JPH05142464A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大規模な処理回路を必要せずに広範囲の測距
を、比較的短時間且つ高精度に行う。 【構成】 少なくとも３つの受光素子のうちの２つの受
光素子の出力レベルの差を求め、この結果に基づいて演
算手段１１９〜１２３へ入力させる受光素子出力を選択
する選択手段２〜６を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ等に配置される
測距装置に関し、特に異なった距離範囲に位置する測距
対象からの投射光の反射光をそれぞれ受光する少なくと
も３つの受光素子を備えた測距装置の改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置において、測距用のセンサ
の数が少ないと、測距範囲が狭くなると云う欠点を有し
ていた。

【０００３】例えば、図１０は１個の発光素子にて測距
対象物へ発光され、該測距対象物にて反射された反射ビ
−ムを対を成す２個のセンサにて受光して測距を行う装
置を想定したものであり、この図において、１０１は画
面中央の測距点の遠距離（Ｆ）側センサ、１０２は画面
中央の測距点の近距離（Ｎ）側センサ、１０３は画面右
側の測距点の遠距離側センサ、１０４は画面右側の測距
点の近距離側センサである。

【０００４】この構成の装置においては、遠距離側でセ
ンサ１０１の１０５近くに入射する反射ビ−ムが１０６
近くまで移動する間は両センサ１０１，１２０の出力に
変化がある為に測距することは可能であるが、それより
近い１０７近くまでの反射ビ−ムの移動は検出できな
い。これは、近距離になる程反射ビ−ムがボケて大きな
像になる事、更には１０７近くにおいてはセンサ１０２
にその反射ビ−ムの大部分が入射するようになる事によ
り、殆ど出力が変化しなくなることによる。

【０００５】図１１は前記センサ１０１，１０２、或
は、１０３，１０４からの信号を処理する処理回路系を
示す図である。

【０００６】この図において、発振器１１０からのクロ
ックパルスに同期して変調器１１１は変調出力を出し、
切換スイッチ１１２の中央（Ｃ）と右（Ｒ）の切換えを
行い、赤外発光ダイオ−ド１１１或は１１２を変調発光
させる。

【０００７】この変調光の測距対象物からの反射ビ−ム
は基線長だけ離れて配置される前述のセンサ１０１，１
０２、或は、１０３，１０４にて受光され、この受光出
力が信号ライン１１５，１１６及び切換スイッチ１１
７，１１８を介して前記発振器１１０によって駆動され
る復調器（同期検波器）１１９，１２０により復調さ
れ、次段の積分器１２１，１２２によって積分され、さ
らに演算増幅器１２３にて処理されて測距情報として出
力される。

【０００８】ところが、図１０のようにセンサ数が少な
いと測距範囲が狭い為、その範囲外へセンサを切換えて
再度測距しなくてはならない。すなわち、例えばセンサ
１０１，１０２による測距を行い、次いでセンサ１０
３，１０４による測距を行い、これらの測距結果を評価
して測距情報を得る必要があった。換言すると、二度測
距を行うことで初めて測距情報を得る事が可能となる。

【０００９】なお、少ないセンサ数で測距範囲を広げる
ことを可能とする構成のものもあるが、以下のような欠
点があり、適切な装置ではなかった。

【００１０】即ち、図１２に示すように、対を成すセン
サ１０８，１０９の形状を台形状にし、反射ビ−ムの移
動に対し中間領域を広げ、測距範囲を広くしたものであ
る。しかし、この様な形状にすることにより、反射ビ−
ムの移動に対しての出力変化量が少なくなってしまい、
Ｓ／Ｎの悪い信号となって正確な測距情報を得ることが
できなかった。

【００１１】以上の事から、近年、多くのセンサ（セン
サ群）を用い、一度の測距により所望の測距情報を得る
事を可能とする測距装置（特公平３−２２４５号）、更
にはセンサ群の出力レベルによるセンサ内内挿演算など
により、一度の測距により所望の測距情報を得る事を可
能とする測距装置が提案されている。

【００１２】この種の装置の要部構成の一例を示したの
が図１３である。

【００１３】図１３において、１２４，１２５，１２６
はセンサであり、これら３個のセンサを用いてそれら単
独、及び隣接センサ出力を増幅器１２７〜１３１で増幅
し、この出力を比較する事で、３個のセンサに渡る広い
範囲の測距を可能にしたものである。しかし、増幅器の
数が多い。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような装置においては、多くの増幅器を必要とする他、
複数のセンサのどの出力に基づいて測距演算を行うかに
ついて、即ちセンサ選択を決定するにあたり、複雑な処
理を要したり、又は全てについて演算処理を行い、その
総合結果に基づいて測距情報を得る必要があった。

