JPH0571957A - アクテイブ測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波点滅を行う照明下等においても、誤測
距の可能性をなくす。 【構成】 投光部が投光する変調光の周波数を複数もち
（１８，１９）、受光部が投光部の周波数がほぼ中心周
波数となるように切り換え可能なバンドパス特性（６，
８）を有し、投光部を不作動状態にして（１１，２
１）、受光部のバンドパス特性を切り換え（９）、各々
の周波数帯域に対応した前記受光回路の出力を比較する
ことにより、受光部の出力が最小の信号となる周波数帯
域を求め（１１）、その周波数に投光部を切り換えて
（１６）測距を行う。

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る
変調光を測距対象に投光し、その乱反射光に基づいて測
距を行なうアクティブ測距装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のアクティブ測距装置とし
て、赤外光を点滅し変調光として被写体に投射し、その
反射光を光位置検出素子等で検出し、反射光の入射位置
に応じて出力される一対の電流出力を処理し、距離信号
を得るものが知られている。図５は、従来のアクティブ
測距装置の一例を示したブロック図、図６はバンドパス
フィルタ回路の特性を示した線図である。

【０００３】発振回路１７は、制御回路１１に制御され
て発振する回路であり、その出力はＩＲＥＤ駆動回路１
５を介して、ＩＲＥＤ１４に接続される。ＩＲＥＤ１４
は、赤外光を発光する素子であり、発振回路１７からの
信号により、ＩＲＥＤ駆動回路１５に駆動されて点滅す
る。投光レンズ１３は、ＩＲＥＤ１４の前部に設けられ
ており、ＩＲＥＤ１４が点灯したときに、被写体にスポ
ット光を投射する。

【０００４】受光レンズ１は、ＰＳＤ２の前部に設けら
れ、前述のスポット光の被写体からの反射光をＰＳＤ２
上に投射する。ＰＳＤ２は、照射された光の強度と光の
位置に応じて、その両端から光電流I1，I2を出力する光
位置検出素子である。ＰＳＤ２の各出力信号は、切換ス
イッチ３，切換スイッチ４の切り換えにより、距離信号
増幅回路５または基準電位１２に接続される。距離信号
増幅回路５は、入力された光電流出力を電流電圧変換し
たのちに増幅する回路であり、その出力は、バンドパス
フィルタ回路６に接続される。

【０００５】バンドパスフィルタ回路６は、図６に示す
ように、発振回路１７の発振周波数ｆを中心周波数とし
たバンドパス特性を有し、距離信号増幅回路５によって
増幅された信号から、周波数ｆの近辺を除いた帯域のノ
イズを減衰させる回路であり、通過した信号は、同期検
波回路７に接続される。同期検波回路７は、発振回路１
７に同期して検波を行い、バンドパスフィルタ回路６よ
り出力された交流信号から振幅データを得る回路であ
り、同期検波回路７における信号処理を周波数領域で考
えると発信回路１７の発信周波数を中心周波数とした非
常に狭領域のバンドパスフィルタを用いたのと同様な効
果がある。

【０００６】制御回路１１は、同期検波回路７からの振
幅データを演算することにより、距離データを得る回路
であり、その出力はレンズ駆動回路２０に接続される。
レンズ駆動回路２０は、制御回路１１からの測距データ
に基づき、不図示の撮影レンズを駆動する。

【０００７】このように、従来の測距装置では、バンド
パスフィルタ回路６と同期検波回路７を用いることによ
り、変調光の点滅周波数以外のノイズを低減させ、正確
な測距データが得られるようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の測距装置では、発振周波数の近傍の周波数成分を有す
るノイズを低減することはできず、同帯域のノイズが入
ると、誤測距をする可能性があった。特に、一般に普及
しているインバータ蛍光灯等の高周波点滅を行う照明が
行われている場所では、誤測距の可能性が大きくなる。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであり、インバータ蛍光灯等の高周波点
滅を行う照明下等においても、誤測距の可能性がないア
クティブ測距装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるアクティブ
測距装置は、測距対象に変調光を投射し、その測距対象
から乱反射した反射光を検出し、その測距対象までの距
離を測定するアクティブ測距装置において、定常光中に
測距に用いる周波数成分を検出したときに、その周波数
と異なる周波数の変調光によって測距を行う制御回路を
備えた構成としてある。

