JPH08233571A - Range finder - Google Patents

Range finder

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JPH08233571A
JPH08233571A JP7040542A JP4054295A JPH08233571A JP H08233571 A JPH08233571 A JP H08233571A JP 7040542 A JP7040542 A JP 7040542A JP 4054295 A JP4054295 A JP 4054295A JP H08233571 A JPH08233571 A JP H08233571A
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ccd
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charges
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全 江川
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Abstract

PURPOSE: To simplify control of pulse which decides timing of charge transfer from a sensor array to a linear CCD connected to a ring CCD integrating signal change, in a distance measuring device wherein an object is illuminated for triangulation. CONSTITUTION: Signal charge generated in each sensor block S1 -S5 is transferred at turn-off of floodlinghting to the second accumulation part 14, and at tarn-on of floodlinghting, transferred to the first accumulation part 15. These accumulation parts 14 and 15 adjust timing so that the charges obtained by each sensor block S1 -S5 both at turn-off of floodlighting and turn-on of floodlinghting are transferred, parallel and at the same time, to each CCD stage 3A-12A of a linear CCD 17.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、測定対象との距離を測
定する測距装置に関し、例えば、カメラのAF機構に適
用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device for measuring a distance to a measuring object, and is suitable for application to, for example, an AF mechanism of a camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、距離を測定したい測定対象にスポ
ット投光し、その反射光を受光して三角測距を行う測距
装置として、図5に示すものがよく知られている。即
ち、発光ダイオード(IRED)41から投光レンズ4
3を介して測定対象45にスポット投光し、その反射光
を受光レンズ44を介して位置検出素子(PSD)42
により受光する。PSD42は、その受光位置に応じた
信号A、Bを両端子から出力するので、その信号A、B
を夫々測定することによって、PSD42の受光位置を
検出することができ、測定対象45までの距離をその受
光位置から知ることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a distance measuring device shown in FIG. 5 is well known as a distance measuring device for projecting a spot on a measuring object whose distance is desired to be measured and receiving reflected light thereof for triangulation. That is, from the light emitting diode (IRED) 41 to the projection lens 4
The light is projected onto the measuring object 45 via the spot light 3, and the reflected light is transmitted through the light receiving lens 44 to the position detecting element (PSD) 42.
To receive light. Since the PSD 42 outputs signals A and B corresponding to the light receiving position from both terminals, the signals A and B
The light receiving position of the PSD 42 can be detected and the distance to the measurement target 45 can be known from the light receiving position.

【0003】図6に、この測距装置の信号処理回路を示
す。
FIG. 6 shows a signal processing circuit of this range finder.

【0004】PSD42の出力A、Bは、夫々、AMP
A 、1B により電流−電圧変換され、更に、キャパシ
タCA 、CB により直流成分が除去される。これによ
り、IRED41のオン/オフに対応した点滅信号がA
MP2A 、2B に入力され、そこで反転増幅される。A
MP2A 、2B で増幅された点滅信号は、S/H信号に
よって制御されるアナログスイッチを介することによ
り、その点滅動作に同期して選択的にAMP3A 、3B
に入力される。そして、INT信号によるアナログスイ
ッチの制御によりキャパシタでの積分が開始される。こ
のようにS/H信号によって同期積分することにより、
測定対象からの反射光によって生じるPSD42からの
微弱な信号を検出し、ΣA、ΣBを得て測距可能として
いる。
The outputs A and B of the PSD 42 are AMP, respectively.
The current-voltage conversion is performed by 1 A and 1 B , and the direct current component is removed by the capacitors C A and C B. As a result, the blinking signal corresponding to the on / off of the IRED41 becomes A.
It is input to MP2 A and 2 B , where it is inverted and amplified. A
The flashing signal amplified by MP2 A , 2 B is selectively switched to AMP3 A , 3 B in synchronization with the flashing operation through an analog switch controlled by the S / H signal.
Is input to Then, the integration in the capacitor is started by the control of the analog switch by the INT signal. By synchronously integrating with the S / H signal in this way,
A weak signal from the PSD 42 generated by the reflected light from the measurement target is detected, ΣA and ΣB are obtained, and distance measurement is possible.

【0005】しかし、この図5及び図6に示した従来の
測距装置には、次のような問題点があった。即ち、S/
N比を考えると、微弱な信号に対してAMP1A 、1B
及びPSD42の抵抗から発生するノイズが毎回の同期
積分にのるため、信号成分を大きくするには、投光レン
ズ43、受光レンズ44等からなる測距ブロックを大き
くしたり、IRED41のパワーを大きくする必要があ
り、測距装置の小型化が困難であった。
However, the conventional distance measuring devices shown in FIGS. 5 and 6 have the following problems. That is, S /
Considering the N ratio, AMP1 A , 1 B for weak signals
Since the noise generated from the resistance of the PSD 42 and the resistance of the PSD 42 each time the synchronous integration, in order to increase the signal component, the distance measuring block including the light projecting lens 43, the light receiving lens 44, etc. is increased, and the power of the IRED 41 is increased. Therefore, it is difficult to reduce the size of the distance measuring device.

【0006】また、測定距離範囲を広くするためにはP
SD42を長くする必要があるが、PSD42が長くな
ると、得られるA、B信号の距離に対する変化率が小さ
くなり、位置を検出する精度が低下するという問題もあ
った。
In order to widen the measurement distance range, P
Although it is necessary to lengthen the SD42, if the PSD42 is lengthened, the rate of change of the obtained A and B signals with respect to the distance is reduced, and there is also a problem that the accuracy of position detection is reduced.

【0007】次に、USP4,521,106に提案さ
れているPSDの代わりにセンサーアレイを用いた装置
を図7に示す。
FIG. 7 shows a device using a sensor array instead of the PSD proposed in USP 4,521,106.

【0008】積分機能を備えたセンサーブロックS1
2 、S3 、…で構成されたセンサーアレイ61に並行
して電荷転送手段であるCCD62が設けられている。
CCD62は、センサーブロック毎に投光手段のオンと
オフの夫々に対応した電荷を転送するようにセンサーブ
ロックの数の2倍の段数に構成されており、CK1 、C
2 の2相クロックで駆動される。CCD62により転
送された電荷は、出力段(FDG:Floating Diffusion
Gate)64で電圧信号に変換されて取り出される。ま
た、CCD62は、RS信号により制御されるMOSゲ
ート63を介してリセットされる。SHは、シフトゲー
トである。
A sensor block S 1 having an integration function,
A CCD 62, which is a charge transfer means, is provided in parallel with the sensor array 61 composed of S 2 , S 3 , ....
The CCD 62 is configured with the number of stages twice as many as the number of sensor blocks so as to transfer charges corresponding to ON and OFF of the light projecting means for each sensor block, and CK 1 , C
It is driven by a two-phase clock of K 2 . The charges transferred by the CCD 62 are transferred to the output stage (FDG: Floating Diffusion).
It is converted into a voltage signal by the Gate) 64 and taken out. Further, the CCD 62 is reset via the MOS gate 63 controlled by the RS signal. SH is a shift gate.

【0009】図8に、この図7の装置の動作タイミング
を示す。
FIG. 8 shows the operation timing of the device shown in FIG.

