JPH0448209A - Subject distance detecting device - Google Patents
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、被写体距離検出装置、詳しくは被写体に対
して赤外光等のパルス光を投射し、被写体からの反射光
に基づいて被写体距離を検出するアクティブ式の被写体
距離検出装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a subject distance detection device, specifically, a device for detecting a subject distance, which projects pulsed light such as infrared light onto a subject, and determines the subject distance based on the reflected light from the subject. The present invention relates to an active type object distance detection device that detects.
[従来の技術]
スチルカメラやビデオカメラ等に適用されるオートフォ
ーカス(以下、AFと略記する)装置には、大きく分け
て2つの方式がある。1つは被写体の輝度分布情報を利
用するパッシブ方式、他の1つは自ら投光手段を有し、
その投光信号の反射光によって距離を測定するいわゆる
アクティブ方式である。アクティブ方式は、例えば特開
平1−291111号公報に開示されているように、構
成が簡単で廉価であるため普及率は高い。次にその一例
を第5図および第6図に示す。[Prior Art] Autofocus (hereinafter abbreviated as AF) devices applied to still cameras, video cameras, etc. can be roughly divided into two types. One is a passive method that uses the brightness distribution information of the subject, and the other has its own light emitting means.
This is a so-called active method that measures distance using the reflected light of the projected light signal. The active method, as disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1-291111, has a simple structure and is inexpensive, so it is popular. Next, an example is shown in FIGS. 5 and 6.
第5図は、−殻内に知られているアクティブ式AF左カ
メラ要部の構成を示すブロック図で赤外発光ダイオード
IREDIで発光した光は、投光レンズ2で集光されて
被写体3に向けて照射され、その反射光は受光レンズ4
により半導体素子からなる周知の位置検出素子(以下、
PSDと略記する)5上に結像される。このPSD5は
その結像位置に応じて光電流I およびI2が分流され
、この分流する光電流I および工2はAF用IC6に
供給される。このAF用IC6は、I RED駆動用ト
ランジスターAを介し上記IREDIをパルス駆動する
と共に、上記PSD5からの光電流11.I2に基づ(
測距データをCPU7に供給する。Figure 5 is a block diagram showing the configuration of the main parts of the active AF left camera known inside the shell.The light emitted by the infrared light emitting diode IREDI is focused by the floodlight lens 2 and directed towards the subject 3. The reflected light is reflected by the light receiving lens 4.
A well-known position detection element (hereinafter referred to as
(abbreviated as PSD) 5. The photocurrents I and I2 are divided into the PSD 5 according to the imaging position, and the divided photocurrents I and I2 are supplied to the AF IC 6. This AF IC 6 pulse-drives the IREDI through the I RED driving transistor A, and also receives the photocurrent 11. from the PSD 5. Based on I2 (
The distance measurement data is supplied to the CPU 7.
一方、被写体の明るさを電気信号に変換する露出制御(
以下、EEと略記する)用受光素子8は、EE用IC9
と組み合わされて適正露出を制御する。また上記CPU
7は、カメラ全体のシーケンスをつかさどりシャッタの
開口時間や、ピント調節用のレンズを駆動するための演
算等も行なうものである。CPU7の出力は、ドライバ
ー0によってシャッタやフィルム巻き上げおよびレンズ
繰り出しを行なう動力源となるモータ11を駆動する。On the other hand, exposure control (which converts the brightness of the subject into an electrical signal)
The light receiving element 8 for EE (hereinafter abbreviated as EE) is the IC 9 for EE.
In combination with this, proper exposure is controlled. Also, the above CPU
Reference numeral 7 is responsible for the entire sequence of the camera, and also performs operations such as shutter opening time and driving the focusing lens. The output of the CPU 7 drives a motor 11 which is a power source for the driver 0 to wind up the shutter, film, and advance the lens.
第6図は、上記AF用IC6の構成を示すブロック図で
ある。即ち、PSD5からの光電流11゜I2を低入力
インピーダンスのアンプ12.13にそれぞれ入力し、
光電流11.I。から定常光に基づ(DC電流成分を分
離した後、増幅する。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the AF IC 6. That is, the photocurrent 11°I2 from the PSD 5 is input to the low input impedance amplifiers 12 and 13, respectively.
Photocurrent 11. I. Based on stationary light (after separating the DC current component), it is amplified.
そして、その各出力を演算回路15.加算回路16にそ
れぞれ入力する。加算回路16は光電流II を加算
し、その出力11+12は比較1 ° 2
器18の一方の入力端子に供給される。比較器18の他
方の入力端子には比較信号発生回路17の出力Iref
が供給される。Then, each output is sent to the arithmetic circuit 15. The signals are respectively input to the adder circuit 16. The adder circuit 16 adds the photocurrents II and its output 11+12 is supplied to one input terminal of the comparator 1° 2 . The other input terminal of the comparator 18 receives the output Iref of the comparison signal generation circuit 17.
is supplied.
