JPH0255912A - 測距装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は測距装置、詳しくは像ずれ検出方式を用いたカ
メラ等に使用される高精度な受光型の測距装置に関する
。

［従来の技術］ 従来、像ずれ検出方式は、例えば特開昭５２−９５２２
１号公報等により周知であり、この検出方式を用いたカ
メラ等の合焦検出装置（特開昭６３−７０２１３号公報
参照）や測距装置は数多く提供されている。

この像ずれ検出方式は、所定の基線長を隔てた相異なる
光路を経て結像された同一物体の複数の光学像を、それ
ぞれ結像位置に配置された、各々光電変換素子群からな
るセンサ列によって受光し、その像相互の相関度を算出
することにより、結像された同一被写体像の位置ずれを
検出し、この位置ずれを検出する像ずれ検出手段の出力
によって物体までの距離または主光学系の合焦状態を検
知するようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記像ずれ検出手段において、同一物体の複
数の光学像をそれぞれ受光するために、各結像位置にそ
れぞれ配置される左右一対のセンサ列は、その配設位置
の精度に高精度が要求され、この精度が低いと次のよう
な欠点を生じる。特にセンサ列にラインセンサを用いた
場合には、この欠点は顕著に現われ、測距誤差となる。

以下では特にことわりのない限り、左右方向とは基線長
方向であり、上下方向とはそれに垂直な方向とする。

即ち、第８図（Ａ）に示すように、基線長隔てた光路上
の結像位置に、それぞれラインセンサからなる左センサ
Ｌおよび右センサＲを、左右および上下方向にずれるこ
となく理想的な位置に配設した場合には、基線長方向に
垂直なパターンをもった被写体像■は、両センサＬ、Ｒ
のそれぞれ同じ対応する位置Ｐ　ｔ、　、　　Ｐ　Ｒに
結像し、また角度θだけ傾いた被写体像■のときにも両
センサＬ、Ｒのそれぞれ同じ対応位置Ｐ　　　、Ｐ　　
　に結像するＬθ　　Ｒθ ので問題はない。しかし、第８図（Ｂ）に示す如く、例
えば左センサしは正規の位置に配設されているも右セン
サＲは正規の配設位置（点線で示す）から下方にずれて
配設された場合には、垂直な被写体像■のときは両セン
サＬ、Ｈのそれぞれ同じ対応位置ｐＬ、ｐＲに結像する
から問題はないが、傾いた被写体像■のときには左セン
サＬの結像位置ＰＬｏに対して右センサＲの結像位置Ｐ
Ｒｏは左センサＬの結像位置ＰＬ、と同じにならず、Ｐ
ＬＰＲキＰＬθＰＲｏとなり、被写体のパターンによっ
て同距離にある同一の被写体なのに異なるＭ１定値とな
って、これが測距誤差となってしまう。

このように配設位置精度が悪く、上下方向にずれがある
と上述のような誤差を生じる。従ってこのような像ずれ
検出手段においては、左右のセンサが正規の位置に対応
するように機械的に調整することが多い。

しかしながら、これは大変面倒で非能率な手段である。

さらには、この様な調整を行なった後にも、残存する上
下ずれが測距誤差の原因となる事がある。

また以上述べてきたような左右のセンサの位置ずれは、
１台毎にバラツキをもっている。

そこで、本発明の目的は、像ずれ検出方式の受光型のΔ
−１距装置であって、特にセンサ列にラインセンサを用
いた測距装置において、上記ＤＩ距誤差を検出し、測距
時にこれを電気的に補正するようにした測距装置を提供
するにある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明では上
記目的を達成するために、所定の基線長離隔した２位置
で、それぞれ得られる同一物体の対応する２つの光学像
の位置的相関に基づき、上記物体までの距離に対応した
測距信号を得るようになされた測距装置において、上記
双方の光学像の像面に実質的に沿う方向での位置ずれを
検出するための検出手段を設け、この検出手段の出力に
基づいて上記測距信号に係る補正が行なわれ得るように
したことを特徴とする。

［実　施　例］ 本発明は第１図の構成図に示すように、所定の基線長を
隔てた相異なる光路００．０□を経て、結像レンズｇ　
１反射鏡ｍ　ｔ　、プリズムｎからなる一方の結像光学
系と結像レンズ９２１反射鏡ｍ２＋　プリズムｎからな
る他方の結像光学系とによって結像された同一物体Ｑの
複数の光学像を、それぞれの結像位置に配置された各光
電変換素子群からなるセンサ列（ラインセンサ）Ｌ、Ｒ
によって受光し、その像相互の相関度を算出することに
より、結像された同一被写体像の位置ずれを検出する像
ずれ検出手段を有し、該像ずれ検出手段の出力によって
物体までの距離を検知する１ｌＦＩ距装置において、 上記複数の光学像の光軸に垂直な市内での上下方向の像
の位置ずれ（縦ずれ）を検出する縦ずれ検出手段と、こ
の縦ずれ検出手段によって検出された縦ずれに関するデ
ータをストアする記憶手段とを有し、実際の測距時には
、上記記憶手段にストアされている縦ずれ検出信号を読
み出し、これによって測距値を補正して測距出力を得る
ようにしたものである。

