JPH10253351A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JPH10253351A JPH10253351A JP7913097A JP7913097A JPH10253351A JP H10253351 A JPH10253351 A JP H10253351A JP 7913097 A JP7913097 A JP 7913097A JP 7913097 A JP7913097 A JP 7913097A JP H10253351 A JPH10253351 A JP H10253351A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被写体の位置にしたがって基線長を定めるよ
うにして測距精度を可能なるかぎり高めた測距装置を提
供すること。 【解決手段】 光電変換素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃを
一直線上に配設すると共に、特定の光電変換素子２０ａ
と他の各々の光電変換素子２０ｂ、２０ｃとの間の間隔
を基線長ｄ１、ｄ２に定めて、基線長の異なる光電変換
素子対（２０ａ、２０ｂまたは２０ａ、２０ｃ）を設
け、近くの被写体に応じて一方の光電変換素子対（２０
ａ、２０ｂ）を、遠くの被写体に応じて他方の光電変換
素子対（２０ａ、２０ｃ）を各々選択し、選択した光電
変換素子対の各光電変換素子に結像した被写体像の位相
差より被写体距離を測定する構成としてある。
うにして測距精度を可能なるかぎり高めた測距装置を提
供すること。 【解決手段】 光電変換素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃを
一直線上に配設すると共に、特定の光電変換素子２０ａ
と他の各々の光電変換素子２０ｂ、２０ｃとの間の間隔
を基線長ｄ１、ｄ２に定めて、基線長の異なる光電変換
素子対（２０ａ、２０ｂまたは２０ａ、２０ｃ）を設
け、近くの被写体に応じて一方の光電変換素子対（２０
ａ、２０ｂ）を、遠くの被写体に応じて他方の光電変換
素子対（２０ａ、２０ｃ）を各々選択し、選択した光電
変換素子対の各光電変換素子に結像した被写体像の位相
差より被写体距離を測定する構成としてある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、２つの光電変換
素子に光学的に結像させた被写体像の位相差より被写体
距離を測定する測距装置に関する。
素子に光学的に結像させた被写体像の位相差より被写体
距離を測定する測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は撮影レンズとは別に測距用レンズ
を備えたカメラの測距装置を示す光学図である。図示す
るように、この測距装置は、ＣＣＤ等のセンサアレイな
どからなる光電変換素子１０ａ、１０ｂが基線長Ｄの間
隔をおいて配置され、また、これら各光電変換素子１０
ａ、１０ｂの前側には測距用レンズ１１ａ、１１ｂが設
けられている。
を備えたカメラの測距装置を示す光学図である。図示す
るように、この測距装置は、ＣＣＤ等のセンサアレイな
どからなる光電変換素子１０ａ、１０ｂが基線長Ｄの間
隔をおいて配置され、また、これら各光電変換素子１０
ａ、１０ｂの前側には測距用レンズ１１ａ、１１ｂが設
けられている。
【０００３】このような測距装置は、距離Ｌ１の被写体
Ａ、或いは、距離Ｌ２の被写体Ｂの被写体像がレンズ１
１ａを通って光電変換素子１０ａに、また、その光学像
がレンズ１１ｂを通って光電変換素子１０ｂに各々結像
する。
Ａ、或いは、距離Ｌ２の被写体Ｂの被写体像がレンズ１
１ａを通って光電変換素子１０ａに、また、その光学像
がレンズ１１ｂを通って光電変換素子１０ｂに各々結像
する。
【０００４】このように結像した光電変換素子１０ａ、
１０ｂの光電変換出力は演算回路に導かれ、この演算回
