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JPH0465627A - Moving speed detecting device for object - Google Patents

Moving speed detecting device for object

Info

Publication number
JPH0465627A
JPH0465627A JP17704590A JP17704590A JPH0465627A JP H0465627 A JPH0465627 A JP H0465627A JP 17704590 A JP17704590 A JP 17704590A JP 17704590 A JP17704590 A JP 17704590A JP H0465627 A JPH0465627 A JP H0465627A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
circuit
subject
distance
integration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17704590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Nonaka
修 野中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP17704590A priority Critical patent/JPH0465627A/en
Priority to US07/720,738 priority patent/US5136148A/en
Publication of JPH0465627A publication Critical patent/JPH0465627A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect the moving speed of the object at a high speed with high accuracy by finding the moving speed of the object from a 1st and a 2nd integration output obtained by performing range finding operation plural times. CONSTITUTION:Under the control of a CPU 11, an IRED 12a is made to emit light at equal time intervals. A range finding optical system 12 projects the light from the IRED 12a on the subject 10 and converges reflected light from the subject 10 to generate signal currents I1 and I2 corresponding to the incidence position of the converged reflected signal light. A distance arithmetic circuit 14 processes the output signal of a PSD 12d to find the distance l to the object 10. An integration circuit 16 integrates range finding results supplied through a switch SW 1 in order. An integration circuit 16 integrates range finding results supplied through a switch SW 2 in order. A subtracting circuit 15 finds the difference between the integration outputs. The CPU 11 calculates the moving speed of the object 10 to the optical axis direction according to the output of the circuit 15. The CPU 11 controls the integration timing of the integration circuits 16 and 17.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、たとえば被写体の移動速度検出装置、さら
に詳しくは、焦点検出出力にもとづいて撮影レンズを合
焦位置に駆動するカメラの自動焦点撮影装置などに応用
され、前記撮影レンズの光軸方向への被写体移動にとも
なう焦点ずれを防ぐために被写体の移動速度を検出する
被写体の移動速度検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to, for example, a moving speed detection device for a subject, and more specifically, to automatic focus photography of a camera that drives a photographing lens to a focus position based on a focus detection output. The present invention relates to a subject moving speed detection device that is applied to a photographic device, etc., and detects the moving speed of the subject in order to prevent defocusing due to movement of the subject in the optical axis direction of the photographic lens.

[従来の技術] 従来、撮影レンズの光軸方向に移動する被写体を撮影し
ようとした場合、そのレリーズタイムラグ中の被写体移
動にともなって焦点ずれが発生するという欠点があった
[Prior Art] Conventionally, when attempting to photograph a subject moving in the optical axis direction of a photographic lens, there has been a drawback that a focus shift occurs as the subject moves during the release time lag.

そこで、この焦点ずれを防ぐものとして、たとえば特開
昭63−159817号公報に、第ルリーズ信号に応答
して測距動作を複数回行い、露光開始時の被写体の位置
を予測して撮影レンズを駆動するようにしたものが開示
されている。また、カメラ以外の分野では、たとえば特
開昭62−232571号公報に示されるように、赤外
線を被測定物に投射し、その反射信号にもとづいて被測
定物の移動速度を検出する方法か提案されている。
Therefore, in order to prevent this focus shift, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 159817/1983 discloses that distance measuring operations are performed multiple times in response to the Lullize signal, and the position of the subject at the start of exposure is predicted and the photographing lens is adjusted. A drive device is disclosed. In fields other than cameras, for example, as shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-232571, a method has been proposed in which infrared rays are projected onto an object to be measured and the moving speed of the object is detected based on the reflected signal. has been done.

ここで、上記した特開昭63−159817号公報を例
に、従来の速度検出装置について説明する。
Here, a conventional speed detection device will be explained using the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 63-159817 as an example.

第6図において、1は被写体であり、2〜4はそれぞれ
測距装置を構成する測距用光学系、発光素子駆動回路、
距離演算回路である。
In FIG. 6, 1 is a subject, and 2 to 4 are a distance measuring optical system, a light emitting element drive circuit, and a light emitting element driving circuit, respectively, which constitute a distance measuring device.
This is a distance calculation circuit.

すなわち、測距用光学系2に含まれる赤外発光ダイオー
ド(IRED)2aが発光素子駆動回路3によりドライ
ブされると、IRED2aからの光が投光用レンズ2b
を介して被写体1に投光される。この被写体1に投光さ
れた光はそこで反射された後、受光レンズ2cによって
集光され、光位置検出素子(PSD)2d上に結像され
る。すると、PSD2dからは、上記反射信号光の入射
位置に応じた信号電流1.、I2が出力される。
That is, when an infrared light emitting diode (IRED) 2a included in the ranging optical system 2 is driven by the light emitting element drive circuit 3, light from the IRED 2a is transmitted to the light projection lens 2b.
The light is projected onto the subject 1 through. The light projected onto the subject 1 is reflected there, then condensed by a light receiving lens 2c, and formed into an image on a optical position detection element (PSD) 2d. Then, from the PSD 2d, a signal current 1. , I2 are output.

そして、この信号電流1.、I2を距離演算回路4によ
って処理することにより、被写体1まての距離が求めら
れる。
Then, this signal current 1. , I2 are processed by the distance calculating circuit 4 to determine the distance to the subject 1.

速度検出装置では、タイミング回路5にしたがって上述
のごとき測距動作か所定の時間間隔て繰り返えされる。
In the speed detection device, the distance measuring operation as described above is repeated at predetermined time intervals according to the timing circuit 5.

そして、それぞれの測距結果を距離データ記憶回路6に
記憶した後、所定時間内に被写体1がどれだけ位置を変
位させたかを計算することにより、その移動速度が検出
される。
After each distance measurement result is stored in the distance data storage circuit 6, the moving speed of the subject 1 is detected by calculating how much the subject 1 has displaced within a predetermined period of time.

