JP3288754B2 - 測距装置 - Google Patents
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- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
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- G01C3/08—Use of electric radiation detectors
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラのオートフォー
カス機構に設けられる測距装置に関する。
カス機構に設けられる測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子カメラの自動焦点調節とし
て、赤外線アクティブ方式が知られている。赤外線アク
ティブ方式は、赤外線を被写体に対して照射し、その反
射光線をＰＳＤ等の位置検出素子で検出することによ
り、三角測量の原理で測距を行うものである。この方式
において、被写体からの反射光線をＰＳＤ上に結像させ
るため、ＰＳＤの前方には単一のレンズが配設されてお
り、このレンズを通過した反射光線はＰＳＤ上におい
て、被写体までの距離に応じた位置に集光する。
て、赤外線アクティブ方式が知られている。赤外線アク
ティブ方式は、赤外線を被写体に対して照射し、その反
射光線をＰＳＤ等の位置検出素子で検出することによ
り、三角測量の原理で測距を行うものである。この方式
において、被写体からの反射光線をＰＳＤ上に結像させ
るため、ＰＳＤの前方には単一のレンズが配設されてお
り、このレンズを通過した反射光線はＰＳＤ上におい
て、被写体までの距離に応じた位置に集光する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来装置で
は、被写体距離が短くなるほど、被写体からの反射光線
がＰＳＤの端部に集光することとなる。ところがＰＳＤ
の出力特性は、端部に近づくほど、非直線性が強くなる
ばかりでなく、また反射光線の像が楕円状に歪んで出力
が小さくなる。このため従来装置では、近距離から遠距
離にわたって充分な精度で測距することは困難であっ
た。本発明は、簡単な構成により、広い測距範囲にわた
って充分な精度で測距することができる測距装置を得る
ことを目的としている。
は、被写体距離が短くなるほど、被写体からの反射光線
がＰＳＤの端部に集光することとなる。ところがＰＳＤ
の出力特性は、端部に近づくほど、非直線性が強くなる
ばかりでなく、また反射光線の像が楕円状に歪んで出力
が小さくなる。このため従来装置では、近距離から遠距
離にわたって充分な精度で測距することは困難であっ
た。本発明は、簡単な構成により、広い測距範囲にわた
って充分な精度で測距することができる測距装置を得る
ことを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
測距装置は、位置検出器上に結像された光線の像の位置
に応じて被写体までの距離を測定する測距装置であっ
て、被写体に向けて光線を照射する光線照射手段と、被
写体によって反射された光線の像を位置検出器に結像さ
せ、被写体が近距離にあるときほど像を位置検出器の中
央部に結像させる近距離用レンズと、被写体によって反
射された光線の像を位置検出器に結像させ、被写体が遠
距離にあるときほど像を位置検出器の中央部に結像させ
る遠距離用レンズと、近距離用レンズ又は遠距離用レン
ズの一方を択一的に選択し遮光する遮光フィルタとを備
え、近距離用レンズの光軸が位置検出器の端部に一致
し、遠距離用レンズの光軸が位置検出器の中央部に一致
し、光線照射手段が近距離用レンズの光軸が一致する位
置検出器の端部よりも外側に配置されるとともに、遮光
フィルタが近距離用レンズを遮光し、かつ遠距離用レン
ズにより光線が集光する位置が位置検出器の端部側にあ
るとき、遮光フィルタは遠距離用レンズを遮光するよう
に切り替えられ、遮光フィルタが遠距離用レンズを遮光
し、かつ近距離用レンズにより光線が集光する位置が位
置検出器の端部側にあるとき、遮光フィルタは近距離用
レンズを遮光するように切り替えられることを特徴とし
ている。本発明の請求項３に係る測距装置は、位置検出
器上に結像された光線の像の位置に応じて被写体までの
距離を測定する測距装置であって、被写体に向けて光線
を照射する光線照射手段と、被写体によって反射された
光線の像を位置検出器に結像させ、被写体が近距離にあ
るときほど像を位置検出器の中央部に結像させる近距離
用レンズと、被写体によって反射された光線の像を位置
検出器に結像させ、被写体が遠距離にあるときほど像を
位置検出器の中央部に結像させる遠距離用レンズと、近
距離用レンズ又は遠距離用レンズの一方を択一的に選択
し遮光する遮光フィルタとを備え、位置検出器は、近距
離用レンズによる光線が集光し位置検出器の光線照射手
段よりの領域を占める近距離用測距部と、遠距離用レン
ズによる光線が集光し位置検出器の光線照射手段とは反
対よりの領域を占める遠距離用測距部とを有し、近距離
用レンズの光軸が位置検出器の端部に一致し、遠距離用
レンズの光軸が位置検出器の中央部に一致するととも
に、遮光フィルタが近距離用レンズを遮光し、かつ遠距
離用レンズにより光線が集光する位置が、遠距離用測距
部の光線照射手段とは反対側の端部にあるとき、遮光フ
ィルタは遠距離用レンズを遮光するように切り替えら
れ、遮光フィルタが遠距離用レンズを遮光し、かつ近距
離用レンズにより光線が集光する位置が近距離用測距部
の光線照射手段側の端部にあるとき、遮光フィルタは近
距離用レンズを遮光するように切り替えられることを特
徴としている。本発明の請求項４に係る測距装置は、被
写体に向けて光線を照射する光線照射手段と、被写体に
よって反射された光線の像の位置を検出する位置検出器
と、被写体が遠距離にあるときその像を位置検出器の中
央部に結像し、被写体が近距離になるにしたがいその像
の結像位置が位置検出器の一方の端部に近づく遠距離用
レンズと、被写体が近距離にあるときその像を位置検出
器の中央部に結像し、被写体が遠距離になるにしたがい
