JP3348908B2 - 測距装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラへの搭載に好適
する赤外光多点アクティブ方式の測距装置に関する。
する赤外光多点アクティブ方式の測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、被写体までの距離（焦点距離）
を測距する場合に、撮影画面内の被写体配置等により発
生する誤測距を少なくするために撮像画面内を多点にわ
たって測距する測距装置がある。
を測距する場合に、撮影画面内の被写体配置等により発
生する誤測距を少なくするために撮像画面内を多点にわ
たって測距する測距装置がある。
【０００３】例えば、本出願人が出願した実願平４−０
１１１７９号に提案する斜め投光横配置複数発光部方式
がある。また、特開昭６２−２２３７３４号公報に提案
される水平投光縦配置複数受光部方式や、特公平３−２
２４５号公報に提案される複数の投光部からの信号光が
同一被写体距離で反射された場合に１つの受光部の異な
る位置に入射し、そのずれ量を補正し、同一距離と判定
する水平投光横配置単一受光部方式や、特開昭５８−９
０１３号公報に提案される基線長方向に複数光ビームを
照射可能な投光部と１対１の関係位置に受光部を複数配
置する水平投光横配置複数受光部方式などがある。
１１１７９号に提案する斜め投光横配置複数発光部方式
がある。また、特開昭６２−２２３７３４号公報に提案
される水平投光縦配置複数受光部方式や、特公平３−２
２４５号公報に提案される複数の投光部からの信号光が
同一被写体距離で反射された場合に１つの受光部の異な
る位置に入射し、そのずれ量を補正し、同一距離と判定
する水平投光横配置単一受光部方式や、特開昭５８−９
０１３号公報に提案される基線長方向に複数光ビームを
照射可能な投光部と１対１の関係位置に受光部を複数配
置する水平投光横配置複数受光部方式などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した各公
報に提案される従来例は、以下のような問題点を含んで
いる。まず、実願平４−００１１１７９号に提案される
測距装置は、ＰＳＤのチップ面積が大きく、製造原価
（コスト）が高い。さらにパノラマ等の撮影を行うトリ
ミングカメラへの搭載には適していない。
報に提案される従来例は、以下のような問題点を含んで
いる。まず、実願平４−００１１１７９号に提案される
測距装置は、ＰＳＤのチップ面積が大きく、製造原価
（コスト）が高い。さらにパノラマ等の撮影を行うトリ
ミングカメラへの搭載には適していない。
【０００５】また、特開昭６２−２２３７３４号公報に
提案される測距装置は、カメラに搭載した際に投光部ま
たは受光部の配置位置が特定され、カメラを持つ撮影者
の手が投光部または受光部を覆いやすい位置となり、誤
測距を招きやすい。
提案される測距装置は、カメラに搭載した際に投光部ま
たは受光部の配置位置が特定され、カメラを持つ撮影者
の手が投光部または受光部を覆いやすい位置となり、誤
測距を招きやすい。
【０００６】さらに特公平３−２２４５号公報に提案さ
れる測距装置は、ノイズ光が増え、分解能が低下する。
さらに有害光を拾いやすい等の問題点がある。また、特
開昭５８−９０１３号公報に提案される測距装置は、投
受光部の位置関係をデザインや機構部の配置などのため
に、任意に設計すると機能、性能、コストを満足しない
恐れがある。
れる測距装置は、ノイズ光が増え、分解能が低下する。
さらに有害光を拾いやすい等の問題点がある。また、特
開昭５８−９０１３号公報に提案される測距装置は、投
受光部の位置関係をデザインや機構部の配置などのため
に、任意に設計すると機能、性能、コストを満足しない
恐れがある。
【０００７】そこで本発明は、撮影画面内の複数の点を
高精度に測距し、カメラに搭載しても機能及び性能の低
下を防止し、コストのアップを防止する測距装置を提供
することを目的とする。
高精度に測距し、カメラに搭載しても機能及び性能の低
下を防止し、コストのアップを防止する測距装置を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、複数の発光素子及びこの発光素子からの光
を集光し、基線方向に並列した複数の光を対象物に向け
て投光する投光レンズを含む投光手段と、上記投光レン
ズの光軸と所定の基線長隔置され、該投光レンズの光軸
と平行な光軸を有する受光レンズ及びこの受光レンズに
より上記対象物で反射した光が結像される複数の受光素
子を含む受光手段と、上記複数の受光素子が出力する距
離信号に基づいて、上記対象物との距離を演算する演算
手段と、を備え、上記受光素子の間隔は、少なくとも上
記投光レンズの焦点距離、上記受光レンズの焦点距離及
び上記基線長によって決定される測距装置を提供する。
するために、複数の発光素子及びこの発光素子からの光
を集光し、基線方向に並列した複数の光を対象物に向け
て投光する投光レンズを含む投光手段と、上記投光レン
