JPS61223609A - 測距装置 - Google Patents

測距装置

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Publication number
JPS61223609A
JPS61223609A JP6545485A JP6545485A JPS61223609A JP S61223609 A JPS61223609 A JP S61223609A JP 6545485 A JP6545485 A JP 6545485A JP 6545485 A JP6545485 A JP 6545485A JP S61223609 A JPS61223609 A JP S61223609A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
time
light
integrated
Prior art date
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Pending
Application number
JP6545485A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Fujiwara
昭広 藤原
Masamichi Toyama
当山 正道
Susumu Kozuki
上月 進
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS61223609A publication Critical patent/JPS61223609A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はカメラ等に用いる測距装置、特に被写体に向け
て光線を投射して被写体の反射光から距離を検出する測
距装置に関し、特に反射光の入射位置に相応して変化す
る2出力から距離情報を得るものに関する・ (従来技術) 従来、被写体距離に相応して変化する2出力から被写体
の距離を演算する方法として種々の方法が知られている
被写体距離に相応して変化する2出力を得る光学系には
例えばwc1図に示す様な光学系が知られている。
第1図において受光素子1が2領域1A、IBIC分割
され、発光素子2から投射され九光束がレンズ群3を介
して被写体4に投射され、この反射光がレンズ群5を介
して受光素子1にて受光され、線受光素子101人領域
と1B領域の差信号から距離情報を演算することができ
、測距が行われる。例えば第1図において、冥線の如く
被写体からの反射光がIA、IBの中心にて受光される
場合は、第2図(イ)で示す様に、IAと1Bの受光量
がほぼ等しく彦る。又被写体が4′に示す様に遠方に位
置し、第1図の破線に示す様に反射光が受光素子IK受
光される場合は、第2図(ロ)に示す様に1人には多量
、1Bには少量の入射状態となる。逆に被写体が4′に
示す様に近方に位置し、第1図の鎖線に示す様に反射光
が受光素子IK受光畜れる場合は第2図(ハ)に示す様
に1人には少81 BKは多量の光景が入射する。した
がって受光素子IA、1Bの出力の差に基づいて距離信
号を得ることができるわけであるが反射光成分に比して
外光成分が大きい場合には8N比の悪い信号が得られる
ことになる・そこで外光成分が大きい場合であっても距
離信号を得ようとする方式が従来提案されている。ここ
で従来提案されている方式を第3図を用いて説明する。
第3図に訃いて受光素子IA、IBKはそれぞれ増幅回
路6ム、6B直流成分カット用のバイパスフィルター9
A、9B、検波回路7A、 7Bが接続され、更に検波
回路7A、7Bの出力は積分回路8A、8BK接続され
る。発光素子2はパルス発光を行う様に−tイクロコン
ピュータ11から出力されるパルス信号(不図示)VC
より駆動される駆動回路15により駆動され、検波回路
7A、7Bにより前記発光素子2のパルス発光に応じて
バイパルスフィルター9A、9Bの出力は同期検e−J
れる・し九がって積分回路B人、8BH同期検波され九
出    ”力が積分され加算器12、差動器13によ
りそれぞれの積分値の和と差が演算される。
ここで積分値の和が所定値に達した際に積分値の差を検
出することKより、合焦であるか、あるいは合焦からど
の程度ずれているかを検出することができ、その結果に
応じてモータ駆動回路16がモータ10を駆動する様構
成畜れている。
かかる方式に依れば同期検波を行って、その出力を積分
しているため外光成分が発光素子2の反射光成分に比べ
て大きい場合であっても距離信号を得ることができるわ
けであるが、かかる方式においては受光素子IA、IB
 K対応して積分回路、検波回路を含む信号処理回路が
2系統必要になるため回路規模が大きくなるばかシか、
2系統の回路特性(例えばオフセット電圧、積分特性、