【0010】信号IREDは、投光手段(IRED)の
オン/オフのタイミングを示し、ハイレベルで投光手段
がオンになる。信号SHは、各センサーブロックS1
2、S3 、…からの電荷をCCD62に転送するため
のシフトゲートSHを駆動するゲート信号で、Aのタイ
ミングでSHを1パルス出して各センサーブロック
1 、S2 、S3 、…内を空にすると同時に、各センサ
ーブロックS1 、S2 、S 3 、…において、投光オフ時
の外光の蓄積が始まる。一方、図示はしていないが、R
S信号によりMOSゲート63を介してCCD62の初
期化が行われる。
The signal IRED is generated by the light projecting means (IRED).
Shows the on / off timing and emits light at a high level
Turns on. The signal SH corresponds to each sensor block S1,
S2, S3, To transfer charge from CCD to CCD 62
The gate signal that drives the shift gate SH of
Each sensor block outputs 1 pulse of SH by minging
S 1, S2, S3,… Each sensor is emptied at the same time
-Block S1, S2, S 3, ..., when light emission is off
The accumulation of external light begins. On the other hand, although not shown, R
First of CCD 62 via MOS gate 63 by S signal
Periodization is performed.

【0011】そして、BのタイミングでCCD62の初
期化が終り、クロックCK1 、CK 2 を止め、更に、S
Hを1パルス出して、各センサーブロックS1 、S2
3、…から蓄積電荷をCCD62のクロックCK1
駆動される部分に1つおきに転送する。そして、所定時
間経過後、CK1 、CK2 を1パルスずつ出して、CC
D62内の電荷を1段進める。
At the timing of B, the first CCD 62
Clocking CK1, CK 2Stop, and then S
One pulse of H is output and each sensor block S1, S2,
S3, ... from the accumulated charge from the clock CK of the CCD 621so
Transfer every other portion to the driven part. And at a predetermined time
After a lapse of time, CK1, CK2Pulse by pulse, CC
The charge in D62 is advanced by one step.

【0012】一方、BからCの間、投光がオンになり、
外光と信号光(反射光)が各センサーブロックS1 、S
2 、S3 、…に蓄積される。そして、Cのタイミングで
SHを1パルス出して、各センサーブロックS1
2 、S3 、…から蓄積電荷をCCD62のクロックC
1 で駆動される部分に1つおきに転送する。
On the other hand, from B to C, the light is turned on,
External light and signal light (reflected light) are applied to each sensor block S 1 , S
2 , S 3 , ... Are accumulated. Then, one pulse of SH is output at the timing of C, and each sensor block S 1 ,
The accumulated charge is transferred from S 2 , S 3 , ... To the clock C of the CCD 62.
Every other part is transferred to the part driven by K 1 .

【0013】このようにして、CCD62により転送さ
れる電荷を出力段(FDG)64で順次読み出して、各
センサーブロックS1 、S2 、S3 、…に蓄積された電
荷量を検出することができる。このような多分割センサ
ーを用いると、PSDを用いた場合よりも、受光位置を
検出する分解能が向上する。
In this manner, the charges transferred by the CCD 62 are sequentially read by the output stage (FDG) 64, and the amount of charges accumulated in each sensor block S 1 , S 2 , S 3 , ... Can be detected. it can. When such a multi-division sensor is used, the resolution for detecting the light receiving position is improved as compared with the case where PSD is used.

【0014】しかしながら、この図7及び図8で説明し
た装置では、CCD62から出力される電荷量は、投光
の1周期分の電荷量であって、同期積分という機能がな
いために、その電荷量が少なく、また、S/N比も良く
なかった。即ち、この装置では、分解能以外の測距能力
の向上という点では殆ど効果がなかった。
However, in the device described with reference to FIGS. 7 and 8, the amount of charge output from the CCD 62 is the amount of charge for one cycle of light projection, and since there is no function of synchronous integration, that charge is not present. The amount was small and the S / N ratio was not good. That is, this device had almost no effect in improving the distance measuring ability other than the resolution.

【0015】次に、特公平5−22843号公報に提案
されている測距装置を図9に示す。この装置は、図7及
び図8で説明した装置に同期積分機能をデバイス上で構
成したもので、CCDで構成した周回リングによって順
次センサー出力を積分する。また、投光がオンとオフの
ペアで等価な直流信号成分をそのCCDから排除するい
わゆるスキム(SKIM) 機能を有している。
Next, FIG. 9 shows a distance measuring device proposed in Japanese Patent Publication No. 5-22843. This device has a synchronous integration function on the device in addition to the devices described with reference to FIGS. 7 and 8, and sequentially integrates the sensor output by a circular ring composed of a CCD. Further, it has a so-called skim (SKIM) function for excluding, from the CCD, a direct current signal component equivalent to a pair of on and off light projections.

【0016】図中、センサーアレイ81は、N個のセン
サーブロックからなっており、このセンサーアレイ81
に蓄積された電荷は、N個のシフトゲート82を介し
て、電荷転送手段である2N段のリニアCCD83に送
られる。これらのセンサーアレイ81、シフトゲート8
2及びリニアCCD83は、図7で説明したセンサーア
レイ61、シフトゲートSH及びCCD62と実質的に
同じものである。
In the figure, the sensor array 81 is composed of N sensor blocks.
The electric charge stored in the CCD is sent to the 2N-stage linear CCD 83, which is a charge transfer unit, through the N shift gates 82. These sensor array 81 and shift gate 8
2 and the linear CCD 83 are substantially the same as the sensor array 61, the shift gate SH, and the CCD 62 described in FIG.

【0017】図7の装置では、リニアCCDであるCC
D62から直接出力段(FDG)64に電荷が送られた
が、図9の装置では、リニアCCD83は、2N段のC
CDで構成されるリングCCD84に接続されている。
このリングCCD84は、1周の周期が投光のオン/オ
フの1周期に同期しており、また、SH信号のタイミン
グが制御されていて、前回のSH信号で各段に転送され
た信号電荷に次のSH信号で各段に転送される信号電荷
が丁度加算されるようになっている。この動作により、
リングCCD84は、電荷を転送しながら加算してい
く。
In the apparatus shown in FIG. 7, CC which is a linear CCD is used.
Electric charges were directly sent from the D62 to the output stage (FDG) 64, but in the apparatus of FIG. 9, the linear CCD 83 has a 2N-stage C
It is connected to a ring CCD 84 composed of a CD.
The ring CCD 84 has one cycle in synchronization with one cycle of on / off of light projection, the timing of the SH signal is controlled, and the signal charge transferred to each stage by the previous SH signal. Further, the signal charges transferred to each stage by the next SH signal are just added. By this operation,
The ring CCD 84 adds charges while transferring the charges.

【0018】CLR部85は、リングCCD84及びリ
ニアCCD83から電荷を抜き取ってクリアする手段で
あり、デバイスの初期化を行うものである。なお、リン
グCCD84による電荷加算時には、このクリア動作は
禁止される。また、87は、非破壊で電荷量を電圧に変
換して読み出す手段である。
The CLR section 85 is means for extracting and clearing charges from the ring CCD 84 and the linear CCD 83, and is for initializing the device. Note that this clearing operation is prohibited during charge addition by the ring CCD 84. Reference numeral 87 is a means for non-destructively converting the charge amount into a voltage and reading the voltage.

【0019】SKIM部86は、リングCCD84の各
段が電荷の加算で飽和しないように、投光オフの段の電
荷量即ち外光信号の量が所定値を越えた場合に、投光オ
ンと投光オフのペアのCCD段から一定量の電荷を排除
し、連続加算動作で信号光による電荷のみが積分されて
いくようにする手段である。
The SKIM unit 86 turns on the light emission when the charge amount of the light emission off stage, that is, the amount of the external light signal exceeds a predetermined value so that each stage of the ring CCD 84 is not saturated by the addition of charges. This is a means for eliminating a fixed amount of charges from the pair of CCD stages in which the light is turned off so that only the charges due to the signal light are integrated in the continuous addition operation.