ズの光軸と所定の基線長隔置され、該投光レンズの光軸
と平行な光軸を有する受光レンズ及びこの受光レンズに
より上記対象物で反射した光が結像される複数の受光素
子を含む受光手段と、上記複数の受光素子が出力する距
離信号に基づいて、上記対象物との距離を演算する演算
手段と、を備え、上記受光素子の間隔は、少なくとも上
記投光レンズの焦点距離、上記受光レンズの焦点距離及
び上記基線長によって決定される測距装置を提供する。
【０００９】さらに、複数の発光素子及びこの発光素子
からの光を集光し、基線方向に並列した複数の光を対象
物に向けて投光する投光レンズを一体に形成された投光
手段と、上記投光レンズの光軸と所定の基線長隔置さ
れ、該投光レンズの光軸と平行な光軸を有する受光レン
ズ及びこの受光レンズにより上記対象物で反射した光が
結像される複数の受光素子を含む受光手段と、上記複数
の受光素子が出力する距離信号に基づいて、上記対象物
との距離を演算する演算手段と、を備え、上記受光素子
の間隔は、少なくとも上記投光レンズの焦点距離、上記
受光レンズの焦点距離及び上記基線長によって決定され
る測距装置を提供する。上記受光素子の間隔は、さらに
上記投光レンズの像倍率を加味して決定される。
からの光を集光し、基線方向に並列した複数の光を対象
物に向けて投光する投光レンズを一体に形成された投光
手段と、上記投光レンズの光軸と所定の基線長隔置さ
れ、該投光レンズの光軸と平行な光軸を有する受光レン
ズ及びこの受光レンズにより上記対象物で反射した光が
結像される複数の受光素子を含む受光手段と、上記複数
の受光素子が出力する距離信号に基づいて、上記対象物
との距離を演算する演算手段と、を備え、上記受光素子
の間隔は、少なくとも上記投光レンズの焦点距離、上記
受光レンズの焦点距離及び上記基線長によって決定され
る測距装置を提供する。上記受光素子の間隔は、さらに
上記投光レンズの像倍率を加味して決定される。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【作用】以上のような構成の測距装置は、投光手段から
対象物へ複数の発光素子からの光を投光レンズで集光し
て投光し、対象物で反射した光を受光レンズを介して、
複数の受光素子で受光して、得られた距離信号に基づい
て演算手段により対象物までの距離が演算され、受光素
子は、投光レンズの光軸と所定の基線長方向に間隔をあ
けて配置され、それらの間隔は、少なくとも投光レンズ
の焦点距離、受光レンズの焦点距離及び基線長によって
決定される。
対象物へ複数の発光素子からの光を投光レンズで集光し
て投光し、対象物で反射した光を受光レンズを介して、
複数の受光素子で受光して、得られた距離信号に基づい
て演算手段により対象物までの距離が演算され、受光素
子は、投光レンズの光軸と所定の基線長方向に間隔をあ
けて配置され、それらの間隔は、少なくとも投光レンズ
の焦点距離、受光レンズの焦点距離及び基線長によって
決定される。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１には、本発明による第１実施例装置と
してのカメラに搭載される測距装置の概略的な構成を示
し説明する。
に説明する。図１には、本発明による第１実施例装置と
してのカメラに搭載される測距装置の概略的な構成を示
し説明する。
【００１６】この測距装置は、図示しないカメラの上側
に配置され、投光レンズ２の光軸はカメラの撮影レンズ
の光軸と平行になるように配置される。そして赤外ＬＥ
Ｄ３は、撮影画面の略中央部を測距するための発光部３
−Ｃ、撮影画面の略左側部を測距するための発光部３−
Ｌ、撮影画面の略右側部を測距するための発光部３−Ｒ
の３つの発光部からなり基線方向に並置される。
に配置され、投光レンズ２の光軸はカメラの撮影レンズ
の光軸と平行になるように配置される。そして赤外ＬＥ
Ｄ３は、撮影画面の略中央部を測距するための発光部３
−Ｃ、撮影画面の略左側部を測距するための発光部３−
Ｌ、撮影画面の略右側部を測距するための発光部３−Ｒ
の３つの発光部からなり基線方向に並置される。
【００１７】これら３つの発光部からの測距用光は投光
レンズを介して、前方の３方向に投光される。この測距
用光が被写体１に照射される。前記被写体１からの反射
光をＰＳＤ５の受光面に結像させる受光レンズ４の光軸
は、投光レンズ２の光軸と平行で、その光軸間の距離す
なわち基線長はＳとする。
レンズを介して、前方の３方向に投光される。この測距
用光が被写体１に照射される。前記被写体１からの反射
光をＰＳＤ５の受光面に結像させる受光レンズ４の光軸
は、投光レンズ２の光軸と平行で、その光軸間の距離す
なわち基線長はＳとする。
【００１８】前記ＰＳＤ５は、撮影画面の略中央部を測
距するための受光部５−Ｃ、撮影画面の略左側部を測距
するための受光部５−Ｌ、撮影画面の略右側部を測距す
るための受光部５−Ｒの３つの受光部からなり基線方向
に並置されている。図２には、このＰＳＤ５の各受光部
