JPH11108659A - 至近対象物検出装置 - Google Patents
至近対象物検出装置Info
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- JPH11108659A JPH11108659A JP26645697A JP26645697A JPH11108659A JP H11108659 A JPH11108659 A JP H11108659A JP 26645697 A JP26645697 A JP 26645697A JP 26645697 A JP26645697 A JP 26645697A JP H11108659 A JPH11108659 A JP H11108659A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】主にカメラ等の測距検出装置に用いられてきた
パッシブ型測距装置としてのオートフォーカスＩＣ０２
をトイレ自動水洗等のための至近対象物（トイレ使用
者）検出に利用する。 【解決手段】図外の左右１対の結像レンズに対応して左
右対をなすホトセンサアレイ３Ａ’，４Ａ’を持つパッ
シブ型測距装置の至近に対象物が近づくとホトセンサア
レイの周辺部まで対象物に覆われて、ホトセンサアレイ
が受光する像の輝度が低くなりホトセンサの応答が遅く
なる。そこでＭＰＵ０１内の至近対象物検出手段０１Ａ
はホトセンサアレイを構成する全てのホトセンサの応答
時間が対象物無しの場合より充分長いことを、ＩＣ０２
からの最も早いホトセンサの応答のタイミングを示すセ
ンサ応答最短信号τmin から検出し、さらにＩＣ０２か
ら出力される距離データ９の示す測距対象物の距離が少
なくとも所定値以上ではないときは、測距対象物が至近
距離にあると判定する。
パッシブ型測距装置としてのオートフォーカスＩＣ０２
をトイレ自動水洗等のための至近対象物（トイレ使用
者）検出に利用する。 【解決手段】図外の左右１対の結像レンズに対応して左
右対をなすホトセンサアレイ３Ａ’，４Ａ’を持つパッ
シブ型測距装置の至近に対象物が近づくとホトセンサア
レイの周辺部まで対象物に覆われて、ホトセンサアレイ
が受光する像の輝度が低くなりホトセンサの応答が遅く
なる。そこでＭＰＵ０１内の至近対象物検出手段０１Ａ
はホトセンサアレイを構成する全てのホトセンサの応答
時間が対象物無しの場合より充分長いことを、ＩＣ０２
からの最も早いホトセンサの応答のタイミングを示すセ
ンサ応答最短信号τmin から検出し、さらにＩＣ０２か
ら出力される距離データ９の示す測距対象物の距離が少
なくとも所定値以上ではないときは、測距対象物が至近
距離にあると判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラの自動焦点
装置等に使用されるパッシブ型の測距装置、即ち左右一
対の結像レンズ（光学系とも呼ぶ）によって対象物の像
が結像される各結像面上に、それぞれ光センサアレイ
（ホトセンサアレイとも呼ぶ）を持ち、この左右一対の
光センサアレイの出力の量子化データから対象物の距離
を測定する装置を備えて、特に至近距離の対象物の存在
を確実に検出する装置に関する。
装置等に使用されるパッシブ型の測距装置、即ち左右一
対の結像レンズ（光学系とも呼ぶ）によって対象物の像
が結像される各結像面上に、それぞれ光センサアレイ
（ホトセンサアレイとも呼ぶ）を持ち、この左右一対の
光センサアレイの出力の量子化データから対象物の距離
を測定する装置を備えて、特に至近距離の対象物の存在
を確実に検出する装置に関する。
【０００２】なお以下各図において同一の符号は同一も
しくは相当部分を示す。
しくは相当部分を示す。
【０００３】
【従来の技術】従来のパッシブ型の測距装置としては左
右の２つの光学系により結像された像を電気的に比較し
て、三角測量の原理により測距を行うものが知られてい
る。図５はこの種の測距装置の構成例を示すブロック図
である。同図において、結像レンズ１，２は光軸間隔Ｂ
を隔てて配置されている。光センサアレイ３Ａ，４Ａは
例えばＣＣＤ等の光電変換素子（以下光センサ又はホト
センサともいう）からなるリニアセンサアレイであり、
夫々結像レンズ１，２に対して焦点距離ｆの位置に配置
されている。これらの光センサアレイ３Ａ，４Ａは結像
レンズ１，２により各々結像された対象物１３’の像を
像信号３０Ａ，４０Ａに変換し、信号処理部５に出力す
る。
右の２つの光学系により結像された像を電気的に比較し
て、三角測量の原理により測距を行うものが知られてい
る。図５はこの種の測距装置の構成例を示すブロック図
である。同図において、結像レンズ１，２は光軸間隔Ｂ
を隔てて配置されている。光センサアレイ３Ａ，４Ａは
例えばＣＣＤ等の光電変換素子（以下光センサ又はホト
センサともいう）からなるリニアセンサアレイであり、
夫々結像レンズ１，２に対して焦点距離ｆの位置に配置
されている。これらの光センサアレイ３Ａ，４Ａは結像
レンズ１，２により各々結像された対象物１３’の像を
