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JP3672987B2 - Ranging device - Google Patents
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JP3672987B2 - Ranging device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラの測距装置に係り、特に測距対象物に向けて赤外光を投射し、投光毎に得られる測距出力の積算値より測距対象物までの距離を求める積算型測距回路を有するアクティブ方式のカメラ用測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のアクティブ方式の測距装置は、測距対象物に向けて赤外光を投射し、その反射光を受光素子で受光する。その際、受光面上の入射位置により求まる比積分によるデータ(以後、比データ)と、受光光量そのものを積分したデータ(以後、光量データ)の2つデータが得られる。その場合に、測距対象物までの距離が近いときは比データを用いて、遠いときは光量データを用いるのが一般的である。
【0003】
通常、この2つのデータの切換えの判定には、比データを用いている。そして、光量データにより測距対象物までの距離を求める場合、単に光量データの大小により距離の遠近を求めることが多い。
【0004】
また、上記アクティブ方式の測距装置において、測距対象物の輝度が高い場合、背景光電流の増加によりS/N比が劣化する。このS/N比の劣化によって比データが理論直線からずれる分を比データと測光データより直線近似で補正量を算出して補正する方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した比データ及び光量データを用いる従来の技術では、何らかの電磁的なノイズや交流光源等による交流背景光ノイズなどにより、比データが近距離側にずれた場合、測距対象物が遠距離にあるにもかかわらず、光量データに切り換えられず、近距離の誤った比データにより測距対象物までの距離を求めてしまう。また、光量データにより測距対象物までの距離を求める場合、測距対象物の反射率が高いと著しい前ピンの距離データとなってしまう。
【0006】
さらに、アクティブ方式の測距装置については、直線近似を行うため補正量の演算にかけ算が必要なため演算に時間がかかる。また、同じ条件下でも比データのずれ量に測距装置毎のばらつきがあるため補正の精度を上げようとすると装置毎の調整が必要となる。
【0007】
そこで本発明は、比データ及び光量データに基く比/光量の切換えを行い、光量データの測距にはリミッタを設け、高輝度時の補正に範囲を定め、測距対象物や外部環境によらず精度の良い測距出力を得ることのできる測距装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、測距対象物に向けて、パルス状光束を繰り返し投光する投光手段と、上記測距対象物から上記パルス状光束の反射光を受光し、上記測距対象物までの距離に応じた光電変換信号を出力する受光手段と、上記光電変換信号に基づいて上記測距対象物までの距離を演算し、上記パルス状光束の繰返し動作中、上記演算結果を累積して、上記測距対象物からの上記パルス状光束の反射光の上記受光手段中の受光素子上への入射位置に基づく比データと上記測距対象物からの上記パルス状光束の反射光の光量に基づく光量データの2つの距離データを出力する演算回路と、上記比データと上記光量データとの少なくとも一方が第1の所定距離よりも遠いデータである場合に、上記距離データとして上記光量データを選択する選択回路と、を具備し、上記選択回路により選択された上記光量データが、上記第1の所定距離よりも近い第2の所定距離よりも近いデータである場合に、上記第2の所定距離を最終的な距離データとする測距装置を提供する。
【0009】
さらに、測距対象物に向けて、パルス状光束を繰返し投光する投光手段と、上記測距対象物から上記パルス状光束の反射光を受光し、上記測距対象物までの距離に応じた光電変換信号を出力する受光手段と、上記光電変換信号に基づいて上記測距対象物までの距離を演算し、上記パルス状光束の繰返し動作中、上記演算結果を累積して、上記測距対象物からの上記パルス状光束の反射光の上記受光手段中の受光素子上への入射位置に基づく比データと上記測距対象物からの上記パルス状光束の反射光の光量に基づく光量データの2つの距離データを出力する演算回路と、上記比データ及び上記光量データの両方が第1の所定距離よりも近いデータである場合に、上記距離データとして上記比データを選択する選択回路と、測距専用もしくは他の機能と兼用の上記測距対象物の輝度を測定する測光手段と、を具備し、上記測光手段より出力される測光データが所定輝度より明るいデータである場合であって、かつ、上記選択回路により選択された上記比データが所定距離範囲内のデータであるときは、上記第1の所定距離範よりも近い補正距離を最終的な距離データとする測距装置を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1には、本発明による第1実施形態として測距装置の回路構成を示し説明する。
【0011】
この測距装置は、投光部となる光パルスを投射する投光素子1と、この投光素子1から投光レンズ2を介して図示されない測距対象物に投射され、該測距対象物からの光パルスの反射光を受光レンズ3を介して受光する受光素子4とを有している。そして、この測距装置は、上記受光素子4で受光された光電流の検出、演算処理を行う測距回路5と、図示する各回路部に制御信号を送出するCPU6と、測距対象物の輝度を測定して、A/D変換を行う測光回路7とから構成されている。
【0012】
また、測距回路5は、これを駆動する定電圧を供給する定電圧回路8と、受光素子4から出力される光電流から背景光を除去し、光電流検出を行う光電流検出検出9a及び9bと、検出された光電流から被写体の距離情報を求める距離演算回路10と、この距離演算回路10の出力を積算してA/D変換するカウント部11aと、光電流そのものの出力を積算してA/D変換するカウント部11bとから構成されている。
【0013】
次に、上記測距回路5の詳細について説明する。
背景光による光電流を除去する光電流検出回路9a及び9bは、オペアンプOP1,OP2とトランジスタTr1,Tr2、コンデンサC1,C2、スイッチSW1,SW2とから構成される。
【0014】
上記スイッチSW1,SW2は、CPU6の端子T3からのオン・オフ信号によって切り換え制御される。すなわち、非投光時には、CPU6から端子T3にオン信号が出力され、スイッチSW1,SW2がオンする。これにより、オペアンプOP1,OP2はアクティブ状態になり、背景光による光電流が全てトランジスタTr1,Tr2に流れるように、オペアンプOP1,OP2により負帰環をかける。
【0015】
この時、コンデンサC1,C2には背景光に相当する電荷が蓄えられる。そして投光直前には、CPU6の端子T3からオフ信号が出力され、スイッチSW1,SW2がオフする。これにより、オペアンプOP1,OP2がノンアクティブ状態になり、トランジスタTr1,Tr2から排出される電流量は、コンデンサC1,C2の保持電荷により決定される。
