JPH11194018A

JPH11194018A - 被写体情報測定装置

Info

Publication number: JPH11194018A
Application number: JP10012037A
Authority: JP
Inventors: Toru Iwane; 透岩根
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-01-06
Filing date: 1998-01-06
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単に物体の３次元情報を得ることができる
被写体情報測定装置を提供すること。【解決手段】被写体ＯＢに測距用の光束を照射するた
めの投光素子部ＬＳと前記被写体からの反射光を受光す
る受光素子部ＤＥＴとからなる測距装置と、前記投光素
子部ＬＳからの測距用光束を用いて所定の視野内を走査
するための光走査装置ＧＭ、ＰＭと、前記被写体ＯＢの
前記走査した位置の測距情報を格納する記憶装置ＤＭと
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体の３次元情
報、即ち画像の全面にわたる奥行情報を得ることができ
る被写体情報測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、物体または画像の３次元的なデー
タを得る装置としては、（１）オートフォーカス（以下
「ＡＦ」という）測距、（２）３次元測定機、（３）ホ
ログラフィーの３つが代表的に知られている。以下、各
装置の内容を簡単に説明する。

【０００３】（１）ＡＦ測距は、カメラが被写体を写真
に撮影する際にフィルム面上に、焦点のあった像を形成
させるために用いられており、３次元像の中から代表す
る一点を測距するものである。ＡＦ測距はフィルムに代
表される３次元像の中の一つの平面を選択する作業とも
いえる。したがって、厳密な意味では画像の中に含まれ
る全ての３次元データを得ようとするものではない。ま
た、測距点が一つだけではなく多点になったものも多い
が、その基本概念はあくまでも被写体の１点を測距する
ものと考えて良い。

【０００４】（２）３次元測定機は、一般に接触式測定
装置である。これは接触式のマイクロメータを用いて、
測定物体をｘ、ｙおよびｚ軸の３軸で測定できるように
したもので、物体の表面をこのマイクロメータでなぞっ
ていき、各接触点の座標位置を求めるものである。通
常、物体の形状は千差万別であるから、かかるマイクロ
メータで物体をなぞる作業は手動で行なう必要がある。
得られた複数の３次元座標は計算機に取り込まれ、画像
装置によって再現される。３次元情報を多く取り込ん
で、精密に測定する場合は、物体の表面をもれなく、か
つ微細にたどる必要がある。

【０００５】（３）ホログラフィーは、コヒーレント光
源からの光束を２分割し、一方を物体に照射する。そし
て、一方の物体からの反射光を物体波、他方を参照光と
して、両者を干渉させる。該干渉により得られた干渉縞
を高解像力の写真乾板等に記録するもの（ホログラム）
である。かかるホログラムは一種の回折格子として作用
し、参照光を照射することにより、あたかも物体が存在
するかのように物体波を再生することができる。このよ
うにホログラム自体に物体の３次元情報が含まれるため
に、該情報がそのまま利用できるか否かは別にして、３
次元情報をそのまま取り入れてしまう方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の各装置
は、以下に述べる問題を有している。まず、ＡＦ測距装
置については、得られた測距信号をそのまま３次元情報
として使用するには、データ点数があまりに少なすぎて
しまう。このため、通常は画面の中心又はあらかじめ決
められた数点のポイントの位置情報を得るにすぎない。
現在、販売されているカメラでは、測距ポイントは最大
でも高々５点であり、これが画像とリンクした３次元情
報であるとするには、あまりに数が少なく、測定密度が
疎でありすぎ問題である。

【０００７】また、３次元測定機は接触式であり、物体
の全ての表面をカバーするために、プローブを表面全て
にもれなく接触させていくことは非常に手間・時間を要
するので問題である。しかも、このプローブ（接触子）
の可動範囲内のみの測定ができるのみで、可動範囲から
外れる大きさの物体または物体の組み合わせに対しては
測定できないという問題もある。こうした３次元測定機
は、物体の大きさがあらかじめ既知であり、しかも形状
が寸法的に割り切れるような単一の工業製品には有効で
ある。しかし、対象を限定しないで測定をおこなう場合
は制限が多く、実用に供することは困難であり問題であ
る。