路IBの出力と比較信号Irerは減算回路23にも供
給され、減算回路23は遠距離の測距のために反射光の
強度に応じた信号r −(11+I2)er
を演算する。減算回路23の出力がスイッチ22を介し
て積分回路20に人力される。そして、積分回路20の
出力がAFデータとして取り出される。なお、積分開始
時に積分回路20にはリセット回路21によって所定の
積分開始電圧が与えられる。The output of the path IB and the comparison signal Irer are also supplied to a subtraction circuit 23, and the subtraction circuit 23 calculates a signal r-(11+I2)er corresponding to the intensity of reflected light for long-distance distance measurement. The output of the subtraction circuit 23 is input to the integration circuit 20 via the switch 22. Then, the output of the integrating circuit 20 is taken out as AF data. Note that, at the start of integration, a predetermined integration start voltage is applied to the integration circuit 20 by the reset circuit 21.
上記スイッチ19は比較器18の出力により制御され、
スイッチ22は比較器18の反転出力により制御される
。このため、11+I2とIrefとの大小関係に応じ
て積分回路20は演算回路15の出力、または減算回路
23の出力の何れかに基づいた積分演算を行う。The switch 19 is controlled by the output of the comparator 18,
Switch 22 is controlled by the inverted output of comparator 18. Therefore, depending on the magnitude relationship between 11+I2 and Iref, the integrating circuit 20 performs an integral calculation based on either the output of the arithmetic circuit 15 or the output of the subtraction circuit 23.
ここでI、+12がIrefより大きい場合は被写体が
近距離であり、光電流It、I2のS/N比が良いと判
定でき、逆に、Il十I2がIrerより小さい場合は
被写体が遠距離であり、演算回路15の精度の確保が困
難であると判定し、このときにはスイッチ19をオフし
スイッチ22をオンして減算回路23の出力I −
(11+12)ref’
を積分回路20に入力する。Here, if I, +12 is larger than Iref, it can be determined that the subject is close and the S/N ratio of photocurrent It, I2 is good; conversely, if Il + I2 is smaller than Irer, the subject is far away. Therefore, it is determined that it is difficult to ensure the accuracy of the arithmetic circuit 15, and in this case, the switch 19 is turned off, the switch 22 is turned on, and the output I − of the subtraction circuit 23 is
(11+12)ref' is input to the integrating circuit 20.
ここで、上記PSD5によって被写体距離を測る赤外光
投射式三角測距の動作原理について述べる。受光レンズ
4の光軸をPSD5の中心線に一致させてこれを原点と
したとき、反射光の入射位置をX、投光レンズ2と受光
レンズ4との主点間距離、すなわち、基線長を51受光
レンズ4の焦点距離をf とすれば、被写体距離gは、
1)−s−f/x ・・・・・・・・・(1)で与
えられる。Here, the operating principle of the infrared light projection type triangulation distance measuring method for measuring the object distance using the PSD 5 will be described. When the optical axis of the light-receiving lens 4 is aligned with the center line of the PSD 5 and this is set as the origin, the incident position of the reflected light is X, and the distance between the principal points of the light-emitting lens 2 and the light-receiving lens 4, that is, the base line length is 51 If the focal length of the light-receiving lens 4 is f, then the subject distance g is:
1)-s-f/x......It is given by (1).
IREDIによる被写体の反射光によりPSD5で発生
する光電流11.I2は、共に反射光強度に比例するが
、光電流比I 1/ I 2は反射光強度には依存せず
、入射光位置Xのみて決定される。11. Photocurrent generated in PSD 5 due to light reflected from the object by IREDI. Both I2 are proportional to the reflected light intensity, but the photocurrent ratio I1/I2 does not depend on the reflected light intensity and is determined only by the incident light position X.
PSD5の全長をtとすれば、
11/ I 2−(7+ x ) / (z x )
となる。上式に(1)式を代入すれば、・・・・・・・
・・(2)
となるから、PSD5の光電流比11/I2が求まれば
、被写体距離gが一義的に決定されることになる。If the total length of PSD5 is t, then 11/I2-(7+x)/(zx)
becomes. If we substitute equation (1) into the above equation, we get...
(2) Therefore, if the photocurrent ratio 11/I2 of the PSD 5 is found, the subject distance g is uniquely determined.
