JP3806485B2 - Ranging device - Google Patents
Ranging device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3806485B2 JP3806485B2 JP8661697A JP8661697A JP3806485B2 JP 3806485 B2 JP3806485 B2 JP 3806485B2 JP 8661697 A JP8661697 A JP 8661697A JP 8661697 A JP8661697 A JP 8661697A JP 3806485 B2 JP3806485 B2 JP 3806485B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- subject
- light source
- distance
- distance measuring
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体から入射する光の量を測定することにより、上記被写体までの距離を測定する測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、カメラなどの撮像装置に用いられる測距装置は、一般に被写体を照射する光が一定であることを仮定して設計されているが、人工照明の多くは、商用電源によって点灯されるため、被写体を照射する光は、脈流する場合が多い。
【0003】
このような人工照明による交流光が測距装置に与える影響を軽減すべく、従来より、例えば特開昭61−144504号公報や特開昭56−14906号公報等により種々の技術が提案されている。
【0004】
即ち、この特開昭61−144504号公報では、受光部からの信号中に外光の信号成分を含むことを検出する外光検出部と、この外光検出部により外光検出がなされた時には距離演算部の演算動作を中止する制御部とを有し、上記外光検出部により外光が検出された時は、距離検出を行わないようにすることで、測距動作に有害な外光による誤測距を防止する距離検出装置に関する技術が開示されている。
【0005】
更に、特開昭61−14906号公報では、被測距体からの反射光に脈動波が含まれていても、脈動波の変化率が一番小さい区間を検出し、その区間において測距用の光ビームを発射すると共に反射光を受けて信号処理を行うように構成することで、誤信号の出力を防止し、正確な距離検出を実現する距離検出装置に関する技術が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭61−144504号公報により開示された技術では、光の変動によって有害な光が入射した時には測距を中止するので、場合によっては、撮影を実行できなくなるといった問題が生じる。
【0007】
また、上記特開昭56−14906号公報により開示された技術では、カメラ側から投射した測距用光を背景の光から分離する所謂アクティブAFための技術に限られ、パッシブAFには適用できなかった。
【0008】
また、アクティブAFの場合には、その測距用光発光時間は、交流光源の変化の時間周期に比べて極めて短く、交流光源の変動少ない所で測距用光を投射すればよいが、パッシブAFの場合には、被写体輝度が低い場合等、長時間の積分が必要となり、交流変動の影響をさける事が困難であることも問題とされ、そのような問題を解決する事が嘱望されていた。
【0009】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、被写体の像の情報を利用して測距を行う、所謂パッシブAFを用いたカメラにおいて、上記脈流光がAF用センサに入射した場合でも迅速かつ正確な測距を行うための測距装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様による測距装置は、異なる視野から入射した複数の被写体像を検出し、上記複数の被写体像位置の相対的な差に基づいて上記被写体までの距離を測定する測距装置において、交流点灯し、上記被写体を照明する人工光源からの光の変動を検出する検出手段と、上記光の変動検出結果に応答して、上記被写体像信号の検出開始のタイミングを、上記人工光源による光の明るさが増加しつつあるとき、もしくは減少しつつあるときのいずれか一方の状態にあるときに制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【0011】
第2の態様による測距装置は、視差を有する2つの開口部を介して入射する対象物からの光束を光電変換素子アレイ上にそれぞれ結像させ、それにより得られる2像信号の相対間隔を検知して対象物までの距離を求める測距装置において、上記光電変換素子アレイからの像信号が適正な蓄積レベルに達したときに出力信号を発生するモニタ手段と、対象物を照明する交流電源により駆動される人工光源の存在、ならびに明るさの時間に対する変化率を検知する検知手段と、上記人工光源の明るさの時間に対する変化率に応答して、像信号の蓄積動作を人工光源の半周期待つよう制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【0012】
第3の態様による測距装置は、異なる視野から入射した複数の被写体像を光電センサアレイからの被写体像信号によって検出し、上記複数の像位置の相対的な差に基づいて上記被写体までの距離を測定する測距装置において、上記被写体像信号を繰り返し測定して、上記被写体を交流点灯して照明する人工光源による光の変動量とその増減方向を検出する検出手段と、この人工光源による光の変動量とその増減方向から人工光源による変動分を算出して、測定された被写体像信号からこの変動分を補正する補正手段とを具備することを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
尚、以下の説明においては、第1にAFセンサ出力は所定の判定レベルに達するまでの時間によりA/D変換されること、第2にAFセンサの蓄積レベルはピークレベルをモニタすること、第3に人工光は正弦波状に変化することを前提としている。
【0017】
先ず図1には第1の実施の形態に係る測距装置の構成を示し説明する。
第1の実施の形態は、蓄積タイミング調整に係るものであり、外光式2像間隔検出AF装置に採用され、別途設けられた脈流光モニタ部7によりアクティブAF受光回路を転用して脈流光の状態が検知される。そして、脈流光が増加傾向もしくは減少傾向のいずれか一方の状態にあるときは蓄積動作を行い、そうでないときは蓄積動作を半周期待つことを特徴とするものである。
【0018】
同図に示されるように、被写体8の像を受光すべく受光レンズ1a,1bが配設されており、この受光レンズ1a,1bの被写体像が結像される位置に複数のフォトダイオードの列からなるセンサアレイ2a,2bが配置されている。さらに、このセンサアレイ2a,2bの出力はA/Dコンバータ3を介してCPU10の入力に接続されており、このCPU10の出力は積分制御部4を介して上記センサアレイ2a,2bの入力に接続されている。
【0019】
更に、交流光源9の脈流を検出すべく、所定位置に受光レンズ5が配置されており、この受光レンズ5の後方には脈流光を検出するためのセンサ6が配置されている。そして、このセンサ6の出力は、脈流光モニタ部7を介して、上記CPU10の入力に接続されている。
【0020】
このような構成において、被写体8の像は、受光レンズ1a,1bにより、フォトダイオードの列からなるセンサアレイ2a,2bに導かれ、当該センサアレイ2a,2bにより受光され、光電変換される。このセンサアレイ2a,2bは、積分制御部4によって制御され、入射した光の強度に従って各々光電変換信号を出力する。この出力した光電変換信号は、A/Dコンバータ3によりディジタル値に変換され、ワンチップマイコン等からなるCPU10に入力される。
【0021】
ここで、この光電変換信号出力及びA/D変換の方法としては、フォトダイオードの出力光電流をコンデンサに積分し、その積分結果が所定のレベルに達した時間をカウントする方式等を採用することができる。
【0022】