とスポット像との関係を示す。
距するための受光部５−Ｃ、撮影画面の略左側部を測距
するための受光部５−Ｌ、撮影画面の略右側部を測距す
るための受光部５−Ｒの３つの受光部からなり基線方向
に並置されている。図２には、このＰＳＤ５の各受光部
とスポット像との関係を示す。
【００１９】本実施例は、このように構成される測距装
置において、発光部、投光レンズ、受光部および受光レ
ンズをどのように配置すれば、機能，性能およびコスト
を最も満足するかを関係式によって示したものである。
置において、発光部、投光レンズ、受光部および受光レ
ンズをどのように配置すれば、機能，性能およびコスト
を最も満足するかを関係式によって示したものである。
【００２０】以下、その関係式について説明する。ま
ず、撮影画面の略中央部を測距するための投受光部と撮
影画面の略左側部を測距するための投受光部の関係につ
いて説明する。
ず、撮影画面の略中央部を測距するための投受光部と撮
影画面の略左側部を測距するための投受光部の関係につ
いて説明する。
【００２１】前記発光部３−Ｃの発光部中心と前記発光
部３−Ｌの発光部中心の間の距離をＰ1 、前記投光レン
ズ２の焦点距離をｆt とすると、投光レンズ光軸を通り
撮影画面の略中央部を測距する前記発光部３−Ｃからの
投光ビ−ムと、撮影画面の略左側部を測距する前記発光
部３−Ｌからの投光ビ−ムとのなす角度θ 1 は下記の式
で当てられる。
部３−Ｌの発光部中心の間の距離をＰ1 、前記投光レン
ズ２の焦点距離をｆt とすると、投光レンズ光軸を通り
撮影画面の略中央部を測距する前記発光部３−Ｃからの
投光ビ−ムと、撮影画面の略左側部を測距する前記発光
部３−Ｌからの投光ビ−ムとのなす角度θ 1 は下記の式
で当てられる。
【００２２】
【数７】 また、撮影画面の略中央部の最至近測距々離をＬ0min、
最遠測距々離をＬ0maxとすると、被写体がＬ0minからＬ
0maxまで移動したときの前記受光部５−Ｃ上に結像して
いるスポット像の中心の基線方向の移動距離ｘ0 は、下
記の式で与えられる。
最遠測距々離をＬ0maxとすると、被写体がＬ0minからＬ
0maxまで移動したときの前記受光部５−Ｃ上に結像して
いるスポット像の中心の基線方向の移動距離ｘ0 は、下
記の式で与えられる。
【００２３】
【数８】 また前記受光部５−Ｃ上に結像しているスポット像７−
Ｃの基線方向の幅をｄ0、受光部５−Ｃとスポット像７
−Ｃの基線方向の位置調整余裕をα0 とすると、受光部
５−Ｃの基線方向に最低限必要な長さＴ0 は下記の式で
与えられる。 Ｔ0 ＝ｄ 0 ＋２α0 ＋ｘ0 …（３） この（３）式に（２）式を代入すると、
Ｃの基線方向の幅をｄ0、受光部５−Ｃとスポット像７
−Ｃの基線方向の位置調整余裕をα0 とすると、受光部
５−Ｃの基線方向に最低限必要な長さＴ0 は下記の式で
与えられる。 Ｔ0 ＝ｄ 0 ＋２α0 ＋ｘ0 …（３） この（３）式に（２）式を代入すると、
【００２４】
【数９】 また図３に示すように、前記受光部５−Ｌ上に結像して
いるスポット像７−Ｌの基線方向の幅をｄ 1 、受光部５
−Ｌとスポット像７−Ｌの基線方向の位置調整余裕をα
1 、電極８を設けるために必要な隣接する受光部の最小
必要間隔をβ、撮影画面の略左側部の最遠距々離をＬ
1max、前記受光レンズ４の光軸と前記ＰＳＤ５の受光面
とが交わる位置をＸ点とすると、Ｘ点と受光部５−Ｌ上
に結像するＬ1maxからのスポット像中心との間の距離Ｑ
1 は下記の式で与えられる。
いるスポット像７−Ｌの基線方向の幅をｄ 1 、受光部５
−Ｌとスポット像７−Ｌの基線方向の位置調整余裕をα
1 、電極８を設けるために必要な隣接する受光部の最小
必要間隔をβ、撮影画面の略左側部の最遠距々離をＬ
1max、前記受光レンズ４の光軸と前記ＰＳＤ５の受光面
とが交わる位置をＸ点とすると、Ｘ点と受光部５−Ｌ上
に結像するＬ1maxからのスポット像中心との間の距離Ｑ
1 は下記の式で与えられる。
【００２５】
【数１０】 そして、前記発光部３−Ｌから投光されて無限遠とみな
せる被写体からの反射光がＰＳＤ５の受光面に結像した
ときに、このスポット像をＬ1 ∞からのスポット像とす
ると、Ｌ1 ∞からのスポット像中心と受光部５−Ｌ上に
結像するＬ1maxからのスポット像中心との間の距離Ｖ1
は下記の式で与えられる。
せる被写体からの反射光がＰＳＤ５の受光面に結像した
ときに、このスポット像をＬ1 ∞からのスポット像とす
ると、Ｌ1 ∞からのスポット像中心と受光部５−Ｌ上に
結像するＬ1maxからのスポット像中心との間の距離Ｖ1
は下記の式で与えられる。
【００２６】
【数１１】 従って、Ｘ点とＬ1 ∞からのスポット像中心との間の距
離Ｕ1 は下記の式で与えられる。 Ｕ1 ＝Ｑ1 −Ｖ1 …（７） （７）式に（５）式と（６）式を代入すると、
離Ｕ1 は下記の式で与えられる。 Ｕ1 ＝Ｑ1 −Ｖ1 …（７） （７）式に（５）式と（６）式を代入すると、
【００２７】
【数１２】 ここで、図１に示すように受光レンズ４の光軸とＬ1 か