【0016】
投光部は、投光素子1と該投光素子1をオン、オフ制御するトランジスタTr11とから成る。トランジスタTr11のベースは、抵抗を介してCPU6の端子T1に接続されている。CPU6から、図2に示されるパルス波形信号を出力することにより、トランジスタ、Tr11をオン、オフ制御し、投光素子1から投光レンズ2を介して測距対象物へ投光を行う。
【0017】
測距対象物からの反射光は、受光レンズ3を介して受光素子4に入射され、この受光素子4からは光電流として測距回路5へ出力される。
上記光電流は、測距回路5内の背景除去部と光電流検出部で構成される光電流検出回路9a,9bに入力される。この時、受光素子4からは信号光電流IN だけでなく、背景光電流IS1が含まれた光電流IN +IS1が出力される。つまり、投光時には、受光素子4より光電流IN +IS1及びIF +IS2が入力されると、背景光電流IS1及びIS2は、それぞれトランジスタTr1及びTr2より排出され、測距対象物から反射された信号光電流IN 及びIF のみが検出される。信号光電流IN 及びIF は、それぞれトランジスタTr3及びTr6のコレクタに入力される。
【0018】
これらのトランジスタTr3,Tr4,Tr5及びTr6,Tr7,Tr8は、各々カレントミラー回路を構成しており、それぞれのコレクタ電流は信号光電流IN 及びIF に等しい。上記トランジスタTr5に於いて、コレクタ電流は、ダイオードD1に流れ、これにより信号光電流は圧縮電圧に変換される。
【0019】
また受光素子4のもう一方のアノードから得られる第2の光電流Ir についても同様である。すなわち、背景光電流IS2をトランジスタTr2より排出し、信号光電流IF のみをトランジスタTr6,Tr7,Tr8で構成されるカレントミラー回路によって、ダイオードD2に流して圧縮電圧に変換する。このようにして得られた圧縮電圧は、距離演算回路10のトランジスタTr9,Tr10のベースに、バッファを介して供給される。
【0020】
上記トランジスタTr9,Tr10は、定電流源I0 と、積分用コンデンサC3と、CPU6の端子T4で制御されるスイッチSW3と共に、対数伸長回路を構成している。
【0021】
非投光時には、CPU6の端子T7で制御されるスイッチSW5がオンして積分用コンデンサC3の電位を基準電位にセットし、投光直前に端子T7によりスイッチSW5をオフする。投光時には、CPUの端子T4によりスイッチSW3をオンし、投光毎にトランジスタTr9,Tr10のベースに入力される電圧が演算され、この電流で積分用コンデンサC3が充電される。
【0022】
同様に、非投光時には、CPU6の端子T8で制御されるスイッチSW7がオンされて積分用コンデンサC4の電位を基準電位にセットし、投光直前に端子T8によりスイッチSW7をオフする。投光時には、投光毎に測距回路5に入力され、トランジスタTr4,Tr7のコレクタに現れる電流IN +IF により積分用コンデンサC4が充電される。
【0023】
そして所定回数の投光が終わると、端子T5を“H(ハイレベル)”→“L(ローレベル)”と切換えてスイッチSW4がオンし、コンデンサC3を放電していく。同時に、CPU6に内蔵されたカウンタが働き、CPU6の端子T9がモニタされるオペアンプOP3の出力が、“L”になるまでカウントを続ける(比積分)。オペアンプOP3の出力は、コンデンサC3の端子電圧が基準電圧Vref より高くなると、“H”→“L”に変化する。コンデンサC3のカウントが終了すると、次はCPU6の端子T6を“H”→“L”としてスイッチSW6がオンし、コンデンサC4を放電していく。
【0024】
同時に、CPU6に内蔵されたカウンタが働き、CPU6の端子T10でモニタされるオペアンプOP4の出力が“L”になるまでカウントを続ける(光量積分)。
【0025】
このようにして、測距対象の位置に応じた出力をCPU6内のカウンタのカウント値として得ることができる。
次に、図2に示すフローチャートを参照して、この第1の実施形態の動作について説明する。
【0026】
まず測距に先だって測光を行い、測距対象物の輝度BVMを測定する。そして、投光素子1により投光し、比積分、光量積分をA/D変換しながら行って、2つの測距データ、すなわち比データと光量データをカウント値として求める。続いて、あらかじめ調整により測距装置毎に定められた傾き係数等の調整値により、比データ及び光量データのそれぞれのカウント値を距離の逆数である1/L データ、1/L H ,1/L P に変換する(ステップS1〜S4)。
【0027】
ここで測距データであるカウント値を距離ではなく、1/(距離)に変換するのは撮影レンズのピント位置と1/(距離)がほぼ比例関係にあり、また三角測距の出力も原理的に距離ではなく1/(距離)に比例するので1/(距離)を距離データとして扱った方が演算も単純になるためである。
【0028】
1/L データが求まったところでまず、距離データ1/L として比データ1/L H と光量データ1/L P のいずれのデータを用いるか判定し、比データと光量データの少なくともどちらか一方が所定距離(8.7m)より遠い場合は、光量データ1/L P を用いて、それ以外の場合には比データ1/L H を距離データ1/L として用いる(ステップS5,S6)。
【0029】
距離データ1/L として光量データ1/L P が選択された場合、その光量データ1/L P が所定距離(6.5m)より近いか否か判定し、近い場合には距離データ1/L =1/6.5mとし、そうでない場合には距離データ1/L =光量データ1/L P とする(ステップS9〜S11)。
【0030】
そして、距離データ1/Lとしてデータ1/LHが選択された場合、次に、測データBVMに基づいて測距対象物の輝度の判定を行い、測データBVMが所定輝度(BV6)より暗いときには、距離データ1/L=比データ1/LHとし、そうでないときは高輝度補正を行い距離データ1/Lを決定する(ステップS7,8)。
【0031】
高輝度補正は、まず、比データ1/L H が所定距離(4.4m)より近いか否かの判定を行い、近い場合には補正はせずに距離データ1/L =比データ1/L H とし、遠い場合には比データ1/L H が第1の所定距離範囲(4.4〜5m)内のデータであるかどうかの判定を行い、範囲内であれば第1の所定距離範囲の補正距離(4.4m)を距離データ1/L とし、範囲外であるときは比データ1/L H が第2の所定距離範囲(5〜5.8m)内のデータであるかどうかの判定を行い、範囲内であれば、第2の所定距離範囲の補正距離(4.8m)を距離データ1/L とする。
【0032】
そして、比データ1/L H がさらに遠距離のデータであるときは最遠の補正距離(5.8m)を距離データ1/L とする(ステップS12〜S17)。
以上のような動作・判断により最終的な測距対象物までの距離を決定することにより遠距離測距性能及び光量測距の精度が向上すると共に測距対象物の輝度が高い場合でも精度の良い測距出力を得ることができる。
【0033】
この第1の実施形態では測光を測距の投光の直前に行っているが必ずしもこのタイミングで行う必要はなく、ステップS5以下の処理を行う前に測光データが得られていれば良い。また、測光を行う測光センサや測光回路は測距専用のものでも、カメラの露光用のものと兼用であっても測距対象物の輝度が測定できるものであればよい。