路によって光電変換素子１０ａ、１０ｂに結像した被写
体像の位相差より素子ＡまたはＢの距離Ｌ１またはＬ２
が演算され、測距信号が出力される。
１０ｂの光電変換出力は演算回路に導かれ、この演算回
路によって光電変換素子１０ａ、１０ｂに結像した被写
体像の位相差より素子ＡまたはＢの距離Ｌ１またはＬ２
が演算され、測距信号が出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したような測距装
置の測距誤差は、基線長Ｄに逆比例し、被写体距離Ｌ１
またはＬ２の２乗に比例して増大する。また、この測距
誤差は、基線の一端から見たときの角度（観測誤差）△
θに比例する。
置の測距誤差は、基線長Ｄに逆比例し、被写体距離Ｌ１
またはＬ２の２乗に比例して増大する。また、この測距
誤差は、基線の一端から見たときの角度（観測誤差）△
θに比例する。
【０００６】このことから、測距精度を上げるために
は、基線長Ｄを大きくし、角度△θを正確に測ってその
読み取り誤差を小さくすれば良いことになる。
は、基線長Ｄを大きくし、角度△θを正確に測ってその
読み取り誤差を小さくすれば良いことになる。
【０００７】しかしながら、基線長Ｄを長く設定すると
次のような問題が生ずる。一般的な被写体はその背景を
含む奥行きのもった立体のものとなり、このような被写
体の光学像を光電変換素子１０ａ、１０ｂの平面的な光
学面に結像させることになるから、基線長Ｄを長くする
と、被写体像の相似性が崩れ測距誤差を大きくする原因
となる。
次のような問題が生ずる。一般的な被写体はその背景を
含む奥行きのもった立体のものとなり、このような被写
体の光学像を光電変換素子１０ａ、１０ｂの平面的な光
学面に結像させることになるから、基線長Ｄを長くする
と、被写体像の相似性が崩れ測距誤差を大きくする原因
となる。
【０００８】図６は基線長ＤをＤ１に延ばした場合を想
定した説明図であり、図７は基線長をＤとＤ１に設定し
たときの光電変換素子出力を示した波形図である。な
お、図６に示したａ１、ａ２はＡと共に被写体を示して
いる。基線長をＤに設定すると、光電変換素子１０ａの
出力波形が図７（ａ）となり、光電変換素子１０ｂの出
力波形が図７（ｂ）のようになり、これら出力波形が相
似したものとなる。
定した説明図であり、図７は基線長をＤとＤ１に設定し
たときの光電変換素子出力を示した波形図である。な
お、図６に示したａ１、ａ２はＡと共に被写体を示して
いる。基線長をＤに設定すると、光電変換素子１０ａの
出力波形が図７（ａ）となり、光電変換素子１０ｂの出
力波形が図７（ｂ）のようになり、これら出力波形が相
似したものとなる。
【０００９】しかし、基線長Ｄ１に設定すると、光電変
換素子１０ｂの出力波形が図７（ｃ）のように変化し、
光電変換素子１０ｂの出力波形（図７（ａ））との相似
性がなくなる。この結果、基線長Ｄ１のように長くする
と、光電変換素子１０ａ、１０ｂに結像した各々の被写
体像の相似性が崩れるために、これら被写体像の位相差
検出に誤差が生じ、このため、測距精度を低下させるこ
とになる。
換素子１０ｂの出力波形が図７（ｃ）のように変化し、
光電変換素子１０ｂの出力波形（図７（ａ））との相似
性がなくなる。この結果、基線長Ｄ１のように長くする
と、光電変換素子１０ａ、１０ｂに結像した各々の被写
体像の相似性が崩れるために、これら被写体像の位相差
検出に誤差が生じ、このため、測距精度を低下させるこ
とになる。
【００１０】このように、基線長を長くしたときの問題
は、被写体Ａから２つの光電変換素子１０ａ、１０ｂを
見た角度θが大きくなるほど、つまり、被写体Ａが近距
離にあるほど大きく影響し、また、上記角度θが小さく
なるほど、つまり、被写体Ａが遠距離にあるほどその影
響が小さくなる。
は、被写体Ａから２つの光電変換素子１０ａ、１０ｂを
見た角度θが大きくなるほど、つまり、被写体Ａが近距
離にあるほど大きく影響し、また、上記角度θが小さく
