JPH0632571Y2 - オートフォーカス用測距モジュールの測距試験装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は三角測量法によるアクティブ式オートフォーカ
ス用測距モジュールの測距試験装置に関する。

（従来の技術） アクティブ式オートフォーカス用測距モジュール（以
下、単に測距モジュールという）は発光部から変調赤外
線ビームを被写体に向けて発射し、その反射光を受光部
に結像し、その時の結像位置情報から被写体までの距離
を三角測量法により測定するものである。

この種の測距モジュール単体、またはカメラに装着され
た測距モジュールにあっては、実際に正しい測距動作を
するか否かをチェックする必要がある。

第３図ａは、従来の測距モジュールの測距試験装置の概
略構成図である。

図において、測距モジュール１は、赤外線発光素子及び
投光レンズからなる発光部２及びこの発光部２から被写
体に照射された光像を読み取る集光レンズ及び受光素子
からなる受光部３を備え、発光部２と受光部３は距離Ｘ
_０だけ離間されている。この距離Ｘ_０は距離計測のため
の基線長となる。

上述の測距モジュール１は、測距試験ユニット４の所定
位置に位置決めセットされる。測距試験ユニット４は、
測距モジュール１の発光部２からの赤外線スポットビー
ムの照射方向に距離情報を与える複数の反射板５_１，５
_２，５_３・・・を有し、この各反射板５_１，５_２，５_３
・・・は測距モジュール１から予め決められた実際の距
離_１，_２，_３，・・・に出し入れ可能に配置され
ている。

上記のように構成された従来の測距試験システムにおい
て、測距モジュール１の測距動作が正常に行われるかを
チェックする場合は、例えば、距離_１の実距離に対す
る測距モジュール１の計測距離データを得る場合は、距
離_１にある反射板５_１を発光部２の照射光路上にセッ
トし、発光部２から投光角をもった赤外線スボットビー
ムを反射板５_１に向け投射する。反射板５_１に投影され
たスポットビーム像６_１（第３図ｂ参照）は反射板５_１
により反射されて受光部３の受光素子アレイ上に結像さ
れる。受光部３では、受光素子アレイ上のいずれかの部
分にスポットビーム像６_１が結像されたかを検出し、こ
の検出信号を図示しない演算部に取り込んで三角測量法
に基づく演算を行うことにより反射板５_１までの距離を
計測する。そして、測距モジュール１で演算した計測デ
ータと反射板５_１までの実距離_１とを比較すること
で、測距モジュール１が正しく測距動作しているかをチ
ェックする。

また、反射板５_２，５_３・・・に対する距離_２，
_３，・・・を測定する場合も上述と同様にして行う。
この時、各反射板５_２，５_３・・・上の投影スポットビ
ーム像６_２，６_３・・・（第３図ｂ参照）の位置の違い
が受光部３の受光素子アレイ面の結像位置の違いとなっ
て表われ、これを受光部３で電気信号に変換して演算部
に入力することにより、反射板５_２，５_３・・・までの
距離を算出し、この算出された計測データと各反射板５
_２，５_３・・・までの実距離_２，_３・・・とを比較
することで測距モジュール１が正しく測距動作している
かをチェックしている。

（考案が解決しようとする問題点） 上述のような従来の測距モジュールの測距試験装置で
は、測距モジュール１に対する各距離情報を測距モジュ
ール１の赤外線スポットビーム投射方向に実距離で配列
した反射板５_１，５_２，５_３・・・によって与えるもの
であるため、測距モジュールの測距試験に際しては、実
際に試験したい実距離及び各実距離に出し入れ可能に配
置される反射板が必要になり、これに伴いシステムが大
型化し、その設置スペースが大きくなってしまう。特に
ズーム機構を備えたカメラ用の測距モジュールにあって
は、１０ｍ以上の距離が必要となり、試験システムを更
に大型化する問題がある。