【０００８】また、ホログラフィーは、立体的な画像を
再現する意味では有用であり、物体の３次元情報が乾板
などの記録媒体（ホログラム）中に確実に保存されるて
いる。しかし、ホログラム中には物体の３次元的な波面
情報が記録されているだけであり、形状を特定するため
の数値情報がそのまま記録されているわけでも、物体に
対応する大きさがアナログ的に測定できる形で記録され
ているものでもない。即ち、参照光によって再び同じ物
体像を再生するための一見無意味の干渉縞データとして
記録されているのである。したがって、ホログラフィー
による物体再生システムからは、物体の奥行や長さを具
体的な数値により物体を評価することはできず問題であ
る。さらに、ホログラムを作成する際の撮影において、
数ミクロンオーダーの物体の振動やぶれが画像の品質に
大きく影響するため、極端に安定した静的な環境を必要
とする。また、回折効率の良い（即ち再生像の明るい）
ホログラフィーを撮影するための参照光の最適値などデ
ータの取得は非常に複雑であり、高度な撮影技術が必要
とされ間題である。

【０００９】本発明は、上記問題にかんがみてなされた
ものであり、簡単に物体の３次元情報を得ることができ
る被写体情報測定装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、被写体に測距用の光束を照射するための投
光素子部と前記被写体からの反射光を受光する受光素子
部とからなる測距装置と、前記投光素子部からの測距用
光束を用いて所定の視野内を走査するための光走査装置
と、前記被写体の前記走査した位置の測距情報を格納す
る記憶装置とを有することを特徴とする。

【００１１】また、本発明は、被写体からの光束を受光
するための一対の受光素子部からなる測距装置と、前記
被写体からの光束のうち任意の部分からの光束のみを前
記受光素子部へ入射させることにより所定の視野内を走
査する光走査装置と、前記被写体の前記走査した位置の
測距情報を格納する記憶装置とを有することを特徴とす
る。

【００１２】また、本発明は、前記被写体情報測定装置
は、さらに、前記被写体を撮影するための少なくとも対
物光学系を有する撮像光学系と、前記撮像光学系により
得られた被写体像を取り込むための撮像素子と、前記記
憶装置に格納されている前記測距情報と前記撮像素子上
の前記被写体像とに基づいて前記被写体の立体像を再生
する情報処理装置とを有することを特徴とする。

【００１３】また、本発明は、前記光走査装置は、前記
測距装置と共役な位置に、前記投光素子部から照射され
た測距用光束を前記被写体に対して垂直方向に走査する
ための第１の走査部と水平方向に走査するための第２の
走査部とを配置し、前記測距用光束の前記垂直および水
平方向の走査により前記所定の視野内を測距できること
を特徴とする。

【００１４】また、本発明は、前記光走査装置は、前記
測距装置と共役な位置に、前記被写体からの光束のうち
前記任意の部分からの光束のみを前記受光素子部へ入射
させることにより前記視野内を垂直方向に走査するため
の第１の走査部と水平方向に走査するための第２の走査
部とを配置し、前記垂直および水平方向の前記視野内の
走査により前記視野内を測距できることを特徴とする。

【００１５】また、本発明は、前記第１の走査部はガル
バノミラー装置を含み、前記第２の走査部はポリゴンミ
ラー装置を含むことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下添付図面に基づいて発明の実
施形態を説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明の基本
概念を説明する図である。被写体情報測定装置１０は後
述する測距装置を有し、物体ＯＢとの距離を測定するこ
とができる。ここで、測距方式としては、図１（ａ）に
示すような、被写体ＯＢに測距用光束を投射し、被写体
からの反射光を受光して３角測量の原理により測距を行
う、いわゆる外光式測距（アクティブ方式）を考える。
本装置１０は、後述するような測距光束を物体ＯＢに対
して水平方向と水平垂直にそれぞれ走査する走査部材
と、走査のタイミングに合わせて測距データを取り込む
データ入カ装置と、取り込んだデータを記憶する記憶装
置と、撮影画像と測距位置を整合させる演算装置とを有
している。

