JPH11211467A - 測距装置及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

測距装置及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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JPH11211467A
JPH11211467A JP10016488A JP1648898A JPH11211467A JP H11211467 A JPH11211467 A JP H11211467A JP 10016488 A JP10016488 A JP 10016488A JP 1648898 A JP1648898 A JP 1648898A JP H11211467 A JPH11211467 A JP H11211467A
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JP
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sensor array
sensor
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distance
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JP10016488A
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Takeshi Egawa
全 江川
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサアレイにおける各センサの両側に電荷
の蓄積部を設ける構成とする場合に、各側の蓄積部から
波形にぎざぎざのない像信号を得る。 【解決手段】 第1、第2のセンサアレイ11、12を
各センサS1〜S4をずらせて設け、各センサアレイの
片側に全てのセンサに対して蓄積部13、14を設け、
第3、第4のセンサアレイ15、16も同様にずらせて
設け、それぞれ蓄積部17、18を設ける。 【効果】 各センサアレイ11、12、15、16から
各蓄積部13、14、17、18を介して得られるa、
b、c、dの像信号は滑らかな波形となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラのAF装置
等で用いられ、測定対象との距離を測定する測距装置お
よびこの測距装置で用いられるコンピュータ読み取り可
能な記憶媒体に関し、特にリング状電荷転送部を用いた
測距装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、リング状に構成されたCCD
を用いて、被写体(測定対象)からの光を光電変換した
蓄積電荷を巡回させて積分し、積分された電圧値に基づ
いて被写体までの距離を測定する測距装置が、例えば特
開平5−22843号公報で提案されている。また、こ
れを改良した図4に簡略的に示すような測距装置が、特
開平8−233571号公報で提案されている。
【0003】図4において、投光部1は所定周期でオン
オフされて点滅する。投光部1からの光tは投光レンズ
2を介して不図示の被写体に照射される。被写体から
は、投光部1がオンの期間(点灯時)に投光された光の
反射光と外光による反射光とを加算した反射光と、投光
部1がオフの期間(消灯時)に外光のみによる反射光と
が交互に得られる。これらの反射光rは受光レンズ3を
介してセンサ装置4の光電変換素子から成るセンサS1
〜S4で構成されたセンサアレイ5に結像される。
【0004】投光部1の点灯時にセンサS1〜S4で変
換された電荷は、電子シャッタICGを介して抜き取り
部ST01〜ST04で抜き取られた後、各積分部S1
〜S4に対応して設けられた各蓄積部ST1に転送され
る。また、投光部1の消灯時にセンサS1〜S4で変換
された電荷は、同様にして電子シャッタICG、積分部
ST01〜ST04を介して各蓄積分ST2に転送され
る。
【0005】尚、初期化部CCLRは、上記積分を行う
前に初期化を行い、初期化中は、抜き取り部ST01〜
ST04は動作せず、蓄積部ST1、ST2に電荷が移
動しないように成されている。また、電子シャッタIC
Gは、信号が大きすぎる時に、信号の電荷量を制御する
ものである。これと共に、後述するリング転送部7の各
転送段C1〜C8に上記初期化中に発生する電荷を捨て
る機能も有している。
【0006】各蓄積部ST1、ST2に点灯時と消灯時
の電荷が揃った時点で、シフトゲートSHを介して電荷
転送部6の転送段A1〜A8に転送され、さらに投光部
1のオンオフの周期に同期してB1〜B4の転送段を通
じて、リング転送部7のC1〜C8の転送段に転送され
る。ここで、上記投光と転送動作とは同期して行われる