上記(2)式を変形すると、
■1+■2
t
となり、光電流I および12が十分大きい近距離にお
いては、この(3)式より高精度で距離情報gを求める
ことができる。即ち、
・・・・・・・・・(4)
[発明が解決しようとする課題]
ところで、上記従来の技術手段においては、反射光の大
きさは被写体距離が遠くなるにつれて小さくなり、S/
N比の劣化からAF演算が不正確になるので、測距可能
なレンジが比較的近距離に限定されてしまうという不具
合がある。特に、反射光が全く返ってこない風景など、
無限遠といわれている被写体に対しては、回路内のノイ
ズ成分のみによってAF演算が行われることとなるが、
ノイズというものは乱数的に発生するため、遠距離はど
誤測距を起す可能性が高かった。If the above equation (2) is modified, it becomes 1+2 t, and at short distances where the photocurrents I and 12 are sufficiently large, the distance information g can be determined with high accuracy from equation (3). That is, ...... (4) [Problem to be solved by the invention] By the way, in the above-mentioned conventional technical means, the magnitude of the reflected light decreases as the subject distance increases, and S/
Since the AF calculation becomes inaccurate due to the deterioration of the N ratio, there is a problem that the measurable range is limited to relatively short distances. Especially landscapes where no reflected light is returned.
For subjects that are said to be at an infinite distance, AF calculations are performed using only noise components in the circuit.
Since noise is generated randomly, there is a high possibility of erroneous distance measurement at long distances.
即ち、遠距離になると、PSD5の光電流11゜■ が
小さくなり、相対的にノイズ成分INl’■N2が増加
するため、上記(4)式は次の(5)式のように書き換
える必要がある。That is, as the distance increases, the photocurrent 11°■ of the PSD 5 becomes smaller and the noise component INl'■N2 increases relatively, so the above equation (4) needs to be rewritten as the following equation (5). be.
・・・・・・・・・(5)
(4)式を理論値としたとき、(5)式で求められる1
7pの誤差Δ−は、
!
・・・・・・・・・(6)
となる。・・・・・・・・・(5) When formula (4) is the theoretical value, 1 obtained by formula (5)
The error Δ- of 7p is !・・・・・・・・・(6)
上記ノイズ成分■Nl”N2はランダムノイズであるが
、上記(6)式の如く、Δ工という比演算!
を行った後では、これをいくら積分してもゼロに近づく
ということはない、しかし、上記比演算を行わせる以前
であれば、ランダムノイズは積分すればする程、ゼロに
近づいていく。The above noise component ■Nl''N2 is random noise, but after performing the ratio operation called Δk as in equation (6) above, no matter how much you integrate it, it will not approach zero, but , before the above ratio calculation is performed, the more the random noise is integrated, the closer it gets to zero.
一方、上記光電流I、I といった信号電流の大きさ
についてみると、例えば60cm〜10mまで測距させ
ようとした場合、扱う光電流の比は1〜277倍とダイ
ナミックレンジを非常に大きくとる必要があり、単純に
IREDの発光と受光光量の積分動作を繰返していくと
、近距離でレンジオーバとなってしまう可能性がある。On the other hand, if we look at the magnitude of the signal currents such as the photocurrents I and I, for example, when trying to measure a distance from 60cm to 10m, the ratio of the photocurrents to be handled must be 1 to 277 times, which is a very large dynamic range. Therefore, if the IRED simply repeats the operation of emitting light and integrating the amount of received light, there is a possibility of overrange at short distances.
また、このことは逆にみれば無駄な発光と積分動作が行
われることにもなる。Moreover, viewed from the other side, this also means that unnecessary light emission and integral operation are performed.
本発明の目的は、上記従来の距離検出装置における上述
の不具合を除去し、比演算方式の測距装置において、測
距精度の向上を図ると共に、信号値のダイナミックレン
ジオーバの防止と節電を行うことができる被写体距離検
出装置を提供するにある。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned defects in the conventional distance detection device, improve the distance measurement accuracy in a ratio calculation type distance measurement device, and prevent the signal value from exceeding the dynamic range and save power. The object of the present invention is to provide a subject distance detection device capable of detecting a subject distance.
[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、
被写体に向けてパルス光を投射する投光手段と、このパ
ルス光の被写体からの反射光を受光し、被写体距離に応
じた割合で第1電流値と第2電流値とを出力する位置検
出素子とを有した被写体距離検出装置において、
上記第1電流値に応じた積分動作を行う第1積分手段お
よび上記第2電流値に応じた積分動作を行う第2積分手
段と、
上記第1積分手段の出力および第2積分手段の出力を各
々基準電圧と比較する第1比較手段および第2比較手段
と、
上記第1電流値と第2電流値との割合に応じて被写体距
離を算出する演算手段と、
を具備し、上記第1比較手段もしくは第2比較手段に応
じて、少なくとも上記第1積分手段、第2積分手段の動
作を停止させるようにしたことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes a light projection unit that projects pulsed light toward a subject, and a light projector that receives reflected light of the pulsed light from the subject and adjusts the distance to the subject. In a subject distance detection device having a position detection element that outputs a first current value and a second current value at a proportion corresponding to the first current value, the first integrating means performs an integrating operation according to the first current value, and the second a second integrating means that performs an integrating operation according to the current value; a first comparing means and a second comparing means that respectively compare the output of the first integrating means and the output of the second integrating means with a reference voltage; calculation means for calculating a subject distance according to a ratio between a current value and a second current value; It is characterized in that the operation of the means is stopped.
