JPH11325886A - 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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JPH11325886A
JPH11325886A JP10125737A JP12573798A JPH11325886A JP H11325886 A JPH11325886 A JP H11325886A JP 10125737 A JP10125737 A JP 10125737A JP 12573798 A JP12573798 A JP 12573798A JP H11325886 A JPH11325886 A JP H11325886A
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JP10125737A
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Satoshi Suzuki
聡史 鈴木
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Canon Inc
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/30Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
    • G02B7/32Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • G01C3/06Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08Use of electric radiation detectors

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スキム測距装置において、電子シャッタ機能
により電荷蓄積時間を短くした場合に、消費電力を抑え
る。 【解決手段】 図1(a)において、ICGパルス、S
Tパルスにより積分時間をT1 に設定し、発光ダイオー
ドIREDのオンとオフの期間を等しく設定する。オン
時に測定対象からの反射光を光電変換して電荷を蓄積す
る。オフ時にICGパルスaにより電荷を抜き取り、T
1 後にSTパルスbにより蓄電電荷を次段の蓄積部に転
送する。出力電圧がスキム判定電圧より大きい時は、
(b)のように積分時間T1 を1/2に設定すると共
に、IREDのオン期間を短くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、測距対象との距離
を測定する測距装置及びこれに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、例えば、カメラのAF
機構に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、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6に示すものがよく知られている。
即ち、発光ダイオード(IRED)81から投光レンズ
82を介して測距対象83にスポット投光し、その反射
光を受光レンズ84を介して位置検出素子(PSD)8
5により受光する。PSD85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、PSD85の受光位置
を検出することができ、測距対象83までの距離をその
受光位置から知ることができる。
【0003】しかし、この図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不図示の信号処理回路のア
ンプ及びPSD85の抵抗から発生するノイズが毎回の
同期積分に乗るため、信号成分を大きくするには、投光
レンズ82、受光レンズ84等からなる測距ブロックを
大きくしたり、IRED81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。また、測距
距離範囲を広くするためにはPSD85を長くする必要
があるが、PSD85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。
【0004】そこで、測定したい測定対象にスポットパ
ルス光を投光し、その反射光を受光して三角測距する測
距装置として、少なくとも一部がリング状に形成された
CCDで蓄積電荷を巡回させて積分し、また、スポット
光以外の外光成分の電荷を一定量排斥するスキム動作を
備えた測距装置が、例えば、特公平5−22843号公
報で提案されている。さらにこの装置を用い、出力電位
が飽和しないように、各センサ画素からの信号電荷量を
制御する電子シャッタ機能(ICG)を備えた測距装置