【００１７】投射光束と反射（測定）光束のなす角度か
ら物体の位置を測距する本装置１０は、１回の測距で被
写体ＯＢの一点の測距データを得ることができる。そし
て、図１（ｂ）に示すように、測距用光束を水平および
垂直方向にそれぞれの方向の光走査部材で走査し、画面
全体をカバーする領域にわたる３次元データを時系列
（シーケンシャル）に取得していく。このとき、被写体
画像と測距位置との相関関係が保たれるように一定のタ
イミングで測距データを図示しないデータ入力装置によ
って取り込むことが望ましい。また、本被写体情報測定
装置１０は、被写体像を取り込む撮像光学系を有してお
り、撮影された２次元画像にあわせた形で測距データを
記憶する。そして、演算装置で位置情報を必要な形にあ
らため、いわゆる被写体像の画素と測距データを一対一
対応するように演算装置で整列・加工する。かかる構成
により、被写体の各位置における測距データを得ること
が出来、これから容易に３次元像を再生できる。

【００１８】以下、本発明にかかる実施の形態を添付図
面をもとに説明する。図２は、本実施形態の光学系の概
略を説明する図である。

【００１９】まず、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源
ＬＳから光を被写体ＯＢに投射し、被写体ＯＢの反射光
の角度から被写体距離を測定する。かかる測距方式は、
通常のコンパクトカメラ等で広く使用されており、被写
体からの反射光の角度は対物レンズＯＢＬを通して受光
素子ＤＥＴ上の受光点の移動となって検出される。

【００２０】光軸ＡＸから一定距離はなれた投光用光源
ＬＳから出射した光束はレンズＬ１によって光軸ＡＸ上
に結像する。この結像位置にはガルバノミラーＧＭから
なる光走査部材が設けられており、該ミラーＧＭの角度
を変えることで光束を所定の一次元方向に振ることがで
きる。ガルバノミラー装置は、印可電圧に応じてミラー
の角度をサーボ的に動作させる装置であり、制御装置か
ら動的な信号を加えると、該信号に応じて動的に光束を
振ることができる。そして、さらに、光束をリレーレン
ズ系ＲＳ１を通した後、ガルバノミラーＧＭの反射面と
共役な位置に配置されたポリゴンミラーＰＭで再び反射
させる。ポリゴンミラーＰＭは多角形の反射ミラーであ
り、一定速度で回転してやると、光束径が小さい反射光
は傾斜的に反射方向を変え、急峻に初期位置へ戻るとい
うような三角波で走査される光軸ＡＸに垂直な平面にお
いて、上述のガルバノミラーＧＭと直交する方向にポリ
ゴンミラーＰＭによる光走査が行われるようにミラーの
回転方向を定めると、光束を２次元的に走査することが
できる。一般にポリゴンミラーの光走査速度はガルバノ
ミラーに比べて速いので、ポリゴンミラーを面面上の水
平走査に使用するため水平方向にミラーＰＭが回転する
ようにすることが好ましい。この時、垂直方向の予定分
解能ｎと同じ回数だけポリゴンミラーＰＭが光を走査す
る間に、ガルバノミラーＧＭが光を縦方向に片道走査す
ると、ｎ回の水平走査が一回の縦走査間におこなうこと
ができる。これにより、縦方向ｎの分解能を有する２次
元走査ができる。

【００２１】一方、横方向の走査の分解能については、
一回の水平方向の走査がなされる間に予定分解能ｍと同
じ回数のサンプリングを実施してやればよい。例えば、
１秒間に６００Ｘ４００個の分解能を持つ操作を行う場
合は、少なくとも、４．２μｓ間に一度のサンプリング
（測距）が必要となる。実際には、走査の回帰時間ない
しはブランキングの時間が光束径の大きさや走査部材の
性能などから必要になるから、この値の３割減程度の時
間でのサンプリングが必要とされる。

【００２２】また、リレーレンズ系の倍率は、走査領域
の比率と走査部材で限定される走査角度とを整合するこ
とから決められる。例えば、ポリゴンミラーを正１２角
形の多面体であるとすると、光の走査角度は最大で６０
度であり、ミラーの回転数は一秒問に３３．３回転、す
なわち２０００ｒｐｍが必要となる。一方、垂直走査の
ガルバノメータに関しては、サーボ駆動であり、また回
転に制限がないため比較的自由にパラメータを決めるこ
とができる。仮にガルバノメータの光走査角度を４０度
とすればリレー光学系は等倍、６０度とするなら３／２
倍の倍率が必要になる。

