JP3806486B2 - 測距装置用調整装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は測距装置の出来ばえによる誤差を補正して、より正確な測距を可能とした調整用の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、測距装置の生産時等に於いて、部品の出来ばえのばらつきや組立時のばらつきによって生じる測距誤差を抑制するためのＡＦ（オートフォーカス）調整装置が開発されている。こうしたＡＦ調整装置と同様の発明としては、例えば特開昭６３−１９８８１８号公報が挙げられる。この特開昭６３−１９８８１８号公報による技術は、設計値から論理的に求められる測距特性と、実測値により、その差がなくなるような補正計算を行うものであり、その補正計算に用いる補正係数を生産等に調整機が算出して、測距装置の有する電気的に書込み可能なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶させるものである。測距装置は、この補正結果を測距のたびに参照して補正を行うので、測距装置の出来ばえによる誤差がなく、正確な測距が可能となる。
【０００３】
図８は、測距装置の構成の一例と測距原理を示した図である。同図に於いて、測距対象物１から所定距離Ｌだけ離れた位置に測距装置２の受光レンズ３ａ及び３ｂが配置される。上記受光レンズ３ａ及び３ｂは主点間距離（基線長）Ｓだけ離して配置されているため、視差によって２つの光路から入射された測距対象物１の像は、該レンズ後方に配置された２つのセンサアレイ４ａ及び４ｂ上の相対的に異なる位置に入射される。加えて、この差ｚは対象物１の距離Ｌによって変化する。この差ｚと、受光レンズ３ａ、３ｂと、センサアレイ４ａ、４ｂ間の距離ｆ及び上記基線長Ｓにより、距離Ｌは、
Ｌ＝ｓｆ／ｚ …（１）
として求められる。
【０００４】
上記差ｚは、センサアレイ４ａ、４ｂの各々の出力をＡ／Ｄ変換部５ａ、５ｂで量子化され、ワンチップマイクロコンピュータ等で構成される演算制御部（ＣＰＵ）６によって算出される。こうして得られた結果をＤＡＴＡとすると、理論的には、図９（ｂ）に示されるように、上記（１）式に基いて被写体距離Ｌの逆数に比例した関係がとられる。しかし、図９（ａ）に示されるように、各レンズの位置やセンサアレイとの相対位置等に誤差を用いると、図９（ｂ）に示されるように、設計値（図中ａで示される実線）から外れた図中ｂの破線で示されるような関係となる。
【０００５】
したがって、上述した特開昭６３−１９８８１８号公報では、図８に示されるチエッカ８にて、Ｌ1 、Ｌ2 等、複数ポイントをＣＰＵ６を制御して測距させ、実測値と理論値を比較して実測時の誤差がなくなるような補正値が算出され、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶させている。上記チェッカ８は、測距装置２の生産工程に於いて工程内に配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した特開昭６３−１９８８１８号公報に記載された調整だけでは、遠距離のものを正確に測距しようとすると、図１０に示されるように、測定者９からはるかに遠くのものまでを実際に測距する必要があった。これでは工場内に広大なスペースを必要とする。近距離の結果で遠距離を予測しようとすると、図１１に示されるように、Ｌ1 とＬ2 の近距離ポイントの測距結果にσのばらつきがある場合、そのばらつきによって、予測される遠距離Ｌ3 での測距結果は、図示されるように、σF ものばらつきを有してしまう。そのため、遠距離を正しく測距することはできなかった。
【０００７】
尚、図１０に於いて、測距用のチャートが１ａ〜１ｄの４枚示されているのは、図１２に示されるように、なるべく多くのポイントの結果から、より正確な補正を行おうとしたものである。これらのチャートは、測距用光路から退避可能なものであるが、図１０に於いては、その機構は省略されている。
【０００８】
また、特公平７−６９１７４号公報には、測距装置の光路を曲げる光学系を併用して、より近距離で遠距離測距と同様の効果をもたせることの可能な技術が記載されている。
【０００９】
しかしながら、この特公平７−６９１７４号公報による技術では、光路を屈曲させる光学系の設計が困難であり、測距装置のセッティングにより、光路の曲がり方が変化して誤差となる虞れがあった。
【００１０】
このように、上述した特開昭６３−１９８８１８号公報による技術では、遠距離を正確に測距しようとすると工場内に広大なスペースを必要とし、また特公平７−６９１７４号公報による技術では、光路を屈曲させる光学系の設計が困難で、測距装置のセッティングによっては光路の曲がり方が変化して誤差となる虞れがあった。
【００１１】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、小さなスペースで生産、若しくは修理するにもかかわらず、遠距離の測距が単純な構成で正確に行うことのできる測距装置用調整装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわちこの発明は、視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整装置に於いて、上記測距装置に対向して所定距離離れて配置される測距対象用のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置を、上記光電変換素子センサアレイのセンサアレイ並び方向に、上記所定距離を保ちつつ複数の位置に設定変更移動させるシフト手段と、上記テストチャートと光電変換素子センサアレイとの所定距離が異なる少なくとも２つの状態で、それぞれ上記シフト手段による各位置に応じて出力される上記測距装置の測距信号を入力する測距信号入力手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
またこの発明は、視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整装置に於いて、上記測距装置に対向して第１の所定距離離れて配置される測距対象用の第１のテストチャートと、上記測距装置に対向して第２の所定距離離れて配置される測距対象用の第２のテストチャートと、上記第１及び第２のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとのセンサアレイ並び方向の相対位置を変更するように、上記第１及び第２のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの少なくとも一方を複数の設定位置に移動させるシフト手段と、上記第１のテストチャートに対応して、上記シフト手段による複数の設定位置に応じて出力される上記測距装置の第１の距離測距信号と、上記第２のテストチャートに対応して、上記シフト手段による複数の設定位置に応じて出力される上記測距装置の第２の距離測距信号とを入力する測距信号入力手段と、上記測距信号入力手段により入力された複数の第１の距離測距信号に基いて、上記第１の所定距離に対応すべき測距信号の値を、上記測距信号入力手段により入力された複数の第２の距離測距信号に基いて、上記第２の所定距離に対応すべき測距信号の値を算出する算出手段と、この算出手段による値に基いて、第３の所定距離に対してあるべき測距結果が得られるように上記測距装置の補正値を演算する補正値演算手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
この発明は、視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整装置である。測距対象用のテストチャートは、上記測距装置に対向して所定距離離れて配置される。また、シフト手段は、上記光電変換素子センサアレイのセンサアレイ並び方向に、上記テストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置を、上記所定距離を保ちつつ複数の位置に設定変更移動させる。そして、このシフト手段による各位置に応じて出力される上記測距装置の測距信号が、測距信号入力手段により入力される。