また、測距モジュール個々の光軸差や組付け誤差が誤測
距の要因になるが、このような誤差を作業者がその都度
調節するのでは時間がかかり、また、あいまいな位置合
わせでは正確な測距ができない問題があった。

本考案は上記のような従来の問題を解決するためになさ
れたものであって、試験システムの小型化及び省スペー
ス化を可能にすると共に、測距モジュールと試験システ
ムとの位置合わせを自動化し、正確な信頼性の高い測距
試験を可能にしたオートフォーカス用測距モジュールの
測距試験装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本考案に係るオートフォーカ
ス用測距モジュールの測距試験装置は測距モジュールを
含む被試験体を着脱可能に支持する支持手段と、前記支
持手段に前記測距モジュールの発光部及び受光部の配列
方向と平行な方向に移動可能に配設されオートフォーカ
ス用のスポットビームを発する赤外線発光体と、前記測
距モジュール及び赤外線発光体に任意距離隔てて正対さ
れ、前記赤外線発光体から発するスポットビーム像が投
影されると共にこのスポットビーム像を実距離ビーム像
として前記測距モジュールの受光部に結像させるスクリ
ーンと、前記測距モジュールの動作時にその発光部を遮
蔽する遮蔽手段と、前記測距モジュールを、その発光部
を前記遮蔽手段で遮蔽した状態で測距動作モードに制御
すると共に前記赤外線発光体を移動制御することでその
移動量が仮想距離情報となるように実距離をシミュレー
トし、かつ発光制御する制御手段と、前記測距モジュー
ルの測距試験開始時にその発光部から前記スクリーンに
投影されたスポットビーム像を撮像する２次元カメラ
と、前記２次元カメラからのビーム画像を取り込んでそ
のビーム画像と試験システム側基準点とのずれ量を算出
する画像処理手段と、前記画像処理手段から算出された
ずれ量に基づいて前記測距モジュールを試験システム側
に自動位置合せする制御手段とを備えてなるものであ
る。

（作用） 測距モジュールの動作開始に伴い発光部が発光してその
スポットビーム像がスクリーンに投影されると、該投影
スポットビーム像は２次元カメラにより撮像され、画像
処理手段で基準点に対するずれ量が算出される。これに
より制御手段が測距モジュール側を試験システムの基準
点に自動的に位置合わせする。

従って、測距モジュールの位置合わせが迅速かつ正確に
なり、モジュールの測距試験を正確で信頼の高いものに
できる。

また、赤外線発光体が制御手段からの指令信号により移
動され発光されると、スクリーン上に投影されたスポッ
トビーム像の基準点に対する移動量が実距離をシミュレ
ートした仮想の距離情報となる。従って、スクリーン上
に投影された仮想のスポットビーム像は実距離を反映し
た距離情報となるから、これを測距モジュールの受光部
に結像することにより測距モジュールはあたかも実距離
からのビーム像として検出することになり、実距離に相
当する距離計測を行うことになる。

従って、本考案にあっては、実距離にスクリーンを配置
する必要がなくなり、必要最小限の短い距離で済むこと
になって、測距試験装置の小型化及び省スペース化が可
能になる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案によるオートフォーカス用測距モジュー
ルの測距試験装置の全体を示す斜視図である。

図において１０は支持手段の一部をなす枠体で、枠体１
０は上下に所定間隔離して平行に配置した上部基板１０
ａ及び下部基板１０ｂを有し、この上部及び下部基板１
０ａ，１０ｂは複数の支柱１０ｃにより一体に結合され
ている。