ので、投光のオンとオフ毎に得られる電荷はセンサS1
〜S4の各々についてそれぞれC1〜C8で加算されて
積分されることになる。
【0007】SK1〜SK3から成る電荷排斥部8は上
記点灯時と消灯時のペアの電荷量が大きい場合に不要と
なる一定の電荷量をスキム部SCLRにより排斥するこ
とにより、リング転送部7のC1〜C8の飽和を防ぐ機
能を有している。このとき、各センサS1〜S4にそれ
ぞれ対応してST1とST2のペア毎に電荷が蓄積され
るので、ST1とST2との差を求めることにより、投
光による信号成分のみを得ることができる。
【0008】上記構成によれば、投光部1の点滅を繰り
返し行うことにより、リング転送部7からアンプFGを
通じて得られる出力信号Sは、外光やノイズの影響の除
去された信号成分のみとなる。従って、同じ構成のセン
サ装置4を二つ用い、これを所定の間隔で配置すること
により、各出力信号Sに基づいて3角測量の原理を用い
て相関演算を行うことにより、被写体までの距離を精度
よく求めることができる。このような構成の測距装置
は、例えば特開平9−105623号公報に開示されて
いる。
【0009】また、図4でセンサアレイ5の片側(図の
上側)に蓄積部ST1、ST2を設けているが、センサ
装置4を二つ用いる場合に図5に示すように、蓄積部を
センサアレイ5の両側(上側と下側)に設けた構成も提
案されている。図5は二つのセンサ装置のセンサアレイ
部分を示すもので、二つの受光レンズ3A、3Bに対し
て二つのセンサアレイ5A、5Bが設けられている。セ
ンサアレイ5Aを構成するセンサS1〜S8の一つ置き
に上と下に蓄積部21Aと22Aが設けられ、センサア
レイ5Bを構成するセンサS1〜S8の一つ置きに上と
下に蓄積部21Bと22Bが設けられている。尚、図で
は、電子シャッタ、抜き取り部等は省略されている。
【0010】上記構成において、センサアレイ5Aの蓄
積部21Aから得られる被写体の電子的な受光像として
の像はeに示すものとなり、蓄積部22Aから得られる
像はfで示されるものとなる。また、センサアレイ5B
の蓄積部21Bから得られる像はhに示すものとなり、
蓄積部22Bから得られる像はiに示すものとなる。そ
して、センサアレイ5A側の出力としてeとfの像を合
成したgの像が得られ、センサアレイ5B側の出力とし
てhとiの像を合成したjの像が得られる。
【0011】これらのgとjの像を用いて相関演算を行
うことにより、被写体までの距離を求めることができ
る。また、このように構成することにより、センサアレ
イ5A、5BにおけるセンサS1〜S8の配列ピッチを
細かくして精度を上げることができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5の
g、jで示す各像は、電荷の転送効率やアンプゲインの
ばらつき等により、点線で示すように滑らかな波形とな
らずに実線で示すようにぎざぎざのある波形となってし
まうことがある。このような波形を用いて相関演算を行
うと、上記ぎざぎざの部分の影響により正しい測距値が
得られず、場合によっては測距不能になることがあっ
た。また、蓄積部をセンサS1〜S8の一つ置きに上下
に配列する構成にすると、上だけ下だけではe、f、
h、iのように像が間引かれて不連続となり、どうして
も並び替えて合成する処理を行わなければならないの
で、上記のぎざぎざが生じやすい。
【0013】例えば特開平9−243355号公報に
は、微小な信号を投光のオンオフに同期して積分した時
に正確に積分されない旨の記載があるが、特にこのよう
な場合、センサアレイを作る時に、上と下とでICのマ
スクが上下方向にずれるとその影響が上と下とで逆方向
に出てくるので、上記ぎざぎざが大きくなることがあ
る。
【0014】本発明は上記の問題を解決し、上記ぎざぎ
ざの発生をなくすことを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明による測距装置に
おいては、複数の光電変換素子を配列して成る第1のサ
ンサアレイと、複数の光電変換素子を配列して成り、上
記第1のセンサアレンイと上記配列方向に平行に配され
た第2のセンサアレイと、複数の光電変換素子を配列し
て成り、上記第1のセンサアレイに対して上記配列方向
に所定距離を隔てて配される第3のセンサアレイと、複
数の光電変換素子を配列して成り、上記第3のセンサア
レイと上記配列方向に平行に配された第4のセンサアレ
イとを設けている。
【0016】本発明による記憶媒体においては、第1、
第2のセンサアレイが測距対象像を受光して得られる第
1、第2の像信号を複数回ビットシフトさせる手順と、
ビットシフト毎に上記第1、第2の像信号の第1の相関
値を求める手順と、上記第3、第4のセンサアレイが上
記測距対象像を受光して得られる第3、第4の像信号の
第2の相関値を求める手段と、上記第1の相関値と第2
の相関係とを加算して第3の相関値を求める第3の演算