像信号３０Ａ，４０Ａに変換し、信号処理部５に出力す
る。
【０００４】信号処理部５は増幅器５１，５２、Ａ／Ｄ
変換器５３，５４、記憶装置５５からなる。光センサア
レイ３Ａ，４Ａからの像信号３０Ａ，４０Ａは増幅器５
１，５２により増幅されてＡ／Ｄ変換器５３，５４によ
りデジタルデータに変換され、像データ３１Ａ，４１Ａ
として記憶装置５５に出力される。信号処理部５の出力
側に設けられた距離検出回路６は、マイクロコンピュー
タにより構成されており、記憶装置５５に記憶された左
右の像データ３１Ａ，４１Ａを比較して対象物１３’ま
での距離を算出し、距離信号（距離データともいう）９
として外部に出力する。
変換器５３，５４、記憶装置５５からなる。光センサア
レイ３Ａ，４Ａからの像信号３０Ａ，４０Ａは増幅器５
１，５２により増幅されてＡ／Ｄ変換器５３，５４によ
りデジタルデータに変換され、像データ３１Ａ，４１Ａ
として記憶装置５５に出力される。信号処理部５の出力
側に設けられた距離検出回路６は、マイクロコンピュー
タにより構成されており、記憶装置５５に記憶された左
右の像データ３１Ａ，４１Ａを比較して対象物１３’ま
での距離を算出し、距離信号（距離データともいう）９
として外部に出力する。
【０００５】次に、距離算出の原理を図６を用いて説明
する。各結像レンズ１，２の中点を原点Ｏとして横軸
Ｘ，縦軸Ｙを設定し、結像位置Ｌ1 ，Ｒ1 の座標を夫々
（−ａ l1−Ｂ／２，−ｆ），（ａR1＋Ｂ／２，−ｆ）と
する。ここで、ａl1，ａR1は図示するように光センサア
レイ３Ａ，４Ａ上の距離である。結像レンズ１の中心点
ＯL の座標は（−Ｂ／２，０）、結像レンズ２の中心点
ＯR の座標は（Ｂ／２，０）であり、対象物１３’の点
Ｍの座標を（ｘ，ｙ）とすれば、点ＭからＸ軸に下ろし
た垂線とＸ軸との交点Ｎの座標は（ｘ，０）、点ＯL か
ら光センサアレイ３Ａに下ろした垂線の位置Ｌ0 の座標
は（−Ｂ／２，−ｆ）、点ＯR から光センサアレイ４Ａ
に下ろした垂線の位置Ｒ0 の座標は（Ｂ／２，−ｆ）で
ある。このとき、ΔＭＯL ＮとΔＯL Ｌ1 Ｌ0 ，ΔＭＯ
R ＮとΔＯ R Ｒ1 Ｒ0 は夫々相似であるから、次の式
（１），（２）が成り立つ。
する。各結像レンズ１，２の中点を原点Ｏとして横軸
Ｘ，縦軸Ｙを設定し、結像位置Ｌ1 ，Ｒ1 の座標を夫々
（−ａ l1−Ｂ／２，−ｆ），（ａR1＋Ｂ／２，−ｆ）と
する。ここで、ａl1，ａR1は図示するように光センサア
レイ３Ａ，４Ａ上の距離である。結像レンズ１の中心点
ＯL の座標は（−Ｂ／２，０）、結像レンズ２の中心点
ＯR の座標は（Ｂ／２，０）であり、対象物１３’の点
Ｍの座標を（ｘ，ｙ）とすれば、点ＭからＸ軸に下ろし
た垂線とＸ軸との交点Ｎの座標は（ｘ，０）、点ＯL か
ら光センサアレイ３Ａに下ろした垂線の位置Ｌ0 の座標
は（−Ｂ／２，−ｆ）、点ＯR から光センサアレイ４Ａ
に下ろした垂線の位置Ｒ0 の座標は（Ｂ／２，−ｆ）で
ある。このとき、ΔＭＯL ＮとΔＯL Ｌ1 Ｌ0 ，ΔＭＯ
R ＮとΔＯ R Ｒ1 Ｒ0 は夫々相似であるから、次の式
（１），（２）が成り立つ。
【０００６】
【数１】 （ｘ＋Ｂ／２）ｆ＝（ａl1＋Ｂ／２−Ｂ／２）ｙ ・・・（１）
【０００７】
【数２】 （−ｘ＋Ｂ／２）ｆ＝（ａR1＋Ｂ／２−Ｂ／２）ｙ ・・・（２） 式（１），（２）から次の式（３）を得ることができ
る。
る。
【０００８】
【数３】 ｙ＝Ｂ・ｆ／（ａl1＋ａR1） ・・・（３） この式（３）により、結像位置Ｌ1 ，Ｒ1 に関する距離
ａl1，ａR1がわかれば、対象物１３’までの距離ｙを算
出することができる。次に距離検出回路６の動作の詳細
を説明する。距離検出回路６は、図７の実線に示すよう
な、左右の像データ３ＡＬ，４ＡＲを、別途設定した測
定ウィンドウの部分について比較し、像が一致しなけれ
ば同図の破線のように、例えば左の像データ３ＡＬを右
に、右の像データ４ＡＲを左に順次シフトしていき、左
右の像データが一致したときのシフト量を検出する。
ａl1，ａR1がわかれば、対象物１３’までの距離ｙを算
出することができる。次に距離検出回路６の動作の詳細
を説明する。距離検出回路６は、図７の実線に示すよう
な、左右の像データ３ＡＬ，４ＡＲを、別途設定した測
定ウィンドウの部分について比較し、像が一致しなけれ
ば同図の破線のように、例えば左の像データ３ＡＬを右
に、右の像データ４ＡＲを左に順次シフトしていき、左
右の像データが一致したときのシフト量を検出する。
【０００９】なお、この左右の像データ３ＡＬ，４ＡＲ
の一致度を判定するには、評価関数が用いられる。即ち
評価関数は左右の光センサアレイ３Ａ，４Ａの中に夫々
設定された測定ウィンドウ内の対応する座標（アドレ
ス）に位する画素（ホトセンサ）同士の画素データ（量
子化データ）の差の絶対値を測定ウィンドウ内の全画素
について加算したもので、この左右の測定ウィンドウを
順次シフト、即ち左の測定ウィンドウは左へシフト（従
って左の像データ３ＡＬは等価的に右にシフトされるこ
とになる）し、右の測定ウィンドウは右へシフト（従っ