なお、この速度検出装置は、速度変化をも判定するため
に、次数判定回路7aと1次関数決定回路7bと2次関
数決定回路7cとからなる専用の関数決定回路7を具備
するとともに、撮影時点(露光開始時)における被写体
距離を予測するための距離予測演算回路8、およびそれ
らを制御する制御回路9などを含むものであった。
Note that this speed detection device is equipped with a dedicated function determination circuit 7 consisting of an order determination circuit 7a, a linear function determination circuit 7b, and a quadratic function determination circuit 7c in order to determine speed changes as well. It included a distance prediction calculation circuit 8 for predicting the subject distance at a time point (at the start of exposure), a control circuit 9 for controlling them, and the like.

[発明か解決しようとする課題] 上記した従来の速度検出装置においては、測距時間か無
視てきるほど小さく、しかも測距結果にまったく誤差が
ない場合には有効であった。
[Problems to be Solved by the Invention] The conventional speed detection device described above is effective when the distance measurement time is negligibly small and there is no error in the distance measurement result.

しかしながら、実際には、これらを考慮しなければなら
す、また以下のような欠点かあった。すなわち、距離デ
ータからその被写体1の運動速度の関数の次数を厳密に
求めるためには複雑な回路を必要とし、高価となる。ま
た、ワンチップマイコン(たとえば、CPU)などを用
いてソフト上の演算を行うようにした場合には、その演
算時間が無視てきず、自動車のような高速度で移動する
物体の速′度を検出することか不可能となる。
However, in reality, these must be taken into consideration, and there are also the following drawbacks. That is, in order to accurately determine the order of the function of the motion speed of the subject 1 from the distance data, a complicated circuit is required, which is expensive. Furthermore, if a one-chip microcomputer (for example, a CPU) is used to perform calculations on software, the calculation time cannot be ignored, and the speed of an object moving at high speed, such as a car, cannot be ignored. It becomes impossible to detect.

このような理由から、速度検出装置において求められる
のは、測距誤差が極めて小さく、しかも高速度にて測距
動作が可能な測距装置である。ところが、電子回路には
必ずノイズか存在し、簡単には理想的な測距装置を作成
することかできない。
For these reasons, what is required in a speed detection device is a distance measuring device that has extremely small distance measurement errors and can perform distance measurement operations at high speeds. However, noise is always present in electronic circuits, and it is not easy to create an ideal distance measuring device.

これに対し、本願出願人により、積分によるノイズ相殺
効果によって高精度のオートフォーカスを実現する提案
(たとえば、特開昭63−132110号公報参照)が
すてになされている。しかし、この提案のように、I 
REDを何度も発光させる測距方式では、やはりタイム
ラグが長くなるため、速度検出装置には適さないもので
あった。
In response to this problem, the applicant of the present invention has proposed realizing highly accurate autofocus by the noise canceling effect of integration (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 132110/1983). However, as in this proposal, I
The distance measuring method in which the RED is emitted many times has a long time lag, so it is not suitable for a speed detection device.

第7図は、従来の測距方式を採用した一般的な速度検出
動作を示すものである。
FIG. 7 shows a general speed detection operation using a conventional distance measuring method.

すなわち、1回の測距動作たけでは精度の確保か困難な
場合、複数回の測距動作を行うことにより、測距結果に
ランダムにのってくるノイズ成分を相殺することかでき
る。ところか、第7図に示すように、(イ)のタイミン
グにて複数回(ここでは、たとえば4回)の測距動作を
行うと、それたけてタイムラグを生じてしまう。その上
、4回の測距動作の間に被写体距離も変化するため、動
体の測距に有効な方法とは言い難い。
That is, if it is difficult to ensure accuracy with just one distance measurement operation, noise components randomly appearing in the distance measurement results can be canceled out by performing the distance measurement operation a plurality of times. However, as shown in FIG. 7, if the distance measuring operation is performed a plurality of times (for example, four times in this case) at the timing (a), a time lag will occur. Furthermore, since the distance to the subject changes during the four distance measurement operations, it is difficult to say that this is an effective method for distance measurement of a moving object.

また、(ロ)のタイミングにて前述の4回の測距結果か
ら正確な測距結果を求める距離演算動作の際にも、それ
なりのタイムラグを生しる。
Furthermore, a certain amount of time lag occurs when the distance calculation operation is performed to obtain an accurate distance measurement result from the above-mentioned four distance measurement results at the timing (b).

(ロ)のタイミングに続いて、(イ)のタイミングと同
様の(ハ)のタイミングにて4回の測距動作を行い、(
ニ)のタイミングにてその結果から正確な測距結果を求
める距離演算動作を行った後、それら2回の演算結果か
ら被写体の移動速度を求めようとすると、さらに速度演
算動作のための(ホ)のタイミングが必要となり、非常
に長い速度検出時間を要することになる。
Following the timing of (b), the distance measurement operation is performed four times at the timing of (c), which is the same as the timing of (a), and (
After performing a distance calculation operation to obtain an accurate distance measurement result from the results at timing d), if you try to calculate the moving speed of the subject from the results of those two calculations, the ), which requires a very long speed detection time.

また、動体を測距しているため、n[距中の動体変化に
よって何度も測距を繰り返す利点か失われることにもな
る。
Furthermore, since the distance is measured from a moving object, the advantage of repeating distance measurement many times is lost due to changes in the moving object during the distance n.

したかって、高精度で、しかもタイムラグを短くして測
距を行い、被写体の速度検出を従来と同様の考え方で行
うには大きな困難が予想された。
Therefore, it was expected that it would be very difficult to perform distance measurement with high precision and short time lag, and to detect the speed of the subject using the same concept as in the past.