【００２３】図２に示す光学系では被写体から反射して
きた光も投光系と同様の経路を通ってアナログポジショ
ンセンサーが装備された受光部に到達する。このよう
に、走査系の位置関係がどのようになっていようとも、
基本的に同じ光路を受光光束は通るために、受光および
投光部から見る限り、走査系は測距動作とは関係が無い
とみることもできる。したがって、測距の回数や処理速
度を除けば上述の通常のカメラに装備されているＡＦ機
構とほぼ同一機能を使用している。

【００２４】次に、走査範囲について説明する。図３に
水平走査部を含む光学系の前半分部分（ポリゴンミラー
ＰＭと物体ＯＢとの間の光学系）を示す。ここで、物体
ＯＢの奥行方向の測定のための走査光学系と後述する画
像を取り込むための光学系が対物レンズＯＢＬを共有し
ている。対物レンズＯＢＬの焦点距離を５０ｍｍ、画角
を水平方向で中心から２０度であるとすると、走査角は
画角と一致していなければならないから、対物レンズＯ
ＢＬから射出される時点で２０度である必要がある。ま
た、ｎ角形のポリゴンミラーの走査角は４π／ｎである
ので、ポリゴンミラーの面数を２４面とするなら、ミラ
ーは３０度の走査角を有することとなる。したがって、
レンズＲＬ１の焦点距離を対物レンズＯＢＬと同様に５
０ｍｍとすれば、倍率が３／２であるので、レンズＲＬ
２の焦点距離は３３ｍｍとなる。また、レンズＲＬ１、
ＲＬ２の間隔を焦点距離の和とすれば、ＲＬ２から３３
ｍｍの位置に絞りを配置し、走査光の大きさを調節する
ことができる。また、図示していない第１リレー光学系
ＲＳ１の光学系の倍率についても、垂直走査を行なうガ
ルバノメータの振り角との関係から同様に算出すること
ができる。

【００２５】さらに、図３に基づいて画像を検出する光
学系について説明する。対物レンズＯＢＬからの光束を
ハーフミラーＨＭで分割し、結像した像（一次像）をリ
レーレンズＬ２、Ｌ３で再結像させ、２次像面にＣＣＤ
受光素子などを配置し物体画像を取り込む。ここで、一
次結像面にフィルターを挿入し被写界深度を見かけ上浅
くすること、または同結像面にオプチカルローパスフィ
ルターを挿入しより良い画像を得ることができる。ま
た、リレー光学系を用いないで、一次結像面に直接ＣＣ
Ｄ素子などを配置すれば、装置を小型化できる。一次像
は、上述の画角２０度で示したように３５ｍｍ銀塩フィ
ルムの大きさである。該一次像を例えば１／３インチＣ
ＣＤ素子に再結像させる場合は、画像取り込み用リレー
光学系の倍率は約０．１９倍である。該リレー光学系の
一次結像面側のレンズＬ２の焦点距離を５０ｍとする
と、ＣＣＤ素子側のレンズＬ３の焦点距離は９．５ｍｍ
である。

【００２６】次に、上記画像検出系により得られた画像
と上記測距データ（即ち立体情報）との合成について説
明する。上記対物レンズＯＢＬは、図３に示すように、
ＣＣＤを含む画像検出系と走査系を含む被写体情報検出
系（測距光学系）とで共用されている。ここで、測距情
報は信号処理回路ＣＫＴを介してデータ記憶装置ＤＭに
格納される。そして、銃砲処理コンピュータＣＯＭによ
り、記憶された測距情報（奥行き情報）とＣＣＤで得ら
れた２次元情報とを容易に合成することができる。走査
光の水平および垂直走査の要素数と画像取り込み部であ
るＣＣＤ素子の画素数とを一致させておけば、各画素の
画像情報に対して容易に測距情報（奥行き情報）を対応
させることができる。また、画素数と走査の要素数とが
一致していなくとも、所定の演算処理でデータを補完、
規格化することでかかる対応を行なうことができ、２次
元画像と測距情報（奥行き情報）とを対応させることも
できる。

