JP3238499B2 - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は測距装置に関し、特に
アクティブ方式のカメラやビデオの自動合焦（ＡＦ）装
置に適用される測距装置に関するものである。
アクティブ方式のカメラやビデオの自動合焦（ＡＦ）装
置に適用される測距装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】カメラのＡＦ（オートフォーカス）の技
術には、被写体の輝度分布情報を利用するパッシブ方式
と、被写体に対して赤外光等の信号を投射し、その反射
信号によって被写体距離を求めるアクティブ方式の２つ
のタイプがある。このうち、アクティブ方式は、構成が
簡単であることから、廉価なコンパクトカメラ等に普及
している。そして、上記アクティブ方式のオートフォー
カスは、赤外線を投光し、その反射信号光の入射位置を
検出して、被写体距離を求める赤外投光式三角測距方式
が一般に使用されている。
術には、被写体の輝度分布情報を利用するパッシブ方式
と、被写体に対して赤外光等の信号を投射し、その反射
信号によって被写体距離を求めるアクティブ方式の２つ
のタイプがある。このうち、アクティブ方式は、構成が
簡単であることから、廉価なコンパクトカメラ等に普及
している。そして、上記アクティブ方式のオートフォー
カスは、赤外線を投光し、その反射信号光の入射位置を
検出して、被写体距離を求める赤外投光式三角測距方式
が一般に使用されている。
【０００３】しかしながら、このような赤外投光式三角
測距方式は、いわゆる「スポット欠け」と称される現象
が生じる。すなわち、投光素子より投光された信号光
（スポット光）が被写体上に全てのっている場合は、受
光素子上に正しく反射信号光が入射するが、スポット光
が被写体に完全にはかからず反射信号光が半分しか戻っ
てこない場合、受光素子上の光点の位置がずれてしま
い、誤測距につながる。
測距方式は、いわゆる「スポット欠け」と称される現象
が生じる。すなわち、投光素子より投光された信号光
（スポット光）が被写体上に全てのっている場合は、受
光素子上に正しく反射信号光が入射するが、スポット光
が被写体に完全にはかからず反射信号光が半分しか戻っ
てこない場合、受光素子上の光点の位置がずれてしま
い、誤測距につながる。
【０００４】この誤測距を防止するものとして、例えば
特開平１−２１７４２５号公報には、１つの赤外発光ダ
イオード（ＩＲＥＤ）と一対の位置検出素子（ＰＳＤ）
を左右対称に配置することで、基線長方向のスポット欠
けを相殺して、誤測距を防止する技術が開示されてい
る。
特開平１−２１７４２５号公報には、１つの赤外発光ダ
イオード（ＩＲＥＤ）と一対の位置検出素子（ＰＳＤ）
を左右対称に配置することで、基線長方向のスポット欠
けを相殺して、誤測距を防止する技術が開示されてい
る。
【０００５】また、米国特許第４，７４０，８０６号に
は、ＩＲＥＤアレイと２次元ＰＳＤを共に基線長方向に
傾けて配置し、２次元マルチＡＦを実現する技術が開示
されている。
は、ＩＲＥＤアレイと２次元ＰＳＤを共に基線長方向に
傾けて配置し、２次元マルチＡＦを実現する技術が開示
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
開平１−２１７４２５号公報に記載された技術では、Ｐ
ＳＤを左右対称に配置するので２つ必要としている。こ
のため、ＡＦ光学系が大型化してしまうものであった。
開平１−２１７４２５号公報に記載された技術では、Ｐ
ＳＤを左右対称に配置するので２つ必要としている。こ
のため、ＡＦ光学系が大型化してしまうものであった。
【０００７】また、米国特許第４，７４０，８０６号に
開示された技術では、ＩＲＥＤを順次点灯させる必要が
あり、スポット欠けに対しては何等効果のないものであ
った。
開示された技術では、ＩＲＥＤを順次点灯させる必要が
あり、スポット欠けに対しては何等効果のないものであ
った。
【０００８】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、ＡＦ光学系を大型化することなく、高い効果を得る
ことのできるスポット欠けの現象を補正する測距装置を
提供することを目的とする。
で、ＡＦ光学系を大型化することなく、高い効果を得る
ことのできるスポット欠けの現象を補正する測距装置を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、平