なるほど、つまり、被写体Ａが遠距離にあるほどその影
響が小さくなる。
【００１１】そこで、本発明では上記した実情にかんが
み、被写体の位置にしたがって基線長を選択するように
して測距精度を可能なるかぎり高めた測距装置を提案す
ることを目的とする。
み、被写体の位置にしたがって基線長を選択するように
して測距精度を可能なるかぎり高めた測距装置を提案す
ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明では、２つの光電変換素子に光学的に結像
した各々の被写体像の位相差より、被写体距離を測定す
る測距装置において、複数の光電変換素子を配設すると
共に、特定の光電変換素子と他の各々の光電変換素子と
の間の間隔を他の各々の光電変換素子毎に変えて基線長
の異なる２組以上の光電変換素子対を設け、測定する被
写体距離に応じて一つの光電変換素子対を選択し、選択
した光電変換素子対の各光電変換素子に結像した被写体
像の位相差より被写体距離を測定する構成としたことを
特徴とする測距装置を提案する。
ため、本発明では、２つの光電変換素子に光学的に結像
した各々の被写体像の位相差より、被写体距離を測定す
る測距装置において、複数の光電変換素子を配設すると
共に、特定の光電変換素子と他の各々の光電変換素子と
の間の間隔を他の各々の光電変換素子毎に変えて基線長
の異なる２組以上の光電変換素子対を設け、測定する被
写体距離に応じて一つの光電変換素子対を選択し、選択
した光電変換素子対の各光電変換素子に結像した被写体
像の位相差より被写体距離を測定する構成としたことを
特徴とする測距装置を提案する。
【００１３】
【作用】この測距装置では被写体距離に応じて一つの光
電変換素子対が選択される。つまり、被写体が近くに位
置しているほど基線長の短い光電変換素子対が選択さ
れ、この反対に被写体が遠くなるほど基線長の長い光電
変換素子対が選択される。
電変換素子対が選択される。つまり、被写体が近くに位
置しているほど基線長の短い光電変換素子対が選択さ
れ、この反対に被写体が遠くなるほど基線長の長い光電
変換素子対が選択される。
【００１４】そして、このように選択された光電変換素
子対の各々の光電変換素子出力が測距演算手段に導か
れ、２つの光電変換素子に光学的に結像した被写体像の
位相差が検出され、その位相差にしたがって被写体距離
が演算される。
子対の各々の光電変換素子出力が測距演算手段に導か
れ、２つの光電変換素子に光学的に結像した被写体像の
位相差が検出され、その位相差にしたがって被写体距離
が演算される。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明をカメラの測距装置
として実施した一実施形態について図面に沿って説明す
る。図１は測距装置の簡略的な光学系図で、２０ａ、２
０ｂ、２０ｃは、ＣＣＤ等のセンサアレイなどからなる
光電変換素子であり、また、これら光電変換素子２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ各々の前側には測距用レンズ２１
ａ、２１ｂ、２１ｃが各々設けてある。
として実施した一実施形態について図面に沿って説明す
る。図１は測距装置の簡略的な光学系図で、２０ａ、２
０ｂ、２０ｃは、ＣＣＤ等のセンサアレイなどからなる
光電変換素子であり、また、これら光電変換素子２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ各々の前側には測距用レンズ２１
ａ、２１ｂ、２１ｃが各々設けてある。
【００１６】そして、測距用レンズ２１ａ、２１ｂ、２
１ｃはカメラ前面に一直線に沿って配設し、光電変換素
子２０ａ、２０ｂ、２０ｃがこれにレンズ２１ａ、２１
ｂ、２１ｃと共に基線長ｄ１、ｄ２の間隔となるように
してある。
１ｃはカメラ前面に一直線に沿って配設し、光電変換素
子２０ａ、２０ｂ、２０ｃがこれにレンズ２１ａ、２１
ｂ、２１ｃと共に基線長ｄ１、ｄ２の間隔となるように