【００１５】
またこの発明の測距装置用調整装置は、視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する。そして、上記測距装置に対向して第１及び第２の所定距離離れて、測距対象用の第１及び第２のテストチャートが配置される。シフト手段は、上記第１及び第２のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとのセンサアレイ並び方向の相対位置を変更するように、上記第１及び第２のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの少なくとも一方を複数の設定位置に移動させる。そして、上記第１のテストチャートに対応して、上記シフト手段による複数の設定位置に応じて出力される上記測距装置の第１の距離測距信号と、上記第２のテストチャートに対応して、上記シフト手段による複数の設定位置に応じて出力される上記測距装置の第２の距離測距信号とが、測距信号入力手段により入力される。ここで、上記測距信号入力手段により入力された複数の第１の距離測距信号に基いて上記第１の所定距離に対応すべき測距信号の値が、また上記測距信号入力手段により入力された複数の第２の距離測距信号に基いて上記第２の所定距離に対応すべき測距信号の値が、それぞれ算出手段で算出される。そして、この算出手段による値に基いて、補正値演算手段にて、第３の所定距離に対してあるべき測距結果が得られるように上記測距装置の補正値が演算される。
【００１６】
この発明の測距装置用調整装置にあっては、近距離の測距結果のばらつきを抑え、正しく遠距離を予測することによって、狭いスペースでも遠距離の測距結果を正しく予測し、遠距離まで正確に測距できる測距装置を生産、調整できるように構成している。
【００１７】
ばらつきの主原因は、測距用チャートと装置との基線長方向、すなわちセンサアレイの並び方向の相対位置のばらつきによるものと特定し、これらの位置を変えられるスライド機構によってこの相対位置をシフトしつつ、測距を行ってこの結果を平均化する。これにより、近距離測距等の位置差によるばらつきを抑えることができる。平均化の効果によって、ランダムノイズによるばらつきも、同時に抑えることができる
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
先ず、図２を参照して、基線長方向の位置差による測距結果のばらつきについて説明する。
【００１９】
図２（ａ）は、横軸にセンサアレイの各センサを表し、縦軸にその出力（図８に於いてセンサアレイ４ａの出力Ｒまたは４ｂの出力Ｌ）を表している。図８に示されるように白黒のチャートを測距する場合、レンズ２ａ、２ｂのぼけもあって、図２（ａ）に示されるように、曲線で示された光量分布がセンサ上に入射される。
【００２０】
この分布はアナログ的に変化するが、各センサ出力はＡ／Ｄ変換器５ａ、５ｂによってデジタル的に処理される上、センサのピッチも所定の粗さを有しているため、センサデータとしては不規則な段階状となる。したがって、図２（ａ）の測距装置と、チャートの基線方向の相対関係が１つのセンサの範囲内でシフトを生じると、図２（ｂ）に示されるようになる。しかしながら、上記像の形のノンリニア性と、上記センサの粗さとＡ／Ｄ変換等の量子化誤差によって、各センサ出力は不規則に変化する。図２（ｃ）は、この不規則性をかわりやすく表したものである。
【００２１】
図２（ｃ）に於いて、図中○印は、図２（ａ）のセンサデータ、△印は図２（ｂ）のセンサデータである。これによると、同一距離でありながら、あるセンサデータはΔＲ1 の変化を示し、あるデータはΔＲ2 の変化を示しており、ΔＲ1 とΔＲ2 は等しくない。このようなノンリニア性と量子化誤差による不規則性によって、測距結果は、図３（ａ）に示されるようにセンサ内のどの位置にチャートの輝度差のエッジが位置するかによって変化する。
【００２２】
図３（ａ）に於いて、横軸は測距装置とチャートの間の基線方向の相対位置であり、縦軸は測距結果を表している。上記基線方向の相対位置がちょうど１センサ分シフトすると、センサ出力は、隣のセンサにシフトした形でまた同じ値に戻るため、演算された測距結果も元に戻る。したがって、この発明では、このｘのシフトを行いながら測距を行い、この“センサ内エッジ位置誤差”を除いて補正演算を行う。
【００２３】
このシフト量は、１センサ分であればよく、図３（ｂ）に示されるように、１センサ分のシフト量をＸSPとすると、距離をＬ、上述したレンズセンサ間の距離をｆ、１つのセンサの幅ＳＰより
ＸSP＝（Ｌ／ｆ）・ＳＰ …（２）
として求められる。
【００２４】
仮に、ＳＰ＝２０μｍ、ｆ＝１６ｍｍ、とすると、Ｌ＝１ｍのチャートに関しては、ＸSP３ｍ＝１２．５ｍｍ、Ｌ＝３ｍのチャートに関しては、３７．５ｍｍの幅で相対位置を変化させればよい。
【００２５】
このような考え方によって、図３（ａ）に示されるように、各ｘに於ける測距結果をモニタし、最も平均値に近い所の結果によって補正演算を行えば、図４に示されるように、データの中央を通る線より、Ｌ3 のデータを正しく推測することができる。
【００２６】
図１は、この発明の測距用調整装置の第１の実施の形態の概略を示したものである。
この第１の実施の形態では、測距装置をカメラのオートフォーカス（ＡＦ）用に用い、カメラの生産工程で、このＡＦ装置が正しく被写体を測距できるように作業者が調整を行うものである。
【００２７】
図１に於いて、測距装置１３であるＡＦを有したカメラ１４が、図示ｘ方向にシフト可能なステージ１５上に載置される。このステージ１５は、モータ１６及びドライバ１７を介して、パーソナルコンピュータ１８によって作業者１９が操作することによって、図示ｘ方向にシフトする移動量が制御される。上記パーソナルコンピュータ１８は、カメラ１４に内蔵の図示されないＣＰＵと通信して測距装置１４を制御する。
【００２８】
また、カメラ１４から距離Ｌ1 及びＬ2 の２箇所の位置に、各々チャート２０ａ及び２０ｂが配置される。このうち、チャート２０ａは、送りねじ２１とモータ２２及びガイドレール２３によって、上下方向に移動可能に構成されている。
【００２９】
このような構成に於いて、作業者１９がパーソナルコンピュータ１８によってチャート２０ａ及び２０ｂを操作する。すなわち、チャート２０ａが下降された時には、チャート２０ｂが測距用光路に入って測距でき、一方、チャート２０ａが上昇された時にはチャート２０ａが測距用光路に入って測距できるようになっている。
【００３０】
そして、パーソナルコンピュータ１８からの入力により、カメラ１４に内蔵の図示されないＣＰＵと通信して測距装置１４が制御され、測距結果、またはセンサデータが入力される。このデータを基に、補正係数が算出され、カメラ１４に内蔵の図示されないＥＥＰＲＯＭに算出された補正係数が憶される。
【００３１】
カメラ１４は、この工程の後は、測距の度にこの係数を参照しながらピント合せ距離を算出するので、常に正しい測距が可能となる。
このように測距装置用調整装置を構成して、図３のような、シフト量ｘと、測距結果の関係を得て、平均値に近いデータを用いて補正演算を行えばよい。
【００３２】
ここで、図９（ｂ）のグラフに基いて、補正演算の説明を行う。
同図に於いて、ａが理論値であり、例えば、カメラのＣＰＵ内のプログラムは、Ｄ1 の測距結果が得られた場合には内蔵のレンズ繰出し機構を制御してＬ1 の距離にピントを合わせるようにしている。したがって、Ｌ1 の距離でＤ10のデータが出るような測距装置を搭載していると、そのままでは正しくＬ1 の距離にピントを合わせることができない。
上記ＣＰＵのプログラムが前提としている関係式は、
【００３３】
【数１】
しかし、実際には
【００３４】
【数２】
の関係となっている。そこで、ＤＡＴＡ1 をＤＡＴＡに換算するために、次のような補正が行われる。
【００３５】
【数３】
【００３６】
【数４】
このｋ、ｄがＥＥＰＲＯＭに書込まれれば、ＣＰＵによって、上記（５）式より、正しく、Ｄ10から距離Ｌ1 に対してピント合せができるようになる。
【００３７】