らＰＳＤ５の受光面に結像する光ビ−ムとのなす角度
は、投光レンズ２の光軸と受光レンズ４の光軸が平行で
あることから、距離Ｑ1 に等しいものとする。従って、
距離Ｑ1 は下記の式でも与えられる。
らＰＳＤ５の受光面に結像する光ビ−ムとのなす角度
は、投光レンズ２の光軸と受光レンズ４の光軸が平行で
あることから、距離Ｑ1 に等しいものとする。従って、
距離Ｑ1 は下記の式でも与えられる。
【００２８】
【数１３】 また、（１）式と（９）式とから下記の式が成り立つ。
【００２９】
【数１４】 次に撮影画面の略中央部を測距するための投受光手段と
撮影画面の略右側部を測距するための投受光手段の関係
について説明する。
撮影画面の略右側部を測距するための投受光手段の関係
について説明する。
【００３０】前記発光部３−Ｃの発光部中心と前記発光
部３−Ｒの発光部中心の間の距離をＰ-1とすると、投光
レンズ光軸を通り撮影画面の略中央部を測距する前記発
光部３−Ｃからの投光ビ−ムと撮影画面の略右側部を測
距する前記発光部３−Ｒからの投光ビ−ムとのなす角度
θ -1は下記の式で与えられる。
部３−Ｒの発光部中心の間の距離をＰ-1とすると、投光
レンズ光軸を通り撮影画面の略中央部を測距する前記発
光部３−Ｃからの投光ビ−ムと撮影画面の略右側部を測
距する前記発光部３−Ｒからの投光ビ−ムとのなす角度
θ -1は下記の式で与えられる。
【００３１】
【数１５】 また撮影画面の略右側部の最至近測距々離をＬ-1min 、
最遠測距々離をＬ-1maxとすると、被写体がＬ-1min か
らＬ-1max まで移動したときの前記受光部５−Ｒ上に結
像しているスポット像の中心の基線方向の移動距離ｘ-1
は下記の式で与えられる。
最遠測距々離をＬ-1maxとすると、被写体がＬ-1min か
らＬ-1max まで移動したときの前記受光部５−Ｒ上に結
像しているスポット像の中心の基線方向の移動距離ｘ-1
は下記の式で与えられる。
【００３２】
【数１６】 また前記受光部５−Ｒ上に結像しているスポット像７−
Ｒの基線方向の幅をｄ -1、受光部５−Ｒとスポット像７
−Ｒとの基線方向の位置調整余裕をα-1とすると、受光
部５−Ｒの基線方向に最低限必要な長さＴ-1は下記の式
で与えられる。
Ｒの基線方向の幅をｄ -1、受光部５−Ｒとスポット像７
−Ｒとの基線方向の位置調整余裕をα-1とすると、受光
部５−Ｒの基線方向に最低限必要な長さＴ-1は下記の式
で与えられる。
【００３３】
【数１７】 （１３）式に（１２）式を代入すると、
【００３４】
【数１８】 また、前記発光部３−Ｃから投光されて無限遠とみなせ
る被写体からの反射光がＰＳＤ５の受光面に結像したと
きの光ビ−ム、つまりＬ0 ∞からの光ビ−ムと受光レン
ズ４の光軸とは同一直線上にあるのでＸ点と受光部５−
Ｃ上に結像するＬ0maxからのスポット像中心との間の距
離Ｖ0 は下記の式で与えられる。
る被写体からの反射光がＰＳＤ５の受光面に結像したと
きの光ビ−ム、つまりＬ0 ∞からの光ビ−ムと受光レン
ズ４の光軸とは同一直線上にあるのでＸ点と受光部５−
Ｃ上に結像するＬ0maxからのスポット像中心との間の距
離Ｖ0 は下記の式で与えられる。
【００３５】
【数１９】 従って、前記発光部３−Ｒから投光されて無限遠とみな
せる被写体からの反射光がＰＳＤ５の受光面に結像した
ときのスポット像つまりＬ-1 ∞からのスポット像中心と
Ｘ点との間の距離Ｕ-1は下記の式で与えられる。
せる被写体からの反射光がＰＳＤ５の受光面に結像した
ときのスポット像つまりＬ-1 ∞からのスポット像中心と
Ｘ点との間の距離Ｕ-1は下記の式で与えられる。
【００３６】
【数２０】 （１６）式に（１５）式を代入すると、
【００３７】
【数２１】 ここで（９）式と同様に下記の式が成り立つ。
【００３８】
【数２２】 また（１１）式と（１８）式から下記の式が成り立つ。
【００３９】
【数２３】 以上、本実施例では、３つの発光部と３つの受光部によ
り撮影画面の３方向を測距する場合の測距装置について
説明してきたが、発光部と受光部が更に増えても同様の
関係式が成り立つ。
り撮影画面の３方向を測距する場合の測距装置について
説明してきたが、発光部と受光部が更に増えても同様の
関係式が成り立つ。
【００４０】例えば、図４に示すように、５つの発光部
と５つの受光部により撮影画面の５方向を測距する場合
の測距装置について、撮影画面の最も外側を測距するた
めの投受光手段の関係式は、（１０）式及び（１９）式
と同様に、下記の式で与えられる。
と５つの受光部により撮影画面の５方向を測距する場合
の測距装置について、撮影画面の最も外側を測距するた
めの投受光手段の関係式は、（１０）式及び（１９）式
と同様に、下記の式で与えられる。
【００４１】
【数２４】 また同様に、前記関係式を一般的な式で表すために複数
の光ビ−ムのうち前方略中央部に投光する光ビ−ムを０
番目とし、投光レンズからみて受光レンズ側とは反対の
方向、つまり投光レンズが前方に向かって左側、受光レ
ンズが前方に向かって右側にある場合は、左側の方向に
