JPH102734A - 光学式距離測定装置 - Google Patents
光学式距離測定装置Info
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- JPH102734A JPH102734A JP15730796A JP15730796A JPH102734A JP H102734 A JPH102734 A JP H102734A JP 15730796 A JP15730796 A JP 15730796A JP 15730796 A JP15730796 A JP 15730796A JP H102734 A JPH102734 A JP H102734A
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Abstract
場合や、投光素子以外を光源とする外乱光がある場合で
も、距離測定値の誤差を最小限にする光学式距離測定装
置を提供する。 【解決手段】 各一対の距離測定レンズおよび受光位置
検出素子を、投光レンズおよび投光素子に対応して、そ
れらの左右に、それぞれ、配置してなり、投光素子を消
灯させた状態で、外乱光のみの時に前記各受光位置検出
素子より得られる測定値を用いて、投光素子を点灯させ
た時に前記各受光位置検出素子より得られる測定値を補
正し、被距離測定物の距離を測定することを特徴とす
る。
Description
レンズを介して被距離測定物に投光し、その反射光を距
離測定レンズを介して受光位置検出素子に受光し、この
測定値から被距離測定物の距離を測定する光学式距離測
定装置に関するものである。
して赤外線を使用し、コンパクトカメラなどの自動焦点
の距離測定用に用いられており、その多くは二眼の光学
式距離測定装置であった。即ち、このような、従来の二
眼の赤外線距離測定装置は、図3に示される光学系を構
成しており、ここでは、図3(A)に示されるように、
被距離測定物1から距離測定装置までの距離、例とし
て、投光レンズ2までの距離を測定する場合、投光素子
として、赤外線LED(以下、IREDと称す)3を点
灯させ、投光レンズ2を介して被距離測定物1へ光をス
ポット状に投影し、その赤外線像を、距離測定レンズ1
4を介して一次元受光位置検出素子(以下、PSDと称
す)15上に結像させている。
Pwは、図3(B)に示されるようになり、PSDは、
その受光分布中心位置xを、PSD中心位置x0 からの
ずれxに比例した電気信号で出力する。この測定値x
と、図3(A)のレンズ、IRED、PSDの相対位置
関係を示す値x0 、y0 とから、被距離測定物との距離
yが、次の式より得られる。
が、通常y>>y0 であるため、xの変化量に対して、
yの変化量が大きく、誤差が生じ易い。
定物表面の反射率にばらつきがある場合の測定誤差発生
の状況を、二眼の赤外線距離測定装置を用いた測定の場
合について、図4を参照して説明すると、図4(A)に
おいて、被測定物1の表面の反射率が均一でなかった場
合、例として、右半分が高反射率で、左半分が低反射率
であった場合に、IRED3より投光された赤外線スポ
ット光が、被測定物1から反射して、距離測定レンズ1
4を介して、PSD15上に結像する際、PSD上の受
光分布Pwは、図4(B)のようになり、本来、図4
(A)のP点に投影されている赤外線スポット中心が、
見掛け上のQ′点にずれてしまい、測定値として、x′
を得ることになる。これにより、前記赤外線距離測定装
置による距離測定は、y′、Q点であるという誤った結
果となる。
がある場合の測定誤差発生の状況を、二眼の赤外線距離
測定装置を用いた測定の場合について、図5を参照して
説明すると、図5(A)において、例として、外乱光8
の分布中心がN点にあった場合に、IRED3より投光
された赤外線スポット光が、被測定物1から反射して、
距離測定レンズ14を介して、PSD15上に結像する
際、PSD上の受光分布Pwは、図5(B)のようにな
り、本来、図5(A)のP点に投影されている赤外線ス
ポット中心が、P点とN点との間で、各点のそれぞれの
赤外線光量の絶対値逆数に比例した位置である見掛け上
のQ′点にずれてしまい、測定値として、x′を得るこ
とになる。これにより、前記赤外線距離測定装置による
距離測定は、y′、Q点であるという誤った結果とな
る。
ので、その目的は、光学系を三眼式のものとして、距離
測定装置を構成することにより、被距離測定物の表面の
反射率のばらつきや、外乱光に対して、測定誤差の少な
い、高性能の光学式距離測定装置を提供することにあ
る。
各一対の距離測定レンズおよび受光位置検出素子を、投
光レンズおよび投光素子に対応して、それらの左右に、
それぞれ、配置してなり、投光素子を消灯させた状態
で、外乱光のみの時に前記各受光位置検出素子より得ら
れる測定値を用いて、投光素子を点灯させた時に前記各
受光位置検出素子より得られる測定値を補正し、被距離
測定物の距離を測定する。
ズおよび受光位置検出素子を、投光レンズおよび複数個
の投光素子に対応して、それらの左右に、それぞれ、配
置してなり、投光素子を消灯させた状態で、外乱光のみ
の時に前記各受光位置検出素子より得られる測定値を用
いて、順次、各投光素子を点灯させた時に前記各受光位
置検出素子より得られる測定値を補正し、被距離測定物
の複数点の距離を測定するのである。