【0020】以上の動作によって、外光成分に対する信
号成分の増大を達成することができる。しかしながら、
この図9に示す装置は、図8に示すタイミングと実質的
に同じタイミングで動作するものであり、リニアCCD
83及びリングCCD84の転送クロックが図8のBか
らCの間殆ど停止していて、その時間が無駄になってい
る。また、同じタイミングでリニアCCD83とリング
CCD84が停止しているため、CCD間での暗電流む
らの発生によるS/N比の低下が顕著になるという問題
もあった。更に、この装置では、リニアCCD83及び
リングCCD84の転送クロックが比較的複雑であると
いう問題もあった。
By the above operation, the increase of the signal component with respect to the external light component can be achieved. However,
The device shown in FIG. 9 operates at substantially the same timing as the timing shown in FIG.
The transfer clocks of 83 and the ring CCD 84 are almost stopped from B to C in FIG. 8, and the time is wasted. Further, since the linear CCD 83 and the ring CCD 84 are stopped at the same timing, there is also a problem that the S / N ratio is significantly reduced due to the occurrence of dark current unevenness between the CCDs. Further, this device has a problem that the transfer clocks of the linear CCD 83 and the ring CCD 84 are relatively complicated.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】以上に説明した従来公
知の測距装置の欠点を克服するために、図10に示すよ
うな装置が考えられた。
In order to overcome the drawbacks of the conventionally known distance measuring devices described above, a device as shown in FIG. 10 has been considered.

【0022】この装置は、図9で説明した装置における 1.転送クロックが複雑 2.暗電流むらの発生 3.転送クロックが停止している期間が有効に使われて
いない 等の欠点を解消したものであり、更に、各センサーブロ
ックからの信号電荷量を制御する電子シャッター機能
(ICG)を備えている。
This device is the same as the device described in FIG. Transfer clock is complicated 2. Occurrence of uneven dark current 3. It eliminates the drawbacks such as the ineffective use of the period when the transfer clock is stopped, and also has an electronic shutter function (ICG) that controls the amount of signal charge from each sensor block.

【0023】センサーアレイ91は、複数のセンサーブ
ロックS1 、S2 、S3 、…で構成されており、各セン
サーブロックS1 、S2 、S3 、…で発生した信号電荷
が積分部92で積分される。なお、本例では、センサー
アレイ91と積分部92とを別に示しているが、これら
は、図7及び図9で説明したセンサーアレイ61及びセ
ンサーアレイ81と実質的に同じものである。
The sensor array 91 is composed of a plurality of sensor blocks S 1 , S 2 , S 3 , ..., And the signal charges generated in each sensor block S 1 , S 2 , S 3 ,. Is integrated with. In this example, the sensor array 91 and the integrating unit 92 are shown separately, but these are substantially the same as the sensor array 61 and the sensor array 81 described with reference to FIGS. 7 and 9.

【0024】ICG信号によって駆動されるクリア部9
3は、いわゆる電子シャッターであり、積分部92から
一定量の電荷を抜き取って積分部92のオーバーフロー
を防止する機能と、積分部92の電荷を全て抜き取って
積分部92を初期化する機能を有する。
Clear unit 9 driven by the ICG signal
Reference numeral 3 denotes a so-called electronic shutter, which has a function of preventing a certain amount of electric charge from the integrating unit 92 to overflow and preventing the overflow of the integrating unit 92, and a function of extracting all electric charges of the integrating unit 92 and initializing the integrating unit 92. .

【0025】各積分部92で積分された信号電荷は、S
T信号のタイミングで蓄積部94に転送され、蓄積部9
4で一時的に蓄積保持される。そして、蓄積部94に保
持された電荷は、シフトゲート95により、SH信号の
タイミングで、リニアCCD96に転送される。リニア
CCD96は、図9で説明したリニアCCD83と同じ
もので、図外のリングCCDに接続している。
The signal charge integrated by each integrator 92 is S
The signal is transferred to the storage unit 94 at the timing of the T signal, and the storage unit 9
It is temporarily accumulated and held at 4. Then, the charges held in the storage section 94 are transferred to the linear CCD 96 by the shift gate 95 at the timing of the SH signal. The linear CCD 96 is the same as the linear CCD 83 described in FIG. 9, and is connected to a ring CCD (not shown).

【0026】図11に、この図10の装置の動作タイミ
ングを示す。
FIG. 11 shows the operation timing of the apparatus of FIG.

【0027】信号IREDは、投光手段(IRED)の
オンとオフを示しており、ハイレベルがオン状態であ
る。この投光手段のオンとオフのタイミングに対応して
ICGパルスが供給され、各積分部92がクリア(初期
化)される。そして、そのICGパルスから次のSTパ
ルスまでの期間に各センサーブロックS1 、S2
3、…で発生した信号電荷のみが各積分部92で積分
されて、各蓄積部94に転送される。なお、ICGパル
スのタイミングは、測定対象の輝度に応じて前後し、輝
度が高くなるに従ってSTパルスのタイミングに近づ
く。
The signal IRED indicates whether the light projecting means (IRED) is on or off, and the high level is in the on state. An ICG pulse is supplied in correspondence with the on / off timing of the light projecting means, and each integrating unit 92 is cleared (initialized). Then, in the period from the ICG pulse to the next ST pulse, each sensor block S 1 , S 2 ,
Only the signal charges generated in S 3 , ... Are integrated in each integrator 92 and transferred to each accumulator 94. Note that the timing of the ICG pulse moves back and forth according to the brightness of the measurement target, and approaches the timing of the ST pulse as the brightness increases.

【0028】図9の装置で説明したように、本装置で
も、投光手段(IRED)のオンとオフの1周期は、不
図示のリングCCDの1周期に同期している。そして、
IREDがオフの期間に積分された信号電荷は、STパ
ルスaによって各蓄積部94に転送される。これは外光
による信号電荷であり、SHパルスbによって、クロッ
クCK1 で駆動される部分のリニアCCD96に転送さ
れる。同時に各蓄積部94は空になる。
As described with reference to the apparatus of FIG. 9, in this apparatus as well, one cycle of turning on and off the light projecting means (IRED) is synchronized with one cycle of the ring CCD (not shown). And
The signal charge integrated while the IRED is off is transferred to each storage unit 94 by the ST pulse a. This is a signal charge due to external light, and is transferred to the linear CCD 96 in the portion driven by the clock CK 1 by the SH pulse b. At the same time, each storage unit 94 becomes empty.

【0029】次に、IREDがオンの期間に積分された
信号電荷は、STパルスcによって、空になった各蓄積
部94に転送される。これは外光+信号光による信号電
荷である。そして、その電荷は、SHパルスbからクロ
ックCK1 で1クロック遅れたタイミングで発生するS
Hパルスdにより、IREDがオフの時と交互位置のリ
ニアCCD96に転送される。
Next, the signal charge integrated while the IRED is on is transferred to each emptied storage section 94 by the ST pulse c. This is a signal charge due to outside light + signal light. Then, the charge is generated at the timing delayed by one clock from the SH pulse b by the clock CK 1.
By the H pulse d, it is transferred to the linear CCD 96 at an alternate position when the IRED is off.

【0030】このようにしてリニアCCD96により交
互に転送されるIREDがオフとオンの信号電荷は、図
9の装置の場合と同様に、不図示のリングCCDに転送
され、そのリングを周回することによって加算されてい
く。
In this way, the signal charges of IRED off and on which are alternately transferred by the linear CCD 96 are transferred to a ring CCD (not shown) and circulate around the ring, as in the case of the device of FIG. Will be added by.

【0031】この装置によれば、電荷転送手段であるリ
ニアCCD96及び不図示のリングCCDを駆動するク
ロックに停止期間が必要なくなるので、転送クロックが
簡単になるとともに、クロックの停止期間の無駄もなく
なる。また、クロックの停止期間がないので、リングC
CD及びリニアCCDでの暗電流が平均化されて暗電流
むらがなくなる。
According to this apparatus, since the clock for driving the linear CCD 96 which is the charge transfer means and the ring CCD (not shown) does not need a stop period, the transfer clock is simplified and the clock stop period is not wasted. . Since there is no clock stop period, ring C
The dark currents in the CD and the linear CCD are averaged to eliminate the dark current unevenness.