即ち、図2(a)に示されるように、時間tに従って、積分電圧Vは増加する傾向にあるが、光量が多い、即ち被写体像が明るい程、所定レベルV1 に達する時間が速くなり、その結果として判定時間t1 が短くなる。つまり、判定時間t1 が短くなれば「明るい」と判定され、判定時間t1 が長くなれば「暗い」という判定がなされることになる。
【0023】
しかし、被写体8を脈流する人工照明9の光が照射されていると、この積分波形は、図2(b)に示されるように乱れ、図2(c),(d)に示されるような脈流の状態、タイミングによって、同じ明るさでも、所定レベルV1 に達する時間がt2 になったりt3になったりして誤差を生じる。
【0024】
そこで、この第1の実施の形態では、この誤差を回避すべく、受光レンズ5を介して、センサ6に被写体8からの光を受光し、この光が脈流しているか否かを脈流光モニタ部7により検出し、その結果をCPU10に入力し、CPU10が後述する制御シーケンス(図3)で測距の積分動作を制御する。
【0025】
以下、図3のフローチャートを参照して、上記CPU10の制御を説明する。CPU10は、先ず脈流光モニタ部7によって、被写体8から入射する光がどのように変動しているかを検出する(ステップS1)。CPU10は、この結果に基づいて、積分動作を開始するタイミングを決定する(ステップS2)。
【0026】
具体的には、図2(c)に示されるような脈流光の場合は、そのまま積分を行い、図2(d)に示されるように照明が脈流している時には、その周期の半分tM のタイミングを待ってから積分を開始する(ステップS3,S4)。このような制御により、図2(b)に示されるような積分結果は常にt1 に固定されるので、測距時のばらつきが抑えられる。
【0027】
ここで、図4には上記脈流光モニタの詳細を示す。
即ち、CPU10は、脈流光モニタ部7によって脈流光の周期を判定し(ステップS11)、積分を行い(ステップS12)、脈流周期の半周期後のタイミングで再度積分を行い(ステップS14)、上記ステップS12,S14の2回の積分の結果を加算し(ステップS15)、図2(b)のt1 とt2 を平均化したような形で積分結果を得る。よって、この場合でも、脈流光下においても安定した測距が可能となる。尚、商用電源の周期が決まっている時は、上記ステップS11においては、脈流光下か否かの検出のみを行う。
【0028】
次に図5には上記脈流光モニタ部7の具体的な構成例を示し説明する。
同図において、符号5は光電変換素子からなるセンサであり、符号11はプリアンプ、符号12は電流増幅用トランジスタである。これらの作用により、センサの出力光電流は、圧縮ダイオード13にトランジスタ12のコレクタ電流として増幅されて流される。しかし、この圧縮ダイオード13のレベルが下がると、オペアンプ17の一側入力が下がるため、トランジスタ15のベースが上昇し、センサ出力は増幅されずに、トランジスタ15のコレクタ電流として流れる。つまり、アンプ17が作動している時には、センサの出力は殆ど増幅されず、アンプ17が動作停止しても、その時のトランジスタ15のベース電位はコンデンサ16によって記憶される。符号18,19は、基準電圧Vref をアンプ17の+側端子に入力する為のダイオード及び定電流源である。符号14は、圧縮ダイオードの電圧をモニタするためのバッファ回路である。
【0029】
このような構成において、オペアンプ17が作動している時点では、圧縮ダイオード13のレベルつまりバッファ14の出力は一定している。しかし、オペアンプ17がタイミング信号発生手段20によって作動を停止すると、オペアンプ17作動時にセンサ5から出力されていた光電流からの変動分がバッファ14に出力されることになる。
【0030】
これを図6のタイミングチャートを参照して説明する。
いま、図6(a)に示されるような脈流光がセンサ6に入射している時、図6(b)のHのタイミングでオペアンプ17の動作を停止させると、バッファ14の出力は図6(c)に示されるようになる。つまり、動作時の最後のタイミングでコンデンサ16に保持された電圧によって、トランジスタ15のベース電位が制御されているので、脈流光の変動分がVp として出力される。
【0031】
上記CPU10は、コンパレータ14bで、このレベルがVref より大きいか小さいかを判定する。この作用により、Vp が基準電圧Vref に対し、大きくなるか小さくなるかによって、脈流光が大きくなる方向に変化しているか、小さくなる方向に変化しているかが、CPU10によって判定可能となる。
【0032】
以下、図7のフローチャートを参照して、上記脈流光モニタ部7を用いた本発明の第1の実施の形態の応用例の動作を説明する。
この応用例では、先ず、CPU10は、所定の時間を空けたタイミングで上記Vp の大小関係を検出し(ステップS21,S22)、これらがVp1>Vp2の関係を満たす時だけ測距する(ステップS23,S24)。これにより、先に示した図2(c),(d)のいずれかの場合にのみ測距がなされることとなり、積分が図2(b)に示すV1 に達するまでの時間がt1 ,t2 にばらつくことはなく、測距の精度を向上させることができる。
【0033】
このように、第1の実施の形態に係る測距装置では、被写体を照明する光が交流的に変動する光であっても、安定した測距特性を得ることができカメラに応用した場合、高精度のピント合せを可能とすることができる。
【0034】
また、先に示した図5の脈流モニタ部7の回路構成は、アクティブAFの受光回路と同様の構成なので、センサをアクティブAF用のセンサとし、測距用光を投射する手段を設けて、暗い時やコントラストのない被写体などに対して、不図示の投光手段より光を投射してアクティブ式のAFを併用して、より確度の高い測距を可能にするという応用も期待できる。
【0035】
次に第2の実施の形態に係る測距装置を説明する。
第2の実施の形態は、蓄積タイミング調整に係るものであり、AFセンサの蓄積レベルを繰り返しモニタして、モニタ信号が出力されるまでの時間の変化状態により脈流光の状態を検知する。そして、脈流光が減少傾向、もしくは増加傾向のいずれか一方の状態にあるとき蓄積動作を行い、そうでないときは蓄積動作を半周期待つことを特徴とするものである。
【0036】
図8(a)は、第2の実施の形態に係る測距装置の構成を示す図である。
同図に示されるように、この第2の実施の形態では、受光レンズ1a,1b、センサアレイ2a,2b、A/Dコンバータ3等からなる図1と同様のパッシブ測距装置の構成に対し、センサアレイ2a,2bの出力光電流の積分レベルをモニタする積分モニタ部4を設け、CPU10が回路の電源電圧等によって規定される信号レベルのダイナミックレンジ内に積分レベルを押さえる制御を行うことができるようにしている。このような工夫をすることは、パッシブAFの技術では一般的なものであるが、この第2の実施の形態では、このモニタ部4の出力を利用して前述の脈流光検知を行っている。
【0037】
ここで、図8(b)には、上記積分モニタ部4の一例を示し説明する。
同図において、符号21a〜21cは、センサアレイを構成する各フォトダイオードであり、符号22a〜22cは、これらの出力光電流を積分するための積分コンデンサである。符号25a〜25cは、これらのコンデンサをディスチャージして、積分電圧を初期化するリセットスイッチである。符号23a〜23cは、このリセットスイッチがOFFした後、積分が開始された時、基準電圧Vref と積分電圧を比較するコンパレータである。
【0038】
リセットSwは、積分制御部26によって一斉に制御されるが、コンパレータ23a〜23cのうち、1つでも反転すると、OR回路24によってOR信号が出力されるようになっている。
【0039】
尚、図8(b)には明示されていないが、上述の積分コンデンサ22a乃至22cに蓄積された電圧は、センサ21a乃至21cの画素数に等しいビット数で構成された、電圧ホールド回路とマルチプレクサ回路との組み合わせ回路、もしくはアナログシフトレジスタ回路等で構成される公知の信号読み出し回路に並列入力されており、積分動作の打ち切り後に各ビットの電圧情報を順次直列に読み出すと共に、図8(a)のA/D変換部3によりA/D変換を行うようになっている。
【0040】
図8(c)は上記回路の動作を示すタイミングチャートである。