その像の結像位置が位置検出器の他方の端部に近づく近
距離用レンズと、近距離用レンズ又は遠距離用レンズの
一方を択一的に選択し遮光する遮光フィルタとを備え、
遮光フィルタが近距離用レンズを遮光し、かつ遠距離用
レンズにより光線が集光する位置が位置検出器の一方の
端部にあるとき、遮光フィルタは遠距離用レンズを遮光
するように切り替えられ、遮光フィルタが遠距離用レン
ズを遮光し、かつ近距離用レンズにより光線が集光する
位置が位置検出器の他方の端部側にあるとき、遮光フィ
ルタは近距離用レンズを遮光するように切り替えられる
ことを特徴としている。
測距装置は、位置検出器上に結像された光線の像の位置
に応じて被写体までの距離を測定する測距装置であっ
て、被写体に向けて光線を照射する光線照射手段と、被
写体によって反射された光線の像を位置検出器に結像さ
せ、被写体が近距離にあるときほど像を位置検出器の中
央部に結像させる近距離用レンズと、被写体によって反
射された光線の像を位置検出器に結像させ、被写体が遠
距離にあるときほど像を位置検出器の中央部に結像させ
る遠距離用レンズと、近距離用レンズ又は遠距離用レン
ズの一方を択一的に選択し遮光する遮光フィルタとを備
え、近距離用レンズの光軸が位置検出器の端部に一致
し、遠距離用レンズの光軸が位置検出器の中央部に一致
し、光線照射手段が近距離用レンズの光軸が一致する位
置検出器の端部よりも外側に配置されるとともに、遮光
フィルタが近距離用レンズを遮光し、かつ遠距離用レン
ズにより光線が集光する位置が位置検出器の端部側にあ
るとき、遮光フィルタは遠距離用レンズを遮光するよう
に切り替えられ、遮光フィルタが遠距離用レンズを遮光
し、かつ近距離用レンズにより光線が集光する位置が位
置検出器の端部側にあるとき、遮光フィルタは近距離用
レンズを遮光するように切り替えられることを特徴とし
ている。本発明の請求項３に係る測距装置は、位置検出
器上に結像された光線の像の位置に応じて被写体までの
距離を測定する測距装置であって、被写体に向けて光線
を照射する光線照射手段と、被写体によって反射された
光線の像を位置検出器に結像させ、被写体が近距離にあ
るときほど像を位置検出器の中央部に結像させる近距離
用レンズと、被写体によって反射された光線の像を位置
検出器に結像させ、被写体が遠距離にあるときほど像を
位置検出器の中央部に結像させる遠距離用レンズと、近
距離用レンズ又は遠距離用レンズの一方を択一的に選択
し遮光する遮光フィルタとを備え、位置検出器は、近距
離用レンズによる光線が集光し位置検出器の光線照射手
段よりの領域を占める近距離用測距部と、遠距離用レン
ズによる光線が集光し位置検出器の光線照射手段とは反
対よりの領域を占める遠距離用測距部とを有し、近距離
用レンズの光軸が位置検出器の端部に一致し、遠距離用
レンズの光軸が位置検出器の中央部に一致するととも
に、遮光フィルタが近距離用レンズを遮光し、かつ遠距
離用レンズにより光線が集光する位置が、遠距離用測距
部の光線照射手段とは反対側の端部にあるとき、遮光フ
ィルタは遠距離用レンズを遮光するように切り替えら
れ、遮光フィルタが遠距離用レンズを遮光し、かつ近距
離用レンズにより光線が集光する位置が近距離用測距部
の光線照射手段側の端部にあるとき、遮光フィルタは近
距離用レンズを遮光するように切り替えられることを特
徴としている。本発明の請求項４に係る測距装置は、被
写体に向けて光線を照射する光線照射手段と、被写体に
よって反射された光線の像の位置を検出する位置検出器
と、被写体が遠距離にあるときその像を位置検出器の中
央部に結像し、被写体が近距離になるにしたがいその像
の結像位置が位置検出器の一方の端部に近づく遠距離用
レンズと、被写体が近距離にあるときその像を位置検出
器の中央部に結像し、被写体が遠距離になるにしたがい
その像の結像位置が位置検出器の他方の端部に近づく近
距離用レンズと、近距離用レンズ又は遠距離用レンズの
一方を択一的に選択し遮光する遮光フィルタとを備え、
遮光フィルタが近距離用レンズを遮光し、かつ遠距離用
レンズにより光線が集光する位置が位置検出器の一方の
端部にあるとき、遮光フィルタは遠距離用レンズを遮光
するように切り替えられ、遮光フィルタが遠距離用レン
ズを遮光し、かつ近距離用レンズにより光線が集光する
位置が位置検出器の他方の端部側にあるとき、遮光フィ
ルタは近距離用レンズを遮光するように切り替えられる
ことを特徴としている。
【０００５】
【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図
１は本発明の第１実施例に係る測距装置の概略の構成を
示すものである。
１は本発明の第１実施例に係る測距装置の概略の構成を
示すものである。
【０００６】投光ユニット１０と測距ユニット２０は、
図示しないカメラ本体内において、所定の位置関係で配
設される。投光ユニット１０は、赤外線を発光するＬＥ
Ｄ１１と、この赤外線を略平行光線として照射するため
のレンズ１２とを備える。投光ユニット１０から照射さ
れた赤外線は、被写体Ｓ１またはＳ２において反射し、
測距ユニット２０に入射する。測距ユニット２０は、後
述するように、遮光フィルタ２１を介して赤外線を近距
離用集光レンズ２２または遠距離用集光レンズ２３に導
き、ＰＳＤ（位置検出素子）２４上に集光させるように
構成されている。なお図１において、被写体Ｓ１はカメ
ラに対して近距離にあり、被写体Ｓ２は中距離に位置し
ている。
図示しないカメラ本体内において、所定の位置関係で配
設される。投光ユニット１０は、赤外線を発光するＬＥ
Ｄ１１と、この赤外線を略平行光線として照射するため
のレンズ１２とを備える。投光ユニット１０から照射さ
れた赤外線は、被写体Ｓ１またはＳ２において反射し、
測距ユニット２０に入射する。測距ユニット２０は、後
述するように、遮光フィルタ２１を介して赤外線を近距
離用集光レンズ２２または遠距離用集光レンズ２３に導
き、ＰＳＤ（位置検出素子）２４上に集光させるように
構成されている。なお図１において、被写体Ｓ１はカメ
ラに対して近距離にあり、被写体Ｓ２は中距離に位置し
ている。
【０００７】図２を参照して、測距ユニット２０の構成
