JP2000352663A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度や湿度等の周囲環境の変動によることな
く高い測距精度を維持することができる簡単で安価な測
距装置を提供する。 【解決手段】 被写体像を結像する左右一対のレンズ１
と、これらのレンズ１Ｌ，１Ｒを通った光線を各受光し
て像信号を生成する受光素子４Ｌ，４Ｒと、上記レンズ
１と上記受光素子４の間の光路中に挿入されていて一対
のアパーチャー５Ｌ，５Ｒと基線長だけ離して配設され
た２対のスリット６ＬＬ，６ＲＬ及び６ＬＲ，６ＲＲと
が設けられた板部材２と、一対の像信号の相関演算を行
って位相差を出力するＡＦＩＣ３と、を備え、上記アパ
ーチャー５Ｌ，５Ｒを通った光線による像信号を相関演
算した結果を、上記スリット６ＬＬ，６ＲＬまたは６Ｌ
Ｒ，６ＲＲを通った光線による像信号を相関演算した結
果で補正する測距装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測距装置、より詳
しくは、被写体像を複数のレンズにより結像して測距を
行う測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の銀塩カメラ、デジタルカメラ、ビ
デオカメラ等には、被写体までの距離を検出して、その
検出結果に基づき撮影レンズを被写体に自動的に合焦さ
せるオートフォーカス装置が搭載されている。

【０００３】このようなオートフォーカス装置に用いら
れている測距装置の内、三角測距方式によるもの、特に
位相差方式によるものは、予め設定した基線長に基づい
て被写体までの距離を測定し、または被写体のデフォー
カス量を測定するものとなっている。

【０００４】図７，図８は、従来技術における測距装置
の概要を示す図である。

【０００５】図７は、被写体からの光線を一対のレンズ
８１Ｌ，８１Ｒにより受光素子４Ｌ，４Ｒ上に各結像さ
せ、この被写体像を該受光素子４Ｌ，４Ｒにより光電変
換して出力される信号から左右の像の位相差を求めて、
その位相差に基づき被写体距離を算出するものである。

【０００６】このとき、上記一対のレンズ８１Ｌ，８１
Ｒの間隔である基線長をＢ、該一対のレンズ８１Ｌ，８
１Ｒの焦点距離をｆ、上記左右の像の位相差をｘとする
と、被写体距離Ｌは次の数式１により表される。

【０００７】

【数１】Ｌ＝（Ｂ・ｆ）／ｘ

【０００８】次に、図８は、合焦状態にあるときの様子
を示す図である。

【０００９】撮影光学系９５の異なる瞳からの光線は、
図示のコンデンサレンズ９３と、一対の孔が穿設された
セパレータ絞り９２および一対のレンズでなるセパレー
タレンズ９１を介して、受光素子４Ｌ，４Ｒ上に結像さ
れるようになっている。

【００１０】そして、この図８に示すような合焦状態に
あるときには、撮影光学系９５を通過した光線は、フィ
ルム面と光学的に等価な位置である一次結像面９４上に
合焦するようになっている。

【００１１】この合焦時における左側の受光素子４Ｌ上
の像と右側の受光素子４Ｒ上の像との位相差ｙ0 を基準
とすると、図示したような一次結像面９４に対して、い
わゆる前ピンとなる場合には位相差は上記ｙ0 よりも大
きくなり、後ピンとなる場合には位相差は上記ｙ0 より
も小さくなる。

【００１２】こうして、合焦時の位相差をｙ0 、現状の
位相差をｙ、撮影光学系９５等の光学的性質に起因する
その他の定数をａ，ｂ，ｃとすると、現状のデフォーカ
ス量ＤＦは次の数式２により表される。

【００１３】

【数２】ＤＦ＝ａ・｛ｂ−（ｙ−ｙ0 ）｝−ｃ

【００１４】上記図７，図８に示したような三角測距方
式は、基線長に基づいて測距を行うものであるために、
測距精度を良くするには基線長を正確に決めて、これが
周囲環境の変化等の影響によって変動しないようにして
おく必要がある。

【００１５】このような基線長の変動をもたらす可能性
のある要因としては、周囲環境の温度や湿度が例として
挙げられ、何らの対策を施さないと、こうした温度や湿
度の影響を受けて測距精度が低下することが考えられ
る。

【００１６】このような点を改善するための一つのアプ
ローチとして、例えば特開昭６０−２３５１１０号公
報、特開昭６３−１７２２１６号公報などには、測温素
子を用いて測距装置の温度を計測し、計測された温度に
基づいて測距結果を補正する技術が記載されていて、こ
れにより測距精度の向上を図るようにしたものとなって
いる。