が特開平9−42955号公報により提案されている。
【0005】上記特開平9−42955号公報において
提案されている測距装置を、図7、図8を用いて説明す
る。図7のセンサアレイ41は、図8に示すようにN個
のセンサブロックS1 、S 2 、S3 、・・・、SN から
なり、各センサブロックS1 、S2 、S3 、・・・、S
N で光電変換された信号電荷は積分部42で積分され
る。ICG信号によって駆動されるクリア部43はいわ
ゆる電子シャッタであり、ゲート回路に構成され、積分
部42から一定量の電荷を抜き取って積分部42のオー
バフローを防止する機能と、積分部42の電荷をすべて
抜き取って積分部42を初期化する機能とを有する。
【0006】信号STで駆動される蓄積部44はセンサ
アレイ41に並行して配列されており、電荷を一時的に
蓄積保持する役割を持つ。信号SHで駆動されるシフト
部45は蓄積部44に蓄積された電荷を電荷転送部であ
る2N段のリニアCCD46に転送する役割を持つ。ま
た、リニアCCD46は、電荷転送部である2N段のリ
ングCCD47に結合している。これらのリニアCCD
46及びリングCCD47は、各段が、2相クロックで
駆動される2相CCDで構成されている。なお、各段
は、3相CCD、4相CCD等で構成されてもよい。
【0007】リングCCD47に設けられたスキム部4
8は、リングCCD47の対応するCCDから一定の電
荷量を抜き取る動作を行う。電圧バッファ回路49は、
リングCCD47上の対応するCCDに蓄積された電荷
量に応じた電圧を発生する。スキム判定部50は、電圧
バッファ回路49の出力電圧をスキム判定電圧と比較
し、判定信号を出力する。
【0008】コントロール回路51は、シフトタイミン
グ信号(ST、SH)やリニアCCD46およびリング
CCD47の転送クロック信号を発生して出力するとと
もに、スキム判定部50からスキム判定信号が入力さ
れ、それに応じてスキム部48の制御信号を出力した
り、ICGパルスを発生するリセット発生回路52の制
御信号を出力する。
【0009】以上の構成により、この測距装置は、リン
グCCD47での本格的な信号蓄積動作に先立って、リ
ングCCD47の蓄積電荷量に対応する電圧バッファ回
路49からの電圧出力でスキム判定を行い、その電位レ
ベルが以下に述べるようなスキム動作が必要なレベルの
ときに、コントロール回路51がICGゲートとしての
クリア部43のリセットタイミングを変更して、積分部
42の積分時間をオーバフローしないような時間に制御
するように構成されている。
【0010】図9に、図7の装置のスキム判定電位とス
キム量の関係及びICG制御の影響について示す。図9
において、基準電位はリングCCDのリセット時(即
ち、リングCCDに電荷が蓄積されていない時)の電位
レベルを示す。CCDは電荷が蓄積されると電位が低下
するので、スキム判定電位は基準電位よりも低いレベル
に設定されている。図7のスキム部48でスキムされる
スキム量は、スキム部48自体がそのポテンシャルのば
らつきのために一定の誤差を有しており、また、スキム
判定電位も誤差を有していることから、スキム動作時に
リングCCD47の信号が消滅するのを避けるべく、ス
キム判定電位よりも若干小さいレベルに設定されてい
る。
【0011】図7の装置では、リングCCD47のリセ
ット後の2回の蓄積動作後のリングCCD47の出力電
圧のスキム判定結果から、積分部42のICG制御を行
うようにしている。なお、図7の装置では、リングCC
D47のリセット後の2回の蓄積動作後の出力電圧を用
いたが、スキム量やスキム判定電位の大小関係により、
3回以上の蓄積動作後の出力電圧を用いてもよい。
【0012】図9(a)に比較的輝度が高い場合を示
す。この場合、リングCCD47での1回の蓄積動作に
よる電圧降下量Va1が1回のスキム量よりも大きい。こ
の従来例では、リングCCD47のリセット後の最初の
1回の蓄積動作を行った際にはスキム判断を行わず、引
き続いて2回目の蓄積動作を行わせる。すると、電圧バ
ッファ回路49の出力電位は、スキム判定電位よりも低
くなっている。そこで、スキム部48によりスキムを行
ってリングCCD47の電位レベルをV1 にするととも
に、このスキム判定結果からICGパルスのリセットタ
イミングの変更が行われる。ここでは、リセットタイミ
ングの変更で積分部42の積分時間が1/2になるよう
にしたので、次回からのリングCCD47での蓄積電荷
量はVQ1/ 2 になる。
【0013】このように、図7の装置は、リングCCD
47のリセット後の2回の電荷蓄積を行った際のリング
CCD47の電位がスキム判定電位以下であった場合
に、積分部42での積分時間が1/2となるようにリセ
ットパルスのタイミングを制御したものであり、これに
よって、その後の1回での電荷蓄積量がVQ1/ 2 に減少
し、またその後もスキム動作が行われるために、電圧バ
ッファ回路49の出力電圧は決して飽和しないレベルを