図8(c)に示されるように、SWのOFFタイミングとOR信号発生タイミングとの間の間隔をTorとすると、これが各センサに入力されている光の量の最大値に依存した値であり、この信号の長さによって、積分判定レベルVref を切り換えたり、コンデンサ22a〜22cの容量を切り換えることによって、感度切換が可能となり、被写体の明るさのレベルに関わらず、所定の時間内に所定のダイナミックレンジ内で積分制御を終了することが可能となる。
【0041】
このTor信号を応用して、脈流光検知を行おうとするのが第2の実施の形態の特徴であり、先に示した図1の場合のように、特別のセンサや回路を要しないので、廉価且つコンパクトに構成することができる。被写体が脈流光によって照明されている場合、積分を行う度に図2(b)に示したような現象により、その時の脈流光の状態によってTorの時間が異なってしまう。このような原理に従って、第2の実施の形態では脈流光を検出する。
【0042】
以下、図9のフローチャートを参照して、上記動作を説明する。
図9に示すように、脈流光源の半周期相当の所定時間を介して2回Torを検出すれば(ステップS31乃至S33)、一方のタイミングでは光が減少し、もう一方のタイミングでは光が増加するため、測距時の脈流光が図2(c)(d)に示されるいずれの状態になるかを予測することができる。
【0043】
従って、ここでは、Tor2 よりTor1 の方が大きくなる時のみに積分を開始させるようにして(ステップS34)、積分開始時における脈流光の状態をそろえるようにした(ステップS35)。このような制御によって、常に一定した条件下での積分がなされるため、測距する度に結果が変わってしまうようなことはなくなり精度が向上する。
【0044】
次に、図10には第3の実施の形態に係る測距装置の構成を示し説明する。
第3の実施の形態は、蓄積経過をサンプリングして蓄積の続行中止を決定するものであり、後述するようにピーク検知回路により蓄積レベルのピーク値を監視して、積分の継続、やり直しを決定することを特徴とするものである。
【0045】
同図に於いて、センサアレイを構成する受光素子、センサ21a〜21cリセットスイッチ25a(25b,25cは煩雑になるため図示せず)積分コンデンサ22a〜22cについては既に説明したので説明を省略する。
【0046】
符号31は電流源、符号30a〜30cはモニタ用トランジスタであり、積分電圧をベースでモニタし、バッファ回路32に22a〜22cのコンデンサの積分電圧中、最大のものを選択し、ベースエミッタ電圧分(VBE)だけ近い電圧として入力する(図11(a)参照)。従って、A/D変換部33によって、このバッファ出力VM をモニタすると、CPU10がセンサ21a〜21cのうち最も大きな光量を受光し、最大の光電流を出力するものの、積分電圧VCMAXを判定することができる。
【0047】
以下、このような構成の測距装置により、脈流光を検出する方法を、図11(b)、図12を用いて説明する。
図11(a)は被写体を直流的な光が照射している時の積分波形であるが、図11(b)は脈流光照射時の積分波形である。これらの図において、横軸は時間、縦軸には電圧を示し、図11(b)ではモニタ電圧が脈流光の影響を受けて、うねっている様子を示している。これらの図より、脈流光の具合によって、t1 ,t2 における積分の傾きが変化してしまうことが判る。
【0048】
以下、図12のフローチャートを参照して、この第3の実施の形態の動作を説明する。このシーケンスでは、時間t1 、t2 における積分電圧をモニタし、その時間変化の割合を比較して、脈流光の影響を抑えようとしている。
【0049】
即ち、先ずCPU10は、タイマの計時を開示した後(ステップS51)、積分を開始し(ステップS52)、t1 とt2 のタイミングにおいて、積分電圧をモニタし、その結果をV1 ,V2 とする(ステップS53乃至S56)。
【0050】
ここで、上記積分開始からt1 までの時間とt1 からt2 までの時間を等しくすると、脈流光がない場合は、変化率が等しい為、V1 とV2 −V1 が等しくなる。これに対して、脈流光がある場合は、先に図11(b)に示したように、ある時はV1 >V2 −V1 となる。
【0051】
このような変動が測距結果の乱れに起因するので、この第3の実施の形態では、ステップS57にてV1 >V2 −V1 の条件の時のみ、ステップS58にて積分を継続するようにして、それ以外の条件では、ステップS62にて積分電圧をリセットして再積分するようにしている。この時、積分開始タイミングを脈流光一周期の半周期分ずらすようにして、再度の積分時はV1 >V2 −V1 の条件を満たすようにしている。
【0052】
このように、第3の実施の形態では、センサアレイに入力した最も強い光を受光するセンサの積分の様子をモニタして、脈流光判定を行う。従って、特別のセンサを必要としない。また、積分しながらのモニタとなるため、積分と同時に脈流光が検出され無駄な積分動作を行うことなく、タイムラグを小さくした高精度測距が可能となる。
【0053】
次に、図13、図14を参照して、第4の実施の形態を説明する。
第4の実施の形態は、脈流の状態に応じてセンサ出力を補正するものであり、AFセンサの蓄積レベルを繰り返しモニタして、AFセンサ出力に基づいて脈流光の状態を検知すると共に、脈流光の変化状態に対応させてAFセンサ出力を補正し、適宜、蓄積結果を補正することを特徴とするものである。
【0054】
以下、図13のフローチャートを参照して、この実施の形態の動作を説明する。
この第4の実施の形態では、上述したような脈流光のタイミングに合せて積分を行うという脈流光対策ではなく、測距(ステップS42)の前後に脈流光状態をモニタして(ステップS41,43)、この結果、M1,M2に基づいて大小判定を行い(ステップS44)、測距結果を補正する(ステップS45,46)という対策によって脈流光下によるAF精度の劣化を防止する。
【0055】
例えば、図14(a)に示されるように、脈流光照明下における積分波形は、その時の脈流光の状態によって誤差ΔADが増加方向に影響したり下方向に影響したりする。従って、積分開始時(ステップS41の時点)における脈流光M1が積分終了時(ステップS43の時点)におけるレベルM2より大きい時は、図14(b)に示されるように、積分レベルが理想に対して減少していると考えられ、逆の場合は、積分レベルが増加していると考えられる。
【0056】
以上のような考え方により、ステップS44にて、M1がM2より大きい時は、図14(b)を想定して、ステップS45にて+方向の補正、逆にステップS44をNに分岐すると、ステップS46にて−方向の補正を行う。
【0057】
このように、第4の実施の形態によれば、先に示した第1の実施の形態のように、タイミングをずらしたり、何度も測距を繰り返すことなく、脈流光下でも迅速に安定した測距が可能となる。
【0058】
尚、本発明の上記実施態様には以下の発明が含まれる。
(1)蓄積型光電センサを備え、装置から対象物までの距離を光学的に測定する測距手段と、
交流光源による明るさが周期的に変化する入射光の存在を検出する検出手段と、
上記交流光源が検出されたとき、上記交流光源による入射光の明るさが増加しつつあるとき、もしくは減少しつつあるときのいずれか一方の状態にあるとき蓄積動作を行うように上記測距手段の作動タイミングを制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする測距装置。
(2)上記検出手段は、所定タイミングの光量を記憶する記憶手段と、その次のタイミングの光量を上記所定タイミングの光量との差分として検出する変動成分検出手段とを含むことを特徴とする(1)に記載の測距装置。
(3)上記検出手段は、所定タイミングで上記被写体像検出手段に入射した光量と、このタイミングとは異なるタイミングで上記蓄積型光電センサに入射した光量とから光変動を検出することを特徴とする(1)に記載の測距装置。
(4)視差を有する2つの開口部を介して入射する対象物からの光束を蓄積型光電変換素子アレイ上にそれぞれ結像させ、それにより得られる2つの像信号の相対間隔を検知して対象物までの距離を求める測距装置において、
上記光電変換素子アレイの蓄積レベルを初期化すると共に、蓄積動作を制御する制御手段と、
上記光電変換素子アレイからの像信号が適正な蓄積レベルに達したときに出力信号を発生するモニタ手段と、
を具備し、