行光軸を有し、所定の基線長隔てて配置された投受光レ
ンズと、上記基線長方向に対して所定の角度方向に延出
した投光パターン、若しくは上記基線長上を中心として
同心の複数の環状投光パターンで測距対象物に光束を投
光する投光素子と、上記基線長方向及び上記基線長方向
に直交する方向にそれぞれ２つの出力端子を持ち、上記
投光の上記測距対象物からの反射光の受光位置に応じて
上記出力端からそれぞれ信号を出力する２次元光位置検
出素子と、上記２次元光位置検出素子の基線長方向の２
つの出力端子から出力された信号を用いて、上記測距対
象物までの距離を演算する演算手段と、上記投光パター
ンが上記測距対象物に全面的に投射されない場合に生ず
る上記反射光の上記２次元光位置検出素子上に於ける上
記基線長方向の重心移動量を、上記４つの出力端子から
の信号に基づいて演算する重心移動量演算手段と、上記
演算手段の演算結果を上記重心移動量を用いて補正する
補正手段と、を具備することを特徴とする。またこの発
明は、平行光軸を有し、所定の基線長隔てて配置された
投受光レンズと、上記基線長方向に対して所定の角度方
向に延出した投光パターン、若しくは上記基線長上を中
心として同心の複数の環状投光パターンで測距対象物に
光束を投光する投光素子と、上記基線長方向及び上記基
線長方向に直交する方向にそれぞれ２つの出力端子を持
ち、上記投光の上記測距対象物からの反射光の受光位置
に応じて上記出力端からそれぞれ信号を出力する２次元
光位置検出素子と、上記投光パターンが上記測距対象物
に全面的に投射されない場合に生ずる上記反射光の上記
２次元光位置検出素子上での重心移動量を、上記４つの
出力端子からの信号に基づいて演算する重心移動量演算
手段と、上記２次元光位置検出素子の上記基線長方向の
出力端子から出力された信号と、上記重心移動量演算手
段で演算された重心移動量に基づいて、上記測距対象物
までの距離を求める距離演算手段と、を具備することを
特徴とする。
行光軸を有し、所定の基線長隔てて配置された投受光レ
ンズと、上記基線長方向に対して所定の角度方向に延出
した投光パターン、若しくは上記基線長上を中心として
同心の複数の環状投光パターンで測距対象物に光束を投
光する投光素子と、上記基線長方向及び上記基線長方向
に直交する方向にそれぞれ２つの出力端子を持ち、上記
投光の上記測距対象物からの反射光の受光位置に応じて
上記出力端からそれぞれ信号を出力する２次元光位置検
出素子と、上記２次元光位置検出素子の基線長方向の２
つの出力端子から出力された信号を用いて、上記測距対
象物までの距離を演算する演算手段と、上記投光パター
ンが上記測距対象物に全面的に投射されない場合に生ず
る上記反射光の上記２次元光位置検出素子上に於ける上
記基線長方向の重心移動量を、上記４つの出力端子から
の信号に基づいて演算する重心移動量演算手段と、上記
演算手段の演算結果を上記重心移動量を用いて補正する
補正手段と、を具備することを特徴とする。またこの発
明は、平行光軸を有し、所定の基線長隔てて配置された
投受光レンズと、上記基線長方向に対して所定の角度方
向に延出した投光パターン、若しくは上記基線長上を中
心として同心の複数の環状投光パターンで測距対象物に
光束を投光する投光素子と、上記基線長方向及び上記基
線長方向に直交する方向にそれぞれ２つの出力端子を持
ち、上記投光の上記測距対象物からの反射光の受光位置
に応じて上記出力端からそれぞれ信号を出力する２次元
光位置検出素子と、上記投光パターンが上記測距対象物
に全面的に投射されない場合に生ずる上記反射光の上記
２次元光位置検出素子上での重心移動量を、上記４つの
出力端子からの信号に基づいて演算する重心移動量演算
手段と、上記２次元光位置検出素子の上記基線長方向の
出力端子から出力された信号と、上記重心移動量演算手
段で演算された重心移動量に基づいて、上記測距対象物
までの距離を求める距離演算手段と、を具備することを
特徴とする。
【００１０】
【作用】この発明の測距装置にあっては、平行光軸を有
し、所定の基線長隔てて投受光レンズが配置されてい
る。そして、上記基線長方向に対して所定の角度方向に
延出した投光パターン、若しくは上記基線長上を中心と
して同心の複数の環状投光パターンで、投光素子から測
距対象物に光束が投光され、上記基線長方向及び上記基
線長方向に直交する方向にそれぞれ２つの出力端子を持
つ２次元光位置検出素子により、上記投光の上記測距対
象物からの反射光の受光位置に応じて上記出力端からそ
れぞれ信号が出力される。すると、上記２次元光位置検