保持することができることになる。
【0014】図9(b)に、輝度が中程度の場合を示
す。この場合、リングCCD47での1回の蓄積動作に
よる電圧降下量VQ2が1回のスキム量よりも若干小さ
い。そして、2回目の蓄積動作により、電圧バッファ回
路49の出力電圧がスキム判定電位よりも低くなる。そ
こで、スキム部48によりスキムを行ってリングCCD
47の電位レベルをV2 にするとともに、このスキム判
定結果から積分部42の積分時間が1/2になるように
ICGパルスのリセットタイミングの変更が行われる。
従って、次回からのリングCCD47での電荷蓄積量は
Q2/2になる。
【0015】この場合にも、リングCCD47のリセッ
ト後の2回の電荷蓄積を行った際のリングCCD47の
電位とスキム判定電位とを比較し、積分部42での積分
時間が1/2になるようにリセットパルスのタイミング
を制御したので、その後の1回での電荷蓄積量がVQ2/2
に減少し、またその後もスキム動作が行われるために、
電圧バッファ回路49の出力電圧は決して飽和しないレ
ベルを保持することができることになる。
【0016】図9(c)に、比較的輝度が低い場合を示
す。この場合、リングCCD47での1回の蓄積動作に
よる電圧降下量VQ2が1回のスキム量よりもかなり小さ
い。そして、2回目の蓄積動作によっても、電圧バッフ
ァ回路49の出力電圧がスキム判定電位よりも高いまま
であり、3回目の蓄積動作によって電圧バッファ回路4
9の出力電圧がスキム判定電位よりも低くなる。そこ
で、3回目の蓄積動作後にスキム部48でスキムを行っ
てリングCCD47の電位レベルをV3 にする。このと
き、ICGパルスのリセットタイミングは変更されな
い。従って、次回からのリングCCD47での電荷蓄積
量はVQ3のままである。
【0017】この場合、リングCCD47のリセット後
の2回の電荷蓄積を行った際のリングCCD47の電位
とスキム判定電位とを比較し、積分部42での積分時間
が変わらないようにリセットパルスのタイミングを制御
したので、その後の1回での電荷蓄積量はVQ3のままで
変わらない。しかし、比較的輝度が低く1回の蓄積動作
による電荷蓄積量VQ3が1回のスキム量よりもかなり小
さく、また、その後もスキム動作が行われるために、電
圧バッファ回路49の出力電圧は決して飽和しないレベ
ルを保持することができることになる。
【0018】次に、図10を参照して、図7の測距装置
の動作タイミングを説明する。図10(a)は、積分部
42での積分時間が最大の場合のタイミングチャートで
ある。信号IRCLKは、赤外発光ダイオード(IRE
D)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。ICGパルスは、クリア部43(以下、ICG
ゲート43)のリセットタイミングを制御する信号であ
り、ハイレベルとなることで積分部42から電荷を抜き
取る。STパルスは、蓄積部44へのシフトパルスであ
り、ハイレベルとなることで電荷を積分部42から蓄積
部44へシフトする。SHパルスは、リニアCCD46
へのシフトパルスであり、ハイレベルとなることで電荷
を蓄積部44からシフト部45を通り、リニアCCD4
6にシフトする。
【0019】まず、信号IRCLKがオフになってから
間もなくICGパルスaによって上記ICGゲート43
がリセットされる。この後、期間T1 後に信号IRCL
Kがオフになる直前のSTパルスeによって、IRED
がオンの期間に対応した信号電荷(外光+信号成分)が
積分部42から蓄積部44へシフトされ、さらに信号I
RCLKがオフになった直後のSHパルスfによって蓄
積部44からリニアCCD46にシフトされる。
【0020】図10(b)は、積分部42での積分時間
を図10(a)の半分とした場合のタイミングチャート
である。この場合、ICGリセットパルス以外のSTパ
ルスおよびSHパルスのタイミングは図10(a)と同
じであり、ICGリセットパルスは、信号IRCLKの
オンおよびオフの期間のそれぞれのほぼ中間時刻にハイ
レベルとなることによって、積分部42での積分時間が
図10(a)の1/2になるようにしている。
【0021】まず、信号IRCLKのオフ期間の1/2
が経過してから間もなくICGパルスaによってICG
ゲート43がリセットされる。この後、期間T1/2 後に
信号IRCLKがオンになる直前のSTパルスbによっ
て、IREDがオフの期間に対応した信号電荷(外光成
分)が積分部42から蓄積部44へシフトされ、さらに
信号IRCLKがオフになる直前のSHパルスcによっ
て蓄積部44からリニアCCD46にシフトされる。
【0022】次に、信号IRCLKのオン期間の1/2
が経過してから間もなくICGパルスdによってICG
ゲート43がリセットされる。この後、期間T1/2 後に
信号IRCLKがオフになる直前のSTパルスeによっ
て、IREDがオンの期間に対応した信号電荷(外光+