【００１７】また他のアプローチとしては、例えば特開
平４−３０６６０７号公報、特開平５−３０３０３２号
公報、特開平９−３１８８６７号公報などに、分離した
２つのレンズの固定方法を工夫することにより、それぞ
れのレンズ自体の伸長／収縮と、レンズを受ける部材の
伸長／収縮とをうまく組み合わせて相殺させ、基線長を
ほぼ一定に維持しようとする技術が記載されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、測距結
果を温度に基づき補正するタイプの従来技術では、レン
ズやレンズの固定部材そのものの温度を計測することが
困難である点で、必ずしも十分な補正精度を確保するこ
とができるとはいえず、また、測温素子を必要とする分
だけコスト的にも高価となってしまう。さらに、この技
術では、湿度による補正を行うことはできなかった。

【００１９】一方、基線長の変化をキャンセルするタイ
プの従来技術では、レンズを２つに分離したために基線
長自体を正確に揃えるのが困難となり、測距装置毎の個
体差が大きくなってしまう。さらに、要求される組立精
度が高くなるために、組立コストが高くなるか、また
は、測距装置の測距精度が劣化することになる。そして
この技術では、温度の影響をキャンセルすることと、湿
度の影響をキャンセルすることとを両立させるのは困難
である。

【００２０】従って上述したような従来の測距装置で
は、周囲環境の変化による測距精度の劣化対策が十分と
はいえず、測距精度が低いにも関わらず、部品コストや
組立コストが高くなってしまっていた。さらに、周囲環
境の中でも湿度については、温度よりも対策が一層不十
分であるという課題があった。

【００２１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、温度や湿度等の周囲環境の変動によることなく高
い測距精度を維持することができる簡単で安価な測距装
置を提供することを目的としている。

【００２２】

【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、第１の発明による測距装置は、被写体像を結像す
る少なくとも一対のレンズと、上記少なくとも一対のレ
ンズの結像面に配置されそれぞれのレンズを通った光線
を受光して像信号を生成する受光素子と、上記受光素子
とは別体に構成されていて該受光素子の一部を遮光する
遮光部材とを具えたものである。

【００２３】また、第２の発明による測距装置は、被写
体像を結像する少なくとも一対のレンズと、上記少なく
とも一対のレンズの結像面に配置されそれぞれのレンズ
を通った光線を受光して像信号を生成する受光素子とを
有するとともに、少なくとも一対のアパーチャーと少な
くとも一対のスリットとが設けられた板部材を具備し、
上記板部材を上記レンズと上記受光素子との間の光路中
に挿入するものである。

【００２４】さらに、第３の発明による測距装置は、上
記第２の発明による測距装置において、上記少なくとも
一対の像信号の相関演算を行い該少なくとも一対の像信
号の位相差を出力する相関演算手段をさらに具備し、上
記アパーチャーを通った光線による像信号が入力された
ときの上記相関演算手段の出力を、上記スリットを通っ
た光線による像信号が入力されたときの上記相関演算手
段の出力で補正するものである。

【００２５】第４の発明による測距装置は、上記第２ま
たは第３の発明による測距装置において、上記スリット
に拡散板を含む光学部材を挿入するものである。

【００２６】第５の発明による測距装置は、上記第４の
発明による測距装置において、光源と、上記光源からの
光を上記拡散板に導くためのライトガイド手段と、をさ
らに具えたものである。

【００２７】第６の発明による測距装置は、上記第２、
第３、第４、または第５の発明による測距装置におい
て、上記受光素子が、上記アパーチャーを通った光線の
像信号を生成する受光素子領域と、上記スリットを通っ
た光線の像信号を生成する受光素子領域とを有してお
り、上記像信号を生成する積分動作を上記各受光素子領
域について独立に実行するものである。

【００２８】第７の発明による測距装置は、上記第５の
発明による測距装置において、上記光源が上記受光素子
とともに同一チップ上に構成されているものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１から図５は本発明の第１の実
施形態を示したものであり、図１は測距装置の構成を示
す分解斜視図、図２は測距装置の構成を示す一部断面を
含む側面図である。

【００３０】この測距装置は、図１，図２に示すよう
に、被写体からの光線を集光するための左側レンズ１Ｌ
および右側レンズ１Ｒを一体に成型して構成されている
レンズ１と、上記左側レンズ１Ｌおよび右側レンズ１Ｒ
を各通過する光線の範囲を規制するための矩形孔でなる
左側アパーチャー５Ｌおよび右側アパーチャ５Ｒが設け
られている遮光部材たる板部材２と、この板部材２を通
過した光線を受光して測距信号を出力する相関演算手段
たるＡＦＩＣ３と、を有して左右対称となるように構成
されている。