この発明は、上記した測距装置には必ず測距誤差とタイ
ムラグとがあり、また測距結果の読み出しおよび演算に
も時間がかかるため、高精度で、かつ高速に被写体の移
動速度を検出することがてきないという点に鑑みなされ
たもので、高精度で、かつ高速に被写体の移動速度を検
出することができ、しかも比較的に簡易な構成で実現し
得る被写体の移動速度検出装置を提供することを目的と
している。
The present invention provides a method for detecting the moving speed of a subject with high precision and at high speed, since the above-mentioned distance measuring devices always have distance measurement errors and time lags, and it takes time to read out and calculate the distance measurement results. To provide a device for detecting the moving speed of a subject, which is capable of detecting the moving speed of a subject with high precision and high speed, and which can be realized with a relatively simple configuration. It is intended to.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、この発明の被写体の移動
速度検出装置にあっては、被写体に投光する投光手段と
、この投光手段の投光による上記被写体からの反射光を
受光し、上記被写体距離に依存した値を出力する測距手
段と、上記投光手段の投光を所定の時間間隔にて複数回
繰り返させる投光制御手段と、上記投光手段の投光が行
われる第1のタイミングで上記測距手段の出力を積分す
る第1の積分手段と、上記投光手段の投光が行われる第
2のタイミングで上記測距手段の出力を積分する第2の
積分手段と、この第1および第2の積分手段の出力を用
いて、上記被写体の上記投光手段の光軸方向に対する移
動速度を演算する速度演算手段とから構成されている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the object moving speed detection device of the present invention includes a light projecting means for projecting light onto the object, and a distance measuring means for receiving reflected light from the object and outputting a value dependent on the object distance; a light projection control means for repeating light projection by the light projection means a plurality of times at predetermined time intervals; a first integrating means for integrating the output of the distance measuring means at a first timing when the light projecting means emits light; and a first integrating means for integrating the output of the distance measuring means at a second timing when the light projecting means emits light; It is comprised of a second integrating means for integrating the output, and a speed calculating means for calculating the moving speed of the object with respect to the optical axis direction of the light projecting means using the outputs of the first and second integrating means. ing.

[作用コ この発明は、上記した手段により、複数回の測距動作に
かかる第1および第2の積分出力から被写体の移動速度
を求めることができるようになるため、ノイズに強く、
かつ短い時間での処理か可能となるものである。
[Operations] The present invention is resistant to noise because the moving speed of the subject can be determined from the first and second integral outputs of a plurality of ranging operations using the above-described means.
Moreover, the process can be completed in a short time.

[実施例] 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、この発明にかかる被写体の移動速度検出装置
の概略構成を示すものである。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a moving speed detection device for a subject according to the present invention.

すなわち、CPUIIはこの装置全体の制御を司るもの
であり、このCPUIIには、ドライバ13、距離演算
回路(AF回路)14、および減算回路15が接続され
ている。また、距離演算回路14と減算回路15との間
には、第1.第2の積分回路16.17が設けられてい
る。
That is, the CPU II controls the entire device, and a driver 13, a distance calculation circuit (AF circuit) 14, and a subtraction circuit 15 are connected to the CPU II. Further, between the distance calculation circuit 14 and the subtraction circuit 15, the first . A second integration circuit 16.17 is provided.

ドライバ13は、測距用光学系12に含まれる赤外発光
ダイオード(IRED)12aを駆動するものでありJ
CPUIIの制御によりI RED12aを同一の時間
間隔で複数回発光せしめるようになっている。
The driver 13 drives an infrared light emitting diode (IRED) 12a included in the ranging optical system 12.
Under the control of the CPU II, the I RED 12a is caused to emit light multiple times at the same time interval.

測距用光学系12は、上記IRED12aと、このIR
ED12gからの光(赤外光信号)を被写体10に向け
て投光する投光用レンズ12bと、上記被写体10から
の反射光を集光する受光レンズ12cと、この受光レン
ズ12cて集光された反射信号光の入射位置に応じた信
号電流11+12を発生する光位置検出素子(PSD)
12dとから構成されている。
The distance measuring optical system 12 includes the IRED 12a and the IR
A light projecting lens 12b that projects the light (infrared light signal) from the ED 12g toward the subject 10, a light receiving lens 12c that collects the reflected light from the subject 10, and a light receiving lens 12c that collects the light. Optical position detection element (PSD) that generates a signal current 11+12 according to the incident position of the reflected signal light
12d.

距離演算回路14は、上記IRED12aの発光にもと
づ(PSD12dの出力信号をアナログ的に演算するこ
とにより、被写体10までの距離gを求めるものである
The distance calculating circuit 14 calculates the distance g to the subject 10 based on the light emission of the IRED 12a (by calculating the output signal of the PSD 12d in an analog manner).

第1の積分回路16は、CPUIIの制御によりオン/
オフされるスイッチSWIを介して供給される、上記距
離演算回路14における測距結果を順次積分するもので
ある。
The first integration circuit 16 is turned on/off under the control of the CPU II.
The distance measurement results in the distance calculating circuit 14, which are supplied via the switch SWI which is turned off, are sequentially integrated.

第2の積分回路17は、CPUIIの制御によりオン/
オフされるスイッチSW2を介して供給される、上記距
離演算回路14における測距結果を順次積分するもので
ある。
The second integration circuit 17 is turned on/off under the control of the CPU II.
The distance measurement results in the distance calculation circuit 14, which are supplied via the switch SW2 which is turned off, are sequentially integrated.

減算回路15は、上記第1.第2の積分回路16.17
よりそれぞれ供給される積分出力の差を求めるものであ
る。
The subtracting circuit 15 is a subtracting circuit 15 that is connected to the first subtracting circuit 15 described above. Second integration circuit 16.17
This is to find the difference between the integral outputs supplied respectively.