信号成分)が積分部42から蓄積部44へシフトされ、
さらに信号IRCLKがオフになる直前のSHパルスf
によって蓄積部44からリニアCCD46にシフトされ
る。このように、本例では、ICGパルスのタイミング
を制御することで、積分部42での積分時間を制御し、
1回の電荷蓄積によるリングCCD47の電位変化量を
調節している。
【0023】次に、図7の測距装置の動作を図11のフ
ローチャートに基づいて説明する。まず、コントロール
回路51にスタート信号STARTが印加されると(ス
テップS1101)、コントロール回路51はICGゲ
ート部43へのリセットパルス発生回路52を制御し、
図10(a)のタイミングでICGパルス、STパルス
およびSHパルスを発生させて積分部42の積分時間を
1 に設定する(ステップS1102)。
【0024】次に、リングCCD47でリセット後の1
回目のリング転送を行わせ(ステップS1103)、引
き続いて2回目のリング転送を行わせる(ステップS1
104)。そして、2回目のリング転送が終了した時点
での電圧バッファ回路49の出力電圧がスキム判定電圧
よりも大きいか否か(出力電位がスキム判定電位よりも
低いか否か)を判断し(ステップS1105)、出力電
圧がスキム判定電圧よりも大きいときにはコントロール
回路51はリセットパルス発生回路52を制御し、図1
0(b)のタイミングでICGパルス、STパルスおよ
びSHパルスを発生させて積分部42の積分時間をT
1/2 に設定して(ステップS1106)、リングCCD
47での蓄積動作を継続する(ステップS1107)。
【0025】また、出力電圧がスキム判定電圧よりも小
さいときにはICGパルス、STパルスおよびSHパル
スのタイミング変更を行わず、リングCCD47での蓄
積動作を継続する(ステップS1107)。
【0026】以上説明したように、図7の測距装置で
は、2回の電荷蓄積を行った際のリングCCD47の電
位に基づいて積分部42での積分時間が1/2になるよ
うにICGリセットパルスのタイミングを制御するよう
にしたことにより、比較的輝度が高く1回の電荷蓄積に
よるリングCCD47の電位変化量がスキム量よりも大
きい場合であっても、2回の電荷蓄積によってリングC
CD47の電位が確実にスキム判定電位以下となるの
で、このような場合でも次回からの電荷蓄積によるリン
グCCD47の電位変化量が1/2に減少することによ
って、電荷蓄積を継続しても出力電位が飽和レベルに達
することがほとんどなくなる。また、図6の装置に比べ
て小型に構成でき、高い精度で測距を行うことができ
る。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平9−42955号公報により提案されている図7の
測距装置には、以下のような問題があった。ICG制御
により蓄積時間を短くしたにもかかわらず、IREDの
点滅は、オンの期間とオフの期間とを同じ時間にしてい
るため、電荷を蓄積している期間以外にもIREDを点
灯させている期間が生じ、無駄に電力を消費してしまう
ことになる。
【0028】また、蓄積時間を短くすることは、高輝度
時の外光成分に相当する信号電荷量を小さくすると同時
に、リングCCDでの1回の蓄積動作中に蓄積できるI
RED光の測距対象による反射光成分に相当する信号電
荷量をも小さくしてしまい、それにより測距演算に必要
なだけ信号電荷を蓄積するのに余計に時間がかかってし
まう。即ち測距時間が増加してしまう。
【0029】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ICG制御により蓄積時間を減少させた時の無
駄な消費電力を抑えること及び、ICG制御により蓄積
時間を減少させても、測距演算に用いる測距対象からの
反射光に相当する信号電荷の蓄積量の減少を抑えること
を目的とする。
【0030】
【課題を解決するための手段】本発明による測距装置
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、上
記測定対象にパルス光を投光するための投光手段と、上
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
センサが配列されたセンサアレイと、上記センサアレイ
における各センサからの出力電荷を積分する積分手段
と、上記積分手段から電荷を抜き取るためのゲート手段
と、上記ゲート手段にリセットパルスを供給するリセッ
トパルス発生手段と、少なくとも一部がリング状に結合
されて電荷を順次に巡回させて蓄積するリング部を有し
上記積分手段で積分された電荷を転送する電荷転送手段
と、上記リング部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と、上記リング部の電位が所定
の判定電位以下となったとき上記スキム手段を動作させ
るとともに、複数回の電荷蓄積を行った際の上記リング
