light receiving unit, and outputs a plurality of signals according to the distance to the distance measuring object;
An integration capacitor that is set to a reference voltage before the series of pulsed light projections and is charged / discharged according to the output of the arithmetic means;
Detecting means for detecting a distance to the distance measuring object based on a voltage value of the integrating capacitor after the series of pulsed light projections;
Control means for stopping the power supply when the operation has not been performed for a certain period and setting the standby mode, releasing the standby mode when the operation is performed in the standby mode, and restarting the power supply ;
The integration capacitor is charged at least twice in advance during the first period when the standby mode is released, and is charged above the reference voltage during the second period immediately before charging / discharging for distance measurement. Charging means;
A distance measuring device comprising:
前記測距対象物に投光された前記パルス光それぞれの反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、それぞれの受光位置に応じた複数の信号を出力する受光手段と、
前記受光手段から出力されたそれぞれの信号に基づいて演算を行い、前記測距対象物までの距離に応じた複数の信号を出力する演算手段と、
前記一連のパルス光投光前に基準電圧に設定され、前記演算手段の出力に応じて充放電される積分コンデンサと、
前記一連のパルス光投光後の前記積分コンデンサの電圧値に基づいて前記測距対象物までの距離を検出する検出手段と、
前記積分コンデンサを、測距前のレリーズボタン操作以外の操作の際の第1の期間中に予め少なくとも2回基準電圧以上に充電し、測距のための充放電の直前の第2の期間中に基準電圧以上に充電する充電手段と、
を備えることを特徴とする測距装置。 A light projecting means for projecting a series of pulse lights toward the object to be measured;
The reflected light of each of the pulsed light projected on the distance measuring object is received at a light receiving position on a position detection element corresponding to the distance to the distance measuring object, and a plurality of light beams corresponding to the respective light receiving positions are received. A light receiving means for outputting a signal;
An arithmetic unit that performs an operation based on each signal output from the light receiving unit, and outputs a plurality of signals according to the distance to the distance measuring object;
An integration capacitor that is set to a reference voltage before the series of pulsed light projections and is charged / discharged according to the output of the arithmetic means;
Detecting means for detecting a distance to the distance measuring object based on a voltage value of the integrating capacitor after the series of pulsed light projections;
The integration capacitor is charged in advance at least twice the reference voltage during the first period other than the release button operation before the distance measurement, and during the second period immediately before the charge / discharge for the distance measurement. Charging means for charging to a reference voltage or higher,
A distance measuring device comprising:
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