【００１１】また、本発明によるアクティブ測距装置
は、測距対象に変調光を投射し、その測距対象から乱反
射した反射光を検出し、その測距対象までの距離を測定
するアクティブ測距装置において、予め定められた測距
に使用する複数の周波数で、定常光中に測距に用いる周
波数成分を検出し、各々の周波数におけるそれらの成分
を比較して、定常光中にその周波数成分が最も少ない周
波数の変調光で測距を行う制御回路を備えた構成とする
ことができる。

【００１２】さらに、本発明によるアクティブ測距装置
は、測距対象に変調光を投射し、その測距対象から乱反
射した反射光を検出し、その測距対象までの距離を測定
するアクティブ測距装置において、投光される変調光の
周波数が切り換え可能な投光回路と、前記投光回路の周
波数がほぼ中心周波数となるように切り換え可能なバン
ドパス特性を有する受光回路と、前記投光回路を不作動
状態にして前記受光回路のバンドパス特性を切り換え、
各々の周波数帯域に対応した前記受光回路の出力を比較
することにより、前記受光回路の出力が最小の信号とな
る周波数帯域を求め、その周波数に前記投光回路を切り
換えて測距を行うように制御する制御回路を備えた構成
とすることができる。

【００１３】前記各アクティブ測距装置において、測距
に用いる複数の周波数は互いに整数倍の関係とならない
ことを特徴とすることができる。

【００１４】

【作用】本発明によれば、測距に先立って定常光中にノ
イズの多く含まれている周波数帯域を知り、その周波数
とは異なる周波数で測距を行うことができる。従って、
インバータ蛍光灯等の高周波点滅を行う照明下等であっ
ても、誤測距の可能性を減ずることができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面等を参照して、実施例につき、本
発明を詳細に説明する。図１は、本発明によるアクティ
ブ測距装置の実施例を示したブロック図、図２は、バン
ドパスフィルタ回路の特性を示した線図、図３，図４
は、制御回路の動作を説明する流れ図である。なお、前
述した従来例と同様の働きをするものには、同様の記号
を付して、重複する説明は省略する。

【００１６】この実施例のアクティブ測距装置は、受光
レンズ１，ＰＳＤ２，切換スイッチ３及び４，距離信号
増幅回路５，バンドパスフィルタ回路６及８，切換スイ
ッチ９，同期検波回路１０，制御回路１１，基準電位１
２，投光レンズ１３，ＩＲＥＤ１４，ＩＲＥＤ駆動回路
１５，切換スイッチ１６，発振回路１８及び１９，レン
ズ駆動回路２０，ゲート２１等から構成されている。

【００１７】従来例との相違点は、バンドパスフィルタ
回路６，８、発振回路１８，１９を増設するととにも、
それに付随して切換スイッチ９，１６およびゲート２１
を設けたことである。

【００１８】制御回路１１の出力は、２つの発振回路
（Ａ）１８と発振回路（Ｂ）１９に接続されている。各
発振回路１８，１９は、制御回路１１からの指示により
発振するが、各々の発振周波数は異なり、かつ、互いの
周波数の比が整数倍とならないように選択されている。
また、発振回路１８，１９は、後述するバンドパスフィ
ルタ回路６，８の帯域が重複しないような周波数に選択
されている（図２）。

【００１９】発振回路１８，１９の発振信号は、切換ス
イッチ１６によって選択的に切り換えられ、同期検波回
路１０およびゲート２１に接続されている。ゲート２１
の他方の入力には、制御回路１１の出力が接続されてい
る。ゲート２１の出力は、ＩＲＥＤ駆動回路１５を介し
て、ＩＲＥＤ１４に接続されている。ＩＲＥＤ駆動回路
１５は、発振回路１８または発振回路１９からの発振信
号の周波数によってＩＲＥＤ１４を変調発光する回路で
ある。

【００２０】ＩＲＥＤ１４の点灯は、投光レンズ１３を
介して、被写体にスポット光として投射される。そのス
ポット光の被写体からの反射は、受光レンズ１を介し
て、ＰＳＤ２によって受光される。そして、ＰＳＤ２の
両端から出力された光電流I1，I2は、切換スイッチ３、
切換スイッチ４を切り換えることにより、距離信号増幅
回路５または基準電位１２に接続される。