出素子の基線長方向の２つの出力端子から出力された信
号が用いられて、演算手段にて上記測距対象物までの距
離が演算される。上記投光パターンが上記測距対象物に
全面的に投射されない場合に生ずる上記反射光の上記２
次元光位置検出素子上に於ける上記基線長方向の重心移
動量は、重心移動量演算手段により、上記４つの出力端
子からの信号に基づいて演算される。更に、上記演算手
段の演算結果が、上記重心移動量が用いられて補正手段
で補正される。 またこの発明の測距装置にあっては、平
行光軸を有し、所定の基線長隔てて投光レンズが配置さ
れている。そして、上記基線長方向に対して所定の角度
方向に延出した投光パターン、若しくは上記基線長上を
中心として同心の複数の環状投光パターンで、投光素子
から測距対象物に光束が投光される。また、上記基線長
方向及び上記基線長方向に直交する方向にそれぞれ２つ
の出力端子を持ち、上記投光の上記測距対象物からの反
射光の受光位置に応じて、２次元光位置検出素子の上記
出力端からそれぞれ信号が出力される。上記投光パター
ンが上記測距対象物に全面的に投射されない場合に生ず
る上記反射光の上記２次元光位置検出素子上での重心移
動量は、重心移動量演算手段で上記４つの出力端子から
の信号に基づいて演算される。そして、上記２次元光位
置検出素子の上記基線長方向の出力端子から出力された
信号と、上記重心移動量演算手段で演算された重心移動
量に基づいて、上記測距対象物までの距離が距離演算手
段によって求められる。
し、所定の基線長隔てて投受光レンズが配置されてい
る。そして、上記基線長方向に対して所定の角度方向に
延出した投光パターン、若しくは上記基線長上を中心と
して同心の複数の環状投光パターンで、投光素子から測
距対象物に光束が投光され、上記基線長方向及び上記基
線長方向に直交する方向にそれぞれ２つの出力端子を持
つ２次元光位置検出素子により、上記投光の上記測距対
象物からの反射光の受光位置に応じて上記出力端からそ
れぞれ信号が出力される。すると、上記２次元光位置検
出素子の基線長方向の２つの出力端子から出力された信
号が用いられて、演算手段にて上記測距対象物までの距
離が演算される。上記投光パターンが上記測距対象物に
全面的に投射されない場合に生ずる上記反射光の上記２
次元光位置検出素子上に於ける上記基線長方向の重心移
動量は、重心移動量演算手段により、上記４つの出力端
子からの信号に基づいて演算される。更に、上記演算手
段の演算結果が、上記重心移動量が用いられて補正手段
で補正される。 またこの発明の測距装置にあっては、平
行光軸を有し、所定の基線長隔てて投光レンズが配置さ
れている。そして、上記基線長方向に対して所定の角度
方向に延出した投光パターン、若しくは上記基線長上を
中心として同心の複数の環状投光パターンで、投光素子
から測距対象物に光束が投光される。また、上記基線長
方向及び上記基線長方向に直交する方向にそれぞれ２つ
の出力端子を持ち、上記投光の上記測距対象物からの反
射光の受光位置に応じて、２次元光位置検出素子の上記
出力端からそれぞれ信号が出力される。上記投光パター
ンが上記測距対象物に全面的に投射されない場合に生ず
る上記反射光の上記２次元光位置検出素子上での重心移
動量は、重心移動量演算手段で上記４つの出力端子から
の信号に基づいて演算される。そして、上記２次元光位
置検出素子の上記基線長方向の出力端子から出力された
信号と、上記重心移動量演算手段で演算された重心移動
量に基づいて、上記測距対象物までの距離が距離演算手
段によって求められる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。
明する。
【００１２】図１は、この発明の測距装置に従った第１
の実施例の構成を示した図である。同図に於いて、投光
用レンズ１と、同図（ａ）に示される焦点距離ｆj の受
光用レンズ２とは、平行光軸を有して基線長Ｓだけ隔て
て配置されている。投光用赤外発光ダイオード（ＩＲＥ
Ｄ）３は細長い発光部を有するもので、投受光用レンズ
１及び２の中心を結んだ基線長Ｓの方向に対して、同図
（ｂ）に示されるように、θの角度を持って配置されて
いる。また、２次元位置検出素子（ＰＳＤ）４は基線長
方向に沿って配置されており、この基線長方向の長さを
ｂ、基線長と直交する方向の長さをｗとする。尚、５は
被写体から反射された反射像を表している。
の実施例の構成を示した図である。同図に於いて、投光
用レンズ１と、同図（ａ）に示される焦点距離ｆj の受