て右の像データ４ＡＲは等価的に左にシフトされること
になる）しつつ、この評価関数の値を調べ、この関数値
が最小になるときに左右の像データが一致したと判定す
る。
の一致度を判定するには、評価関数が用いられる。即ち
評価関数は左右の光センサアレイ３Ａ，４Ａの中に夫々
設定された測定ウィンドウ内の対応する座標（アドレ
ス）に位する画素（ホトセンサ）同士の画素データ（量
子化データ）の差の絶対値を測定ウィンドウ内の全画素
について加算したもので、この左右の測定ウィンドウを
順次シフト、即ち左の測定ウィンドウは左へシフト（従
って左の像データ３ＡＬは等価的に右にシフトされるこ
とになる）し、右の測定ウィンドウは右へシフト（従っ
て右の像データ４ＡＲは等価的に左にシフトされること
になる）しつつ、この評価関数の値を調べ、この関数値
が最小になるときに左右の像データが一致したと判定す
る。
【００１０】前述した左右の結像位置Ｌ1 ，Ｒ1 に関す
る距離ａl1，ａR1はこのシフト量に一致するので、距離
検出回路６はシフト量ａl1，ａR1から、対象物１３’ま
での距離ｙを前記の式（３）により算出することができ
る。
る距離ａl1，ａR1はこのシフト量に一致するので、距離
検出回路６はシフト量ａl1，ａR1から、対象物１３’ま
での距離ｙを前記の式（３）により算出することができ
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来のパッシブ型測距装置を、例えばトイレの自動水洗を
行うために検出すべき対象物（つまりトイレ使用者）の
ように、至近距離に存在する対象物の検出に利用しよう
とする場合、結像レンズの収差によって対象物像が歪ん
だり、また極端に狭い範囲を見るので像データが低コン
トラストとなり、距離データを算出することが困難にな
るという問題がある。
来のパッシブ型測距装置を、例えばトイレの自動水洗を
行うために検出すべき対象物（つまりトイレ使用者）の
ように、至近距離に存在する対象物の検出に利用しよう
とする場合、結像レンズの収差によって対象物像が歪ん
だり、また極端に狭い範囲を見るので像データが低コン
トラストとなり、距離データを算出することが困難にな
るという問題がある。
【００１２】そこで本発明はこの問題点を解消し、パッ
シブ型測距装置を用いながら、至近距離に存在する対象
物を確実に検出できる至近対象物検出装置を提供するこ
とを課題とする。
シブ型測距装置を用いながら、至近距離に存在する対象
物を確実に検出できる至近対象物検出装置を提供するこ
とを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１の至近対象物検出装置は、１対の互いに
平行な光軸を持つ光学系（結像レンズ１，２など）の結
像面内に、この各光軸に対応するように対をなすホトセ
ンサアレイ（３Ａ’，４Ａ’）を、その各ホトセンサが
ほぼ共通の直線上に配列されるように持ち、この対のホ
トセンサアレイの像データから測距対象物までの距離を
求めるパッシブ型測距手段（オートフォーカスＩＣ０２
など）を備えると共に、このパッシブ型測距手段の求め
た測距対象物の距離（距離データ９）が少なくとも所定
値を越えた値を示さず、且つ全てのホトセンサの応答時
間が所定値を越える（ことをパッシブ型測距手段から出
力されるセンサ応答最短信号τmin などを用いて検出し
た）ときは、測距対象物が至近距離にあると判定する至
近対象物検出手段（０１Ａ）を備えたものとする。
めに、請求項１の至近対象物検出装置は、１対の互いに
平行な光軸を持つ光学系（結像レンズ１，２など）の結
像面内に、この各光軸に対応するように対をなすホトセ
ンサアレイ（３Ａ’，４Ａ’）を、その各ホトセンサが
ほぼ共通の直線上に配列されるように持ち、この対のホ
トセンサアレイの像データから測距対象物までの距離を
求めるパッシブ型測距手段（オートフォーカスＩＣ０２
など）を備えると共に、このパッシブ型測距手段の求め
た測距対象物の距離（距離データ９）が少なくとも所定
値を越えた値を示さず、且つ全てのホトセンサの応答時
間が所定値を越える（ことをパッシブ型測距手段から出
力されるセンサ応答最短信号τmin などを用いて検出し
た）ときは、測距対象物が至近距離にあると判定する至
近対象物検出手段（０１Ａ）を備えたものとする。
【００１４】また請求項２の至近対象物検出装置は、請
求項１に記載の至近対象物検出装置において、少なくと
も前記パッシブ型測距手段がＩＣ（０２）からなるよう
にする。本発明の作用は次の如くである。パッシブ型測
距装置をトイレ自動水洗における対象物（トイレ使用
者）検出等に用いた場合、至近に対象物が近づくとホト
センサアレイの周辺部まで対象物に覆われて、ホトセン
サアレイが受光する像の輝度が低くなることが分かって
いる。そこでホトセンサアレイを構成する全てのホトセ
ンサの応答時間が対象物無しの場合より充分に長いこと
が判明すれば、至近に対象物が存在すると判定すること
ができる。
求項１に記載の至近対象物検出装置において、少なくと
