JPS5936205B2 - キヨリケイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は距離計装置に関し、特に対象物に点光源を照射
しその反射光を異なった距離にて測光し、それぞれの測
光値の変化分の比を求めることにより対象物までの距離
を測定するようになした距離計装置に関する。

従来、カメラ等の光学装置において、最良の品質の写真
映像等を得るために焦点調節、シャッター速度調節及び
絞り調節等の自動化の開発が為されてきた。

例えば現在市場に出回っているシャッター速度及び絞り
を被写界輝度に応じて自動的に調節する自動露出カメラ
等である。

しかるに焦点調節のみは、対象物の不確定性のために、
全ての対象物に対して高精度であり、かつ市場を満足で
きるような自動化の開発は今だ為されていない。

例えば対象物を点光源で照射し、撮影者の意志を被写界
上で示し、この点光源の照射像の受光素子への入射角を
測定することによって対象物までの距離を測定する距離
計装置等が知られている。

しかしながら上記従来の装置は入射角を調節する等の機
械的可動部分が多く装置が大きくなるとともに応答性が
遅くなる欠点がある。

従って本発明は上記欠点を解決するために新しい測定原
理を導入し、自動焦点調節を容易にする距離計装置を提
供することを目的とする。

本発明の特徴とするところは指向される対象物を照射す
る光源装置を有する距離計装置において、前記対象物よ
りの反射光を測光しかつ前記対象物よりみて等測的に略
同一光軸上に第１及び第２の受光素子を所定の間隔をも
って配設し、前記光源装置の照射による前記第１及び第
２の受光素子の出力の変化の比を求めることにより、前
記第１及び第２の受光素子から前記対象物までの距離を
測定するようになしたことである。

さらに本発明の特徴とするところは前記距離計装置にお
いて、前記第１及び第２の受光素子の出力の変化を各々
対数変換して、その対数変換された各々の出力の差を求
めることにより、前記第１及び第２の受光素子から前記
対象物までの距離を測定するようになしたことである。

以下、本発明を添付図面の望ましい一実施例に基づいて
詳述する。

第１図は本発明装置の測定原理を説明するための図であ
る。

１は対象物２を照射するための光源であり例えばストロ
ボ光源及びレーザー光源等で受光素子３及び４で応答で
きる波長領域及び周波数以内であれば全ての光源が使用
できる。

３は第１受光素子を示し、４は対象物２からみて等測的
に略同−光軸上に前記受光素子３から所定間隔ｄをもっ
て配設された第２受光素子である。

ここで第１受光素子３に入射する対象物２からの反射光
が第２受光素子４に阻止されずに入射しなければならな
いが、この点は例えばハーフミラ−を用いて反射光を２
方向に分割するとか、各々の受光素子３及び４の光軸を
わずかにずらせる等によって達成される。

また後述する所より明らかなように各々の受光素子３及
び４の間隔は長いほど精度が良くなるが、この点は例え
は反射光をミラー又はプリズムによって多数回反射させ
、等測的に光路を長くすることによって達成される。

以上の構成によっていかに第１受光素子３から対象物２
までの距離Ｘが測定出来るかを説明する６まず光源１か
らの光線は対象物２に照射され、その照射光は対象物２
のｐ点の反射率ｋに対応して反射する。

したがって反射物２から各々の受光素子３及び４に入射
する光線の対象物２上の点ｐの輝度Ｂは光源１の輝度Ｂ
。

、光源１から対象物２までの距離Ｘ及び前記反射率にの
関数となる。

そこで各々の受光素子３及び４で受光する外界に存在す
る定常的な光による照度をそれぞれり、。

及びＬ２０とし、各々の受光素子３及び４で受光する照
度をそれぞれＬｌ及びＬ２とすると、光源１の発光中に
於ける各々の受光素子３及び４上での照度は、 となる。

したがって各々の受光素子上で受ける反射光による照度
の変化分は ここで各々の受光素子３及び４の照度の変化分の比を求
めると 吉なり、光源１の輝度、対象物２の反射率及び光源から
対象物までの距離によって変化する対象物２上の輝度Ｂ
の項がなくなり第１受光素子３から対象物までの距離Ｘ
及び各々の受光素子間の距離ｄだけの関数となる。

したがって式（５）をＸについて解くと ここで△Ｌ２〉△Ｌ１ ｘ＞ｄであるからとなり、
各々の受光素子間の距離ｄを決め、各々の受光素子面に
おける照度の変化分の比△Ｌ１／△Ｌ２を求めると、式
（７）により第１受光素子３から対象物２までの距離Ｘ
が求まるのである。