部の電位が上記判定電位以下であったとき上記積分手段
での電荷蓄積時間が短くなるように上記リセットパルス
発生手段で発生するリセットパルスのタイミングを制御
する制御手段とを備えた測距装置において、 上記制御
手段によって制御された上記電荷蓄積時間に応じて上記
投光手段の点灯時間を変更する変更手段を設けている。
【0031】また、本発明による記憶媒体においては、
測定対象にパルス光を投光するための投光手順と、上記
測定対象からの反射光を複数の光電変換センサが配列さ
れたセンサアレイで受光する受光手順と、上記センサア
レイの各センサからの出力電荷を積分する積分手順と、
上記積分電荷から電荷を抜き取るゲート手順と、上記ゲ
ート手順をリセットパルスでリセットするリセット手順
と、少なくとも一部がリング状に結合されて電荷を順次
に巡回させて蓄積するリング部を有する電荷転送手段を
用いて上記積分された電荷を転送する電荷転送手順と、
上記リング部で転送されている電荷から一定量の電荷を
除去するスキム手順と、上記リング部の電位が所定の判
定電位以下となったとき前記スキム手順を実行させると
ともに、複数回の電荷蓄積を行った際の上記リング部の
電位が上記判定電位以下であったとき上記積分手順での
電荷蓄積時間が短くなるように上記リセットパルスのタ
イミングを制御する制御手順と、上記制御された電荷蓄
積時間に応じて上記投光手順で用いる投光手段の点灯時
間を変更する変更処理とを実行するためのプログラムを
記憶している。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。まず、本実施の形態による測距装置
の基本構成を図2を参照して説明する。図2において、
コントロール回路51は転送クロック信号IRCLKを
出力し、IRED21を点灯させる。このときIRED
21からの投射光は、投光レンズ22を通して測距対象
23に当たって反射され、受光レンズ24R及び24L
を通って受光部25R、25L上に受光像が形成され
る。即ち、IRED21が点灯時には受光部25R、2
5L上に受光像が現れ、この信号と外光が光電変換素子
によって電荷に変換される。またIRED21が消灯時
には受光部25R、25Lには外光のみ当たり、光電変
換素子によって外光が電荷に変換される。受光部25
R、25Lの構成は図7及び図8を用いて説明した従来
例の構成と同じである。
【0033】不図示のコンパレータによって図7で説明
したリングCCD47溜まった電荷量が測距演算を行う
のに十分な所定レベルに達したと判断されると、蓄積さ
れた電荷は、出力アンプ部フローティングゲート26
R、26Lより出力アンプ27R、27Lを介してCP
U28に伝えられる。CPU28は転送されてきた信号
電荷のIRED21点灯時と消灯時の電荷量の差分を演
算することで、受光部25R、25Lの各センサに当た
ったIRED21による投光の反射光による電荷量を得
る。この得られた像データから相関演算を実施し、2つ
の受光像の相対的な位置関係を得、その結果より三角測
量の原理を利用して、測距対象23までの距離を算出す
ることができる。
【0034】なお、本発明を構成する記憶媒体29は、
CPU28が実行する後述の図3、図5のフローチャー
トに示す処理手順によるプログラムを記憶している。こ
の記憶媒体としては、半導体メモリ、光ディスク、光磁
気ディスク、磁気媒体等を用いてよい。
【0035】次に、図1を参照して、第1の実施の形態
による測距装置の動作を説明する。なお、以下の説明で
は信号IRCLK、ICGパルス、STパルス、SHパ
ルスは、図10で説明したのと同様の役割を持つものと
する。図1(a)は、積分部12での積分時間が最大の
場合のタイミングチャートである。この場合、信号IR
CLK、ICGパルス、STパルス、SHパルスのタイ
ミングは図10(a)と同じである。図1(b)は、積
分部12での積分時間を図1(a)の半分とした場合の
タイミングチャートである。この場合、ICGリセット
パルスと信号IRCLK以外のSTパルスおよびSHパ
ルスのタイミングは図1(a)と同じである。また、I
CGリセットパルスは、図10(b)と同じタイミング
で動作し、それによって積分部12での積分時間が図1
(a)の1/2になるようにしている。また信号IRC
LKはICGリセットパルスによって設定された積分時
間中はIREDを点灯させている範囲で、ハイレベルと
なる時間を図1(a)よりも短くする。
【0036】まず、信号IRCLKがオフになってから
およそT1/2 が経過してから間もなくICGパルスaに
よってICGゲート43がリセットされる。この後、期
間T 1/2 後にSTパルスbによって、IREDがオフの
期間に対応した信号電荷(外光成分)が積分部42から
蓄積部44へシフトされ、さらに信号IRCLKがオフ
になる直前のSHパルスcによって蓄積部44からリニ
アCCD46にシフトされる。
【0037】次に、STパルスbが立ち下がってからお