【0034】
また、この第1の実施形態では、高輝度時に比データ1/L H の値に応じて3つの所定距離に丸めるようにしているが、これは必ずしも3つの所定距離である必要はなく、この発明の測距装置が使用される条件に応じて、所定距離範囲と、その範囲内のデータを丸める所定距離の組み合わせの数を増減させることが可能であるのは言うまでもない。
【0035】
次に図3に示すフローチャートを参照して、第2の実施形態としての測距装置について説明する。この第2の実施形態は第1の実施形態の高輝度補正の領域の遠距離側においても比データ1/L H と光量データ1/L P の切換を行うようにしたものである。ここでステップS1〜S11については、前述した第1の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【0036】
まずステップS7において、測距対象物の輝度が所定輝度(BV6)よりも明るいときは高輝度補正を行う。
この高輝度補正は、ステップS12〜S14,S19,S20において、第1の実施形態と同様に、比データ1/L H が所定距離(4.4m)より近いか否かの判定を行い、近い場合には補正はせずに距離データ1/L =比データ1/L H とし、遠い場合には比データ1/L H が第1の所定距離範囲(4.4〜5m)内のデータであるか否かの判定を行う。この判定で範囲内であれば、第1の所定距離範囲の補正距離(4.4m)を距離データ1/L とし、範囲外であるときは、 比データ1/L H が第2の所定距離範囲(5〜5.8m)内のデータであるか否かの判定を行い、範囲内であれば第2の所定距離範囲の補正距離(4.8m)を距離データ1/L とする。
【0037】
そして、比データ1/L H が第2の所定距離範囲より、さらに遠距離である場合には、比データ1/L H と光量データ1/L P の切換を行い、光量データ1/L P が所定距離(5m)より近いときには、所定距離(5m)を距離データ1/L とし、遠いときには、 距離データ1/L =光量データ1/L P とする(ステップS15〜S18)。
【0038】
以上のように、高輝度時の遠距離で原理的に測距対象物の輝度の影響を受けにくい光量データを使うようにし、かつ、測距対象物の反射率が高く著しく近距離のデータになってしまうようなときも所定距離のデータとなるようなリミッタを設けるので高輝度下で遠距離に測距対象物があるときにも精度の良い測距出力を得ることができる。
【0039】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、比データと光量データの2つのデータにより比データと光量データのどちらのデータを使用するかの切換を行い、光量データについては光量データが測距対象の実際の距離に対して著しく近距離であるようなときデータを丸めるリミッタを設け、さらに、高輝度下での測距では所定距離範囲のデータを所定距離に丸めるという補正を行うようにしたので測距対象物や外部環境によらず精度の良い測距出力を得られる測距装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1実施形態として測距装置の回路構成を示す図である。
【図2】第1の実施形態の測距装置の動作について説明するためのフローチャートである。
【図3】第2の実施形態の測距装置の動作について説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1…投光素子、2…投光レンズ、3…受光レンズ、4…、5…測距回路、6…CPU、7…測光回路、8…定電圧回路、9a,9b…光電流検出検出、10…距離演算回路、11a,11b…カウント部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a distance measuring device of a camera, and in particular, an infrared light is projected toward a distance measuring object, and an integration for obtaining a distance to the distance measuring object from an integrated value of a distance measurement output obtained for each projection. The present invention relates to an active camera ranging device having a type ranging circuit.
[0002]
[Prior art]
A conventional active distance measuring device projects infrared light toward a distance measuring object and receives the reflected light by a light receiving element. At that time, two data are obtained: data by ratio integration obtained from the incident position on the light receiving surface (hereinafter referred to as ratio data) and data obtained by integrating the received light amount itself (hereinafter referred to as light amount data). In this case, the ratio data is generally used when the distance to the distance measuring object is short, and the light amount data is generally used when the distance is long.
[0003]
Normally, ratio data is used to determine the switching between the two data. When the distance to the object to be measured is obtained from the light quantity data, the distance is often obtained simply by the magnitude of the light quantity data.
[0004]