この第１の実施の形態では、上記データＤ10、Ｄ20に相当する実測データが、図３（ａ）に示されるようにｘ方向にシフトされた中で中間の値で用いられる。したがって、図１１のように傾き係数がばらつくことなく、近距離Ｌ1 、Ｌ2 の測距結果から、正しく傾き係数ｋを求めることができ、図４のように遠距離Ｌ3 の測距が正しくできる。
【００３８】
次に、図５を参照して、この発明の第２の実施の形態を説明する。
尚、この第２の実施の形態の構成は、上述した図１に示される第１の実施の形態と同じである。
【００３９】
図５は、上述したパーソナルコンピュータ１８の処理する動作プログラムを表したものであり、図１に示される作業者１９がカメラ１４をシフトさせるステージ１５上にセットしてパーソナルコンピュータ１８と接続し、カメラ１４のＣＰＵと通信させた後の動作フローとなっている。
【００４０】
先ず、ステップＳ１にて、セットされたチャート距離より、上記（２）式のＸSPが求められると共に、所定の位置ｘに於けるチャート測距時のセンサデータＲ（ｘ）、Ｌ（ｘ）が初期化される。ここで、Ｒ（ｘ）、Ｌ（ｘ）は、それぞれ右側センサ及び左側センサのデータである。次いで、ステップＳ２にて、パーソナルコンピュータ１８またはカメラの測距装置１３（ＡＦ）が作動されて、上記センサデータＲ（ｘ）、Ｌ（ｘ）が入力される。
【００４１】
次に、ステップＳ３にてステージ１５がΔｘだけスキャンされ、ステップＳ４に於いて該スキャンが上記（２）式のＸSPの幅だけ終了したか否かが判定される。ここで、スキャンが終了していなければ上記ステップＳ２に戻り、センサデータの入力が繰返される。一方、スキャン終了であればステップＳ５へ移行する。
【００４２】
ステップＳ５では、センサデータの平均化が行われる。このセンサデータの平均化が行われれば、続くステップＳ６にて、補間計算が行われる。図２（ｃ）に示されるように、Ａ／Ｄ変換器やＣＰＵの制約によってデジタル的離散的に求められたデータが平均化によって、より滑らかな、アナログデータに近い形として、パーソナルコンピュータ１８が処理することができる。当然、カメラ１４に内蔵のＣＰＵより、パーソナルコンピュータ１８のデータ処理能力は高度なものを仮定している。
【００４３】
したがって、例えば、あるセンサのデータが１回毎にはＡ／Ｄ変換器（図示せず）によって所定の整数値で得られたとしても、平均化されたデータは、図２（ｄ）に示されるように、小数部まで含んだ形となる。しかしながら、パーソナルコンピュータ１８でなら、このようにバイト数の多いデータでも処理可能であると考えられる。
【００４４】
パーソナルコンピュータ１８では、カメラ１４のＣＰＵが行うのと同じ測距計算が、より多い情報量で行われて、量子化誤差の小さいデータとして、上記（４）式のＤ10、Ｄ20が求められる。したがって、上記（７）式及び（８）式の計算も、より量子化誤差の小さい形で行えるので、より精度が高くなる。
【００４５】
また、ｘを変化させながら何度もデータを取得し、平均化しているので、１回のデータ入力では必ず重畳されるノイズの影響も、低減することができる。これは、ランダムノイズは、平均化によって抑えられるからである。このような観点からも、より精度の高い補正係数の算出が可能となる。
【００４６】
そして、ステップＳ７に於いて、チャート切換えが終了していなければ、ステップＳ８に移行する。このステップＳ８では、チャート２０ａがシフトされて測距チャートが切換えられ、その後再度ステップＳ１に戻る。
【００４７】
このようにして、距離Ｌ1 、Ｌ2 の２点の、ランダムノイズの影響が除去され、図２（ｃ）の量子化誤差を低減させた、より正確なセンサデータを得ることができる。
【００４８】
上記ステップＳ７に於いて、終了であれば、ステップＳ９に移行して、上記（８）式に従って、パーソナルコンピュータ１８により、補正係数ｋ、ｄが算出される。次いで、ステップＳ１０にて、これら算出された補正係数ｋ、ｄがＥＥＰＲＯＭに書込まれて調整が終了される。
【００４９】
以上説明したように、第２の実施の形態では、図２で説明したセンサ内エッジ位置誤差と共に、量子化誤差による精度劣化を対策し、尚且つセンサ内で発生するランダムノイズによる調整誤差をも対策したので、高精度なＡＦ調整が可能となる。
【００５０】
このように、Ｌ1 、Ｌ2 の各距離で誤差なく測距値が入力できれば、Ｌ3 の距離を実際に測距しなくても正しく傾き係数（上記（８）式のｋ）を求めることができ、遠距離でも正しくピント合せの可能なＡＦカメラを提供することができる。
【００５１】
この効果により、距離Ｌ3 のチャートは不要となるので、狭い工場であっても生産が可能となり、工場の制約をなくして、上り廉価なカメラを提供することができる。
【００５２】
次に、この発明の第３の実施の形態を説明する。
上述した第２の実施の形態では、カメラの位置ｘを変化させながら、センサデータをパーソナルコンピュータに入力していたが、図２（ｄ）に示されるように、いくつものセンサデータをパーソナルコンピュータに転送するのは通信上困難となる。そのため、この第３の実施の形態は、より単純な形で同様な効果を得ようとするものである。
【００５３】
図６は、第３の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。尚、第３の実施の形態に於ける装置の構成は、上述した第１の実施の形態と同じである。この第３の実施の形態に於いては、センサデータをパーソナルコンピュータに入力せず、ＣＰＵがセンサデータを基に計算したＡＦ結果Ｄ（ｘ）のみをパーソナルコンピュータに入力するので、通信が単純化され、時間を短くすることができる。
【００５４】
先ず、ステップＳ１１にて、ＣＰＵのＡＦ結果がパーソナルコンピュータ１８により入力される。次いで、ステップＳ１２に於いて、ステージ１５のスキャンが終了したか否かが判定される。終了していなければ、ステップＳ１３に移行して、ステージ１５のスキャンが実行される。その後、上記ステップＳ１１に戻って該ステップＳ１１の処理が繰返されることにより、図３（ａ）に示されるように測距結果Ｄ（ｘ）が得られる。
【００５５】
そして、センサ幅相当のスキャンが終了すると（上記（２）式のＸSP相当）、ステップＳ１４に移行して、得られた係数のＤ（ｘ）が平均化される。次いで、ステップＳ１５にて、この平均データが用いられて、上記（７）式及び（８）式による補正値算出が行われ、図２で説明した、センサ内エッジ位置誤差が対策される。この場合も、平均データが用いられることにより、１回の測距では除去することのできないランダムノイズによるばらつきを抑えて、精度の高い補正値算出が可能となる。但し、センサデータの量子化誤差は低減できない。
【００５６】
ステップＳ１６では、このようにして得られた補正値が、ＥＥＰＲＯＭに入力され、カメラは測距の度にこのデータを参照するようにする。
図７は、この発明の第４の実施の形態の概略を示した図である。
【００５７】
上述した第１乃至第３の実施の形態ではカメラ側をシフトさせたが、この第４の実施の形態では、チャート側を移動させてｘを可変としている。
図１に於けるチャート２０ａ、２０ｂの退避機能である送りねじ２１、モータ２２及びガイドレール２３は、図７に於いてはｘ変位機構に置換えられている。すなわち、ｘ変位機構は、チャート２０ａ′及び２０ｂ′を載置して図示ｘ方向に移動可能なステージ２４ａ及び２４ｂと、モータ１６ａ及び１６ｂにより構成される。更に、これらモータ１６ａ及び１６ｂは、それぞれドライバ１７ａ及び１７ｂを介してパーソナルコンピュータ１８により駆動制御されるようになっている。
【００５８】
チャート２０ａ′の退避時にチャート２０ｂ′が測距されるが、カメラ１４内の図示されないＣＰＵにより、ドライバ１７ａを介してモータ１６ａを回転させてチャート２０ａ′が測距光路から退避できるだけの変位が可能な設計にするため、ステージ２４ａ及び２４ｂの長さは、図１のステージ１５よりも長くしておく。但し、載置して移動されるものがカメラよりはるかに軽いチャートであるので、制御は簡単である。
【００５９】
具体的な動作としては、先ず、チャート２０ａ′が測距される。この時、図示ｘ方向に、上記（２）式のＸSPの１／１０ぐらいのピッチで移動されながら、パーソナルコンピュータ１８によってデータが入力される。そして、ＸSPの区間の結果が平均化され、チャート２０ａ′は光路から退避される。
【００６０】