１ずつ増加し、受光レンズの方向には１ずつ減少する整
数をｎとしたときに０番目の投光ビ−ムの発光部中心と
ｎ番目の投光ビ−ムの発光部中心の間の距離をＰn 、ｎ
番目の投光ビ−ムで測距する最至近測距々離をＬnmin、
最遠測距距離をＬnmax、ｎ番目の投光ビ−ムが受光部上
に結像したときのスポット像の基線方向の幅をｄn 、ｎ
番目の投光ビ−ムを受光を受光部とそこに結像するスポ
ット像の基線方向の位置調整余裕をαn とすると下記の
式が成り立つ。ｎが正のときは、
の光ビ−ムのうち前方略中央部に投光する光ビ−ムを０
番目とし、投光レンズからみて受光レンズ側とは反対の
方向、つまり投光レンズが前方に向かって左側、受光レ
ンズが前方に向かって右側にある場合は、左側の方向に
１ずつ増加し、受光レンズの方向には１ずつ減少する整
数をｎとしたときに０番目の投光ビ−ムの発光部中心と
ｎ番目の投光ビ−ムの発光部中心の間の距離をＰn 、ｎ
番目の投光ビ−ムで測距する最至近測距々離をＬnmin、
最遠測距距離をＬnmax、ｎ番目の投光ビ−ムが受光部上
に結像したときのスポット像の基線方向の幅をｄn 、ｎ
番目の投光ビ−ムを受光を受光部とそこに結像するスポ
ット像の基線方向の位置調整余裕をαn とすると下記の
式が成り立つ。ｎが正のときは、
【００４２】
【数２５】 次に前述した関係式が成り立たない場合を考えてみる。
先に図１乃至図３に示した実施例において、簡略化して
考えてみるために、図５に示すように、３方向の最遠測
距距離を全て無限遠とした場合を例として説明する。こ
のとき（１０）式と（１９）式はそれぞれ下記の式とな
る。
先に図１乃至図３に示した実施例において、簡略化して
考えてみるために、図５に示すように、３方向の最遠測
距距離を全て無限遠とした場合を例として説明する。こ
のとき（１０）式と（１９）式はそれぞれ下記の式とな
る。
【００４３】
【数２６】 そして受光面上に結像しているスポット像の基線方向の
幅ｄn は、投受光レンズの収差が無い理想的な状態では
前記発光部の基線方向の幅をｄn * とした場合下記の式
で与えられる。
幅ｄn は、投受光レンズの収差が無い理想的な状態では
前記発光部の基線方向の幅をｄn * とした場合下記の式
で与えられる。
【００４４】
【数２７】 従って、（２４）式、（２５）式に（２６）式を代入す
ると下記の式になる。
ると下記の式になる。
【００４５】
【数２８】 ここで、（２７）式と（２８）式が成り立つように投受
光手段が構成されている状態からｆj のみを変更した場
合を考えてみる。
光手段が構成されている状態からｆj のみを変更した場
合を考えてみる。
【００４６】まず、ｆj が短くなってｆj ′となった場
合であるが、（２７）式、（２８）式より( α0 ＋α1
＋β) および( α0 ＋α-1＋β) が同様に小さくならな
ければならない。ところがαn は受光面とそこに結像す
るスポット像の位置調整余裕なのでこれを小さくすると
歩留りが悪くなって生産が出来なくなってしまう。また
βは隣接する受光部の最小必要間隔なのでこれをこれ以
上小さくすることは出来ない。つまりｆj だけを短くす
ると正確に測距できる距離範囲が狭くなってしまい測距
装置としての機能を満足しなくなってしまう。
合であるが、（２７）式、（２８）式より( α0 ＋α1
＋β) および( α0 ＋α-1＋β) が同様に小さくならな
ければならない。ところがαn は受光面とそこに結像す
るスポット像の位置調整余裕なのでこれを小さくすると
歩留りが悪くなって生産が出来なくなってしまう。また
βは隣接する受光部の最小必要間隔なのでこれをこれ以
上小さくすることは出来ない。つまりｆj だけを短くす
ると正確に測距できる距離範囲が狭くなってしまい測距
装置としての機能を満足しなくなってしまう。
【００４７】次にｆj が長くなってｆj ″となった場合
であるが、前記（２７）式、（２８）式より、( α0 ＋
α1 ＋β) および( α0 ＋α-1＋β) が、同様に大きく
ならなければならない。ところが、これらαn またはβ
を大きくすることは、ＰＳＤのチップサイズを大きくす
ることになり、コストが高くなってしまう。
であるが、前記（２７）式、（２８）式より、( α0 ＋
α1 ＋β) および( α0 ＋α-1＋β) が、同様に大きく
ならなければならない。ところが、これらαn またはβ
を大きくすることは、ＰＳＤのチップサイズを大きくす
ることになり、コストが高くなってしまう。
【００４８】また、必要以上にαn を大きくすること
は、ノイズとなる背景光電流を増加し、また測距分解能
も低下させることになるため、結果的に測距装置として
の性能を悪化させてしまうことになる。
は、ノイズとなる背景光電流を増加し、また測距分解能
も低下させることになるため、結果的に測距装置として
の性能を悪化させてしまうことになる。
【００４９】つまり（２２）式、（２３）式を満足する
ように、投受光部を配置すれば機能、性能およびコスト
を最も満足する測距装置を得ることが出来る。次に図６