を説明する。被写体から反射された赤外線は、ＰＳＤ２
４上において、被写体距離に応じた位置に集光し、ＰＳ
Ｄ２４は集光位置に応じた測距信号を出力する。ＰＳＤ
２４は、近距離用測距部２４ａと遠距離用測距部２４ｂ
とを有する。図２において、近距離用測距部２４ａはＰ
ＳＤ２４の中央部Ｃの左側に形成され、遠距離用測距部
２４ｂは中央部Ｃの右側に形成される。近距離用測距部
２４ａよりも左側の部分と遠距離用測距部２４ｂよりも
右側の部分とはそれぞれ、非線形出力領域２４ｃ、２４
ｄであり、これらの領域２４ｃ、２４ｄに赤外線が照射
した時、ＰＳＤ２４からの出力信号と被写体までの距離
との関係は非線形になる。
を説明する。被写体から反射された赤外線は、ＰＳＤ２
４上において、被写体距離に応じた位置に集光し、ＰＳ
Ｄ２４は集光位置に応じた測距信号を出力する。ＰＳＤ
２４は、近距離用測距部２４ａと遠距離用測距部２４ｂ
とを有する。図２において、近距離用測距部２４ａはＰ
ＳＤ２４の中央部Ｃの左側に形成され、遠距離用測距部
２４ｂは中央部Ｃの右側に形成される。近距離用測距部
２４ａよりも左側の部分と遠距離用測距部２４ｂよりも
右側の部分とはそれぞれ、非線形出力領域２４ｃ、２４
ｄであり、これらの領域２４ｃ、２４ｄに赤外線が照射
した時、ＰＳＤ２４からの出力信号と被写体までの距離
との関係は非線形になる。
【０００８】遮光フィルタ２１は、赤外線を透過させる
透過部２１ａと、外光を遮断する遮光部２１ｂとを有す
る。遮光フィルタ２１の位置は、被写体Ｓ１、Ｓ２まで
の距離に応じて、後述するアクチュエータ３４（図３）
により、矢印Ａに沿って切り換えられる。すなわち相対
的に遠くに位置する被写体Ｓ２（図１）を測距する場
合、図２に示されるように、遮光フィルタ２１は相対的
に図の右側に位置し、被写体Ｓ２によって反射された赤
外線は、透過部２１ａを介して遠距離用集光レンズ２３
に導かれる。相対的に近くに位置する被写体Ｓ１（図
１）を測距する場合、遮光フィルタ２１は相対的に図の
左側に位置し、被写体Ｓ１によって反射された赤外線
は、透過部２１ａを介して近距離用集光レンズ２２に導
かれる。
透過部２１ａと、外光を遮断する遮光部２１ｂとを有す
る。遮光フィルタ２１の位置は、被写体Ｓ１、Ｓ２まで
の距離に応じて、後述するアクチュエータ３４（図３）
により、矢印Ａに沿って切り換えられる。すなわち相対
的に遠くに位置する被写体Ｓ２（図１）を測距する場
合、図２に示されるように、遮光フィルタ２１は相対的
に図の右側に位置し、被写体Ｓ２によって反射された赤
外線は、透過部２１ａを介して遠距離用集光レンズ２３
に導かれる。相対的に近くに位置する被写体Ｓ１（図
１）を測距する場合、遮光フィルタ２１は相対的に図の
左側に位置し、被写体Ｓ１によって反射された赤外線
は、透過部２１ａを介して近距離用集光レンズ２２に導
かれる。
【０００９】近距離用集光レンズ２２に導かれた被写体
Ｓ１からの反射光線は、近距離用測距部２４ａ上に集光
される。被写体Ｓ１の距離が相対的に大きい時、反射光
線は近距離用測距部２４ａの非線形出力領域２４ｃ側に
集光されるが、被写体Ｓ１の距離が小さくなるに従っ
て、反射光線は中央部Ｃ側に集光するようになる。一
方、遠距離用集光レンズ２３に導かれた被写体Ｓ２から
の反射光線は、遠距離用測距部２４ｂ上に集光される。
被写体Ｓ２の距離が相対的に大きい時、反射光線は中央
部Ｃ側に集光するが、被写体Ｓ１の距離が小さくなるに
従って、反射光線は遠距離用測距部２４ｂの非線形出力
領域２４ｄ側に集光するようになる。
Ｓ１からの反射光線は、近距離用測距部２４ａ上に集光
される。被写体Ｓ１の距離が相対的に大きい時、反射光
線は近距離用測距部２４ａの非線形出力領域２４ｃ側に
集光されるが、被写体Ｓ１の距離が小さくなるに従っ
て、反射光線は中央部Ｃ側に集光するようになる。一
方、遠距離用集光レンズ２３に導かれた被写体Ｓ２から
の反射光線は、遠距離用測距部２４ｂ上に集光される。
被写体Ｓ２の距離が相対的に大きい時、反射光線は中央
部Ｃ側に集光するが、被写体Ｓ１の距離が小さくなるに
従って、反射光線は遠距離用測距部２４ｂの非線形出力
領域２４ｄ側に集光するようになる。
【００１０】図３は、測距ユニット２０の遮光フィルタ
２１（図２）を切り換え制御するための構成を示す。こ
の図に示されるように、測距ユニット２０から出力され
た測距信号はＡＤ変換回路３１によってデジタル値に変
換され、中央制御装置３２に入力される。中央制御装置
３２はマイクロコンピュータを備え、デジタル化された
測距信号をコンパレータ３３に出力する。この測距信号
はコンパレータ３３において所定の閾値と比較され、こ
の比較結果に基づいて制御信号が中央制御装置３２に対
して出力される。中央制御装置３２は、この制御信号に
基づいてアクチュエータ３４を制御し、これにより遮光
フィルタ２１の位置が切り換え制御される。
２１（図２）を切り換え制御するための構成を示す。こ
の図に示されるように、測距ユニット２０から出力され
た測距信号はＡＤ変換回路３１によってデジタル値に変
換され、中央制御装置３２に入力される。中央制御装置
３２はマイクロコンピュータを備え、デジタル化された
測距信号をコンパレータ３３に出力する。この測距信号
はコンパレータ３３において所定の閾値と比較され、こ
の比較結果に基づいて制御信号が中央制御装置３２に対
して出力される。中央制御装置３２は、この制御信号に
基づいてアクチュエータ３４を制御し、これにより遮光
フィルタ２１の位置が切り換え制御される。
【００１１】次に、図４〜図６を参照して、中央制御装
置３２による遮光フィルタ２１の切り換え制御を説明す
る。
置３２による遮光フィルタ２１の切り換え制御を説明す
る。
【００１２】図４は、ＰＳＤ２４とその出力信号の関係
を示すものである。ＰＳＤ２４が赤外線を感知すると、
第１および第２の端子Ｔ1 、Ｔ2 から、赤外線の集光位
置に応じた電流Ｉ1 、Ｉ2 がそれぞれ出力される。電流
Ｉ1 の大きさは、赤外線の集光位置が遠距離用測距部２
４ｂの端部（非線形出力領域２４ｄ側）に近づくほど直
線的に大きくなる。また電流Ｉ2 の大きさは、赤外線の
集光位置が近距離用測距部２４ａの端部（非線形出力領
域２４ｃ側）に近づくほど直線的に大きくなる。そし