【0032】しかしながら、この図10の装置では、I
REDがオフの信号とオンの信号のリニアCCD96へ
の転送をクロックCK1 の連続した2クロックに同期さ
せて行わなければならないために、クロックSTとクロ
ックSHの発生タイミングの制御が比較的難しかった。
However, in the apparatus of FIG. 10, I
Since the transfer of the signal in which the RED is off and the signal in which the RED is on to the linear CCD 96 must be performed in synchronization with two consecutive clocks of the clock CK 1 , it is relatively difficult to control the generation timing of the clock ST and the clock SH. .

【0033】また、この図10の装置では、次のような
問題も発生した。即ち、STパルスで制御される蓄積部
94において発生する暗電流の殆どがIREDオフの信
号にのってしまう。そして、このIREDオンとオフの
信号における暗電流のアンバランスが、リングCCDで
加算されて増幅されてしまう。最悪の場合、本来、オフ
信号<オン信号であるはずなのに、それが逆転してしま
う可能性があり、逆転してしまうと、図9で説明したス
キム部が正常に動作しなくなるばかりか、測定そのもの
が不可能になってしまう。
Further, the apparatus of FIG. 10 has the following problems. That is, most of the dark current generated in the storage section 94 controlled by the ST pulse is transferred to the IRED off signal. Then, the imbalance of the dark current in the IRED on and off signals is added and amplified by the ring CCD. In the worst case, it is supposed that the off signal should be less than the on signal, but it may be reversed, and if it is reversed, the skim portion described in FIG. That becomes impossible.

【0034】この問題は、1周期の投光のみで測定を行
うのであれば、それ程深刻ではないが、例えば、遠距離
低反射率の測定対象を考えると、反射光の検出レベルが
非常に小さいために、リングCCDによる加算処理が不
可欠であり、問題は深刻になる。
This problem is not so serious if the measurement is performed by projecting light for only one period, but for example, considering a long distance low reflectance measurement object, the detection level of the reflected light is very small. Therefore, the addition processing by the ring CCD is indispensable, and the problem becomes serious.

【0035】そこで、本発明の目的は、センサーアレイ
と電荷転送手段との間に電荷を一時的に保持する蓄積部
を設けた場合でも、クロックの発生タイミングの制御が
比較的簡単で且つ投光オンとオフとでその蓄積部におけ
る暗電流のアンバランスが生じないようにした測距装置
を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to relatively easily control the clock generation timing and to project light even when a storage section for temporarily holding charges is provided between the sensor array and the charge transfer means. It is an object of the present invention to provide a distance measuring device in which an imbalance of dark current in the storage portion does not occur between on and off.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、距離を測定したい測定対象にスポ
ット投光し、その反射光を受光して三角測距を行う測距
装置であって、前記測定対象に投光するための投光手段
と、前記測定対象からの反射光を受光して光電変換する
複数のセンサーが配列されたセンサーアレイと、前記セ
ンサーアレイの各センサーからの出力電荷を積分する積
分手段と、前記積分手段で積分された電荷を転送する少
なくとも一部がリング状に結合された電荷転送手段とを
備える測距装置において、前記積分手段の各々と前記電
荷転送手段との間に並列に配置され、前記積分手段から
前記電荷転送手段へ転送される電荷を一時的に保持する
各一対の電荷蓄積手段を更に備える。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a distance measuring device for projecting a spot on a measuring object whose distance is to be measured and receiving the reflected light to perform a trigonometric distance measurement. There, a light projecting means for projecting light onto the measurement target, a sensor array in which a plurality of sensors for receiving and photoelectrically converting the reflected light from the measurement target are arranged, and from each sensor of the sensor array In a distance measuring device comprising integrating means for integrating output charges and charge transfer means for transferring charges integrated by the integrating means, at least a part of which is coupled in a ring shape, each of the integrating means and the charge transfer It further comprises a pair of charge storage means arranged in parallel with the means and temporarily holding charges transferred from the integration means to the charge transfer means.

【0037】本発明の一態様では、前記一対の電荷蓄積
手段のうち第1の電荷蓄積手段が、前記投光手段の投光
時に前記センサーアレイから前記積分手段を介して得ら
れた電荷を保持し、第2の電荷蓄積手段が、前記投光手
段の非投光時に前記センサーアレイから前記積分手段を
介して得られた電荷を保持する。
In one aspect of the present invention, the first charge accumulating means of the pair of charge accumulating means holds the charge obtained from the sensor array through the integrating means when the light projecting means projects light. Then, the second charge storage unit holds the charge obtained from the sensor array via the integrating unit when the light projecting unit is not projecting light.

【0038】本発明の一態様では、前記電荷転送手段で
転送されている電荷から一定量の電荷を除去するスキム
手段を更に備える。
In one aspect of the present invention, there is further provided a skim means for removing a fixed amount of electric charge from the electric charge transferred by the electric charge transfer means.

【0039】本発明の一態様では、N個のセンサーから
なる前記センサーアレイに対してN対の前記電荷蓄積手
段が設けられ、前記電荷転送手段が、N対の前記電荷蓄
積手段から電荷を受け取るための少なくとも2N段の転
送段を有する第1の電荷転送部と、前記第1の電荷転送
部と同数の転送段がリング状に結合された第2の電荷転
送部とで構成される。
In one aspect of the present invention, N pairs of the charge storage means are provided for the sensor array of N sensors, and the charge transfer means receives charges from the N pairs of the charge storage means. And a second charge transfer unit in which the same number of transfer stages as the first charge transfer units are coupled in a ring shape.

【0040】本発明の一態様では、前記積分手段から電
荷を抜き取るためのゲート手段を更に備える。
In one aspect of the present invention, gate means for extracting charges from the integrating means is further provided.

【0041】[0041]

【作用】本発明においては、センサーアレイから積分部
を介して送られてくる電荷を電荷転送手段に転送する前
に一時的に保持して、電荷転送手段への電荷の転送を所
定時間遅延させる電荷蓄積手段を各一対設けているの
で、投光手段の投光時に得られた電荷を一方の電荷蓄積
手段に保持させ、投光手段の非投光時に得られた電荷を
他方の電荷蓄積手段に保持させるように構成することが
でき、その結果、各電荷蓄積手段から電荷転送手段へ電
荷を転送するタイミングの制御が比較的簡単化するとと
もに、投光のオンとオフとでの電荷蓄積手段における暗
電流のアンバランスを低減することができる。また、電
荷蓄積手段を設けたことで、電荷転送手段への電荷の転
送時に、電荷転送手段を駆動するクロックを停止する必
要がなくなる。
In the present invention, the electric charges sent from the sensor array through the integrating section are temporarily held before being transferred to the charge transfer means, and the transfer of the charges to the charge transfer means is delayed by a predetermined time. Since each pair of charge accumulating means is provided, one of the charge accumulating means holds the electric charge obtained when the light projecting means projects the light, and the other charge accumulating means holds the charge obtained when the light projecting means does not project the light. It is possible to control the timing of transferring the charge from each charge storage means to the charge transfer means, and as a result, the charge storage means can be turned on and off. It is possible to reduce the imbalance of the dark current in. Further, by providing the charge storage means, it is not necessary to stop the clock for driving the charge transfer means when transferring the charges to the charge transfer means.

【0042】また、スキム手段を設けることにより、電
荷転送手段で電荷が飽和することを防止することができ
る。
By providing the skim means, it is possible to prevent the charge from being saturated in the charge transfer means.