In the active rangefinder, when the luminance of the rangefinder object is high, the S / N ratio deteriorates due to an increase in the background photocurrent. There is a method of correcting the amount of deviation of the ratio data from the theoretical line due to the deterioration of the S / N ratio by calculating a correction amount by linear approximation from the ratio data and the photometric data.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique using the ratio data and light amount data described above, if the ratio data is shifted to the near distance side due to some electromagnetic noise or AC background light noise caused by an AC light source, the object to be measured is far away. In spite of the distance, it is not possible to switch to the light quantity data, and the distance to the object to be measured is obtained from the erroneous ratio data in the short distance. Further, when the distance to the distance measurement object is obtained from the light amount data, if the reflectance of the distance measurement object is high, the distance data of the front pin becomes significant.
[0006]
Furthermore, since the active type distance measuring device performs a linear approximation, it requires a multiplication for the calculation of the correction amount, which takes time. Further, even if the same condition is used, the amount of deviation in the ratio data varies among the distance measuring devices, so that adjustment for each device is required to increase the accuracy of correction.
[0007]
Therefore, the present invention switches the ratio / light quantity based on the ratio data and the light quantity data, provides a limiter for distance measurement of the light quantity data, defines a range for correction at high luminance, and depends on the distance measurement object and the external environment. It is an object of the present invention to provide a distance measuring device that can obtain a highly accurate distance measuring output.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention receives a reflected light of the pulsed light beam from the distance measuring object, a light projecting means for repeatedly projecting the pulsed light beam toward the distance measuring object, Light receiving means for outputting a photoelectric conversion signal corresponding to the distance to the distance measuring object, and calculating the distance to the distance measuring object based on the photoelectric conversion signal, and performing the calculation during the repetitive operation of the pulsed light beam By accumulating the results, ratio data based on the incident position of the reflected light of the pulsed light beam from the distance measuring object on the light receiving element in the light receiving means and the pulsed light beam from the distance measuring object are accumulated. When the arithmetic circuit that outputs the two distance data of the light amount data based on the light amount of the reflected light and at least one of the ratio data and the light amount data is data farther than the first predetermined distance, The above light intensity data A selection circuit that selects the second predetermined distance when the light quantity data selected by the selection circuit is data closer to a second predetermined distance closer to the first predetermined distance. Provided is a distance measuring device that uses distance as final distance data.