次に、チャート２０ａ′が光路から退避されてチャート２０ｂ′が測距できるので、モータ１６ｂが駆動される。同時に、ＸSPの１／１０ぐらいのピッチでチャート２０ｂ′が図示ｘ方向に移動されながら、データが入力、ＸSPの区間にわたって得られたデータが同時に平均化される。
【００６１】
このように、パーソナルコンピュータ１８により入力されたデータを基にして、補正係数が算出され、カメラ内の図示されないＥＥＰＲＯＭに記憶される。
この第４の実施の形態では、モータによりスキャン制御可能なステージを２つ用意するだけでよく、図１に示されるようなチャートを上下動させる機構は不要となる。したがって、設計の共通化による調整機設計の工数削減、日程短縮が可能となる。
【００６２】
また、ＸSPの区間にわたって、データが取込まれるため、センサ内エッジ位置誤差を対策して、正確なＡＦ調整が可能となる。
尚、この発明の上記実施態様によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００６３】
（１） 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整装置に於いて、
上記測距装置に対向して所定距離離れて配置される測距対象用のテストチャートと、
上記光電変換素子センサアレイのセンサアレイ並び方向に、上記テストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置を、上記所定距離を保ちつつ複数の位置に設定変更移動させるシフト手段と、
上記シフト手段による各位置に応じて出力される上記測距装置の測距信号を入力する測距信号入力手段と、
この測距信号入力手段により入力された複数の測距信号に基いて、上記所定距離に対応すべき測距信号の値を算出する算出手段と
を具備することを特徴とする測距装置用調整装置。
【００６４】
（２） 上記シフト手段は、上記光電変換素子センサアレイを有する測距装置を上記テストチャートに対して移動することを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
【００６５】
（３） 上記シフト手段は、上記テストチャートを上記光電変換素子センサアレイを有する測距装置に対して移動することを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
【００６６】
（４） 上記算出手段は、入力された複数の測距信号を平均化して算出することを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
（５） 上記シフト手段による上記テストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置の変更移動範囲は、上記光電変換素子センサアレイ構成する同一の複数の受光素子のうち１つの受光素子の受光面のサイズと、上記テストチャートの上記測距装置に対する距離と基いて可変させることを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
【００６７】
（６） 上記算出手段による値に基いて得られる情報を上記測距装置に入力記憶させる補正値入力手段を更に具備することを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
【００６８】
（７） 上記算出手段による値に基いて上記測距装置の測距特性に対する補正値を演算し、上記測距装置に入力記憶させる補正値演算入力手段を更に具備することを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
【００６９】
（８） 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整方法に於いて、
上記測距装置に対向して所定距離離して測距対象用のテストチャートを配置し、
上記光電変換素子センサアレイのセンサアレイ並び方向に、上記テストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置を、上記所定距離を保ちつつ複数の位置に設定変更移動し、
上記複数の位置に応じて出力される上記測距装置の測距信号に基いて、上記所定距離に対応すべき測距信号の値を算出するようにした
ことを特徴とする測距装置用調整方法。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、小さなスペースで生産、若しくは修理するにもかかわらず、遠距離の測距が単純な構成で正確に行うことのできる測距装置用調整装置を提供することができる。
これにより、狭い工場やリペアセンターでも正確な調整が可能となり、より廉価な製品、より廉価な修理費用の製品作りが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の測距用調整装置の第１の実施の形態の概略を示した図である。
【図２】基線長方向の位置差による測距結果のばらつきについて説明する図である。
【図３】（ａ）は測距装置とチャートの間の基線方向の相対位置と測距結果との関係を表した図、（ｂ）は１センサ分のシフト量ＸSPと、距離Ｌ、レンズとセンサ間の距離ｆ、１つのセンサの幅ＳＰとの関係を示した図である。
【図４】第１の実施の形態による被写体距離Ｌの逆数とＡＦ結果との関係を表した図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態に於けるパーソナルコンピュータ１８の処理する動作プログラムを表したフローチャートである。
【図６】この発明の第３の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【図７】この発明の第４の実施の形態の概略を示した図である。
【図８】測距装置の構成の一例と測距原理を示した図である。
【図９】（ａ）は受光レンズとセンサアレイの配置関係を示した図、（ｂ）は被写体距離Ｌの逆数と図１のＣＰＵの算出データとの関係を表した図である。
【図１０】従来の測距装置用調整装置による調整の一例を示した図である。
【図１１】被写体距離Ｌの逆数とＡＦ結果との関係を表したもので、予測される遠距離Ｌ3 での測距結果のばらつきσF を示した図である。
【図１２】被写体距離Ｌの逆数とＡＦ結果との関係を表した図である。
【符号の説明】
１３ 測距装置、
１４ カメラ、
１５、２４ａ、２４ｂ ステージ、
１６、１６ａ、１６ｂ、２２ モータ、
１７、１７ａ、１７ｂ ドライバ、
１８ パーソナルコンピュータ、
１９ 作業者、
２０ａ、２０ｂ、２０ａ′、２０ｂ′ チャート、
２１ 送りねじ、
２３ ガイドレール。
【発明の属する技術分野】
この発明は測距装置の出来ばえによる誤差を補正して、より正確な測距を可能とした調整用の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、測距装置の生産時等に於いて、部品の出来ばえのばらつきや組立時のばらつきによって生じる測距誤差を抑制するためのＡＦ（オートフォーカス）調整装置が開発されている。こうしたＡＦ調整装置と同様の発明としては、例えば特開昭６３−１９８８１８号公報が挙げられる。この特開昭６３−１９８８１８号公報による技術は、設計値から論理的に求められる測距特性と、実測値により、その差がなくなるような補正計算を行うものであり、その補正計算に用いる補正係数を生産等に調整機が算出して、測距装置の有する電気的に書込み可能なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶させるものである。測距装置は、この補正結果を測距のたびに参照して補正を行うので、測距装置の出来ばえによる誤差がなく、正確な測距が可能となる。
【０００３】
図８は、測距装置の構成の一例と測距原理を示した図である。同図に於いて、測距対象物１から所定距離Ｌだけ離れた位置に測距装置２の受光レンズ３ａ及び３ｂが配置される。上記受光レンズ３ａ及び３ｂは主点間距離（基線長）Ｓだけ離して配置されているため、視差によって２つの光路から入射された測距対象物１の像は、該レンズ後方に配置された２つのセンサアレイ４ａ及び４ｂ上の相対的に異なる位置に入射される。加えて、この差ｚは対象物１の距離Ｌによって変化する。この差ｚと、受光レンズ３ａ、３ｂと、センサアレイ４ａ、４ｂ間の距離ｆ及び上記基線長Ｓにより、距離Ｌは、