上部基板１０ａの中央部には、図示しないパルスモータ
などにより水平面内で回転する第１のテーブル８が設置
され、この第１のテーブル８上には、図示しないパルス
モータなどにより上下方向に傾動される第２のテーブル
９が設置されている。さらに第２のテーブル９上の中央
部に立設した支柱１１の上端には、被試験体である測距
モジュール１をセットするための支持台１２が固着され
ている。この支持台１２には、測距モジュール１に発光
のための信号を供給する入力端子及び測距モジュール１
で検出した距離情報をピックアップするための入力端子
等を有するプローブヘッド１３及び測距モジュール１を
支持台１２上に固定するロック機構１４が取り付けられ
ている。また、前記プローブヘッド１３及びロック機構
１４をセット状態及び開放状態に操作するソレノイドバ
ルブ付きのエアーシリンダ１５が支持台１２に設置さ
れ、このエアーシリンダ１５には図示しないエアー源か
らソレノイドバルブを通してエアーが供給できるように
してある。

第１図において符合１６は、測距モジュール１の試験時
にその発光部２からの投射ビームを遮蔽するための遮蔽
板であり、この遮蔽板１６の一端は支持台１２上に設置
したソレノイドバルブ付きのエアーシリンダ１７に連結
され、その他端には発光部２の発光を検出するフォトト
ランジスタ１６ａが取り付けられている。エアーシリン
ダ１７には図示しないエアー源からソレノイドバルブを
通してエアーが供給できるようにしてある。

前記枠体１０の下部基板１０ｂ上には、案内部材１８が
設置されており、この案内部材１８上には移動台１９を
介して赤外線発光体２０が測距モジュール１の発光部２
と受光部３との配列方向と平行な方向に移動可能に取り
付けられ、パルスモータ等の駆動手段２０ａによってＸ
軸方向に移動される。

赤外線発光体２０は、測距モジュール１に対し仮想の距
離情報用スポットビーム像を与えるもので、測距モジュ
ール１の発光部２と同一構造及び同一特性のものから構
成される。

なお、赤外線発光体２０としては、実施例のように単体
構造のものに限らず、例えば、正しく測距動作するよう
構成された測距モジュールを利用しても良い。この場
合、受光部は非動作状態として用いる。

また、第１図において符号２１は、前記測距モジュール
１及び赤外線発光体２０から任意の距離Ｌ_０（例えば１
ｍ）離して正対させた実距離シミュレート用のスクリー
ンで、予め決められた反射率を有する。このスクリーン
２１上には、赤外線発光体２０から発する仮想距離用の
スポットビーム像が投影されるようになっており、この
スポットビーム像をスクリーン２１上で水平方向に移動
させることにより、測距モジュール１に対し実距離と等
価のスポットビーム像を形成する。

第１図において主制御部２２は、試験システム全体を統
轄制御するもので、マイクロコンピュータから構成され
ている。

主制御部２２には、標準レンズ、ズームレンズあるいは
マイクロレンズ等に対応して予め規格設定されているテ
スト実距離に対するシミュレーション用仮想距離デー
タ、テスト距離段数データ及び計測プログラム等を格納
したメモリ２３と、赤外線発光体２０をシミュレーショ
ン用仮想距離データに基づいてＸ軸方向に移動制御する
発光体制御部２４と、測距モジュール１と主制御部２２
間の信号の受け渡しを行う入出力部２５と、エアーシリ
ンダ１５及び１７を制御する支持台制御部２６がそれぞ
れ接続され、さらにフォトトランジスタ１６ａが入出力
部２５を介して主制御部２２に接続されている。

また、前記スクリーン２１と正対する枠体１０側には、
測距モジュール１の発光部２からスクリーン２１上に投
影されるスポットビームを撮像するＣＣＤ等の２次元カ
メラ２７が配置され、この２次元カメラ２７の光軸は予
め決めたスクリーン２１上の基準点２８と一致してお
り、さらに赤外線発光体２０のスポットビームの光軸も
基準点２８と一致している。

２次元カメラ２７で撮像された発光部２のビーム画像信
号は画像処理部２９に出力される。この画像処理部２９
は発光部２のビーム画像を任意の閾値を基に２値化した
後、その中心を検出して基準点２８に対するずれ量を計
算し、これから測距モジュール１の修正量を算出するも
ので、主制御部２２に接続されている。さらに主制御部
２２には、測距モジュール１の位置合せ用の第１及び第
２テーブル８，９を制御するテーブル制御部３０が接続
され、このテーブル制御部３０には、画像処理部２９に
算出された修正量信号が出力されるようになっている。