してある。
【００１７】つまり、特定の光電変換素子２０ａと光電
変換素子２０ｂとの間隔が基線長ｄ１、特定の光電変換
素子２０ａと光電変換素子２０ｃとの間隔が基線長ｄ２
となるように配設してある。
変換素子２０ｂとの間隔が基線長ｄ１、特定の光電変換
素子２０ａと光電変換素子２０ｃとの間隔が基線長ｄ２
となるように配設してある。
【００１８】また、この実施形態では、被写体が所定距
離以内、つまり、近い測距は光電変換素子２０ａ、２０
ｂを選択し、被写体が所定距離より離れているとき、つ
まり、遠い測距は光電変換素子２０ａ、２０ｃを選択す
る。ここで具体的には、最初に光電変換素子２０ａ、２
０ｂを選択して測距を行ない、その結果、被写体が所定
距離より離れているときは、光電変換素子２０ａ、２０
ｃを選択し、これら光電変換素子対に結像した被写体像
の位相差を検出して測距演算する構成としてある。
離以内、つまり、近い測距は光電変換素子２０ａ、２０
ｂを選択し、被写体が所定距離より離れているとき、つ
まり、遠い測距は光電変換素子２０ａ、２０ｃを選択す
る。ここで具体的には、最初に光電変換素子２０ａ、２
０ｂを選択して測距を行ない、その結果、被写体が所定
距離より離れているときは、光電変換素子２０ａ、２０
ｃを選択し、これら光電変換素子対に結像した被写体像
の位相差を検出して測距演算する構成としてある。
【００１９】上記図１は被写体Ａが距離ＬＬ１の近距離
にある場合の測距状態を示し、ａ１、ａ２は他の被写体
を示している。なお、この実施形態では、被写体Ａ、ａ
１、ａ２は同じ高さの筒状物であることを想定して説明
する。
にある場合の測距状態を示し、ａ１、ａ２は他の被写体
を示している。なお、この実施形態では、被写体Ａ、ａ
１、ａ２は同じ高さの筒状物であることを想定して説明
する。
【００２０】この測距においては光電変換素子２０ａ、
２０ｂに被写体Ａ、ａ１の光学像が結像し、光電変換素
子２０ｃに被写体Ａ、ａ１、ａ２の光学像が結像する。
２０ｂに被写体Ａ、ａ１の光学像が結像し、光電変換素
子２０ｃに被写体Ａ、ａ１、ａ２の光学像が結像する。
【００２１】この結果、光電変換素子２０ａの出力が図
３（ａ）に示す出力波形となり、光電変換素子２０ｂの
出力が図３（ｂ）に示す出力波形となる。また、光電変
換素子２０ｃの出力が図３（ｃ）に示す出力波形とな
る。
３（ａ）に示す出力波形となり、光電変換素子２０ｂの
出力が図３（ｂ）に示す出力波形となる。また、光電変
換素子２０ｃの出力が図３（ｃ）に示す出力波形とな
る。
【００２２】これらの図面から分かるように、光電変換
素子２０ａと光電変換素子２０ｂとは相似する出力波形
となるが、光電変換素子２０ａと光電変換素子２０ｃと
の出力波形は相似しない。
素子２０ａと光電変換素子２０ｂとは相似する出力波形
となるが、光電変換素子２０ａと光電変換素子２０ｃと
の出力波形は相似しない。
【００２３】しかし、この近い距離の測距では光電変換
素子２０ａと光電変換素子２０ｂとが選択されるので、
図３（ａ）、（ｂ）に示すような互いに相似波形の光電
変換素子出力が演算回路に導かれ、これら出力波形の位
相差にしたがって測距演算される。
素子２０ａと光電変換素子２０ｂとが選択されるので、
図３（ａ）、（ｂ）に示すような互いに相似波形の光電
変換素子出力が演算回路に導かれ、これら出力波形の位
相差にしたがって測距演算される。
【００２４】図２は被写体が距離ＬＬ２のように比較的
に遠方にある場合、つまり、遠い距離の測距の状態を示
している。この場合には、光電変換素子２０ａ、２０
ｂ、２０ｃに被写体Ａ、ａ１の光学像が結像するから、
光電変換素子２０ａの出力波形が図４（ａ）、光電変換
素子２０ｂの出力波形が図４（ｂ）、光電変換素子２０
ｃの出力波形が図４（ｃ）に示すようになり、すべての
光電変換素子出力が相似波形のものとなる。
に遠方にある場合、つまり、遠い距離の測距の状態を示
している。この場合には、光電変換素子２０ａ、２０
