JP2984423B2 - 測距装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、信号を投射し、その反
射信号を受信することにより対象物までの距離に関連し
た信号を形成する測距装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カメラ等に於て、被写体に向
けて信号光を投射し、その信号光の反射光を受光するこ
とにより、三角測量の原理に基づいて上記被写体までの
距離を検出する所謂アクテイブ方式の測距装置が広く知
られている。

【０００３】更に近年、この種のアクテイブタイプの測
距装置に於て、上記反射光を受光する受光手段として半
導体位置検出器（ＰＳＤ）を用いることで、可動部なし
に測距できる測距装置も広く用いられる様になってき
た。

【０００４】このＰＳＤは、受光スポツト光の重心位置
に応じた信号を出力する為、投光像の均一性は要求され
ないし、測距レンジも広くとれるが、欠点として、ＰＳ
Ｄは抵抗層を有する為に、抵抗ノイズが発生し、反射光
の光量が低下する遠距離被写体に対しては、Ｓ／Ｎ比が
劣化し、測距精度が悪くなるという問題があった。特に
近年、遠距離撮影を可能にするズームカメラが登場する
なか、この遠距離に対する測距精度の低下は非常に大き
な問題となっていた。

【０００５】尚、この問題を解決する方法として２分割
された一対のシリコンホトルセル（ＳＰＣ）を用い、そ
の出力比により反射光の受光位置を検出する方法も考え
られるが、近距離から遠距離迄の全測距範囲をこのＳＰ
Ｃ対でカバーしようとすると、基線長を長くすることが
出来なくなり、全体的な測距精度の低下を招く等のデメ
リツトが生じてくる。

【０００６】そこで、本出願人は、特願平２ー１１４６
００号にて、信号を投射し、その反射信号を受信するこ
とにより対象物迄の距離を測定する測距装置に於て、近
距離から遠距離の範囲で反射される上記信号の反射信号
を受信する為のＰＳＤによる第１の受信手段と、遠距離
で反射される上記信号の反射信号を受信する為のＳＰＣ
対による第２の受信手段とを備え、遠距離側の測距精度
を高めると共に全体的な測距精度の低下を招くこともな
い測距装置を提案している。

【０００７】しかし乍ら、この装置では上記反射信号
が、上記第１の受信手段と上記第２の受信手段とにまた
がって受信される為、１つの受信手段の受信できる信号
の量が少なく、測距能力及び精度が落ちてしまう欠点が
あった。

【０００８】（発明の目的） 本発明は以上の事情に鑑みなされたもので、測距精度の
低下を招くことなく、測距可能距離範囲を広げることの
できる測距装置を提供しようとするものである。上記目
的を達成するために本発明は、物体に対して投光し、該
投光による対象物からの反射光の受光位置に応じて前記
物対までの距離に相応した信号を出力する受光手段を有
し、物体までの距離に関連した信号を形成する測距装置
において、前記受光手段として、主に第１の範囲に存在
する物体に対しての距離を測定する第１の受光部と、前
記第１の範囲よりも遠距離の主に第２の範囲に存在する
物体に対しての距離を測定する第２の受光部と、前記第
１の範囲よりも近距離の主に第３の範囲に存在する物体
に対しての距離を測定する第３の受光部を設けるととも
に、前記第２と第３の受光部は物体からの前記反射光の
距離に応じての受光位置の変位方向に並んで配設される
とともに、前記第１の受光部は前記第２と第３の受光部
に対して平行に配設し、基線長を長くすることなく、各
距離範囲に対して精度の良い測距を行う、測距装置を提
供するものである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１０】図１は、本発明の実施例に係わるアクテイ
ブ型測距装置に於る投射された信号光の反射光を受光す
る受光センサの構造を示す外形図である。図１に於て、
１は図２に示されるように主に中距離範囲に存在する対
象物に対する距離を測定する為のＰＳＤで構成される第
１の受光センサ、２は第１の受光センサ１の遠側出力リ
ード線、３は第１の受光センサの近側出力リード線であ
る。４は図２に示されるように主に近距離範囲に存在す
る対象物に対する距離を測定する為のＰＳＤで構成され
る第２の受光センサ、５は第２の受光センサ４の遠側出
力リード線、６は第２の受光センサの近側出力リード線
である。７、８は図２に示されるように主に遠距離範囲
に存在する対象物に対する距離を測定する為の２分割Ｓ
ＰＣで第３の受光センサを構成する。９は第３の受光セ
ンサ７、８の遠側ＳＰＣ７の出力リード線、１０は第３
の受光センサ７、８の近側ＳＰＣ８の出力リード線であ
る。