[0009]
Further, light projecting means for repeatedly projecting a pulsed light beam toward the object to be measured, and the reflected light of the pulsed light beam from the distance measuring object are received, and according to the distance to the distance measuring object. A light receiving means for outputting a photoelectric conversion signal, and calculating a distance to the object to be measured based on the photoelectric conversion signal, and accumulating the calculation results during the repetitive operation of the pulsed light beam, The ratio data based on the incident position on the light receiving element in the light receiving means of the reflected light of the pulsed light beam from the object and the light amount data based on the light amount of the reflected light of the pulsed light beam from the distance measuring object. An arithmetic circuit that outputs two distance data; a selection circuit that selects the ratio data as the distance data when both the ratio data and the light amount data are closer than the first predetermined distance; Dedicated or other A photometric means for measuring the luminance of the distance measuring object that is also used as a function, and the photometric data output from the photometric means is data brighter than a predetermined luminance, and is selected by the selection circuit. When the selected ratio data is data within a predetermined distance range, a distance measuring device is provided that uses a correction distance closer than the first predetermined distance range as final distance data.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a circuit configuration of a distance measuring device as a first embodiment according to the present invention.
[0011]
The distance measuring device projects a light projecting element 1 that projects a light pulse serving as a light projecting unit, and a distance measuring object (not shown) from the light projecting element 1 via a light projecting lens 2, and the distance measuring object. And a light receiving element 4 for receiving the reflected light of the light pulse from the light receiving lens 3. The distance measuring device includes a distance measuring circuit 5 for detecting and calculating a photocurrent received by the light receiving element 4, a CPU 6 for sending a control signal to each circuit portion shown in the figure, and a distance measuring object. It comprises a photometric circuit 7 that measures luminance and performs A / D conversion.
[0012]
The distance measuring circuit 5 includes a constant voltage circuit 8 that supplies a constant voltage for driving the distance detecting circuit 5, a photocurrent detection detection 9 a that removes background light from the photocurrent output from the light receiving element 4, and performs photocurrent detection. 9b, a distance calculation circuit 10 for obtaining object distance information from the detected photocurrent, a count unit 11a for integrating the outputs of the distance calculation circuit 10 and A / D converting, and an output of the photocurrent itself. And a counting unit 11b for A / D conversion.
[0013]
Next, details of the distance measuring circuit 5 will be described.
Photocurrent detection circuits 9a and 9b for removing photocurrent due to background light are composed of operational amplifiers OP1 and OP2, transistors Tr1 and Tr2, capacitors C1 and C2, and switches SW1 and SW2.
[0014]
The switches SW1 and SW2 are controlled to be switched by an on / off signal from a terminal T3 of the CPU 6. That is, when no light is projected, an on signal is output from the CPU 6 to the terminal T3, and the switches SW1 and SW2 are turned on. As a result, the operational amplifiers OP1 and OP2 are in an active state, and negative feedback is performed by the operational amplifiers OP1 and OP2 so that all the photocurrent caused by the background light flows to the transistors Tr1 and Tr2.
[0015]
At this time, charges corresponding to background light are stored in the capacitors C1 and C2. Immediately before the projection, an off signal is output from the terminal T3 of the CPU 6, and the switches SW1 and SW2 are turned off. As a result, the operational amplifiers OP1 and OP2 are brought into a non-active state, and the amount of current discharged from the transistors Tr1 and Tr2 is determined by the charges held in the capacitors C1 and C2.
[0016]
The light projecting unit includes a light projecting element 1 and a transistor Tr11 that controls the light projecting element 1 to be turned on / off. The base of the transistor Tr11 is connected to the terminal T1 of the CPU 6 through a resistor. By outputting the pulse waveform signal shown in FIG. 2 from the CPU 6, the transistor Tr 11 is controlled to be turned on and off, and light is projected from the light projecting element 1 through the light projecting lens 2 to the distance measuring object.
[0017]
Reflected light from the object to be measured is incident on the light receiving element 4 through the light receiving lens 3, and is output from the light receiving element 4 to the distance measuring circuit 5 as a photocurrent.
The photocurrent is input to photocurrent detection circuits 9a and 9b configured by a background removal unit and a photocurrent detection unit in the distance measuring circuit 5. At this time, the light receiving element 4 as well as the signal photocurrent I N, the photocurrent I N + I S1 containing the background light current I S1 is output. That is, at the time of light projection, when photocurrents I N + I S1 and I F + I S2 are input from the light receiving element 4, the background photocurrents I S1 and I S2 are discharged from the transistors Tr1 and Tr2, respectively, and the object to be measured Only the signal photocurrents I N and I F reflected from are detected. The signal photocurrents I N and I F are input to the collectors of the transistors Tr3 and Tr6, respectively.