【００１５】この為に、大きな処理回路を必要とした
り、測距情報を得るのに時間がかかると云う問題点があ
った。

【００１６】本発明の目的は、上記の点に鑑み、大規模
な処理回路を必要せずに広範囲の測距を、比較的短時間
に且つ高精度に行うことのできる測距装置を提供するこ
とである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも３
つの受光素子のうちの２つの受光素子の出力レベルの大
小判別を行い、この結果に基づいて演算手段へ入力させ
る受光素子出力を選択する選択手段を設けている。

【００１８】

【作用】いずれか２つの受光素子の出力レベルの大小判
別を行い、この結果によって測距演算用の受光素子出力
を選択するようにしている。例えば、遠距離側、中距
離、近距離側の受光素子を備え、そのうちの中距離と近
距離側の受光素子の出力レベルの大小判別を行い、この
結果、中距離用の受光素子の出力レベルの方が大きけれ
ば、測距対象は遠距離側に位置すると判別して、遠距離
側の受光素子と中距離用の受光素子を測距用として選択
し、これらの受光素子出力を演算手段に導くようにして
いる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００２０】図１は本発明の第１の実施例を示す回路図
であり、図１１と同じ部分は同一符合を付してある。

【００２１】図１１の従来例と異なる部分は、図１１の
処理回路に加え、切換スイッチ１，３、復調増幅器２，
４、該復調増幅器２，４から入力される出力信号の差信
号、つまりは大小判別の対象信号となる信号を出力する
演算増幅器５、及び、該演算増幅器５からの信号により
切換スイッチ１１７，１１８の切換え等を行うスイッチ
切換回路６を具備したところである。

【００２２】図２は本発明の第１の実施例装置に配置さ
れるセンサ群を示す図であり、７は遠距離（Ｆ）側セン
サ、８は中距離（Ｍ）センサ、９は近距離（Ｎ）側セン
サである。

【００２３】上記構成において、先ず、遠距離側センサ
７と近距離側センサ９の出力を選択する様に切換スイッ
チ１，３を選び、そしてこの差出力を得、「Ｆ＜Ｎ」で
あると判別した場合は、スイッチ切換回路６は切換スイ
ッチ１１７，１１８をセンサ７，８の出力を選択するべ
く切換えて遠距離側の測距演算を行わせ、また、「Ｆ≧
Ｎ」であると判別した場合は、切換スイッチ１１７，１
１８をセンサ８，９の出力を選択するべく切換えて近距
離側の測距演算を行わせ、そのスイッチ切換信号と測距
出力により、広範囲の測距を可能にしている。

【００２４】図３は本発明の第２の実施例装置に配置さ
れるセンサ群を示す図で、１０ａは遠距離側センサ、１
１ａは中距離センサ、１２ａは近距離側センサであり、
処理回路系は図１に示す処理回路系と同様である。ま
た、この実施例では、前述の測距点（センサ１０ａ〜１
２ａ）とは異なる測距点を有する多点測距装置を想定し
ており、１０ｂはその異なる測距点における遠距離側セ
ンサ、１１ｂは中距離センサ、１２ｂは近距離（Ｎ）側
センサである。

【００２５】この実施例においては、近距離側の測距範
囲を広げる為に、より近距離側へセンサを延長した例を
示すものである。

【００２６】図４は本発明の第３の実施例装置に配置さ
れるセンサ群を示す図で、１０ａは遠距離側センサ、１
３ａは中距離センサ、１４ａは近距離側遠点（ＮＦ）セ
ンサ、１５ａは近距離側近点（ＮＮ）センサであり、処
理回路系は第２の実施例と同様、図１に示す処理回路系
と同様である。また、この実施例では、３点の測距を可
能とする多点測距装置を想定しており、１０ｂ，１０ｃ
（不図示）はそれぞれ異なる測距点における遠距離側セ
ンサ、１３ｂ，１３ｃ（不図示）は中距離センサ、１４
ｂ，１４ｃは近距離側遠点センサ、１５ｂ，１５ｃは近
距離側近点センサである。

【００２７】この実施例においては、より近距離側を正
確にする為にセンサ数を４個にした例を示すものであ
り、この様な構成にした場合、図１に示すスイッチ切換
回路６は、１３ａと１４ａのセンサ出力の差を求め、こ
の結果に基づいて、１０ａと１３ａ、又は、１４ａと１
５ａのセンサによる測距に切換えることになる。