【００１１】１１は後述する第１の投光素子より投射さ
れる第１の信号光が中距離対象物にて反射された場合に
第１の受光センサ１が受光する受光スポツト像で、この
受光スポツト像１１の受光位置は対象物迄の距離に応じ
て変化する。そして受光センサ１の遠側及び近側出力リ
ード線１、２より出力される電流の割合が図３に示され
るようにこの受光スポツト像１１の受光位置に応じて変
化するので、これを後述する回路にて演算し、距離情報
を得る。又１２は後述する第２の投光素子より投射され
る投射光が近距離対象物にて反射された場合の第２の受
光センサ４の受光する受光スポツト像で、上記第１の受
光センサ１の場合と同様にこの受光スポツト像の位置を
遠側及び近側出力リード線５、６の出力電流の割合より
求めて距離情報を得る。更に１３は上記第２の投光素子
より投射される投射光が遠距離対象物にて反射された場
合の第３の受光センサ７、８の受光する受光スポツト像
で、上記第１、第２の受光センサの場合と同様にこの場
合も、対象物の距離に応じて受光スポツト像１３の受光
位置が変化し、この受光位置の変化に応じて遠側ＳＰＣ
７及び近側ＳＰＣ８の出力リード線９、１０の出力電流
の割合が図３に示されるように変化するので、これに基
づいて距離情報を得る。

【００１２】図４は、図１の受光センサを用いて距離測
定をする為の回路ブロツク図である。図４に於て、２
２、２３は前述の第１、第２の投光素子でアクテイブ方
式の測距を行なう為に測距方向に向けて信号光を投射す
る。２４は第１、第２の投光素子２２、２３を駆動する
為の駆動回路、２０はこれら第１、第２の投光素子２
２、２３の発光タイミングを選択する投光素子選択回路
である。１、４、７、８は図１で説明した第１、第２、
第３の受光センサで主に中距離範囲に存在する対象物に
対する距離を測定する第１の受光センサ１は、第１の投
光素子２２により投射される信号光の反射光を受光し、
主に近距離及び遠距離範囲に存在する対象物に対する距
離を測定する第２、第３の受光センサ４及び７、８は第
２の投光素子２３により投射される信号光の反射光を受
光する。

【００１３】２１は第１、第２、第３の受光センサのい
ずれかを選択する受光センサ選択回路、２５は受光セン
サ選択回路２１により選択された受光センサの出力によ
り、対象物迄の距離情報を演算する測距演算回路、２６
は図３の回路全体を制御するマイクロコンピユータ等で
構成される制御回路である。

【００１４】次に、図４の回路の動作を制御回路２６の
動作を示す図５のフローチヤートに従って説明する。

【００１５】まず選択回路２０により投光素子２２を選
択し（＃１０１）、駆動回路２４により投光素子２２よ
り信号光を投射させる（＃１０２）。次に受光センサ選
択回路２１により第１の受光センサを選択し（＃１０
３）、第１の受光センサ１の出力電流により（＃１０
４）測距演算回路２５にて距離情報を得る（＃１０
５）。この結果が中距離の場合は（＃１０６）、測距完
となる。一方、この結果が遠距離の場合は、選択回路２
０により投光素子２３を選択し（＃１０７）駆動回路２
４により投光素子２３にて信号光を投射する（＃１０
８）。次に受光センサ選択回路２１により第３の受光セ
ンサ７、８を選択し（＃１０９）、第３の受光センサ
７、８の出力電流により（＃１１０）、測距演算回路２
５で距離情報を演算し（＃１１１）、測距完となる。

【００１６】又上記受光センサによる測距結果が近距離
の場合は選択回路２０により投光素子２３を選択し（＃
１１２）、駆動回路２４により投光素子２３にて信号光
を投射する（＃１１３）。次に受光センサ選択回路２１
により第２の受光センサ４を選択し（＃１１４）、第２
の受光センサ４の出力電流により（＃１１５）、測距演
算回路２５にて距離情報を演算し（＃１１６）測距完と
なる。

【００１７】この様にこの実施例では、まずＰＳＤ構成
された第１の受光センサ１で測距動作を行ないその結果
が遠距離の場合は再度ＳＰＣで構成された第３の受光セ
ンサ７、８にて測距を行ない、又近距離の場合はＰＳＤ
で構成された第２の受光センサ４にて測距を行なうこと
により近距離から遠距離の全域での測距精度の向上を図
っているものである。

