JPS6082915A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JPS6082915A JPS6082915A JP58192083A JP19208383A JPS6082915A JP S6082915 A JPS6082915 A JP S6082915A JP 58192083 A JP58192083 A JP 58192083A JP 19208383 A JP19208383 A JP 19208383A JP S6082915 A JPS6082915 A JP S6082915A
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
- G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/10—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders using a parallactic triangle with variable angles and a base of fixed length in the observation station, e.g. in the instrument
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えばカメラに使用され、被写体に投光しそ
の反射光を受光することにより被写体までの距離をめる
距離測定装置に関するものである。
の反射光を受光することにより被写体までの距離をめる
距離測定装置に関するものである。
従来、この種の所謂能動型距離装置は信号光の受光素子
への入射位置を検出し、三角測量の原理に従ってその入
射位置を被写体までの距離に対応させることにより測距
情報を得ている。この方式としては、半導体装置検出器
を用いたものが特開昭５７−４４８０９号公報に開示さ
れ、また多数個のフォトダイオードを並置させた方法が
特開昭５６−２９１１０〜２９１１２号公報に開示され
ている。しかしながら、これらの方法では信号処理系が
少なくとも２組以上必要とするために、回路規模が大き
なものになるという欠点があった。
への入射位置を検出し、三角測量の原理に従ってその入
射位置を被写体までの距離に対応させることにより測距
情報を得ている。この方式としては、半導体装置検出器
を用いたものが特開昭５７−４４８０９号公報に開示さ
れ、また多数個のフォトダイオードを並置させた方法が
特開昭５６−２９１１０〜２９１１２号公報に開示され
ている。しかしながら、これらの方法では信号処理系が
少なくとも２組以上必要とするために、回路規模が大き
なものになるという欠点があった。
本発明の目的は、上述した従来例を改良し、距離情報が
デジタル的に判別ができる簡易な処理回路による距離測
定装置を提供することにあり、その要旨は、被写体に光
を投光する投光素子と、該投光素子から投射された信号
光の被写体での反射光の入射位置を検出する受光素子と
、該受光素子の出力と前記投光素子の発光を制御判別す
る回路とから成り、前記受光素子は距離分解能力に応じ
た数の出力を有し、前記処理回路は前記受光素子の出力
を切換えながら前記反射光を受けた位置を時間的なタイ
ミングにより検知するようにしたことを特徴とするもの
である。
デジタル的に判別ができる簡易な処理回路による距離測
定装置を提供することにあり、その要旨は、被写体に光
を投光する投光素子と、該投光素子から投射された信号
光の被写体での反射光の入射位置を検出する受光素子と
、該受光素子の出力と前記投光素子の発光を制御判別す
る回路とから成り、前記受光素子は距離分解能力に応じ
た数の出力を有し、前記処理回路は前記受光素子の出力
を切換えながら前記反射光を受けた位置を時間的なタイ
ミングにより検知するようにしたことを特徴とするもの
である。
以下に本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図において、受光素子１は受光面が縦長のピン構造
フォトダイオードであり、表面は高抵抗層となっている
。投光素子２から出力される信号光は投光レンズ３を通
してＰＩの位置にある被写体Ｓで反射され、受光レンズ
４を経由して受光素子１の第１図に示した位置に入射す
る。また、被写体Ｓが位置Ｐ２、Ｐ３にあるときも同様
に受光素子１のそれぞれの位置に反射光が入射すること
になる。
フォトダイオードであり、表面は高抵抗層となっている
。投光素子２から出力される信号光は投光レンズ３を通
してＰＩの位置にある被写体Ｓで反射され、受光レンズ
４を経由して受光素子１の第１図に示した位置に入射す