Ｌ＝ｓｆ／ｚ …（１）
として求められる。
【０００４】
上記差ｚは、センサアレイ４ａ、４ｂの各々の出力をＡ／Ｄ変換部５ａ、５ｂで量子化され、ワンチップマイクロコンピュータ等で構成される演算制御部（ＣＰＵ）６によって算出される。こうして得られた結果をＤＡＴＡとすると、理論的には、図９（ｂ）に示されるように、上記（１）式に基いて被写体距離Ｌの逆数に比例した関係がとられる。しかし、図９（ａ）に示されるように、各レンズの位置やセンサアレイとの相対位置等に誤差を用いると、図９（ｂ）に示されるように、設計値（図中ａで示される実線）から外れた図中ｂの破線で示されるような関係となる。
【０００５】
したがって、上述した特開昭６３−１９８８１８号公報では、図８に示されるチエッカ８にて、Ｌ1 、Ｌ2 等、複数ポイントをＣＰＵ６を制御して測距させ、実測値と理論値を比較して実測時の誤差がなくなるような補正値が算出され、ＥＥＰＲＯＭ７に記憶させている。上記チェッカ８は、測距装置２の生産工程に於いて工程内に配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した特開昭６３−１９８８１８号公報に記載された調整だけでは、遠距離のものを正確に測距しようとすると、図１０に示されるように、測定者９からはるかに遠くのものまでを実際に測距する必要があった。これでは工場内に広大なスペースを必要とする。近距離の結果で遠距離を予測しようとすると、図１１に示されるように、Ｌ1 とＬ2 の近距離ポイントの測距結果にσのばらつきがある場合、そのばらつきによって、予測される遠距離Ｌ3 での測距結果は、図示されるように、σF ものばらつきを有してしまう。そのため、遠距離を正しく測距することはできなかった。
【０００７】
尚、図１０に於いて、測距用のチャートが１ａ〜１ｄの４枚示されているのは、図１２に示されるように、なるべく多くのポイントの結果から、より正確な補正を行おうとしたものである。これらのチャートは、測距用光路から退避可能なものであるが、図１０に於いては、その機構は省略されている。
【０００８】
また、特公平７−６９１７４号公報には、測距装置の光路を曲げる光学系を併用して、より近距離で遠距離測距と同様の効果をもたせることの可能な技術が記載されている。
【０００９】
しかしながら、この特公平７−６９１７４号公報による技術では、光路を屈曲させる光学系の設計が困難であり、測距装置のセッティングにより、光路の曲がり方が変化して誤差となる虞れがあった。
【００１０】
このように、上述した特開昭６３−１９８８１８号公報による技術では、遠距離を正確に測距しようとすると工場内に広大なスペースを必要とし、また特公平７−６９１７４号公報による技術では、光路を屈曲させる光学系の設計が困難で、測距装置のセッティングによっては光路の曲がり方が変化して誤差となる虞れがあった。
【００１１】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、小さなスペースで生産、若しくは修理するにもかかわらず、遠距離の測距が単純な構成で正確に行うことのできる測距装置用調整装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわちこの発明は、視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整装置に於いて、上記測距装置に対向して所定距離離れて配置される測距対象用のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置を、上記光電変換素子センサアレイのセンサアレイ並び方向に、上記所定距離を保ちつつ複数の位置に設定変更移動させるシフト手段と、上記テストチャートと光電変換素子センサアレイとの所定距離が異なる少なくとも２つの状態で、それぞれ上記シフト手段による各位置に応じて出力される上記測距装置の測距信号を入力する測距信号入力手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
またこの発明は、視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整装置に於いて、上記測距装置に対向して第１の所定距離離れて配置される測距対象用の第１のテストチャートと、上記測距装置に対向して第２の所定距離離れて配置される測距対象用の第２のテストチャートと、上記第１及び第２のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとのセンサアレイ並び方向の相対位置を変更するように、上記第１及び第２のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの少なくとも一方を複数の設定位置に移動させるシフト手段と、上記第１のテストチャートに対応して、上記シフト手段による複数の設定位置に応じて出力される上記測距装置の第１の距離測距信号と、上記第２のテストチャートに対応して、上記シフト手段による複数の設定位置に応じて出力される上記測距装置の第２の距離測距信号とを入力する測距信号入力手段と、上記測距信号入力手段により入力された複数の第１の距離測距信号に基いて、上記第１の所定距離に対応すべき測距信号の値を、上記測距信号入力手段により入力された複数の第２の距離測距信号に基いて、上記第２の所定距離に対応すべき測距信号の値を算出する算出手段と、この算出手段による値に基いて、第３の所定距離に対してあるべき測距結果が得られるように上記測距装置の補正値を演算する補正値演算手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
この発明は、視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整装置である。測距対象用のテストチャートは、上記測距装置に対向して所定距離離れて配置される。また、シフト手段は、上記光電変換素子センサアレイのセンサアレイ並び方向に、上記テストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置を、上記所定距離を保ちつつ複数の位置に設定変更移動させる。そして、このシフト手段による各位置に応じて出力される上記測距装置の測距信号が、測距信号入力手段により入力される。
【００１５】
またこの発明の測距装置用調整装置は、視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する。そして、上記測距装置に対向して第１及び第２の所定距離離れて、測距対象用の第１及び第２のテストチャートが配置される。シフト手段は、上記第１及び第２のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとのセンサアレイ並び方向の相対位置を変更するように、上記第１及び第２のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの少なくとも一方を複数の設定位置に移動させる。そして、上記第１のテストチャートに対応して、上記シフト手段による複数の設定位置に応じて出力される上記測距装置の第１の距離測距信号と、上記第２のテストチャートに対応して、上記シフト手段による複数の設定位置に応じて出力される上記測距装置の第２の距離測距信号とが、測距信号入力手段により入力される。ここで、上記測距信号入力手段により入力された複数の第１の距離測距信号に基いて上記第１の所定距離に対応すべき測距信号の値が、また上記測距信号入力手段により入力された複数の第２の距離測距信号に基いて上記第２の所定距離に対応すべき測距信号の値が、それぞれ算出手段で算出される。そして、この算出手段による値に基いて、補正値演算手段にて、第３の所定距離に対してあるべき測距結果が得られるように上記測距装置の補正値が演算される。
【００１６】
この発明の測距装置用調整装置にあっては、近距離の測距結果のばらつきを抑え、正しく遠距離を予測することによって、狭いスペースでも遠距離の測距結果を正しく予測し、遠距離まで正確に測距できる測距装置を生産、調整できるように構成している。