ついて、図面を参照して詳細に説明する。図1は、被距
離測定物表面の反射率にばらつきがある場合について、
本発明の光学式(赤外線)距離測定装置の構成と動作を
説明する図面である。ここでは、各一対の距離測定レン
ズ4、6およびPSD(受光位置検出素子)5、7が、
投光レンズ2およびIRED(投光素子)3に対応し
て、それらの左右に、それぞれ、配置されている。
で、外乱光が左右のPSD5、7で検出されなかった場
合(図1の(A)を参照)は、IRED3を点灯し、そ
の状態で、赤外線を投光レンズ2を介して被距離測定物
1へスポット状に投影し、その反射光であるスポット赤
外線像を、左右の距離測定レンズ4、6を介して左右の
PSD5、7へと結像させる。その際、PSD表面の受
光量分布Pwは、図4の(B)のように、被距離測定物
1の表面の反射率に影響されず、左右のPSD5、7
は、それぞれ、xL 、xR に相当する値を出力する。
x0 、y0 を基にして、Q点の座標(xQ 、yQ )を求
めるが、それは次の式より得られる。
できる。
する、所謂、外乱光8がある場合を想定した場合の、本
発明の赤外線距離測定装置の構成と動作を説明する図面
である。ここでは、予め、IRED3を消灯した状態
で、外乱光が左右のPSD5、7で検出される。そし
て、左右のPSD5、7は、それぞれ、外乱光8の中心
N点に相当したxL 、xR を出力する。
0 、y0 を基にして、N点の座標(xN ,yN )を求め
るが、それは次の式より得られる。
ンズ2を介して被距離測定物1へスポット状に投影し、
その反射光である赤外線像を、左右の距離測定レンズ
4、6を介して左右のPSD5、7へと結像させる。そ
の際、PSD表面の受光量分布Pwは、図5の(B)の
ように、外乱光8に影響されず、左右のPSD5、7
は、それぞれ、xL 、xR に相当する値を出力する。
0 、y0 を基にして、Q点の座標(xQ ,yQ )は求め
るが、これは、前述の被距離測定物の表面反射率のばら
つきがある場合の時の式(2)、(3−1)、(3−
2)と同じ式より得られる。
点の座標(xQ ,yQ )とより、P点の座標(xP ,y
P )が、次の式より得られる。
きる。
これら図1の(A)および(B)の測定処理方法を、カ
メラの自動距離測定に適用したフロー図にまとめたもの
である。ここでは、カメラを被距離測定物(被写体)に
向けた状態(ステップ100)で、先ず、IREDを消
灯し、その状態での外乱光を、2つのPSDで計測する
(ステップ101)。その結果を、NN=(xR ==0
&& xL ==0)について演算し(ステップ10
2)、外乱光があるか否か、即ち、NN==1か、NN
==0かを判定する(ステップ103)。もし、NN=
=0ならば、ステップ(ライン)104を経由して、外
乱光の座標を計算する(ステップ105)。
し(ステップ106)、xR !=0か否かで、ステップ
(ライン)108もしくは110を経由して、演算式
(7−1)もしくは(7−2)を選択して、演算し(ス
テップ109もしくは111)、次のステップ113に
到る。もし、ステップ103でNN==1ならば、これ
らのステップ104〜111を経由することなく、ステ
ップ(ライン)112を介して、直接、ステップ113
に到る。
て、その状態でのQ点を計測する。そして、その結果を
QQ=(xR ==0 && xL ==0)について演算
し(ステップ114)、被距離測定物(被写体)が無限
遠にあるか否かを判定する(ステップ115)。その結
果、QQ==0ならば、ステップ(ライン)116を経
由して、Q点の座標を計算する(ステップ117)。次
に、その結果を、演算式(2)にて演算し(ステップ1
18)、xR !=0か否かで、ステップ(ライン)12
0もしくは122を経由して、演算式(3−1)もしく
は(3−2)を選択して、演算し(ステップ121もし
くは123)、次のステップ124に到る。
=0 あるいは NN==1)が選択され、それに基づ
いて、ステップ(ライン)125もしくは127を経由
して、P点までの距離yP の値が求められる(ステップ
126もしくは128)。即ち、ステップ126では演
算式(8)で、また、ステップ128では演算式(y P
=yQ )で、距離yP が演算されるのである。なお、ス
テップ115でQQ==1と判定された場合には、ステ
ップ(ライン)129を経由して、ステップ130に到
り、yP =無限大を設定する。このようにして演算を終
了するのである(ステップ131)。
実施の形態について説明する。図1の(A)および
(B)の実施形態では、IRED3が、ただ1つのみ使
用している場合を示したが、更に、IRED3の左右
に、任意の間隔で、第二、第三のIREDを配置するこ
とにより、それぞれのIREDと投光レンズ2とを結ん
だ延長線である複数の投光光軸を備えることができる。
これにより、1つの光学式距離測定装置によって、被距
離測定物の複数点と投光レンズ2との距離を測定するこ
とができる。
実施の形態について説明する。図1の(A)および
(B)の実施形態では、PSDとして、一次元(左右)
のものを使用していたが、二次元(左右、上下)のもの
を使用し、IRED3も二次元(左右、上下)に複数個
配置することにより、前述の実施の形態のような、左右
だけではなく、被距離測定物の上下の複数点と投光レン