光用レンズ２とは、平行光軸を有して基線長Ｓだけ隔て
て配置されている。投光用赤外発光ダイオード（ＩＲＥ
Ｄ）３は細長い発光部を有するもので、投受光用レンズ
１及び２の中心を結んだ基線長Ｓの方向に対して、同図
（ｂ）に示されるように、θの角度を持って配置されて
いる。また、２次元位置検出素子（ＰＳＤ）４は基線長
方向に沿って配置されており、この基線長方向の長さを
ｂ、基線長と直交する方向の長さをｗとする。尚、５は
被写体から反射された反射像を表している。
【００１３】出力端子は、図示されないコモン端子の他
に１〜４ｃｈを有し、それぞれの出力電流をｉ1 〜ｉ4
とする。２次元ＰＳＤ４の入射スポット位置と出力電流
の関係は、数１及び数２に表される（１）式及び（２）
式と、図２に示されるように、１次元のＰＳＤと同様の
関係になっている。
に１〜４ｃｈを有し、それぞれの出力電流をｉ1 〜ｉ4
とする。２次元ＰＳＤ４の入射スポット位置と出力電流
の関係は、数１及び数２に表される（１）式及び（２）
式と、図２に示されるように、１次元のＰＳＤと同様の
関係になっている。
【００１４】
【数１】
【００１５】
【数２】
【００１６】このＰＳＤは、図１に示されるように、基
線長方向は、１ｃｈ側の端から受光用レンズ２の光軸ま
でのａだけの距離に配置されている。また、基線長Ｓと
直交方向は、受光用レンズ２の光軸がＰＳＤの３ｃｈ、
４ｃｈ間の中心にくるように配置されている。
線長方向は、１ｃｈ側の端から受光用レンズ２の光軸ま
でのａだけの距離に配置されている。また、基線長Ｓと
直交方向は、受光用レンズ２の光軸がＰＳＤの３ｃｈ、
４ｃｈ間の中心にくるように配置されている。
【００１７】尚、発光ダイオード駆動回路６はＩＲＥＤ
３を発光させるものであり、ＡＦＩＣ７は距離演算が行
われるようにＰＳＤ４の出力信号電流をＣＰＵ８に供給
する。このＣＰＵ８は、上記発光ダイオード駆動回路６
を介してＩＲＥＤ３を発光させ、ＰＳＤ４の出力信号電
流の出力に従って距離演算を行う。また、その結果によ
り、撮影レンズ駆動回路９を介して図示されない撮影レ
ンズを駆動する。次に、被写体距離の求め方について説
明する。
３を発光させるものであり、ＡＦＩＣ７は距離演算が行
われるようにＰＳＤ４の出力信号電流をＣＰＵ８に供給
する。このＣＰＵ８は、上記発光ダイオード駆動回路６
を介してＩＲＥＤ３を発光させ、ＰＳＤ４の出力信号電
流の出力に従って距離演算を行う。また、その結果によ
り、撮影レンズ駆動回路９を介して図示されない撮影レ
ンズを駆動する。次に、被写体距離の求め方について説
明する。
【００１８】ＩＲＥＤ３から投光された光エネルギー
は、距離Ｌにある被写体で反射され、受光用レンズ２を
通してＰＳＤ４上に結像される。このＰＳＤ４には出力
端子１ｃｈと２ｃｈがあり、太陽光等の定常光電流成分
を取り除くと、その出力電流ｉ1 及びｉ2 と反射スポッ
ト光の入射位置ｘとの間には数３に表される関係式が成
立する。
は、距離Ｌにある被写体で反射され、受光用レンズ２を
通してＰＳＤ４上に結像される。このＰＳＤ４には出力
端子１ｃｈと２ｃｈがあり、太陽光等の定常光電流成分
を取り除くと、その出力電流ｉ1 及びｉ2 と反射スポッ
ト光の入射位置ｘとの間には数３に表される関係式が成
立する。
【００１９】
【数３】
【００２０】ここで、受光用レンズ２の焦点距離をｆj
とすると、ｘは数４で表される（４）式で求まる。この
ため、上記（３）式及び（４）式より、数５に表される
（５）式が得られる。
とすると、ｘは数４で表される（４）式で求まる。この
ため、上記（３）式及び（４）式より、数５に表される
（５）式が得られる。
【００２１】
【数４】
【００２２】
【数５】 したがって、ｉ2 ／（ｉ1 ＋ｉ2 ）を求めることによっ
て被写体距離Ｌの逆数を求めることができる。
て被写体距離Ｌの逆数を求めることができる。
【００２３】図３は、アクティブ式三角測距方式による
基本的な測距装置の要部を示した回路図である。尚、２
次元ＰＳＤ４は、１ｃｈ、２ｃｈの出力端子の他に、基
線長と直交方向にも３ｃｈ、４ｃｈの出力端子を有して
いるが、ここでは１ｃｈ、２ｃｈの出力端子について説
明し、３ｃｈ、４ｃｈの出力端子については１ｃｈ、２
ｃｈの出力端子と同様であるので説明は省略する。
基本的な測距装置の要部を示した回路図である。尚、２
次元ＰＳＤ４は、１ｃｈ、２ｃｈの出力端子の他に、基
線長と直交方向にも３ｃｈ、４ｃｈの出力端子を有して
いるが、ここでは１ｃｈ、２ｃｈの出力端子について説
