JPS6120808A

JPS6120808A - 測距装置

Info

Publication number: JPS6120808A
Application number: JP14179084A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yokota; 秀夫横田; Yasuhisa Sato; 泰久佐藤; Yasuyuki Yamada; 康幸山田; Hiroki Nakayama; 博喜中山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-07-09
Filing date: 1984-07-09
Publication date: 1986-01-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は複数の対象物の距離を同時に測定可能な測距装
置に関するものである。

従来、発光素子からの光束を投光レンズを介して対象物
に投射し、その反射光を受光レンズを介して受光素子で
受光することによシ、上記対象物までの距離を測定する
ようＫした能動型自動測距装置はよく知られている。と
ころか、との従来の測距装置は測距できる範囲、っまり
測距視野が狭いので、例えにこの種の測距装置をカメラ
に設けた場合、撮影両面内の一部に存在する被写体距離
しか得ることができないといつ喪欠点があった。

との為、撮影者はカメラのファイダー内に設けられた上
記測距視野を示す小さな測距視野マーク内に自分の撮影
しようとする被写体を入れ永ければ彦らないことからこ
の操作が非常に煩しく又、例えば、人物２人を被写体と
して撮影しようとするような時、人物２人の間の空間を
上記測距視野マーク内に入れてしまい、肝心の人物にピ
ントの合っていない写真を撮ってしまうといった弊害も
生じていた。

そこで、近年上記測距視野を広くしてこの種の問題を解
決しようとする動きがある。その方法として投光、受光
器レンズの焦点距離を小さくしたシーあるいは投光、受
光画素子の大きさを大きくすることがまず考えられるが
、それらにも限界があり、又、この様にすると測距精度
の低下を招くことになる。

又、複数個の投光素子とそれに対応する複数個の受光素
子を用いるものが特願昭５８−１８０５４号に於いて提
案されてお一す、又投光レンズを複数の光軸を有する所
謂複眼レンズとじ九ものが特開昭５６−５７０１２号に
於いていずれも本出願人よ）提案されている。ところが
前者は複数の素子を持つので装置が相当に大掛かうにな
って、スペース、コスト等の面カラ著しく不利であシ実
用的ではなく、゛また、後者はレンズを分割して使用す
るために、レンズを大きくするか、レンズの透過光量の
減少を補う九めに発光素子の出力を大幅に増大させる必
要があって、これも実用化がなかなか困難であった。

本発明は以上の事情に鑑み成されたもので測距すべき対
象物を測距マーク内に入れることを要せずに所望の対象
物に対する測距がきわめて簡単な構成で精度よく行なえ
る、測距視野の広い測距装置を提供しようとするもので
ある。

そしてその特徴とする処は、光束を投射し、その反射光
を受光することで対象物までの距離を測定する測距装置
に於いて、上記光束を投射する投光器と、上記投光器か
らの光束を被写界面の測距ポイントに応じた数だけその
方向に分割反射する投光用反射系と、上記投光用反射系
により分割反射された光束の反射光を受光し、上記測距
ポイントの方向にそれぞれ存在する物体までの距離を検
出する受光器とを有する測距装置にある。

以下本発明の一実施例を図面を基に説明する。

第１図は本発明に係る測距装置の測距原理を示すもので
、図中１は赤外光の如き測距用の光を発する赤外発光ダ
イオード等の投光器としての投光素子、２は投光素子１
からの光束を被写体３に向って投光し集束する投光レン
ズ、４は投光された光束が被写体３にょル反射された際
、その反射光を受光器としての受光素子５の受光面上に
集束させる受光レンズである。

そして投光素子１からの光束は投光し／ズ２を通って投
光され、被写体３にスポットとして当り、該被写体６か
らのその反射光は受光レンズ４により受光素子５の受光
面上に集束されるが、受光素子５の受光面上の該反射光
の入射位置は図からもわかるように、被写体距離によっ
て異る。ことで、受光素子５は半導体装置検出器（以下
Ｐ・Ｓ・Ｄという）。と言われるものであって、二つの
出力端子を持ち、入射する光がその受光面のどの位置に
当るかによって夫々の端子からの電気出力の割合が変わ
るものである。

即ち、第２図は上記Ｐ、　Ｅｔ、　Ｄを模式的に示した
もので、Ｐ、Ｓ、Ｄの二つの出力端子Ａ、Ｂ間の距離を
Ｌ１人入射る光の位置と端子Ａとの距離を又とし、端子
Ａ、Ｂから出力される電流をＩム、ＩＢ。