も前記パッシブ型測距手段がＩＣ（０２）からなるよう
にする。本発明の作用は次の如くである。パッシブ型測
距装置をトイレ自動水洗における対象物（トイレ使用
者）検出等に用いた場合、至近に対象物が近づくとホト
センサアレイの周辺部まで対象物に覆われて、ホトセン
サアレイが受光する像の輝度が低くなることが分かって
いる。そこでホトセンサアレイを構成する全てのホトセ
ンサの応答時間が対象物無しの場合より充分に長いこと
が判明すれば、至近に対象物が存在すると判定すること
ができる。
【００１５】この判定をパッシブ方式の距離測定と併用
することにより、より確実に至近対象物を検出するもの
である。
することにより、より確実に至近対象物を検出するもの
である。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、図１ないし図４を用いて本
発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例
としての至近距離測定装置の要部の構成を示すブロック
図である。同図において、０２はカメラの自動焦点装置
等に使用されるパッシブ型測距装置のＩＣとしてのオー
トフォーカスＩＣ、０１はこのオートフォーカスＩＣ０
２の出力信号から至近距離の対象物の存在を判別するマ
イクロコンピュータ（ＭＰＵとも略記する）である。
発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例
としての至近距離測定装置の要部の構成を示すブロック
図である。同図において、０２はカメラの自動焦点装置
等に使用されるパッシブ型測距装置のＩＣとしてのオー
トフォーカスＩＣ、０１はこのオートフォーカスＩＣ０
２の出力信号から至近距離の対象物の存在を判別するマ
イクロコンピュータ（ＭＰＵとも略記する）である。
【００１７】次にオートフォーカスＩＣ０２内におい
て、３Ａ’と４Ａ’は夫々、図５の光センサアレイ３
Ａ，４Ａ及び増幅器５１，５２の機能を含む左・ホトセ
ンサアレイと右・ホトセンサアレイである。また５０１
〜５０６は図５の信号処理部５の増幅器５１，５２を除
いた部分に相当する機能部で、５０１は左・ホトセンサ
アレイ３Ａ’に対応して設けられた量子化部、５０３は
後述のセンサデータ出力制御回路５０６からのセンサア
ドレス信号をデコードして、量子化部５０１に対し各ホ
トセンサ別のアドレスを与えるセンサアドレス発生部で
あり、この量子化部５０１とセンサアドレス発生部５０
３は図５のＡ／Ｄ変換器５３及び記憶装置５５の一部に
該当する。
て、３Ａ’と４Ａ’は夫々、図５の光センサアレイ３
Ａ，４Ａ及び増幅器５１，５２の機能を含む左・ホトセ
ンサアレイと右・ホトセンサアレイである。また５０１
〜５０６は図５の信号処理部５の増幅器５１，５２を除
いた部分に相当する機能部で、５０１は左・ホトセンサ
アレイ３Ａ’に対応して設けられた量子化部、５０３は
後述のセンサデータ出力制御回路５０６からのセンサア
ドレス信号をデコードして、量子化部５０１に対し各ホ
トセンサ別のアドレスを与えるセンサアドレス発生部で
あり、この量子化部５０１とセンサアドレス発生部５０
３は図５のＡ／Ｄ変換器５３及び記憶装置５５の一部に
該当する。
【００１８】同様に５０２は右・ホトセンサアレイ４
Ａ’に対応して設けられた量子化部、５０４は量子化部
５０２に対し各ホトセンサ別のアドレスを与えるセンサ
アドレス発生部であり、この量子化部５０２とセンサア
ドレス発生部５０４は図５のＡ／Ｄ変換器５４及び記憶
装置５５の一部に該当する。なお、５０５はＭＰＵ０１
からのシリアルのアドレス信号ＡＤ中の感度選択信号に
基づき、ホトセンサアレイ３Ａ’と４Ａ’内の増幅器の
ゲインを切り換えてホトセンサの応答性を変える機能を
持つ回路としての感度選択回路である。
Ａ’に対応して設けられた量子化部、５０４は量子化部
５０２に対し各ホトセンサ別のアドレスを与えるセンサ
アドレス発生部であり、この量子化部５０２とセンサア
ドレス発生部５０４は図５のＡ／Ｄ変換器５４及び記憶
装置５５の一部に該当する。なお、５０５はＭＰＵ０１
からのシリアルのアドレス信号ＡＤ中の感度選択信号に
基づき、ホトセンサアレイ３Ａ’と４Ａ’内の増幅器の
ゲインを切り換えてホトセンサの応答性を変える機能を
持つ回路としての感度選択回路である。
【００１９】また５０６はＭＰＵ０１からのアドレス信
号ＡＤ中の動作モード信号（なお、この動作モードには
ＡＦデータ出力モードとセンサデータ出力モードの２つ
のモードがある）に応じて、アドレス信号ＡＤに含まれ
るセンサアドレス信号を、ＭＰＵ０１からの読出しクロ
ックＲＤ・ＣＬＫに同期し、センサアドレス発生部５０
３，５０４に振り分け、量子化部５０１，５０２からの
量子化データ（センサデータ，像データともいう）３１
Ａ，４１Ａの出力を制御するセンサデータ出力制御回路
である。
号ＡＤ中の動作モード信号（なお、この動作モードには
ＡＦデータ出力モードとセンサデータ出力モードの２つ
のモードがある）に応じて、アドレス信号ＡＤに含まれ