【００２８】図５は本発明の第４の実施例装置に配置さ
れるセンサ群を示す図で、第３の実施例と同様、１０ａ
は遠距離側センサ、１３ａは中距離センサ、１４ａは近
距離側遠点センサ、１５ａは近距離側近点センサであ
り、処理回路系は第２，３の実施例と同様、図１に示す
処理回路系と同様である。また、この実施例において
も、３点の測距を可能とする多点測距装置を想定してお
り、１０ｂ，１０ｃ（不図示）はそれぞれ異なる測距点
における遠距離側センサ、１３ｂ，１３ｃ（不図示）は
中距離センサ、１４ｂ，１４ｃは近距離側遠点センサ、
１５ｂ，１５ｃは近距離側近点センサである。

【００２９】この実施例においては、第３の実施例より
更にセンサの近距離側を延長し、隣接の測距点（隣接視
野）用のセンサと一部兼用した例を示すものであり、セ
ンサ１３ａと１４ａの差出力を求め、この結果に基づい
て、１０ａと１３ａのセンサによる測距、又は、センサ
１４ａとセンサ（１５ａ＋１０ｂ）による測距に切換え
ることになる。

【００３０】この様に、必要に応じて隣接のセンサを加
算結線して広い測距を可能にしたり、遠距離側測距時に
は分離した小さなセンサを用いる事で、センサの大きさ
によるノイズを低減出来る。

【００３１】図６は本発明の第５の実施例装置に配置さ
れるセンサ群を示す図で、第３，４の実施例と同様、１
０ａは遠距離側センサ、１３ａは中距離センサ、１４ａ
は近距離側遠点センサ、１５ａは近距離側近点センサで
あり、処理回路系は第２〜４の実施例と同様、図１に示
す処理回路系と同様である。また、この実施例において
も、３点の測距を可能とする多点測距装置を想定してお
り、１０ｂ，１０ｃ（不図示）はそれぞれ異なる測距点
における遠距離側センサ、１３ｂ，１３ｃ（不図示）は
中距離センサ、１４ｂ，１４ｃは近距離側遠点センサ、
１５ｂ，１５ｃは近距離側近点センサである。

【００３２】この実施例は、図５に示した第４の実施例
のセンサよりも隣接視野を近づけて構成した例を示すも
のであり、この実施例においても、センサ１３ａと１４
ａの差出力を求め、この結果に基づいて、１０ａと１３
ａのセンサによる測距、又は、センサ１４ａとセンサ
（１５ａ＋１０ｂ）による測距に切換えることになる。

【００３３】図７は本発明の第６の実施例装置に配置さ
れるセンサ群を示す図で、第３〜５の実施例と同様、１
０ａは遠距離側センサ、１３ａは中距離センサ、１４ａ
は近距離側遠点センサ、１５ａは近距離側近点センサで
あり、処理回路系は第２〜５の実施例と同様、図１に示
す処理回路系と同様である。また、この実施例において
も、３点の測距を可能とする多点測距装置を想定してお
り、１０ｂ，１０ｃ（不図示）はそれぞれ異なる測距点
における遠距離側センサ、１３ｂ，１３ｃ（不図示）は
中距離センサ、１４ｂ，１４ｃは近距離側遠点センサ、
１５ｂ，１５ｃは近距離側近点センサである。

【００３４】この実施例は、図６に示した第５の実施例
のセンサの変形例を示すものであり、遠距離側センサを
隣接視野の至近側センサと共用した例である。よって、
この実施例においても、センサ１３ａと１４ａの差出力
を求め、この結果に基づいて、１０ａと１３ａのセンサ
による測距、又は、センサ１４ａとセンサ（１５ａ＋１
０ｂ）による測距に切換えることになる。

【００３５】図８は本発明の第７の実施例装置に配置さ
れるセンサ群を示す図で、第３〜６の実施例と同様、１
０ａは遠距離側センサ、１３ａは中距離センサ、１４ａ
は近距離側遠点センサであり、そして隣接センサである
１０ｂが近距離側近点センサとして兼用するようにして
ある。処理回路系は第２〜６の実施例と同様、図１に示
す処理回路系と同様である。また、この実施例において
も、多点測距装置を想定しており、１０ｂ，１０ｃ（不
図示）はそれぞれ異なる測距点における遠距離側セン
サ、１３ｂ，１３ｃ（不図示）は中距離センサ、１４
ｂ，１４ｃは近距離側遠点センサである。

