JP3031929B2 - 測距方法および補助投光装置 - Google Patents
測距方法および補助投光装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は測距方法および補助投光装置に関する。本発
明はパッシブ測距装置に利用できる。
明はパッシブ測距装置に利用できる。
［従来の技術］ TTL位相差測距方式、外光三角測距方式等のパッシブ
測距方式のうちに「補助投光装置によりパターン像を被
写体に投影し、１対の結像レンズにより上記パターン像
の像を各レンズに対応する撮像素子に各々結像させ、各
撮像素子の受光する像の像間隔ｄを求め、この像間隔ｄ
に基づいて被写体までの距離を求める」方式のものがあ
る。
測距方式のうちに「補助投光装置によりパターン像を被
写体に投影し、１対の結像レンズにより上記パターン像
の像を各レンズに対応する撮像素子に各々結像させ、各
撮像素子の受光する像の像間隔ｄを求め、この像間隔ｄ
に基づいて被写体までの距離を求める」方式のものがあ
る。
第５図（Ｉ）に示すように、パターン１のパターン像
PIを投影レンズ２より被写体10上に投影し、このパター
ン像PIの像を１対の結像レンズ3,4によりそれぞれ撮像
素子5,6上に結像させる。
PIを投影レンズ２より被写体10上に投影し、このパター
ン像PIの像を１対の結像レンズ3,4によりそれぞれ撮像
素子5,6上に結像させる。
パターン１は例えば第５図（II）に示すような明度
「１」「０」を有するものである。
「１」「０」を有するものである。
このとき撮像素子５から得られる光電変換信号は、受
光素子の配列方向を横軸に対応させて第１図（III）の
曲線７の如きものとなる。曲線７の傾斜した部分はパタ
ーン１に於ける明度「１」「０」のエッジ部分に対応す
る。
光素子の配列方向を横軸に対応させて第１図（III）の
曲線７の如きものとなる。曲線７の傾斜した部分はパタ
ーン１に於ける明度「１」「０」のエッジ部分に対応す
る。
一方、撮像素子６から得られる光電変換信号は第１図
（III）の曲線８のようになる。そこで、これら各光電
変換信号における傾斜部分に於いて同じ光電変換値Ｔを
与える部分の間隔ｄは同一のパターン像PIの結像レンズ
3,4による像の像間隔である。この像間隔ｄは、結像レ
ンズ3,4から被写体10に到る距離と相関関係があり、こ
の像間隔ｄに基づき三角測量等公知の演算を行うことに
より被写体距離を知ることができる。
（III）の曲線８のようになる。そこで、これら各光電
変換信号における傾斜部分に於いて同じ光電変換値Ｔを
与える部分の間隔ｄは同一のパターン像PIの結像レンズ
3,4による像の像間隔である。この像間隔ｄは、結像レ
ンズ3,4から被写体10に到る距離と相関関係があり、こ
の像間隔ｄに基づき三角測量等公知の演算を行うことに
より被写体距離を知ることができる。
［発明が解決しようとする課題］ 上記の如き測距方法には、以下の如き問題がある。
即ち測定精度が理想的になるのは、光電変換信号7,8
が同一の形状を有し、第１図（III）に於いて光電変換
信号7,8の一方を横軸方向へ平行移動することにより他
方の完全に重ねあわせることができる場合である。
が同一の形状を有し、第１図（III）に於いて光電変換
信号7,8の一方を横軸方向へ平行移動することにより他
方の完全に重ねあわせることができる場合である。
第１図（IV）で符号7,8は、第１図（III）に示す光電
変換信号7,8の傾斜部分のみを部分的に示している。理
想的な場合には傾斜部分7,8は横軸方向への平行移動に
より互いに重ね合わせられるが、かかる理想的場合を実
現するには結像レンズ3,4によるパターン像PIの結像状
態が同一であり、且つ撮像素子5,6の感度が同一でなけ
ればならない。しかし現実には結像レンズ3,4の保持に
機構的な誤差が存在するし、撮像素子5,6間にも感度の
差異が存在する。
変換信号7,8の傾斜部分のみを部分的に示している。理
想的な場合には傾斜部分7,8は横軸方向への平行移動に
より互いに重ね合わせられるが、かかる理想的場合を実
現するには結像レンズ3,4によるパターン像PIの結像状
態が同一であり、且つ撮像素子5,6の感度が同一でなけ
ればならない。しかし現実には結像レンズ3,4の保持に
機構的な誤差が存在するし、撮像素子5,6間にも感度の
差異が存在する。
従って例えば撮像素子６の光電変換信号８を規準にと
ると、撮像素子５の光電変換信号は理想的には光電変換
信号７となるべきであるが、現実には例えば光電変換信
号71のように、理想の光電変換信号からずれる。光電変
換信号値としてのずれを図のようにΔＬ、光電変換信号
71の傾きをＣとすると、このようなずれにより像間隔ｄ
にΔｄの誤差が生ずる。この誤差Δｄは Δｄ＝ΔL/C である。ΔＬは結像レンズの保持の機構的な誤差や撮像
素子の感度差により定まり、傾きＣはパターン像の結像