次に、上記のように構成された本実施例の動作を第２図
のフローチャートを参照して説明する。

測距モジュール１の測距試験に際しては、まず、被試験
体である測距モジュール１を支持台１２上に載置した
後、試験システムをスタートさせる。この状態で外部か
ら主制御部２２にセット指令を与えることにより、主制
御部２２は支持台制御部２６にセット信号を出力する。
これによりエアーシリンダ１５を動作させてロック機構
１４で測距モジュール１を支持台１２上にロックすると
共に、プローブヘット１３を測距モジュール１の所定の
信号入出力端子に接触させる（ステップＳ１）。

次にステップＳ２において、主制御部２２から入出力部
２５に発光部動作指令を与えて発光部２を発光動作させ
る。この発光部２から発射されるスポットビーム像をス
クリーン２１上に投影する。次のステップＳ３では、２
次元カメラ２７を動作しスクリーン２１上に投影された
発光部２のスポットビーム像を撮像し、撮像されたビー
ム像を画像処理部２９においてデジタル量に変換し、２
値化した後、この２値化像からその中心座標を算出す
る。そして、これと基準点２８の中心座標とを比較して
Ｘ，Ｚ軸方向のずれ量を算出する。

そしてステップＳ４において、上記各ずれ量を主制御部
２２に取り込み、測距モジュール１のスクリーン２１に
対するＸ，Ｚ軸方向の修正量θ_Ｘ，θ_Ｚとしてテーブル
制御部３０に出力し、修正量θ_Ｘ，θ_Ｚ分に対応して第
１テーブル８及び第２テーブル９を動かす。

次のステップＳ５では、測距モジュール１の発光部２の
ビーム像中心が基準点２８と一致する位置に修正された
かを判定する。「ＮＯ」の時は、再びステップＳ２に戻
り、発光部２のビーム像中心が基準点２８に一致するま
で、ステップＳ２〜Ｓ５の処理を実行する。

発光部２のビーム像中心のゼロ位置調整が完了したと判
定されたならば、ステップＳ６に進み、主制御部２２か
ら支持台制御部２６に指令を出し、エアーシリンダ１７
を動作させて発光部２の投光窓を遮蔽板２６により覆
い、テスト時に発光する発光部２のスポットビームがス
クリーン２１へ投影されないようにする。

そして、次のステップＳ７において測距モジュール１の
測距テストを実行する。

即ち、メモリ２３から測距しようとする測距段数及びこ
れに対応するシミュレーション用の仮想距離データを主
制御部２２に順次読み込み、これを主制御部２２で演算
処理した後、発光体制御部２４を通してステップモータ
等の発光体駆動手段２０ａに出力し、該駆動手段２０ａ
を駆動することによってシミュレーション用赤外線発光
体２０を各測距段のシミュレーション用仮想距離データ
に応じてＸ軸方向に移動する。そして、赤外線発光体２
０が各仮想距離データに応じた位置に割出される毎に主
制御部２２から入出力部２５及びプローブヘッド１３を
通して測距モジュール１に測距動作指令が与えられ、発
光部２を発光させる。

この発光部２からの光がフォトトランジスタ１６ａによ
り検知されると、その検知信号は入出力部２５を通して
主制御部２２に取り込まれると共に、発光体制御部２４
を通して赤外線発光体２０に発光指令が出力される。こ
れにより赤外線発光体２０が測距モジュール１の動作に
同期して発光すると、赤外線発光体２０から発射される
スポットビームはスクリーン２１上に投影される。