て、これらの電流Ｉ1 、Ｉ2 の大きさは、赤外線の集光
位置がＰＳＤ２４の中央部Ｃである時、同じ大きさとな
る。
を示すものである。ＰＳＤ２４が赤外線を感知すると、
第１および第２の端子Ｔ1 、Ｔ2 から、赤外線の集光位
置に応じた電流Ｉ1 、Ｉ2 がそれぞれ出力される。電流
Ｉ1 の大きさは、赤外線の集光位置が遠距離用測距部２
４ｂの端部（非線形出力領域２４ｄ側）に近づくほど直
線的に大きくなる。また電流Ｉ2 の大きさは、赤外線の
集光位置が近距離用測距部２４ａの端部（非線形出力領
域２４ｃ側）に近づくほど直線的に大きくなる。そし
て、これらの電流Ｉ1 、Ｉ2 の大きさは、赤外線の集光
位置がＰＳＤ２４の中央部Ｃである時、同じ大きさとな
る。
【００１３】第１の端子Ｔ1 の外部に設けられた抵抗と
電流Ｉ1 とによって発生する電圧をＶ1 、第２の端子Ｔ
2 の外部に設けられた抵抗と電流Ｉ2 とによって発生す
る電圧をＶ2 とすると、測距ユニット２０からはＶAF＝
Ｖ1 ／Ｖ2 の信号が測距信号として出力される。なお本
実施例では、第１および第２の端子Ｔ1 、Ｔ2 の外部に
設けられた２つの抵抗が相互に同じ大きさであるので、
ＶAF＝Ｉ1 ／Ｉ2 となる。
電流Ｉ1 とによって発生する電圧をＶ1 、第２の端子Ｔ
2 の外部に設けられた抵抗と電流Ｉ2 とによって発生す
る電圧をＶ2 とすると、測距ユニット２０からはＶAF＝
Ｖ1 ／Ｖ2 の信号が測距信号として出力される。なお本
実施例では、第１および第２の端子Ｔ1 、Ｔ2 の外部に
設けられた２つの抵抗が相互に同じ大きさであるので、
ＶAF＝Ｉ1 ／Ｉ2 となる。
【００１４】したがって、赤外線が遠距離用測距部２４
ｂに集光する時、測距ユニット２０から出力される測距
信号ＶAFは、図５において実線Ｌ２で示すように、被写
体Ｓ２が無限遠に位置する時（赤外線が中央部Ｃ側に集
光する時）１となり、被写体Ｓ２が中距離側に変位する
ほど（赤外線が非線形出力領域２４ｄ側に集光する時）
１０に近づいていく。また、赤外線が近距離用測距部２
４ａに集光する時、測距信号ＶAFは、実線Ｌ１で示すよ
うに、被写体Ｓ１が中距離側に位置する時（赤外線が非
線形出力領域２４ｃ側に集光する時）０．１となり、被
写体Ｓ１が近距離側に変位するほど（赤外線が中央部Ｃ
に集光する時）１に近づいていく。なお、図５および図
６において縦軸は対数軸である。
ｂに集光する時、測距ユニット２０から出力される測距
信号ＶAFは、図５において実線Ｌ２で示すように、被写
体Ｓ２が無限遠に位置する時（赤外線が中央部Ｃ側に集
光する時）１となり、被写体Ｓ２が中距離側に変位する
ほど（赤外線が非線形出力領域２４ｄ側に集光する時）
１０に近づいていく。また、赤外線が近距離用測距部２
４ａに集光する時、測距信号ＶAFは、実線Ｌ１で示すよ
うに、被写体Ｓ１が中距離側に位置する時（赤外線が非
線形出力領域２４ｃ側に集光する時）０．１となり、被
写体Ｓ１が近距離側に変位するほど（赤外線が中央部Ｃ
に集光する時）１に近づいていく。なお、図５および図
６において縦軸は対数軸である。
【００１５】上述したように測距信号ＶAFは、ＡＤ変換
されて中央制御装置３２に入力される。ここで、デジタ
ル化された測距信号については、添字Ｄを付してＶAFD
と表す。さて中央制御装置３２では、近距離用測距部２
４ａから得られた測距信号ＶAFD については、図６に実
線Ｌ３で示すように、ＶAFD ＝１に関して反転させてお
り、すなわち測距信号の逆数１／ＶAFD が用いられて、
遮光フィルタ２１の切り換え制御および測距が行われ
る。
されて中央制御装置３２に入力される。ここで、デジタ
ル化された測距信号については、添字Ｄを付してＶAFD
と表す。さて中央制御装置３２では、近距離用測距部２
４ａから得られた測距信号ＶAFD については、図６に実
線Ｌ３で示すように、ＶAFD ＝１に関して反転させてお
り、すなわち測距信号の逆数１／ＶAFD が用いられて、
遮光フィルタ２１の切り換え制御および測距が行われ
る。
【００１６】この切り換え制御および測距を、図２およ
び図６を参照してさらに詳細に説明する。本実施例で
は、初期状態として、遮光フィルタ２１は図２の右側位
置に定められている。まず、被写体距離が相対的に遠距
離側にあり、被写体から反射された赤外線が遠距離用測
距部２４ｂ上に集光していると仮定する。この状態にお
いて、被写体距離が遠距離側から中距離側に変化する
と、赤外線の集光位置はＰＳＤ２４の中央部Ｃから離
れ、測距信号ＶAFD は図６において、実線Ｌ２に沿って
１よりも大きくなっていく。すなわち実線Ｌ２に従って
測距データが得られる。
び図６を参照してさらに詳細に説明する。本実施例で
は、初期状態として、遮光フィルタ２１は図２の右側位
置に定められている。まず、被写体距離が相対的に遠距
離側にあり、被写体から反射された赤外線が遠距離用測
距部２４ｂ上に集光していると仮定する。この状態にお
いて、被写体距離が遠距離側から中距離側に変化する
と、赤外線の集光位置はＰＳＤ２４の中央部Ｃから離
れ、測距信号ＶAFD は図６において、実線Ｌ２に沿って
１よりも大きくなっていく。すなわち実線Ｌ２に従って
測距データが得られる。
【００１７】被写体距離がさらに小さくなり、ＰＳＤ２
４上における赤外線の集光位置が非線形出力領域２４ｄ
側に近づいて、測距信号ＶAFD が閾値Ｐ（例えば０．９
５）を越えると、アクチュエータ３４が作動して遮光フ
ィルタ２１が図２の左側位置に切り換えられる。これに
より、被写体から反射された赤外線は近距離用測距部２
４ａ上に集光することとなる。また測距信号としては、
逆数１／ＶAFD 、すなわち図６の実線Ｌ３により示され
るものが採用されることとなる。この状態において被写
体距離が小さくなると、赤外線の集光位置は非線形出力
領域２４ｃから離れ、測距信号の逆数１／ＶAFD は実線
Ｌ３に沿って１０よりも小さくなっていく。被写体が最
近距離まで近づき、赤外線の集光位置がＰＳＤ２４の中
央部Ｃに接近すると、測距信号の逆数１／ＶAFD は約１
となる。このように、被写体距離が相対的に小さい時、
実線Ｌ３に従って測距データが得られる。
４上における赤外線の集光位置が非線形出力領域２４ｄ
側に近づいて、測距信号ＶAFD が閾値Ｐ（例えば０．９