同期検波特性等)を合わせる必要があった◎ また特開昭60−19116号公報には二つの受光素子
を用いて該受光素子の一方の信号を所定時間積分し、次
に該受光素子の両方の信号の和で逆方向に積分を行い、
積分値が第1の所定の値に達するまでの時間を距離情報
として得る様にして、信号処理回路を2系統用いず、1
系統とするととくよって回路構成を簡単にした測距装置
が開示されている。
かかる方法においては受光素子の一方の信号を所定時間
積分する際に受光素子の出力が低く、積分を行っても積
分値が第2の所定の値に達しない場合には被写体が極め
て遠距離にあると判断している。ところが前記積分値が
前記第2の所定の値よシわずかに大きい場合に逆積分を
行うと、もともと積分値のレベルが低く逆積分を開始し
てから積分値が第1の所定値に達するまでの時間が非常
に短かいため正確な距離が得られないという欠点があっ
た◎ (発明の目的) 本発明はかかる上述の欠点を解消して常に正確な測距情
報を得る測距装置を提供することを目的とする〇 (実施例) 第4−1図は本発明の実施例のブロック図である。
第4−1図において、第3図と同一の機能を有する要素
については同じ符号を付し説明を省略する。
第4−1図において、2分割の受光素子1人。
1Bの出力は制御回路115により制御されるアナログ
スイッチIQIA、IQIBを介して増幅回路6VC接
続されておシ、それぞれのアナログスイッチの開閉によ
り、入力信号をA+B、A、Hの3つのうちから1つ選
択することができる。ここで増巾された信号は直流成分
カット用のバイパスフィルター9、検波回路7を介して
積分回路8に接続される。積分回路8の出力は入力電圧
に応じて有限の電圧範囲内を変化し、比較器114に加
えられ、所定のしきい値と比較器れて、その判定結果が
マイコン111に入力される。tた積分回路8はマイコ
ン111からの信号によシ積分、逆積分を切り換える様
に構成されている0例えば第4−2図に示す様に逆積分
の際には検波回路7の出力を反転器せる反転器117と
、積分器118と、該反転回路を介して積分器に信号を
入力するか反転回路を介さずに積分器に入力させるかを
マイコン111からの信号により切り換えるアナログス
イッチ119,120から構成嘔れる・ここでしきい値
は積分時VH,逆積分時VOという値をとる。
ヨ     116は比較器114に印加されるしきい
値を発生する回路であり、積分回路によシ積分が行われ
る際にはしきい値がVH1逆積分が行われる際にはVO
に変化する様マイコン111からの信号によシ自動的に
切り換わる。
次に以上の様に構成された本実施例の動作を第5図、第
6図を用いて説明する。
第5図は以上の様に構成された本実施例の測距装置の動
作を説明するためのタイムチャートである。
第6図は第4−1図に示したマイコン111のフローチ
ャートである。第5図において測距サイクルは!1区間
(0〜T、)、第2区間(To〜2To )第3区間(
2T0〜3T0)、第4区間(3T、〜4T0)の4区
間に分けられる。第6図に示したフローチャートを用−
て説明する。
(1)第1区間(0〜7. ) : まず積分電圧をV。K初期化し、ム十Bの積分を開始す
る。ム+Bの積分はマイコン111からの信号によシ制
御回路115がアナログスイッチ101ムと101Bの
両方をONすることで成畜れる。
マイコンは所定の積分時間T0をカウントし、その間積
分電圧は入力信号に応じて上昇を続ける。
70秒間の積分を完了すると、積分電圧は略々VHとな
り、これがム+Bの積分値とがる。
(21第2区間、第3区間(To〜5T0):次ニマイ
コン111からの信号により制御回路115がアナログ
スイッチのうち101Bを開き、B側のセンサを切り離
す。それとほぼ同時に積分入力の極性を切換え積分回路
8にマイコン111からの信号が伝達されて、第4−2
図に示したアナログスイッチ119,120が切り換え
られて逆積分を開始する。この積分は−Aの積分となる
。この積分を最大2T0秒間(スタート後、Toから3
Toiで行うわけであるが、そのカウントと同時に積分
電圧が基準電圧vOとクロスしたかどうかを見つづけ、
クロスした場合は残りの積分時間TM(TM=T−3T
o。
−To(TM(o;クロスした時点をTとする)を計算
し、後述する(4)の処理にうつる。2To秒間でクロ
スし々かった場合はA(Bとみなし、次の処理にうつる
〇 (3)第4区間(3TO〜4To ) :コントはマイ
コン111からの信号により制御回路115がアナログ
スイッチ101Aを開き、反対1c 101Bを閉じて
、B側センサの信号が積分回路8に伝達される様に切換
える。積分入力の極性はそのままで逆積分を続ける。こ
こからの積分は−Bの積分となる。この積分は最大To
秒間(スタート後3Toから4Toまで)行い、やはり
そのカウントと同時に積分電圧が基醜電圧voと   
したかどうかを見つづけ、クロスした場合は、この逆積