【００２７】次に、走査およびデータ取得の動作タイミ
ングについて説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、走査に
関する第一のタイミングを示す図である。前述したよう
にガルバノメータは、図４（ａ）の三角波で表されるよ
うに垂直方向にミラーを走査し、片道の送りが終了する
とすばやく元の位置に戻るという動作を繰り返す。元の
位置に戻る区間は、いわゆる帰線区間であって、この間
実効的な走査はおこなわれず、画面の同期信号が発せら
れ、次回走査の始まりを告げるタイミングを示す。片道
の送りの区間には、ｎ回の水平走査信号が含まれてお
り、これも前述したように一度の垂直走査が行われる間
にｎ回の水平走査が実行されるようになっている。ガル
バノメータは一画面を一秒で走査するとすると、一走査
期間はほぼ一秒に等しいから、かなりな低速駆動でよ
い。そして、必要な周波数の三角波をアナログ的にサー
ボ信号として制御装置に入カすることで所望の駆動を得
ることができる。

【００２８】他方、水平走査はポリゴンミラーを一定速
度で回転させることで行っているので、サーボ的な臨機
応変な変化を得ることはできない。ｎ＋ｘ（ｘは帰線区
間等のロス）分周する場合は、垂直同期信号になる信号
を基本にＰＬＬ等の制御によって、高精度の回転を実行
する必要がある。ここで、ミラ一の一部を利用して主光
束と無関係な光を入射させて回転をモニターしたり、ま
たはホトインタラプターで同様の信号を得れば、ミラー
の回転を要求される精度で制御することは容易である。

【００２９】また、本実施形態では水平走査をポリゴン
ミラーにより行っているが、光音響素子を利用すれば一
定速度でない走査も可能である。さらに、スタティック
な素子であることから騒音や振動などの弊害も避けるこ
ともできる。

【００３０】次に、測距データの取得について説明をす
る。図５（ａ）乃至（ｄ）は水平走査信号とデータ取得
の関係を概念的に表したものである。水平方向のデータ
数（密度）をｍ個とすると、一度の水平走査が行われて
いる間にｍ回のデータ取得がなされなければならない。
本実施形態のような外光式の測距であれば、被写体の背
景に元々存在する光が外乱光となって、測定誤差となる
おそれがある。そこで、投光光源を０Ｎにした状態での
測定と０ｆｆにした状態での測定をセットにして行い、
両者の差から投光された信号から得られる本来の測距値
を得ることが望ましい。

【００３１】このため、一度の水平走査の間にｍ回のＬ
ＥＤ、場合によってはＬＤ（レーザーダイオード）のオ
ン・オフを同図（ｃ）に示すように行う。そして、オン
時とオフ時にそれぞれデータをサンプル＆ホールド素子
でデータホールドした上でＡＤコンバージョンを行う。
また、図６はデータを取得するための回路の構成図、図
７（ａ）乃至（ｅ）はさらに詳しい信号のタイミングを
それぞれ示す図である。

【００３２】さらに、前記回路では、一次元ＰＳＤ（位
置検出素子）は位置データを検出するために２つの端子
のデータが必要である。すなわち各端子に発生する信号
電流をＩ１，Ｉ２とするなら、光点位置ｘはこれを比例
分割したものとなり、次式（１）、ｘ＝（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）（１）で表されることになる。上述の外乱光を考慮すると、投
光してない時の信号電流をＩｄ１、ｌｄ２とし、同様に
次式（２）、ｘ＝（Ｉ１−Ｉｄ１−Ｉ２＋Ｉｄ２）／（Ｉ１＋Ｉ２−ｌｄ１−Ｉｄ２）（２）で表すことができる。前記回路の場合は、初段の電流電
圧変換アンプで増幅された光信号は、複数の信号から一
つを選択するマルチプレクサによって時分割で切替えら
れ、ＡＤコンバータによってデジタル化されてＣＰＵ等
の演算手段に送られる。このコンバータの前段にはコン
バージョン間のデータの安定のためにサンプル＆ホール
ダが設けられている。こうして得られたデータは順次演
算装置に送られ、式（２）で示した演算によって光点の
位置が算出される。そして、光点の位置の移動により、
容易に物体までの距離が算出できる。測距位置の関係は
従来のカメラに装備されているアクティブＡＦと同一で
ある。以上の点を鑑みると本方式では、少なくとも一セ
ット４回のＡＤコンバージョンと一回の投光光源の０Ｎ
・０Ｆが必要となる。このため、ＡＤコンバータは１１
１ｈｚ程度の変換速度が必要となる。また、光源をＬＥ
Ｄとすると該周波数帯域でＬＥＤ光の立ち上がりの特性
が間題にもなる場合もあるため、ＬＤを使用してもよ
い。