[0018]
These transistors Tr3, Tr4, Tr5 and Tr6, Tr7, Tr8 are each constitute a current mirror circuit, each of the collector current is equal to the signal light current I N and I F. In the transistor Tr5, the collector current flows to the diode D1, thereby converting the signal photocurrent into a compressed voltage.
[0019]
The same applies to the second photocurrent I r obtained from the other anode of the light receiving element 4. That is, the background light current I S2 and discharged from the transistor Tr2, the current mirror circuit formed of only the signal light current I F transistors Tr6, Tr7, Tr8, and converts the compressed voltage flowing to the diode D2. The compressed voltage obtained in this way is supplied to the bases of the transistors Tr9 and Tr10 of the distance calculation circuit 10 via a buffer.
[0020]
The transistors Tr9 and Tr10 constitute a logarithmic expansion circuit together with the constant current source I 0 , the integrating capacitor C3, and the switch SW3 controlled by the terminal T4 of the CPU 6.
[0021]
When light is not projected, the switch SW5 controlled by the terminal T7 of the CPU 6 is turned on to set the potential of the integrating capacitor C3 to the reference potential, and the switch SW5 is turned off by the terminal T7 immediately before the light is projected. At the time of light projection, the switch SW3 is turned on by the terminal T4 of the CPU, and the voltage input to the bases of the transistors Tr9 and Tr10 is calculated for each light projection, and the integration capacitor C3 is charged by this current.
[0022]
Similarly, when no light is projected, the switch SW7 controlled by the terminal T8 of the CPU 6 is turned on to set the potential of the integrating capacitor C4 to the reference potential, and the switch SW7 is turned off by the terminal T8 immediately before the light is projected. During projection, is inputted to the distance measuring circuit 5 for each projection, the current I N + I F by integration capacitor C4 appearing at the collector of the transistor Tr4, Tr7 is charged.
[0023]
When a predetermined number of light projections are completed, the terminal T5 is switched from “H (high level)” to “L (low level)”, the switch SW4 is turned on, and the capacitor C3 is discharged. At the same time, a counter built in the CPU 6 operates and continues counting until the output of the operational amplifier OP3 monitored at the terminal T9 of the CPU 6 becomes “L” (ratio integration). The output of the operational amplifier OP3 changes from “H” to “L” when the terminal voltage of the capacitor C3 becomes higher than the reference voltage Vref. When the counting of the capacitor C3 is completed, the terminal T6 of the CPU 6 is changed from "H" to "L" and the switch SW6 is turned on to discharge the capacitor C4.
[0024]
At the same time, a counter built in the CPU 6 works and continues counting until the output of the operational amplifier OP4 monitored at the terminal T10 of the CPU 6 becomes “L” (light quantity integration).
[0025]
In this way, an output corresponding to the position of the distance measurement target can be obtained as the count value of the counter in the CPU 6.
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0026]
First, photometry is performed prior to distance measurement, and the luminance BVM of the object to be measured is measured. Then, light is projected by the light projecting element 1, and ratio integration and light amount integration are performed while A / D conversion is performed, and two distance measurement data, that is, ratio data and light amount data are obtained as count values. Subsequently, the count values of the ratio data and the light amount data are converted to 1 / L data, 1 / L H , 1 / It converted to L P (step S1 to S4).
[0027]
Here, the count value, which is distance measurement data, is converted to 1 / (distance) instead of distance because the focus position of the photographic lens and 1 / (distance) are almost proportional, and the output of triangulation is also a principle. This is because the calculation is simpler if 1 / (distance) is treated as distance data because it is proportional to 1 / (distance) rather than distance.
[0028]
When the 1 / L data is obtained, first, it is determined whether the ratio data 1 / L H or the light amount data 1 / L P is used as the distance data 1 / L, and at least one of the ratio data and the light amount data is determined. When the distance is longer than the predetermined distance (8.7 m), the light quantity data 1 / L P is used, and in other cases, the ratio data 1 / L H is used as the distance data 1 / L (steps S5 and S6).
[0029]
When the light quantity data 1 / L P is selected as the distance data 1 / L, it is determined whether or not the light quantity data 1 / L P is closer than a predetermined distance (6.5 m). = a 1 / 6.5m, and otherwise the distance data 1 / L = light quantity data 1 / L P (step S9 to S11).
[0030]
When the data 1 / L H as the distance data 1 / L is selected, then, photometric data BVM on the basis of a judgment of the luminance of the range-finding object, photometric data BVM predetermined luminance (BV6) When it is darker, distance data 1 / L = ratio data 1 / L H is set, otherwise, high brightness correction is performed to determine distance data 1 / L (steps S7 and S8).