分に要した時間TV(TM=T−5TO,o(TM(T
o )を求めて以上で積分を行うサイク、/!/は終了
するわけではあるが測距情報を得るため次の処理(4)
へうつる。
(4)  ここではモーター駆動の方向と速度を決定す
る◎さて、求められたTMは−TO〜Toの範囲内にあ
るが、これをR≧T M/TOの計算により一1〜1の
範囲に正規化する〇 この数値の極性がモーター駆動の回転方向を示し、絶対
値が速度制御のデユーティ−値を示す。すなわち極性が
負である場合、A〉Bっまり前ピン状態であや、駆動方
向は繰込む向、逆に極性が正である場合、AくB1つま
シ後ピン状態であシ、駆動方向は繰出す向となる・ま九
合焦点tこ近づくにつれて、1R1はゼロに近づき、な
めらかに減速して合焦点(深度内)で停止する。
以上説明したサイクルの第3区間から第4区間において
は逆積分をAからBに切υ換えているがこのサイクルを
設けるととKよ9次の効果がある・ 例えば第2図の(ハ)に示す様にセンサ1Bにほとんど
の光が入射している場合にはセンナ1人の出力が低いた
めムでのみ逆積分を行うと積分値が初期値に達するまで
非常に時間がかかるが本実施例に依れば逆積分をAから
Bに切シ換えているため、かかる場合においても逆積分
に要する時間が短かくなる。
以上において上述した測距サイクルはABの大小関係に
よシ変化し、第5図にタイムチャートを示す様に次のa
、b、c、d、e IIc示すパターンに分けられる。
a かかる場合は反射光が#1とんど受光素子1BK入
射する場合を示す。この場合は受光素子IAK入射する
反射光が小ざいため第2〜!1区間の積分値はほとんど
変化せず、測距サイクルが終了する(積分値がvoに達
し比較器1ムによシ判定畜れる)Kは第4区間の最後ま
で要する。
b かかる場合は受光素子IA、IBの出力がB〉A 
) oの場合を示す。この場合は受光素子1Bに入射す
る光量の方が受光素子IAK入射する光景よシも大きい
場合を示すが、@4区間において測距サイクルが終了す
る。
Cかかる場合は受光素子IA、IBの出力がA−B〉0
の場合を示す。この場合は受光素子1ム。
IBK入射する光量がほぼ等しく、合焦である場合を示
すが、第3区間の終わりで#1ぼ測距サイクルが終了す
る。
dl  かかる場合は受光素子IA、IBの出力がA〉
B〉0の場合を示す・この場合は受光素子1AK入射す
る光量の方が受光素子1B62人射する光量よシも大き
い場合を示すが、第3区間に測距サイクルが終了する。
e かかる場合は反射光がほとんど受光素子1ムに入射
する場合を示す。この場合は受光素子1人の出力が、受
光素子1人の出力と受光素子1Bの出力との和にほぼ等
しいため第2区間の終わりもしくは第3区間の初めて測
距サイクルが終了する@ ここで被写体が急激に移動したり、消えたりしない場合
には前述の様Ki@3区間あるいは第4区間において測
距サイクルが終了するが(積分値はVoid達するが、
)第5図に示し九第3区間と第4区間との境界点Pを境
として測距サイクルが境界点より早く終了するか、遅く
終了するかによって前ピンか後ピンかを判断し、測距サ
イクルの終了時と境界点Pとの時間差TMの前記TOK
対する値ITM/TO+を演算することによりデフォー
カス量を判定することができる。
かかる値l TM/To lけ前述の様にマイコンによ
り演算され、ITM/?ol>k(kは合焦中を設定す
る丸めの定数であF)I>k>oである)であれば非合
焦、l T M/To l≦Xであれば合焦である0次
にかかる値ITM/TO+と測距情報について更に説明
する。尚、本発明において測距情報とは前ピン、後ビン
合焦の判別だけを行って出力される情報も含む。
まず、前述のa、bとして示したパターンにおける場合
を第7図の工を用いて説明する。ここで積分値が初期値
に達した際には積分時と逆積分時の全電荷量は等しいの
で次の式が成り立つ。
(A+B)To=A−2TO+BTM    (11(
1)式を整理すると −B l T M/′ro l 冨B      (2)とな
る。
i九前述のd、eとして示したパターンにおける場合を
第7図の■を用いて説明する。かかる場合は逆積分を行
っている間に1逆積分に用いる受光素子をアナログスイ
ッチで切beえる71時間前に積分値が初期値に達する
0したがって次の式が成り立つ。
(A+B)TO= A、(2TO−TM)   (51
(3)式を整理すると −B I TM/To l ”” T(4) となる0したがって得られる値I TM/To lは1
.Ifのいずれの場合にも受光素子IA、IBの出力の
差すなわち被測距体までの距離情報に相応する信号を受
光素子IA、IBのいずれかの出力で規格化した値とな
る。
また第4図に示したモータVをディーティ駆動する場合
にはかかるデエーティを前記I T M/To lに応
じて変えれば例えばl T M/To lが小ζい場合
