JPH0812068B2 - 測距用光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクティブタイプの測距装置に用いられる光
学装置に関し、詳しくは受光光学系の改良に関するもの
である。

〔従来の技術〕 カメラのオートフォーカス装置などに利用されている
アクティブタイプの測距装置は、投光部と受光部とを備
えている。投光部は、例えば赤外光を発光する発光ダイ
オードなどの光源と、その前面に配置された投光レンズ
とからなる。また、受光部は、例えば受光素子とCCDと
を組み合わせたラインセンサやポジションセンサなどの
ように、受光位置の検出機能をもった受光体と、その前
面に配置された受光レンズとからなる。この受光部は、
投光部から一定の基線長隔てて配置されるとともに、前
記受光位置を弁別できる方向が前記基線長方向と一致す
るように配設される。

前記光源を点灯させると、投光レンズによって被写体
にはスポット光が照射される。このスポット光は被写体
表面で反射され、その反射光束の一部は受光レンズを介
して受光体上に結像される。このとき、被写体から受光
レンズに至る反射光軸は、物体距離に対応した角度をも
って受光レンズに入射し、これに応じて受光体上の異な
った位置にスポット光の像が形成されるから、このスポ
ット光の像が形成された位置を検出すれば、被写体まで
の距離を判定することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のようにして使用されている受光レンズは、受光
体から一定の位置で固定されていることから、被写体か
ら反射されてきたスポット光を、被写体距離の全域に亘
って受光体上に鮮明に結像させることは非常に困難であ
る。例えば5m以遠を無限遠とし、この無限遠からのスポ
ット光が受光体上に正しく結像されるようにすると、例
えば50cm程度の至近距離にある被写体から反射されたス
ポット光は、前記受光レンズを通過しても受光体上では
広がりをもったボケ像になってしまう。この結果、至近
距離側での測距精度が低下してくることになる。一方、
至近距離側のスポット光を受光体上に鮮明に結像させる
ようにしておくと、今度は無限遠側からのスポット光が
不鮮明になってしまう。

なお、このような弊害は、投光部から被写体に照射さ
れる光のパターンがスポット状の場合だけでなく、これ
がスリット状のものである場合にも同様に生じてくる。

本発明は、上述のような従来技術の欠点に鑑みてなさ
れたもので、被写体から反射されてきた光束を受光体に
入射させるときに、測距に影響の大きい基線長方向につ
いては、ボケの少ない良好な光束のパターンが得られる
ようにした測距用光学装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点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、アクティブタイ
プの測距装置の受光光学系中に絞りを設け、基線長方向
におけるＦナンバーを大きくして受光光学系によって集
光される光束を基線長方向で制限するようにしたもので
ある。受光光学系の基線長方向におけるＦナンバーを大
きくするための絞りとしては、受光レンズそのものの形
状を基線長方向で短径にしたり、あるいは前記光学系に
基線長方向で幅狭とされた絞り板を併設すればよい。な
お、基線長方向と直交する方向、すなわち測距精度に影
響を与えない方向では光束の制限が行われないので、受
光体に達する光を必要以上に暗くするようなことがな
い。

以下、添付した図面にしたがって、本発明の実施例に
ついて説明する。

〔実施例〕

本発明を適用したカメラ用の測距装置を示す第１図に
おいて、近赤外光を発光する発光ダイオードなどからな
る光源１からの光は、投光レンズ２によって集光され、
光軸３にしたがって被写体４に向けてスポット光として
照射される。前記光軸３は、撮影レンズ５の光軸６に対
して平行になるように設定されている。

前記撮影レンズ５を斜めに挟むように、光軸６に平行
な光軸７をもって、受光レンズ８が配置されている。こ
の実施例においては、測距装置の基線は縦方向に設定さ
れており、その長さはｌとなっている。受光レンズ８の
後方には、基線長方向に長手方向が一致するように受光
体10が配置されている、受光体10は例えばラインセンサ
からなり、光の入射位置を縦方向、すなわち基線長ｌ方
向に沿って弁別できるようになっている。

光源１を点灯してスポット光を被写体４に向けて照射
すると、スポット光は被写体４の表面で反射し、その一
部の光束は反射光軸12にしたがって受光レンズ８に入射
する。この反射光軸12は、被写体距離が近づくほど、光
軸７に対して大きい角度をもって入射する。また、被写
体距離が無限遠になると光軸７に一致する。

受光体10には、前記反射光軸12の入射角に応じて、そ
れぞれ異なった位置に被写体４から反射されたスポット
光の像が形成される。したがって、受光体10から、光の
入射位置に関する信号を取り出すことによって、被写体
４までの距離を判定することができるようになる。

前記受光体10は、図中の縦方向における光の入射位置
を検出するようになっていることから、受光レンズ８に
よって収歛された光束が、縦方向に広がりをもっている
と、測距精度を劣化させる大きな原因となる。しかも、
受光レンズ８と受光体10との間隔は、被写体距離によら
ず一定のままであるから、至近位置あるいは無限遠位置
のいずれを基準にしてこの間隔を設定していても、他方
の側では受光体10上にはスポット光の像がボケをもって
形成されやすい。

こうした弊害を抑えるために、受光レンズ８は図示の
ように基線長ｌ方向で短径となる矩形状に形成され、実
質的にこの基線長ｌ方向での光束を制限する絞りの機能
をもつレンズとして構成されている。したがって、受光
レンズ８は基線長ｌ方向での焦点深度が深められること
になり、受光体10上には基線長ｌ方向についてボケが少
なく、被写体距離を弁別しやすいようなスポット光の像
が形成されるようになる。なお、基線長ｌと直交する方
向については明るさが減少しないから、受光体10上のス
ポット光の像が必要以上に暗くなることはない。

第２図は、基線長ｌの方向を横方向とした例を示して
いる。なお、第１図の実施例と共通の部材については同
符号を付してある。この実施例においては、受光体10は
基線長ｌ方向、すなわち横方向での光の入射位置を弁別
するように配置されている。そして、受光レンズ15の形
状を矩形にする代わりに、受光レンズ15の前面に、縦に
細長い矩形状の開口16aが形成された絞り板16が設置さ
れている。これにより、受光レンズ15は横方向でのＦナ
ンバーが大きくなり、基線長ｌ方向での焦点深度が深め
られるようになる。なお、前記絞り板16を受光レンズ15
の直後に設置しても同様の効果が得られる。

以上、図示の実施例について説明してきたが、本発明
を実施する上では、受光レンズ８の短辺あるいは絞り板
16の開口16aの短辺の長さを１としたとき、これらの長
辺の長さを２以上にするのが望ましい。また、受光レン
ズ８や絞り板16の開口16aの形状を、基線長ｌ方向に短
径の方向に合わせた楕円形状にしてもよい。

〔発明の効果〕

上述のように、本発明の測距用光学装置によれば、ア
クティブタイプの測距装置の受光光学系に絞りを設けて
基線長方向でのＦナンバーが大きくなるようにしてい
る。これにより、受光光学系の基線長方向における深度
が深くなるから、被写体あるいは受光体に形成される光
束のパターンが基線長方向で鮮明になり、簡単な構成で
測距精度を向上させることができるので非常に効果的で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す要部斜視図である。 第２図は、本発明の他の実施例を示す要部斜視図であ
る。 １……光源、２……投光レンズ ５……撮影レンズ、８……受光レンズ 10……受光体、15……受光レンズ 16……絞り板、16a……開口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定の基線長を隔てて配置された投光部と
   受光部とを有し、前記投光部に設けられた光源からの光
   束を投光レンズで集光して被写体に照射するとともに、
   被写体によって反射された前記光束の一部を受光レンズ
   で集光して受光体に入射させ、この受光体の前記基線長
   方向における光束の入射位置を検出して測距を行う測距
   装置において、 前記受光レンズを含む受光光学系に絞りを設け、受光光
   学系により集光される光束を前記基線長方向について制
   限することによって、前記光束の基線長方向における明
   るさを減少させるようにしたことを特徴とする測距用光
   学装置。
2. 【請求項２】前記受光レンズの形状を前記基線長方向と
   直交する方向に細長い矩形状にすることによって、基線
   長方向の光束を制限するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の測距用光学装置。
3. 【請求項３】前記受光レンズによって集光される光束
   を、基線長方向と直交する方向に細長い開口が形成され
   た絞り板によって制限するようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の測距用光学装置。
4. 【請求項４】前記矩形の長辺の長さは、短辺の長さの２
   倍以上であることを特徴とする特許請求の範囲第２項も
   しくは第３項に記載の測距用光学装置。