[作 用コ
被写体からの反射光を受けて出力された電流値によって
被写体距離を演算する前に、電流値を積分してノイズを
低減させ、その積分値により比演算を行い距離を算出す
ると共に、積分値を検知していて演算するのに充分な電
流が得られたら投光手段および積分動作を終了させる。[Operation] Before calculating the distance to the object using the current value output in response to the reflected light from the object, the current value is integrated to reduce noise, and the integrated value is used to perform a ratio calculation to calculate the distance. , when the integral value is detected and sufficient current for calculation is obtained, the light projecting means and the integral operation are terminated.
[実 施 例] 以下、図示の実施例により本発明を説明する。[Example] The present invention will be explained below with reference to illustrated embodiments.
第1図は、本発明の基本概念を示す被写体距離検出装置
の構成ブロック図である。この第1図において、IRE
Dl、IREDドライバIA、PSD5.投光レンズ2
.受光レンズ4.CPU7およびアンプ12.13等は
、前記第5図、第6図に示した従来のものと同様に構成
されている。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a subject distance detection device showing the basic concept of the present invention. In this Figure 1, IRE
Dl, IRED driver IA, PSD5. Light projection lens 2
.. Light receiving lens 4. The CPU 7, amplifiers 12, 13, etc. are constructed in the same manner as the conventional ones shown in FIGS. 5 and 6.
上記PSD5の光電流出力1..I2は、低入力インピ
ーダンスのアンプ12.13によって定常光によるDC
電流成分を分離されると共にそれぞれ増幅され、第1.
第2の積分回路30.31により第1基準電圧Vref
’lを基準にそれぞれ積分する。この積分動作によって
、被写体に向けて工REDIが複数回発光し、その反射
光を受けて出力された光電流II に含まれているラ
ング1′2
ムノイズは、そのたびに相殺され積分効果が発揮される
。Photocurrent output of the above PSD5 1. .. I2 is converted to DC by constant light by an amplifier 12.13 with low input impedance.
The current components are separated and amplified respectively, and the first .
The first reference voltage Vref is set by the second integration circuit 30.31.
' Integrate each using l as a reference. Through this integral operation, the REDI emits light multiple times toward the subject, and the rung noise contained in the photocurrent II output after receiving the reflected light is canceled out each time, producing an integral effect. be done.
この積分によりS/Nを向上させた光電流信号を、比演
算回路34に入力し、前記(4)式と同様の演算をする
。The photocurrent signal whose S/N has been improved by this integration is input to the ratio calculation circuit 34, and the same calculation as in equation (4) is performed.
また、この積分電圧を常にコンパレータ35゜36によ
って監視し、積分電圧が充分なレベルに達した時点で積
分動作を禁止するようにしである。Further, this integrated voltage is constantly monitored by comparators 35 and 36, and the integrating operation is prohibited when the integrated voltage reaches a sufficient level.
即ち、上記第1.第2の積分回路30.31の出力を第
1コンパレータ35.第2コンパレータ36の+側入力
端にそれぞれ入力すると共に、各コンパレータ35,3
6の一側入力端には第2基準電圧vref2が印加され
ていて、積分入力電圧が許容レベルvref2を越えよ
うとすると、コンパレータ35,36の各出力を入力さ
れたノア回路39の出力が“L#レベルとなり、ナント
ゲート37、インバータ38はオフするため、積分信号
INTは出力されず、積分動作は終了する。That is, the above 1. The output of the second integrating circuit 30.31 is transferred to the first comparator 35.31. It is input to the + side input terminal of the second comparator 36, and each comparator 35, 3
A second reference voltage vref2 is applied to one side input terminal of the 6, and when the integral input voltage is about to exceed the permissible level vref2, the output of the NOR circuit 39 to which the outputs of the comparators 35 and 36 are input becomes " Since the level becomes L# and the Nant gate 37 and inverter 38 are turned off, the integral signal INT is not output and the integral operation ends.
また、この距離検出装置では、積分禁止後のIREDI
の発光は無意味であるということがらIREDの発光も
積分動作と同時に禁止するようにしたために積分信号I
NT信号をIREDドライバIAにも人力させている。In addition, in this distance detection device, the IREDI after the integration is disabled is
Since the light emission of IRED is meaningless, the light emission of IRED is also prohibited at the same time as the integral operation, so that the integral signal I
The NT signal is also manually input to the IRED driver IA.
このように構成された距離検出装置においては、近距離
の被写体に対しては、IREDIの1回の発光の途中で
も十分に信号光量が積分されてEND信号がインバータ
14を介して出力される。また、遠距離の被写体に対し
ては反射される信号光量が十分でないため、発光回数が
増加しランダムノイズも増える傾向となるが、積分回数
も増加するので、遠距離になる程、積分によるノイズ相
殺効果はより効果的になり、従来、アクティブ式AFに
おいて苦手とされていた遠距離領域の測距も高精度で行
われることになる。In the distance detection device configured as described above, for a subject at a short distance, the amount of signal light is sufficiently integrated even during one IREDI light emission, and an END signal is outputted via the inverter 14. In addition, since the amount of signal light reflected from a distant object is not sufficient, the number of flashes increases and random noise tends to increase, but the number of integrations also increases, so the farther the object is, the more noise is caused by integration. The canceling effect becomes more effective, and distance measurement in long-distance areas, which has conventionally been considered weak in active AF, can be performed with high precision.