【００３６】この実施例は、隣接のセンサを更に近づけ
て構成した例を示すものであり、この場合は、センサ１
３ａと１４ａの差出力、或は、センサ１３ａと１０ｂの
差出力を求め、この結果に基づいて、遠距離側は１０ａ
と１３ａのセンサによる測距、近距離側は１３ａと（１
４ａ＋１０ｂ）のセンサによる測距に切換える。図で分
かる様に１０ｂは隣接の１０ａに相当するセンサであ
る。

【００３７】図９は本発明の第８の実施例装置に配置さ
れるセンサ群を示す図で、１０ａは遠距離側センサ、１
３ａは中距離センサ、１６ａは近距離側遠点センサであ
り、そして隣接センサである１０ｂが近距離側近点セン
サとして兼用するようにしてある。処理回路系は第２〜
７の実施例と同様、図１に示す処理回路系と同様であ
る。また、この実施例においても、多点測距装置を想定
しており、１０ｂ，１０ｃ（不図示）はそれぞれ異なる
測距点における遠距離側センサ、１３ｂ，１３ｃ（不図
示）は中距離センサ、１４ｂ，１４ｃは近距離側遠点セ
ンサである。

【００３８】この実施例は、センサ形状を単純にした例
を示すものであり、センサ１３ａと１６ａの差を求め、
この結果に基づいて、遠距離側では１０ａと１３ａのセ
ンサによる測距、近距離側は（１０ａ＋１３ａ）と（１
６ａ＋１３ｂ）のセンサによる測距に切換える。

【００３９】以上の各実施例によれば、１つの測距点を
成すセンサ群の一部センサの出力を概略比較する事で、
測距演算するセンサ群を切換える事で、広い距離範囲に
渡って、高精度で測距する事が可能となる。しかも、そ
の切換においてセンササイズを変化させる（加算する）
事で、高精度の遠距離測距と、大きなボケ像が移動する
近距離測距に適する装置を提供可能となる。

【００４０】また、隣接視野（隣接センサ）の一部を兼
用する組合せにおいては、総センサ数をあまり増やさず
に広視野測距が可能となり、又視野数を増やしてもセン
サ数を余り増やさずに対応出来る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも３つの受光素子のうちの２つの受光素子の出
力レベルの差出力を求め、この結果に基づいて演算手段
へ入力させる受光素子出力を選択する選択手段を設け、
該選択手段により、いずれか２つの受光素子の出力レベ
ルの大小判別を行い、この結果によって測距演算用の受
光素子出力を選択するようにしている。よって、大規模
な処理回路を必要せずに広範囲の測距を、比較的短時間
に且つ高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施例に共通する測距装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例装置に配置されるセンサ
群を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例装置に配置されるセンサ
群を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施例装置に配置されるセンサ
群を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施例装置に配置されるセンサ
群を示す図である。

【図６】本発明の第５の実施例装置に配置されるセンサ
群を示す図である。

【図７】本発明の第６の実施例装置に配置されるセンサ
群を示す図である。

【図８】本発明の第７の実施例装置に配置されるセンサ
群を示す図である。

【図９】本発明の第８の実施例装置に配置されるセンサ
群を示す図である。

【図１０】従来の測距装置に配置されるセンサ群の一例
を示す図である。

【図１１】従来の測距装置の電気的構成の一例を示すブ
ロック図である。

【図１２】従来の測距装置に配置されるセンサ群の他の
例を示す図である。

【図１３】従来の測距装置の電気的構成の他の例を示す
ブロック図である。

【符合の説明】

１ 切換スイッチ ２ 増幅器 ３ 参照電源 ４ 抵抗 ５ 演算増幅器 ６ スイッチ切換回路 ７〜９ センサ １０ａ〜１０ｃ センサ １１ａ，１１ｂ センサ １２ａ，１２ｂ センサ １３ａ〜１３ｃ センサ １４ａ〜１４ｃ センサ １５ａ〜１５ｃ センサ １１３，１１４ 赤外発光ダイオ−ド １１７，１１８ 切換スイッチ １１９，１２０ 復調器 １２１，１２２ 積分器 １２３ 演算増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測距対象へ向けて光を投射する投光手段
   と、異なった距離範囲に位置する測距対象からの前記投
   射光の反射光をそれぞれ受光する少なくとも３つの受光
   素子と、入力される受光素子よりの出力により測距情報
   を算出する演算手段とを備えた測距装置において、前記
   少なくとも３つの受光素子のうちの２つの受光素子の出
   力レベルの大小判別を行い、この結果に基づいて前記演
   算手段へ入力させる受光素子出力を選択する選択手段を
   設けたことを特徴とする測距装置。