明し、３ｃｈ、４ｃｈの出力端子については１ｃｈ、２
ｃｈの出力端子と同様であるので説明は省略する。
【００２４】図示されないＩＲＥＤが発光する前は、制
御信号によって、オペアンプＡ１１、Ａ１２の出力側に
配置されたアナログスイッチＡＳ１１、ＡＳ１２がオン
している。したがって、これらのオペアンプＡ１１、Ａ
１２の負帰還によってＰＳＤ４を流れる定常光電流は、
全てトランジスタＱ１１、Ｑ１２に流れ、そのために必
要なベース電位がコンデンサＣ１１、Ｃ１２に充電され
ている。そして、ＩＲＥＤを発光させる直前にオペアン
プＡ１１、Ａ１２の出力側のアナログスイッチＡＳ１
１、ＡＳ１２をオフにすると、定常光を流すのに必要な
電位がコンデンサＣ１１、Ｃ１２に記憶される。
御信号によって、オペアンプＡ１１、Ａ１２の出力側に
配置されたアナログスイッチＡＳ１１、ＡＳ１２がオン
している。したがって、これらのオペアンプＡ１１、Ａ
１２の負帰還によってＰＳＤ４を流れる定常光電流は、
全てトランジスタＱ１１、Ｑ１２に流れ、そのために必
要なベース電位がコンデンサＣ１１、Ｃ１２に充電され
ている。そして、ＩＲＥＤを発光させる直前にオペアン
プＡ１１、Ａ１２の出力側のアナログスイッチＡＳ１
１、ＡＳ１２をオフにすると、定常光を流すのに必要な
電位がコンデンサＣ１１、Ｃ１２に記憶される。
【００２５】次に、ＩＲＥＤ投光の被写体からの反射光
による光電流の増加分ｉ1 、ｉ2 は、増幅トランジスタ
Ｑ１３、Ｑ１４のベースに流れ込む。いま、トランジス
タＱ１３、Ｑ１４の直流電流増幅率をβとすると、βｉ
1 とβｉ2 が対数圧縮ダイオードＱ１５、Ｑ１６に流れ
る。これら対数圧縮ダイオードＱ１５、Ｑ１６のカソー
ドは、定電流Ｉ0 の差動増幅回路Ｑ１９、Ｑ２０のベー
スに入力される。
による光電流の増加分ｉ1 、ｉ2 は、増幅トランジスタ
Ｑ１３、Ｑ１４のベースに流れ込む。いま、トランジス
タＱ１３、Ｑ１４の直流電流増幅率をβとすると、βｉ
1 とβｉ2 が対数圧縮ダイオードＱ１５、Ｑ１６に流れ
る。これら対数圧縮ダイオードＱ１５、Ｑ１６のカソー
ドは、定電流Ｉ0 の差動増幅回路Ｑ１９、Ｑ２０のベー
スに入力される。
【００２６】このトランジスタＱ１９、Ｑ２０のコレク
タ電流をｉ1 ′、ｉ2 ′、トランジスタＱ１５、Ｑ１
６、Ｑ１９、Ｑ２０の逆方向飽和電流をＩS 、熱電圧を
ＶT とすると、これらのトランジスタダイオードには、
数６で表される（６）式の関係式が成立する。
タ電流をｉ1 ′、ｉ2 ′、トランジスタＱ１５、Ｑ１
６、Ｑ１９、Ｑ２０の逆方向飽和電流をＩS 、熱電圧を
ＶT とすると、これらのトランジスタダイオードには、
数６で表される（６）式の関係式が成立する。
【００２７】
【数６】 したがって、数７の（７）式が成立する。
【００２８】
【数７】 この（７）式を数８で表される（８）式に代入すると、
数９で表される（９）式が成立する。
数９で表される（９）式が成立する。
【００２９】
【数８】
【００３０】
【数９】
【００３１】一方、積分コンデンサＣ１３を積分する電
流ＩINT はＩ1 ′に等しい。そこで、図４に示されるよ
うに、２重積分方式でＩINT により一定時間ｔ1 に亘っ
てコンデンサＣ１３を充電し、その後、逆方向に定電流
ＩG で放電して、もとの電圧に戻るまでの時間ｔ2 を測
定すると、数１０で表される（１０）式が得られる。
流ＩINT はＩ1 ′に等しい。そこで、図４に示されるよ
うに、２重積分方式でＩINT により一定時間ｔ1 に亘っ
てコンデンサＣ１３を充電し、その後、逆方向に定電流
ＩG で放電して、もとの電圧に戻るまでの時間ｔ2 を測
定すると、数１０で表される（１０）式が得られる。
【００３２】
【数１０】 また、上記（９）式及び（１０）式より、数１１で表さ
れる（１１）式が得られる。
れる（１１）式が得られる。
【００３３】
【数１１】
【００３４】したがって、上記（５）式及び（１１）式
より、数１２で表される（１２）式が成立することか
ら、ｔ2 を測定することにより被写体距離Ｌを求めるこ
とができる。
より、数１２で表される（１２）式が成立することか
ら、ｔ2 を測定することにより被写体距離Ｌを求めるこ
とができる。
【００３５】
【数１２】
【００３６】ここで、上記（５）式、または（１２）式
によって被写体距離Ｌを求めることができるのは、図５
（ａ）に示されるように、投光されたＩＲＥＤパターン
が全て被写体に当たった場合である。この場合、ＰＳＤ
に入射する光の重心は、ＩＲＥＤの中心に相当してい
る。ところが、図５（ｂ）に示されるように、投光パタ