[0031]
In the high luminance correction, first, it is determined whether or not the ratio data 1 / L H is closer than a predetermined distance (4.4 m). and L H, in the case far responsible for determining whether the data in the ratio data 1 / L H first predetermined distance range (4.4~5m), the first predetermined distance as long as it is within the range The correction distance (4.4 m) of the range is the distance data 1 / L, and if it is out of the range, whether the ratio data 1 / L H is data within the second predetermined distance range (5-5.8 m) If it is within the range, the correction distance (4.8 m) of the second predetermined distance range is set as the distance data 1 / L.
[0032]
When the ratio data 1 / L H is data at a far distance, the farthest correction distance (5.8 m) is set as the distance data 1 / L (steps S12 to S17).
By determining the distance to the final distance measurement object through the operations and judgments as described above, the long-distance distance measurement performance and the light amount distance measurement accuracy are improved, and the accuracy of the distance measurement object is high even when the brightness of the distance measurement object is high. Good ranging output can be obtained.
[0033]
In the first embodiment, the photometry is performed immediately before the projection of the distance measurement, but it is not always necessary to perform the photometry at this timing, and it is only necessary that the photometry data is obtained before performing the processing in step S5 and subsequent steps. In addition, a photometric sensor or photometric circuit for performing photometry may be used only for distance measurement or may be used for exposure of a camera as long as it can measure the luminance of a distance measurement object.
[0034]
Further, in the first embodiment, at high luminance, rounding is performed to three predetermined distances according to the value of the ratio data 1 / L H. However, this need not necessarily be three predetermined distances. It goes without saying that the number of combinations of the predetermined distance range and the predetermined distance for rounding data within the range can be increased or decreased according to the conditions under which the distance measuring device of the invention is used.
[0035]
Next, a distance measuring apparatus according to the second embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG. In the second embodiment, the ratio data 1 / L H and the light amount data 1 / L P are also switched on the long distance side of the high luminance correction region of the first embodiment. Here, steps S1 to S11 are the same as those in the first embodiment described above, and thus detailed description thereof is omitted.
[0036]
First, in step S7, when the luminance of the distance measuring object is brighter than the predetermined luminance (BV6), high luminance correction is performed.
In this high luminance correction, in steps S12 to S14, S19, and S20, as in the first embodiment, it is determined whether or not the ratio data 1 / L H is closer than a predetermined distance (4.4 m). data in the correction is a distance data 1 / L = ratio data 1 / L H without, if far ratio data 1 / L H first predetermined distance range (4.4~5m) if It is determined whether or not there is. If this determination is within the range, the correction distance (4.4 m) of the first predetermined distance range is the distance data 1 / L, and if it is out of the range, the ratio data 1 / L H is the second predetermined distance. It is determined whether or not the data is within the range (5 to 5.8 m). If the data is within the range, the correction distance (4.8 m) of the second predetermined distance range is set as the distance data 1 / L.
[0037]
When the ratio data 1 / L H is further than the second predetermined distance range, the ratio data 1 / L H and the light quantity data 1 / L P are switched to obtain the light quantity data 1 / L P. When the distance is shorter than the predetermined distance (5 m), the predetermined distance (5 m) is set as distance data 1 / L. When the distance is far, distance data 1 / L = light quantity data 1 / L P (steps S15 to S18).
[0038]
As described above, light intensity data that is not affected by the brightness of the object to be measured in principle is used at a long distance at high brightness, and the reflectance of the object to be measured is high. In such a case, a limiter that provides data for a predetermined distance is provided, so that a highly accurate distance measurement output can be obtained even when a distance measurement object is present at a long distance under high brightness.
[0039]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, switching between the ratio data and the light quantity data is performed by the ratio data and the light quantity data, and the light quantity data is the object of distance measurement. A limiter is provided to round the data when it is extremely close to the actual distance, and correction for rounding the data in a predetermined distance range to a predetermined distance is performed for distance measurement under high brightness. It is possible to provide a distance measuring device that can obtain a distance measuring output with high accuracy regardless of a distance measuring object or an external environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a distance measuring device as a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the distance measuring apparatus according to the first embodiment;
FIG. 3 is a flowchart for explaining an operation of a distance measuring apparatus according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projection element, 2 ... Projection lens, 3 ... Light reception lens, 4 ... 5 ... Distance measuring circuit, 6 ... CPU, 7 ... Photometry circuit, 8 ... Constant voltage circuit, 9a, 9b ... Photocurrent detection detection, 10: Distance calculation circuit, 11a, 11b: Count unit.