には、本発明による第２実施例としてのカメラに搭載さ
れる発光部にレンズが設けらた測距装置の概略的な構成
を示し説明する。図６はレンズ付の赤外ＬＥＤを示し、
発光部３−Ｒ、３−Ｃ、３−Ｌからの赤外光を集光する
ためのレンズを一体に形成している樹脂パッケ−ジ９が
設けられている。このパッケ−ジレンズの像倍率をγと
すると発光部３−Ｃの発光部３−Ｌの発光部中心の間の
見かけ上の距離Ｐ1 ′および発光部３−Ｃの発光部中心
と発光部３−Ｒの発光部中心の間の見かけ上の距離
Ｐ-1′はそれぞれ下記の式で与えられる。
ように、投受光部を配置すれば機能、性能およびコスト
を最も満足する測距装置を得ることが出来る。次に図６
には、本発明による第２実施例としてのカメラに搭載さ
れる発光部にレンズが設けらた測距装置の概略的な構成
を示し説明する。図６はレンズ付の赤外ＬＥＤを示し、
発光部３−Ｒ、３−Ｃ、３−Ｌからの赤外光を集光する
ためのレンズを一体に形成している樹脂パッケ−ジ９が
設けられている。このパッケ−ジレンズの像倍率をγと
すると発光部３−Ｃの発光部３−Ｌの発光部中心の間の
見かけ上の距離Ｐ1 ′および発光部３−Ｃの発光部中心
と発光部３−Ｒの発光部中心の間の見かけ上の距離
Ｐ-1′はそれぞれ下記の式で与えられる。
【００５０】 Ｐ1 ′＝γＰ1 …（２９） Ｐ-1′＝γＰ-1 …（３０） 従って、この実施例では、（２２）式および（２３）式
の左辺をγＰn ／ｆtとして考えれば良い。
の左辺をγＰn ／ｆtとして考えれば良い。
【００５１】次に図７には、本発明による第３実施例と
して、１つの発光部で複数の方向に光ビ−ムを投光する
場合について説明する。図７は、発光部が１つの赤外Ｌ
ＥＤ１０が基線方向に移動して、前方３方向に向けて光
ビ−ムを投光している状態を示す図である。
して、１つの発光部で複数の方向に光ビ−ムを投光する
場合について説明する。図７は、発光部が１つの赤外Ｌ
ＥＤ１０が基線方向に移動して、前方３方向に向けて光
ビ−ムを投光している状態を示す図である。
【００５２】前方略中央部に光ビ−ムを投光する位置を
Ｃ、前方略左側部に光ビ−ムを投光する位置をＬ、前方
略右側部に光ビ−ムを投光する位置をＲとする。この場
合ＣからＬへ移動した距離をＰ1 、ＣからＲへ移動した
距離をＰ-1として考えれば、図１乃至図３で前述した第
１実施例と同様に、投受光レンズの関係式を導き出すこ
とができる。
Ｃ、前方略左側部に光ビ−ムを投光する位置をＬ、前方
略右側部に光ビ−ムを投光する位置をＲとする。この場
合ＣからＬへ移動した距離をＰ1 、ＣからＲへ移動した
距離をＰ-1として考えれば、図１乃至図３で前述した第
１実施例と同様に、投受光レンズの関係式を導き出すこ
とができる。
【００５３】以上説明したように、本実施例に示す関係
式により投受光手段の配置を決定すれば機能、性能、コ
ストを満足する多点測距装置を実現することができる。
また、この測距装置をカメラに用いた場合、撮影画面中
央部に主要被写体がない場合のいわゆる中ぬけを防止す
ることができる等の有用な利点がある。また本発明は、
前述した実施例に限定されるものではなく、他にも発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や応用が可能であ
ることは勿論である。以上の実施形態について説明した
が、本明細書には以下のような発明も含まれている。 （１）複数の発光素子からなる発光手段と、前記発光素
子からの光を集光し基線方向に並列した複数の光を対象
物に向けて投光する投光レンズと、この投光レンズの光
軸と所定の基線長隔置され、該投光レンズの光軸と平行
な光軸を有する受光レンズと、この受光レンズにより前
記対象物で反射した光を結像される、複数の受光素子か
らなる受光手段と、前記複数の受光素子が出力する距離
信号の内一つを選択し、前記対象物との距離を演算する
演算手段と、を具備しており、前記投光レンズの焦点距
離をｆｔ 、受光レンズの焦点距離をｆｊ 、基線長を
Ｓ、前記複数の発光素子の内の、中央の発光素子中心と
受光部側で隣接する発光素子中心との距離をＰ１ 、前
記複数の発光素子の内の、中央の受光素子に結像する前
記反射光像の基線方向の巾をｄＯ 、前記複数の受光素
子の内の、投光素子とは反対側に隣接する受光素子に結
像する反射光像の、基線方向の巾をｄ１ 、前記複数の
受光素子の内の、中央の受光素子とこれに結像する反射
光像の、基 線方向の位置調整余裕をα０ 、前記複数の
受光素子の内の、投光素子とは反対側の受光素子とこれ
に結像する反射光像の、基線方向の位置調整余裕をα１
、前記隣接する複数の受光素子の最小必要間隔をβ、
前記中央の受光素子にて測定できる対象物の最至近距離
をＬｏｍｉｎ、前記複数の発光素子の内の、投光素子と
は反対側で隣接する受光素子にて測定できる対象物の最
遠距離をＬ１ｍａｘ、とした場合、
式により投受光手段の配置を決定すれば機能、性能、コ
ストを満足する多点測距装置を実現することができる。
また、この測距装置をカメラに用いた場合、撮影画面中