ーンの一部しか被写体に当たらない場合、ＰＳＤに入る
反射パターンの重心は、被写体距離が変わらない場合で
もΔｘだけ基線長方向にずれてしまう。これがいわゆる
スポット欠けであり、この状態で（５）式、または（１
２）式を用いて距離を演算すると誤測距となる。
によって被写体距離Ｌを求めることができるのは、図５
（ａ）に示されるように、投光されたＩＲＥＤパターン
が全て被写体に当たった場合である。この場合、ＰＳＤ
に入射する光の重心は、ＩＲＥＤの中心に相当してい
る。ところが、図５（ｂ）に示されるように、投光パタ
ーンの一部しか被写体に当たらない場合、ＰＳＤに入る
反射パターンの重心は、被写体距離が変わらない場合で
もΔｘだけ基線長方向にずれてしまう。これがいわゆる
スポット欠けであり、この状態で（５）式、または（１
２）式を用いて距離を演算すると誤測距となる。
【００３７】ところで、２次元ＰＳＤ４では、基線長と
直交方向にも３ｃｈ、４ｃｈの出力端子を有している。
これらの出力を図３に示されるような回路に入力するこ
とにより、基線長と直交方向の重心位置で検出すること
ができる。出力電流ｉ3 、ｉ4 と反射光の重心位置Δｙ
（図５（ｂ））の関係は、数１３及び数１４で表される
（１３）式及び（１４）式のようになる。
直交方向にも３ｃｈ、４ｃｈの出力端子を有している。
これらの出力を図３に示されるような回路に入力するこ
とにより、基線長と直交方向の重心位置で検出すること
ができる。出力電流ｉ3 、ｉ4 と反射光の重心位置Δｙ
（図５（ｂ））の関係は、数１３及び数１４で表される
（１３）式及び（１４）式のようになる。
【００３８】
【数１３】
【００３９】
【数１４】
【００４０】更に、ｉ3 とｉ4 によって、図４に示され
るような２重積分動作を行った場合の第２積分時間をｔ
3 とすると、上記（１１）式と同様に、数１５及び数１
６で表される（１５）式及び（１６）式のようにしてΔ
ｙを求めることができる。
るような２重積分動作を行った場合の第２積分時間をｔ
3 とすると、上記（１１）式と同様に、数１５及び数１
６で表される（１５）式及び（１６）式のようにしてΔ
ｙを求めることができる。
【００４１】
【数１５】
【００４２】
【数１６】 また、基線長方向の重心移動量Δｘは、数１７で表され
る（１７）式により求められる。
る（１７）式により求められる。
【００４３】
【数１７】
【００４４】よって、被写体距離１／Ｌは、上記
（５）、（１２）、（１４）、（１５）、（１６）及び
（１７）式より、数１８で表される（１８）式及び（１
９）式が求められる。
（５）、（１２）、（１４）、（１５）、（１６）及び
（１７）式より、数１８で表される（１８）式及び（１
９）式が求められる。
【００４５】
【数１８】 したがって、ｔ2 、ｔ3 を測定することによって、スポ
ット欠けを補正した形で被写体距離を正しく求めること
ができる。
ット欠けを補正した形で被写体距離を正しく求めること
ができる。
【００４６】この図３の測距回路の出力は、ＣＰＵ８に
供給され、ＣＰＵ８内で反転するまでの時間が計測され
る。これにより、上記ｔ2 、ｔ3 を測定することがで
き、スポット欠けを補正した正確な被写体距離を求める
ことができる。
供給され、ＣＰＵ８内で反転するまでの時間が計測され
る。これにより、上記ｔ2 、ｔ3 を測定することがで
き、スポット欠けを補正した正確な被写体距離を求める
ことができる。
【００４７】尚、ｔ2 、ｔ3 の計測は、上述したＣＰＵ
８内で行われるものでなくてもよい。例えば、上記出力
をコンパレータの一方の入力に供給し、他方の入力に供
給される所定レベルと比較するようにする。そして、こ
のレベルを越えたときに出力を反転させ、その結果をＣ
ＰＵ８に出力することにより、ｔ2 、ｔ3 を測定するよ
うにしてもよい。次に、この発明の第２の実施例につい
て説明する。
８内で行われるものでなくてもよい。例えば、上記出力
をコンパレータの一方の入力に供給し、他方の入力に供
給される所定レベルと比較するようにする。そして、こ
のレベルを越えたときに出力を反転させ、その結果をＣ
ＰＵ８に出力することにより、ｔ2 、ｔ3 を測定するよ
うにしてもよい。次に、この発明の第２の実施例につい
て説明する。
【００４８】図６は、この発明の測距装置に適用される
投受光用レンズ及び投受光素子の配置を示した図であ
る。尚、以下の実施例に於いて、上述した第１の実施例
と同じ部分には同一の参照番号を付して、その説明は省
略する。