この時、各測距段の仮想距離データに応じて移動された
各割出位置で赤外線発光体２０からスクリーン２１上に
投影された各スポットビーム像ＳＢ_１，ＳＢ_２，Ｓ
Ｂ_３，…のずれ量が第３図（ａ）に示す実距離_１，
_２，_３，…にそれぞれ対応する。即ち、スクリーン２
１上の各スポットビーム像ＳＢ_１，ＳＢ_２，ＳＢ_３，…
を測距モジュール１の受光部２から見た場合、これらス
ポットビームは、あたかも実距離から反射されたスポッ
トビーム像となる。そして、基準点２８から各スポット
ビーム像ＳＢ_１，ＳＢ_２，ＳＢ_３，…までの移動量
Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３，…が第３図（ａ）に示す実距離
_１，_２，_３，…をシミュレートしたことを意味す
る。

従って、スクリーン２１上に投影されたスポットビーム
像ＳＢ_１，ＳＢ_２，ＳＢ_３，…を測距モジュール１の受
光部３で読み取り、これを受光アレイ面上に結像すれ
ば、その結像位置データから実距離に対する測距モジュ
ール１の計測距離データを求めることができる。即ち、
受光部３では、受光アレイ上のいずれの部分にスポット
ビーム像が結像されたかを検出し、この検出信号を入出
力部２５を通して主制御部２２に取り込み、三角測量法
に基づく演算を行うことで第３図（ａ）に示す実距離
_１，_２，_３，…に対応した距離データを算出し得
る。算出された距離データは、前記移動量Ｘ_１，Ｘ_２，
Ｘ_３，…に対応して予め求めておいたテーブル（これは
主制御部２２の内部メモリなどに格納してある）を参照
し比較することにより、測距モジュール１の良否判定を
行う（ステップＳ８）。

そして、測距モジュール１に対する測距試験が終了した
ならば、ステップ９に進み、主制御部２２から支持台制
御部２６に開放命令を与えて、遮蔽用エアーシリンダ１
７及びロック用エアーシリンダ１５を開放動作させると
共に、赤外線発光体２０の位置を基準位置（スポットビ
ームが基準点２８と一致する位置）にイニシャライズす
る。その後は、測距試験の完了した測距モジュール１を
支持台１２上から取り出し、次の測距モジュールの試験
を行なう。

即ち本実施例では、被試験用の測距モジュール１を枠体
１０上にセットした後、主制御部２２から動作指令を与
え発光部２を発光させて、スクリーン２１にスポットビ
ーム像を投影すると共に、これを２次元カメラ２７で撮
像し、画像処理部２９でＸ，Ｚ軸方向のずれ量を演算し
た後、そのずれ量に基づき第１、第２テーブル８，９を
制御して測距モジュール１の基準点２８に対する位置合
せを自動的に行う。

従って本実施例によれば、測距モジュール個々に光軸差
や組立誤差があっても、人手を要することなく迅速にか
つ正確に試験システム位置合せすることができ、測距モ
ジュールの測距試験を正確で信頼の高いものにすること
が可能になる。

また、測距モジュール１が測距動作に入った段階では、
まず枠体１０の下部に配置したシミュレーション用の赤
外線発光体２０を、実距離に対応したシミュレーション
用仮想距離データに基づく主制御部２２からの指令によ
って測距モジュール１の発光部２と受光部３の配列方向
と平行な方向に移動させる。そして、赤外線発光体２０
が仮想距離データに応じた位置に割出された時、該赤外
線発光体２０を発光部２の発光動作に同期して発光させ
ることにより、測距モジュール１から任意の距離を隔て
て正対させたスクリーン２１にスポットビーム像を投影
して、実距離に対応した仮想の距離ビーム像を形成す
る。そして、この仮想の距離ビーム像を測距モジュール
１の受光部３で読取り、その受光面上に結像された位置
情報を主制御部２２に出力して実距離計測を実行し、測
距モジュール１の測距試験を行なう。