【００３３】ＡＤコンバータ等の速度が問題になる場合
は、図８に示すような回路を使用し、特定の周波数で光
源を変調してやり、該周波数だけ通すバンドパスフィル
ターでこの信号を受ける方法も用いることもできる。

【００３４】また、本実施形態では、外光式のアクティ
ブＡＦを用いているが、本発明はこれに限られるもので
はなく、いわゆるパッシブ方式のＡＦでも良い。パッシ
ブ方式を用いた場合は、被写体からの来る光束のうち任
意の部分からの光束のみを上記走査光学系に入射させる
ことで、所定画角内の測距を行なうことができる。ま
た、被写体の所定部分からの光束のみを通過させる遮光
マスクを用いて、該マスクを２次元に移動させれば、上
記走査光学系を用いること無く被写体からの光束を２次
元（所定画角内）で走査することと等価な効果を得るこ
とができる。

【００３５】次に本発明の応用例について説明する。上
記実施形態ではアクティブ方式の測距方式を採用してい
る。該方式は特定の範囲までの測距については特に有効
である。即ち、投射光である赤外線の到達距離、分解能
を考慮したうえで、測距可能な距離範囲内に存在する物
体であれば十分な３次元データ（測距情報）を得ること
ができる。また、近年、アミューズメント産業用に設置
式のデジタルカメラとプリンターとを併合した自動写真
撮影装置が普及しつつある。かかる自動写真撮影装置に
本発明を適用した場合のイメージ図を図９に示す。該装
置では、立体的な被写体像を簡便に得ることができる。
したがって、立体写真又はデジタル式のホログラム画像
を従来の２次元プリンター像に代えて出力できるだけで
なく、こうした２次元画像も演算によりパースペクトを
変えた画像、即ち観察視点を変えた画像を得ることもで
きる。一般に対象画角はほぼ決まっており、最大でも２
ｍ以内であることが多い。このため、１２ビット分の分
解能（１／４０９６）があれば１ｍｍよりも小さい測距
情報（奥行き情報）まで得ることが十分できる。

【００３６】

【発明の効果】上記説明したように本発明によれば、い
わゆるアクティブ方式のＡＦ測距に基づいて、光走査装
置により測距光を２次元走査することで所定の画角内に
おける物体の奥行き情報（測距情報）を得ることができ
る。したがって、物体の３次元再生を容易に行なうこと
ができる。

【００３７】また、本発明によれば、いわゆるパッシブ
方式のＡＦ測距に基づいて、光走査装置により所定の画
角内における物体の奥行き情報（測距情報）を得ること
ができる。したがって、測距のための投光用光源等を用
いなくとも物体の３次元再生を容易に行なうことができ
る。

【００３８】また、本発明は、物体画像を取り込むため
の撮像光学系と、前記撮像光学系により得られた被写体
像を取り込むための撮像素子と、前記記憶装置に格納さ
れている前記測距情報と前記撮像素子上の前記被写体像
とに基づいて前記被写体の立体像を再生する情報処理装
置とを有している。したがって、通常得られる２次元画
像に測距情報（奥行き情報）を合成して簡便に３次元画
像を得ることができる。

【００３９】また、本発明では、前記光走査装置は、前
記測距装置と共役な位置に、前記投光素子部から照射さ
れた測距用光束を前記被写体に対して垂直方向に走査す
るための第１の走査部と水平方向に走査するための第２
の走査部とを配置し、前記測距用光束の前記垂直および
水平方向の走査により前記所定の視野内を測距してい
る。したがって、アクティブ方式のＡＦ測距において、
所定の画角内における測距情報を正確に得ることができ
る。