る。また、被写体Ｓが位置Ｐ２、Ｐ３にあるときも同様
に受光素子１のそれぞれの位置に反射光が入射すること
になる。
第２図では受光素子に３つのフォトダイオード５．６．
７が用いられ、位置Ｐ１での被写体Ｓの反射光は受光素
子５に、位置Ｐ２からの反射光は受光素子６に、位置Ｐ
３からの反射光は受光素子７に入射する。
７が用いられ、位置Ｐ１での被写体Ｓの反射光は受光素
子５に、位置Ｐ２からの反射光は受光素子６に、位置Ｐ
３からの反射光は受光素子７に入射する。
第３図は第１図に示した受光素子１を用いた場合の未実
施例の回路図である。先ず初期値信号ＰＵＣによってジ
ョンソンカウンタ１０、ＲＳフリップフロップ１１が初
期リセットされる。ここで、ジョンソンカウンタ１０に
は基準クロック発振器１２の出力が入力され、それを分
周して第４図に示すタイミングでＱｌ、 Ｑ２、Ｑ３、
Ｑ４、Ｑ５を出力する。ＲＳフリップフロップ１１はリ
セット状態にあるので、ＲＳフリップフロップ１３もリ
セットされており、その（出力は旧しベル状態（以下Ｈ
と称する）となっている。
施例の回路図である。先ず初期値信号ＰＵＣによってジ
ョンソンカウンタ１０、ＲＳフリップフロップ１１が初
期リセットされる。ここで、ジョンソンカウンタ１０に
は基準クロック発振器１２の出力が入力され、それを分
周して第４図に示すタイミングでＱｌ、 Ｑ２、Ｑ３、
Ｑ４、Ｑ５を出力する。ＲＳフリップフロップ１１はリ
セット状態にあるので、ＲＳフリップフロップ１３もリ
セットされており、その（出力は旧しベル状態（以下Ｈ
と称する）となっている。
従って、ジョンソンカウンタ１０の出力Ｑｌ力（Ｈとな
ると、アンドゲート１４の出力がＨとなり、この出力が
発光素子駆動ドライ／＜ １５４と伝達され発光素子２
を一定の周期で点灯させる。発光素子２の信号光は第１
図に示したように被写体Ｓで反射されて受光素子１に入
射するが、ここで受光素子１には４個の電極１ａ、１ｂ
、ＩＣ１１ｄ力＼設けられており、このうち制御用の３
個の電極１ａ、ｌｂ、１ｃはそれぞれアナログスイッチ
１６．１７．１８を介して低インピーダンス基準電圧Ｋ
ＶＣに接続され、残りの判別用の電極１ｄは次段のオペ
アンプ１９のマイナス入力に接続されている。ＲＳフリ
ップフロ・ンプ１１がリセット状態にある限り、Ｔフリ
・、プフロ１．プ２０．２１Ｌよりセットされていて、
アンドゲート２２．２３．２４の出力は全てＬｏｗレベ
ル状態（以下りと称すは開かれている。
ると、アンドゲート１４の出力がＨとなり、この出力が
発光素子駆動ドライ／＜ １５４と伝達され発光素子２
を一定の周期で点灯させる。発光素子２の信号光は第１
図に示したように被写体Ｓで反射されて受光素子１に入
射するが、ここで受光素子１には４個の電極１ａ、１ｂ
、ＩＣ１１ｄ力＼設けられており、このうち制御用の３
個の電極１ａ、ｌｂ、１ｃはそれぞれアナログスイッチ
１６．１７．１８を介して低インピーダンス基準電圧Ｋ
ＶＣに接続され、残りの判別用の電極１ｄは次段のオペ
アンプ１９のマイナス入力に接続されている。ＲＳフリ
ップフロ・ンプ１１がリセット状態にある限り、Ｔフリ
・、プフロ１．プ２０．２１Ｌよりセットされていて、
アンドゲート２２．２３．２４の出力は全てＬｏｗレベ
ル状態（以下りと称すは開かれている。
この状態では、受光素子１で発生した光電流は全てオペ
アンプ１９の方に流れる。フィード／り・ンク回路２５
のバイパスフィルタを通して信号反射光による光電流だ
けが電圧に変換される。オペアンプ１９の出力は交流結
合を通して増幅器２６で増幅され、そのマイナスレベル
、プラスレベルをサンプルホールド回路２７．２８によ
って第４図に示した信号ＳＰＬ １．５ＰＬ２のタイミ
ングによりサンプリングし、サンプルホールド回路２８
の出力を反転回路２９で反転してから、サンプルホール
ド回路２７の出力と共に加算器３０で加算してｌＪ）る
。なお、信号５ＰＬＩ、５ＰＬ２はそれぞれジョンソン
カウンタ１０の０３、Ｑ４出力を基にナントゲート３１
．３２から出力される。受光素子からの信号出力が検出
される場合には、加算器３０の出力はＫＶＣよりも高く
なっており、コンパレータ３３の出力もＨになっている
。
アンプ１９の方に流れる。フィード／り・ンク回路２５
のバイパスフィルタを通して信号反射光による光電流だ
けが電圧に変換される。オペアンプ１９の出力は交流結
合を通して増幅器２６で増幅され、そのマイナスレベル
、プラスレベルをサンプルホールド回路２７．２８によ
って第４図に示した信号ＳＰＬ １．５ＰＬ２のタイミ
ングによりサンプリングし、サンプルホールド回路２８
の出力を反転回路２９で反転してから、サンプルホール
ド回路２７の出力と共に加算器３０で加算してｌＪ）る
。なお、信号５ＰＬＩ、５ＰＬ２はそれぞれジョンソン