レンズによる像に於けるコントラストにより定まる。
ると、撮像素子５の光電変換信号は理想的には光電変換
信号７となるべきであるが、現実には例えば光電変換信
号71のように、理想の光電変換信号からずれる。光電変
換信号値としてのずれを図のようにΔＬ、光電変換信号
71の傾きをＣとすると、このようなずれにより像間隔ｄ
にΔｄの誤差が生ずる。この誤差Δｄは Δｄ＝ΔL/C である。ΔＬは結像レンズの保持の機構的な誤差や撮像
素子の感度差により定まり、傾きＣはパターン像の結像
レンズによる像に於けるコントラストにより定まる。
このように像間隔ｄに対して誤差Δｄが生ずると被写
体距離の測距結果にも誤差が生ずることは言うまでもな
い。
体距離の測距結果にも誤差が生ずることは言うまでもな
い。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とする所は、上述の像間隔ｄに対する誤差
Δｄを除去し得る新規な測距方法および補助投光装置の
提供にある。
て、その目的とする所は、上述の像間隔ｄに対する誤差
Δｄを除去し得る新規な測距方法および補助投光装置の
提供にある。
［課題を解決するための手段］ 以下、本発明を説明する。
請求項１の発明は「補助投光装置によりパターン像を
被写体上に投影し、１対の結像レンズにより上記パター
ン像の像を、各レンズに対応する撮像素子に各々結像さ
せ、各撮像素子の受光する像の像間隔ｄを求め、この像
間隔ｄに基づいて被写体までの距離を求めるパッシブ測
距方式の測距方法であって、以下の点を特徴とする。
被写体上に投影し、１対の結像レンズにより上記パター
ン像の像を、各レンズに対応する撮像素子に各々結像さ
せ、各撮像素子の受光する像の像間隔ｄを求め、この像
間隔ｄに基づいて被写体までの距離を求めるパッシブ測
距方式の測距方法であって、以下の点を特徴とする。
即ち、「互いにネガ・ポジの関係にある２種のパター
ン像を相次いで被写体上に投影し、各パターン像ごとに
求められた像間隔の平均値を求め、この平均値を正しい
像間隔として被写体までの距離を求める」点である。
ン像を相次いで被写体上に投影し、各パターン像ごとに
求められた像間隔の平均値を求め、この平均値を正しい
像間隔として被写体までの距離を求める」点である。
請求項２の発明は、上記請求項１の方法を実施に用い
る補助投光装置であって「投影レンズと、互いにネガ・
ポジの関係にある２種のパターンを上記投影レンズに対
する同一位置に発生させるパターン発生手段と」を有す
る。
る補助投光装置であって「投影レンズと、互いにネガ・
ポジの関係にある２種のパターンを上記投影レンズに対
する同一位置に発生させるパターン発生手段と」を有す
る。
［作用］ 被写体に投影される２種のパターン像は互いにネガ・
ポジの関係にあるので、明度の逆転するエッジ部分は各
パターン像で同一位置になる。そして撮像素子に結像す
る像に対応する光電変換信号の、上記エッジ部に対応す
る傾斜部の傾きは各パターンに応じて逆になる。即ち、
前述の傾斜部の傾きを一方のパターンに対してＣとすれ
ば、他方のパターンに対しては−Ｃとなる。
ポジの関係にあるので、明度の逆転するエッジ部分は各
パターン像で同一位置になる。そして撮像素子に結像す
る像に対応する光電変換信号の、上記エッジ部に対応す
る傾斜部の傾きは各パターンに応じて逆になる。即ち、
前述の傾斜部の傾きを一方のパターンに対してＣとすれ
ば、他方のパターンに対しては−Ｃとなる。
これにより像間隔ｄに対して発生する誤差Δｄは、一
方のパターンと他方のパターンとで絶対値が等しく符号
が逆になる。従って、各パターンから得られる像間隔の
平均値は、誤差±Δｄを除かれた正しい像間隔となる。
方のパターンと他方のパターンとで絶対値が等しく符号
が逆になる。従って、各パターンから得られる像間隔の
平均値は、誤差±Δｄを除かれた正しい像間隔となる。
［実施例］ 以下、具体的な実施例に即して説明する。
第１図（Ｉ），（II）は２つのパターンA,Bを示して
いる。
いる。
先に説明した第５図（Ｉ）の装置に於いてパターン１
として第１図（Ｉ）のパターンＡを用いて、そのパター
ン像を被写体10に投影したとき、撮像素子5,6から得ら
れる光電変換信号の傾斜部は理想的には、第１図（II
I）の傾斜部7A,7Bの如きものであるべきであるが、撮像
素子６の光電変換信号8Aを基準にすると、撮像素子５の
光電変換信号はその傾斜部が例えば傾斜部70Aのように
ずれる。
として第１図（Ｉ）のパターンＡを用いて、そのパター
ン像を被写体10に投影したとき、撮像素子5,6から得ら
れる光電変換信号の傾斜部は理想的には、第１図（II
I）の傾斜部7A,7Bの如きものであるべきであるが、撮像
素子６の光電変換信号8Aを基準にすると、撮像素子５の
光電変換信号はその傾斜部が例えば傾斜部70Aのように
ずれる。
このずれにより像間隔ｄとなるべきところ誤差Δｄを
含む像間隔dA（＝ｄ＋Δｄ）が得られる。
