JPS6281524A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JPS6281524A JPS6281524A JP22227485A JP22227485A JPS6281524A JP S6281524 A JPS6281524 A JP S6281524A JP 22227485 A JP22227485 A JP 22227485A JP 22227485 A JP22227485 A JP 22227485A JP S6281524 A JPS6281524 A JP S6281524A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、対象物体までの距離を測定する非接触式の
距離測定装置に関するものでるる。
距離測定装置に関するものでるる。
第4図は,従来の非接触式の距離測定装tfl−示すも
のであり、図において、1は光源、2は光源1より放射
される光束を集束し対象物体3に投射する投光レンズで
ある。
のであり、図において、1は光源、2は光源1より放射
される光束を集束し対象物体3に投射する投光レンズで
ある。
上記光源1、投光レンズ2、対象物体3は@線(A)上
に位置し、光源1から放射された光は投光レンズ2によ
って対象物体3上に照射され、光束の光スポット4を形
成する。5は光スポット4の像を結像する受光レンズ、
6は受光レンズ5によって結像される光スポット4の像
の位置Pに対応した電気出力を発生する受光素子で、上
記光スポット4,受光レンズ5、受光素子6は軸線(B
)上に位置1−、この#A介この軸線(B)一帥配輔綱
rlとθの角Ifをなす。
に位置し、光源1から放射された光は投光レンズ2によ
って対象物体3上に照射され、光束の光スポット4を形
成する。5は光スポット4の像を結像する受光レンズ、
6は受光レンズ5によって結像される光スポット4の像
の位置Pに対応した電気出力を発生する受光素子で、上
記光スポット4,受光レンズ5、受光素子6は軸線(B
)上に位置1−、この#A介この軸線(B)一帥配輔綱
rlとθの角Ifをなす。
そして、受光素子6の出力する2つの電気信号IA、I
Bは、それぞれ加算器7、減算器8に入力され、加nb
7において両信号の和(’A”B)が求められ、減算器
8において両信号の差(IA−iB)が求められる。9
は加算器7の出力で減算器8の出力を除する除算器、1
0は除算器9の位置出力P全距離出力lに変換する変換
器である。
Bは、それぞれ加算器7、減算器8に入力され、加nb
7において両信号の和(’A”B)が求められ、減算器
8において両信号の差(IA−iB)が求められる。9
は加算器7の出力で減算器8の出力を除する除算器、1
0は除算器9の位置出力P全距離出力lに変換する変換
器である。
上記において、光源1、投光レンズ2、受光レンズ5、
受光素子6によって検出ヘッド1)が構成される。また
、加算器7.減算器8、除算59、変換510によって
演算回路12が構成される。
受光素子6によって検出ヘッド1)が構成される。また
、加算器7.減算器8、除算59、変換510によって
演算回路12が構成される。
次に動作について説明する。光源1より放射される光束
は、投光レンズ2によって適当な大きさの光スポット4
で対象物体3に照射される。この光スポット4を受光レ
ンズ5が撮像し、受光素子6の受光面の上に光スポット
4の像を結像する。
は、投光レンズ2によって適当な大きさの光スポット4
で対象物体3に照射される。この光スポット4を受光レ
ンズ5が撮像し、受光素子6の受光面の上に光スポット
4の像を結像する。
斯かる受光素子6は、光位置検出器と称されるものであ
り、受光面゛上の光スポット像の結像位置Pに応じた2
つの電気信号1人、IBを発生するという動作特性を有
するものである。
り、受光面゛上の光スポット像の結像位置Pに応じた2
つの電気信号1人、IBを発生するという動作特性を有
するものである。
従って、受光素子60両端の2つの電極に生じる1JL
a ’A I ’Bの値によって、光スポット像の結像
位[Pは、 として求めることができる。ところで、受光素子6の出
力は光スポット像の結像位置Pとその強度とに比例した
出力信号を生じる。そのため、上記(1)式においては
、光スポット像の強度変化に比例して変化する信号でら
る(’A+iB)の項を分母に導入し、光スポット像の
結像位置のみに比例する信号を得るようにしている。
a ’A I ’Bの値によって、光スポット像の結像
位[Pは、 として求めることができる。ところで、受光素子6の出
力は光スポット像の結像位置Pとその強度とに比例した
出力信号を生じる。そのため、上記(1)式においては
、光スポット像の強度変化に比例して変化する信号でら
る(’A+iB)の項を分母に導入し、光スポット像の
結像位置のみに比例する信号を得るようにしている。
前記加算器7と減算器8と除算器9は、受光素子6の出
力信号’A I inに基づいて上記(1)式に示され
る演算を実施することにより、除算器9の出力には光ス
ポット像の結像位置に対応する出力値Pが得られる。