カウンタ１０の０３、Ｑ４出力を基にナントゲート３１
．３２から出力される。受光素子からの信号出力が検出
される場合には、加算器３０の出力はＫＶＣよりも高く
なっており、コンパレータ３３の出力もＨになっている
。
ここで、信号の応答遅れ等によって加算器３０の出力が
急には基準電圧ＫＶＣより上昇しなし）場合はコンパレ
ータ３３の出力がＬとなっているので、このままではＲ
Ｓフリップフロップ１３の出力は不安定となってしまう
。そのためにオアゲート３４、インバータ３５を介して
、Ｒ，ｇが共にＬとなると、ＲＳフリップフロップ１３
はリセット状態が優先される。Ｔフロップフリップ２０
．２１はジョンソンカウンタ１０の出力Ｑ４を分周する
バイナリカウンタを構成し、その出力に応じてアンドゲ
ート２２．２３．２４の出力Ｇ１． Ｇ２、Ｇ３は第４
図に示すタイミングで順次にＨとなる。
急には基準電圧ＫＶＣより上昇しなし）場合はコンパレ
ータ３３の出力がＬとなっているので、このままではＲ
Ｓフリップフロップ１３の出力は不安定となってしまう
。そのためにオアゲート３４、インバータ３５を介して
、Ｒ，ｇが共にＬとなると、ＲＳフリップフロップ１３
はリセット状態が優先される。Ｔフロップフリップ２０
．２１はジョンソンカウンタ１０の出力Ｑ４を分周する
バイナリカウンタを構成し、その出力に応じてアンドゲ
ート２２．２３．２４の出力Ｇ１． Ｇ２、Ｇ３は第４
図に示すタイミングで順次にＨとなる。
第１図に示したように被写体Ｓが遠近距離側につまり位
置Ｐ１にある場合には、受光素子１の左側に反射光が入
射しこの位置で光電流を生ずる。アナログスイッチ１６
．１７．１８が全て開いている状態では、その電流は全
てオペアンプ１９の方へ流れてゆくが、先ずＧ１がＨと
なってスイッチ１６が閉じられると、この電流は全てス
イッチ１６を通して基準電圧ＫＶＣの方へ流れてゆく。
置Ｐ１にある場合には、受光素子１の左側に反射光が入
射しこの位置で光電流を生ずる。アナログスイッチ１６
．１７．１８が全て開いている状態では、その電流は全
てオペアンプ１９の方へ流れてゆくが、先ずＧ１がＨと
なってスイッチ１６が閉じられると、この電流は全てス
イッチ１６を通して基準電圧ＫＶＣの方へ流れてゆく。
これは受光素子１の表面が高抵抗層となっているために
、信号が入射した位置から各電極までの距離に抵抗が比
例し、発生した光電流は距離に反比例して分割されるた
めである。
、信号が入射した位置から各電極までの距離に抵抗が比
例し、発生した光電流は距離に反比例して分割されるた
めである。
信号電流が処理回路の方へ流れなくなると加算器３０の
出力は低下し、ＫＶＣ＋α（α〉０）のレベルを切ると
コンパレータ３３の出力はＬとなる。この出力によりＲ
Ｓフリップフロップ１３はセットされ、アンドゲート１
４．３６の出力はＬとなって発光素子２は消灯し、Ｔフ
リップフロップ２０．２１の出力はその時の値を保持し
、以後のカウントアツプを停止する。そして、ＲＳフリ
ップフロップ１３がセットされたことから、ナントゲー
ト３７の出力がＬとなり、遠点を示すランプ３８だけが
点灯する。
出力は低下し、ＫＶＣ＋α（α〉０）のレベルを切ると
コンパレータ３３の出力はＬとなる。この出力によりＲ
Ｓフリップフロップ１３はセットされ、アンドゲート１
４．３６の出力はＬとなって発光素子２は消灯し、Ｔフ
リップフロップ２０．２１の出力はその時の値を保持し
、以後のカウントアツプを停止する。そして、ＲＳフリ
ップフロップ１３がセットされたことから、ナントゲー
ト３７の出力がＬとなり、遠点を示すランプ３８だけが
点灯する。
次に、反射光が位置Ｐ２における被写体Ｓで反射されて
受光素子１の中央部に入射した場合には、初期信号の後
に先ずスイッチ１６が閉じられるが、この場合は反射光
の入射位置からスイッチ１６が存在する電極１ａまでの
距離と、オペアンプ１９のマイナス入力に接続されてい
る電極１ｄまでの距離はほぼ等しくなっているために、
信号電流はフィードバック回路２５の方にも流れ、加算
器３０の出力はＫＶＣ＋αよりも大きい値となり、コン
パレータ３３の出力はＨとなる。続いて、アナログスイ
ッチ１７が閉じられると、信号電流は全てこのアナログ
スイッチ１７を通して流れてゆくために、電極１ｄに流
れ出す信号電流はほぼ零となり、加算器３０の出力はＫ
ＶＣとなる。
受光素子１の中央部に入射した場合には、初期信号の後
に先ずスイッチ１６が閉じられるが、この場合は反射光
の入射位置からスイッチ１６が存在する電極１ａまでの
距離と、オペアンプ１９のマイナス入力に接続されてい
る電極１ｄまでの距離はほぼ等しくなっているために、
信号電流はフィードバック回路２５の方にも流れ、加算
器３０の出力はＫＶＣ＋αよりも大きい値となり、コン