手段と、上記第3の相関値のうち列とも相関の高い値が
得られたときのビットシフト量に基づいて、上記測距対
象までの距離を求める手順とを実行するためのプログラ
ムを記憶している。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図1において、第1の受光レンズ3A
に対してそれぞれセンサS1〜S4から成る第1のセン
サアレイ11と第2のセンサアレイ12とが、互いに平
行に隣接し、かつ各センサS1〜S4のピッチの1/2
だけずらされ千鳥配列されて設けられている。各センサ
アレイ11、12の各センサS1〜S4には、第1の蓄
積部14、第2の蓄積部15が設けられている。
【0018】同様に第2の受光レンズ3Bに対してそれ
ぞれセンサS1〜S4から成る第3のセンサアレイ15
と第4のセンサアレイ16とが、互いに平行に隣接し、
かつ各センサS1〜S4のピッチの1/2だけずらされ
千鳥配列されて設けられている。各センサアレイ11、
12の各センサS1〜S4には、第3の蓄積部17、第
4の蓄積部18が設けられている。尚、これらの第1〜
第4のセンサアレイ11、12、15、16は、その受
光面を受光レンズ3A、3Bに向けられて配されている
ものとする。
【0019】次に動作について説明する。第1のセンサ
アレイ11の電荷は第1の蓄積部13に蓄積され、第2
のセンサアレイ12の電荷は第2の蓄積部14に蓄積さ
れる。第1の蓄積部13から得られる像はaで示される
ものとなり、第2の蓄積部14から得られる像はbで示
されるものとなる。これらのa、bの像はセンサS1〜
S4の全ての電荷から形成されるので連続しており、ま
た、上と下とで転送効率やアンプゲインのばらつきがあ
っても、ぎざぎざが生じることはない。
【0020】第3、第4のセンサアレイ15、16につ
いても同様に、第3、第4の蓄積部17、18からそれ
ぞれぎざぎざのない連続したc、dで示す像が得られ
る。
【0021】図2は上記各像a、b、c、dの像信号に
基づいて距離を求める画像処理装置の構成を示すもの
で、上記各像信号はA/D変換器20でディジタルの像
データに変換された後、マイコン21に送られて処理さ
れることにより、距離Lが求められる。マイコン21
は、本発明によるROM等の記憶媒体22に格納された
図3に示すフローチャートによるプログラムに沿って処
理を実行する。尚、記憶媒体22としては、半導体メモ
リ、光ディスク、光磁気ディクス、磁気媒体等を用いて
よい。
【0022】次に図2、図3を用いて動作を説明する。
ステップS1で各蓄積部13、14、17、18への電
荷の蓄積を開始する。ステップS2で電荷が所定量蓄積
されたか否かを調べ、所定量蓄積されたらステップS3
で蓄積を終了する。次にステップS4で、各蓄積部から
得られたa、b、c、dの各像信号をA/D変換器20
で像データに変換してマイコン21に取り込む。そして
ステップS5で、ビットシフト量xの初期値をゼロとし
た後、ステップS6でa、bの像データをxビット(セ
ンサS1〜S4のx個分)シフトする。
【0023】次にステップS7で上記ビットシフトした
a、bの像データに基づいて相関演算を行うことによ
り、第1の相関値を得る。また、ステップS8では、
b、cの像データから第2の相関値を求める。そしてス
テップS9で、上記第1の相関値と第2の相関値との和
を求め、これを第3の相関値f(n)とする。
【0024】次にステップS10でxに1を加算した
後、ステップS1でx>nとなったか否かを調べ、x>
nとなるまで、ステップS6〜S10の処理を繰り返し
行う。ここで、nは測距したい距離範囲から決まるビッ
トシフト量である。x>nとなったらステップS12
で、上記第3の相関値f(n)の中で最も相関が高いと
きのxの値を求める。そしてステップS13で上記求め
られたxの値に基づいて距離Lを演算して求める。
【0025】ステップS9で第1の相関値と第2の相関
値とを加算するのは、同一の距離、すなわち同一のビッ
トシフト量で最も相関が取れることになるので、各々独
立で最も相関が取れるところを探すよりも加算した方が
変化が大きくとれ探しやすくなるからである。このよう
にするとこにより単独で最も相関する場合に対して2倍
のS/Nが得られることが期待できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1、第2のセンサアレイを平行に設けると共に、これ
と間隔を置いて第3、第4のセンサアレイを設けること
により、それぞれのセンサアレイの各片側から連続した
波形を有する像信号を得ることができるので、前述した
ぎざぎざの発生をなくして、精度の高い測距を行うこと
ができる。
【0027】また、第1〜第4のセンサアレイにおける
各光電変換素子に対してそれぞれ電荷の蓄積手段を設け
ることにより、ノイズ等の影響のないより高精度の測距
を行うことができる。さらに第1、第2のセンサアレイ
及び第3、第4のセンサアレイの各互いの光電変換素子