【００４０】また、本発明では、前記光走査装置は、前
記測距装置と共役な位置に、前記被写体からの光束のう
ち前記任意の部分からの光束のみを前記受光素子部へ入
射させることにより前記視野内を垂直方向に走査するた
めの第１の走査部と水平方向に走査するための第２の走
査部とを配置し、前記垂直および水平方向の前記視野内
の走査により前記視野内を測距している。したがって、
パッシブ方式のＡＦ測距において、所定の画角内におけ
る測距情報を正確に得ることができる。

【００４１】また、本発明では、前記第１の走査部はガ
ルバノミラー装置を含み、前記第２の走査部はポリゴン
ミラー装置を含んでいる。したがって、高速に所定画角
内の範囲を測距することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態の概略を説
明する図である。

【図２】本発明の実施形態の光学系などの構成を示す図
である。

【図３】本発明の実施形態の測距光学系と画像取り込み
光学系との関係を示す図である。

【図４】（ａ）乃至（ｃ）は走査のタイミングを示す図
である。

【図５】（ａ）乃至（ｄ）は水平走査信号とデータ取得
タイミングとの関係を示す図である。

【図６】データ取得回路の構成を示す図である。

【図７】（ａ）乃至（ｅ）は信号のタイミングを示す図
である。

【図８】投光用光源を変調する場合に使用する回路の構
成を示す図である。

【図９】本発明を応用した自動写真撮影装置のイメージ
を示す図である。

【符号の説明】

ＬＳ測距用光源ＤＥＴ１次元ラインセンサＡＸ光軸ＲＳ１、ＲＳ２リレー光学系ＧＭガルバノミラーＰＭポリゴンミラーＨＭハーフミラーＯＢＬ対物レンズＯＢ物体（被写体）Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３レンズＣＣＤＣＣＤ受光素子ＣＯＭ情報処理コンピュータＤＭ測距情報記憶装置ＣＫＴ信号処理回路１０被写体情報測定装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０２Ｂ 7/32 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体に測距用の光束を照射するための
投光素子部と前記被写体からの反射光を受光する受光素
子部とからなる測距装置と、前記投光素子部からの測距用光束を用いて所定の視野内
を走査するための光走査装置と、前記被写体の前記走査した位置の測距情報を格納する記
憶装置とを有することを特徴とする被写体情報測定装
置。
【請求項２】被写体からの光束を受光するための一対
の受光素子部からなる測距装置と、前記被写体からの光束のうち任意の部分からの光束のみ
を前記受光素子部へ入射させることにより所定の視野内
を走査する光走査装置と、前記被写体の前記走査した位置の測距情報を格納する記
憶装置とを有することを特徴とする被写体情報測定装
置。
【請求項３】前記被写体情報測定装置は、さらに、前記被写体を撮影するための少なくとも対物光学系を有
する撮像光学系と、前記撮像光学系により得られた被写体像を取り込むため
の撮像素子と、前記記憶装置に格納されている前記測距情報と前記撮像
素子上の前記被写体像とに基づいて前記被写体の立体像
を再生する情報処理装置とを有することを特徴とする請
求項１または２記載の被写体情報測定装置。
【請求項４】前記光走査装置は、前記測距装置と共役
な位置に、前記投光素子部から照射された測距用光束を
前記被写体に対して垂直方向に走査するための第１の走
査部と水平方向に走査するための第２の走査部とを配置
し、前記測距用光束の前記垂直および水平方向の走査に
より前記所定の視野内を測距できることを特徴とする請
求項１または３記載の被写体位置測定装置。
【請求項５】前記光走査装置は、前記測距装置と共役
な位置に、前記被写体からの光束のうち前記任意の部分
からの光束のみを前記受光素子部へ入射させることによ
り前記視野内を垂直方向に走査するための第１の走査部
と水平方向に走査するための第２の走査部とを配置し、
前記垂直および水平方向の前記視野内の走査により前記
視野内を測距できることを特徴とする請求項２または３
記載の被写体位置測定装置。
【請求項６】前記第１の走査部はガルバノミラー装置
を含み、前記第２の走査部はポリゴンミラー装置を含む
ことを特徴とする請求項４または５記載の被写体位置情
報測定装置。