パレータ３３の出力はＨとなる。続いて、アナログスイ
ッチ１７が閉じられると、信号電流は全てこのアナログ
スイッチ１７を通して流れてゆくために、電極１ｄに流
れ出す信号電流はほぼ零となり、加算器３０の出力はＫ
ＶＣとなる。
従って、コンパレータ３３の出力は反転してＬとなり、
発光素子２を消灯すると共に、Ｔフリップフロップ２０
．２１のカウントアツプを停止し、ナントゲート３９の
出力がＬとなり中点を表すランプ４０が点灯する。被写
体Ｓが位置Ｐ３にある場合も同様に、順次にスイッチを
閉じていくことによりナントゲート４１、ランプ４２を
介して近点であることが判別される。
発光素子２を消灯すると共に、Ｔフリップフロップ２０
．２１のカウントアツプを停止し、ナントゲート３９の
出力がＬとなり中点を表すランプ４０が点灯する。被写
体Ｓが位置Ｐ３にある場合も同様に、順次にスイッチを
閉じていくことによりナントゲート４１、ランプ４２を
介して近点であることが判別される。
以上のように制御用電極１ａ、１ｂ、１ｃに設けたアナ
ログスイッチ１６．１７．１８を端から順に閉じていく
ことにより、被写体Ｓの距離情報を１組の処理系からめ
ることができると共に、距離情報がデジタル信号で得ら
れるので外部表示などへの複雑なアナログ・デジタル変
換を必要とせず、処理回路の簡単化に結びイツ〈もので
ある。
ログスイッチ１６．１７．１８を端から順に閉じていく
ことにより、被写体Ｓの距離情報を１組の処理系からめ
ることができると共に、距離情報がデジタル信号で得ら
れるので外部表示などへの複雑なアナログ・デジタル変
換を必要とせず、処理回路の簡単化に結びイツ〈もので
ある。
また、第５図は受光素子として第２図に示した３個のフ
ォートダイオード５．６．７を用いた場合の実施例であ
り、受光素子５．６．７のカソードが共通電位ｖＣＣに
、アノードｉｔそれぞれアナログスイッチ１６．１７．
１８を介して基準電位ＫｖＣに結合しバイアスされ、各
隣接するアノ−１間は高抵抗を介して接続されている。
ォートダイオード５．６．７を用いた場合の実施例であ
り、受光素子５．６．７のカソードが共通電位ｖＣＣに
、アノードｉｔそれぞれアナログスイッチ１６．１７．
１８を介して基準電位ＫｖＣに結合しバイアスされ、各
隣接するアノ−１間は高抵抗を介して接続されている。
この場合にも先の第３図に示した回路と同様な処理回路
を用いて、測距情報を得ることができる。
を用いて、測距情報を得ることができる。
なお、本実施例では距離に対して３点の分割を行ってい
るが、電極や受光素子の数を増加することにより、更に
高分解能の測距を行うことが可能となることは勿論であ
る。
るが、電極や受光素子の数を増加することにより、更に
高分解能の測距を行うことが可能となることは勿論であ
る。
以上説明したように本発明に係る距離測定装置は、受光
素子の分割数に応じた被写体の距離情報を比較的容易に
得られる効果を有している。
素子の分割数に応じた被写体の距離情報を比較的容易に
得られる効果を有している。
第１図、第２図は本発明に係る距離測定装置の実施例の
概略を示す光学系の図面、第３図、第５図は第１図、８
２図に対応する処理回路図、第４図は処理回路に用いた
れる信号のタイムチャート図である。 符号ｌ、５．６．７は受光素子、■ａ〜１ｄは電極、３
は投光レンズ、４は受光レンズ、１０はジョンソンカウ
ンタ、１５駆動ドライバ、１９はオペアンプ、３０は加
算器、３３はコンパレータである。 特許出願人 キャノン株式会社
概略を示す光学系の図面、第３図、第５図は第１図、８
２図に対応する処理回路図、第４図は処理回路に用いた
れる信号のタイムチャート図である。 符号ｌ、５．６．７は受光素子、■ａ〜１ｄは電極、３
は投光レンズ、４は受光レンズ、１０はジョンソンカウ
ンタ、１５駆動ドライバ、１９はオペアンプ、３０は加
算器、３３はコンパレータである。 特許出願人 キャノン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被写体に光を投光する投光素子と、該投光素子から
投射された信号光の被写体での反射光の入射位１δを検
出する受光素子と、該受光素子の出力と前記投光素子の
発光を制御判別する回路とから成り、前記受光素子は距
離分解能力に応じた数の出力を有し、前記処理回路は前
記受光素子の出力を切換えながら前記反射光を受けた位
置を時間的なタイミングにより検知するようにしたこと
を特徴とする距離測定装置。 ２、前記投光素子は細長い受光面を有するフォトダイオ
ードとして、距離分解能に応じた数の電極を所定間隔に
設け、該電極からの出力により反射光の入射位置を検出
するようにした特許請求の範囲第１項に記載の距離測定