央部に主要被写体がない場合のいわゆる中ぬけを防止す
ることができる等の有用な利点がある。また本発明は、
前述した実施例に限定されるものではなく、他にも発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や応用が可能であ
ることは勿論である。以上の実施形態について説明した
が、本明細書には以下のような発明も含まれている。 （１）複数の発光素子からなる発光手段と、前記発光素
子からの光を集光し基線方向に並列した複数の光を対象
物に向けて投光する投光レンズと、この投光レンズの光
軸と所定の基線長隔置され、該投光レンズの光軸と平行
な光軸を有する受光レンズと、この受光レンズにより前
記対象物で反射した光を結像される、複数の受光素子か
らなる受光手段と、前記複数の受光素子が出力する距離
信号の内一つを選択し、前記対象物との距離を演算する
演算手段と、を具備しており、前記投光レンズの焦点距
離をｆｔ 、受光レンズの焦点距離をｆｊ 、基線長を
Ｓ、前記複数の発光素子の内の、中央の発光素子中心と
受光部側で隣接する発光素子中心との距離をＰ１ 、前
記複数の発光素子の内の、中央の受光素子に結像する前
記反射光像の基線方向の巾をｄＯ 、前記複数の受光素
子の内の、投光素子とは反対側に隣接する受光素子に結
像する反射光像の、基線方向の巾をｄ１ 、前記複数の
受光素子の内の、中央の受光素子とこれに結像する反射
光像の、基 線方向の位置調整余裕をα０ 、前記複数の
受光素子の内の、投光素子とは反対側の受光素子とこれ
に結像する反射光像の、基線方向の位置調整余裕をα１
、前記隣接する複数の受光素子の最小必要間隔をβ、
前記中央の受光素子にて測定できる対象物の最至近距離
をＬｏｍｉｎ、前記複数の発光素子の内の、投光素子と
は反対側で隣接する受光素子にて測定できる対象物の最
遠距離をＬ１ｍａｘ、とした場合、
【数１】 の条件を満足することを特徴とする測距装置。 （２） さらに前記複数の発光素子の内の、中央の発光
素子中心と受光部とは反対側で隣接する発光素子中心と
の距離をＰ−１、前記複数の発光素子の内の、投光素子
側に隣接する受光素子に結像する反射光像の、基線方向
の幅をｄ−１、前記複数の受光素子の内の、投光素子側
の受光素子とこれに結像する反射光像の、基線方向の位
置調整余裕をα−１、前記中央の受光素子にて測定でき
る対象物の最遠距離をＬ０ｍａｘ、前記複数の発光素子
の内の、投光素子側で隣接する受光素子にて測定できる
対象物の最至近距離をＬ−１ｍｉｎ 、とした場合、
素子中心と受光部とは反対側で隣接する発光素子中心と
の距離をＰ−１、前記複数の発光素子の内の、投光素子
側に隣接する受光素子に結像する反射光像の、基線方向
の幅をｄ−１、前記複数の受光素子の内の、投光素子側
の受光素子とこれに結像する反射光像の、基線方向の位
置調整余裕をα−１、前記中央の受光素子にて測定でき
る対象物の最遠距離をＬ０ｍａｘ、前記複数の発光素子
の内の、投光素子側で隣接する受光素子にて測定できる
対象物の最至近距離をＬ−１ｍｉｎ 、とした場合、
【数２】 の条件を満足することを特徴とする、上記（１）項に記
載の測距装置。 （３） 前記基線方向の画面中心から画面両端までの撮
影範囲画角をθＴＬ、 前記複数の発光素子の内、中央の
発光素子と最も外側にある発光素子中心との距離をＰｎ
、とした場合、
載の測距装置。 （３） 前記基線方向の画面中心から画面両端までの撮
影範囲画角をθＴＬ、 前記複数の発光素子の内、中央の
発光素子と最も外側にある発光素子中心との距離をＰｎ
、とした場合、
【数３】 の条件を満足することを特徴とする、上記（１）項に記
載の測距装置。
載の測距装置。
【００５４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、撮
影画面内の複数の点を高精度に測距し、カメラに搭載し
ても機能及び性能の低下を防止し、コストのアップを防
止する測距装置を提供することができる。
影画面内の複数の点を高精度に測距し、カメラに搭載し
ても機能及び性能の低下を防止し、コストのアップを防
止する測距装置を提供することができる。
【図１】本発明による第１実施例装置としてのカメラに
搭載される測距装置の概略的な構成を示す図である。
搭載される測距装置の概略的な構成を示す図である。
【図２】図１に示したＰＳＤの各受光部とスポット像と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図３】被写体からの反射光の入射と受光部の位置の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図４】撮影画面の５方向を測距する測距装置の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】３方向の最遠測距距離を全て無限遠とした場合
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図６】本発明による第２実施例として発光部にレンズ