ｂ、２０ｃに被写体Ａ、ａ１の光学像が結像するから、
光電変換素子２０ａの出力波形が図４（ａ）、光電変換
素子２０ｂの出力波形が図４（ｂ）、光電変換素子２０
ｃの出力波形が図４（ｃ）に示すようになり、すべての
光電変換素子出力が相似波形のものとなる。
【００２５】また、この遠い距離の測距では光電変換素
子２０ａと光電変換素子２０ｃが選択されるので、図４
（ａ）、（ｃ）に示すような相互に相似波形の光電変換
素子出力が演算回路に導かれ、これら出力波形の位相差
にしたがって測距演算される。
子２０ａと光電変換素子２０ｃが選択されるので、図４
（ａ）、（ｃ）に示すような相互に相似波形の光電変換
素子出力が演算回路に導かれ、これら出力波形の位相差
にしたがって測距演算される。
【００２６】このように、近い距離の測距では基線長ｄ
１の光電変換素子対（２０ａ、２０ｂ）で測距し、遠い
距離の測距では長い基線長ｄ２の光電変換素子対（２０
ａ、２０ｃ）で測距するから、測距精度を高める上に極
めて有利となる。なお、上記のように求められた測距信
号が撮影レンズの駆動信号として利用できることは公知
の通りである。
１の光電変換素子対（２０ａ、２０ｂ）で測距し、遠い
距離の測距では長い基線長ｄ２の光電変換素子対（２０
ａ、２０ｃ）で測距するから、測距精度を高める上に極
めて有利となる。なお、上記のように求められた測距信
号が撮影レンズの駆動信号として利用できることは公知
の通りである。
【００２７】一方、測距演算の結果、予め定めた距離値
以外となる場合、例えば、近い距離の測距において、演
算結果が遠距離の範囲に入ることとなるときは、自動的
に選択切換えを行ない、光電変換素子対（２０ａ、２０
ｃ）を選択し、また、遠い距離の測距において、演算結
果が近距離の範囲に入ることとなるときは、光電変換素
子対（２０ａ、２０ｂ）を自動的に選択するように構成
することができる。また、近い距離の測距では光電変換
素子２０ｃを、遠い距離の測距では光電変換素子２０ｂ
を各々非動作に保つようにして一つの光電変換素子対を
選択する構成としてもよい。
以外となる場合、例えば、近い距離の測距において、演
算結果が遠距離の範囲に入ることとなるときは、自動的
に選択切換えを行ない、光電変換素子対（２０ａ、２０
ｃ）を選択し、また、遠い距離の測距において、演算結
果が近距離の範囲に入ることとなるときは、光電変換素
子対（２０ａ、２０ｂ）を自動的に選択するように構成
することができる。また、近い距離の測距では光電変換
素子２０ｃを、遠い距離の測距では光電変換素子２０ｂ
を各々非動作に保つようにして一つの光電変換素子対を
選択する構成としてもよい。
【００２８】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は次のように実施することが可能である。
３個以上の複数の光電変換素子を設け、特定の光電変換
素子と他の光電変換素子とで基線長の異なる複数の光電
変換素子対を形成する。
たが、本発明は次のように実施することが可能である。
３個以上の複数の光電変換素子を設け、特定の光電変換
素子と他の光電変換素子とで基線長の異なる複数の光電
変換素子対を形成する。
【００２９】このようにすれば、近距離から遠距離まで
の間を数段階に別け、各々の段階別けした被写体距離に
対応する光電変換素子対を選択して測距することができ
る。なお、複数の光電変換素子は必ずしも一直線上に配
設する必要がない。特定の光電変換素子に対して異なっ
た基線長となる位置に他の光電変換素子を配設すればよ
い。
の間を数段階に別け、各々の段階別けした被写体距離に
対応する光電変換素子対を選択して測距することができ
る。なお、複数の光電変換素子は必ずしも一直線上に配
設する必要がない。特定の光電変換素子に対して異なっ
た基線長となる位置に他の光電変換素子を配設すればよ
い。
【００３０】また、本発明は２つの光電変換素子を用い
て構成することができる。具体的には、一方の光電変換
素子または２つの光電変換素子を移動できる構成とし、
２つの光電変換素子間の間隔、つまり、基線長を被写体
の位置に応じて連続的に、または段階的に変える構成と
する。
て構成することができる。具体的には、一方の光電変換
素子または２つの光電変換素子を移動できる構成とし、
２つの光電変換素子間の間隔、つまり、基線長を被写体
の位置に応じて連続的に、または段階的に変える構成と
する。
【００３１】
【発明の効果】上記した通り、本発明に係る測距装置に
よれば、被写体までの距離に応じた基線長の光電変換素
子対を選択し、２つの光電変換素子に結像した被写体像
の位相差より被写体距離を測定することができるので、
被写体の遠近にかかわらず精度の高い距離測定を行なう
ことができる。
よれば、被写体までの距離に応じた基線長の光電変換素
子対を選択し、２つの光電変換素子に結像した被写体像
の位相差より被写体距離を測定することができるので、
被写体の遠近にかかわらず精度の高い距離測定を行なう
ことができる。
【図１】本発明の実施形態を示し、近くに位置する被写
体の測距状態を示す光学系図である。
体の測距状態を示す光学系図である。
【図２】本発明の実施形態を示し、遠くに位置する被写
体の測距状態を示す光学系図である。
体の測距状態を示す光学系図である。
【図３】近くに位置する被写体の測距において出力され
る光電変換素子出力波形を示す図である。
る光電変換素子出力波形を示す図である。
【図４】遠くに位置する被写体の測距において出力され
る光電変換素子出力波形を示す図である。
る光電変換素子出力波形を示す図である。
【図５】従来の測距装置の光学系図である。
【図６】従来の測距装置を説明するための光学系図であ
る。
る。
【図７】従来の測距装置の光電変換素子出力を示す波形
図である。
図である。
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 光電変換素子 ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 測距用レンズ ｄ１、ｄ２ 基線長 ＬＬ１、ＬＬ２ 距離 Ａ、ａ１、ａ２ 被写体
Claims (1)
- 【請求項１】 ２つの光電変換素子に光学的に結像した
各々の被写体像の位相差より、被写体距離を測定する測
距装置において、複数の光電変換素子を配設すると共
に、特定の光電変換素子と他の各々の光電変換素子との
間の間隔を他の各々の光電変換素子毎に変えて基線長の
異なる２組以上の光電変換素子対を設け、測定する被写
体距離に応じて一つの光電変換素子対を選択し、選択し
た光電変換素子対の各光電変換素子に結像した被写体像
の位相差より被写体距離を測定する構成としたことを特
徴とする測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7913097A JPH10253351A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7913097A JPH10253351A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10253351A true JPH10253351A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=13681377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7913097A Pending JPH10253351A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10253351A (ja) |
Cited By (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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