５）を越えると、アクチュエータ３４が作動して遮光フ
ィルタ２１が図２の左側位置に切り換えられる。これに
より、被写体から反射された赤外線は近距離用測距部２
４ａ上に集光することとなる。また測距信号としては、
逆数１／ＶAFD 、すなわち図６の実線Ｌ３により示され
るものが採用されることとなる。この状態において被写
体距離が小さくなると、赤外線の集光位置は非線形出力
領域２４ｃから離れ、測距信号の逆数１／ＶAFD は実線
Ｌ３に沿って１０よりも小さくなっていく。被写体が最
近距離まで近づき、赤外線の集光位置がＰＳＤ２４の中
央部Ｃに接近すると、測距信号の逆数１／ＶAFD は約１
となる。このように、被写体距離が相対的に小さい時、
実線Ｌ３に従って測距データが得られる。
【００１８】以上とは逆に、被写体距離が相対的に小さ
い側から測距を行う場合、遮光フィルタ２１が図２の左
側位置に定められており、赤外線は近距離用測距部２４
ａ上に集光している。すなわち測距信号としては、逆数
１／ＶAFD が用いられる。この状態で、被写体距離が近
距離側から中距離側に変化すると、赤外線の集光位置は
ＰＳＤ２４の中央部Ｃから離れ、測距信号の逆数１／Ｖ
AFD は図６において、実線Ｌ３に沿って１よりも大きく
なっていき、実線Ｌ３に従って測距データが得られる。
い側から測距を行う場合、遮光フィルタ２１が図２の左
側位置に定められており、赤外線は近距離用測距部２４
ａ上に集光している。すなわち測距信号としては、逆数
１／ＶAFD が用いられる。この状態で、被写体距離が近
距離側から中距離側に変化すると、赤外線の集光位置は
ＰＳＤ２４の中央部Ｃから離れ、測距信号の逆数１／Ｖ
AFD は図６において、実線Ｌ３に沿って１よりも大きく
なっていき、実線Ｌ３に従って測距データが得られる。
【００１９】被写体距離がさらに大きくなり、赤外線の
集光位置が非線形出力領域２４ｃ側に近づいて、測距信
号の逆数１／ＶAFD が閾値Ｐ（例えば０．９５）を越え
ると、遮光フィルタ２１は図２の右側位置に切り換えら
れる。これにより、被写体からの赤外線は遠距離用測距
部２４ｂ上に集光するようになり、実線Ｌ２により示さ
れる測距信号ＶAFD が採用されることとなる。この状態
において被写体距離が大きくなると、赤外線の集光位置
は非線形出力領域２４ｄから離れ、測距信号ＶAFD は実
線Ｌ２に沿って１０よりも小さくなっていく。被写体が
最遠距離まで近づき、赤外線の集光位置がＰＳＤ２４の
中央部Ｃに接近すると、測距信号は約１となる。このよ
うに、被写体距離が相対的に大きい時、実線Ｌ２に従っ
て測距データが得られる。
集光位置が非線形出力領域２４ｃ側に近づいて、測距信
号の逆数１／ＶAFD が閾値Ｐ（例えば０．９５）を越え
ると、遮光フィルタ２１は図２の右側位置に切り換えら
れる。これにより、被写体からの赤外線は遠距離用測距
部２４ｂ上に集光するようになり、実線Ｌ２により示さ
れる測距信号ＶAFD が採用されることとなる。この状態
において被写体距離が大きくなると、赤外線の集光位置
は非線形出力領域２４ｄから離れ、測距信号ＶAFD は実
線Ｌ２に沿って１０よりも小さくなっていく。被写体が
最遠距離まで近づき、赤外線の集光位置がＰＳＤ２４の
中央部Ｃに接近すると、測距信号は約１となる。このよ
うに、被写体距離が相対的に大きい時、実線Ｌ２に従っ
て測距データが得られる。
【００２０】次に、一定の位置に静止している被写体に
対する測距動作を説明する。初期状態において、遮光フ
ィルタ２１は遠距離側すなわち図２に示される位置に定
められている。したがって被写体から反射された赤外線
は、遠距離用集光レンズ２３を介して遠距離用測距部２
４ｂあるいは非線形出力領域２４ｄに集光する。ここ
で、被写体からの赤外線が遠距離用測距部２４ｂに集光
していると、図６の実線Ｌ２に従った測距信号ＶAFD が
得られ、これに基づいて被写体までの距離が検出され
る。
対する測距動作を説明する。初期状態において、遮光フ
ィルタ２１は遠距離側すなわち図２に示される位置に定
められている。したがって被写体から反射された赤外線
は、遠距離用集光レンズ２３を介して遠距離用測距部２
４ｂあるいは非線形出力領域２４ｄに集光する。ここ
で、被写体からの赤外線が遠距離用測距部２４ｂに集光
していると、図６の実線Ｌ２に従った測距信号ＶAFD が
得られ、これに基づいて被写体までの距離が検出され
る。
【００２１】これに対し、被写体からの赤外線が非線形
出力領域２４ｄ、あるいは遠距離用測距部２４ｂであっ
て非線形出力領域２４ｄに近接した部位に集光している
と、測距信号ＶAFD が閾値Ｐを越えている。したがっ
て、遮光フィルタ２１の位置が切り換えられ、被写体か
らの赤外線は、近距離用集光レンズ２２を介して近距離
用測距部２４ａに集光するようになる。また、測距信号
としては、図６の実線Ｌ３に従った逆数１／ＶAFD が用
いられ、これに基づいて被写体までの距離が検出され
る。
出力領域２４ｄ、あるいは遠距離用測距部２４ｂであっ
て非線形出力領域２４ｄに近接した部位に集光している
と、測距信号ＶAFD が閾値Ｐを越えている。したがっ
て、遮光フィルタ２１の位置が切り換えられ、被写体か
らの赤外線は、近距離用集光レンズ２２を介して近距離
用測距部２４ａに集光するようになる。また、測距信号
としては、図６の実線Ｌ３に従った逆数１／ＶAFD が用
いられ、これに基づいて被写体までの距離が検出され
る。
【００２２】初期状態として、遮光フィルタ２１が近距
離側すなわち図２とは異なる位置に定められている場合
も、上述した動作と同様にして、被写体までの距離が検
出される。
離側すなわち図２とは異なる位置に定められている場合
も、上述した動作と同様にして、被写体までの距離が検
出される。
【００２３】以上のように本実施例では、被写体距離が
大きい時、被写体からの赤外線はＰＳＤ２４の遠距離用
測距部２４ｂに集光する。この距離が大きいほど、赤外
線はＰＳＤ２４の中央部Ｃに近い部位、すなわちＰＳＤ
２４の出力特性の直線性が強くなる側に集光するため、
測距結果の信頼性が向上する。また、被写体距離が小さ
い時、被写体からの赤外線は近距離用測距部２４ａに集
光する。この距離が小さいほど、赤外線はＰＳＤ２４の