【0043】また、N個のセンサーに対して、N対の電
荷蓄積手段、少なくとも2N段の第1の電荷転送部及び
第1の電荷転送部と同じ段数の第2の電荷転送部を夫々
設けることにより、第1の電荷転送部及び第2の電荷転
送部で投光のオフとオンの信号を交互に転送することが
できるとともに、第2の電荷転送部で投光の1周期毎に
電荷を加算処理することができ、更に、第1の電荷転送
部と第2の電荷転送部を簡単な構成の同じクロックで駆
動することができる。
Further, for N sensors, N pairs of charge storage means, at least 2N first charge transfer sections and at least 2N charge transfer sections having the same number of stages as the first charge transfer sections are provided, respectively. As a result, the first charge transfer section and the second charge transfer section can alternately transfer the light-emission OFF and ON signals, and the second charge transfer section charges the light for each cycle of light projection. Can be added, and the first charge transfer unit and the second charge transfer unit can be driven by the same clock having a simple configuration.

【0044】また、積分手段から電荷を抜き取るための
ゲート手段を設けることにより、積分手段のオーバーフ
ローを防止することができる。
Further, by providing the gate means for extracting charges from the integrating means, overflow of the integrating means can be prevented.

【0045】[0045]

【実施例】以下、本発明を実施例につき図1〜図4を参
照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to FIGS.

【0046】図1に、本発明の一実施例による測距装置
の要部の構成を示す。
FIG. 1 shows the configuration of the main part of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention.

【0047】センサーアレイ11はセンサーブロックS
1 〜S5 からなり、各センサーブロックS1 〜S5 で光
電変換された信号電荷は積分部12で積分される。な
お、センサーアレイ11は、本実施例の5画素に限定さ
れるものではなく、一般に、N画素(N:自然数)であ
ってよい。各積分部12には、ICGパルスで駆動され
るクリア部13が設けられている。
The sensor array 11 is a sensor block S
1 to S 5 , and the signal charges photoelectrically converted by the sensor blocks S 1 to S 5 are integrated by the integrating unit 12. It should be noted that the sensor array 11 is not limited to the five pixels in this embodiment, and may be generally N pixels (N: natural number). Each integrator 12 is provided with a clear unit 13 driven by an ICG pulse.

【0048】本実施例では、図示の如く、CCDで構成
された第1の蓄積部15と第2の蓄積部14がセンサー
アレイ11に並行して交互に配列されており、各積分部
12に各一対の蓄積部14、15が対応している。そし
て、各積分部12で積分された電荷は、パルスST1
ST2 により、それら一対の蓄積部14、15に交互に
転送される。
In the present embodiment, as shown in the figure, the first accumulating sections 15 and the second accumulating sections 14 composed of CCDs are alternately arranged in parallel with the sensor array 11, and each integrating section 12 is provided with the same. Each pair of storage units 14 and 15 correspond to each other. Then, the charges integrated by each integrating unit 12 are pulse ST 1 ,
In ST 2 , the data is transferred to the pair of storage units 14 and 15 alternately.

【0049】一対の蓄積部14、15の出力端は、SH
パルスで駆動されるシフト部16を介して、電荷転送手
段の第1の電荷転送部であるリニアCCD17に接続し
ている。また、リニアCCD17は、電荷転送手段の第
2の電荷転送部であるリングCCD18に結合してい
る。これらのリニアCCD17及びリングCCD18
は、各段が、2相クロックCK1 、CK2 で駆動される
2相CCDで構成されている。なお、各段は、3相CC
D、4相CCD等で構成されてもよい。また、リニアC
CD17は、CCD1A 〜12A で示される12段、リ
ングCCD18は、CCD1B 〜12B で示される12
段に夫々構成されている。なお、センサーアレイ11が
N画素の場合には、リニアCCD17及びリングCCD
18はいずれも(2N+2)段になる。
The output terminals of the pair of accumulators 14 and 15 are SH
It is connected to the linear CCD 17, which is the first charge transfer section of the charge transfer means, via the shift section 16 driven by a pulse. Further, the linear CCD 17 is coupled to the ring CCD 18 which is the second charge transfer section of the charge transfer means. These linear CCD 17 and ring CCD 18
Is composed of a two-phase CCD driven by two-phase clocks CK 1 and CK 2 . Each stage is a 3-phase CC
It may be configured by a D, 4-phase CCD or the like. Also, linear C
The CD 17 has 12 stages shown by CCD1 A to 12 A , and the ring CCD 18 has 12 stages shown by CCD1 B to 12 B.
Each is composed of columns. When the sensor array 11 has N pixels, the linear CCD 17 and the ring CCD
All 18 are (2N + 2) stages.

【0050】次に、図2及び図4を参照して、センサー
アレイ11からリニアCCD17への電荷の転送動作を
説明する。
Next, the operation of transferring charges from the sensor array 11 to the linear CCD 17 will be described with reference to FIGS.

【0051】センサーアレイ11の各センサーブロック
1 〜S5 で光電変換されて生成された信号電荷は、各
々の積分部12に転送されて積分されるが、それに先立
って、図2に示すように、ICGパルスにより各積分部
12の電荷がクリアされ、各積分部12が初期化される
(図4の太線矢印)。
The signal charges generated by photoelectric conversion in each of the sensor blocks S 1 to S 5 of the sensor array 11 are transferred to each of the integrators 12 and integrated. Prior to that, as shown in FIG. At the same time, the ICG pulse clears the charge of each integrator 12 and initializes each integrator 12 (thick line arrow in FIG. 4).

【0052】不図示の発光ダイオード(IRED)の投
光オンの期間にセンサーアレイ11の各センサーブロッ
クS1 〜S5 から各積分部12に送られて積分された電
荷は、ST1 パルスによって第1の蓄積部15に転送さ
れる(図4の細線矢印)。次に、IREDの投光オフの
期間にセンサーアレイ11の各センサーブロックS1
5 から各積分部12に送られて積分された電荷は、S
2 パルスによって第2の蓄積部14に転送される(図
4の波線矢印)。従って、ICGパルスによる各積分部
12のクリアからパルスST1 、ST2 による転送まで
の期間t1 、t 2 が積分時間になる。即ち、積分部12
に設けられたクリア部13は、ICGパルスの発生タイ
ミングによって各積分部12での積分時間を制御する電
子シャッターとしての機能も有する。例えば、ICGパ
ルスのタイミングを、測定対象の輝度に応じて前後さ
せ、輝度が高くなるに従ってSTパルスのタイミングに
近づけて、積分時間を短くすることができる。
The projection of a light emitting diode (IRED) not shown
While the light is on, each sensor block of the sensor array 11 is
Ku S1~ SFiveFrom each integrated section 12 and integrated by
The load is ST1It is transferred to the first storage unit 15 by a pulse.
(Thin line arrow in FIG. 4). Next, turn off the IRED
Each sensor block S of the sensor array 11 during the period1~
SFiveThe electric charge sent from the above to each integrating unit 12 and integrated is S
T2Transferred to the second storage unit 14 by a pulse (Fig.
4 wavy arrow). Therefore, each integration unit by ICG pulse
From 12 clear to pulse ST1, ST2Until transfer by
Period t1, T 2Is the integration time. That is, the integration unit 12
The clear section 13 provided in the
The voltage that controls the integration time in each integration unit 12 by
It also has a function as a child shutter. For example, ICG
The timing of the loose is adjusted according to the brightness of the measured object.
The ST pulse timing as the brightness increases.
The integration time can be shortened by approaching.