よそT1/2 が経過する頃に信号IRCLKをオンにし、
その直後にICGパルスdによってICGゲート43が
リセットされる。この後、期間T1/2 後に信号IRCL
Kがオフになる直前のSTパルスeによって、IRED
がオンの期間に対応した信号電荷(外光+信号成分)が
積分部42から蓄積部44へシフトされ、さらに信号I
RCLKがオフになる直前のSHパルスfによって蓄積
部44からリニアCCD46にシフトされる。
【0038】このように、第1の実施の形態では、IC
Gパルスのタイミングう制御することで、積分部42で
の積分時間を制御し、1回の電荷蓄積によるリングCC
D47の電位変化量を調節するとともに、信号IRCL
Kのハイレベルの期間もICGパルスによって制御され
た積分時間に応じて制御することによって、IREDの
点灯時間を調節し、即ち、信号分の電位変化量を調節し
ている。
【0039】次に、第1の実施の形態による測距装置の
動作を図3のフローチャートに基づいて説明する。ま
ず、コントロール回路51にスタート信号STARTが
印加されると(ステップS301)、コントロール回路
51はICGゲート部43へのリセットパルス発生回路
52を制御し、図1(a)のタイミングでICGパル
ス、STパルスおよびSHパルスを発生させて、積分部
42の積分時間をT1 に設定する(ステップS30
2)。また同時に図1(a)のタイミング信号IRCL
Kを発生させて、IREDの点灯デューティをオンの期
間とオフの期間が等しくなるように設定する(ステップ
S303)。
【0040】次に、リングCCD47でリセット後の1
回目きリング転送を行わせ(ステップS304)、引き
続いて2回目のリング転送を行わせる(ステップS30
5)。そして、2回目のリング転送が終了した時点での
電圧バッファ回路49の出力電圧がスキム判定電圧より
も大きいか否か(出力電位がスキム判定電位よりも低い
か否か)を判定する(ステップS306)。
【0041】出力電圧がステム判定電圧よりも大きいと
きにはコントロール回路51はリセットパルス発生回路
52を制御し、図1(b)のタイミングで、ICGパル
ス、STパルスおよびSHパルスを発生させて積分部4
2の積分時間をT1/2 に設定し(ステップS307)、
同時に図1(b)のタイミングで信号IRCLKをを発
生させ、少なくとも上記積分時間T1/2 の間はオンであ
る範囲でIREDのオンの時間を短くし(ステップS3
08)、リングCCD47での蓄積動作を継続する(ス
テップS309)。
【0042】また、出力電圧がスキム判定電圧よりも小
さいときには、信号IRCLK、ICGパルス、STパ
ルスおよびSHパルスのタイミング変更を行わず、リン
グCCD47での蓄積動作を継続する(ステップS30
9)。
【0043】以上説明したように、第1の実施の形態で
は、出力電位が飽和するのを防止するためにICG制御
を行い、積分部42での積分時間が1/2になるように
したときに、実際には電荷を積分していない時間はなる
べくIREDを点灯せずに、少なくとも電荷を積分して
いる期間は点灯している範囲で、IREDの点灯期間を
短くすることで、無駄な電力を消費するのを抑える。特
に例えば、この測定装置をカメラのAF装置として用い
た場合、カメラの電池の消耗を抑えることができ、また
IREDの耐久性という点でも長持ちする方向に働く。
【0044】次に、第2の実施の形態について説明す
る。測距装置の構成は、図2と同じである。図4を参照
して、第2実施の形態による測距装置の動作を説明す
る。信号IRCLK、ICGパルス、STパルス、SH
パルスは、図10で説明したのと同様の役割を持つ。図
4(a)は、積分部42での積分時間が最大の場合のタ
イミングチャートである。この場合は、信号IRCL
K、ICGパルス、STパルス、SHパルスのタイミン
グは図10(a)と同じである。
【0045】図4(b)は、積分部42での積分時間を
図4(a)の半分とした場合のタイミングチャートであ
る。この場合、信号IRCLK以外のICGリセットパ
ルスおよびSHパルスのタイミングは図1(b)と同じ
である。また、信号IRCLKもタイミングは図1
(b)と同じであるが、IRED駆動電流は図4(a)
の時(I=I1 )よりも大きな値(I=I2 )とする。
【0046】次に、第2の実施の形態による測距装置の
動作を図5のフローチャートに基づいて説明する。ま
ず、コントロール回路51にスタート信号STARTが
印加されると(ステップS701)、コントロール回路
51はICGゲート部43へのリセットパルス発生回路
52を制御し、図4(a)のタイミングでICGパル
ス、STパルスおよびSHパルスを発生させて、積分部
42の積分時間をT1 に設定する(ステップS70
2)。また同時に図4(a)のタイミングで信号IRC
LKを発生させて、IREDの点灯デューティをオンの
期間とオフの期間が等しくなるように設定する。(ステ
ップS703)。次にIREDの駆動電流を初期値1