装置。 ３、前記各電極ごとにスイッチを設け、これらのスイ・
ンチを順次に開閉して、その出力状態から反射光の入射
位置をめるようにした特許請求の範囲第２項に記載の距
離測定装置。 ４、 前記受光素子は複数個のフォトダイオードを使用
し、各フォトダイオードの出力により反射光の入射位置
を検出するようにした特許請求の範囲第１項に記載の距
離測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192083A JPS6082915A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 距離測定装置 |
| US06/658,789 US4615616A (en) | 1983-10-14 | 1984-10-09 | Measuring distance apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192083A JPS6082915A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082915A true JPS6082915A (ja) | 1985-05-11 |
Family
ID=16285357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58192083A Pending JPS6082915A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 距離測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4615616A (ja) |
| JP (1) | JPS6082915A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63167211A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-11 | Olympus Optical Co Ltd | 距離検出装置 |
| JPS63198817A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-17 | Olympus Optical Co Ltd | 距離検出装置 |
| JPH02154108A (ja) * | 1988-12-06 | 1990-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 測距装置 |
| JPH0626860A (ja) * | 1993-05-19 | 1994-02-04 | Olympus Optical Co Ltd | 距離検出用半導体位置検出素子 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60104203A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-08 | Canon Inc | 半導体位置検出素子の信号処理回路 |
| US4849781A (en) * | 1986-12-27 | 1989-07-18 | Olympus Optical Co., Ltd. | Range detector |
| US4827302A (en) * | 1987-05-15 | 1989-05-02 | Konica Corporation | Distance measurement apparatus for camera |
| JP3069163B2 (ja) * | 1990-09-26 | 2000-07-24 | オリンパス光学工業株式会社 | 多点測距装置 |
| JPH0579522U (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | 株式会社精工舎 | カメラ用測距装置 |
| JP3208503B2 (ja) * | 1992-08-20 | 2001-09-17 | セイコープレシジョン株式会社 | 測距装置 |
| US5808726A (en) * | 1995-02-28 | 1998-09-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Distance measurement apparatus |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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