【００１８】図６は、受光センサの構造の他の実施例を
示すもので、上記第１の受光センサ１を改良し、測距精
度をより向上させながら、近距離から遠距離の全距離範
囲をカバーしようとするものである。

【００１９】その為に、本実施例では、図６に示される
ように、上記実施例の第１の受光センサ１の遠側の寸法
を短くするようにしている。これは、図３からもわかる
ように受光スポツト像の受光位置変化に対する受光セン
サの出力電流の割合は、サンセの寸法が短くなるほど大
きく変化する、すなわち受光スポツト像の位置変化がよ
り明確に検知でき、これにより、より測距精度の向上を
図ろうとするものである。

【００２０】具体的には遠距離側の測距は第３の受光セ
ンサ７、８にて行なう為、第１の受光センサ１はその遠
距離側の受光スポツト像を受光する必要はなく、本実施
例では第１の受光センサ１は第３の受光センサ７、８に
切り換わる為に必要なデータが出力されるぎりぎりの長
さに構成されている。

【００２１】尚、本実施例に於ける他の構成は上記実施
例と同様であるので説明を省略する。

【００２２】図７は受光センサの更に他の実施例を示す
もので、図６の第１の受光センサ１を更に改良し、測距
精度の更なる向上と全距離範囲のカバーを図るようにし
たものである。

【００２３】本実施例では、図６の構造に加えて、近距
離側の測距は第２の受光センサ４にて行う為、第１の受
光センサ１はその近距離側を測距する必要はなく、た
だ、対象物が中距離範囲内に存在しない場合に、第２の
受光センサ４と第３の受光センサ７、８のいずれに切り
換えればよいかを判断できればよいという観点に立ち、
第１の受光センサ１の近距離側の寸法を第２の受光セン
サへの切り換わりに必要なぎりぎりの長さまで縮めると
共にそこに単に対象物が近距離側に存在するか否かを判
定するだけの補助受光センサ１ａを設けるようにしてい
る。

【００２４】これにより遠距離から近距離の測距精度を
向上を満足しながら第１の受光センサの測距精度を著し
く向上させることが出来る。

【００２５】尚、本実施例に於る他の構成は上記実施例
と同様であるので説明を省略する。

【００２６】以上の実施例において、第１の受光センサ
ー１が第１の受光部に、第３の受光センサー７，８が第
２の受光部に、第２の受光センサー４が第３の受光部に
相当する。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、測
距精度の低下を招くことなく、測距可能距離範囲を広げ
ることのできる測距装置が提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるアクテイブ型測距装置
の受光センサの構造を示す外形図。

【図２】図１の受光センサの測距範囲を示す図。

【図３】図１の受光センサの出力電流の割合と受光位置
の関係を示す図。

【図４】図１の受光センサを用いた測距装置の回路ブロ
ツク図。

【図５】図４の回路の動作を示すフローチヤート。

【図６】本発明に係わる受光センサの構造の他の実施例
を示す外形図。

【図７】本発明に係わる受光センサの構造の更に他の実
施例を示す外形図。

【符号の説明】

１ 第１の受光センサ ４ 第２の受光センサ ７、８ 第３の受光センサ ２２ 第１の投光素子 ２３ 第２の投光素子

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−155801（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−137508（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−137510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−198817（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−112188（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−196510（ＪＰ，Ａ) 特許2670460（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95 G01C 3/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体に対して投光し、該投光による対象物
   からの反射光の受光位置に応じて前記物対までの距離に
   相応した信号を出力する受光手段を有し、物体までの距
   離に関連した信号を形成する測距装置において、 前記受光手段として、主に第１の範囲に存在する物体に
   対しての距離を測定する第１の受光部と、前記第１の範
   囲よりも遠距離の主に第２の範囲に存在する物体に対し
   ての距離を測定する第２の受光部と、前記第１の範囲よ
   りも近距離の主に第３の範囲に存在する物体に対しての
   距離を測定する第３の受光部を設けるとともに、前記第
   ２と第３の受光部は物体からの前記反射光の距離に応じ
   ての受光位置の変位方向に並んで配設されるとともに、
   前記第１の受光部は前記第２と第３の受光部に対して平
   行に配設されることを 特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 前記第１と第３の受光部はＰＳＤにて構
   成され、第２の受光部はＳＰＣにて構成される請求項１
   に記載の測距装置。