従って本実施例によれば、いかなる種類のモジュールに
対してもスクリーン２１を実距離に配置する必要がなく
なり、例えば、モジュールから１ｍ程度離した必要最小
限の距離で済む。これに伴い測距試験装置が小型化で
き、且つ省スペース化が可能になると共に、測距モジュ
ール１の測距試験が主制御部２２等によってシーケンス
化されているため、モジュール及びカメラの組み立てラ
インに支障なく容易に組み込むことができる。

なお、上記の実施例では、測距モジュール単体を試験す
る場合について述べたが、これに限らず、カメラ本体に
組み込んだ後の測距モジュールについても同様に試験す
ることが可能である。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によれば、被試験用測距モジ
ュールの発光体からスクリーン上に投影されるスポット
ビーム像を２次元カメラで撮像し、これを画像処理部で
処理して基準点に対するずれ量を算出し、これに基づい
てシステム側の基準点に測距モジュール側を自動的に位
置合せするようにしたので、測距モジュールの試験シス
テムに対する位置合せを迅速かつ正確に行うことがで
き、これに伴い測距モジュールの測距試験が正確にな
り、信頼性の高いチェックが可能になる。

また、被試験体である測距モジュールに任意の距離をお
いて正対させたスクリーンに、測距モジュールの発光部
とは別の赤外線発光体を測距モジュールの基線長さと平
行する方向に移動し、且つ発光させることで実距離をシ
ミュレートした仮想の距離スポットビームを投影し、こ
のスポットビーム像を測距モジュールの受光部に結像さ
せて距離計測を行なうようにしたので、実距離にスクリ
ーンを配置する必要がなくなり、必要最小限の短い距離
でよいことになるため、測距試験装置の小型化及び省ス
ペース化ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による測距モジュール用測距試験装置の
一例を示す全体の構成図、第２図は本実施例の動作手順
を示すフローチャート、第３図（ａ）は従来の測距試験
装置の概略構成図、第３図（ｂ）はそのスポットビーム
の説明図である。 尚図中１は測距モジュール、２は発光部、３は受光部、
８は第１テーブル、９は第２テーブル、１０は枠体、１
２は支持台、１３はプローブヘッド、１４はロック機
構、１６は遮蔽板、１６ａはフォトトランジスタ、１８
は案内部材、１９は移動体、２０は赤外線発光体、２０
ａは駆動手段、２１はスクリーン、２２は主制御部、２
３はメモリ、２４は発光体制御部、２５は入出力部、２
６は支持台制御部、２７は２次元カメラ、２８は基準
点、２９は画像処理部、３０はテーブル制御部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 13/36

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】測距モジュールを含む被試験体を着脱可能
   に支持する支持手段と、 前記支持手段に前記測距モジュールの発光部及び受光部
   の配列方向と平行な方向に移動可能に配設されオートフ
   ォーカス用のスポットビームを発する赤外線発光体と、 前記測距モジュール及び赤外線発光体に任意距離隔てて
   正対され、前記赤外線発光体から発するスポットビーム
   像が投影されると共にこのスポットビーム像を実距離ビ
   ーム像として前記測距モジュールの受光部に結像させる
   スクリーンと、 前記測距モジュールの動作時にその発光部を遮蔽する遮
   蔽手段と、 前記測距モジュールを、その発光部を前記遮蔽手段で遮
   蔽した状態で測距動作モードに制御すると共に前記赤外
   線発光体を移動制御することでその移動量が仮想距離情
   報となるように実距離をシミュレートし、かつ発光制御
   する制御手段と、 前記測距モジュールの測距試験開始時にその発光部から
   前記スクリーンに投影されたスポットビーム像を撮像す
   る２次元カメラと、 前記２次元カメラからのビーム画像を取り込んでそのビ
   ーム画像と試験システム側基準点とのずれ量を算出する
   画像処理手段と、 前記画像処理手段から算出されたずれ量に基づいて前記
   測距モジュールを試験システム側に自動位置合せする制
   御手段と、 を備えたことを特徴とするオートフォーカス用測距モジ
   ュールの測距試験装置。