【００２１】距離信号増幅回路５は、光電流出力を電流
電圧変換したのち増幅し、その出力は、バンドパスフィ
ルタ回路（Ａ）６およびバンドパスフィルタ回路（Ｂ）
８に接続されている。

【００２２】バンドパスフィルタ回路６は、図２に示す
ように、発振回路１８の発振周波数ｆ１を中心周波数と
したバンドパス特性を有する回路であり、バンドパスフ
ィルタ回路８は、発振回路１９の発振周波数ｆ２を中心
周波数としたバンドパス特性を有する回路である。各々
のバンドパスフィルタ回路６，８は、信号が通過するこ
とにより、周波数ｆ１または周波数ｆ２の近辺を除いた
帯域のノイズを減衰させる。

【００２３】バンドパスフィルタ回路６，８の出力は、
切換スイッチ９を介して、同期検波回路１０に接続され
ている。同期検波回路１０は、スイッチ１６で選択され
た発振周波数に同期して検波を行い、バンドパスフィル
タ回路６，８から出力された交流信号から振幅データを
得る。制御回路１１は、振幅データを演算することによ
り距離データを得て、レンズ駆動回路２０はその距離デ
ータに基づいて、不図示の撮影レンズを駆動する。

【００２４】次に、図３，図４の流れ図を参照して、制
御回路１１の動作を中心にして、本実施例の動作をさら
に詳しく説明する。カメラの作動シーケンスにおいて、
測距が開始する（図３の流れ図のステップ101 ：以降は
単にS101と記載する。）。次に、制御回路１１は、ゲー
ト２１の他方の入力をＬ（ロー）レベルとしゲートを閉
じ、発振回路１８，１９からＩＲＥＤ駆動回路１５への
信号の伝達を遮断する(S102)。さらに、切換スイッチ
９，１６をａ側に切り換えて、バンドパスフィルタ回路
６および発振回路１８の信号を後段へ接続する(S103)。

【００２５】ここで、図４に示した信号読み込みのサブ
ルーチンへ進む(S104 →S201) 。まず、発振回路１８を
作動する(S202)。次いで、切換スイッチ３，４をａ側に
切り換えて、ＰＳＤ２からの電流出力I1を距離信号増幅
回路５に接続する(S203)。ＰＳＤ２からの電流出力I1
は、距離信号増幅回路５によって電流電圧変換されたの
ち増幅され、バンドパスフィルタ回路６で帯域が制限さ
れ、同期検波回路１０へ入力される。同期検波回路１０
は、発振回路１８からの周波数ｆ１に同期して検波を行
い、制御回路１１へＶ(I1)を出力する。

【００２６】制御回路１１は、あらかじめ定められた期
間だけ、発振回路１８の発振を継続し、同期検波回路１
０の出力を積算し、ΣＶ(I1)を得る。ここで求められた
ΣＶ(I1) は、ＩＲＥＤ１４を点灯させない状態で、Ｐ
ＳＤ２より出力される信号から得ており、誤測距の原因
となる定状光内に含まれるノイズ成分や回路が発生する
ノイズ成分を積算したものとなる。

【００２７】次いで、切換スイッチ３，４をｂ側に切り
換えて(S205)、上記と同様にΣＶ(I2)を得たのち(S20
6)、メインルーチンへ戻る(S207)。

【００２８】制御回路１１は、Ｖａ＝ΣＶ(I1)＋ΣＶ(I
2)を演算し、周波数ｆ１で測距を行ったときに誤測距を
引き起こす原因となる信号成分の和を得る(S105)。

【００２９】さらに、切換スイッチ９，１６をｂ側に切
り換えて、バンドパスフィルタ回路８および発振回路１
９の信号を後段へ接続し(S106)、上記と同様に処理を行
いＶｂ＝ΣＶ(I1)＋ΣＶ(I2)を演算して、周波数ｆ２で
測距を行ったときに誤測距を引き起こす原因となる信号
成分の和を得る(S108)。