【００３１】上記板部材２は、上記左側アパーチャー５
Ｌおよび右側アパーチャ５Ｒの各両側にスリットが形成
されていて、より詳しくは、左側アパーチャー５Ｌの左
側にスリット６ＬＬが、該左側アパーチャー５Ｌの右側
にスリット６ＬＲが、右側アパーチャー５Ｒの左側にス
リット６ＲＬが、該右側アパーチャー５Ｒの右側にスリ
ット６ＲＲが、それぞれ形成されている。これらのスリ
ット６ＬＬ，６ＬＲ，６ＲＬ，６ＲＲは、後述する受光
素子４Ｌ，４Ｒのセンサ並び方向と直交する方向に細長
のスリットとなっている。

【００３２】なお、ここでは各アパーチャ５Ｌ，５Ｒに
ついてそれぞれ２つずつのスリットを形成したが、後で
他の例を説明するように、これに限るものではない。

【００３３】上記ＡＦＩＣ３は、上記左側レンズ１Ｌお
よび右側レンズ１Ｒにより集光され上記左側アパーチャ
ー５Ｌおよび右側アパーチャ５Ｒを各通過する光線をそ
れぞれ受光して光電変換するラインセンサ等でなる受光
素子４（左側受光素子４Ｌおよび右側受光素子４Ｒ）
と、これらの受光素子４Ｌ，４Ｒを周辺回路と共にその
上面側に配置している下側パッケージ３ａと、上記受光
素子４Ｌ，４Ｒ等を上から透明な素材により覆うように
して形成されている上側パッケージ３ｂと、上記受光素
子４Ｌ，４Ｒの出力信号を該パッケージ内の周辺回路で
処理した後に測距信号として出力する端子３ｃとを有し
て構成されている。

【００３４】そして、この板部材２は上記ＡＦＩＣ３の
上側パッケージ３ｂの上面に近接して配置されていて、
該板部材２の下面にはＡＦＩＣ３との間隔を規定するた
めのスペーサ９が突設されている。

【００３５】また、この測距装置の基線長Ｂは、左側レ
ンズ１Ｌの光軸と右側レンズ１Ｒの光軸とのなす間隔と
なっている。

【００３６】そして、上記スリット６ＬＬとスリット６
ＲＬとの間隔は、この基線長Ｂと一致するように構成さ
れ、同様に、スリット６ＬＲとスリット６ＲＲとの間隔
も基線長Ｂに一致するように構成されている。

【００３７】次に、図３は、上記図２に示したような構
成において、異なる温度で受光素子４Ｌ，４Ｒから得ら
れる各出力信号（像信号）の例を示す線図である。

【００３８】図３（Ａ）は温度がＴ［℃］のときの受光
素子４Ｌの像信号、図３（Ｂ）は温度がＴ［℃］のとき
の受光素子４Ｒの像信号、図３（Ｃ）は温度がＴ＋ΔＴ
［℃］のときの受光素子４Ｌの像信号、図３（Ｄ）は温
度がＴ＋ΔＴ［℃］のときの受光素子４Ｒの像信号であ
る。

【００３９】なお、この図３においては、受光素子４
Ｒ，４Ｌから出力される像信号が、暗い部分はレベルが
低く、明るい部分はレベルが高くなるような例について
図示しているが、これは単なる一例を示したものであ
り、像信号を量子化する方法によっては、被写体の明暗
とセンサデータのレベルの高低とが逆転する場合ももち
ろんあり得る。

【００４０】図中の符号７ＬＣ，７ＬＣ’で示す部分
は、アパーチャー５Ｌを通過した光線による像信号、符
号７ＲＣ，７ＲＣ’で示す部分は、アパーチャー５Ｒを
通過した光線による像信号をそれぞれ示している。

【００４１】これらのアパーチャ５Ｌ，５Ｒによる像信
号は、被写体に応じて各種のものが得られ、像信号７Ｌ
Ｃと７ＲＣまたは像信号７ＬＣ’と７ＲＣ’の位相差
は、被写体距離に関連している。

【００４２】さらに図中の符号７ＬＬ，７ＬＬ’で示す
部分は、スリット６ＬＬを通過した光線による像信号、
符号７ＬＲ，７ＬＲ’で示す部分は、スリット６ＬＲを
通過した光線による像信号、符号７ＲＬ，７ＲＬ’で示
す部分は、スリット６ＲＬを通過した光線による像信
号、符号７ＲＲ，７ＲＲ’で示す部分は、スリット６Ｒ
Ｒを通過した光線による像信号をそれぞれ示している。

【００４３】上記スリット６ＬＬ，６ＬＲ，６ＲＬ，６
ＲＲは、スリット幅を十分に細く形成することにより、
これらを通過した光線の像信号が、被写体のコントラス
トの影響を受けることなく略一定の形状となるように構
成されている。従って、像信号の形状の変化としては、
その山の高さが被写体の輝度に応じて変化する程度であ
る。こうして、スリット間隔を正確に計ることが可能と
なっている。