もちろん光源１によって対象物２上に照射される面積は
少さいほど式（７）の精度が高いことは言うまでもない
ことである。

さらに受光素子に入射する定常光が等測的に零のときは
受光素子の出力の比が出力の変化分の比に対応すること
も言うまでもない。

以上説明したように光源１の対象物２による反射光を測
光し、等測的に略同−光軸上に所定の間隔で配設された
第１及び第２の受光素子３及び４の出力の変化分の比を
求めることによって、対象物２までの距離Ｘが何らの補
正なしに、高精度、小型及び安価に距離計装置が提供で
きるのである。

ここでさらに電気的に受光素子の出力の変化分の比を求
める一例として対数変換して差を求める方法が考えられ
るので、この場合の実施例を第２図に示すブロック図に
て以下に説明する。

第２図において、３及び４は前記第１及び第２受光素子
であり、この各々の受光素子３及び４の出力はフィルタ
ー回路５及び６を介して対数変換回路７及び８に入力さ
れ、対数変換された後減算回路９によって減算される。

この減算出力は光源１の照射時間によって変化するので
、この減算出力の最大値又は最小値を記憶保持する記憶
回路１０に入力され、その記憶回路の出力によって表示
及び制御回路１１で対象物までの距離を表示及び制御、
例えばフォーカシングレンズが移動制御されるのである
。

ここで対数変換回路７及び８と減算回路９によって前記
受光素子３及び４の出力の変化分の比の対数を示す回路
を構成する。

以上の構成による第１受光素子３から対象物２までの距
離Ｘの測定動作を説明する。

まず光源１が対象物２に照射していない場合、第１及び
第２受光素子３及び４は外界の定常的な光が照射されて
いる。

しかしフィルター回路５及び６によって低周波がカット
されるために対数変換回路７及び８には前記受光素子３
及び４の出力は入力されない。

ここで光源１によって対象物２に点照射した場合、前記
受光素子３及び４の出力は光源照射による前記受光素子
３及び４上の照度の変化に応じて変化する。

したがってこの変化分のみがフィルター回路５及び６を
通って対数変換回路７及び８に入力される。

この対数変換回路７及び８のそれぞれの出力は減算回路
９によって差を求められる。

このことを式で示すと、式（５）の両辺の対数をとった
式と等しくなる。

すなわちしたがって となり、この式（９）によって第１受光素子３から対象
物２までの距離Ｘが求まるのである。

ここで式（７）、式（９）からも明らかなように各々の
受光素子３及び４間の距離ｄは大きいほど精度がでるし
、光源１は対象物２に点光源を生じ・させるためである
から、対象物自体に点光源がある場合には光源１は必要
ないことは言うまでもないことである。

したがって対象物から、ある一点の光のみを測光できる
ならばまた光源１は全く必要なくなるのである。

以上説明したように本発明装置によれば照射する光源の
輝度及び対象物の反射率によって変化する項が全くなく
なるため、非常に精度よく、あらゆる対象物に対して、
受光素子から対象物までの距離が測定でき、機械的可動
部分もないために応答性が早く、小型化出来、特に本発
明装置をカメラ等の光学装置に付加して例えば自動焦点
調節を簡単に行なえ、従来にない高性能な距離計装置が
提供できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の測定原理を説明するための図であ
り第２図は本発明装置の望ましい実施例を示すブロック
図である。 １・・・・・・光源、２・・・・・・対象物、３・・・
・・・第１受光素子、４・・・・・・第２受光素子、５
及び６・・・・・・フィルター回路、７及び８・・・・
・・対数変換回路、９・・・・・・減算回路、１０・・
・・・・記憶回路、１１・・・・・・表示及び制御回路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 指向される対象物を照射する光源装置を有する距離
   計装置において、前記対象物よりの反射光を測光しかつ
   前記対象物よりみて等測的に略同一光軸上に第１及び第
   ２の受光素子を所定の間隔をもって配設し、前記光源装
   置の照射による前記第１及び第２の受光素子の出力の変
   化の比を求めることにより、前記第１及び第２の受光素
   子から前記対象物までの距離を測定するようになしたこ
   とを特徴とする距離計装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の距離計装置において、
   前記第１及び第２の受光素子の出力の変化を各々対数変
   換して、その対数変換された各々の出力の差を求めるこ
   とにより、前記第１及び第２の受光素子から前記対象物
   までの距離を測定するようになしたことを特徴とする距
   離計装置。