るセンサアドレス信号を、ＭＰＵ０１からの読出しクロ
ックＲＤ・ＣＬＫに同期し、センサアドレス発生部５０
３，５０４に振り分け、量子化部５０１，５０２からの
量子化データ（センサデータ，像データともいう）３１
Ａ，４１Ａの出力を制御するセンサデータ出力制御回路
である。
【００２０】次に図１の６は図５の同符号の回路に相当
する距離検出回路で、６１，６２，６３は夫々この距離
検出回路６を構成する評価関数計算回路，最小値検出回
路，補間計算回路である。なお、６０１は量子化部５０
１，５０２から出力されるホトセンサ別の画素データ
（量子化データ）及び距離検出回路６の演算結果から画
像の低コントラストとか評価関数の最小値が見当たらな
い等の予め定めた異常状態を検出し、異常状態の内容を
示すデフォルトデータ６０１ａを出力するデフォルト検
出回路である。
する距離検出回路で、６１，６２，６３は夫々この距離
検出回路６を構成する評価関数計算回路，最小値検出回
路，補間計算回路である。なお、６０１は量子化部５０
１，５０２から出力されるホトセンサ別の画素データ
（量子化データ）及び距離検出回路６の演算結果から画
像の低コントラストとか評価関数の最小値が見当たらな
い等の予め定めた異常状態を検出し、異常状態の内容を
示すデフォルトデータ６０１ａを出力するデフォルト検
出回路である。
【００２１】また、７０１は２つの動作モード、即ちＡ
Ｆデータ出力モードとセンサデータ出力モードに対応し
て、オートフォーカスＩＣ０２からＭＰＵ０１へ送るデ
ータ信号ＤＡＴＡの内容を切り換えるマルチプレクサで
ある。図２はホトセンサアレイ３Ａ’，４Ａ’を構成す
るホトセンサの基本回路を示し、図３はこの基本回路の
各部の動作のタイミングを示す。図２において、ＰＤは
光電変換素子としてのホトダイオード、ＴＲはリセット
トランジスタ、ＣＰは容量Ｃの電位Ｖと所定の基準電位
Ｖref とを比較するコンパレータである。
Ｆデータ出力モードとセンサデータ出力モードに対応し
て、オートフォーカスＩＣ０２からＭＰＵ０１へ送るデ
ータ信号ＤＡＴＡの内容を切り換えるマルチプレクサで
ある。図２はホトセンサアレイ３Ａ’，４Ａ’を構成す
るホトセンサの基本回路を示し、図３はこの基本回路の
各部の動作のタイミングを示す。図２において、ＰＤは
光電変換素子としてのホトダイオード、ＴＲはリセット
トランジスタ、ＣＰは容量Ｃの電位Ｖと所定の基準電位
Ｖref とを比較するコンパレータである。
【００２２】なお、容量ＣはホトダイオードＰＤの接合
容量，コンパレータＣＰの入力容量等からなる。また、
先に感度選択回路５０５について述べた増幅器は電位
（Ｖ−Ｖ0 ）（但しＶは容量Ｃの電位、Ｖ0 は次に述べ
る電位Ｖの初期化電位）を増幅するもので図示されてい
ない。次に図３を参照しつつ、図２の動作を述べる。ホ
トダイオードＰＤにはこのホトダイオードが受光する光
信号Ｐの強度（つまり被写体の映像のこのホトダイオー
ド部分における画素濃度）に比例した光電流ｉが流れ
る。動作の初期にＭＰＵ０１はホトセンサアレイ３
Ａ’，４Ａ’の全てのホトセンサに一斉にリセット信号
Ｒs を与えてリセットトランジスタＴＲを一時的に導通
し、容量Ｃの電位ＶをＶ0 に初期化する。その後、光電
流ｉは容量Ｃに蓄積（積分）され、電位Ｖが上昇して基
準電位Ｖref に達し、コンパレータＣＰの出力を反転し
たインバータＩＮＶの出力としてのセンサ応答信号τは
“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わる。
容量，コンパレータＣＰの入力容量等からなる。また、
先に感度選択回路５０５について述べた増幅器は電位
（Ｖ−Ｖ0 ）（但しＶは容量Ｃの電位、Ｖ0 は次に述べ
る電位Ｖの初期化電位）を増幅するもので図示されてい
ない。次に図３を参照しつつ、図２の動作を述べる。ホ
トダイオードＰＤにはこのホトダイオードが受光する光
信号Ｐの強度（つまり被写体の映像のこのホトダイオー
ド部分における画素濃度）に比例した光電流ｉが流れ
る。動作の初期にＭＰＵ０１はホトセンサアレイ３
Ａ’，４Ａ’の全てのホトセンサに一斉にリセット信号
Ｒs を与えてリセットトランジスタＴＲを一時的に導通
し、容量Ｃの電位ＶをＶ0 に初期化する。その後、光電
流ｉは容量Ｃに蓄積（積分）され、電位Ｖが上昇して基
準電位Ｖref に達し、コンパレータＣＰの出力を反転し
たインバータＩＮＶの出力としてのセンサ応答信号τは
“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わる。
【００２３】なお、リセット信号Ｒs が解除された時点
から容量Ｃの電位ＶがＶref に達するまでの時間ｔs は
次式（４）で与えられ、これをホトセンサの応答時間と
定義する。
から容量Ｃの電位ＶがＶref に達するまでの時間ｔs は
次式（４）で与えられ、これをホトセンサの応答時間と
定義する。
【００２４】
【数４】 ｔs ＝Ｃ・（Ｖref −Ｖ0 ）／ｉ ・・・（４） 各ホトセンサの容量Ｃの電位ＶがＶref に達する（つま