【００４４】続いて、温度が＋ΔＴ［℃］上昇するとい
う周囲環境の変化が生じて、基線長Ｂに伸長が生じた場
合の像信号の変化について説明する。

【００４５】温度変化が生じると、レンズ１、板部材
２、ＡＦＩＣ３などを構成する物質に伸長／収縮が生
じ、それぞれの位置関係が変化する。この例で説明する
場合のように温度が上昇した場合には、物質に伸長が生
じることが多いために、ここでは基線長Ｂが例えば伸長
したものとする。

【００４６】この基線長Ｂに伸長が生じたときには、図
３（Ａ）に示す点Ｐa は、図３（Ｃ）に示すような点Ｐ
a'に移動し、矢印Ｖb に示す方向と長さだけ位置が変化
する。このとき板部材２のアパーチャー５Ｌの位置も変
化しているために、図３（Ａ）と図３（Ｃ）とを比較す
ると、被写体像信号のエッジ位置も移動している。

【００４７】同様に、図３（Ｂ）に示す点Ｐb は、図３
（Ｄ）に示すような点Ｐb'に移動し、矢印Ｖe に示す方
向と長さだけ位置が変化する。そして、アパーチャー５
Ｒの位置変化により、被写体像信号のエッジ位置も移動
している。

【００４８】また、スリット６ＬＬ，６ＬＲ，６ＲＬ，
６ＲＲを通過した光線の像信号は、スリット位置の変化
に伴って、図示のように移動する。

【００４９】すなわち、図３（Ａ）に示すスリット６Ｌ
Ｌによる像信号７ＬＬは、矢印Ｖaに示す方向と長さだ
け位置が変化して、図３（Ｃ）に示すような像信号７Ｌ
Ｌ’となり、図３（Ａ）に示すスリット６ＬＲによる像
信号７ＬＲは、矢印Ｖc に示す方向と長さだけ位置が変
化して、図３（Ｃ）に示すような像信号７ＬＲ’とな
る。

【００５０】同様に、図３（Ｂ）に示すスリット６ＲＬ
による像信号７ＲＬは、矢印Ｖd に示す方向と長さだけ
位置が変化して、図３（Ｄ）に示すような像信号７Ｒ
Ｌ’となり、図３（Ｂ）に示すスリット６ＲＲによる像
信号７ＲＲは、矢印Ｖf に示す方向と長さだけ位置が変
化して、図３（Ｄ）に示すような像信号７ＲＲ’とな
る。

【００５１】上記像信号の変化量は、上述したように測
距装置が左右対称となるように構成されていることか
ら、左右対称の移動量となっていて、ベクトル的な加算
を行うと、Ｖa ＋Ｖf ＝０，Ｖb ＋Ｖe ＝０，Ｖc ＋Ｖ
d ＝０となる関係にある。

【００５２】さらに、図示しない左右対称の中心線から
の距離が遠くなるほど、その移動量が大きくなるように
なっていて、ベクトルの長さを比較すると、|Ｖa |＞|
Ｖb |＞|Ｖc |などとなっている。

【００５３】上述したような＋ΔＴの温度変化による物
質の伸長／収縮量Δｌは、物質の熱線膨張係数をα、物
質の長さをｌとすると、一般的に、次の数式３に示すよ
うに表される。

【００５４】

【数３】Δｌ＝α・ΔＴ・ｌ

【００５５】本実施形態においては、レンズ１と板部材
２とを同一の材質により形成したものとしてその熱線膨
張係数をα1 とすると、温度Ｔ［℃］のときの像信号７
ＬＣと像信号７ＲＣの位相差と、温度Ｔ＋ΔＴ［℃］の
ときの像信号７ＬＣ’と像信号７ＲＣ’の位相差との変
化量は、|Ｖb −Ｖe |に相当し、これは上記数式３を用
いれば、次の数式４に示すように表される。

【００５６】

【数４】ΔＢ＝α1 ・ΔＴ・Ｂ

【００５７】また、温度Ｔ［℃］のときのスリット６Ｌ
Ｌ，６ＲＬの像信号７ＬＬ，７ＲＬの位相差と、温度Ｔ
＋ΔＴ［℃］のときの像信号７ＬＬ’，７ＲＬ’の位相
差との変化量は、|Ｖa −Ｖd |に相当するとともに、温
度Ｔ［℃］のときの像信号７ＬＲ，７ＲＲの位相差と、
温度Ｔ＋ΔＴ［℃］のときの像信号７ＬＲ’，７ＲＲ’
の位相差との変化量は、|Ｖc −Ｖf |に相当し、これら
は何れも等しい値であって、次の数式５に示すようにな
る。