投受光用レンズ及び投受光素子の配置を示した図であ
る。尚、以下の実施例に於いて、上述した第１の実施例
と同じ部分には同一の参照番号を付して、その説明は省
略する。
【００４９】この第２の実施例は、その構成は上述した
第１の実施例と同じであるが、投光パターンを水平にす
るために、第１の実施例による配置をθ′だけ回転させ
たものである。これは、水平方向で測距する場合に適し
ている。図７は、この発明の第３の実施例を表した図で
ある。
第１の実施例と同じであるが、投光パターンを水平にす
るために、第１の実施例による配置をθ′だけ回転させ
たものである。これは、水平方向で測距する場合に適し
ている。図７は、この発明の第３の実施例を表した図で
ある。
【００５０】この第３の実施例では、ＩＲＥＤ発光部１
０が、環状で同心の３ヶ所の発光部、すなわち第１発光
部１１、第２発光部１２及び第３発光部１３を有してい
る。そして、図８（ａ）〜（ｃ）に示されるように、第
１乃至第３の発光部１１〜１３を順次光らせて、上記
（１９）式を用いて１／Ｌ1 、１／Ｌ2 、１／Ｌ3 を求
める。この場合、発光部の発光順序は（ａ）〜（ｃ）の
順に限られるものではない。
０が、環状で同心の３ヶ所の発光部、すなわち第１発光
部１１、第２発光部１２及び第３発光部１３を有してい
る。そして、図８（ａ）〜（ｃ）に示されるように、第
１乃至第３の発光部１１〜１３を順次光らせて、上記
（１９）式を用いて１／Ｌ1 、１／Ｌ2 、１／Ｌ3 を求
める。この場合、発光部の発光順序は（ａ）〜（ｃ）の
順に限られるものではない。
【００５１】上記１／Ｌを求めるものでは、１／Ｌ1 、
１／Ｌ2 、１／Ｌ3 の中から最大値（最近距離）を採用
するのが一般的であるが、これに限られずに、１／
Ｌ1 、１／Ｌ2 、１／Ｌ3 の平均値をとってもよい。同
実施例によれば、広い範囲のＡＦがスポット欠けと補正
した形で可能になる。尚、ここでは環状の発光部のパタ
ーンを四角形状のものとしたが、これに限られずに、例
えば円環状の発光パターンを有するものであってもよ
い。
１／Ｌ2 、１／Ｌ3 の中から最大値（最近距離）を採用
するのが一般的であるが、これに限られずに、１／
Ｌ1 、１／Ｌ2 、１／Ｌ3 の平均値をとってもよい。同
実施例によれば、広い範囲のＡＦがスポット欠けと補正
した形で可能になる。尚、ここでは環状の発光部のパタ
ーンを四角形状のものとしたが、これに限られずに、例
えば円環状の発光パターンを有するものであってもよ
い。
【００５２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ＡＦ光
学系を大型化することなく、高い効果を得ることのでき
るスポット欠けの現象を補正する測距装置を提供するこ
とができる。
学系を大型化することなく、高い効果を得ることのでき
るスポット欠けの現象を補正する測距装置を提供するこ
とができる。
【図１】この発明の測距装置に従った第１の実施例の構
成を示した図である。
成を示した図である。
【図２】２次元位置検出素子（ＰＳＤ）の入射スポット
位置と出力電流の関係を示した図である。
位置と出力電流の関係を示した図である。
【図３】アクティブ式三角測距方式による基本的な測距
装置の要部を示した回路図である。
装置の要部を示した回路図である。
【図４】２重積分方式による積分波形の例を示した図で
ある。
ある。
【図５】（ａ）は投光されたＩＲＥＤパターンが全て被
写体に当たった場合のＰＳＤに入射する光の重心を示し
た図、（ｂ）に示されるように、投光パターンの一部し
か被写体に当たらない場合のＰＳＤに入射する光の重心
を示した図である。
写体に当たった場合のＰＳＤに入射する光の重心を示し
た図、（ｂ）に示されるように、投光パターンの一部し
か被写体に当たらない場合のＰＳＤに入射する光の重心
を示した図である。
【図６】この発明の第２の実施例で、測距装置に適用さ
れる投受光用レンズ及び投受光素子の配置を示した図で
ある。
れる投受光用レンズ及び投受光素子の配置を示した図で
ある。
【図７】この発明の第３の実施例で、測距装置に適用さ
れる投受光用レンズ及び投受光素子の配置を示した図で
ある。
れる投受光用レンズ及び投受光素子の配置を示した図で
ある。
【図８】図７のＩＲＥＤ発光部の第１乃至第３の発光部
を順次光らせた状態を表した図である。
を順次光らせた状態を表した図である。
１…投光用レンズ、２…受光用レンズ、３…投光用赤外
発光ダイオード（ＩＲＥＤ）、４…２次元位置検出素子
（ＰＳＤ）、５…反射像、６…発光ダイオード駆動回