入射する光によって発生する電流をｉＤとした時、から
Ｃの値から−が演算され被写体距離に応じた信号がイ０
られる。尚、このＰ、　Ｓ、　Ｄを使用した測距のため
の処理回路の具体構成にっ匹ては、例えば特開昭５４−
４４８０９号公報等に開示されているのでことではこれ
以上の説明は省略する。

第３図は上記測距原理を用いた本発明に係る測距装置の
基本構成を示すもので１は第１図と同様の投光素子、６
は投光素子１からの光束を被写界面内の測距すべきポイ
ント（以下測距ポイントという）の方向にその測距ポイ
ントの数だけそれら測距ポイントの方向に複数の光束を
分割反射する為の投光用反射系で法線方向の異々る複数
のミラー等で構成されておシ、被写体に投光される発光
素子１の光束は全てこの反射系を介して投射されるよう
になっている。ここでは説明の便宜上、上記光束の投射
される方向は光束ａ、ｂ、Ｃの三方向とする。尚、この
方向を異にして投射される光束の数は被写界面の測距ポ
イントの数に応じていくつにしてもよいことは言うまで
もない。２は第１図と同様の投光レンズで光束ａ、ｂ、
ｃを被写界面７に向けて集束する。Ｐａ、Ｐｂ、ＰＣは
光束ａ、ｂ、ｃによってそれぞれ被写体上に形成される
投光スポット像で第３図では同一被写界面、すなわち同
一距離にある被写体に°投光スポット像が形成されてい
る状態を示している。４灯第１図と同様の受光レンズで
投光スポット（！ＲＰａ、Ｐｂ、Ｐｃの反射光束ａ’、
　ｔ／、　ｃ’を集束する。８は反射系６と同様の反射
系で受光レンズ４で集束された全ての反射光束ａ’、　
’ｂ’、　ａ’（尚反射光束の数がいくつあってもそれ
ら全ての光束）の受光方向を変化させて反射光束ａ’、
ｂ’。

Ｃ′を第１図と同様の受光素子５に全て入射させる。こ
の場合、投光スポット像Ｐａ　、Ｐｂ　、　Ｐｃの形成
される被写体距離が第１図の様にすべて同一距離であれ
ば、反射光束ａ′、ｂ′、Ｃ′の受光氷子５への入射位
置は、同一位置に重なル、被写体距離が変化すればその
入射位置はその距離に応じてそれぞれ同じ変位の仕方で
変化するようになっている。

尚、受光素子５から得られる被写体距離は投光スポット
像Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃが形成されるそれぞれの被写体位置
の平均距離であり、その情報は受光素子６の端子Ａ、Ｂ
から制御係９に送られることになる。

次に上記反射系６，８の具体的構成について説明する。

第４図は反射系６の一例を示すもので、１は上記投光素
子、２は上記投光レンズで反射系は異なった方向に法線
を有する３つの反射鏡１０゜１１．１２で構成されてい
る。そして各反射鏡１０゜１１．１２　Ｋｊル投光素子
１　ノｍ＠！ＩＩＥ射鏡１０，１１゜１２の位置及びそ
の法線を適切に設定することによって所望の位置に設定
することが出来る。

そこで反射４１０，１１．１２の位置及び角度の好まし
い設定の仕方について、第５図及第６図を参照して説明
する。

第５図は第４図の投光素子し、反射鏡１０，１１゜１２
、投光レンズ２からなる投光系の上面図で第６図は第４
図の投光レンズ２の光ｌＩ４１（イ）−（ｃ２）をもっ
て切断せる側断面図である。ここでこの投光系は第６図
の簡素化を計るため反射鏡１００法線を光軸（イ）−（
ロ）で切断せる断面内にあるとしている。第５図におい
て投光素子１は反射鏡１０゜１１．１２よシ投光レンズ
２側でかつ投光レンズ２の光路阻害を起こさないよう光
軸（イ）−（ロ）の下方に置かれている、そしてその発
光点を２０反射鏡１０，１１．１２による発光点Ｐ。の
鏡像をｐ、’、　ｐ；　、　’ｐｔと表わす。