【００５８】

【数５】ΔＢ＝α1 ・ΔＴ・Ｂ

【００５９】上記数式４と数式５は同一であるために、
基線長Ｂと同一の間隔で配置されたスリットによる像同
士の距離の変化量を検出することができれば、基線長Ｂ
の変化量を検出することも可能であることがわかる。

【００６０】以上の説明は、スリット間隔を基線長Ｂに
等しくなるように構成した場合のものであるが、等しく
ない場合でも、以下のようにして同様に基線長Ｂの変化
量を検出することができる。

【００６１】図示はしないが、スリット間隔をＳとし、
基線長Ｂとスリット間隔Ｓの長さの比をＢ／Ｓ＝εとす
る。これは例えば、図２に示したスリット６ＬＲ，６Ｒ
Ｌ、図３に示した像信号７ＬＲ，７ＲＬおよび７Ｌ
Ｒ’，７ＲＬ’によって、基線長Ｂの変化量ΔＢを検出
する場合に該当する。

【００６２】このときの基線長Ｂの変化量ΔＢは、次の
数式６に示すようになる。

【００６３】

【数６】ΔＢ＝ε・（α1 ・ΔＴ・Ｓ）

【００６４】さらに、レンズ１と板部材２の材質も異な
るような、より一般的な場合には、板部材２の熱線膨張
係数をα2 、レンズ１と板部材２の熱線膨張係数の比を
α0とすると、基線長Ｂの変化量ΔＢは、次の数式７に
示すようになる。

【００６５】

【数７】ΔＢ＝α0 ・ε・（α2 ・ΔＴ・Ｓ）

【００６６】このように、何れの場合でも、スリット間
隔の変化量を検出すれば、基線長の変化量を知ることが
可能であり、この基線長の変化量に基づいて測距結果を
補正することにより、測距精度の劣化を防ぐことも可能
となる。

【００６７】また、上述では温度に関する基線長の変化
を検出する例について説明したが、湿度に関する基線長
の変化を検出して、測距結果を補正する場合について
も、原理的に同様に行うことが可能である。

【００６８】湿度も含めて補正する場合は、少なくとも
レンズ１を形成する材質と板部材２を形成する材質とを
同一のものとすれば、複雑な計算が不要となるために、
望ましい手段である。

【００６９】このように、基線長とスリット間隔の比例
計算を行うのみで、温度や湿度による基線長の変化量を
求めることができる。

【００７０】次に、上述のような基本的な構成を具体的
に適用した測距装置の例について、図面を参照して説明
する。

【００７１】まず、図４は、上記図２に示した構成をほ
ぼそのまま採用してユニット化した測距装置の例を示す
断面図である。

【００７２】左側レンズ１Ｌにより集光される光線の光
路と、右側レンズ１Ｒにより集光される光線の光路と
は、互いに干渉し合うことのないように筐体によって分
離される必要がある。そこで、この構成例においては、
上述したような板部材２を、レンズ１を保持する筐体と
一体に構成して、遮光部材たる筐体２Ａとしている。

【００７３】すなわち、この筐体２Ａは、例えば略直方
体形状をなす箱状部材でなり、その中央部に隔壁１２を
形成して、内部を上記左側レンズ１Ｌの光線が通過する
左室１１Ｌと上記右側レンズ１Ｒの光線が通過する右室
１１Ｒとに分離している。

【００７４】左室１１Ｌの底面には、上記アパーチャー
５Ｌおよびスリット６ＬＬ，６ＬＲが穿設され、同様に
右室１１Ｒの底面には、上記アパーチャー５Ｒおよびス
リット６ＲＬ，６ＲＲが穿設されている。

【００７５】また、筐体２Ａの上面側にはレンズ１を設
置するための凹部１５が形成されていて、この凹部１５
に突設されたスペーサ１６を介して上記レンズ１が取り
付けられている。

【００７６】そして、凹部１５の上記左側レンズ１Ｌと
右側レンズ１Ｒに各対応する部分には、光線を上記左室
１１Ｌと右室１１Ｒにそれぞれ導くためのものであっ
て、不要な光線を除去する絞りも兼ねた光透過孔１４
Ｌ，１４Ｒがそれぞれ穿設されている。

【００７７】また、上記左室１１Ｌと右室１１Ｒの内壁
面には、光線の内面反射等を防止するための構造部１３
が形成されている。

【００７８】この図４に示す例は、スリット６ＬＬとス
リット６ＲＬのなす間隔、またはスリット６ＲＬとスリ
ット６ＲＲのなす間隔が、基線長Ｂに一致するように構
成された例である。