そして、上記END信号が出力されると、CPU7がそ
れを検知して、出力回路32を介して比演算回路34の
演算結果を読みとり距離を計算する。When the END signal is output, the CPU 7 detects it, reads the calculation result of the ratio calculation circuit 34 via the output circuit 32, and calculates the distance.
第2図は、上記′1s1図に示した本発明の基本概念に
従って、より具体的に構成した本発明の距離検出装置の
実施例を示したものである。この実施例におけるPSD
5、アンプ12.13、コンパレータ35,36、イン
バータ38、ノアゲート39等は、上記第1図のものと
同一の機能を持つ。FIG. 2 shows an embodiment of the distance detecting device of the present invention more specifically constructed in accordance with the basic concept of the present invention shown in FIG. 1s1 above. PSD in this example
5. The amplifiers 12, 13, comparators 35, 36, inverter 38, NOR gate 39, etc. have the same functions as those shown in FIG. 1 above.
また、PSD5で発生した光電流1.1 の2つの信
号を、それぞれ増幅し積分し、また第2基準電圧vre
f2と比較する回路系は、各々全く同様に形成されるの
で、ここでは一方の光電流11の回路系のみについて説
明する。In addition, two signals of photocurrent 1.1 generated by the PSD 5 are amplified and integrated, and a second reference voltage vre is
Since the circuit systems to be compared with f2 are formed in exactly the same way, only the circuit system for one photocurrent 11 will be described here.
被写体にカメラを向けた場合、一般に被写体は太陽光や
人口照明光によって定常的に光を照射されているため、
PSD5には信号光以外にもそれらによる定常光が入射
しており、PSD5はこれらによる定常光電流IOを出
力している。AFの演算においては、この定常光電流I
。を除去してIREDI (第1図参照)による信号光
電流11゜I2のみを弁別して取り出す必要がある。When pointing a camera at a subject, the subject is generally constantly illuminated by sunlight or artificial lighting, so
In addition to the signal light, steady light from these lights is incident on the PSD 5, and the PSD 5 outputs a steady light current IO from these lights. In AF calculation, this steady photocurrent I
. It is necessary to remove only the signal photocurrent 11°I2 due to IREDI (see FIG. 1) and extract it.
従って、先ずこの定常光電流の除去動作について説明す
る。この定常光電流l。と信号光電流I、、I2の弁別
は、基本的にはIREDが発光していない状態と発光し
た状態とで定常光電流1oの成分は変化しないから変化
分は信号光電流I、、I2であると判断することにより
行われる。Therefore, first, the operation for removing this steady photocurrent will be explained. This steady photocurrent l. Basically, the component of the steady photocurrent 1o does not change between the state in which the IRED is not emitting light and the state in which it is emitting light, so the difference between the signal photocurrents I,, I2 and the signal photocurrents I,, I2 is as follows: This is done by determining that there is.
IREDIの発光前、定常光電流I。がアンプ12(1
3)に低入力インピーダンスにより吸い込まれ、定電流
源41 (55)により定電流ITBを流されているト
ランジスタ40 (54)で増幅されようとすると、圧
縮ダイオード42 (56)に流れる電流が増加する。Before the emission of IREDI, the steady-state photocurrent I. is amplifier 12 (1
3) due to the low input impedance and is attempted to be amplified by the transistor 40 (54) through which a constant current ITB is passed by the constant current source 41 (55), the current flowing through the compression diode 42 (56) increases. .
しかし、圧縮ダイオード42 (56)は予め定電流源
43 (58)の定電流IDBでバイアスされていて、
この電圧レベルはホールドアンプ51(65)の−側入
力によって観測されている。一方、ホールドアンプ51
(65)の+側入力は、同じく定電流■DBを流す定電
流源50 (64)でバイアスされた圧縮ダイオード4
9 (63)の電圧レベルと等しくなっている。このた
めホールドアンプ51(65)は上記圧縮ダイオード4
2 (56)に定常光電流!。However, the compression diode 42 (56) is biased in advance with the constant current IDB of the constant current source 43 (58),
This voltage level is observed by the negative input of the hold amplifier 51 (65). On the other hand, hold amplifier 51
The + side input of (65) is a compression diode 4 biased by a constant current source 50 (64) that also flows a constant current ■DB.
9 (63). Therefore, the hold amplifier 51 (65) is connected to the compression diode 4.