【００１７】
ばらつきの主原因は、測距用チャートと装置との基線長方向、すなわちセンサアレイの並び方向の相対位置のばらつきによるものと特定し、これらの位置を変えられるスライド機構によってこの相対位置をシフトしつつ、測距を行ってこの結果を平均化する。これにより、近距離測距等の位置差によるばらつきを抑えることができる。平均化の効果によって、ランダムノイズによるばらつきも、同時に抑えることができる
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
先ず、図２を参照して、基線長方向の位置差による測距結果のばらつきについて説明する。
【００１９】
図２（ａ）は、横軸にセンサアレイの各センサを表し、縦軸にその出力（図８に於いてセンサアレイ４ａの出力Ｒまたは４ｂの出力Ｌ）を表している。図８に示されるように白黒のチャートを測距する場合、レンズ２ａ、２ｂのぼけもあって、図２（ａ）に示されるように、曲線で示された光量分布がセンサ上に入射される。
【００２０】
この分布はアナログ的に変化するが、各センサ出力はＡ／Ｄ変換器５ａ、５ｂによってデジタル的に処理される上、センサのピッチも所定の粗さを有しているため、センサデータとしては不規則な段階状となる。したがって、図２（ａ）の測距装置と、チャートの基線方向の相対関係が１つのセンサの範囲内でシフトを生じると、図２（ｂ）に示されるようになる。しかしながら、上記像の形のノンリニア性と、上記センサの粗さとＡ／Ｄ変換等の量子化誤差によって、各センサ出力は不規則に変化する。図２（ｃ）は、この不規則性をかわりやすく表したものである。
【００２１】
図２（ｃ）に於いて、図中○印は、図２（ａ）のセンサデータ、△印は図２（ｂ）のセンサデータである。これによると、同一距離でありながら、あるセンサデータはΔＲ1 の変化を示し、あるデータはΔＲ2 の変化を示しており、ΔＲ1 とΔＲ2 は等しくない。このようなノンリニア性と量子化誤差による不規則性によって、測距結果は、図３（ａ）に示されるようにセンサ内のどの位置にチャートの輝度差のエッジが位置するかによって変化する。
【００２２】
図３（ａ）に於いて、横軸は測距装置とチャートの間の基線方向の相対位置であり、縦軸は測距結果を表している。上記基線方向の相対位置がちょうど１センサ分シフトすると、センサ出力は、隣のセンサにシフトした形でまた同じ値に戻るため、演算された測距結果も元に戻る。したがって、この発明では、このｘのシフトを行いながら測距を行い、この“センサ内エッジ位置誤差”を除いて補正演算を行う。
【００２３】
このシフト量は、１センサ分であればよく、図３（ｂ）に示されるように、１センサ分のシフト量をＸSPとすると、距離をＬ、上述したレンズセンサ間の距離をｆ、１つのセンサの幅ＳＰより
ＸSP＝（Ｌ／ｆ）・ＳＰ …（２）
として求められる。
【００２４】
仮に、ＳＰ＝２０μｍ、ｆ＝１６ｍｍ、とすると、Ｌ＝１ｍのチャートに関しては、ＸSP３ｍ＝１２．５ｍｍ、Ｌ＝３ｍのチャートに関しては、３７．５ｍｍの幅で相対位置を変化させればよい。
【００２５】
このような考え方によって、図３（ａ）に示されるように、各ｘに於ける測距結果をモニタし、最も平均値に近い所の結果によって補正演算を行えば、図４に示されるように、データの中央を通る線より、Ｌ3 のデータを正しく推測することができる。
【００２６】
図１は、この発明の測距用調整装置の第１の実施の形態の概略を示したものである。
この第１の実施の形態では、測距装置をカメラのオートフォーカス（ＡＦ）用に用い、カメラの生産工程で、このＡＦ装置が正しく被写体を測距できるように作業者が調整を行うものである。
【００２７】
図１に於いて、測距装置１３であるＡＦを有したカメラ１４が、図示ｘ方向にシフト可能なステージ１５上に載置される。このステージ１５は、モータ１６及びドライバ１７を介して、パーソナルコンピュータ１８によって作業者１９が操作することによって、図示ｘ方向にシフトする移動量が制御される。上記パーソナルコンピュータ１８は、カメラ１４に内蔵の図示されないＣＰＵと通信して測距装置１４を制御する。
【００２８】
また、カメラ１４から距離Ｌ1 及びＬ2 の２箇所の位置に、各々チャート２０ａ及び２０ｂが配置される。このうち、チャート２０ａは、送りねじ２１とモータ２２及びガイドレール２３によって、上下方向に移動可能に構成されている。
【００２９】
このような構成に於いて、作業者１９がパーソナルコンピュータ１８によってチャート２０ａ及び２０ｂを操作する。すなわち、チャート２０ａが下降された時には、チャート２０ｂが測距用光路に入って測距でき、一方、チャート２０ａが上昇された時にはチャート２０ａが測距用光路に入って測距できるようになっている。
【００３０】
そして、パーソナルコンピュータ１８からの入力により、カメラ１４に内蔵の図示されないＣＰＵと通信して測距装置１４が制御され、測距結果、またはセンサデータが入力される。このデータを基に、補正係数が算出され、カメラ１４に内蔵の図示されないＥＥＰＲＯＭに算出された補正係数が憶される。
【００３１】
カメラ１４は、この工程の後は、測距の度にこの係数を参照しながらピント合せ距離を算出するので、常に正しい測距が可能となる。
このように測距装置用調整装置を構成して、図３のような、シフト量ｘと、測距結果の関係を得て、平均値に近いデータを用いて補正演算を行えばよい。
【００３２】
ここで、図９（ｂ）のグラフに基いて、補正演算の説明を行う。
同図に於いて、ａが理論値であり、例えば、カメラのＣＰＵ内のプログラムは、Ｄ1 の測距結果が得られた場合には内蔵のレンズ繰出し機構を制御してＬ1 の距離にピントを合わせるようにしている。したがって、Ｌ1 の距離でＤ10のデータが出るような測距装置を搭載していると、そのままでは正しくＬ1 の距離にピントを合わせることができない。
上記ＣＰＵのプログラムが前提としている関係式は、
【００３３】
【数１】
【００３４】
【数２】
【００３５】
【数３】
【数４】
【００３７】
この第１の実施の形態では、上記データＤ10、Ｄ20に相当する実測データが、図３（ａ）に示されるようにｘ方向にシフトされた中で中間の値で用いられる。したがって、図１１のように傾き係数がばらつくことなく、近距離Ｌ1 、Ｌ2 の測距結果から、正しく傾き係数ｋを求めることができ、図４のように遠距離Ｌ3 の測距が正しくできる。
【００３８】
次に、図５を参照して、この発明の第２の実施の形態を説明する。
尚、この第２の実施の形態の構成は、上述した図１に示される第１の実施の形態と同じである。
【００３９】
図５は、上述したパーソナルコンピュータ１８の処理する動作プログラムを表したものであり、図１に示される作業者１９がカメラ１４をシフトさせるステージ１５上にセットしてパーソナルコンピュータ１８と接続し、カメラ１４のＣＰＵと通信させた後の動作フローとなっている。
【００４０】
先ず、ステップＳ１にて、セットされたチャート距離より、上記（２）式のＸSPが求められると共に、所定の位置ｘに於けるチャート測距時のセンサデータＲ（ｘ）、Ｌ（ｘ）が初期化される。ここで、Ｒ（ｘ）、Ｌ（ｘ）は、それぞれ右側センサ及び左側センサのデータである。次いで、ステップＳ２にて、パーソナルコンピュータ１８またはカメラの測距装置１３（ＡＦ）が作動されて、上記センサデータＲ（ｘ）、Ｌ（ｘ）が入力される。
【００４１】
次に、ステップＳ３にてステージ１５がΔｘだけスキャンされ、ステップＳ４に於いて該スキャンが上記（２）式のＸSPの幅だけ終了したか否かが判定される。ここで、スキャンが終了していなければ上記ステップＳ２に戻り、センサデータの入力が繰返される。一方、スキャン終了であればステップＳ５へ移行する。
【００４２】
ステップＳ５では、センサデータの平均化が行われる。このセンサデータの平均化が行われれば、続くステップＳ６にて、補間計算が行われる。図２（ｃ）に示されるように、Ａ／Ｄ変換器やＣＰＵの制約によってデジタル的離散的に求められたデータが平均化によって、より滑らかな、アナログデータに近い形として、パーソナルコンピュータ１８が処理することができる。当然、カメラ１４に内蔵のＣＰＵより、パーソナルコンピュータ１８のデータ処理能力は高度なものを仮定している。
【００４３】