設定する。(ステップS704)。
【0047】次に、リングCCD47でリセット後の1
回目のリング転送を行わせ(ステップS705)、引き
続いて2回目のリング転送を行わせる(ステップS70
6)。そして、2回目のリング転送が終了した時点での
電圧バッファ回路49の出力電圧がスキム判定電圧より
も大きいか否か(出力電位がスキム判定電位よりも低い
か否か)を判断する(ステップS707)。
【0048】出力電圧がスキム判定電圧よりも大きいと
きにはコントロール回路51はリセットパルス発生回路
52を制御し、図4(b)のタイミングで、ICGパル
ス、STパルスおらびSHパルスを発生させて積分部4
2の積分時間をT1/2 に設定し(ステップS708)、
同時に図4(b)のタイミングで信号IRCLKを発生
させ、少なくとも上記積分時間T1/2 の間はオンである
範囲でIREDのオンの時間を短くし(ステップS70
9)、IREDの駆動電流を(I2 >11 )に設定し
(ステップS710)、リングCCD47での蓄積動作
を継続する(ステップS711)。
【0049】また、出力電圧がスキム判定電圧よりも小
さいときには信号IRCLK、ICGパルス、STパル
スおよびSHパルスのタイミング変更を行わず、リング
CCD47での蓄積動作を継続する(ステップS71
1)。
【0050】以上説明したように、第2の実施の形態で
は、出力電位が飽和するのを防止するためにICG制御
を行い、積分部12での積分時間が1/2になるように
した場合、IRED光の測距対象による反射光成分に相
当する信号電荷量も1/2になってしまうが、IRED
駆動電流を大きくすることで測距演算に用いる信号電荷
量の減少を抑えている。また、ICG制御により積分時
間を1/2にしたときに、同時にIREDのオンの時間
も短くしているが、これにより、IREDの点灯デュー
ティーが小さくなる分、より多くの電流を流すことが可
能となることも、本実施の形態の効果を更に大きなもの
としている。
【0051】なお、上記、第1、第2の実施の形態の測
距装置では、センサデバイスを2つ用いて2つの受光系
を構成し、2つの受光像の相関により測距を求める方法
について説明したが、センサデバイスを1つ用いて、P
SDを用いた測距装置のように、受光像の重心位置から
三角測量の原理を用いて距離を求めることも可能であ
る。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように請求項1、2、5、
6の発明によれば、測定したい測定対象にスポットパル
ス光を投光、その反射光を受光して三角測距する測距装
置に、少なくともその一部リング状に形成されたCCD
等からなるリング部で蓄積電荷を巡回させて積分し、ま
た、スポット光以外の外光成分の電荷を一定排斥するス
キム動作を備えるとともに、出力電位が飽和しないよう
に、各センサ画素からの信号電荷量を制御するゲート手
段、リセットパルス等で行われる電子シャッタ機能(I
CG)を備えた測距装置において、ICGの設定状態に
応じて投光手段点灯デューティ比を変える等により点灯
時間を変えることにより、ICGにより短くなった蓄電
時間に応じて、電荷蓄積をしていないときはIREDを
オフにすることで、無駄な電力の消費を抑えることがで
きる。
【0053】また、請求項3、4、7、8の発明によれ
ば、ICGの設定状態に応じて投光手段の点灯デューテ
ィ比及び電流値を変えることにより、ICGによって蓄
積時間を減少させても、投光手段の電流を増やすこと
で、信号分電荷の蓄積量の減少を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による測距装置の動
作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図2】本発明の第1、2の実施の形態による測距装置
の概略構成図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の動作を説明するフ
ローチャートである。
【図4】本発明の第2の実施の形態による測距装置の動
作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図5】本発明の第2の実施の形態の動作を説明するフ
ローチャートである。
【図6】従来の測距装置の測定の原理を示す概略構成図
である。
【図7】本発明を適用し得る従来の測距装置の電荷転送
部付近の概略構成図である。
【図8】図7の装置の要部を示す概略構成図である。
【図9】図7の従来例の動作原理を説明するための構成
図である。
【図10】図7の従来例による測距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。
【図11】図7の従来例の動作を説明するフローチャー
トである。
【符号の説明】