り各ホトセンサが応答する）タイミングを示す（換言す
れば、ホトセンサの応答有りを示す）前記のセンサ応答
信号τは夫々、次段の対応する量子化部５０１，５０２
へストローブ信号として与えられる。なお、量子化部５
０１，５０２では図４で後述するように、全てのホトセ
ンサのセンサ応答信号τのうちで最も早く発生するもの
（換言すれば全ホトセンサについてのコンパレータＣＰ
の出力の論理和信号に相当するもの）としてのセンサ応
答最短信号τmin を検出するが、このセンサ応答最短信
号τmin は別にＭＰＵ０１に送られる。
り各ホトセンサが応答する）タイミングを示す（換言す
れば、ホトセンサの応答有りを示す）前記のセンサ応答
信号τは夫々、次段の対応する量子化部５０１，５０２
へストローブ信号として与えられる。なお、量子化部５
０１，５０２では図４で後述するように、全てのホトセ
ンサのセンサ応答信号τのうちで最も早く発生するもの
（換言すれば全ホトセンサについてのコンパレータＣＰ
の出力の論理和信号に相当するもの）としてのセンサ応
答最短信号τmin を検出するが、このセンサ応答最短信
号τmin は別にＭＰＵ０１に送られる。
【００２５】図４は量子化部５０１，５０２の要部の構
成を示すブロック図である。同図においてＳ（Ｓ1 〜Ｓ
n ）は夫々量子化部５０１，５０２内のｎ個の各ホトセ
ンサを示すものとし、τ（τ1 〜τn ）はこの各ホトセ
ンサＳ1 〜Ｓn から量子化部に与えられる前記のセンサ
応答信号としてのストローブ信号である。次に量子化部
内において、ＣＧはクロックジェネレータ、ＣＮＴはク
ロックジェネレータＣＧが出力するクロックΦを計数す
るカウンタである。ＬＴ（ＬＴ1〜ＬＴn ）は各ホトセ
ンサＳ1 〜Ｓn に対応して設けられた６〜８ビットのラ
ッチ回路（一種のメモリ）で、夫々自身に与えられる前
記のストローブ信号τのタイミングにおけるカウンタＣ
ＮＴの計数値をラッチする。
成を示すブロック図である。同図においてＳ（Ｓ1 〜Ｓ
n ）は夫々量子化部５０１，５０２内のｎ個の各ホトセ
ンサを示すものとし、τ（τ1 〜τn ）はこの各ホトセ
ンサＳ1 〜Ｓn から量子化部に与えられる前記のセンサ
応答信号としてのストローブ信号である。次に量子化部
内において、ＣＧはクロックジェネレータ、ＣＮＴはク
ロックジェネレータＣＧが出力するクロックΦを計数す
るカウンタである。ＬＴ（ＬＴ1〜ＬＴn ）は各ホトセ
ンサＳ1 〜Ｓn に対応して設けられた６〜８ビットのラ
ッチ回路（一種のメモリ）で、夫々自身に与えられる前
記のストローブ信号τのタイミングにおけるカウンタＣ
ＮＴの計数値をラッチする。
【００２６】クロックジェネレータＣＧでは、前記した
センサ応答最短信号τmin の発生のタイミングから、ホ
トセンサの応答時間ｔs のうちの最短の応答時間（Ｔs
とする）を測定し、先ずＴs ／Ｎ（但しこの例ではＮ＝
１２８）の周期を持つ基本クロックを発生する。そして
さらにこの基本クロックから、図外のＲＯＭを介し例え
ば時間の経過と共に所定の関係に従って間隔が増加して
行くクロックΦを生成する。
センサ応答最短信号τmin の発生のタイミングから、ホ
トセンサの応答時間ｔs のうちの最短の応答時間（Ｔs
とする）を測定し、先ずＴs ／Ｎ（但しこの例ではＮ＝
１２８）の周期を持つ基本クロックを発生する。そして
さらにこの基本クロックから、図外のＲＯＭを介し例え
ば時間の経過と共に所定の関係に従って間隔が増加して
行くクロックΦを生成する。
【００２７】このようにして各ラッチ回路ＬＴ1 〜ＬＴ
n にラッチされたカウンタＣＮＴの計数値は夫々、各当
該のラッチ回路ＬＴに対応するホトセンサＳの応答時間
ｔsと最短応答時間Ｔs との差の時間（ｔs −Ｔs ）を
クロックΦで計数したものであり、このホトセンサごと
の計数値が各ホトセンサＳ1 〜Ｓn の受光する光信号Ｐ
の強度に対応するデジタルデータ（量子化データ）で、
図５の像データ（センサデータ）３１Ａ，４１Ａに相当
する。
n にラッチされたカウンタＣＮＴの計数値は夫々、各当
該のラッチ回路ＬＴに対応するホトセンサＳの応答時間
ｔsと最短応答時間Ｔs との差の時間（ｔs −Ｔs ）を
クロックΦで計数したものであり、このホトセンサごと
の計数値が各ホトセンサＳ1 〜Ｓn の受光する光信号Ｐ
の強度に対応するデジタルデータ（量子化データ）で、
図５の像データ（センサデータ）３１Ａ，４１Ａに相当
する。
【００２８】この各ホトセンサごとの量子化データ３１
Ａ，４１Ａは、ＡＦデータ出力モードにおいては、ＭＰ
Ｕ０１からのその旨を示すアドレス信号ＡＤと読出しク
ロックＲＤ・ＣＬＫに基づき、量子化部５０１，５０２
から読み出されて距離検出回路６及びデフォルト検出回
路６０１に送られる。距離検出回路６では、評価関数計
算回路６１において従来技術で述べたと同様に、左右の
ホトセンサアレイ３Ａ’，４Ａ’の中に夫々設定された
測定ウィンドウ内の対応する座標に位するホトセンサ同
士の画素データ（量子化データ）からの評価関数を、測
定ウィンドウをシフトしつつ求める。
Ａ，４１Ａは、ＡＦデータ出力モードにおいては、ＭＰ