力信号’A I inに基づいて上記(1)式に示され
る演算を実施することにより、除算器9の出力には光ス
ポット像の結像位置に対応する出力値Pが得られる。
一方、対象物体3までの距離をlとし、投光レンズ2と
受光レンズ5の設置間隔をLとすると、l!ば、 l = □ ・・・・・・・・・・・・・
・・ (2)tan θ として求めることができる。ここで、θは受光レンズ5
の設置位置及び焦点距離、受光素子6と受光レンズ5の
設置間隔、光スポット像の結像位置に係る出力Pによっ
て求まるものである。これらの中で位置出力P以外は固
定値として定めることができるので、結局、対象物体3
までの距離lは、/=[・P ・・・・・・・・
・・川・中・・・・ (3)として得られる。この場合
、Kは上記各固定1)区によって決まる定数であり、事
前の計算又は実験等により設定される。変換器10は上
記(3)式を実施し、位置出力pl入力して距離出力l
!全出力するものである。
受光レンズ5の設置間隔をLとすると、l!ば、 l = □ ・・・・・・・・・・・・・
・・ (2)tan θ として求めることができる。ここで、θは受光レンズ5
の設置位置及び焦点距離、受光素子6と受光レンズ5の
設置間隔、光スポット像の結像位置に係る出力Pによっ
て求まるものである。これらの中で位置出力P以外は固
定値として定めることができるので、結局、対象物体3
までの距離lは、/=[・P ・・・・・・・・
・・川・中・・・・ (3)として得られる。この場合
、Kは上記各固定1)区によって決まる定数であり、事
前の計算又は実験等により設定される。変換器10は上
記(3)式を実施し、位置出力pl入力して距離出力l
!全出力するものである。
従来の非接触式の距離測定装置は、以上のように構成さ
れているので、検出ヘッドを穴に挿入して穴径を測定し
たり、検出ヘッドを対象物体に対向させて水平移動させ
て該対象物体の碧簡の凹凸を測定するような場合、検出
ヘッドの進行方向には計測機能を有していないため、検
出ヘッドは代置や表面段差による壁面に衝突して破損事
故を起す問題点がめった。
れているので、検出ヘッドを穴に挿入して穴径を測定し
たり、検出ヘッドを対象物体に対向させて水平移動させ
て該対象物体の碧簡の凹凸を測定するような場合、検出
ヘッドの進行方向には計測機能を有していないため、検
出ヘッドは代置や表面段差による壁面に衝突して破損事
故を起す問題点がめった。
この発明に上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、計測時に衝突事件を生ずることのない距離測
定装置を得ることを目的とする。
たもので、計測時に衝突事件を生ずることのない距離測
定装置を得ることを目的とする。
この発明に係る距離測定装置は、垂直方向と水平方向の
直交2方向に光束を出す投光部を設け、直交2方向の距
離を同時に測定できるようにしたものである。
直交2方向に光束を出す投光部を設け、直交2方向の距
離を同時に測定できるようにしたものである。
〔作 用〕
この発明における投光部は、直交2方向に光束を出すこ
とにより同時に2方向の距離が測定され、その1方向の
距離測定を利用して検出ヘッドと対象物体の衝突を防止
する。
とにより同時に2方向の距離が測定され、その1方向の
距離測定を利用して検出ヘッドと対象物体の衝突を防止
する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。13
は検出ヘッドケース(以下、ケースと略記する)で、側
面と底面とに投光窓13a、labを有する。14は投
光レンズ、15は投光レンズ14からの光束を投光窓1
3aと13bの2方向に分割して、対象物体3に光スポ
ット像16a。
は検出ヘッドケース(以下、ケースと略記する)で、側
面と底面とに投光窓13a、labを有する。14は投
光レンズ、15は投光レンズ14からの光束を投光窓1
3aと13bの2方向に分割して、対象物体3に光スポ
ット像16a。
16bt−fl射するハーフミラ−で、上記投光レンズ
14とで投光部を構成する。
14とで投光部を構成する。
17a、17bは光スポット像15m 、 16bを受
光素子18&、18bの受光面に結像する受光レンズで
、上記受光素子とで受光部を構成している。19a、1
9bU受光素子18&、18bからの電気信号1A−a
・’ a + ’A−b ” IB−bに基づいて距
離出力ta、/bt−演算出力する演算回路で、たとえ
ば前記第3図における演算回路12と同じ構成である。
光素子18&、18bの受光面に結像する受光レンズで
、上記受光素子とで受光部を構成している。19a、1
9bU受光素子18&、18bからの電気信号1A−a
・’ a + ’A−b ” IB−bに基づいて距
離出力ta、/bt−演算出力する演算回路で、たとえ
ば前記第3図における演算回路12と同じ構成である。
20は上記距離出力la、l!bのいずれか一方を選択
入力し、その入力が予め定めた基準値と等しくなるなど
所定の関係範囲になったか否かを判定する判定回路であ
る。
入力し、その入力が予め定めた基準値と等しくなるなど
所定の関係範囲になったか否かを判定する判定回路であ