したがって、例えば、あるセンサのデータが１回毎にはＡ／Ｄ変換器（図示せず）によって所定の整数値で得られたとしても、平均化されたデータは、図２（ｄ）に示されるように、小数部まで含んだ形となる。しかしながら、パーソナルコンピュータ１８でなら、このようにバイト数の多いデータでも処理可能であると考えられる。
【００４４】
パーソナルコンピュータ１８では、カメラ１４のＣＰＵが行うのと同じ測距計算が、より多い情報量で行われて、量子化誤差の小さいデータとして、上記（４）式のＤ10、Ｄ20が求められる。したがって、上記（７）式及び（８）式の計算も、より量子化誤差の小さい形で行えるので、より精度が高くなる。
【００４５】
また、ｘを変化させながら何度もデータを取得し、平均化しているので、１回のデータ入力では必ず重畳されるノイズの影響も、低減することができる。これは、ランダムノイズは、平均化によって抑えられるからである。このような観点からも、より精度の高い補正係数の算出が可能となる。
【００４６】
そして、ステップＳ７に於いて、チャート切換えが終了していなければ、ステップＳ８に移行する。このステップＳ８では、チャート２０ａがシフトされて測距チャートが切換えられ、その後再度ステップＳ１に戻る。
【００４７】
このようにして、距離Ｌ1 、Ｌ2 の２点の、ランダムノイズの影響が除去され、図２（ｃ）の量子化誤差を低減させた、より正確なセンサデータを得ることができる。
【００４８】
上記ステップＳ７に於いて、終了であれば、ステップＳ９に移行して、上記（８）式に従って、パーソナルコンピュータ１８により、補正係数ｋ、ｄが算出される。次いで、ステップＳ１０にて、これら算出された補正係数ｋ、ｄがＥＥＰＲＯＭに書込まれて調整が終了される。
【００４９】
以上説明したように、第２の実施の形態では、図２で説明したセンサ内エッジ位置誤差と共に、量子化誤差による精度劣化を対策し、尚且つセンサ内で発生するランダムノイズによる調整誤差をも対策したので、高精度なＡＦ調整が可能となる。
【００５０】
このように、Ｌ1 、Ｌ2 の各距離で誤差なく測距値が入力できれば、Ｌ3 の距離を実際に測距しなくても正しく傾き係数（上記（８）式のｋ）を求めることができ、遠距離でも正しくピント合せの可能なＡＦカメラを提供することができる。
【００５１】
この効果により、距離Ｌ3 のチャートは不要となるので、狭い工場であっても生産が可能となり、工場の制約をなくして、上り廉価なカメラを提供することができる。
【００５２】
次に、この発明の第３の実施の形態を説明する。
上述した第２の実施の形態では、カメラの位置ｘを変化させながら、センサデータをパーソナルコンピュータに入力していたが、図２（ｄ）に示されるように、いくつものセンサデータをパーソナルコンピュータに転送するのは通信上困難となる。そのため、この第３の実施の形態は、より単純な形で同様な効果を得ようとするものである。
【００５３】
図６は、第３の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。尚、第３の実施の形態に於ける装置の構成は、上述した第１の実施の形態と同じである。この第３の実施の形態に於いては、センサデータをパーソナルコンピュータに入力せず、ＣＰＵがセンサデータを基に計算したＡＦ結果Ｄ（ｘ）のみをパーソナルコンピュータに入力するので、通信が単純化され、時間を短くすることができる。
【００５４】
先ず、ステップＳ１１にて、ＣＰＵのＡＦ結果がパーソナルコンピュータ１８により入力される。次いで、ステップＳ１２に於いて、ステージ１５のスキャンが終了したか否かが判定される。終了していなければ、ステップＳ１３に移行して、ステージ１５のスキャンが実行される。その後、上記ステップＳ１１に戻って該ステップＳ１１の処理が繰返されることにより、図３（ａ）に示されるように測距結果Ｄ（ｘ）が得られる。
【００５５】
そして、センサ幅相当のスキャンが終了すると（上記（２）式のＸSP相当）、ステップＳ１４に移行して、得られた係数のＤ（ｘ）が平均化される。次いで、ステップＳ１５にて、この平均データが用いられて、上記（７）式及び（８）式による補正値算出が行われ、図２で説明した、センサ内エッジ位置誤差が対策される。この場合も、平均データが用いられることにより、１回の測距では除去することのできないランダムノイズによるばらつきを抑えて、精度の高い補正値算出が可能となる。但し、センサデータの量子化誤差は低減できない。
【００５６】
ステップＳ１６では、このようにして得られた補正値が、ＥＥＰＲＯＭに入力され、カメラは測距の度にこのデータを参照するようにする。
図７は、この発明の第４の実施の形態の概略を示した図である。
【００５７】
上述した第１乃至第３の実施の形態ではカメラ側をシフトさせたが、この第４の実施の形態では、チャート側を移動させてｘを可変としている。
図１に於けるチャート２０ａ、２０ｂの退避機能である送りねじ２１、モータ２２及びガイドレール２３は、図７に於いてはｘ変位機構に置換えられている。すなわち、ｘ変位機構は、チャート２０ａ′及び２０ｂ′を載置して図示ｘ方向に移動可能なステージ２４ａ及び２４ｂと、モータ１６ａ及び１６ｂにより構成される。更に、これらモータ１６ａ及び１６ｂは、それぞれドライバ１７ａ及び１７ｂを介してパーソナルコンピュータ１８により駆動制御されるようになっている。
【００５８】
チャート２０ａ′の退避時にチャート２０ｂ′が測距されるが、カメラ１４内の図示されないＣＰＵにより、ドライバ１７ａを介してモータ１６ａを回転させてチャート２０ａ′が測距光路から退避できるだけの変位が可能な設計にするため、ステージ２４ａ及び２４ｂの長さは、図１のステージ１５よりも長くしておく。但し、載置して移動されるものがカメラよりはるかに軽いチャートであるので、制御は簡単である。
【００５９】
具体的な動作としては、先ず、チャート２０ａ′が測距される。この時、図示ｘ方向に、上記（２）式のＸSPの１／１０ぐらいのピッチで移動されながら、パーソナルコンピュータ１８によってデータが入力される。そして、ＸSPの区間の結果が平均化され、チャート２０ａ′は光路から退避される。
【００６０】
次に、チャート２０ａ′が光路から退避されてチャート２０ｂ′が測距できるので、モータ１６ｂが駆動される。同時に、ＸSPの１／１０ぐらいのピッチでチャート２０ｂ′が図示ｘ方向に移動されながら、データが入力、ＸSPの区間にわたって得られたデータが同時に平均化される。
【００６１】
このように、パーソナルコンピュータ１８により入力されたデータを基にして、補正係数が算出され、カメラ内の図示されないＥＥＰＲＯＭに記憶される。
この第４の実施の形態では、モータによりスキャン制御可能なステージを２つ用意するだけでよく、図１に示されるようなチャートを上下動させる機構は不要となる。したがって、設計の共通化による調整機設計の工数削減、日程短縮が可能となる。
【００６２】
また、ＸSPの区間にわたって、データが取込まれるため、センサ内エッジ位置誤差を対策して、正確なＡＦ調整が可能となる。
尚、この発明の上記実施態様によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００６３】
（１） 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整装置に於いて、
上記測距装置に対向して所定距離離れて配置される測距対象用のテストチャートと、
上記光電変換素子センサアレイのセンサアレイ並び方向に、上記テストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置を、上記所定距離を保ちつつ複数の位置に設定変更移動させるシフト手段と、
上記シフト手段による各位置に応じて出力される上記測距装置の測距信号を入力する測距信号入力手段と、
この測距信号入力手段により入力された複数の測距信号に基いて、上記所定距離に対応すべき測距信号の値を算出する算出手段と
を具備することを特徴とする測距装置用調整装置。
【００６４】
（２） 上記シフト手段は、上記光電変換素子センサアレイを有する測距装置を上記テストチャートに対して移動することを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