2 Steady photocurrent in (56)! .
に基づく電流が流れようとすると、イマジナリショート
を保とうとする帰還動作によってトランジスタ53 (
67)のコレクタ電流を制御し、定常光電流I。をトラ
ンジスタ40 (54)に入力させず、トランジスタ5
3 (67)によりGNDに捨てる働きをする。このよ
うにトランジスタ53(67)のベース電位によって定
常光電流I、の除去が行われる。When a current based on the transistor 53 (
67) to control the collector current of the stationary photocurrent I. is not input to transistor 40 (54), and transistor 5
3 (67) works to discard to GND. In this way, the steady-state photocurrent I is removed by the base potential of the transistor 53 (67).
次に、IREDIが発光し、信号光電流11(I2)が
PSD5より出力されると、タイミング回路33からB
cUT信号(バイアスカット信号)が出力され、ホール
ドアンプ51 (65)が機能を停止、定電流源43
(58)もオフする。このとき、定常光電流!。を除去
するために制御された上記トランジスタ53 (67)
のベース電位は、ホールドコンデンサ52 (66)に
よって保持されているので、信号光電流I。(I2)は
定常光電流■。から弁別されて圧縮ダイオード42(5
6)に流れる。Next, when IREDI emits light and signal photocurrent 11 (I2) is output from PSD5, B
The cUT signal (bias cut signal) is output, the hold amplifier 51 (65) stops functioning, and the constant current source 43
(58) is also turned off. At this time, steady photocurrent! . The transistor 53 (67) controlled to remove
Since the base potential of is held by the hold capacitor 52 (66), the signal photocurrent I. (I2) is the steady photocurrent ■. The compression diode 42 (5
6).
この圧縮ダイオード42 (56)はトランジスタ44
(57)とカレントミラー回路を構成していて、同ト
ランジスタ44 (57)には増幅された信号光電流1
1 (I2)と同じ電流がコレクタ電流として流れる。This compression diode 42 (56) is the transistor 44
(57) constitutes a current mirror circuit, and the same transistor 44 (57) has an amplified signal photocurrent 1
1 (I2) flows as the collector current.
またこのとき、同じタイミングでタイミング回路33か
らBCUT信号がスイッチ45 (59) 、46 (
60) 、定電流源43(58)に加えられるので、こ
のBCUT信号かインバータ47 (61)を介して加
えられたスイッチ45(59)はオフ、直接加えられた
スイッチ46 (60)はオンする。At this time, the BCUT signal is sent from the timing circuit 33 to the switches 45 (59) and 46 (
60), is applied to the constant current source 43 (58), so the switch 45 (59) applied via the inverter 47 (61) is turned off, and the switch 46 (60) applied directly is turned on. .
従って、このスイッチ46 (60)に接続された積分
コンデンサ48 (62)には増幅された信号光電流1
1 (I2)が流れ込み積分される。この積分コンデン
サ48 (62)は、I REDの発光に先立ってリセ
ット回路68によって初期化されており、積分開始電圧
はvref’lとなる。Therefore, the amplified signal optical current 1 is applied to the integrating capacitor 48 (62) connected to this switch 46 (60).
1 (I2) flows in and is integrated. This integrating capacitor 48 (62) is initialized by the reset circuit 68 before the I RED emits light, and the integration start voltage becomes vref'l.
このようにしてIREDIが発光し、信号光電流11が
入力される度に、積分コンデンサ48には上記信号光電
流I に比例した電圧VINT工が積分されて行く。ま
た同様にして積分コンデンサ62には信号光電施工、に
比例した電圧vINT。が積分されていく。そして、こ
の積分電圧はそれぞれコンパレータ35,36の+側に
入力され、どちらかの積分電圧がコンパレータ35,3
6の一側に印加されている基準電圧vrer2のレベル
よりも上昇すると、コンパレータ35または36が働い
て積分動作を中止する。In this way, each time IREDI emits light and the signal photocurrent 11 is input, the voltage VINT proportional to the signal photocurrent I is integrated into the integrating capacitor 48. Similarly, the integrating capacitor 62 receives a voltage vINT proportional to the signal photoelectric voltage. is being integrated. Then, this integrated voltage is input to the + side of the comparators 35 and 36, respectively, and either integrated voltage is input to the comparators 35 and 36.
6, the comparator 35 or 36 operates to stop the integration operation.
次いで、これを電流信号に変換し、前記(3)式に基づ
いて比の演算を比演算回路34で行う。この比演算回路
34はアンプ69,80、ダイオード70.78、トラ
ンジスタ71.7B、74゜77、抵抗72,79、バ
ッファ81.82および定電流源76等が図示のように
接続されて構成されている。Next, this is converted into a current signal, and the ratio calculation circuit 34 performs a ratio calculation based on the above equation (3). This ratio calculation circuit 34 is constructed by connecting amplifiers 69, 80, diodes 70.78, transistors 71.7B, 74°77, resistors 72, 79, buffers 81.82, constant current source 76, etc. as shown in the figure. ing.