Ｕ０１からのその旨を示すアドレス信号ＡＤと読出しク
ロックＲＤ・ＣＬＫに基づき、量子化部５０１，５０２
から読み出されて距離検出回路６及びデフォルト検出回
路６０１に送られる。距離検出回路６では、評価関数計
算回路６１において従来技術で述べたと同様に、左右の
ホトセンサアレイ３Ａ’，４Ａ’の中に夫々設定された
測定ウィンドウ内の対応する座標に位するホトセンサ同
士の画素データ（量子化データ）からの評価関数を、測
定ウィンドウをシフトしつつ求める。
【００２９】次に、最小値検出回路６２においては評価
関数の最小値を求め、ついで補間計算回路６３において
評価関数が最小となるときの左右の測定ウィンドウのシ
フト量ａl1，ａR1としての距離データ９を補間計算を加
えて求める。このようにして、このＡＦデータ出力モー
ドにおいてはオートフォーカスＩＣ０２からＭＰＵ０１
に対し、マルチプレクサ７０１を介して読出しクロック
ＲＤ・ＣＬＫに同期し、ＡＦデータ、即ち距離検出回路
６から出力される距離データ９及び評価関数と、デフォ
ルト検出回路６０１から出力される前述のデフォルトデ
ータ６０１ａとからなるデータがデータ信号ＤＡＴＡと
して送られる。
関数の最小値を求め、ついで補間計算回路６３において
評価関数が最小となるときの左右の測定ウィンドウのシ
フト量ａl1，ａR1としての距離データ９を補間計算を加
えて求める。このようにして、このＡＦデータ出力モー
ドにおいてはオートフォーカスＩＣ０２からＭＰＵ０１
に対し、マルチプレクサ７０１を介して読出しクロック
ＲＤ・ＣＬＫに同期し、ＡＦデータ、即ち距離検出回路
６から出力される距離データ９及び評価関数と、デフォ
ルト検出回路６０１から出力される前述のデフォルトデ
ータ６０１ａとからなるデータがデータ信号ＤＡＴＡと
して送られる。
【００３０】なお、センサデータ出力モードにおいて
は、その旨を示すアドレス信号ＡＤに基づいて量子化部
５０１と５０２から読み出された左センサデータ３１Ａ
と右センサデータ４１Ａが直接、マルチプレクサ７０１
を介しデータ信号ＤＡＴＡとしてＭＰＵ０１に送られ
る。ＭＰＵ０１内の至近対象物検出手段０１Ａは、オー
トフォーカスＩＣ０２から送信されたＡＦデータ中の距
離データ９が少なくとも所定距離以上に対象物が存在す
ることを示さず、且つセンサ応答最短信号τmin から求
めたホトセンサの最短応答時間Ｔs が所定時間を上回る
時は至近に対象物が存在すると判別する。
は、その旨を示すアドレス信号ＡＤに基づいて量子化部
５０１と５０２から読み出された左センサデータ３１Ａ
と右センサデータ４１Ａが直接、マルチプレクサ７０１
を介しデータ信号ＤＡＴＡとしてＭＰＵ０１に送られ
る。ＭＰＵ０１内の至近対象物検出手段０１Ａは、オー
トフォーカスＩＣ０２から送信されたＡＦデータ中の距
離データ９が少なくとも所定距離以上に対象物が存在す
ることを示さず、且つセンサ応答最短信号τmin から求
めたホトセンサの最短応答時間Ｔs が所定時間を上回る
時は至近に対象物が存在すると判別する。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、１対の互いに平行な光
軸を持つ結像レンズの結像面内に、各光軸に対応して対
をなすホトセンサアレイを持つ、パッシブ型測距装置に
よって測定した測距対象物の距離が少なくとも所定値を
越えた値を示さず、且つ全てのホトセンサの応答時間が
所定値を越えるときは、測距対象物が至近距離にあると
判定するようにしたので、主にカメラ等の測距検出装置
に用いられてきたパッシブ型測距装置としてのオートフ
ォーカスＩＣをトイレ自動水洗のための対象物（トイレ
使用者）検出に利用することができ、オートフォーカス
ＩＣの応用範囲が広がり、且つ無限遠から至近距離まで
の対象物検出が可能となる。
軸を持つ結像レンズの結像面内に、各光軸に対応して対
をなすホトセンサアレイを持つ、パッシブ型測距装置に
よって測定した測距対象物の距離が少なくとも所定値を
越えた値を示さず、且つ全てのホトセンサの応答時間が
所定値を越えるときは、測距対象物が至近距離にあると
判定するようにしたので、主にカメラ等の測距検出装置
に用いられてきたパッシブ型測距装置としてのオートフ
ォーカスＩＣをトイレ自動水洗のための対象物（トイレ
使用者）検出に利用することができ、オートフォーカス
ＩＣの応用範囲が広がり、且つ無限遠から至近距離まで
の対象物検出が可能となる。
【図１】本発明の一実施例として至近対象物検出装置の
要部の構成を示すブロック図
要部の構成を示すブロック図
【図２】図１のホトセンサアレイを構成するホトセンサ
の基本回路図
の基本回路図
【図３】図２の各部の動作を示すタイミングチャート
【図４】図１の量子化部の要部の構成を示すブロック図
【図５】従来のパッシブ型測距装置の構成例を示すブロ
ック図
ック図
【図６】図５の距離算出の原理を示す図
【図７】図５の距離検出回路の動作原理を示す図