【００６５】
（３） 上記シフト手段は、上記テストチャートを上記光電変換素子センサアレイを有する測距装置に対して移動することを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
【００６６】
（４） 上記算出手段は、入力された複数の測距信号を平均化して算出することを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
（５） 上記シフト手段による上記テストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置の変更移動範囲は、上記光電変換素子センサアレイ構成する同一の複数の受光素子のうち１つの受光素子の受光面のサイズと、上記テストチャートの上記測距装置に対する距離と基いて可変させることを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
【００６７】
（６） 上記算出手段による値に基いて得られる情報を上記測距装置に入力記憶させる補正値入力手段を更に具備することを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
【００６８】
（７） 上記算出手段による値に基いて上記測距装置の測距特性に対する補正値を演算し、上記測距装置に入力記憶させる補正値演算入力手段を更に具備することを特徴とする上記（１）に記載の測距装置用調整装置。
【００６９】
（８） 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整方法に於いて、
上記測距装置に対向して所定距離離して測距対象用のテストチャートを配置し、
上記光電変換素子センサアレイのセンサアレイ並び方向に、上記テストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置を、上記所定距離を保ちつつ複数の位置に設定変更移動し、
上記複数の位置に応じて出力される上記測距装置の測距信号に基いて、上記所定距離に対応すべき測距信号の値を算出するようにした
ことを特徴とする測距装置用調整方法。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、小さなスペースで生産、若しくは修理するにもかかわらず、遠距離の測距が単純な構成で正確に行うことのできる測距装置用調整装置を提供することができる。
これにより、狭い工場やリペアセンターでも正確な調整が可能となり、より廉価な製品、より廉価な修理費用の製品作りが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の測距用調整装置の第１の実施の形態の概略を示した図である。
【図２】基線長方向の位置差による測距結果のばらつきについて説明する図である。
【図３】（ａ）は測距装置とチャートの間の基線方向の相対位置と測距結果との関係を表した図、（ｂ）は１センサ分のシフト量ＸSPと、距離Ｌ、レンズとセンサ間の距離ｆ、１つのセンサの幅ＳＰとの関係を示した図である。
【図４】第１の実施の形態による被写体距離Ｌの逆数とＡＦ結果との関係を表した図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態に於けるパーソナルコンピュータ１８の処理する動作プログラムを表したフローチャートである。
【図６】この発明の第３の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【図７】この発明の第４の実施の形態の概略を示した図である。
【図８】測距装置の構成の一例と測距原理を示した図である。
【図９】（ａ）は受光レンズとセンサアレイの配置関係を示した図、（ｂ）は被写体距離Ｌの逆数と図１のＣＰＵの算出データとの関係を表した図である。
【図１０】従来の測距装置用調整装置による調整の一例を示した図である。
【図１１】被写体距離Ｌの逆数とＡＦ結果との関係を表したもので、予測される遠距離Ｌ3 での測距結果のばらつきσF を示した図である。
【図１２】被写体距離Ｌの逆数とＡＦ結果との関係を表した図である。
【符号の説明】
１３ 測距装置、
１４ カメラ、
１５、２４ａ、２４ｂ ステージ、
１６、１６ａ、１６ｂ、２２ モータ、
１７、１７ａ、１７ｂ ドライバ、
１８ パーソナルコンピュータ、
１９ 作業者、
２０ａ、２０ｂ、２０ａ′、２０ｂ′ チャート、
２１ 送りねじ、
２３ ガイドレール。
Claims (3)
- 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整装置に於いて、
上記測距装置に対向して所定距離離れて配置される測距対象用のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置を、上記光電変換素子センサアレイのセンサアレイ並び方向に、上記所定距離を保ちつつ複数の位置に設定変更移動させるシフト手段と、
上記テストチャートと光電変換素子センサアレイとの所定距離が異なる少なくとも２つの状態で、それぞれ上記シフト手段による各位置に応じて出力される上記測距装置の測距信号を入力する測距信号入力手段と、
を具備することを特徴とする測距装置用調整装置。 - 上記シフト手段による上記テストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの相対位置の変更移動範囲は、上記光電変換素子センサアレイ構成する複数の受光素子のうち１つの受光素子の受光面のサイズと、上記テストチャートの上記測距装置に対する距離とに基いて可変させることを特徴とする請求項１に記載の測距装置用調整装置。
- 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる２像信号の相対間隔を検知して上記被写体までの距離を求める測距装置を着脱自在に取付け可能であって、取付けられた該測距装置の測距誤差を算出し補正する測距装置用調整装置に於いて、
上記測距装置に対向して第１の所定距離離れて配置される測距対象用の第１のテストチャートと、
上記測距装置に対向して第２の所定距離離れて配置される測距対象用の第２のテストチャートと、
上記第１及び第２のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとのセンサアレイ並び方向の相対位置を変更するように、上記第１及び第２のテストチャートと上記光電変換素子センサアレイとの少なくとも一方を複数の設定位置に移動させるシフト手段と、
上記第１のテストチャートに対応して、上記シフト手段による複数の設定位置に応じて出力される上記測距装置の第１の距離測距信号と、上記第２のテストチャートに対応して、上記シフト手段による複数の設定位置に応じて出力される上記測距装置の第２の距離測距信号とを入力する測距信号入力手段と、
上記測距信号入力手段により入力された複数の第１の距離測距信号に基いて、上記第１の所定距離に対応すべき測距信号の値を、上記測距信号入力手段により入力された複数の第２の距離測距信号に基いて、上記第２の所定距離に対応すべき測距信号の値を算出する算出手段と、
この算出手段による値に基いて、第３の所定距離に対してあるべき測距結果が得られるように上記測距装置の補正値を演算する補正値演算手段と
を具備することを特徴とする測距装置用調整装置。
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| JP9599897A JP3806486B2 (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 測距装置用調整装置 |
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| JPH10288521A JPH10288521A (ja) | 1998-10-27 |
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| JP (1) | JP3806486B2 (ja) |
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