【００７９】次に、図５は、折り返し光学系を用いて基
線長を大きくとることにより、測距精度を高めるように
した高精度測距装置の例を示す断面図である。

【００８０】この図５に示す測距装置の場合には、左側
レンズ２１Ｌと右側レンズ２１Ｒは別体として構成され
ている。

【００８１】そして、遮光部材たる筐体２Ｂには、レン
ズ設置用の凹部２７Ｌ，２７Ｒが、基線長Ｂを大きくと
るように離して形成され、そこに上記左側レンズ２１Ｌ
と右側レンズ２１Ｒが各設置されている。

【００８２】上記凹部２７Ｌ，２７Ｒの各底面には、上
記左側レンズ２１Ｌと右側レンズ２１Ｒから各入射され
る光線を内部空間２２に導くとともに不要な光線を除去
するための光透過孔２６Ｌ，２６Ｒがそれぞれ穿設され
ている。

【００８３】また、筐体２Ｂの左右の傾斜面には窓孔２
５Ｌ，２５Ｒを介してミラー２４Ｌ，２４Ｒが各固定さ
れており、上記左側レンズ２１Ｌと右側レンズ２１Ｒか
ら各入射された光線を中央側に向けて反射するようにな
っている。

【００８４】この中央側に反射された光線の光路上には
例えばプリズムでなる反射部材２３が配設されていて、
左右からの光線を各反射面によりＡＦＩＣ３へ向けて反
射するようになっている。

【００８５】すなわち、この反射部材２３により反射さ
れた光線は、該筐体２Ｂの底面に穿設されたアパーチャ
５Ｌ，５Ｒを各介して受光素子４Ｌ，４Ｒに入射するよ
うになっている。

【００８６】また、上記アパーチャ５Ｌの左側にはスリ
ット６ＬＬが、上記アパーチャ５Ｒの右側にはスリット
６ＲＲが穿設されており、この図５に示す例において
は、スリット６ＬＲとスリット６ＲＬは省略されてい
る。

【００８７】こうしてこの図５に示す例は、基線長Ｂを
折り返し光学系で大きくしているために、該基線長Ｂ
が、スリット６ＬＬとスリット６ＲＲのなす間隔Ｓより
も大きくなるように構成された例となっている。

【００８８】なお、図示はしないが、上記図８に示した
ようなＴＴＬ型の測距装置に上述したような構成を適用
することも勿論可能であり、上記セパレータレンズ９１
と受光素子４Ｌ，４Ｒの間に、上述したようなアパーチ
ャーとスリットを有する板部材を配設すれば良い。

【００８９】また、上述したように、受光素子４により
スリット間隔を測定することが肝要であるために、スリ
ットの幅を十分に細くすることが望ましい。スリットの
幅を十分に細くすれば、被写体のコントラストの影響を
取り除くことが可能となって、より正確な測定を行うこ
とが可能となる。

【００９０】このような第１の実施形態によれば、部品
コストや組立コストの増加を招くことなく、温度や湿度
等の周囲環境が変化しても高い測距精度を維持すること
ができる簡単な構成の測距装置となる。

【００９１】図６は本発明の第２の実施形態を示したも
のであり、測距装置の構成を示す分解斜視図である。こ
の第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と同
様である部分については同一の符号を付して説明を省略
し、主として異なる点についてのみ説明する。

【００９２】本実施形態は、被写体が暗い場合や、ある
いはスリット幅を十分に細くすることができない場合で
も、正確な測定を行うことができるようにした例を示す
ものである。

【００９３】例えば、被写体が暗い場合については、通
常は補助光を点灯させて被写体を照明することにより対
処するようになっているが、例えば被写体までの距離が
遠い場合などには、補助光の点灯を行っても、スリット
像を検出するのが不可能になるほどの低いレベルの受光
素子出力となる場合がある。本実施形態はこうした場合
にも対応することができるように構成したものである。

【００９４】すなわち、この測距装置は、図６に示すよ
うに、左側レンズ１Ｌおよび右側レンズ１Ｒを一体に成
型して構成されているレンズ１と、上記左側レンズ１Ｌ
および右側レンズ１Ｒを各通過する光線の範囲を規制す
るためのやや細長の矩形孔でなる左側アパーチャー５
Ｌ’および右側アパーチャ５Ｒ’が設けられている遮光
部材たる板部材２と、この板部材２を通過した光線を受
光して測距信号を出力する相関演算手段たるＡＦＩＣ３
と、を有して構成されている。

【００９５】上記板部材２は、上記左側アパーチャー５
Ｌ’および右側アパーチャ５Ｒ’の例えば図６における
左側にスリットが形成されていて、より詳しくは、左側
アパーチャー５Ｌ’の左側にスリット６ＬＬが、右側ア
パーチャー５Ｒ’の左側にスリット６ＲＬが、それぞれ
形成されている。

【００９６】これらのスリット６ＬＬ，６ＲＬには、光
を拡散させて被写体のコントラストの影響等を取り除く
ためのライトガイド手段たる拡散板３１Ｌ，３１Ｒがそ
れぞれ嵌入されている。