【００３０】ここで、ＶａとＶｂの大小関係を比較する
(S109)。Ｖａ＞Ｖｂのときには、切換スイッチ９，１６
をｂ側に切り換え(S110)、Ｖｂ≧Ｖａのときには、切換
スイッチ９，１６をａ側に切り換えて(S111)、以降の測
距作動を行う。つまり、ＶａとＶｂを比較し、誤測距を
引き起こす原因となる信号成分が小さい周波数で測距を
行う。

【００３１】制御回路１１は、ゲート２１を開いて、発
振回路１８または発振回路１９の出力をＩＲＥＤ駆動回
路１５に伝達する(S112)。次いで、信号読み込みのサブ
ルーチンへ進む(S113 →S201) 。発振回路１８または発
振回路１９が発振を開始し(S202)、ＩＲＥＤ駆動回路１
５は、ＩＲＥＤ１４をその発振信号により点滅駆動す
る。

【００３２】ＩＲＥＤ１４からの赤外光は、投光レンズ
１３を介して被写体へ投射される。被写体からの反射光
は、受光レンズ１を介してＰＳＤ２上に結像し、その強
度と結像位置に応じて、ＰＳＤ２は両端の端子よりI1，
I2の電流を出力する。

【００３３】以下は、上述のＩＲＥＤ１４を点灯してい
ない場合と同様に信号の読み込みを行い(S113)、演算回
路１１はΣＶ(I1)とΣＶ(I2)を得る。ΣＶ(I1)とΣＶ(I
2)には、赤外反射光の成分と上述の誤測距を引き起こす
原因となる信号成分が含まれている。制御回路１１は、
ΣＶ(I1)とΣＶ(I2)より、公知の方法により距離データ
を演算し(S114)、撮影時の撮影レンズの繰り出し制御信
号を生成して、終了する(S115)。

【００３４】なお、この実施例では、測距前の定状光成
分の取り込み時にＰＳＤ２からの出力I1，I2の各々を順
次測定するようにしたが、出力I1，I2の両信号を同時に
距離信号増幅回路５の入力可能なスイッチ構成をとるこ
とにより、測定の時間を短縮することができる。また、
２つの周波数を切り換え可能としたが、これに限定され
ることなく、複数の周波数であれば、一層よい効果を得
ることが可能である。

【００３５】なお、本実施例ではバンドパスフィルタを
用い、バンドパスフィルタの中心周波数と同期検波回路
の検波周波数の両者を可変としノイズの少ない周波数帯
域を探す構成としたが、バンドパスフィルタを用いずに
同期検波回路の検波周波数のみを可変としたり、また
は、ある程度広帯域のバンドパスフィルタを用いその帯
域内で同期検波回路の検波周波数を可変とする構成とし
た場合も同様な効果を得ることが可能である。

【００３６】次に、図７に本発明の第２の実施例である
アクティブ測距装置のブロック図を示す。前述の実施例
と同様の働きをするものには、同様の記号を付して、重
複する説明は省略する。ここでは、特に、第１の実施例
に於けるバンドパスフィルタ回路６，８と発振回路Ａ，
Ｂ（１８，１９）の代わりに採用した中心周波数可変バ
ンドパスフィルタ回路２２、発振周波数可変発振回路２
３を中心にして詳述する。

【００３７】中心周波数可変バンドパスフィルタ回路２
２は、フィルターを構成する素子にスイッチングキャパ
シター等を使用し、制御回路１１からの信号により信号
が通過可能な帯域の中心周波数の可変が可能な構成とな
っており、距離信号増幅回路５からの信号を授受する。
つまり、制御回路１１からの中心周波数設定信号により
設定されたバンドパス特性により、中心周波数可変バン
ドパスフィルタ回路２２は距離信号増幅回路５からの信
号の通過帯域以外のノイズ成分を減少し、同期検波回路
１０に入力し、この同期検波回路１０は後述の発振周波
数可変発振回路２３からの信号により同期検波を行い、
振幅信号を制御回路１１に入力する。

【００３８】発振周波数可変発振回路２３は、同期検波
回路１０とゲート２１を介しＩＲＥＤ駆動回路１５へ信
号を供給する。この発振周波数可変発振回路２３の出力
信号の周波数は制御回路１１からの発振周波数設定信号
によって設定されている。なお、制御回路１１は常に中
心周波数可変バンドパスフィルタ回路２２の中心周波数
と発振周波数可変発振回路２３の信号の周波数が一致す
るように中心周波数設定信号と発振周波数設定信号を設
定する。