上記光電変換素子アレイの蓄積開始から上記モニタ信号が発生するまでの時間を繰り返し測定し、この時間が前回の測定結果に対して所定の関係にあるとき、最新の蓄積結果を無効とすることを特徴とする測距装置。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、、被写体の像の情報を利用して測距を行う、所謂パッシブAFを用いたカメラにおいて、上記脈流光がAF用センサに入射した場合でも迅速かつ正確な測距を行うための測距装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る測距装置の構成を示す図である。
【図2】時間とセンサの積分時間の関係を示す図である。
【図3】CPUの制御を示すフローチャートである。
【図4】図3のステップS1の脈流光モニタの詳細を示すフローチャートである。
【図5】脈流光モニタ部7の詳細な回路構成を示す図である。
【図6】脈流光モニタ部7の動作を示すタイムチャートである。
【図7】脈流光モニタ部7を用いた本実施の形態の応用例の動作を示すフローチャートである。
【図8】第2の実施の形態に係る測距装置を説明するための図である。
【図9】第2の実施の形態に係る測距装置の動作を示すフローチャートである。
【図10】第3の実施の形態に係る測距装置の構成を示す図である。
【図11】第3の実施の形態において、脈流光を検出する方法を示す図である。
【図12】第3の実施の形態に係る測距装置の動作を示すフローチャートである。
【図13】第4の実施の形態による動作を示すフローチャートである。
【図14】第4の実施の形態による動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 受光レンズ
2 センサアレイ
3 A/Dコンバータ
4 積分制御部
5 受光レンズ
6 センサ
7 脈流光モニタ
8 被写体
9 交流光源
10 CPU[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a distance measuring apparatus that measures the distance to the subject by measuring the amount of light incident from the subject.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a distance measuring device used for an imaging device such as a camera is generally designed on the assumption that light irradiating a subject is constant, but since most of artificial lighting is turned on by a commercial power source, The light that irradiates the subject often pulsates.
[0003]
Various techniques have been proposed in the past, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-144504 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-14906 in order to reduce the influence of AC light from artificial lighting on the distance measuring device. Yes.
[0004]
That is, in Japanese Patent Laid-Open No. 61-144504, when an external light detection unit detects that an external light signal component is included in a signal from a light receiving unit, and when the external light detection unit detects external light. And a control unit that cancels the calculation operation of the distance calculation unit.When external light is detected by the external light detection unit, the external light harmful to the distance measurement operation is prevented by not detecting the distance. A technique related to a distance detection device that prevents erroneous distance measurement due to the above is disclosed.
[0005]
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 61-14906, even if the reflected light from the object to be measured includes a pulsating wave, a section where the rate of change of the pulsating wave is the smallest is detected, and the distance measurement is performed in that section. A technology relating to a distance detecting device that emits a light beam and receives reflected light to perform signal processing to prevent erroneous signal output and realize accurate distance detection is disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-144504, the distance measurement is stopped when harmful light is incident due to the fluctuation of the light.
[0007]
Further, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-14906 is limited to a technique for so-called active AF that separates distance measuring light projected from the camera side from background light, and can be applied to passive AF. There wasn't.
[0008]