含む像間隔dA（＝ｄ＋Δｄ）が得られる。
次ぎに、第１図（II）のパターンＢのパターン像を被
写体に投影すると、撮像素子5,6からの光電変換信号の
傾斜部は理想的には、第１図（IV）の傾斜部7B,8Bの如
くになるべきであるが、実際には撮像素子５の光電変換
信号の傾斜部は傾斜部70Bのようにずれる。
写体に投影すると、撮像素子5,6からの光電変換信号の
傾斜部は理想的には、第１図（IV）の傾斜部7B,8Bの如
くになるべきであるが、実際には撮像素子５の光電変換
信号の傾斜部は傾斜部70Bのようにずれる。
従って、このとき得られる像間隔dBは正しい像間隔ｄ
よりも誤差Δｄだけ小さい。
よりも誤差Δｄだけ小さい。
なお前述したようにパターンA,Bは互いにネガ・ポジ
の関係にあるので、エッジ部の結像レンズ3,4による像
はパターンA,Bに対して同位置であり、エッジ部に対応
して各撮像素子の光電変換信号に生ずる傾斜の発生位置
もパターンA,Bに対して同位置となる。
の関係にあるので、エッジ部の結像レンズ3,4による像
はパターンA,Bに対して同位置であり、エッジ部に対応
して各撮像素子の光電変換信号に生ずる傾斜の発生位置
もパターンA,Bに対して同位置となる。
従って、パターンＡから得られる像間隔dAとパターン
Ｂから得られる像間隔dBとの平均を取ると（1/2）（dA
＋dB）＝（1/2）｛（ｄ＋Δｄ）＋（ｄ−Δｄ）｝＝ｄ
となって誤差Δｄを除かれた正しい像間隔ｄを得ること
ができる。
Ｂから得られる像間隔dBとの平均を取ると（1/2）（dA
＋dB）＝（1/2）｛（ｄ＋Δｄ）＋（ｄ−Δｄ）｝＝ｄ
となって誤差Δｄを除かれた正しい像間隔ｄを得ること
ができる。
従って、この正しい像間隔ｄを用いて所定のパッシブ
測距方式の相関による演算を行うことにより、適切な被
写体距離を測距できる。
測距方式の相関による演算を行うことにより、適切な被
写体距離を測距できる。
２種のパターンは互いにネガ・ポジの関係にあれば良
く、第１図（Ｉ），（II）に示すパターンA,Bに限ら
ず、例えば第２図（Ｉ），（II）に示すようなものであ
っても良い。
く、第１図（Ｉ），（II）に示すパターンA,Bに限ら
ず、例えば第２図（Ｉ），（II）に示すようなものであ
っても良い。
２種のパターン像を被写体上に投影する補助投光装置
は、結像レンズと、互いにネガ・ポジの関係にある２種
のパターンを上記投影レンズに対する同一位置に発生さ
せるパターン発生手段とを有する。
は、結像レンズと、互いにネガ・ポジの関係にある２種
のパターンを上記投影レンズに対する同一位置に発生さ
せるパターン発生手段とを有する。
具体的には、例えば２種の互いにネガ・ポジの関係に
ある透光性のパターン板を光源と投影レンズとの間で切
り換えるようにしたもの等を考えられるが、その外に第
３図や第４図に示すような補助投光装置が可能である。
ある透光性のパターン板を光源と投影レンズとの間で切
り換えるようにしたもの等を考えられるが、その外に第
３図や第４図に示すような補助投光装置が可能である。
第３図に示す装置は、投影レンズ20と照明光源22との
間に液晶シャッターアレイ21を配備した例である。図示
されない制御回路により液晶シャッターアレイ21におけ
るシャッターエレメントの開閉の組み合わせにより、互
いにネガ・ポジの関係にあるパターンを形成できる。照
明光源22と液晶シャッターアレイ21と図示されない制御
回路がパターン発生手段を構成する。
間に液晶シャッターアレイ21を配備した例である。図示
されない制御回路により液晶シャッターアレイ21におけ
るシャッターエレメントの開閉の組み合わせにより、互
いにネガ・ポジの関係にあるパターンを形成できる。照
明光源22と液晶シャッターアレイ21と図示されない制御
回路がパターン発生手段を構成する。
第４図に示す例では、パターン発生手段がLEDアレイ2
3とこのLEDアレイ23を制御する制御回路（図示されず）
により構成された例である。
3とこのLEDアレイ23を制御する制御回路（図示されず）
により構成された例である。
この例ではLEDアレイ25は、２系列のアレイ23A,A3Bを
配列してなる。各アレイは多数のLEDをモノリシックに
アレイ配列してなり、各アレイが排他的に発光すること
により第１図のパターンA,Bを発生する。
配列してなる。各アレイは多数のLEDをモノリシックに
アレイ配列してなり、各アレイが排他的に発光すること
により第１図のパターンA,Bを発生する。
全体をモノリシックに形成したLEDアレイを用いて、
発光するLEDの組合せを選択することにより、より複雑
なパターンを発生させることもできる。
発光するLEDの組合せを選択することにより、より複雑
なパターンを発生させることもできる。
［発明の効果］ 以上、本発明によれば新規な測距方法および、この方
法の実施に用いる補助投光装置を提供できる。これら方
法、装置は上記の如く構成されているので、測距演算の