【００３９】第２の実施例の動作では、第１の実施例に
おけるスイッチの切り換えによるバンドパスフィルタと
発振回路を切り換える代わりに制御回路１１からの中心
周波数設定信号及び発振周波数設定信号を変更すればよ
い。第１の実施例に於いては２つの周波数を切り換える
回路構成となっており、回路により前もって定められた
２つの周波数の選択のみであった。しかし、第２の実施
例に於いては、制御回路１１からの信号によりバンドパ
スフィルタ及び発振回路の周波数可変範囲内であれば自
由に設定は可能であり、第１実施例で示した２つの周波
数をはじめ複数の周波数を選択することも容易である。
また周波数を連続的に可変し最も定状光中のノイズ成分
の小さな周波数を選択する事も可能となり、よりノイズ
の影響を減じた測距が可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、複
数の測距周波数を有しており、測距に先立ってどちらの
周波数を用いた方が定状光中に誤測距を引き起こす原因
となる信号成分が小さいかを演算し、影響の小さな周波
数を選択して測距に用いるので、高周波点灯の光源下等
であって誤測距の発生を抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアクティブ測距装置の実施例を示
したブロック図である。

【図２】実施例に用いられるバンドパスフィルタ回路の
特性を示した線図である。

【図３】実施例に用いられる制御回路の動作を説明する
流れ図である。

【図４】実施例に用いられる制御回路の動作を説明する
流れ図である。

【図５】従来のアクティブ測距装置の一例を示したブロ
ック図である。

【図６】従来装置に用いられるバンドパスフィルタ回路
の特性を示した線図である。

【図７】本発明の第２の実施例であるアクティブ測距装
置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 受光レンズ ２ ＰＳＤ ３，４ 切換スイッチ ５ 距離信号増幅回路 ６，８ バンドパスフィルタ回路 ９ 切換スイッチ ７，１０ 同期検波回路 １１ 制御回路 １２ 基準電位 １３ 投光レンズ １４ ＩＲＥＤ １５ ＩＲＥＤ駆動回路 １６ 切換スイッチ １８，１９ 発振回路 ２０ レンズ駆動回路 ２１ ゲート ２２ 中心周波数可変バンドパスフィルタ回路 ２３ 発振周波数可変発振回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測距対象に変調光を投射し、その測距対
   象から乱反射した反射光を検出し、その測距対象までの
   距離を測定するアクティブ測距装置において、 定常光中に測距に用いる周波数成分を検出したときに、
   その周波数と異なる周波数の変調光によって測距を行う
   制御回路を備えたことを特徴とするアクティブ測距装
   置。
2. 【請求項２】 測距対象に変調光を投射し、その測距対
   象から乱反射した反射光を検出し、その測距対象までの
   距離を測定するアクティブ測距装置において、 予め定められた測距に使用する複数の周波数で、定常光
   中に測距に用いる周波数成分を検出し、各々の周波数に
   おけるそれらの成分を比較して、定常光中にその周波数
   成分が最も少ない周波数の変調光で測距を行う制御回路
   を備えたことを特徴とするアクティブ測距装置。
3. 【請求項３】 測距対象に変調光を投射し、その測距対
   象から乱反射した反射光を検出し、その測距対象までの
   距離を測定するアクティブ測距装置において、 投光される変調光の周波数が切り換え可能な投光回路
   と、 前記投光回路の周波数がほぼ中心周波数となるように切
   り換え可能なバンドパス特性を有する受光回路と、 前記投光回路を不作動状態にして前記受光回路のバンド
   パス特性を切り換え、各々の周波数帯域に対応した前記
   受光回路の出力を比較することにより、前記受光回路の
   出力が最小の信号となる周波数帯域を求め、その周波数
   に前記投光回路を切り換えて測距を行うように制御する
   制御回路を備えたことを特徴とするアクティブ測距装置
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３に記載のアクティブ
   測距装置において、測距に用いる複数の周波数は互いに
   整数倍の関係とならないことを特徴とするアクティブ測
   距装置。