CPUI 1は、ドライバ13の駆動タイミングや、距
離演算回路14における定常光成分より信号光成分を抜
き出すための動作を制御するとともに、減算回路15の
出力にもとづいて被写体10の光軸方向に対する移動速
度を算出するようになっている。
The CPU 1 controls the drive timing of the driver 13 and the operation for extracting the signal light component from the steady light component in the distance calculation circuit 14, and also controls the moving speed of the subject 10 in the optical axis direction based on the output of the subtraction circuit 15. is designed to be calculated.

また、CPUI 1は、第1.第2の積分回路1617
での積分タイミング(スイッチSWI。
Further, CPU 1 is the first CPU. Second integration circuit 1617
Integration timing at (switch SWI).

SW2の切り換え)を制御するものである。すなわち、
CPU、11は、ドライバ13を介してIRED12a
を発光させる場合、その都度、スイッチSWI、SW2
の開成/閉成を制御するようになっている。
This is to control the switching of SW2. That is,
The CPU 11 uses the IRED 12a via the driver 13.
When emitting light, switch SWI, SW2 each time.
It is designed to control the opening/closing of the

第2図は、上記第1.第2の積分回路16゜17におけ
る積分結果の一例を示すものである。
Figure 2 shows the above-mentioned item 1. An example of the integration result in the second integration circuit 16°17 is shown.

ここでは、縦軸が被写体距離(Ω)、横軸が時間(1)
であり、直線(N(j))は被写体10か等速度で運動
する場合のΩ対tの関係を示している。
Here, the vertical axis is subject distance (Ω), and the horizontal axis is time (1).
The straight line (N(j)) shows the relationship between Ω and t when the subject 10 moves at a constant speed.

この実施例の場合、実際には、スイッチSWI。In this example, it is actually the switch SWI.

SW2とを交互にオンさせることによって積分動作を行
うか、ここでは理解を容易なものとするために、まず、
最初の3回の測距結果は第1の積分回路16で、次の3
回の測距結果は第2の積分回路17て積分する場合につ
いて説明する。
Integral operation is performed by alternately turning on SW2.In order to make it easier to understand, here, first,
The first three distance measurement results are collected by the first integrating circuit 16, and the next three distance measurement results are
A case will be described in which the distance measurement results are integrated by the second integrating circuit 17.

第2図(a)においては、時間0、t、2t。In FIG. 2(a), times 0, t, and 2t.

3t、4t、5tにおける各測距結果をそれぞれg2、
g2、g3、Ω4、Ω5、II6として表し、測距結果
に誤差がない場合を例に示している。
Each distance measurement result at 3t, 4t, and 5t is g2,
It is expressed as g2, g3, Ω4, Ω5, and II6, and the case where there is no error in the distance measurement result is shown as an example.

この場合の測距結果p、、p2、p3についての積分結
果は、右上り斜線部S1の面積となり、測距結果g4、
Ω5、ρ6についての積分結果は、右上り斜線部S2の
面積となる。
In this case, the integration result for the distance measurement results p, , p2, p3 is the area of the upper right diagonal line S1, and the distance measurement result g4,
The integration result for Ω5 and ρ6 is the area of the upper right diagonal line portion S2.

このときの面積S1と面積S2との差(積分出力の差)
を取ると、面積S1上に右下かり斜線部S3で示す面積
か求められる。この面積S3か速度情報となる。
Difference between area S1 and area S2 at this time (difference in integral output)
Then, the area shown by the diagonal line S3 at the lower right on the area S1 can be found. This area S3 becomes speed information.

すなわち、図に示す如く、たとえばN+=12、Ω2 
=11、D 3 =10、Ω4−9、ff5−8、J7
b=7と、単位時間tの間に被写体10か1つずつ近付
いているとすると、面積S1および面積S2は、それぞ
れ S  =10+11+12=33     ・・・(1
)S2=7+8+9=24        、= (2
)となる。したかって、面積S3は、 53=SI  52=9         ・・・(3
)となる。
That is, as shown in the figure, for example, N+=12, Ω2
=11, D3 =10, Ω4-9, ff5-8, J7
Assuming that b = 7 and that the subject 10 approaches one by one during the unit time t, the area S1 and the area S2 are respectively S = 10 + 11 + 12 = 33 (1
)S2=7+8+9=24,=(2
). Therefore, the area S3 is 53=SI 52=9 (3
).

この結果より、面積Sl、S2の積分の開始タイミング
の差は3tであり、積分回数かそれぞれ3回であること
により、速度Vは、 v−33/3 t X3=9/9 t=1/l−(4)
として求めることができる。
From this result, the difference in the start timing of the integration of the areas Sl and S2 is 3t, and the number of integrations is 3 each, so the speed V is: v-33/3 t X3 = 9/9 t = 1/ l-(4)
It can be found as

第2図(b)は、時間0、t、2t、3t。FIG. 2(b) shows times 0, t, 2t, and 3t.

4t、5tにおける各測距結果Ω′3、Ω′2、Ω′3
、Ω′4、Ω 5 、D ’ 6にランダムノイズがの
った場合を例に示している。
Each distance measurement result Ω'3, Ω'2, Ω'3 at 4t and 5t
, Ω′4, Ω5, and D′6 are shown as an example.

この場合、積分によるノイズ相殺効果により、S’3=
S’l   S’2→53−9  ・・・(5)となる
ため、上記(4)式と同様に、単位時間tあたりの位置
は1つたけ変化するという速度検出か、各測距結果の不
正確さにもかかわらず可能となる。
In this case, due to the noise cancellation effect due to integration, S'3=
S'l S'2→53-9 ... (5) Therefore, similarly to the above equation (4), either the speed detection that the position changes by one per unit time t, or each distance measurement result This is possible despite the inaccuracy of

次に、基本的には、第2図を参照して説明した2つの積
分出力の差による測距方式と同じ考え方で、より高精度
の速度検出を可能とする本発明の動作について説明する
Next, the operation of the present invention, which enables more accurate speed detection, will be described basically using the same concept as the distance measuring method based on the difference between two integral outputs described with reference to FIG.