にはモータMの駆動デユーティを低く L、ITM/T
olが大きい場合にはモータyの駆動デユーティを高く
することによってよシ安定表レンズ駆動を行うことがで
きる・ 以上の様に説明した実施例においては第1区間における
積分時間T、は発光パルス数が定になる様に一定の値に
固定されているが、被写体の距mが極めて小ざい場合に
は反射光の強度が大きいため積分を行っていると積分時
間TOが経過する前に積分値すなわち積分回路の積分電
圧が回路のダイナミックレンジの上限に達して回路が飽
和してしまって、正確な測距が行えなくなる場合がある
。そこで、第1区間における積分を一定時間行わすに積
分値が一定値に達するまで積分を行い、「積分を行う上
でかかった時間をToとして記憶し、該時間Toに応じ
て第2区間、第3区間の逆積分を前述と同様に行っても
よい。
また前述の様に積分電圧が回路のダイナミックレンジの
上限に達して回路が飽和してしまう様な場合には前記積
分値に圧縮をかける様、回路を構成してもよ%fh6 また、逆積分の順序をム→Bと固定化せず、前回の結果
から予想される今回のAとBの大小関係から、大きいと
予想される方から逆積分を開始するようKして、平均の
測距周期(時間)を短縮するようにしてもよい・ また本実施例においては被測距体からの反射光の入射角
に対応して変化する2種類の信号を出力する受光手段と
して受光素子IA、IBを設けて第2図にその平面を示
す形状としたが他の形状であってもかまわないのは勿論
、その他の半導体装置検出素子PAD等を用いてもよい
(発明の効果) 以上説明した様に本発明に依れば被測距体からの反射光
の入射角に対応して変化する2種類の信号の和を所定時
間積分して次に前12種類の信号の一方で所定時間の2
倍の時間逆積分を行い、次いで他方の信号で逆積分を行
っていき、積分値が初期値に達するまでの時間から測距
情報を得る様にしているので、被写体が遠距離に′ある
様な場合であっても常忙安定して正確な距離情報を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の測距装置の光学系を示す概略図、 第2図(イ)(ロ)(ハ)は受光素子IA、IBに入射
する光の状態を示す平面図、 第3図は従来の測距装置の回路のブロック図、躯4−1
図は本発明の一実施例の測距装置のブロック図、第4−
2図は第4−1図のブロック8の回路図、 第5図は第4図にブロック図を示した測距装置のタイム
チャート、第6図けm4−1図に示り、タマイコン11
1のフロfヤード、第7図は第〜 5図に示したタイムチャートの説明図である。 IA、IBd受光素子 2Fi発光素子 3は投光レンズ群 4は被写体 sFi受光レンズ群 6は増幅回路 7は検波回路 Bは積分回路 9はバイパスフィルタ 10は光学系駆動用モータ 11.111はマイコン 12は加算器 13け減算器 14.114は比較回路 15は発光駆動回路 16はモータ駆動回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 発光手段と、被測距体からの反射光の入射角に対応して
    変化する2種類の信号を出力する受光手段と、 前記2種類の信号の和を所定時間積分し、次に前記2種
    の信号の一方の信号で前記所定時間の略2倍の時間逆積
    分を行い、更に次に前記2種類の信号の他方の信号で逆
    積分を行い、前記逆積分において積分値が初期値に達し
    たことを検出する検出手段と、 該検出手段により積分値が初期値に達するまでの時間か
    ら前記被測距体までの測距情報を出力する手段とを具備
    したことを特徴とする測距装置。
JP6545485A 1985-03-29 1985-03-29 測距装置 Pending JPS61223609A (ja)

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JP6545485A JPS61223609A (ja) 1985-03-29 1985-03-29 測距装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5033052A (en) * 1988-03-22 1991-07-16 Fujitsu Limited Optical semiconductor device and production method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5033052A (en) * 1988-03-22 1991-07-16 Fujitsu Limited Optical semiconductor device and production method thereof

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