中央部Ｃに近い部位、すなわちＰＳＤ２４の出力特性の
直線性が強くなる側に集光するため、測距結果の信頼性
が向上する。
大きい時、被写体からの赤外線はＰＳＤ２４の遠距離用
測距部２４ｂに集光する。この距離が大きいほど、赤外
線はＰＳＤ２４の中央部Ｃに近い部位、すなわちＰＳＤ
２４の出力特性の直線性が強くなる側に集光するため、
測距結果の信頼性が向上する。また、被写体距離が小さ
い時、被写体からの赤外線は近距離用測距部２４ａに集
光する。この距離が小さいほど、赤外線はＰＳＤ２４の
中央部Ｃに近い部位、すなわちＰＳＤ２４の出力特性の
直線性が強くなる側に集光するため、測距結果の信頼性
が向上する。
【００２４】したがって本実施例によれば、従来装置に
比べ、遮光フィルタ２１、近距離用集光レンズ２２およ
び遠距離用集光レンズ２３を設けた構成により、特に遠
距離側および近距離側において、高精度な測距データを
得ることができる。すなわち本実施例によれば、簡単な
構成により、近距離から遠距離にわたって充分な精度で
測距することが可能となる。
比べ、遮光フィルタ２１、近距離用集光レンズ２２およ
び遠距離用集光レンズ２３を設けた構成により、特に遠
距離側および近距離側において、高精度な測距データを
得ることができる。すなわち本実施例によれば、簡単な
構成により、近距離から遠距離にわたって充分な精度で
測距することが可能となる。
【００２５】図７は第２実施例を示すものである。この
実施例では、近距離用集光レンズ２２および遠距離用集
光レンズ２３に対して、それぞれ遮光フィルタ４１、４
２が設けられている。これらの遮光フィルタ４１、４２
は選択的に切り換えられる。すなわち、近距離用集光レ
ンズ２２が使用される時、遮光フィルタ４１はこのレン
ズ２２の前方を開放し、遮光フィルタ４２が遠距離用集
光レンズ２３の前方を遮光する。また遠距離用集光レン
ズ２３が使用される時、遮光フィルタ４２はこのレンズ
２３の前方を開放し、遮光フィルタ４１が近距離用集光
レンズ２２の前方を遮光する。その他の構成および作用
は、第１実施例と同様である。
実施例では、近距離用集光レンズ２２および遠距離用集
光レンズ２３に対して、それぞれ遮光フィルタ４１、４
２が設けられている。これらの遮光フィルタ４１、４２
は選択的に切り換えられる。すなわち、近距離用集光レ
ンズ２２が使用される時、遮光フィルタ４１はこのレン
ズ２２の前方を開放し、遮光フィルタ４２が遠距離用集
光レンズ２３の前方を遮光する。また遠距離用集光レン
ズ２３が使用される時、遮光フィルタ４２はこのレンズ
２３の前方を開放し、遮光フィルタ４１が近距離用集光
レンズ２２の前方を遮光する。その他の構成および作用
は、第１実施例と同様である。
【００２６】なお上記各実施例では、測距のために赤外
線が使用されているが、本発明は、可視光線を利用して
測距を行う場合にも適用できる。
線が使用されているが、本発明は、可視光線を利用して
測距を行う場合にも適用できる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な構
成により、広い測距範囲にわたって充分な精度で測距す
ることができるという効果が得られる。
成により、広い測距範囲にわたって充分な精度で測距す
ることができるという効果が得られる。
【図１】本発明の第１実施例に係る測距装置の概略の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】図１の測距装置の要部の構成を示す図である。
【図３】図１の測距装置の回路構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】ＰＳＤとその出力信号の関係を示す図である。
【図５】測距ユニットの出力信号と被写体距離の関係を
示す図である。
示す図である。
【図６】中央制御装置における測距信号と被写体距離の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図７】第２実施例に係る測距装置の要部の構成を示す
図である。
図である。
２１、４１、４２ 遮光フィルタ ２２ 近距離用集光レンズ ２３ 遠距離用集光レンズ ２４ ＰＳＤ ２４ａ 遠距離用測距部 ２４ｂ 近距離用測距部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−202437（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−157006（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−202416（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−225308（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−52560（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 7/32 H04N 5/232 G01C 3/06
Claims (4)
- 【請求項１】 位置検出器上に結像された光線の像の位
置に応じて被写体までの距離を測定する測距装置であっ
て、前記 被写体に向けて光線を照射する光線照射手段と、前記 被写体によって反射された光線の像を前記位置検出
器に結像させ、前記被写体が近距離にあるときほど前記
像を前記位置検出器の中央部に結像させる近距離用レン
ズと、前記 被写体によって反射された光線の像を前記位置検出
器に結像させ、前記被写体が遠距離にあるときほど前記
像を前記位置検出器の中央部に結像させる遠距離用レン
ズと、 前記近距離用レンズ又は前記遠距離用レンズの一方を択
一的に選択し遮光する遮光フィルタとを備え、 前記近距離用レンズの光軸が前記位置検出器の端部に一
致し、前記遠距離用レンズの光軸が前記位置検出器の中
央部に一致し、前記光線照射手段が前記近距離用レンズ
の光軸が一致する前記位置検出器の端部よりも外側に配
置されるとともに、 前記遮光フィルタが前記近距離用レンズを遮光し、かつ
前記遠距離用レンズにより光線が集光する位置が前記位
置検出器の端部側にあるとき、前記遮光フィルタは前記