そして、この比演算回路34の上記抵抗72(79)の
両端に上記光電流11 (I2)に比例した電圧が印加
されると、トランジスタ71(77)には光電流I、(
I2)に比例した電流が流れる。When a voltage proportional to the photocurrent 11 (I2) is applied across the resistor 72 (79) of the ratio calculation circuit 34, the photocurrent I, (I2) is applied to the transistor 71 (77).
A current proportional to I2) flows.
ここで、これはただ単に光電流!、(I2)を増幅した
電流ではなく、積分コンデンサ48 (62)によって
ノイズを相殺し、S/Nを高めた電流となっていること
が重要である。Here, this is simply a photocurrent! , (I2), but it is important that the current is a current whose noise is canceled out by the integrating capacitor 48 (62) and the S/N is increased.
従って、圧縮ダイオード70にも光電流11に比例した
電流が流れて圧縮される。この電圧信号はバッファ81
を介してトランジスタ73のベースに入力される。同様
にトランジスタ74のベースには光電流I2に比例した
電流の、圧縮ダイオード78によって圧縮された電圧信
号がバッファ82を介して入力される。Therefore, a current proportional to the photocurrent 11 flows through the compression diode 70 as well, and the diode 70 is compressed. This voltage signal is transferred to the buffer 81
is input to the base of transistor 73 via. Similarly, a voltage signal compressed by a compression diode 78 and having a current proportional to the photocurrent I2 is input to the base of the transistor 74 via a buffer 82.
この比演算回路34では、光電流If、I2を同様に増
幅しているので、圧縮ダイオード70に流れる電流をI
IQ’圧縮ダイオード78に流れる電流を120とする
と、トランジスタ73のベース一方、定電流源76に流
れる電流は■φなので、Ia+Ib−Iφ ・−−
−−−−−−(11)が成立し、上記(10)(11)
式よりという式が導かれる。Since this ratio calculation circuit 34 similarly amplifies the photocurrents If and I2, the current flowing through the compression diode 70 is
If the current flowing through the IQ' compression diode 78 is 120, the current flowing through the base of the transistor 73 and the constant current source 76 is ■φ, so Ia+Ib−Iφ ・−−
--------(11) holds, and the above (10) and (11)
From Eq.
つまり、
前記(4)
式と上記
Ia
= Vz + VT−g −・・・・・・・・・(8
)” Is
の2式が成り立つ。ただし、Vref’3は基準電圧、
Igはトランジスタ74に流れる電流、Ibはトランジ
スタ73に流れる電流である。これによりという式が成
立し、Iaの大きさによって距離情報gが得られること
になる。In other words, the above formula (4) and the above Ia = Vz + VT-g - (8
)" Is holds true. However, Vref'3 is the reference voltage,
Ig is a current flowing through the transistor 74, and Ib is a current flowing through the transistor 73. As a result, the following formula is established, and distance information g can be obtained depending on the magnitude of Ia.
そして、本実施例では上記電流1aをトランジスタ74
のコレクタに接続した出力抵抗75(RoU丁)によっ
て電圧に変換し、CPU7(第1図参照)の持つA/D
変換器により読み取り易いようにしている。即ち、
V −R◆Ia
OUT 00丁
より
・・・・・・(14)
このVoUTを得るまでのタイミングチャートを、第3
図および第4図に示す。In this embodiment, the current 1a is transferred to the transistor 74.
It is converted into a voltage by the output resistor 75 (RoU-D) connected to the collector of the CPU 7 (see Figure 1).
A converter makes it easy to read. That is, from V -R◆Ia OUT 00... (14) The timing chart until obtaining this VoUT is shown in the third
As shown in FIG.
第3図は、被写体距離が近くて積分電圧vINT□が2
回目の発光でVref2に達した場合である。この場合
には光量は充分であるので、多数回の積分によるノイズ
相殺効果を当にしなくても良好な精度で測距結果V。8
.が得られる。In Figure 3, the subject distance is close and the integral voltage vINT□ is 2.
This is a case where Vref2 is reached in the second light emission. In this case, since the amount of light is sufficient, the distance measurement result V can be obtained with good accuracy without relying on the noise canceling effect caused by multiple integrations. 8
.. is obtained.
14図のタイミングチャートは、被写体距離が遠く、I
REDを例えば、32回発光させても、積分電圧vIN
TI ” INT2共ニV、ef2ニ達しない場合を
示している。この場合、本実施例では測距時間が徒に長
くなるのを防ぐために、リミッタ信号END2 (第2
図参照)をIREDが32回の発光を終了した時点で出
力し、測距動作を強制的に終了させるようにしている。The timing chart in Figure 14 shows that the subject distance is far and I
For example, even if the RED emits light 32 times, the integrated voltage vIN
TI" INT2 does not reach V and ef2. In this case, in this embodiment, in order to prevent distance measurement time from becoming unnecessarily long, limiter signal END2 (second
(see figure) is output when the IRED finishes emitting light 32 times to forcibly end the distance measuring operation.