【0053】ST1 パルスによって第1の蓄積部15に
転送された投光オン時の外光+信号光による電荷及びS
2 パルスによって第2の蓄積部14に転送された投光
オフ時の外光のみによる電荷は、SHパルスによってリ
ニアCCD17のCCD3A〜12A に夫々転送され
る。これにより、例えば、CCD3A には、センサーブ
ロックS1 で投光オフ時に発生した電荷が転送され、C
CD4A には、センサーブロックS1 で投光オン時に発
生した電荷が転送され、CCD5A には、センサーブロ
ックS2 で投光オフ時に発生した電荷が転送され、…と
いうように、リニアCCD17のCCD3A 〜12
A に、投光オフ時の電荷と投光オン時の電荷とが交互に
転送され、クロックCK1 、CK2 によりリニアCCD
17内を転送されていく。
Electric charges and S due to the outside light + signal light when the light is turned on, which are transferred to the first accumulator 15 by the ST 1 pulse
The charges due to only the external light when the projection is off and transferred to the second storage unit 14 by the T 2 pulse are transferred to the CCDs 3 A to 12 A of the linear CCD 17 by the SH pulse, respectively. As a result, for example, the charge generated when the light is turned off in the sensor block S 1 is transferred to the CCD 3 A , and C
The charges generated when the light emission is turned on in the sensor block S 1 are transferred to the CD 4 A , the charges generated when the light emission is turned off in the sensor block S 2 are transferred to the CCD 5 A, and so on. CCD3 A- 12
To A, and the charge at the time of charge and projecting on at projected off is transferred alternately, the linear CCD by the clock CK 1, CK 2
Transferred inside 17.

【0054】この時、本実施例では、投光オフ時の電荷
と投光オン時の電荷を別の蓄積部14、15を介して転
送するようにしているので、図10で説明した装置と比
較して、投光オンとオフとでの蓄積部における暗電流の
アンバランスを低減することができる。また、投光オフ
時と投光オン時の電荷を蓄積部14、15で夫々所定時
間遅延させて並行的に且つ同時にリニアCCD17に転
送するので、リニアCCD17を駆動するクロックCK
1 、CK2 に停止期間を設ける必要がなくなるととも
に、リニアCCD17への転送をクロックCK1 の1ク
ロックに同期させて行えばよいため(図10の装置では
2クロック必要)、パルスST1 、ST2のタイミング
を設計する上で、自由度が大きい。また、ST1 パルス
とST2 パルスをIRED信号の高低に応じて発生させ
るようにすると、投光のオンとオフを逆転した場合で
も、リニアCCD17内において、1つのセンサーブロ
ックで発生した電荷のペアが常にオフ→オンの順番で転
送されるようにすることができる。
At this time, in this embodiment, the electric charge when the light is turned off and the electric charge when the light is turned on are transferred through the different accumulating portions 14 and 15, so that the device described in FIG. By comparison, it is possible to reduce the imbalance of dark current in the storage unit when the light is turned on and off. Further, the charges at the time when the light is turned off and at the time when the light is turned on are transferred to the linear CCD 17 in parallel and simultaneously while being delayed by the storage units 14 and 15 for a predetermined time respectively, so that the clock CK for driving the linear CCD 17 is generated.
Since it is not necessary to provide a stop period for 1 and CK 2 and transfer to the linear CCD 17 may be performed in synchronization with one clock of the clock CK 1 (two clocks are required in the device of FIG. 10), pulses ST 1 and ST There is a large degree of freedom in designing the timing of 2 . In addition, if the ST 1 pulse and the ST 2 pulse are generated according to the level of the IRED signal, even if the on / off of the light projection is reversed, the pair of charges generated in one sensor block in the linear CCD 17 is reversed. Can always be transferred in the order of off → on.

【0055】図1において、リニアCCD17のうちC
CD1A 、2A は、リニアCCD17とリングCCD1
8との結合レイアウト上追加されたCCDであるが、空
CCDとしてオフセット調整用に用いることができる。
具体的に説明すると、リングCCD18において、電荷
は、12B →11B →10B →…→2B →1B →12 B
と周回するが、第2の蓄積部14又は第1の蓄積部15
からリニアCCD17に電荷を転送するためのSHパル
スはこのリングCCD18の1周の周期に同期してい
る。即ち、図2に示すように、リングCCD18内で電
荷を転送するためのクロックCK1 (CK2 も同じ。)
の12クロック毎にSHパルスが発生する。一方、投光
のオン/オフ及びそれに同期したパルスST1 、ST2
は全てSHパルスに同期しており、これにより、投光の
オン時及びオフ時に夫々各センサーブロックS1 〜S5
で発生した信号電荷が、リングCCD18内を周回する
毎に加算されていく。この時、リニアCCD17の段数
も12段とすることにより、このリニアCCD17をリ
ングCCD18と同じクロックCK1 、CK2 で駆動す
ることができる。即ち、リニアCCD17のうち、一対
の蓄積部14、15から電荷を受け取るための10段の
CCD3A 〜12A にCCD1A 、2A を加えて12段
とすることにより、CCD1A 、2A が、リニアCCD
17とリングCCD18とのオフセット調整用として機
能する。
In FIG. 1, C of the linear CCD 17 is used.
CD1ATwoAIs linear CCD 17 and ring CCD 1
It is a CCD added in the layout combined with 8, but it is empty.
It can be used as a CCD for offset adjustment.
Specifically, in the ring CCD 18, the charge
Is 12B→ 11B→ 10B→… → 2B→ 1B→ 12 B
The second storage unit 14 or the first storage unit 15
SH pulse for transferring charge from the CCD to the linear CCD 17
Is synchronized with one cycle of the ring CCD 18.
It That is, as shown in FIG.
Clock CK for transferring loads1(CK2Is also the same. )
SH pulse is generated every 12 clocks. Meanwhile, floodlight
ON / OFF and pulse ST synchronized with it1, ST2
Are all synchronized with the SH pulse.
Each sensor block S is turned on and off1~ SFive
The signal charge generated in 1 orbits in the ring CCD 18.
It is added every time. At this time, the number of stages of the linear CCD 17
This linear CCD 17 is also redesigned by making 12 stages.
Clock CK same as the CCD 181, CK2Drive with
Can be That is, a pair of the linear CCD 17
10 stages for receiving charges from the storage units 14 and 15 of
CCD3A~ 12ACCD 1ATwoAAdd 12 steps
By setting CCD1ATwoABut linear CCD
For adjusting the offset between 17 and ring CCD 18.
To work.

【0056】リングCCD18のうちCCD9B のゲー
トはフローティングゲートになっていて、出力部20に
接続されている。出力部20では、CCD9B にある電
荷量を電圧に変換してアンプ101からOS信号として
出力する。また、RDはリセット電位であり、パルスR
1 で駆動されるMOSゲートを介してCCD9B のフ
ローティングゲートがリセットされる。
The gate of CCD 9 B of the ring CCD 18 is a floating gate and is connected to the output section 20. The output unit 20 converts the charge amount in the CCD 9 B into a voltage and outputs it as an OS signal from the amplifier 101. Further, RD is a reset potential, and the pulse R
The floating gate of CCD 9 B is reset via the MOS gate driven by S 1 .

【0057】リングCCD18のCCD1B に設けられ
ているCCDCLR端子は、CCDCLRパルスにより
CCD1B の電荷をクリアするためのもので、デバイス
の初期化時に、この部分で、リニアCCD17及びリン
グCCD18の電荷をクリアする(図3参照)。
[0057] The CCDCLR terminals provided on the CCD 1 B of the ring CCD 18, intended for clearing the charge of CCD 1 B by CCDCLR pulse, during the initialization of the device, in this portion, the charge of the linear CCD17 and ring CCD 18 Clear (see Figure 3).