をずらせて千鳥配列したことにより、図4の従来の測距
装置と実質的に同じ構成にしながら、かつぎざぎざのな
い波形の像信号を得ることができる。
【0028】また、第1、第2のセンサアレイから得ら
れる第1、第2の像信号をビットシフトしながら第1の
相関値を求めると共に、第3、第4のセンサアレイから
得られる第3、第4の像信号から第2の相関値を求め、
第1、第2の相関値を加算して得られる第3の相関値の
うち最も相関の高いときのビットシフト量から測定対象
までの距離を求めることにより、S/Nが向上し、精度
の高い距離を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す構成図である。
【図2】像信号の画像処理装置を示すブロック図であ
る。
【図3】動作を示すフローチャートである。
【図4】従来の測距装置の構成図である。
【図5】従来の他の測距装置の要部を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
3A 第1の受光レンズ 3B 第2の受光レンズ 11 第1のセンサアレイ 12 第2のセンサアレイ 15 第3のセンサアレイ 16 第4のセンサアレイ 13 第1の蓄積部 14 第2の蓄積部 17 第3の蓄積部 18 第4の蓄積部 21 マイコン 22 記憶媒体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の光電変換素子を配列して成る第1
    のサンサアレイと、 複数の光電変換素子を配列して成り、上記第1のセンサ
    アレンイと上記配列方向に平行に配された第2のセンサ
    アレイと、 複数の光電変換素子を配列して成り、上記第1のセンサ
    アレイに対して上記配列方向に所定距離を隔てて配され
    る第3のセンサアレイと、 複数の光電変換素子を配列して成り、上記第3のセンサ
    アレイと上記配列方向に平行に配された第4のセンサア
    レイとを設けたことを特徴とする測距装置。
  2. 【請求項2】 上記第1〜第4のセンサアレイにおける
    各光電変換素子に対応してそれぞれ電荷を蓄積する蓄積
    手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の測距装
    置。
  3. 【請求項3】 上記第1、第2のセンサアレイにおける
    各複数の光電変換素子は互いに配列方向にずれて配列さ
    れ、上記第3、第4のセンサアレイにおける各複数の光
    電変換素子は互いに配列方向にずれて配列されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の測距装置。
  4. 【請求項4】 上記第1、第2のセンサアレイが測距対
    象像を受光して得られる第1、第2の像信号を複数回ビ
    ットシフトさせるシフト手段と、 上記ビットシフト毎に上記第1、第2の像信号の第1の
    相関値を求める第1の演算手段と、 上記第3、第4のセンサアレイが上記測距対象像を受光
    して得られる第3、第4の像信号の第2の相関値を求め
    る第2の演算手段と、 上記第1の相関値と第2の相関係とを加算して第3の相
    関値を求める第3の演算手段と、 上記第3の相関値のうち最も相関の高い値が得られたと
    きのビットシフト量に基づいて上記測距対象までの距離
    を求める第4の演算手段とを設けたことを特徴とする請
    求項1記載の測距装置。
  5. 【請求項5】 第1、第2のセンサアレイが測距対象像
    を受光して得られる第1、第2の像信号を複数回ビット
    シフトさせる手順と、 ビットシフト毎に上記第1、第2の像信号の第1の相関
    値を求める手順と、 上記第3、第4のセンサアレイが上記測距対象像を受光
    して得られる第3、第4の像信号の第2の相関値を求め
    る手段と、 上記第1の相関値と第2の相関係とを加算して第3の相
    関値を求める第3の演算手段と、 上記第3の相関値のうち最も相関の高い値が得られたと
    きのビットシフト量に基づいて、上記測距対象までの距
    離を求める手順とを実行するためのプログラムを記憶し
    たコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005098501A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-20 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image pickup device for auto-focus and auto-focus camera using the same
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