そして、オアゲート83にEND信号が出力されると、
定電流源76がオンしてVoUTが出力される形式とし
ている。Then, when the END signal is output to the OR gate 83,
The constant current source 76 is turned on and VoUT is output.
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、AF用信号光電流に
含まれるランダムノイズを多数回積分によって相殺する
ようにしたので、極めて精度の高い被写体距離検出装置
を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the random noise contained in the AF signal photocurrent is canceled out by multiple integrations, so that it is possible to provide an extremely accurate object distance detection device. I can do it.
そして、また本発明では信号光電流の積分電圧が、ある
レベルに達すると十分にS/Nの良い測距が行えるので
、その時点で測距動作を終了するようにした。従って、
近距離の被写体において十分に信号光の光量が期待でき
る領域では、タイムラグも少なくすることができ、この
点でも従来の測距装置より使用し易く、同時に信号光積
分による積分電圧のダイナミックレンジの対策も行って
いるので、オートゲインコントロール回路やオートパワ
ーコントロール回路等の複雑な機能を必要とせず、回路
的にも簡単に実現可能であるという顕著な効果を発揮す
る。Further, in the present invention, since distance measurement with a sufficiently good S/N can be performed when the integrated voltage of the signal photocurrent reaches a certain level, the distance measurement operation is terminated at that point. Therefore,
In areas where a sufficient amount of signal light can be expected for a subject at a close distance, the time lag can be reduced, and in this respect it is easier to use than conventional distance measuring devices.At the same time, it is possible to reduce the dynamic range of the integrated voltage by integrating the signal light. Since it also performs the following steps, it does not require complicated functions such as an auto gain control circuit or an auto power control circuit, and has the remarkable effect of being easily realized in terms of circuitry.
第1図は、本発明の基本概念を示す被写体距離検出装置
の構成ブロック図、
第2図は、本発明の具体的な実施例を示す被写体距離検
出装置の電気回路図、
第3図および第4図は、上記第2図の被写体距離検出装
置の動作を説明するためのタイミングチャート、
第5図は、アクティブ式AFカメラにおける要部の構成
ブロック図、
第6図は、従来のアクティブ式AFカメラにおける被写
体距離検出装置の構成を示すブロック図である。
1・・・・・・・・・IRED(投光手段)3・・・・
・・・・・被写体
5・・・・・・・・・PSD (位置検出素子)30・
・・・・・第1積分回路(第1積分手段)31・・・・
・・第2積分回路(第2積分手段)V 、V
・・・・・・基準電圧reft ref’2FIG. 1 is a block diagram of the configuration of a subject distance detection device showing the basic concept of the present invention. FIG. 2 is an electric circuit diagram of the subject distance detection device showing a specific embodiment of the present invention. FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the subject distance detection device shown in FIG. 2, FIG. 5 is a block diagram of the main parts of an active AF camera, and FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a subject distance detection device in a camera. 1...IRED (light emitting means) 3...
...Subject 5...PSD (position detection element) 30.
...First integrating circuit (first integrating means) 31...
...Second integrating circuit (second integrating means) V, V
...Reference voltage reft ref'2
Claims (1)
このパルス光の被写体からの反射光を受光し、被写体距
離に応じた割合で第1電流値と第2電流値とを出力する
位置検出素子とを有した被写体距離検出装置において、 上記第1電流値に応じた積分動作を行う第1積分手段お
よび上記第2電流値に応じた積分動作を行う第2積分手
段と、 上記第1積分手段の出力および第2積分手段の出力を各
々基準電圧と比較する第1比較手段および第2比較手段
と、 上記第1電流値と第2電流値との割合に応じて被写体距
離を算出する演算手段と、 を具備し、上記第1比較手段もしくは第2比較手段に応
じて、少なくとも上記第1積分手段、第2積分手段の動
作を停止させるようにしたことを特徴とする被写体距離
検出装置。(1) A light projection means for projecting pulsed light toward a subject;
In a subject distance detection device having a position detection element that receives the reflected light of the pulsed light from the subject and outputs a first current value and a second current value at a ratio according to the subject distance, the first current a first integrating means that performs an integral operation according to the current value; a second integrating means that performs an integral operation according to the second current value; and an output of the first integrating means and an output of the second integrating means, respectively, as a reference voltage. a first comparison means and a second comparison means for comparison; and a calculation means for calculating a subject distance according to the ratio of the first current value and the second current value; A subject distance detecting device characterized in that the operation of at least the first integrating means and the second integrating means is stopped depending on the comparing means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15711690A JPH0448209A (en) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | Subject distance detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15711690A JPH0448209A (en) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | Subject distance detecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0448209A true JPH0448209A (en) | 1992-02-18 |
Family
ID=15642569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15711690A Pending JPH0448209A (en) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | Subject distance detecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0448209A (en) |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP15711690A patent/JPH0448209A/en active Pending
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