特に、I REDの光を被写体に投光して測距を行うよ
うな、いわゆるアクティブ方式のAFの場合、被写体か
遠距離にあるほどS/N比か劣化して精度か悪くなる。
In particular, in the case of so-called active AF in which distance measurement is performed by projecting IRED light onto a subject, the farther the subject is, the worse the S/N ratio and the worse the accuracy.

このため、第2図で示したように、積分動作をDl、I
12.D3の遠距離側をワンセットとして行ったときと
、Ω4.Ω6.fI5の近距離側をワンセットとして行
ったときとでは、2つの積分結果に精度の差が大きく現
れてくる。
Therefore, as shown in FIG. 2, the integral operation is changed to Dl, I
12. When the far side of D3 is done as one set, and when Ω4. Ω6. There is a large difference in accuracy between the two integration results when the short distance side of fI5 is performed as one set.

そこで、本発明においては、1回目の測距結果Ω1につ
いては第1の積分回路16で、2回目の測距結果g2に
ついては第2の積分回路17で、3回目の測距結果p3
については再び第1の積分回路16でというように、測
距動作のたびに第1゜第2の積分回路16.17を切り
換えて積分動作を行うようにしている。このように、奇
数回目の測距結果は第1の積分回路16で積分し、偶数
回目の測距結果は第2の積分回路17て積分することに
より、2つの積分結果の誤差のバランスを取ることがで
きる。
Therefore, in the present invention, the first distance measurement result Ω1 is processed by the first integration circuit 16, the second distance measurement result g2 is processed by the second integration circuit 17, and the third measurement result p3 is processed by the second integration circuit 17.
For each distance measurement operation, the first integration circuit 16 and the second integration circuit 16, 17 are switched to perform the integration operation, such as using the first integration circuit 16 again. In this way, the odd-numbered distance measurement results are integrated by the first integration circuit 16, and the even-numbered distance measurement results are integrated by the second integration circuit 17, thereby balancing the errors in the two integration results. be able to.

第3図は、本発明にかかる測距動作と積分動作とのタイ
ミングを具体的に示すものである。
FIG. 3 specifically shows the timing of the ranging operation and the integrating operation according to the present invention.

すなわち、測距動作ごとに、第1の積分回路16による
積分動作1と第2の積分回路17による積分動作2とが
図示のようなタイミングで繰り返されるようになってい
る。この場合、従来の速度検出装置(第7図参照)と比
しても距離を算出する過程が不要となるため、同じ時間
で速度検出を行う場合において、より多くの積分による
ノイズ相殺効果が期待できる。また、1回の測距動作ご
との被写体位置の変化をもはじめから考慮しているため
、はるかに高精度の速度検出が可能となる。
That is, for each distance measuring operation, the first integrating operation 1 by the first integrating circuit 16 and the second integrating operation 2 by the second integrating circuit 17 are repeated at the timing shown in the figure. In this case, compared to conventional speed detection devices (see Figure 7), there is no need for the process of calculating distance, so when speed detection is performed in the same amount of time, a noise cancellation effect due to more integration is expected. can. Furthermore, since changes in the subject position for each distance measurement operation are taken into account from the beginning, it is possible to detect speed with much higher accuracy.

ここで、一連の測距動作が終了されると、第1゜第2の
積分回路16.17からの積分出力の差が減算回路15
にて求められ、前記第2図を2照して説明した面積S3
に相当する速度情報か算出される。この場合の速度情報
(面積S3)を、上記(5)式にならって求めると、 53=(12+lO+8)   (11+9+7)=3
・・・ (6)となる。このとき、上記(4)式の場合
とは異なり、各積分回路16.17の積分タイミングの
差はtとなるが、積分回数は同様に3回すつなので、最
終的に求められる速度■は、 v = 83 / t X 3−1 / t     
  −L 7 )となる。したがって、上記(7)式は
上記(4)と同じになり、第2図を参照して説明した場
合と同様な結果が得られる。
Here, when a series of ranging operations are completed, the difference between the integral outputs from the first and second integrating circuits 16 and 17 is calculated by the subtracting circuit 15.
The area S3 obtained by and explained with reference to FIG.
The speed information corresponding to is calculated. The speed information (area S3) in this case is calculated according to the above equation (5): 53=(12+lO+8) (11+9+7)=3
...(6). At this time, unlike the case of equation (4) above, the difference in the integration timing of each integration circuit 16 and 17 is t, but the number of integrations is also 3, so the final speed ■ is calculated as follows. v = 83 / t x 3-1 / t
-L7). Therefore, the above equation (7) becomes the same as the above (4), and the same result as described with reference to FIG. 2 can be obtained.

第4図は、上記測距用光学系12の構成の詳細を示すも
のである。
FIG. 4 shows details of the configuration of the distance measuring optical system 12.

この測距用光学系12は、公知の一点用測距装置を構成
するものであり、被写体10にAF用光を投光する、い
わゆるアクティブ方式となっている。
This distance measuring optical system 12 constitutes a known single point distance measuring device, and is of a so-called active type that projects AF light onto the subject 10.

今、IRED12aか発光されると、その光はAF用先
となって投光用レンズ12bを介して被写体10に投光
される。すると、このAF用先は被写体10によって反
射され、受光レンズ12cを介して集光されることによ
りPSD12d上に像となって結ばれる。
Now, when the IRED 12a emits light, the light becomes an AF target and is projected onto the subject 10 via the light projection lens 12b. Then, this AF target is reflected by the subject 10 and focused through the light receiving lens 12c, thereby forming an image on the PSD 12d.

この場合、反射光の入射位置Xは、三角測距の原理によ
り、次式で示されるように、被写体距離gの関数として
表される。
In this case, the incident position X of the reflected light is expressed as a function of the subject distance g according to the principle of triangulation as shown by the following equation.