21 IRED(投光素子) 22 AF投光レンズ 23 測距対象物 24 AF受光レンズ 25 受光部 26 出力アンプ部フローティングゲート 27 出力アンプ 28 CPU 41 センサアレイ 42 積分部 43 クリア部(ICGゲート)部 44 蓄積部 45 シフト部 46 リニアCCD 47 リングCCD 48 スキム部 49 電圧バッファ部 50 スキム判定部 51 コントロール回路 52 リセットパルス発生回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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、上記測定
    対象にパルス光を投光するための投光手段と、上記測定
    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
    が配列されたセンサアレイと、上記センサアレイにおけ
    る各センサからの出力電荷を積分する積分手段と、上記
    積分手段から電荷を抜き取るためのゲート手段と、上記
    ゲート手段にリセットパルスを供給するリセットパルス
    発生手段と、少なくとも一部がリング状に結合されて電
    荷を順次に巡回させて蓄積するリング部を有し上記積分
    手段で積分された電荷を転送する電荷転送手段と、上記
    リング部で転送されている電荷から一定量の電荷を除去
    するスキム手段と、上記リング部の電位が所定の判定電
    位以下となったとき上記スキム手段を動作させるととも
    に、複数回の電荷蓄積を行った際の上記リング部の電位
    が上記判定電位以下であったとき上記積分手段での電荷
    蓄積時間が短くなるように上記リセットパルス発生手段
    で発生するリセットパルスのタイミングを制御する制御
    手段とを備えた測距装置において、 上記制御手段によって制御された上記電荷蓄積時間に応
    じて上記投光手段の点灯時間を変更する変更手段を設け
    たことを特徴とする測距装置。
  2. 【請求項2】 上記制御手段により上記電荷蓄積時間を
    短く設定したときに、上記投光手段はその点灯時間を少
    なくとも上記積分手段での電荷蓄積期間中は点灯状態で
    ある範囲で短くすることを特徴とする請求項1記載の測
    距装置。
  3. 【請求項3】 上記制御手段は、上記投光手段の点灯時
    間に応じて上記投光手段の駆動電流を変えることを特徴
    とする請求項1記載の測距装置。
  4. 【請求項4】 上記投光手段の点灯時間が短い程、上記
    投光手段の駆動電流を大きくすることを特徴とする請求
    項3記載の測距装置。
  5. 【請求項5】 測定対象にパルス光を投光するための投
    光手順と、 上記測定対象からの反射光を複数の光電変換センサが配
    列されたセンサアレイで受光する受光手順と、 上記センサアレイの各センサからの出力電荷を積分する
    積分手順と、 上記積分電荷から電荷を抜き取るゲート手順と、 上記ゲート手順をリセットパルスでリセットするリセッ
    ト手順と、 少なくとも一部がリング状に結合されて電荷を順次に巡
    回させて蓄積するリング部を有する電荷転送手段を用い
    て上記積分された電荷を転送する電荷転送手順と、 上記リング部で転送されている電荷から一定量の電荷を
    除去するスキム手順と、 上記リング部の電位が所定の判定電位以下となったとき
    前記スキム手順を実行させるとともに、複数回の電荷蓄
    積を行った際の上記リング部の電位が上記判定電位以下
    であったとき上記積分手順での電荷蓄積時間が短くなる
    ように上記リセットパルスのタイミングを制御する制御
    手順と、 上記制御された電荷蓄積時間に応じて上記投光手順で用
    いる投光手段の点灯時間を変更する変更処理とを実行す
    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。
  6. 【請求項6】 上記制御手段により電荷蓄積時間を短く
    設定したときに、上記点灯時間を少なくとも上記積分手
    順での電荷蓄積期間中は点灯状態である範囲で短くする
    ことを特徴とする請求項5記載のコンピュータ読み取り
    可能な記憶媒体。
  7. 【請求項7】 上記点灯時間に応じて上記投光手段の駆
    動電流を変える手順を設けたことを特徴とする請求項5
    記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
  8. 【請求項8】 上記点灯時間が短い程、上記投光手段の
    駆動電流を大きくすることを特徴とする請求項7記載の
    コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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