【００９７】上記ＡＦＩＣ３は、上述したように、受光
素子４を上側パッケージ３ｂと下側パッケージ３ａとで
挟み込んでなり、この受光素子４は、例えば発光ＬＥＤ
等でなる光源３２Ｌ，３２Ｒが、同一チップ上にさらに
形成されたものとなっていて、モノリシック構造となっ
ている。

【００９８】より詳しくは、左側受光素子４Ｌの左寄り
に近接する位置であって、上記板部材２のスリット６Ｌ
Ｌに対応する位置に光源３２Ｌが設けられ、右側受光素
子４Ｒの左寄りに近接する位置であって、上記板部材２
のスリット６ＲＬに対応する位置に光源３２Ｒが設けら
れている。

【００９９】続いて、このように構成された測距装置の
作用について説明する。

【０１００】まず、被写体が十分に明るい場合には、レ
ンズ１を介して入射する光束に基づいてスリット間隔の
変化量の計測を行う。このときには、該光束が、スリッ
ト６ＬＬに嵌合された拡散板３１Ｌを介して拡散された
後に左側受光素子４Ｌに像を結ぶとともに、スリット６
ＲＬに嵌合された拡散板３１Ｒを介して拡散されてから
右側受光素子４Ｒに像を結ぶ。こうして、拡散板３１
Ｌ，３１Ｒを介することにより、被写体によることな
く、つまり被写体のコントラスト等の影響を受けること
なく、スリット間隔の変化量を正確に計測して、基線長
の変化量を正確に知ることができる。

【０１０１】次に、被写体の輝度が低く、レンズ１を介
して入射する光束に基づいてスリット間隔の変化量の計
測を行うのが困難である場合には、入射光を光電変換し
て得られた電荷の積分値等に基づきその旨を検出して、
図示しないＡＦ制御回路やシステムコントローラの指令
により、上記光源３２Ｌ，３２Ｒが発光される。

【０１０２】一方の光源３２Ｌにより発光された光は、
上記拡散板３１Ｌに入射してその拡散面等で散乱された
後に、一部が上記左側受光素子４Ｌに入射する。同様
に、他方の光源３２Ｒにより発光された光も上記拡散板
３１Ｒに入射して、散乱された後に上記右側受光素子４
Ｒに入射する。

【０１０３】こうして、光源３２Ｌ，３２Ｒにより発光
された光が、ライトガイド手段として機能する上記拡散
板３１Ｌ，３１Ｒを介して、受光素子４Ｌ，４Ｒに伝達
されることにより、被写体の輝度に関わらずスリット間
隔の変化量を正確に計測することが可能となる。

【０１０４】なお、上述では、拡散板をスリットの内部
に嵌入するようにしたが、これに限るものではなく、該
スリットを通過する光を拡散することができるようなス
リットの近傍位置に設置するようにしても構わない。

【０１０５】このような第２の実施形態によれば、上述
した第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏するととも
に、光源の光をライトガイド手段である拡散板を介して
スリットに導いて、必ずスリット像を得ることができる
ように工夫したために、被写体のコントラストや輝度に
依存することなく、常に正確な測距を行うことが可能と
なる。

【０１０６】また、光源を受光素子と同一チップとして
構成したために、測距装置が大型化することはない。

【０１０７】なお、上述したような各実施形態におい
て、被写体像信号とスリット像信号の信号レベルを比較
すると、例えばレンズ１を介して入射する光束を用いる
場合には、スリット像信号の光量の方が少なく信号レベ
ルが低くなるのが一般的である。一方で、上述したよう
な光源を用いてスリット像を得る場合には、この逆にス
リット像から得られる信号レベルの方が高くなることも
あり得る。こうした点を考慮して、被写体像を受光して
像信号を生成する受光素子領域の積分と、スリット像を
受光して像信号を生成する受光素子領域の積分とは、独
立して行うようにすることが望ましい。

【０１０８】また、温度や湿度による測距誤差を補正す
るためのデータ（スリット間隔に関するスリット像信号
の位相差）の測定は、タイムラグを短縮するために、レ
リーズ動作中以外の部分で行われると考えられる。この
場合には、所定の時間間隔毎に常時実行するようにし
て、レリーズ動作の際に、それらの内の最新データを用
いるようにしたり、あるいは複数の最新データを平均し
て用いるようにすると良い。また、カメラのパワースイ
ッチがオンされたときにのみ、この測距誤差補正データ
の測定を行うようにしても構わない。

【０１０９】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【０１１０】［付記］以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができ
る。