基礎となる像間隔の正確な測定が可能となり、正確な測
距が可能となる。
法の実施に用いる補助投光装置を提供できる。これら方
法、装置は上記の如く構成されているので、測距演算の
基礎となる像間隔の正確な測定が可能となり、正確な測
距が可能となる。
第１図は本発明の方法を説明するための図、第２図は互
いにネガ・ポジの関係にある２種のパターンの１例を示
す図、第３図は補助投光装置の１実施例を示す図、第４
図は補助投光装置の別実施例を示す図、第５図は従来技
術とその問題点を説明するための図である。 A,B……パターン、20……投影レンズ、21……液晶シャ
ッターアレイ、22……照明光源
いにネガ・ポジの関係にある２種のパターンの１例を示
す図、第３図は補助投光装置の１実施例を示す図、第４
図は補助投光装置の別実施例を示す図、第５図は従来技
術とその問題点を説明するための図である。 A,B……パターン、20……投影レンズ、21……液晶シャ
ッターアレイ、22……照明光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 3/00 - 3/32 G01B 11/00 - 11/30 102 G02B 7/11 G03B 3/00 H04N 5/222 - 5/257
Claims (2)
- 【請求項１】補助投光装置によりパターン像を被写体上
に投影し、１対の結像レンズにより上記パターン像の像
を各レンズに対応する撮像素子に各々結像させ、各撮像
素子の受光する像の像間隔ｄを求め、この像間隔ｄに基
づいて被写体までの距離を求めるパッシブ測距方式の測
距方法であって、 互いにネガ・ポジの関係にある２種のパターン像を相次
いで被写体上に投影し、各パターン像ごとに求められた
像間隔の平均値を求め、この平均値を正しい像間隔とし
て被写体までの距離を求めることを特徴とする測距方
法。 - 【請求項２】投影レンズと、互いにネガ・ポジの関係に
ある２種のパターンを上記投影レンズに対する同一位置
に発生させるパターン発生手段とを有し、請求項１記載
の測距方法において使用される。補助投光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1289354A JP3031929B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 測距方法および補助投光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1289354A JP3031929B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 測距方法および補助投光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03150976A JPH03150976A (ja) | 1991-06-27 |
| JP3031929B2 true JP3031929B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=17742117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1289354A Expired - Fee Related JP3031929B2 (ja) | 1989-11-07 | 1989-11-07 | 測距方法および補助投光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3031929B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4556555B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2010-10-06 | 富士ゼロックス株式会社 | 三次元画像取得装置および方法 |
| JP5478122B2 (ja) * | 2009-06-04 | 2014-04-23 | ヤマハ発動機株式会社 | 位相シフト画像撮像装置、部品移載装置および位相シフト画像撮像方法 |
| CN111650739B (zh) * | 2020-05-21 | 2022-06-03 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 基于dmd的单帧曝光快速三维荧光成像系统及方法 |
-
1989
- 1989-11-07 JP JP1289354A patent/JP3031929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03150976A (ja) | 1991-06-27 |
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