路、７…ＡＦＩＣ、８…ＣＰＵ、９…撮影レンズ駆動回
路、１０…ＩＲＥＤ発光部、１１…第１発光部、１２…
第２発光部、１３…第３発光部。
発光ダイオード（ＩＲＥＤ）、４…２次元位置検出素子
（ＰＳＤ）、５…反射像、６…発光ダイオード駆動回
路、７…ＡＦＩＣ、８…ＣＰＵ、９…撮影レンズ駆動回
路、１０…ＩＲＥＤ発光部、１１…第１発光部、１２…
第２発光部、１３…第３発光部。
Claims (2)
- 【請求項１】 平行光軸を有し、所定の基線長隔てて配
置された投受光レンズと、 上記基線長方向に対して所定の角度方向に延出した投光
パターン、若しくは上記基線長上を中心として同心の複
数の環状投光パターンで測距対象物に光束を投光する投
光素子と、上記基線長方向及び上記基線長方向に直交する方向にそ
れぞれ２つ の出力端子を持ち、上記投光の上記測距対象
物からの反射光の受光位置に応じて上記出力端からそれ
ぞれ信号を出力する２次元光位置検出素子と、上記 ２次元光位置検出素子の基線長方向の２つの出力端
子から出力された信号を用いて、上記測距対象物までの
距離を演算する演算手段と、上記投光パターンが上記測距対象物に全面的に投射され
ない場合に生ずる上記反射光の上記２次元光位置検出素
子上に於ける上記基線長方向の重心移動量を、上記４つ
の出力端子からの信号に基づいて演算する重心移動量演
算手段と、 上記演算手段の演算結果を上記重心移動量を用いて補正
する補正手段と、 を具備することを特徴とする測距装置。 - 【請求項２】 平行光軸を有し、所定の基線長隔てて配
置された投受光レンズと、 上記基線長方向に対して所定の角度方向に延出した投光
パターン、若しくは上記基線長上を中心として同心の複
数の環状投光パターンで測距対象物に光束を投光する投
光素子と、 上記基線長方向及び上記基線長方向に直交する方向にそ
れぞれ２つの出力端子を持ち、上記投光の上記測距対象
物からの反射光の受光位置に応じて上記出力端からそれ
ぞれ信号を出力する２次元光位置検出素子と、 上記投光パターンが上記測距対象物に全面的に投射され
ない場合に生ずる上記反射光の上記２次元光位置検出素
子上での重心移動量を、上記４つの出力端子からの信号
に基づいて演算する重心移動量演算手段と、 上記２次元光位置検出素子の上記基線長方向の出力端子
から出力された信号と、上記重心移動量演算手段で演算
された重心移動量に基づいて、上記測距対象物 までの距
離を求める距離演算手段と、 を具備することを特徴とする測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30246392A JP3238499B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30246392A JP3238499B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148514A JPH06148514A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3238499B2 true JP3238499B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=17909248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30246392A Expired - Fee Related JP3238499B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3238499B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3619545B2 (ja) * | 1994-08-23 | 2005-02-09 | オリンパス株式会社 | カメラの測距装置 |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP30246392A patent/JP3238499B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06148514A (ja) | 1994-05-27 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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