【0058】次に、リングCCD18に設けられたスキ
ム部19の構成を説明する。リングCCD18のCCD
B とCCD4B は夫々スキム用素子SK1 、SK2
構成されている。即ち、第1のスキム用素子SK1
は、一定量の電荷のみを溜めるポテンシャル井戸が構成
されており、前段のCCD6B から転送されてきた電荷
量が井戸の容量を越えている場合には、溢れた電荷が素
子DC1 に流れ込むようになっている。そして、CCD
B からの電荷が第1のスキム用素子SK1 と素子DC
1 に振り分けられた後、それらの電荷は、CK2 パルス
によって、第2のスキム用素子SK2 と素子DC2 に夫
々転送される。第2のスキム用素子SK2には、第1の
スキム用素子SK1 よりも小さな容量のポテンシャル井
戸が構成されていて、そこで溢れた電荷が素子DC2
流れ込み、素子DC1 から転送されてきた電荷に加算さ
れるようになっている。
Next, the structure of the skim portion 19 provided in the ring CCD 18 will be described. CCD of ring CCD 18
5 B and CCD 4 B are respectively composed of skimming elements SK 1 and SK 2 . That is, the first skimming element SK 1 is formed with a potential well that stores only a certain amount of electric charge, and when the amount of electric charge transferred from the CCD 6 B in the previous stage exceeds the capacity of the well. , The overflowed electric charge flows into the element DC 1 . And CCD
The charge from 6 B is the first skimming element SK 1 and the element DC
After being distributed to 1 , the charges are transferred to the second skimming element SK 2 and the element DC 2 by the CK 2 pulse, respectively. The second skim element SK 2 has a potential well having a smaller capacity than that of the first skim element SK 1 , and the overflowed electric charge flows into the element DC 2 and is transferred from the element DC 1. It is designed to be added to the electric charge.

【0059】このスキム部19に設けられたアンプ10
2は、上述した出力部20のアンプ101と同様に構成
されており、素子DC2 からスキム部19の出力段のC
CDに転送された電荷量を電圧に変換してSKOS信号
として出力する。また、スキム部19の出力段のCCD
のフローティングゲートはリセット信号RS2 によりR
Dレベルにリセットされる。そして、アンプ102の出
力SKOSを見ることにより、スキム用素子SK1 、S
2 で電荷が溢れたかどうかを判別することができ、電
荷が溢れた場合には、SKCLRパルスによって、第2
のスキム用素子SK2 から次段のCCD3B に転送され
た電荷がクリアされる。更に、素子DC 2 にある溢れ分
の電荷がCCD2B に転送されて、リングCCD18を
周回する。一方、スキム用素子SK1 、SK2 で電荷が
溢れなかった場合には、SKCLRパルスは形成され
ず、第2のスキム用素子SK2 にある電荷がリングCC
D18を周回する。
The amplifier 10 provided in the skim section 19
2 has the same configuration as the amplifier 101 of the output unit 20 described above.
The device DC2To the output stage C of the skim section 19
SKOS signal by converting the amount of charge transferred to CD into voltage
Output as. Also, the CCD of the output stage of the skim section 19
The floating gate of the reset signal RS2By R
Reset to D level. The output of the amplifier 102
By looking at the force SKOS, the skim element SK1, S
K2It is possible to determine whether the electric charge has overflowed with
If the load overflows, the SKCLR pulse causes the second
Element for skim SK2To next CCD3BTransferred to
Charge is cleared. Furthermore, the element DC 2Overflow in
Charge is CCD2BTransferred to the ring CCD 18
Orbit. On the other hand, the skimming element SK1, SK2And the charge is
If it does not overflow, a SKCLR pulse is generated.
No, the second skim element SK2Charge on the ring CC
Orbit D18.

【0060】このスキム動作を図3を参照してより詳細
に説明する。
This skim operation will be described in more detail with reference to FIG.

【0061】ここで、投光のオンとオフに対応する電荷
は、オフに対応するものが先にリングCCD18を周回
しており、まず、オフの部分でSKOS出力を見て、S
KCLRパルスを出力するか否かを判定する。そして、
そのオフの部分でSKOS出力があれば、SKCLRパ
ルスを出して、第2のスキム用素子SK2 からCCD3
B に転送された電荷をクリアする。一方、投光のオンに
対応する電荷は、その前のオフの部分で電荷をクリアす
る判定があった場合にのみ、同様のクリア処理を行う。
これにより、投光のオフとオンのペアで常に同じ量の電
荷がクリアされることになる。即ち、転送されている信
号から除かれるのは外光成分に相当する部分であり、信
号光の部分はそのままリングCCD18を周回して積分
されていく。よって、最後にそれらオフ/オンのペアの
電荷出力の差分を求めれば、信号光を検出することがで
きる。なお、上述した第1のスキム用素子SK1 である
CCD5B からCCD2B までがスキム部19を構成す
る。
Here, among the charges corresponding to the turning on and off of the light projection, the one corresponding to the turning off first circulates around the ring CCD 18, and first, when the SKOS output is observed at the off portion, S
It is determined whether to output the KCLR pulse. And
If there is a SKOS output in the off portion, a SKCLR pulse is issued and the second skimming element SK 2 to CCD 3
Clear the charge transferred to B. On the other hand, the electric charge corresponding to the turning on of the light is subjected to the same clearing process only when the electric charge is judged to be cleared at the previous off portion.
As a result, the same amount of charge is always cleared by the pair of off and on of light projection. That is, it is the portion corresponding to the outside light component that is removed from the transferred signal, and the portion of the signal light goes around the ring CCD 18 as it is and is integrated. Therefore, the signal light can be detected by finally obtaining the difference between the charge outputs of the off / on pairs. It should be noted that the above-described first skimming element SK 1 from CCD 5 B to CCD 2 B constitutes the skim portion 19.

【0062】図3のRS1 パルスとOS出力には、夫
々、通常と差分の2つが示されているが、これは、出力
部20のRS1 パルスを出力するタイミングによって、
各CCDの絶対値を出力する場合と、上述した投光オフ
/オンのペアの差分を出力する場合とを夫々示してい
る。即ち、前者の場合には、出力段であるCCD9B
電荷が無い時にRS1 パルスを出してリセットすること
により、転送されてくる電荷の絶対値が順次出力され
る。一方、後者の場合には、CCD9B に投光オフ時の
電荷がある時にRS1 パルスを出してリセットすること
により、投光オン時の電荷が転送されてきた時に、それ
から投光オフ時の電荷分を差し引いた差分信号が出力さ
れる。
The RS 1 pulse and the OS output shown in FIG. 3 respectively show two values, normal and difference, depending on the timing of outputting the RS 1 pulse from the output section 20.
The case of outputting the absolute value of each CCD and the case of outputting the difference between the above-mentioned projection off / on pair are respectively shown. That is, in the former case, when there is no charge in the CCD 9 B , which is the output stage, the absolute value of the transferred charge is sequentially output by issuing the RS 1 pulse and resetting. On the other hand, in the latter case, when the CCD 9 B has a charge when the light is turned off, the RS 1 pulse is output to reset the charge, and when the charge when the light is turned on is transferred, the charge is turned off when the light is turned off. A difference signal from which the charge component is subtracted is output.