る。
なお、上記において、光源1、投光レンズ14゜ハーフ
ミラ−15、受光レンズ17a、17b、受光素子18
a、18bは、それぞれ所定の位置関係で上記ケース1
3内に配役固定されている。
ミラ−15、受光レンズ17a、17b、受光素子18
a、18bは、それぞれ所定の位置関係で上記ケース1
3内に配役固定されている。
つぎに動作について説明する。第1図は対象物体3に形
成された穴3aの直径を測定する場合全例示するもので
、まず、演算回路19bからの出力を入力するように判
定回路20金不図示の選択手段で選択するとともに該判
定回路20に該人力と比較すべき基準値を不図示の設定
手段で設定する。
成された穴3aの直径を測定する場合全例示するもので
、まず、演算回路19bからの出力を入力するように判
定回路20金不図示の選択手段で選択するとともに該判
定回路20に該人力と比較すべき基準値を不図示の設定
手段で設定する。
ついで、光源1を点灯させ、この光源からの光束21を
ハーフミラ−15で2分割して、投光窓13m、13b
から光束21B、21b’を出射させながら、検出ヘッ
ドのケース13を不図示の駆動装置によって大成に向っ
て矢示a方向に移動させ、穴3aの側面および底面に光
スボツ)22&。
ハーフミラ−15で2分割して、投光窓13m、13b
から光束21B、21b’を出射させながら、検出ヘッ
ドのケース13を不図示の駆動装置によって大成に向っ
て矢示a方向に移動させ、穴3aの側面および底面に光
スボツ)22&。
22bを照射させる。
一方、 受光レンズ17a、17bは上記光スポット像
を撮像し、受光素子18&、18bの受光面の上に結像
する。このため、受光素子18a。
を撮像し、受光素子18&、18bの受光面の上に結像
する。このため、受光素子18a。
18bは光スポット像の結像位置に対応した電気信号1
A−a・’e −a + ”A−b ” ’s−bを出
力する。
A−a・’e −a + ”A−b ” ’s−bを出
力する。
演算回路19a、19bばそれぞれ入力された上記電気
信号1人−a・! a l ’A−b ” jo−b
に基づいて距1)演算し距離信号/a 、 I!b ”
f出力する。
信号1人−a・! a l ’A−b ” jo−b
に基づいて距1)演算し距離信号/a 、 I!b ”
f出力する。
このとき、判定回路20は予め演算回路19bの出力を
入力するように選択されているので、ケース13の移動
、つまり、ケース底面と穴底面との距離変化に従って逐
次変化する演算回路19bの出力が、判定回路20に予
め設定された基準値と所定の関係範囲になったとき該判
定回路から出力が生じ、この出力で不図示の駆動装置を
不作動にして、ケース13を停止させる。
入力するように選択されているので、ケース13の移動
、つまり、ケース底面と穴底面との距離変化に従って逐
次変化する演算回路19bの出力が、判定回路20に予
め設定された基準値と所定の関係範囲になったとき該判
定回路から出力が生じ、この出力で不図示の駆動装置を
不作動にして、ケース13を停止させる。
この停止状態において、すでに受光レンズ17a、受光
素子18a1演算回路19ILの系で測定されている距
離り、 fc該演算回路19.内のメモリに一旦記憶さ
せた後、光軸Aを中心にケース13を不図示の回転駆動
装置で180度回転させて距離Lbを測定する。ついで
、測定された距離La+Lbの加算を演算回路191)
、または、別に設は次子図示の加算器で行なって、穴1
3.の直径を求めるものである。
素子18a1演算回路19ILの系で測定されている距
離り、 fc該演算回路19.内のメモリに一旦記憶さ
せた後、光軸Aを中心にケース13を不図示の回転駆動
装置で180度回転させて距離Lbを測定する。ついで
、測定された距離La+Lbの加算を演算回路191)
、または、別に設は次子図示の加算器で行なって、穴1
3.の直径を求めるものである。
第2図は対象物体3の平面状態を測定する場合を例示す
るもので、まず、演算回路19aからの出力を入力する
ように判定回路20を選択するとともに該判定回路20
に基準値を設定する。ついで、光源1を点灯させ、ケー
ス13から水平光束21a、垂直光束21b’を出射さ
せ、上記水平光束21&をケースの移動方向に向けて該
ケースを不図示の駆動装置によって水平移動させる。
るもので、まず、演算回路19aからの出力を入力する
ように判定回路20を選択するとともに該判定回路20
に基準値を設定する。ついで、光源1を点灯させ、ケー
ス13から水平光束21a、垂直光束21b’を出射さ
せ、上記水平光束21&をケースの移動方向に向けて該
ケースを不図示の駆動装置によって水平移動させる。
この水平移動により、受光レンズ17b、受光素子18
b、演算回路19bの系で、ケース底面から穴底面まで
の距離が測定されるので、たとえば、演算回路19bに
接続された不図示の表示装置で測定距離を見ることによ
り、この測定距離の変動で対象物体3の表面状態、つま
り凹凸状態を知ることができる。
b、演算回路19bの系で、ケース底面から穴底面まで
の距離が測定されるので、たとえば、演算回路19bに
接続された不図示の表示装置で測定距離を見ることによ