In the case of active AF, the distance measurement light emission time is extremely short compared to the time period of change of the AC light source, and the distance measurement light may be projected in a place where the fluctuation of the AC light source is small. In the case of AF, it is necessary to integrate for a long time, such as when the subject brightness is low, and it is difficult to avoid the influence of AC fluctuation, and it is hoped to solve such a problem. It was.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to use a so-called passive AF camera that performs distance measurement using information on an image of a subject. It is an object of the present invention to provide a distance measuring device for performing quick and accurate distance measurement even when incident on a sensor.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a distance measuring device according to a first aspect of the present invention detects a plurality of subject images incident from different fields of view, and determines the subject based on a relative difference between the plurality of subject image positions. In the distance measuring apparatus for measuring the distance to the object, the detection means for detecting the fluctuation of light from the artificial light source that is lit by alternating current and illuminates the subject, and in response to the detection result of the fluctuation of the light, The detection start timing is when the brightness of the light from the artificial light source is increasing or decreasing. And control means for controlling.
[0011]
In the distance measuring device according to the second aspect, a light beam from an object incident through two openings having parallax is imaged on a photoelectric conversion element array, and a relative interval between two image signals obtained thereby is determined. In a distance measuring device for detecting a distance to an object by detection, a monitor means for generating an output signal when an image signal from the photoelectric conversion element array reaches an appropriate accumulation level, and an AC power source for illuminating the object In response to the presence of the artificial light source driven by the light source and the detection means for detecting the rate of change of brightness with respect to time, and the rate of change of brightness of the artificial light source with respect to time, Control means for controlling the image signal accumulation operation to wait for a half cycle of the artificial light source; It is characterized by comprising.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a distance measuring device that converts a plurality of subject images incident from different fields of view into a photoelectric sensor array. By subject image signal from In a distance measuring device that detects and measures a distance to the subject based on a relative difference between the plurality of image positions, Detection means for detecting the amount of light fluctuation and its increase / decrease direction by an artificial light source that repeatedly measures the subject image signal and illuminates the subject by alternating current lighting, and the amount of light fluctuation by the artificial light source and its direction of increase / decrease Correction means for calculating the fluctuation amount due to the artificial light source and correcting the fluctuation amount from the measured subject image signal It is characterized by comprising.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the following description, first, the AF sensor output is A / D-converted according to the time required to reach a predetermined determination level, and secondly, the accumulation level of the AF sensor is monitored by the peak level. 3 assumes that the artificial light changes sinusoidally.
[0017]
First, FIG. 1 shows and describes the configuration of a distance measuring apparatus according to the first embodiment.
The first embodiment relates to the accumulation timing adjustment, and is adopted in an external light type two-image interval detection AF device. The active AF light receiving circuit is diverted by a separately provided pulsating
[0018]
As shown in the figure, light receiving
[0019]
Further, in order to detect the pulsating flow of the AC light source 9, a
[0020]
In such a configuration, the image of the
[0021]
Here, as a photoelectric conversion signal output and A / D conversion method, a method of integrating the output photocurrent of the photodiode into the capacitor and counting the time when the integration result reaches a predetermined level is adopted. Can do.
[0022]
That is, as shown in FIG. 2A, the integrated voltage V tends to increase with time t. However, as the amount of light increases, that is, the subject image becomes brighter, the time to reach the predetermined level V1 becomes faster. As a result, the determination time t1 is shortened. That is, if the determination time t1 is shortened, it is determined as “bright”, and if the determination time t1 is increased, it is determined as “dark”.
[0023]
However, when the light of the artificial illumination 9 that pulsates the subject 8 is irradiated, the integrated waveform is disturbed as shown in FIG. 2B, and as shown in FIGS. 2C and 2D. Depending on the state and timing of the pulsating flow, even when the brightness is the same, the time to reach the predetermined level V1 becomes t2 or t3, and an error occurs.
[0024]
Therefore, in this first embodiment, in order to avoid this error, the light from the
[0025]
Hereinafter, the control of the
[0026]
Specifically, in the case of pulsating light as shown in FIG. 2C, integration is performed as it is, and when illumination is pulsating as shown in FIG. The integration is started after waiting for the timing (steps S3 and S4). By such control, the integration result as shown in FIG. 2B is always fixed at t1, so that variations during distance measurement can be suppressed.
[0027]
Here, FIG. 4 shows the above pulsating light. Monitor Show details.
That is, the
[0028]
Next, FIG. 5 shows a specific configuration example of the pulsating
In the figure,
[0029]
In such a configuration, when the operational amplifier 17 is operating, the level of the
[0030]
This will be described with reference to the timing chart of FIG.
Now, when the pulsating light as shown in FIG. 6A is incident on the
[0031]
The
[0032]
The operation of the application example of the first embodiment of the present invention using the pulsating
In this application example, first, the
[0033]
As described above, in the distance measuring device according to the first embodiment, even when the light that illuminates the subject is light that fluctuates in an alternating manner, stable ranging characteristics can be obtained and applied to the camera. High precision focusing can be achieved.
[0034]
The circuit configuration of the pulsating
[0035]
Next, a distance measuring apparatus according to the second embodiment will be described.
The second embodiment relates to the adjustment of the accumulation timing, and repeatedly monitors the accumulation level of the AF sensor, and detects the state of pulsating light based on the change in time until the monitor signal is output. Then, the accumulation operation is performed when the pulsating light is in one of the decreasing trend or the increasing trend, and when it is not, the accumulation operation is waited for a half cycle.
[0036]
FIG. 8A is a diagram illustrating a configuration of a distance measuring apparatus according to the second embodiment.
As shown in the figure, in the second embodiment, the passive distance measuring device having the same structure as that of FIG. 1 including the
[0037]
Here, FIG. 8B illustrates an example of the
In the figure, reference numerals 21a to 21c denote photodiodes constituting the sensor array, and reference numerals 22a to 22c denote integration capacitors for integrating these output photocurrents. Reference numerals 25a to 25c denote reset switches that discharge these capacitors and initialize the integrated voltage. Reference numerals 23a to 23c denote comparators that compare the reference voltage Vref and the integration voltage when integration is started after the reset switch is turned OFF.
[0038]
The reset Sw is controlled all at once by the
[0039]
Although not explicitly shown in FIG. 8B, the voltage stored in the integration capacitors 22a to 22c is a voltage hold circuit and a multiplexer configured with the number of bits equal to the number of pixels of the sensors 21a to 21c. 8 is input in parallel to a known signal readout circuit composed of a combination circuit with the circuit, an analog shift register circuit, or the like, and sequentially reads out the voltage information of each bit in series after the integration operation is aborted. The A /
[0040]
FIG. 8C is a timing chart showing the operation of the above circuit.
As shown in FIG. 8C, when the interval between the SW OFF timing and the OR signal generation timing is Tor, this is a value depending on the maximum value of the amount of light input to each sensor. Depending on the length of this signal, the sensitivity can be switched by switching the integral determination level Vref or by switching the capacities of the capacitors 22a to 22c. The sensitivity can be switched within a predetermined time regardless of the brightness level of the subject. It becomes possible to end the integration control within the dynamic range.
[0041]
The characteristic of the second embodiment is that this Tor signal is applied to detect the pulsating light, and no special sensor or circuit is required as in the case of FIG. Inexpensive and compact. When the subject is illuminated with pulsating light, the time of Tor varies depending on the state of the pulsating light at that time due to the phenomenon shown in FIG. In accordance with such a principle, the second embodiment detects pulsating light.
[0042]
Hereinafter, the above operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 9, if Tor is detected twice over a predetermined time corresponding to a half cycle of the pulsating light source (steps S31 to S33), the light decreases at one timing and the light at the other timing. Since it increases, it is possible to predict which state the pulsating light at the time of distance measurement will be as shown in FIGS.
[0043]
Therefore, here, integration is started only when Tor1 becomes larger than Tor2 (step S34), and the state of pulsating light at the start of integration is made uniform (step S35). By such control, the integration is always performed under a constant condition, so that the result does not change every time the distance is measured and the accuracy is improved.
[0044]
Next, FIG. 10 shows and describes the configuration of a distance measuring apparatus according to the third embodiment.
In the third embodiment, the accumulation process is sampled to determine whether or not to continue the accumulation. As will be described later, the peak value of the accumulation level is monitored by the peak detection circuit, and the continuation and re-execution of the integration are determined. It is characterized by doing.
[0045]
In the same figure, the light receiving elements constituting the sensor array, the sensors 21a to 21c, the reset switches 25a (25b and 25c are not shown because they become complicated), and the integrating capacitors 22a to 22c have already been described, and thus the description thereof is omitted.
[0046]
[0047]
Hereinafter, a method for detecting pulsating light by the distance measuring apparatus having such a configuration will be described with reference to FIGS.
FIG. 11A shows an integrated waveform when the subject is irradiated with DC light, while FIG. 11B shows an integrated waveform when pulsating light is irradiated. In these drawings, the horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates voltage, and FIG. 11B shows a state in which the monitor voltage is wavy due to the influence of pulsating light. From these figures, it can be seen that the slope of integration at t1 and t2 changes depending on the condition of pulsating light.
[0048]
The operation of the third embodiment will be described below with reference to the flowchart of FIG. In this sequence, the integrated voltage at times t1 and t2 is monitored, and the rate of change with time is compared to suppress the influence of pulsating light.
[0049]
That is, first, the
[0050]
Here, if the time from the start of integration to the time t1 is equal to the time from the time t1 to the time t2, the rate of change is equal when there is no pulsating light, so that V1 and V2 -V1 are equal. On the other hand, when there is pulsating light, as shown in FIG. 11 (b), V1> V2-V1.
[0051]
Since such fluctuations are caused by disturbances in the distance measurement results, in the third embodiment, step S57 Only when V1> V2-V1 S58 In step S62, the integration voltage is reset and reintegration is performed under other conditions. At this time, Integral The start timing is shifted by a half period of one pulsating light cycle, and the condition of V1> V2−V1 is satisfied at the time of integration again.
[0052]
As described above, in the third embodiment, the state of integration of the sensor that receives the strongest light input to the sensor array is monitored to determine the pulsating light. Therefore, no special sensor is required. Further, since the monitoring is performed while integrating, pulsating light is detected at the same time as integration, and high-precision distance measurement with a reduced time lag is possible without performing useless integration operation.
[0053]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
The fourth embodiment corrects the sensor output according to the pulsating state, repeatedly monitors the accumulation level of the AF sensor, detects the pulsating light state based on the AF sensor output, and The AF sensor output is corrected in accordance with the change state of the pulsating light, and the accumulation result is corrected as appropriate.
[0054]
The operation of this embodiment will be described below with reference to the flowchart of FIG.
In the fourth embodiment, the pulsating light state is monitored before and after the distance measurement (step S42) instead of the pulsating light countermeasure in which integration is performed in accordance with the timing of the pulsating light as described above (step S41, 43) As a result, the size determination is performed based on M1 and M2 (step S44), and the AF accuracy deterioration due to the pulsating light is prevented by the measure of correcting the distance measurement result (steps S45 and 46).
[0055]
For example, as shown in FIG. 14A, in the integrated waveform under pulsating light illumination, the error ΔAD affects the increase direction or affects the downward direction depending on the state of the pulsating light at that time. Therefore, at the start of integration (step S41 Pulsating light M1 at the time of integration) Finish Time (step S43 When the level is greater than the level M2 at the time of (2), it is considered that the integration level has decreased with respect to the ideal as shown in FIG. 14B, and in the opposite case, the integration level has increased. Conceivable.
[0056]
Steps based on the above thinking S44 Then, when M1 is larger than M2, FIG. Assumption And step S45 To correct for + direction, reverse step S44 Branch to N and step S46 At − Correct the direction.
[0057]
As described above, according to the fourth embodiment, as in the first embodiment described above, it is possible to quickly stabilize even under pulsating light without shifting the timing or repeating distance measurement many times. Distance measurement is possible.
[0058]
In addition, the following invention is contained in the said embodiment of this invention.
(1) A distance measuring means that includes a storage type photoelectric sensor and optically measures the distance from the apparatus to an object;
Detection means for detecting the presence of incident light whose brightness by an AC light source changes periodically;
When the AC light source is detected, the distance measuring means performs the accumulation operation when the brightness of incident light by the AC light source is increasing or decreasing. Control means for controlling the operation timing of
A distance measuring device comprising:
(2) The detection unit includes a storage unit that stores a light amount at a predetermined timing, and a fluctuation component detection unit that detects a light amount at the next timing as a difference from the light amount at the predetermined timing. The distance measuring device according to 1).
(3) The detection means detects light fluctuations from a light amount incident on the subject image detection means at a predetermined timing and a light amount incident on the storage photoelectric sensor at a timing different from this timing. The distance measuring device according to (1).
(4) A light beam from an object entering through two openings having parallax is imaged on a storage type photoelectric conversion element array, and a relative interval between two image signals obtained thereby is detected and the object is detected. In a distance measuring device that calculates the distance to an object,
Control means for initializing the accumulation level of the photoelectric conversion element array and controlling the accumulation operation;
Monitoring means for generating an output signal when an image signal from the photoelectric conversion element array reaches an appropriate accumulation level;
Comprising
Repeatedly measure the time from the start of accumulation of the photoelectric conversion element array to the generation of the monitor signal, and when this time has a predetermined relationship with the previous measurement result, invalidate the latest accumulation result A distance measuring device.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a camera using so-called passive AF that performs distance measurement using information on an image of a subject, even when the pulsating light is incident on an AF sensor, A distance measuring device for performing accurate distance measurement can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a distance measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between time and sensor integration time.
FIG. 3 is a flowchart showing control of a CPU.
FIG. 4 is a flowchart showing details of the pulsating light monitor in step S1 of FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a detailed circuit configuration of a pulsating
6 is a time chart showing the operation of the pulsating
FIG. 7 is a flowchart showing an operation of an application example of the present embodiment using a pulsating
FIG. 8 is a diagram for explaining a distance measuring apparatus according to a second embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the distance measuring apparatus according to the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a distance measuring device according to a third embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a method for detecting pulsating light in the third embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the distance measuring apparatus according to the third embodiment.
FIG. 13 is a flowchart showing an operation according to the fourth embodiment.
FIG. 14 is a timing chart showing an operation according to the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Receiving lens
2 Sensor array
3 A / D converter
4 Integration control unit
5 Light receiving lens
6 Sensor
7 Pulse flow light monitor
8 Subject
9 AC light source
10 CPU
Claims (3)
交流点灯し、上記被写体を照明する人工光源からの光の変動を検出する検出手段と、
上記光の変動検出結果に応答して、上記被写体像信号の検出開始のタイミングを、上記人工光源による光の明るさが増加しつつあるとき、もしくは減少しつつあるときのいずれか一方の状態にあるときに制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする測距装置。In a distance measuring device that detects a plurality of subject images incident from different fields of view and measures the distance to the subject based on a relative difference between the plurality of subject image positions,
AC detecting means for detecting fluctuations in light from an artificial light source that lights up and illuminates the subject;
In response to the light fluctuation detection result, the detection start timing of the subject image signal is set to one of the states when the brightness of the light from the artificial light source is increasing or decreasing. Control means to control at a certain time ,
A distance measuring device comprising:
上記光電変換素子アレイからの像信号が適正な蓄積レベルに達したときに出力信号を発生するモニタ手段と、
対象物を照明する交流電源により駆動される人工光源の存在、ならびに明るさの時間に対する変化率を検知する検知手段と、
上記人工光源の明るさの時間に対する変化率に応答して、像信号の蓄積動作を人工光源の半周期待つよう制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする測距装置。A light beam from an object entering through two openings having parallax is imaged on the photoelectric conversion element array, and the distance between the two image signals obtained thereby is detected to obtain the distance to the object. In the distance measuring device,
Monitoring means for generating an output signal when an image signal from the photoelectric conversion element array reaches an appropriate accumulation level;
Detection means for detecting the presence of an artificial light source driven by an AC power source that illuminates the object, and the rate of change of brightness over time;
In response to the rate of change of the brightness of the artificial light source with respect to time, control means for controlling the image signal storage operation to wait for a half cycle of the artificial light source ;
A distance measuring device comprising:
上記被写体像信号を繰り返し測定して、上記被写体を交流点灯して照明する人工光源による光の変動量とその増減方向を検出する検出手段と、
この人工光源による光の変動量とその増減方向から人工光源による変動分を算出して、測定された被写体像信号からこの変動分を補正する補正手段と、
を具備することを特徴とする測距装置。In a ranging device that detects a plurality of subject images incident from different fields of view by subject image signals from a photoelectric sensor array and measures the distance to the subject based on a relative difference between the plurality of image positions,
Detecting means for repeatedly measuring the subject image signal and detecting a fluctuation amount of light by an artificial light source that illuminates the subject by alternating current lighting and an increase / decrease direction thereof;
A correction means for calculating the fluctuation amount due to the artificial light source from the fluctuation amount of the light due to the artificial light source and the increase / decrease direction, and correcting the fluctuation amount from the measured subject image signal
A distance measuring device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8661697A JP3806485B2 (en) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | Ranging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8661697A JP3806485B2 (en) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | Ranging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10281762A JPH10281762A (en) | 1998-10-23 |
JP3806485B2 true JP3806485B2 (en) | 2006-08-09 |
Family
ID=13891966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8661697A Expired - Fee Related JP3806485B2 (en) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | Ranging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3806485B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006084556A (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Pentax Corp | Focus detecting device |
JP2012053029A (en) * | 2010-08-05 | 2012-03-15 | Ricoh Co Ltd | Photometric/ranging device, photometric/ranging method, and image pickup apparatus having photometric/ranging device |
-
1997
- 1997-04-04 JP JP8661697A patent/JP3806485B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10281762A (en) | 1998-10-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111602386B (en) | LED stroboscopic mitigation for motion pictures | |
CN103369259A (en) | Photoelectric conversion apparatus and image pickup system | |
US7990461B2 (en) | Focus detection device | |
JP2008311985A (en) | Phase adjusting device and digital camera | |
JP2004007625A (en) | Time delay integration imager having automatic speed optimizing function | |
JP2008182419A (en) | Phase adjuster, and digital camera | |
JP3806485B2 (en) | Ranging device | |
US6718133B2 (en) | Measuring distance device | |
JP2893687B2 (en) | Focus detection device | |
KR20080051070A (en) | Image sensor | |
US5848305A (en) | Circulating shift register and distance measuring device | |
JP2712716B2 (en) | Vehicle distance detection device | |
JP2563370B2 (en) | Photoelectric conversion device for focus detection | |
US20040263372A1 (en) | Control circuit | |
JP4208510B2 (en) | Focusing device | |
JP4574201B2 (en) | Signal processing device | |
JP3955144B2 (en) | Ranging device | |
JP2904420B2 (en) | Imaging device | |
JP2878502B2 (en) | Automatic focusing device | |
JP2007189335A (en) | Driving method of solid-state imaging element and solid-state imaging apparatus | |
JP2005134317A (en) | Photoelectric transfer device | |
JPH0798428A (en) | Photoelectric conversion device | |
JP6304983B2 (en) | Focus detection device, photoelectric conversion system, and drive method of focus detection device | |
JP3762631B2 (en) | Ranging device | |
JPH05289143A (en) | Photometric device for camera |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040223 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20051020 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051206 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20060201 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060515 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |