JPH0413619Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は車輌等に配置し、自動車の前方また
は後方の対象物体までの距離を三角法の原理によ
り光学的、電気的に測定する距離測定装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第４図はこの種の測定装置の原理を示す図で、
測定対象物１の像は同一焦点距離をもつレンズを
含む２つの光学系２Ｒ，２Ｌによつて撮像素子３
上に結ばれる。ここで対象物１が有限の距離にあ
る場合にはその像は対象物１が無限遠の位置にあ
る場合に比べてそれぞれΔだけずれる。このずれ
は基線方向、すなわち上記２つのレンズの中心を
結ぶ直線方向に互に反対の方向に生じる。この基
線の長さをＬとし、レンズから像までの距離をｆ
とすると対象物１までの距離Ｄは次式によつて求
められる。

Ｄ＝ｆ・Ｌ／2Δ したがつてこのΔを求めることにより距離を算出
することができる。

次に第５図に示した従来の測定装置について説
明する。図において、２Ｒ，２Ｌは同一焦点距離
をもつ凸レンズ、４Ｒ，４Ｌは第１の反射鏡、５
は反射プリズム、６は光学像の濃淡を電気信号に
変換する複数の絵素感光部を一列に配列した一次
元イメージセンサで、その絵素の配列方向と光学
系の基線方向が一致するように配置されている。

上記の構成により２系統の結像系を隣接させる
ことが可能となり、１個のイメージセンサで距離
を測定することができる。すなわち、イメージセ
ンサ６の右半分にはレンズ２Ｒの像が、また左半
分にはレンズ２Ｌの像ができる。そしてこの２つ
の像の間隔は上記したように距離測定物体までの
距離によつて変化するので、これを電気的に処理
することにより距離を算出できる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のように従来の距離測定装置では、先に述
べたように光学像検出センサとして絵素感光部を
一列に配列した一次元イメージセンサを使用して
いるため、測定可能な視界は線状となり、センサ
の絵素配列方向と直角方向の視界は著しく狭く対
象物の像のその部分に濃淡がない場合には距離の
検出が不可能となる場合があつた。また、上記の
装置では測定者が対象物体を確認できないため別
の光学系よりなるフアインダ等を併設するなどし
てどの部分の距離を計測しているか確認する必要
があつた。そこで上記のような問題点を解決する
一つの方法として縦横の受光面を有する２次元イ
メージセンサを撮像素子として使用することが考
えられるが、この場合には次のような問題が生
じ、従来の光学系のままで単に２次元イメージセ
ンサに代えても優れた距離計とすることができな
い。

すなわち第６図は民生用テレビカメラ用として
一般に販売されている2/3インチ型固体２次元イ
メージセンサの受光部の絵素の配列状態を示した
もので、81に示す受光絵素を縦横に配置してい
る。Ｈは水平方向の辺、Ｖは垂直方向の辺を示し
その長さの比は４：３の長方形となつている。δ_H
は隣接する絵素の水平方向ピツチ、またδ_Vは同じ
く垂直方向ピツチを示し、これらの値はそれぞれ
23μmと13.5μmで垂直方向に密なピツチとなつて
いる。また、三角測量方式においてはその測定距
離限界を表わす検出能と測定誤差は次式で示され
る。

検出能＝Ｌ・ｆ／δ 測定誤差＝R²・δ／Ｌ・ｆ Ｌ：基線長 ｆ：レンズの焦点距離 Ｒ：測定距離 δ：センサの基線方向絵素ピツチ したがつて検出能が大きく測定距離誤差の少ない
距離計を得るためには２次元イメージセンサの絵
素ピツチの密の辺を基線方向に合わせる必要があ
る。このことは第６図のＶに示す２次元イメージ
センサの垂直方向を基線方向とすることにより、
結局２次元イメージセンサを縦位置で使用するこ
とになる。一方、従来装置の光学系では第２図の
ように２系統の結像を基線方向すなわち左右に隣
接して行なうようにしている。したがつて従来の
装置の光学系のままでは縦位置に配置した２次元
イメージセンサを左右に縦に分けて使用すること
になり、その測定距離視界は非常に縦長となつて
しまう。すなわち、２次元イメージセンサの２つ
の辺の長さ比はすでに述べたように４：３である
が、これを縦位置に配置し且つこれを左右に分割
すると分割部分の辺の長さの比は３：８の縦長と
なる。このことは車輌等に搭載した場合、ハンド
ル操作との関連からより重要な水平方向の視界を
十分確保できなくなつてしまうこととなり、せつ
かく２次元イメージセンサを使用してもその特長
を十分活かしきれないことになる。

この考案は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、２次元イメージセンサをして
もその測定距離視界を横長とすることができる距
離測定装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る距離測定装置は、撮像素子とし
て一つの２次元イメージセンサを使用し、その受
光部絵素ピツチの密なる辺を基線方向と合わせて
配置すると共に、２つの光学系の像を基線方向と
直角方向に隣接して結像させ、縦方向に配置した
２次元イメージセンサを上下に分けて使用するよ
うにしたものである。

〔作用〕

この考案における距離測定装置は、２次元イメ
ージセンサの絵素ピツチの密なる辺を基線方向に
合わせているため、検出能が大きく、しかも誤差
が少なくさらに縦位置に配置した２次元イメージ
センサを上下に分けて使用しているので測定距離
視界が横長とすることができる。

〔考案の実施例〕

以下、この考案の一実施例を図について説明す
る。第１図はこの考案の光学系の構成図で、基線
方向を水平に配置した状態を示す。図において、
２Ｒ，２Ｌは同一焦点距離の凸レンズ、４Ｒ，４
Ｌは第１の反射鏡、７Ｒ，７Ｌは第２の反射鏡
で、これら２つの反射鏡は相互の反射面が90度と
なるようにし、また基線方向と直角方向つまり垂
直方向に交又して配置し、第２の反射鏡７Ｒと７
Ｌはそれぞれ第１の反射鏡４Ｒ，４Ｌと対向して
ある。８は２次元イメージセンサで、その絵素ピ
ツチの密な辺を基線方向と一致させて配置してあ
る。この図から解るようにレンズ２Ｒ、第１の反
射鏡４Ｒおよび第２の反射鏡７Ｒからなる光学系
と、レンズ２Ｌ、第１の反射鏡４Ｌおよび第２の
反射鏡７Ｌからなる光学系はその結像がセンサ８
上で基線方向と直角方向すなわち垂直方向に隔差
ａをもつて隣接して生じるようこれらの光軸を隔
差ａ相当分だけ垂直にずらせてある。なお、隔差
ａは２次元イメージセンサ８の長辺の長さのほぼ
１／２に決めてある。

第２図は光学系においてセンサ８に結像した状
態を示すもので、上下に隔差ａをもつ２つの像が
できる。そして対象物体が無限遠の場合には鎖線
で示すように２つの像は同一垂直線上にできる
が、対象物体までの距離が近づくにつれてセンサ
８上の２つの像は実線のように基線方向つまり水
平方向に離れていく。したがつて２つの像の基線
方向のずれを電気的に処理することで距離を検出
できる。また、２次元イメージセンサの２つの辺
の長さの比はすでに説明したように４：３の長方
形となつている。この実施例ではこれを縦方向に
配置し、上下方向に２分割している。これにより
その測定距離視界はその辺の長さの比が３：２と
なる横長とすることができる。第３図はこの考案
の測定装置によつて計測した距離をCRT（陰極線
管）等の表示装置に表わした例で、上方に測定距
離対象物体の映像を示し、下方にその物体までの
距離を数字で表示したものである。

なお、実施例では2/3インチ型固体２次元イメ
ージセンサを使用した例について示したが、1/2
インチ型固体２次元イメージセンサあるいは撮像
管でも同じ作用が得られる。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案によれば、撮像素子とし
て２次元イメージセンサを使用しているため、対
象物体の一部に濃淡がなくても距離の検出が可能
となり、また、ビデオ信号を映像として陰極線管
等の表示装置に表示することにより測定距離対象
物を目視確認することができる。さらに２つの光
学系の像を縦位置に設置したセンサの上下に隣接
して結像させるようにしたので、測定距離視界が
横長となり、水平視界を確保できる等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す距離測定装
置の構成図、第２図は２次元イメージセンサ上の
結像の図、第３図は距離測定値の表示図、第４図
は距離測定装置の動作原理図、第５図は従来のこ
の種装置の構成図、第６図は２次元イメージセン
サの受光部の絵素の配列図である。 １……測定対象物体、２Ｒ，２Ｌ……凸レン
ズ、４Ｒ，４Ｌ……第１の反射鏡、７Ｒ，７Ｌ…
…第２の反射鏡、８……２次元イメージセンサ。
なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. それぞれ同一焦点距離のレンズおよび反射鏡を
   有する２つの光学系であつて該２つの光学系で得
   られる２つの結像が前記各レンズの中心を結ぶ直
   線方向を基線方向とした時この基線方向と直角方
   向に隔差をもつて隣接して生ずるよう前記各光学
   系の光軸を該隔差相当分だけ垂直にずらしてなる
   ２つの光学系と、長方形状の絵素を縦横に多数配
   列し且つ前記基線方向に絵素ピツチの密な辺を一
   致させて配置され、前記２つの光学系で前記基線
   方向と直角な方向に隔差をもつて得られた２つの
   像を上下領域に分けて受光する１つの２次元イメ
   ージセンサとを含む距離測定装置。