ここで、Sは投光用レンズ12bと受光レンズ12cと
の主点間距離(基線長)であり、fは受光レンズ12c
の焦点距離で、この位置にPSD12dは配置されるよ
うになっている。
Here, S is the distance between principal points (baseline length) between the light projecting lens 12b and the light receiving lens 12c, and f is the distance between the principal points of the light receiving lens 12c.
The PSD 12d is arranged at this position with a focal length of .

PSDI2dからは、入射位置Xの関数である2つの電
流信号1..12が出力される。全信号光電流をIpo
とし、PSD12dの長さをtpとすると、次式のよう
にpを表すことができる。
From PSDI2d, two current signals 1. .. 12 is output. The total signal photocurrent is Ipo
If the length of the PSD 12d is tp, then p can be expressed as in the following equation.

・・・(11) ここで、aは、IRED12aの発光中心と投光用レン
ズ12bの主点とを結んだ線と平行な線を受光レンズ1
2Cの主点から延ばしたときに、PSD12dとクロス
する点からPSD12dのIRED12a側の端までの
長さである。
...(11) Here, a is a line parallel to the line connecting the light emission center of the IRED 12a and the principal point of the light projecting lens 12b.
When extended from the principal point of 2C, it is the length from the point where it crosses the PSD 12d to the end of the PSD 12d on the IRED 12a side.

第5図は、PSD12dの出力信号II、12より、積
分回路16.17にて距離情報を積分するための具体的
な回路構成を示すものである。
FIG. 5 shows a specific circuit configuration for integrating distance information using the integrating circuits 16 and 17 from the output signals II and 12 of the PSD 12d.

第5図において、21.22はIRED12aの発光に
対応して発生したPSD12dの出力信号I、、I2を
低入力インピーダンスで吸い取ってそれを増幅するプリ
アンプであり、23.24はその増幅された電流1.、
I2のみを圧縮するための圧縮ダイオードである。
In FIG. 5, 21.22 is a preamplifier that amplifies the output signals I, I2 of the PSD 12d generated in response to the light emission of the IRED 12a with a low input impedance, and 23.24 is the amplified current. 1. ,
This is a compression diode for compressing only I2.

25.26はバッファであり、圧縮ダイオード2324
ての圧縮電圧を、NPN トランジスタ27.28およ
び電流源29よりなる差動演算回路30に導くためのも
のである。
25 and 26 are buffers and compression diodes 2324
This is for guiding all compressed voltages to a differential arithmetic circuit 30 consisting of NPN transistors 27 and 28 and a current source 29.

ここで、差動演算回路30の動作を図中の記号を用いて
説明すると、 という関係か成り立つ。
Here, when the operation of the differential arithmetic circuit 30 is explained using the symbols in the figure, the following relationship holds true.

したかって、上HiE(11)式および(15)式より
、 ・・・(12) ・・・(13) という関係式か成り立つ。なお、Isはトランジスタ2
7.2Bおよびダイオード23.24の逆方向飽和電流
であり、■oはサーマルボルテージである。
Therefore, from the above HiE equations (11) and (15), the following relational expressions are established: ...(12) ...(13). Note that Is is transistor 2
7.2B and the reverse saturation current of the diode 23.24, and ■o is the thermal voltage.

また、電流1aと電流1bとは、 I a + I b ” I o+         
   ”’(14)という関係から、上記(12)  
 (13)(14)式より、 となり、被写体距離Ωの逆数に比例する信号電流Iaが
得られる。
Moreover, the current 1a and the current 1b are I a + I b ” I o+
From the relationship ``' (14), the above (12)
From equations (13) and (14), the following is obtained, and a signal current Ia proportional to the reciprocal of the object distance Ω is obtained.

また、図中の31は電流源であり、この電流源31によ
り流される電流1cは、 の関係を有する。このため、圧縮ダイオード32に流れ
る電流lxは、 ・・・(18) となる。
Moreover, 31 in the figure is a current source, and the current 1c caused by this current source 31 has the following relationship. Therefore, the current lx flowing through the compression diode 32 is as follows.

一方、圧縮ダイオード33には電流源34により電流1
dか流されており、圧縮ダイオード32゜33の圧縮電
圧はおのおのバッファ35.36を介して前述の差動演
算回路30と同形式の回路37.38にそれぞれ入力さ
れる。
On the other hand, a current of 1 is supplied to the compression diode 33 by the current source 34.
The compressed voltages of the compression diodes 32 and 33 are respectively inputted to circuits 37 and 38 of the same type as the differential arithmetic circuit 30 through buffers 35 and 36, respectively.

したかって、このNPN トランジスタ39゜40およ
び電流源41よりなる差動演算回路37の出力電流1p
は、今度は、圧縮ダイオード3233が電源側基準で電
圧を発生していることに留意すると、 となる。このため、上2(18)式より、電流■Ωは、 X  Ω                    ・
・・(20〉となり、被写体距離gに比例した電流信号
として得られる。
Therefore, the output current 1p of the differential arithmetic circuit 37 consisting of the NPN transistor 39°40 and the current source 41
Now, if we note that the compression diode 3233 is generating a voltage with reference to the power supply side, then we have the following equation. Therefore, from equation 2 (18) above, the current ■Ω is:
...(20>), which is obtained as a current signal proportional to the subject distance g.

すなわち、差動演算回路37は第1のタイミングにおけ
る被写体距離gに応じた電流信号を積分回路16に供給
するための回路であり、IRED12aの奇数回目の発
光が行われるたびにタイミング信号によって電流源41
かオンされることにより、その被写体距離Ωに依存する
電流■Ωが積分回路16の積分用コンデンサ45て積分
される。
That is, the differential calculation circuit 37 is a circuit for supplying a current signal according to the subject distance g at the first timing to the integrating circuit 16, and the current source is switched on by the timing signal every time the IRED 12a emits light for an odd number of times. 41
When the current Ω is turned on, the current Ω that depends on the object distance Ω is integrated by the integrating capacitor 45 of the integrating circuit 16.