遠距離用レンズを遮光するように切り替えられ、 前記遮光フィルタが前記遠距離用レンズを遮光し、かつ
前記近距離用レンズにより光線が集光する位置が前記位
置検出器の端部側にあるとき、前記遮光フィルタは前記
近距離用レンズを遮光するように切り替えられることを
特徴とする測距装置。 - 【請求項２】 前記位置検出器が、前記近距離用レンズ
による光線が集光する近距離用測距部と、前記遠距離用
レンズによる光線が集光する遠距離用測距部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の測距装置。 - 【請求項３】 位置検出器上に結像された光線の像の位
置に応じて被写体までの距離を測定する測距装置であっ
て、前記 被写体に向けて光線を照射する光線照射手段と、前記 被写体によって反射された光線の像を前記位置検出
器に結像させ、前記被写体が近距離にあるときほど前記
像を前記位置検出器の中央部に結像させる近距離用レン
ズと、前記 被写体によって反射された光線の像を前記位置検出
器に結像させ、前記被写体が遠距離にあるときほど前記
像を前記位置検出器の中央部に結像させる遠距離用レン
ズと、 前記近距離用レンズ又は前記遠距離用レンズの一方を択
一的に選択し遮光する遮光フィルタとを備え、 前記位置検出器は、前記近距離用レンズによる光線が集
光し前記位置検出器の前記光線照射手段よりの領域を占
める近距離用測距部と、前記遠距離用レンズによる光線
が集光し前記位置検出器の前記光線照射手段とは反対よ
りの領域を占める遠距離用測距部とを有し、前記近距離
用レンズの光軸が前記位置検出器の端部に一致し、前記
遠距離用レンズの光軸が前記位置検出器の中央部に一致
するとともに、 前記遮光フィルタが前記近距離用レンズを遮光し、かつ
前記遠距離用レンズにより光線が集光する位置が、前記
遠距離用測距部の前記光線照射手段とは反対側の端部に
あるとき、前記遮光フィルタは前記遠距離用レンズを遮
光するように切り替えられ、 前記遮光フィルタが前記遠距離用レンズを遮光し、かつ
前記近距離用レンズにより光線が集光する位置が前記近
距離用測距部の前記光線照射手段側の端部にあるとき、
前記遮光フィルタは前記近距離用レンズを遮光するよう
に切り替えられることを特徴とする測距装置。 - 【請求項４】 被写体に向けて光線を照射する光線照射
手段と、 前記被写体によって反射された 光線の像の位置を検出す
る位置検出器と、前記 被写体が遠距離にあるとき前記像を前記位置検出器
の中央部に結像し、前記被写体が近距離になるにしたが
い前記像の結像位置が前記位置検出器の一方の端部に近
づく遠距離用レンズと、前記 被写体が近距離にあるとき前記像を前記位置検出器
の中央部に結像し、前 記被写体が遠距離になるにしたが
い前記像の結像位置が前記位置検出器の他方の端部に近
づく近距離用レンズと、 前記近距離用レンズ又は前記遠距離用レンズの一方を択
一的に選択し遮光する遮光フィルタとを備え、 前記遮光フィルタが前記近距離用レンズを遮光し、かつ
前記遠距離用レンズにより光線が集光する位置が前記位
置検出器の前記一方の端部にあるとき、前記遮光フィル
タは前記遠距離用レンズを遮光するように切り替えら
れ、 前記遮光フィルタが前記遠距離用レンズを遮光し、かつ
前記近距離用レンズにより光線が集光する位置が前記位
置検出器の前記他方の端部側にあるとき、前記遮光フィ
ルタは前記近距離用レンズを遮光するように切り替えら
れることを特徴とする測距装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18037292A JP3288754B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 測距装置 |
| US08/075,418 US5373344A (en) | 1992-06-15 | 1993-06-14 | Rangefinder |
| DE4319819A DE4319819C2 (de) | 1992-06-15 | 1993-06-15 | Entfernungsmesser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18037292A JP3288754B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346535A JPH05346535A (ja) | 1993-12-27 |
| JP3288754B2 true JP3288754B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=16082093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18037292A Expired - Fee Related JP3288754B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 測距装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5373344A (ja) |
| JP (1) | JP3288754B2 (ja) |
| DE (1) | DE4319819C2 (ja) |
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| JP3150243B2 (ja) * | 1993-10-25 | 2001-03-26 | キヤノン株式会社 | 測距装置及びカメラ |
| US5521694A (en) * | 1994-05-10 | 1996-05-28 | Innova Laboratories, Inc. | Laser beam path profile sensor system |
| WO1996012932A1 (en) * | 1994-10-20 | 1996-05-02 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Optical distance measuring system having range limit detection |