り、この測定距離の変動で対象物体3の表面状態、つま
り凹凸状態を知ることができる。
この測定時、ケース13の移動方向に段差による壁面2
3があると、ケース13が壁面23に近ずくに従って、
受光レンズ17a、受光素子18b、演算回路19aの
系で測定された距離が変化し、この演算回路19mの出
力が判定回路20に予め設定された基準値と所定の関係
範囲になったとき1判定回路20に出力が生じ該出力で
水平駆動装置を不作動にしてケースを停止させるもので
ある。
3があると、ケース13が壁面23に近ずくに従って、
受光レンズ17a、受光素子18b、演算回路19aの
系で測定された距離が変化し、この演算回路19mの出
力が判定回路20に予め設定された基準値と所定の関係
範囲になったとき1判定回路20に出力が生じ該出力で
水平駆動装置を不作動にしてケースを停止させるもので
ある。
以上のように、この発明によれば、水平方向と垂直方向
の直交2方向に光束を出し同時に2方向の距離を測定で
きるように構成したので、検出ヘッドを移動させながら
測定するような場合、1方向の距離測定を利用して検出
ヘッドと対象物体との衝突事故を確実に防止することが
できるという効果がある。
の直交2方向に光束を出し同時に2方向の距離を測定で
きるように構成したので、検出ヘッドを移動させながら
測定するような場合、1方向の距離測定を利用して検出
ヘッドと対象物体との衝突事故を確実に防止することが
できるという効果がある。
第1図はこの発明の一実施例を示す距離測定装置の構成
図、第2図はこの距離測定装置の測定例金示す説明図、
第3図は従来の距離測定装置の構成図である。 1は光源、13は検出ヘッドケース、14.15は投光
部(投光レンズ、ハーフミラ−)、17−。 17b、18a、18bは受光部(受光レンズ、受光素
子)、19a 、19bは演算回路、20は判定回路。 なお1図中、同一部材は同−又は相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 1・7″− 代理人 弁理士 1)澤 博 昭]゛(外2名) 13ニゲ〜ス 14:投角5レフス゛。 15:ハーフミラ− 17a、17b:?尤Myス” 18a、18b: %光素子 第2図 手続補正書(自発) ’t、’+’i!′1−庁長官殿 1、事件の表示 1.5″願昭60−222274
号2、発明の名称 距離測定装置 3、補正をする者 小作との関係 持i!’l’出1卯1人住 所
東京都千代口1区丸の内二丁目2番3号名 称 (6
01)三菱電機株式会社代表者 志岐守哉 4、代 理 人 郵便番号 105住 所
東京都港区西新橋1丁目4番10号5、補正の対象 (1) 明細書の特許請求の範囲の欄(2)明細書の
発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 ill別紙の通り特許請求の範囲上補正する。 (2)明細:T「をつぎのとおり訂+Eする。 7、添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面 1通以上 補正後の特許請求の範囲 fll 垂直方向と水平方向に測定光束を出して対象
物体に光スポット像を照射する投光部と該スポット像を
第1.第2の受光素子の受光面に結像する第1.第2の
受光部とからなる検出ヘッドと、上記第1.第2の受光
素子から出力された電気信号を演算して距離信号を出力
する第1.第2の演算回路と、この第1.第2の演算回
路からの距離信号を選択的に入力し予め設定された基準
値と比較し両者が所定の関係範囲になったことを判定す
る判定回路とを備えた距離測定装置。 (2)投光レンズを通った光源からの光束を垂直方向と
水平方向との直交2方向に分割するハーフミラ−で投光
部を構成し、上記ハーフミラ−によって対象物体に照射
された光スポット像を結像する第1.第2の受光レンズ
と該光スポット像の結像位置に荒皮した電気信号を出力
する第1.第2の位置検出器とで受光部を構成したこと
を特徴とする特許 置。
図、第2図はこの距離測定装置の測定例金示す説明図、
第3図は従来の距離測定装置の構成図である。 1は光源、13は検出ヘッドケース、14.15は投光
部(投光レンズ、ハーフミラ−)、17−。 17b、18a、18bは受光部(受光レンズ、受光素
子)、19a 、19bは演算回路、20は判定回路。 なお1図中、同一部材は同−又は相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 1・7″− 代理人 弁理士 1)澤 博 昭]゛(外2名) 13ニゲ〜ス 14:投角5レフス゛。 15:ハーフミラ− 17a、17b:?尤Myス” 18a、18b: %光素子 第2図 手続補正書(自発) ’t、’+’i!′1−庁長官殿 1、事件の表示 1.5″願昭60−222274
号2、発明の名称 距離測定装置 3、補正をする者 小作との関係 持i!’l’出1卯1人住 所
東京都千代口1区丸の内二丁目2番3号名 称 (6
01)三菱電機株式会社代表者 志岐守哉 4、代 理 人 郵便番号 105住 所