積分用コンデンサ45は、IRED12aの発光に先立
ってリセット回路46によりリセットされるようになっ
ている。このため、一連の測距動作を終了した後の出力
端子47には、上記(6)式を例にとれば、r12+1
0+8Jに相当する信号か現われる。
The integrating capacitor 45 is reset by a reset circuit 46 before the IRED 12a starts emitting light. Therefore, after completing a series of ranging operations, the output terminal 47 has r12+1, taking the above equation (6) as an example.
A signal corresponding to 0+8J appears.

方、NPN )ランジスタ42,43および電流源44
よりなる差動演算回路38は、第2のタイミングにおけ
る被写体距離Ωに応じた電流信号を積分回路17に供給
するための回路であり、IRED12aの偶数回目の発
光が行われるたびにタイミング信号によって電流源44
がオンされることにより、その被写体距離gに依存する
電流IIJzが積分回路17の積分用コンデンサ48で
積分される。
(NPN) transistors 42, 43 and current source 44
The differential arithmetic circuit 38 is a circuit for supplying a current signal according to the object distance Ω at the second timing to the integrating circuit 17, and the differential calculation circuit 38 is a circuit for supplying a current signal according to the object distance Ω at the second timing to the integrating circuit 17. source 44
By turning on the current IIJz, which depends on the object distance g, is integrated by the integrating capacitor 48 of the integrating circuit 17.

このときの電流IN2は、上記(20)式と同様に、 という、被写体距離pに依存する関係を満たす。The current IN2 at this time is similar to the above equation (20), The relationship that depends on the subject distance p is satisfied.

積分用コンデンサ48は、同様に、I RED12aの
発光に先立ってリセット回路49によりリセットされる
ようになっている。このため、連の測距動作を終了した
後の出力端子50には、上記(6)式を例にとれば、r
ll+9+7Jに相当する信号が現われる。
Similarly, the integrating capacitor 48 is reset by a reset circuit 49 before the I RED 12a emits light. For this reason, after completing a series of ranging operations, the output terminal 50 has r
A signal corresponding to ll+9+7J appears.

このようにして、上記第3図に示したような複数回の測
距動作の終了後、減算回路15にて、上記出力端子47
.50に現われる電圧信号の差から上記(6)式におけ
る速度情報S3が求められる。なお、速度情報S、の算
出は、各積分出力をA/D変換してディジタル的にCP
UIIて行うようにしても良いし、オペアンプなどで構
成されるアナロク減算回路で行うようにしても良い。
In this way, after completing the distance measuring operation a plurality of times as shown in FIG.
.. The speed information S3 in the above equation (6) is determined from the difference in the voltage signals appearing at 50. Note that the speed information S is calculated digitally by A/D converting each integral output.
This may be performed using the UII, or may be performed using an analog subtraction circuit composed of an operational amplifier or the like.

そして、この速度情報S、にもとづいてたとえばCPU
I 1によるソフト上の処理、つまり上記(7)式に示
したような演算により、被写体10の移動速度Vか算出
される。
Based on this speed information S, for example, the CPU
The moving speed V of the subject 10 is calculated by software processing by I1, that is, by calculation as shown in equation (7) above.

すなわち、上記出力端子47.50に現われる電圧信号
をそれぞれvOIJTl+ vOUT2とすると、被写
体位置D  (t)は、第2図を参照して説明した速度
Vにより、 1)  (t)=  v−t+l)1       ・
・・(22)となる。
That is, if the voltage signals appearing at the output terminals 47 and 50 are respectively vOIJTl+vOUT2, then the subject position D(t) is determined by the speed V explained with reference to FIG. 2 as follows: 1) (t)=v-t+l) 1 ・
...(22).

また、上記(20)、(21)式は、それぞれIρ−A
−fi (t) =A (Ω+   v−t)  ・”
 (23)IN 2−A−11(t) −A (J7 
r−v・t)・・(24)として現わせる。ただし、A
は定数。
Moreover, the above equations (20) and (21) are respectively Iρ−A
−fi (t) = A (Ω+ v−t) ・”
(23) IN 2-A-11(t) -A (J7
r−v·t) (24). However, A
is a constant.

したがって、積分用コンデンサ45の容量をCとすると
、電圧信号V。UTIは、 Δ V oじT  −vourz   VOLj’T・
・・(25) となる。ただし、Tは積分時間。
Therefore, if the capacitance of the integrating capacitor 45 is C, then the voltage signal V. UTI is ΔV ojiT -vourz VOLj'T・
...(25) becomes. However, T is the integration time.

一方、電圧信号V 0LIT2は、電圧信号V。UTI
に対してΔtだけタイミングをずらし、時間Tだけ積分
を行った結果であることから、 ・・・(26) となる。
On the other hand, the voltage signal V0LIT2 is the voltage signal V. UTI
This is the result of shifting the timing by Δt and integrating by time T, so...(26) is obtained.

これにより、電圧信号V。U□1+ vOUT2の差Δ
V 0LITは− となる。ただし、Dは定数。
As a result, the voltage signal V. U□1+difference Δ of vOUT2
V0LIT becomes -. However, D is a constant.

以上のように、2つの積分出力V 0LIT1. V 
0UT2の差Δ■。0工より、速度Vは簡単に求めるこ
とができる。
As described above, two integral outputs V0LIT1. V
0UT2 difference Δ■. The speed V can be easily determined from 0 work.

上記したように、複数回の測距動作にかかる第1および
第2の積分出力から被写体の移動速度を求めるようにし
ている。
As described above, the moving speed of the subject is determined from the first and second integral outputs of a plurality of distance measuring operations.