が設けらた構成例を示す図である。
が設けらた構成例を示す図である。
【図７】本発明による第３実施例として、１つの発光部
で複数の方向に光ビ−ムを投光する構成例を示す図であ
る。
で複数の方向に光ビ−ムを投光する構成例を示す図であ
る。
１…被写体、２…投光レンズ、３…赤外ＬＥＤ、３−
Ｃ，３−Ｌ，３−Ｒ…発光部、４…受光レンズ、５…Ｐ
ＳＤ、５−Ｃ，５−Ｌ，５−Ｒ…受光部、６…処理回
路、７−Ｃ，７−Ｌ，７−Ｒ…スポット像、８…電極、
９…樹脂パッケ−ジ。
Ｃ，３−Ｌ，３−Ｒ…発光部、４…受光レンズ、５…Ｐ
ＳＤ、５−Ｃ，５−Ｌ，５−Ｒ…受光部、６…処理回
路、７−Ｃ，７−Ｌ，７−Ｒ…スポット像、８…電極、
９…樹脂パッケ−ジ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 7/00 G03B 13/36 G01C 3/06
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の発光素子及びこの発光素子からの
光を集光し、基線方向に並列した複数の光を対象物に向
けて投光する投光レンズを含む投光手段と、 上記投光レ
ンズの光軸と所定の基線長隔置され、該投光レンズの光
軸と平行な光軸を有する受光レンズ及びこの受光レンズ
により上記対象物で反射した光が結像される複数の受光
素子を含む受光手段と、上記 複数の受光素子が出力する距離信号に基づいて、上
記対象物との距離を演算する演算手段と、 を備え、 上記受光素子 の間隔は、少なくとも上記投光レンズの焦
点距離、上記受光レンズの焦点距離及び上記基線長によ
って決定されることを特徴とする測距装置。 - 【請求項２】 複数の発光素子及びこの発光素子からの
光を集光し、基線方向に並列した複数の光を対象物に向
けて投光する投光レンズを一体に形成された投光手段
と、 上記投光レンズの光軸と所定の基線長隔置され、該投光
レンズの光軸と平行な光軸を有する受光レンズ及びこの
受光レンズにより上記対象物で反射した光が結像される
複数の受光素子を含む受光手段と、 上記複数の受光素子が出力する距離信号に基づいて、上
記対象物との距離を演算する演算手段と、 を具備しており、 上記受光素子の間隔は、少なくとも上記投光レンズの焦
点距離、上記受光レンズの焦点距離及び上記基線長によ
って決定されることを特徴とする測距装置。 - 【請求項３】 上記受光素子の間隔は、さらに上記投光
レンズの像倍率を加味して決定されることを特徴とする
請求項２に記載の測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10691893A JP3348908B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10691893A JP3348908B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317731A JPH06317731A (ja) | 1994-11-15 |
| JP3348908B2 true JP3348908B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=14445811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10691893A Expired - Fee Related JP3348908B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348908B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6341012B1 (en) | 1999-11-01 | 2002-01-22 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Rangefinder apparatus and rangefinding light-detecting device |
| CN108646232A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-12 | 宁波傲视智绘光电科技有限公司 | 一种激光雷达的校正系统和激光雷达测距装置 |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP10691893A patent/JP3348908B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06317731A (ja) | 1994-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020820 |
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