Claims (4)

測距対象物に向けて、パルス状光束を繰返し投光する投光手段と、
上記測距対象物から上記パルス状光束の反射光を受光し、上記測距対象物までの距離に応じた光電変換信号を出力する受光手段と、
上記光電変換信号に基づいて上記測距対象物までの距離を演算し、上記パルス状光束の繰返し動作中、上記演算結果を累積して、上記測距対象物からの上記パルス状光束の反射光の上記受光手段中の受光素子上への入射位置に基づく比データと上記測距対象物からの上記パルス状光束の反射光の光量に基づく光量データの2つの距離データを出力する演算回路と、
上記比データと上記光量データとの少なくとも一方が第1の所定距離よりも遠いデータである場合に、上記距離データとして上記光量データを選択する選択回路と、
を具備し、
上記選択回路により選択された上記光量データが、上記第1の所定距離よりも近い第2の所定距離よりも近いデータである場合に、上記第2の所定距離を最終的な距離データとすることを特徴とする測距装置。
A light projecting means for repeatedly projecting a pulsed light beam toward the object to be measured;
A light receiving means for receiving reflected light of the pulsed luminous flux from the distance measuring object and outputting a photoelectric conversion signal corresponding to the distance to the distance measuring object;
Based on the photoelectric conversion signal, the distance to the distance measuring object is calculated, and during the repetitive operation of the pulsed light beam, the calculation result is accumulated to reflect the pulsed light beam reflected from the distance measuring object. An arithmetic circuit that outputs two distance data of ratio data based on an incident position on a light receiving element in the light receiving means and light amount data based on the amount of reflected light of the pulsed light beam from the object to be measured;
A selection circuit that selects the light amount data as the distance data when at least one of the ratio data and the light amount data is data farther than a first predetermined distance;
Comprising
When the light quantity data selected by the selection circuit is data closer to the second predetermined distance than the first predetermined distance, the second predetermined distance is used as final distance data. Ranging device characterized by.
測距対象物に向けて、パルス状光束を繰返し投光する投光手段と、
上記測距対象物から上記パルス状光束の反射光を受光し、上記測距対象物までの距離に応じた光電変換信号を出力する受光手段と、
上記光電変換信号に基づいて上記測距対象物までの距離を演算し、上記パルス状光束の繰返し動作中、上記演算結果を累積して、上記測距対象物からの上記パルス状光束の反射光の上記受光手段中の受光素子上への入射位置に基づく比データと上記測距対象物からの上記パルス状光束の反射光の光量に基づく光量データの2つの距離データを出力する演算回路と、
上記比データ及び上記光量データの両方が第1の所定距離よりも近いデータである場合に、上記距離データとして上記比データを選択する選択回路と、
測距専用もしくは他の機能と兼用の上記測距対象物の輝度を測定する測光手段と、
を具備し、
上記測光手段より出力される測光データが所定輝度より明るいデータである場合であって、かつ、上記選択回路により選択された上記比データが所定距離範囲内のデータであるときは、上記第1の所定距離よりも近い補正距離を最終的な距離データとすることを特徴とする測距装置。
A light projecting means for repeatedly projecting a pulsed light beam toward the object to be measured;
A light receiving means for receiving reflected light of the pulsed luminous flux from the distance measuring object and outputting a photoelectric conversion signal corresponding to the distance to the distance measuring object;
Based on the photoelectric conversion signal, the distance to the distance measuring object is calculated, and during the repetitive operation of the pulsed light beam, the calculation result is accumulated to reflect the pulsed light beam reflected from the distance measuring object. An arithmetic circuit that outputs two distance data of ratio data based on an incident position on a light receiving element in the light receiving means and light amount data based on the amount of reflected light of the pulsed light beam from the object to be measured;
A selection circuit that selects the ratio data as the distance data when both the ratio data and the light amount data are data closer than a first predetermined distance;
A photometric means for measuring the brightness of the object for distance measurement, which is dedicated for distance measurement or combined with other functions;
Comprising
When the photometry data output from the photometry means is data brighter than a predetermined luminance, and the ratio data selected by the selection circuit is data within a predetermined distance range, the first data A distance measuring apparatus characterized in that a corrected distance closer than a predetermined distance is used as final distance data.
上記比データが上記所定距離範囲の最遠距離よりも遠いデータであって、かつ、上記光量データが予め定められた所定距離よりも近いデータである場合には、上記所定距離を最終的な距離データとすることを特徴とする請求項2に記載の測距装置。A distant data than the farthest distance of the upper Kisho constant distance range the ratio data, and when the light quantity data is data closer than a predetermined distance set in advance ultimately the predetermined distance The distance measuring device according to claim 2, wherein the distance data is set to be accurate distance data. 上記比データが上記所定距離範囲の最遠距離よりも遠いデータであって、かつ、上記光量データが予め定められた所定距離よりも遠いデータである場合には、上記光量データを最終的な距離データとすることを特徴とする請求項2に記載の測距装置。A distant data than the farthest distance of the upper Kisho constant distance range the ratio data, and when the light quantity data is distant data than a predetermined distance set in advance ultimately the light quantity data The distance measuring device according to claim 2, wherein the distance data is set to be accurate distance data.
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