すなわち、複数の測距結果を積分することにより得られ
る第1および第2の積分出力の差から、被写体の移動速
度を求めるようにしている。しかも、この場合、I R
EDの発光にもとづく測距結果を積分するための第1.
第2の積分動作を、I REDの発光ごとに交互に繰り
返すようにしている。これにより、多くの積分によるノ
イズ相殺効果か期待てきるとともに、2つの積分結果に
現われる精度の差を極めて小さくすることか可能となる
。また、測距および積分という一連の動作は瞬時で終了
するアナログ演算としているため、高速での処理か可能
となる。したかって、高精度で、かつ高速での速度検出
か簡単な構成により実現できるものである。
That is, the moving speed of the subject is determined from the difference between the first and second integral outputs obtained by integrating a plurality of distance measurement results. Moreover, in this case, I R
The first step is to integrate the distance measurement results based on the light emission of the ED.
The second integral operation is repeated alternately every time the I RED emits light. As a result, it is possible to expect a noise canceling effect due to a large number of integrations, and it is also possible to make the difference in accuracy between the two integration results extremely small. Furthermore, since the series of operations of distance measurement and integration are analog calculations that are completed instantaneously, high-speed processing is possible. Therefore, high-accuracy and high-speed speed detection can be realized with a simple configuration.

なお、上記実施例においては、第1.第2の積分回路に
おのおのリセット回路を設けるようにしたか、これに限
らす、たとえば2つの積分回路で1つのリセット回路を
′共有するようにしても良い。
Note that in the above embodiment, the first. Although each of the second integrating circuits is provided with a reset circuit, the present invention is not limited to this; for example, the two integrating circuits may share one reset circuit.

その他、発明の要旨を変えない範囲において、種々変形
実施可能なことは勿論である。
It goes without saying that various other modifications can be made without departing from the gist of the invention.

[発明の効果] 以上、詳述したようにこの発明によれば、1回の測距動
作において必す存在する測距誤差を相殺できるとともに
、高速での処理か可能となるため、高精度で、かつ高速
に被写体の移動速度を検出することかでき、しかも比較
的に簡易な構成て実現し得る被写体の移動速度検出装置
を提供できる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, it is possible to cancel out the distance measurement error that necessarily exists in a single distance measurement operation, and it is also possible to perform high-speed processing, so it is possible to achieve high accuracy. In addition, it is possible to provide a moving speed detection device for a subject that can detect the moving speed of a subject at high speed and can be realized with a relatively simple configuration.

【図面の簡単な説明】 第1図ないし第5図はこの発明の〜実施例を示すもので
、第1図は被写体の移動速度検出装置の構成を概略的に
示すブロック図、第2図は積分動作の概要を説明するた
めに示す図、第3図は動作を説明するために示すタイミ
ングチャート、第4図は測距用光学系の詳細を示す構成
図、第5図は距離情報を積分するための具体的な回路構
成例を示す図であり、第6図および第7図はいずれも従
来技術とその問題点を説明するために示すもので、第6
図は速度検出装置のブロック図、第7図はタイミングチ
ャートである。 10・・被写体、11・・・CPU、12・・・測距用
光学系、12 a ・= I RE D 、 12 d
 −= P S D 、 13・・・ドライバ、14・
距離演算回路、15・・・減算回路、16・・第1の積
分回路、17・・・第2の積分回路、23,24,32
.33・・圧縮ダイオード、29.31,34.41.
44・・・電流源、30゜37.38 ・差動演算回路
、45.48・・・積分用コンデンサ、46.49・・
リセット回路。 出願人代理人 弁理士 坪井 淳 (a) (b) 第 図 第 図 第 図 第 図 手続補正書 平成  4.9月14 日
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIGS. 1 to 5 show embodiments of the present invention. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a moving speed detection device for a subject, and FIG. Figure 3 is a timing chart shown to explain the operation. Figure 4 is a configuration diagram showing details of the ranging optical system. Figure 5 is a diagram showing the integration of distance information. FIG. 6 is a diagram showing a specific example of a circuit configuration for the purpose of
The figure is a block diagram of the speed detection device, and FIG. 7 is a timing chart. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Subject, 11... CPU, 12... Distance measuring optical system, 12 a .= I RE D , 12 d
-=PSD, 13...driver, 14.
Distance calculation circuit, 15... Subtraction circuit, 16... First integration circuit, 17... Second integration circuit, 23, 24, 32
.. 33... Compression diode, 29.31, 34.41.
44... Current source, 30°37.38 ・Differential calculation circuit, 45.48... Integrating capacitor, 46.49...
reset circuit. Applicant's agent Patent attorney Atsushi Tsuboi (a) (b) Figure Figure Figure Figure Procedure Amendment Statement September 14, 1992

Claims (1)

【特許請求の範囲】 被写体に投光する投光手段と、 この投光手段の投光による上記被写体からの反射光を受
光し、上記被写体距離に依存した値を出力する測距手段
と、 上記投光手段の投光を所定の時間間隔にて複数回繰り返
させる投光制御手段と、 上記投光手段の投光が行われる第1のタイミングで上記
測距手段の出力を積分する第1の積分手段と、 上記投光手段の投光が行われる第2のタイミングで上記
測距手段の出力を積分する第2の積分手段と、 この第1および第2の積分手段の出力を用いて、上記被
写体の上記投光手段の光軸方向に対する移動速度を演算
する速度演算手段と を具備したことを特徴とする被写体の移動速度検出装置
[Scope of Claims] A light projection means for projecting light onto a subject; a distance measuring means for receiving reflected light from the subject by the projection of the light projecting means, and outputting a value dependent on the distance to the subject; light projection control means for repeating light projection by the light projection means a plurality of times at predetermined time intervals; and a first light projection control means for integrating the output of the distance measuring means at a first timing when the light projection means performs light projection. an integrating means; a second integrating means that integrates the output of the ranging means at a second timing when the light projecting means emits light; and using the outputs of the first and second integrating means, A moving speed detection device for a subject, comprising: speed calculation means for calculating a moving speed of the object in the optical axis direction of the light projecting means.
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