今、”Ｏ’＋　”１　′、”９　＋　”３をあらかじめ
定める所望の位置とすると、谷反射鋺の位置及び法線は
一意的に定まる。第６図において方向ベクトルヒしを単
位ベクトルとして、ＰｏからＰｌへ向うベクトルＰ。乙
をｋｉＬηから投光レンズの主点Ｈ□　　　→ をに１ト、　、ｐ；からＱへ向うベクトルＰ１／Ｑをに
、ｒ、、反射鏡１００法線の単位ベクトルをＴとするに
２と、”＝２ｎ、ｎ　　”、＝ｒ３−２（ｒ３・ｒ２　）
　ｒ　２次に鏡像”’　、”ｖ　、Ｐ’、の位置として
どのような位置が適尚かについて言及する。ｆ、５図、
第６図に於いて、ある１つの被写界面７上に３つの点乙
、基、シを想定し１．それら３つの点と、３．弓の投光
レンズ２による結像点を上記伊像Ｙ、　、　ｐ’、　。

Ｐｔの位置にする。このようＫすることで投光スポット
像Ｐａ　、　Ｐｂ　、Ｐｃの径が同一距離にある被写体
に対しては常に一致させるととができる。

又、上記被写界面７を撮影機会の最も多い被写体距離に
想定することで、その被写界面に投光スポット像Ｐａ、
Ｐｂ、Ｐｃのいずれもが焦点を結ぶので最も撮影機会の
多い被写体距離が最も精度よく測定され好都合となる。

尚、この最も撮影機会の多い被写体距離としては５ｍ前
後があげられるが、場合によってはそれより遠い距離更
には無限遠にしてもよい。

次に受光系について考察すると、ｄＳ６図の受売来子５
０反射系８による鏡像点を前記投光系においで定めｆｃ
１′Ｉ、烏、鳥の各点の受光レンズ４による結偉点とし
、投光系と同様の反射系を構成することによって、被写
体面に投光された複数の投光像を１箇所に集束させるこ
とが出来る。

そしてこのような投光系、受光系をもった測距装置は第
７図に示されるような構成として示されるのである。第
７図中１５．１４．１５が第３図の反射系８を構成する
５つの反射鏡でそれぞれ異った方向に法線を有している
。尚、その他の構成要素については既に！３図、又は第
４図で示しているので同一のものを同一の番号で示すと
とにより説明は省略する。

以上の実施例では、投光素子、受光素子が固定された形
式の測距装置について説明したが、投光素子又は受光素
子が可動なものであっても本発明が適用できることは言
うまでもない。

以上説明した様に本発明は、光束を投射し、その反射光
を受光することで対象物までの距離を測定する測距装置
に於いて、上記光束を投射する投光器と、上記投光器か
らの光束を被写界面の測距ポイントに応じた数だけその
方向に分割反射する投光用反射系と、上記投光用反射系
によシ分割反射された光束の反射光を受光し、上記測距
ポイントの方向にそれぞれ存在する物体までの距離を検
出する受光器とを有するととを特徴とするものであるカ
蔦ら、測距すべき対象物を小さな測距マーク内に入れる
ことなしに対象物までの距離が、きわめて簡Ｉｌｉゝな
構成で精度よく求められ、測距装置の操作性、機能性を
きわめて向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る測距装置の基本原理を示す説明図
。第２図社第１図の受光素子の構成を示す模式図、。第
５図は本発明に係る測距装置の基本構成図。ｌＸ４図は第３図の装置の投光系を示す斜視図。第５図、第６図は８Ｆ！４図の投光系の配置を示すもの
で、第５図はその上面図、第６図は横断面図である。第
７図は第３図の装置の投光系と受光系の配置構成を示す
斜視図である。１・・・・発光素子２゜、、、投光レンズ３・・・・被写体４・、・−受光し／ス５・・・・受光素子６・・、・投光用反射系７・・・・被写界面８・・・・受光用反射系９・・・・制御系１０．１１，１２、−、、反射鏡１３．１４．１５

Claims

【特許請求の範囲】

１、光束を投射し、その反射光を受光することで、対象
物までの距離を測定する測距装置に於いて、上記光束を
投射する投光器と、上記投光器からの光束を被写界面の
測距ポイントに応じた数だけその方向に分割反射する投
光用反射系と、上記投光用反射系により分割反射された
光束の反射光を受光し、上記測距ポイントの方向にそれ
ぞれ存在する物体の距離を検出する受光器とを有するこ
とを特徴とする測距装置。