東京都港区西新橋1丁目4番10号5、補正の対象 (1) 明細書の特許請求の範囲の欄(2)明細書の
発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 ill別紙の通り特許請求の範囲上補正する。 (2)明細:T「をつぎのとおり訂+Eする。 7、添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面 1通以上 補正後の特許請求の範囲 fll 垂直方向と水平方向に測定光束を出して対象
物体に光スポット像を照射する投光部と該スポット像を
第1.第2の受光素子の受光面に結像する第1.第2の
受光部とからなる検出ヘッドと、上記第1.第2の受光
素子から出力された電気信号を演算して距離信号を出力
する第1.第2の演算回路と、この第1.第2の演算回
路からの距離信号を選択的に入力し予め設定された基準
値と比較し両者が所定の関係範囲になったことを判定す
る判定回路とを備えた距離測定装置。 (2)投光レンズを通った光源からの光束を垂直方向と
水平方向との直交2方向に分割するハーフミラ−で投光
部を構成し、上記ハーフミラ−によって対象物体に照射
された光スポット像を結像する第1.第2の受光レンズ
と該光スポット像の結像位置に荒皮した電気信号を出力
する第1.第2の位置検出器とで受光部を構成したこと
を特徴とする特許 置。
Claims (2)
- (1)垂直方向と水平方向に測定光束を出して対象物体
に光スポット像を照射する投光部と該スポット像を第1
、第2の受光素子の受光面に結像する第1、第2の受光
部とからなる検出ヘッドと、上記第1、第2の受光素子
から出力された電気信号を演算して距離信号を出力する
第1、第2の演算回路と、この第1、第2の演算回路か
らの距離信号を選択的に入力し予め設定された基準値と
比較し両者が所定の関係範囲になつたことを判定する判
定回路とを備えた距離測定装置。 - (2)投光レンズを通つた光源からの光束を垂直方向と
水平方向との直交2方向に分割するハーフミラーで投光
部を構成し、上記ハーフミラーによつて対象物体に照射
された光スポット像を結像する第1、第2の受光レンズ
と該光スポット像の結像位置に比例した電気信号を出力
する第1、第2の位置検出器とで受光部を構成したこと
を特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の距離測定
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22227485A JPS6281524A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22227485A JPS6281524A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 距離測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6281524A true JPS6281524A (ja) | 1987-04-15 |
JPH0569168B2 JPH0569168B2 (ja) | 1993-09-30 |
Family
ID=16779806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22227485A Granted JPS6281524A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6281524A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06288071A (ja) * | 1992-08-26 | 1994-10-11 | Kajima Corp | 電磁式浮き床構造 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59221609A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 距離測定装置 |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP22227485A patent/JPS6281524A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59221609A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 距離測定装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06288071A (ja) * | 1992-08-26 | 1994-10-11 | Kajima Corp | 電磁式浮き床構造 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0569168B2 (ja) | 1993-09-30 |
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