０１ ＭＰＵ ０１Ａ 至近対象物検出手段 ０２ オートフォーカスＩＣ １，２ 結像レンズ ３Ａ’ 左ホトセンサアレイ ４Ａ’ 右ホトセンサアレイ ６ 距離検出回路 ９ 距離信号（距離データ） ３１Ａ，４１Ａ 量子化データ（センサデータ，像デ
ータ） ３１Ａ 左センサデータ（左像データ） ４１Ａ 右センサデータ（右像データ） ６１ 評価関数計算回路 ６２ 最小値検出回路 ６３ 補間計算回路 ５０１，５０２ 量子化部 ５０３，５０４ センサアドレス発生部 ５０５ 感度選択回路 ５０６ センサデータ出力制御回路 ６０１ デフォルト検出回路 ６０１ａ デフォルトデータ ７０１ マルチプレクサ Ｒs リセット信号 τ センサ応答信号 τmin センサ応答最短信号 ＡＤ アドレス信号 ＤＡＴＡ データ信号 ＲＤ・ＣＬＫ 読出しクロック ｔs センサ応答時間
ータ） ３１Ａ 左センサデータ（左像データ） ４１Ａ 右センサデータ（右像データ） ６１ 評価関数計算回路 ６２ 最小値検出回路 ６３ 補間計算回路 ５０１，５０２ 量子化部 ５０３，５０４ センサアドレス発生部 ５０５ 感度選択回路 ５０６ センサデータ出力制御回路 ６０１ デフォルト検出回路 ６０１ａ デフォルトデータ ７０１ マルチプレクサ Ｒs リセット信号 τ センサ応答信号 τmin センサ応答最短信号 ＡＤ アドレス信号 ＤＡＴＡ データ信号 ＲＤ・ＣＬＫ 読出しクロック ｔs センサ応答時間
Claims (2)
- 【請求項１】１対の互いに平行な光軸を持つ光学系の結
像面内に、この各光軸に対応するように対をなすホトセ
ンサアレイを、その各ホトセンサがほぼ共通の直線上に
配列されるように持ち、この対のホトセンサアレイの像
データから測距対象物までの距離を求めるパッシブ型測
距手段を備えると共に、 このパッシブ型測距手段の求めた測距対象物の距離が少
なくとも所定値を越えた値を示さず、且つ全てのホトセ
ンサの応答時間が所定値を越えるときは、測距対象物が
至近距離にあると判定する至近対象物検出手段を備えた
ことを特徴とする至近対象物検出装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の至近対象物検出装置にお
いて、少なくとも前記パッシブ型測距手段がＩＣからな
ることを特徴とする至近対象物検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26645697A JPH11108659A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 至近対象物検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26645697A JPH11108659A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 至近対象物検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108659A true JPH11108659A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17431192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26645697A Withdrawn JPH11108659A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 至近対象物検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11108659A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100338440B1 (ko) * | 1999-12-15 | 2002-05-27 | 이중구 | 패시브 에이에프 모듈을 이용한 측광 방법 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26645697A patent/JPH11108659A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100338440B1 (ko) * | 1999-12-15 | 2002-05-27 | 이중구 | 패시브 에이에프 모듈을 이용한 측광 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20031225 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040202 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040330 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20040531 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |