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公開番号2024171857
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023089115
出願日2023-05-30
発明の名称測距装置および機器
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類G01S 17/894 20200101AFI20241205BHJP(測定;試験)
要約【課題】測距精度の向上に有利な技術を提供する。
【解決手段】光源と、光電変換部と、前記光源が発する光を受けた対象物の像を前記光電変換部に形成するための光学系と、前記光電変換部によって光電変換された電気信号に基づいて前記対象物までの距離情報を取得するための演算部と、を備える測距装置であって、前記光学系のフォーカス駆動を制御するフォーカス駆動部をさらに備え、前記フォーカス駆動部は、対象物までの距離を測定する測距動作を行う期間において、フォーカス駆動を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光源と、光電変換部と、前記光源が発する光を受けた対象物の像を前記光電変換部に形成するための光学系と、前記光電変換部によって光電変換された電気信号に基づいて前記対象物までの距離情報を取得するための演算部と、を備える測距装置であって、
前記光学系のフォーカス駆動を制御するフォーカス駆動部をさらに備え、
前記フォーカス駆動部は、対象物までの距離を測定する測距動作を行う期間において、フォーカス駆動を行うことを特徴とする測距装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記フォーカス駆動部は、前記光学系の被写界深度が対象物のサーチ範囲に入るようにフォーカス駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記フォーカス駆動部は、仮想的な被写体距離が断続的または連続的に変化するようにフォーカス駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項４】
前記測距動作において、前記測距装置は、前記光源の発光から前記光電変換部が露光動作を行うまでの待機時間が互いに異なる複数の撮影動作を行い、
前記フォーカス駆動部は、前記複数の撮影動作のそれぞれの前記待機時間によって決まる測距距離に応じて、仮想的な被写体距離が変化するようにフォーカス駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項５】
前記フォーカス駆動部は、前記複数の撮影動作のそれぞれの撮影動作に応じて、断続的に仮想的な被写体距離が変化するようにフォーカス駆動を行うことを特徴とする請求項４に記載の測距装置。
【請求項６】
前記待機時間は、前記複数の撮影動作のそれぞれにおいて１つ前の撮影動作よりも長くなるように制御され、
前記複数の撮影動作のうち最初の撮影動作における前記待機時間によって決まる測距距離は、前記光学系の前記最初の撮影動作における合焦位置の前方被写界深度の範囲であり、
前記複数の撮影動作のうち最後の撮影動作における前記待機時間によって決まる測距距離は、前記光学系の前記最後の撮影動作における合焦位置の後方被写界深度の範囲であることを特徴とする請求項４に記載の測距装置。
【請求項７】
前記待機時間は、前記複数の撮影動作のそれぞれにおいて１つ前の撮影動作よりも短くなるように制御され、
前記複数の撮影動作のうち最初の撮影動作における前記待機時間によって決まる測距距離は、前記光学系の前記最初の撮影動作における合焦位置の後方被写界深度の範囲であり、
前記複数の撮影動作のうち最後の撮影動作における前記待機時間によって決まる測距距離は、前記光学系の前記最後の撮影動作における合焦位置の前方被写界深度の範囲であることを特徴とする請求項４に記載の測距装置。
【請求項８】
前記測距動作を含む複数の測距動作が行われ、
前記複数の測距動作は、連続する第１測距動作と第２測距動作とを含み、
前記第１測距動作において、前記待機時間が前記複数の撮影動作のそれぞれにおいて１つ前の撮影動作よりも長くなるように制御される場合、前記第２測距動作において、前記待機時間が前記複数の撮影動作のそれぞれにおいて１つ前の撮影動作よりも短くなるように制御され、
前記第１測距動作において、前記待機時間が前記複数の撮影動作のそれぞれにおいて１つ前の撮影動作よりも短くなるように制御される場合、前記第２測距動作において、前記待機時間が前記複数の撮影動作のそれぞれにおいて１つ前の撮影動作よりも長くなるように制御されることを特徴とする請求項４に記載の測距装置。
【請求項９】
前記複数の測距動作のうち前記待機時間が前記複数の撮影動作のそれぞれにおいて１つ前の撮影動作よりも長くなる測距動作において、前記複数の撮影動作のうち最初の撮影動作における前記待機時間によって決まる測距距離は、前記光学系の前記最初の撮影動作における合焦位置の前方被写界深度の範囲であり、かつ、前記複数の撮影動作のうち最後の撮影動作における前記待機時間によって決まる測距距離は、前記光学系の前記最後の撮影動作における合焦位置の後方被写界深度の範囲であり、
前記複数の測距動作のうち前記待機時間が前記複数の撮影動作のそれぞれにおいて１つ前の撮影動作よりも短くなる測距動作において、前記最初の撮影動作における前記待機時間によって決まる測距距離は、前記光学系の前記最初の撮影動作における合焦位置の後方被写界深度の範囲であり、かつ、前記最後の撮影動作における前記待機時間によって決まる測距距離は、前記光学系の前記最後の撮影動作における合焦位置の前方被写界深度の範囲であることを特徴とする請求項８に記載の測距装置。
【請求項１０】
前記光電変換部には複数の画素が配され、
前記複数の撮影動作のそれぞれにおいて、前記複数の画素のそれぞれから前記電気信号が出力されることを特徴とする請求項４に記載の測距装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距装置および機器に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
光源から光を射出し、対象物で反射された反射光を検出することによって測距を行うＴｉｍｅｏｆＦｌｉｇｈｔ（ＴｏＦ）方式の測距装置が知られている。特許文献１には、時間分解能を高めるために単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）を用いた測距装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開２０１７／００５２０６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＴｏＦ方式の測距装置において、焦点が合っていない距離に存在する対象物は、物体の境界（エッジ）がぼけてしまうため、精度が高い測距を行うことが難しい。また、焦点が合う範囲（被写界深度）を拡張するためにＦ値（絞り値）が大きいレンズを用いると、センサが取り込む光量が減少し、測距精度が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、測距精度の向上に有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る測距装置は、光源と、光電変換部と、前記光源が発する光を受けた対象物の像を前記光電変換部に形成するための光学系と、前記光電変換部によって光電変換された電気信号に基づいて前記対象物までの距離情報を取得するための演算部と、を備える測距装置であって、前記光学系のフォーカス駆動を制御するフォーカス駆動部をさらに備え、前記フォーカス駆動部は、対象物までの距離を測定する測距動作を行う期間において、フォーカス駆動を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、測距精度の向上に有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施形態の測距装置の構成例を示すブロック図。
図１の測距装置の受光部の構成例を示すブロック図。
図１の測距装置の画素の構成例を示すブロック図。
図１の測距装置の時間ゲート型ＴｏＦ方式の露光タイミング図。
図１の測距装置の対象物と被写界深度との関係を示す図。
図１の測距装置のフォーカス駆動を示す図。
図１の測距装置の被写界深度を説明する図。
図１の測距装置の合焦位置と被写界深度との関係を示す図。
図１の測距装置のフォーカス駆動を示す図。
図１の測距装置のフォーカス駆動を示す図。
図１の測距装置の変形例を示すブロック図。
図１１の測距装置の受光部の構成例を示すブロック図。
図１１の測距装置の画素の構成例を示すブロック図。
図１１の測距装置のフォーカス駆動を示す図。
図１の測距装置が組み込まれた機器の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【００１０】
図１～図１４を参照して、本開示の測距装置について説明する。図１は、本実施形態における測距装置１００の構成例を概略的に示すブロック図である。図１に示されるように、測距装置１００は、タイミング制御部１０１、発光部１０２、光学系１０３、受光部１０４、演算部１０５、フォーカス駆動部１０６を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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