【０１１１】（１） 被写体像を結像する一対のレンズ
と、上記一対のレンズの結像面に配置され、それぞれの
レンズを通った光線を受光して像信号を生成する受光素
子と、を有する測距装置であって、一対のアパーチャー
と少なくとも一対のスリットとが設けられた板部材を具
備し、上記板部材を上記一対のレンズと上記受光素子と
の間の光路中に挿入することを特徴とする測距装置。

【０１１２】（２） 上記一対のスリット間の距離は、
上記一対のアパーチャー間の距離と同一であることを特
徴とする付記（１）に記載の測距装置。

【０１１３】（３） 上記一対のスリット間の距離は、
基線長と同一であることを特徴とする付記（１）または
付記（２）に記載の測距装置。

【０１１４】（４） 上記一対の像信号の相関演算を行
い、一対の像信号の位相差を出力する相関演算手段をさ
らに具備し、上記アパーチャーを通った光線による像信
号が入力されたときの上記相関演算手段の出力を、上記
スリットを通った光線による像信号が入力されたときの
上記相関演算手段の出力で補正することを特徴とする付
記（１）、付記（２）、または付記（３）に記載の測距
装置。

【０１１５】（５） 上記レンズと板部材は、同一の材
質により形成されていることを特徴とする付記（１）に
記載の測距装置。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、温
度や湿度等の周囲環境の変動によることなく高い測距精
度を維持することができる簡単で安価な測距装置とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の測距装置の構成を示
す分解斜視図。

【図２】上記第１の実施形態の測距装置の構成を示す一
部断面を含む側面図。

【図３】上記第１の実施形態において、異なる温度で左
右の受光素子から得られる像信号の例を示す線図。

【図４】上記第１の実施形態において、上記図２に示し
た構成をほぼそのまま採用してユニット化した測距装置
の例を示す断面図。

【図５】上記第１の実施形態において、折り返し光学系
を用いて基線長を大きくとることにより、測距精度を高
めるようにした高精度測距装置の例を示す断面図。

【図６】本発明の第２の実施形態の測距装置の構成を示
す分解斜視図。

【図７】従来技術における測距装置の一例の概要を示す
図。

【図８】従来技術における測距装置の他の例の概要を示
す図。

【符号の説明】

１…レンズ １Ｌ，２１Ｌ…左側レンズ １Ｒ，２１Ｒ…右側レンズ ２…板部材（遮光部材） ２Ａ，２Ｂ…筐体（遮光部材、板部材） ３…ＡＦＩＣ（相関演算手段） ４，４Ｒ，４Ｌ…受光素子 ５Ｒ，５Ｌ，５Ｒ’，５Ｌ’…アパーチャ ６ＬＬ，６ＬＲ，６ＲＬ，６ＲＲ…スリット ３１Ｒ，３１Ｌ…拡散板（ライトガイド手段） ３２Ｒ，３２Ｌ…光源

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を結像する少なくとも一対のレ
   ンズと、 上記少なくとも一対のレンズの結像面に配置され、それ
   ぞれのレンズを通った光線を受光して像信号を生成する
   受光素子と、 上記受光素子とは別体に構成されていて、該受光素子の
   一部を遮光する遮光部材と、 を具備することを特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 被写体像を結像する少なくとも一対のレ
   ンズと、 上記少なくとも一対のレンズの結像面に配置され、それ
   ぞれのレンズを通った光線を受光して像信号を生成する
   受光素子と、 を有する測距装置であって、 少なくとも一対のアパーチャーと少なくとも一対のスリ
   ットとが設けられた板部材を具備し、 上記板部材を上記レンズと上記受光素子との間の光路中
   に挿入することを特徴とする測距装置。
3. 【請求項３】 上記少なくとも一対の像信号の相関演算
   を行い、該少なくとも一対の像信号の位相差を出力する
   相関演算手段をさらに具備し、 上記アパーチャーを通った光線による像信号が入力され
   たときの上記相関演算手段の出力を、上記スリットを通
   った光線による像信号が入力されたときの上記相関演算
   手段の出力で補正することを特徴とする請求項２に記載
   の測距装置。
4. 【請求項４】 上記スリットに拡散板を含む光学部材を
   挿入することを特徴とする請求項２または請求項３に記
   載の測距装置。
5. 【請求項５】 光源と、 上記光源からの光を上記拡散板に導くためのライトガイ
   ド手段と、 をさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の測
   距装置。
6. 【請求項６】 上記受光素子は、上記アパーチャーを通
   った光線の像信号を生成する受光素子領域と、上記スリ
   ットを通った光線の像信号を生成する受光素子領域とを
   有しており、 上記像信号を生成する積分動作を上記各受光素子領域に
   ついて独立に実行することを特徴とする請求項２、請求
   項３、請求項４、または請求項５に記載の測距装置。
7. 【請求項７】 上記光源は、上記受光素子とともに同一
   チップ上に構成されていることを特徴とする請求項５に
   記載の測距装置。