【0063】以上に説明した本発明の一実施例による測
距装置では、デバイス上にリングCCD18を構成し、
このリングCCD18を周回させることで、電荷の加算
を行うことができるので、S/N比を向上させることが
できる。また、リングCCD18から外光成分を除去す
るスキム部19を設けたので、電荷の加算によってリン
グCCD18が飽和することを防止できるとともに、S
/N比を更に向上させることができる。
In the distance measuring apparatus according to the embodiment of the present invention described above, the ring CCD 18 is formed on the device,
By rotating the ring CCD 18, the charges can be added, and the S / N ratio can be improved. Further, since the skim portion 19 for removing the external light component from the ring CCD 18 is provided, it is possible to prevent the ring CCD 18 from being saturated due to the addition of charges,
The / N ratio can be further improved.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明によれば、センサーアレイから積
分部を介して送られてくる電荷を電荷転送手段に転送す
る前に電荷蓄積手段に一時的に保持させて、電荷転送手
段への電荷転送のタイミングを調整するようにした場合
でも、電荷転送手段への電荷転送のタイミングを決定す
るクロックの制御を比較的簡単にできるとともに、投光
のオンとオフとでの電荷蓄積手段における暗電流のアン
バランスを低減することができる。
According to the present invention, the electric charge sent from the sensor array through the integrating unit is temporarily held in the electric charge storage means before being transferred to the electric charge transfer means, and the electric charge to the electric charge transfer means is transferred to the electric charge transfer means. Even when the transfer timing is adjusted, it is possible to relatively easily control the clock that determines the timing of the charge transfer to the charge transfer unit, and the dark current in the charge storage unit when the light projection is turned on and off. Can be reduced.

【0065】また、スキム手段を設けることにより、電
荷転送手段で電荷が飽和することを防止することができ
る。
Further, by providing the skim means, it is possible to prevent the charge from being saturated in the charge transfer means.

【0066】また、N個のセンサーに対して、N対の電
荷蓄積手段、少なくとも2N段の第1の電荷転送部及び
第1の電荷転送部と同じ段数の第2の電荷転送部を夫々
設けることにより、第1の電荷転送部及び第2の電荷転
送部で投光のオフとオンの信号を交互に転送することが
できるとともに、第2の電荷転送部で投光の1周期毎に
電荷を加算処理することができ、更に、第1の電荷転送
部と第2の電荷転送部を簡単な構成の同じクロックで駆
動することができる。
Further, N pairs of charge accumulating means, at least 2N first charge transfer sections and second charge transfer sections having the same number of stages as the first charge transfer sections are provided for each of the N sensors. As a result, the first charge transfer section and the second charge transfer section can alternately transfer the light-emission OFF and ON signals, and the second charge transfer section charges the light for each cycle of light projection. Can be added, and the first charge transfer unit and the second charge transfer unit can be driven by the same clock having a simple configuration.

【0067】また、積分手段から電荷を抜き取るための
ゲート手段を設けることにより、積分手段のオーバーフ
ローを防止することができる。
Further, by providing the gate means for extracting charges from the integrating means, overflow of the integrating means can be prevented.

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

【図1】本発明の一実施例による測距装置の要部を示す
概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置において、各センサーブロックから
リニアCCDへ電荷を転送する時の各部の動作タイミン
グを示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation timing of each part when the charge is transferred from each sensor block to the linear CCD in the device of FIG.

【図3】図1の装置のリングCCDの各部の動作タイミ
ングを示すタイミングチャートである。
3 is a timing chart showing the operation timing of each part of the ring CCD of the apparatus of FIG.

【図4】図1の装置の積分部及び蓄積部の動作を示す概
略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the operation of an integration unit and a storage unit of the apparatus of FIG.

【図5】従来の測距装置の測定の原理を示す概略図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a measurement principle of a conventional distance measuring device.

【図6】図5の装置の信号処理回路を示す回路図であ
る。
6 is a circuit diagram showing a signal processing circuit of the device of FIG.

【図7】従来の別の測距装置の要部を示す概略図であ
る。
FIG. 7 is a schematic view showing a main part of another conventional distance measuring device.

【図8】図7の装置の動作タイミングを示すタイミング
チャートである。
8 is a timing chart showing the operation timing of the device of FIG.

【図9】従来の更に別の測距装置の要部を示す概略図で
ある。
FIG. 9 is a schematic view showing a main part of still another conventional distance measuring device.

【図10】図9の装置を改良した装置の要部を示す概略
図である。
FIG. 10 is a schematic view showing a main part of an apparatus obtained by improving the apparatus of FIG.

【図11】図10の装置の動作タイミングを示すタイミ
ングチャートである。
11 is a timing chart showing the operation timing of the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 センサーアレイ 12 積分部 13 クリア部 14 第2の蓄積部 15 第1の蓄積部 16 シフト部 17 リニアCCD 18 リングCCD 19 スキム部 20 出力部 S1 〜S5 センサーブロック11 sensor array 12 integrating part 13 clearing part 14 second accumulating part 15 first accumulating part 16 shift part 17 linear CCD 18 ring CCD 19 skim part 20 output part S 1 to S 5 sensor block

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 距離を測定したい測定対象にスポット投
光し、その反射光を受光して三角測距を行う測距装置で
あって、前記測定対象に投光するための投光手段と、前
記測定対象からの反射光を受光して光電変換する複数の
センサーが配列されたセンサーアレイと、前記センサー
アレイの各センサーからの出力電荷を積分する積分手段
と、前記積分手段で積分された電荷を転送する少なくと
も一部がリング状に結合された電荷転送手段とを備える
測距装置において、 前記積分手段の各々と前記電荷転送手段との間に並列に
配置され、前記積分手段から前記電荷転送手段へ転送さ
れる電荷を一時的に保持する各一対の電荷蓄積手段を更
に備えることを特徴とする測距装置。
1. A distance measuring device for projecting a spot onto a measuring object whose distance is to be measured, and receiving reflected light thereof to perform a trigonometric distance measurement, and a light projecting means for projecting light onto the measuring object. A sensor array in which a plurality of sensors that receive reflected light from the measurement target and photoelectrically convert it are arranged, an integrating unit that integrates output charges from each sensor of the sensor array, and a charge integrated by the integrating unit. In the distance measuring device, wherein at least a part of the charge transfer means is connected in a ring shape, and the charge transfer means is arranged in parallel between each of the integration means and the charge transfer means. A distance measuring device further comprising a pair of charge storage means for temporarily holding charges transferred to the means.
【請求項2】 前記一対の電荷蓄積手段のうち第1の電
荷蓄積手段が、前記投光手段の投光時に前記センサーア
レイから前記積分手段を介して得られた電荷を保持し、
第2の電荷蓄積手段が、前記投光手段の非投光時に前記
センサーアレイから前記積分手段を介して得られた電荷
を保持することを特徴とする請求項1に記載の測距装
置。
2. A first charge accumulating means of the pair of charge accumulating means holds a charge obtained from the sensor array through the integrating means when the light projecting means projects light,
2. The distance measuring device according to claim 1, wherein the second charge storage unit holds the charge obtained from the sensor array via the integrating unit when the light projecting unit is not projecting light.
【請求項3】 前記電荷転送手段で転送されている電荷
から一定量の電荷を除去するスキム手段を更に備えるこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の測距装置。
3. The distance measuring apparatus according to claim 1, further comprising a skim means for removing a fixed amount of electric charge from the electric charge transferred by the electric charge transfer means.
【請求項4】 N個のセンサーからなる前記センサーア
レイに対してN対の前記電荷蓄積手段が設けられ、前記
電荷転送手段が、N対の前記電荷蓄積手段から電荷を受
け取るための少なくとも2N段の転送段を有する第1の
電荷転送部と、前記第1の電荷転送部と同数の転送段が
リング状に結合された第2の電荷転送部とで構成される
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の
測距装置。
4. N pairs of said charge storage means are provided for said sensor array of N sensors, said charge transfer means being at least 2N stages for receiving charges from N pairs of said charge storage means. 7. The first charge transfer section having a transfer stage of the same number, and the second charge transfer section having the same number of transfer stages as the first charge transfer section coupled in a ring shape. The distance measuring device according to any one of 1 to 3.
【請求項5】 前記積分手段から電荷を抜き取るための
ゲート手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜4
のいずれか1項に記載の測距装置。
5. A gate means for extracting charges from the integrating means is further provided.
The distance measuring device according to any one of 1.
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