ズ2との距離を測定することができる。
として、IRED、すなわち、赤外線を用いたが、レー
ザー光、可視光などを光源として用いてもよいことは勿
論である。
各一対の距離測定レンズおよび受光位置検出素子を、投
光レンズおよび投光素子に対応して、それらの左右に、
それぞれ、配置してなり、投光素子を消灯させた状態
で、外乱光のみの時に前記各受光位置検出素子より得ら
れる測定値を用いて、投光素子を点灯させた時に前記各
受光位置検出素子より得られる測定値を補正し、被距離
測定物の距離を測定する。
ズおよび受光位置検出素子を、投光レンズおよび複数個
の投光素子に対応して、それらの左右に、それぞれ、配
置してなり、投光素子を消灯させた状態で、外乱光のみ
の時に前記各受光位置検出素子より得られる測定値を用
いて、順次、各投光素子を点灯させた時に前記各受光位
置検出素子より得られる測定値を補正し、被距離測定物
の複数点の距離を測定するのである。
では誤差が大きくなってしまう条件、例えば、被距離測
定物表面の反射率にばらつきがある場合や、投光素子以
外を光源とする外乱光がある場合でも、誤差がなく、あ
るいは、誤差の小さい距離測定値を得ることができ、高
い性能を発揮できる。
被距離測定物表面の反射率にばらつきがある場合(A)
について説明するための構成図、および、外乱光のある
場合(B)について説明するための構成図である。
ローを示した説明図である。
的動作を(A)で、また、PSDに結像される赤外線の
受光量分布を(B)のグラフで、更に、PSDより得ら
れるxと距離測定結果であるyの関係を(C)のグラフ
で示している。
距離測定物表面の反射率のばらつきがあった場合の構
成、測定誤差を(A)で、また、PSDに結像される赤
外線の受光量分布を(B)のグラフで示している。
乱光が存在した場合の構成、測定誤差を(A)で、ま
た、PSDに結像される赤外線の受光量分布を(B)の
グラフで示している。
Claims (2)
- 【請求項1】 各一対の距離測定レンズおよび受光位置
検出素子を、投光レンズおよび投光素子に対応して、そ
れらの左右に、それぞれ、配置してなり、投光素子を消
灯させた状態で、外乱光のみの時に前記各受光位置検出
素子より得られる測定値を用いて、投光素子を点灯させ
た時に前記各受光位置検出素子より得られる測定値を補
正し、被距離測定物の距離を測定することを特徴とする
光学式距離測定装置。 - 【請求項2】 各一対の距離測定レンズおよび受光位置
検出素子を、投光レンズおよび複数個の投光素子に対応
して、それらの左右に、それぞれ、配置してなり、投光
素子を消灯させた状態で、外乱光のみの時に前記各受光
位置検出素子より得られる測定値を用いて、順次、各投
光素子を点灯させた時に前記各受光位置検出素子より得
られる測定値を補正し、被距離測定物の複数点の距離を
測定することを特徴とする光学式距離測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15730796A JP2885703B2 (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 光学式距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15730796A JP2885703B2 (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 光学式距離測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH102734A true JPH102734A (ja) | 1998-01-06 |
JP2885703B2 JP2885703B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=15646816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15730796A Expired - Fee Related JP2885703B2 (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 光学式距離測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2885703B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018036064A (ja) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | Necプラットフォームズ株式会社 | 判定装置、判定システム及び判定方法 |
-
1996
- 1996-06-19 JP JP15730796A patent/JP2885703B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018036064A (ja) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | Necプラットフォームズ株式会社 | 判定装置、判定システム及び判定方法 |
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