| US6034764A (en) * | 1996-03-20 | 2000-03-07 | Carter; Robert J. | Portable electronic distance and vertical angle instrument |
| DE19816951C2 (de) * | 1998-04-17 | 2000-08-10 | Fh Harz Wernigerode | Anordnung zur optischen Positions-, Bewegungsrichtungs- und Geschwindigkeitsbestimmung |
| SE522366C2 (sv) * | 1999-02-26 | 2004-02-03 | Latronix Ab | Avståndsmätare |
| DE10220037C5 (de) * | 2002-05-04 | 2011-02-24 | Sick Ag | Vorrichtung zum Detektieren von Objekten |
| DE10331074A1 (de) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Sensoranordnung zur Abstands- und/oder Geschwindigkeitsmessung |
| US8665325B2 (en) | 2003-10-08 | 2014-03-04 | Qwest Communications International Inc. | Systems and methods for location based image telegraphy |
| JP2007101238A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Sharp Corp | 光学式測距センサ及び電気機器 |
| JP2009097872A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Sharp Corp | 光学式測距センサ、物体検出装置、洗浄便座、および光学式測距センサの製造方法 |
| US8487235B2 (en) * | 2009-04-13 | 2013-07-16 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Photoelectric sensor for sensing a target at a predetermined location |
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| JPS58158377U (ja) * | 1982-04-19 | 1983-10-22 | 旭光学工業株式会社 | 光波距離計の切換シヤツタ− |
| JPS59129809A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-26 | Asahi Optical Co Ltd | カメラの自動焦点装置 |
| JPS6060511A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-08 | Asahi Optical Co Ltd | 測距装置 |
| JPH0782143B2 (ja) * | 1987-02-25 | 1995-09-06 | 旭光学工業株式会社 | 自動焦点カメラのマクロ撮影時のピント補正装置 |
| US5001508A (en) * | 1988-02-13 | 1991-03-19 | Asahi Kogaku Kogyo K.K. | Range finder |
| JP2767108B2 (ja) * | 1988-06-17 | 1998-06-18 | 旭光学工業株式会社 | 自動合焦カメラ |
| JP2640256B2 (ja) * | 1988-11-22 | 1997-08-13 | 旭光学工業株式会社 | 機能要素選択カメラ |
| US5137350A (en) * | 1989-04-14 | 1992-08-11 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Distance measuring device |
| JP3012248B2 (ja) * | 1989-05-09 | 2000-02-21 | 旭光学工業株式会社 | 自動焦点検出装置および自動焦点検出装置を備えたカメラ |
| JP2888563B2 (ja) * | 1989-10-27 | 1999-05-10 | 旭光学工業株式会社 | カメラの測距装置 |
| US5184167A (en) * | 1990-12-28 | 1993-02-02 | Nikon Corporation | Distance metering device of a camera |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP18037292A patent/JP3288754B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-14 US US08/075,418 patent/US5373344A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-15 DE DE4319819A patent/DE4319819C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05346535A (ja) | 1993-12-27 |
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| US5373344A (en) | 1994-12-13 |
| DE4319819C2 (de) | 2001-02-01 |
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