先ず、正規の配設位置からラインセンサが縦方向にずれ
た位置に配設されている、例えば第８図（Ｂ）のような
場合において、正規の結像位置Ｐ。

を求めるには、ずれｆｆ１ｄが解っていて被写体像■の
傾きθが解っておれば、この位置Ｐｏは複数個のライン
センサを用いれば検出することができる。

即ち、どの位、縦方向にずれているかということを、前
置ってカメラに記憶させている状態で、現在観察してい
る被写体がどれだけ傾いているかが解れば、今入力され
ているデータがとり込んでいるデータから逆算してセン
サのどの辺の位置に結像されるかが解る。

第２図は、ずれ量を算出する手段の一例を示したちであ
る。この場合、右方に２本の平行なうインセンサＲ１，
Ｒ２が上下に間隔２Δを隔てて配設してあり、その中線
（点線で示した。）を正規の位置Ｏの基準にとる。

他方このＯに対応する光学像結像位置である左方の正規
の位置Ｏから上方にずれｍｄだけずれた位置にラインセ
ンサＬが配設されている。

このように配設すると、基線長方向に垂直なパターンを
もった被写体像■を測定したときには、角度は０である
から正規の位置ＰＬ、ＰＲにそれぞれ対応した位置に結
像する。そして、角度θだけ傾いた被写体像■の場合、
左センサしにおいてθ　　　　　　　　　　　　　　　
θ は正常な結像位置Ｐ　であるところが、Ｒ３の位り また、ここまでは必ずしも並列ラインセンサは必要とし
ない。例えば、右方の２ラインセンサのかわりに正規の
位置Ｏの上に１ラインセンサが配してあったならば そして、このようにずれｍｄを求めるには、距離を固定
しておいて、チャートを回転させるか、または第３図（
Ａ）　（Ｂ）に示す如く、２種類のチャート３ａ、３ｂ
に対し、センサ動作を行なわせ相関が得られる。ただし
これらｄの式にはＬａｒｌθがあられに含まれているか
らθの設定誤差はそのままデータの誤差となる。

次いで、上述のようにして測定され算出された即ち、求
めるべき像ずれ量 θ　　θ δｐ−ｐＲ−ｐＬ−ｐ、？−ｐＬ または 列センサを用いて、この形でデータ化するならばθの設
定誤差はキャンセルすることができる。

補正項となり、これが解れば補正ができる。

ここで（３）式の（）中は、従来の方式の７１Ｐ１定量
に対応しているから、これをδＰθ′とおけば、δＰ’
　　　　＝Ｐ　　−Ｐ θ（θ−０）　　　　ＲＬ だから前記−の式は、 Δ きる。

次のように書くこともで これは被写体を動かすのは大変で調整が面倒になること
を意味するので、実際には次のようにして−を求める Δ 即ち、任意の回転を行なった２箇所のデータをとる。つ
まり、初期データ測定時、上記（５）式より１回目の測
定でφ１の式は 調整の際の初期データ測定時のθを、 書けば 特にφと ２回目の測定でφ２の式は ところで、前記Ｔを求める式の中に、Ｐ、、Ｐ　が出て
くる。これはθ−０のときには求まる１？ が、これを厳密に行なうにはチャートの傾きを人手で調
整しなければならず、センサ出力を見ながら、 θ　　　θ Ｐ　　　−Ｐｌ−０ を実現する必要がある。

（δφ−０”＝ＰＬ−ＰＲであった） δシ、。を消去すると、 （７）　、　（８） 式から ［（７）　Ｘ　（ｐ：１−　Ｐ′！′’　）−（８）　
Ｘ　（ＰＦ２−　ＰＦ２）　］’−，（（Ｐ：’−Ｐ？
’）−（ｐ夛２−Ｐｌ２））　：　ＪＰ、６’１−　ａ
咄そして、毎回の測定は前述の通り ｔｄ　　θ　　θ δＰ＝δＰ、−丁（ｐ２−　ｐ、　） 以上より、 また、今迄の説明では左センサＬに１本のラインセンサ
を用い、右センサＲに２本のラインセンすＲ１，Ｒ２を
配設してＴを求めたが、これは左右ともに２本づつのラ
インセンサＬ、、Ｌ、、およびＲ，、Ｒ２を配置しても
よい。

この場合には、左センサの上記Ｐθ　−Ｐθす、式は変
更不要である。

しかしながら、実際には左と右でデータが異なる場合が
ある。この場合には左右のデータでのｑＺ均値を採用す
る。即ち θ　　θ　　１　　θ　　θ　　　θ　　θＰ２−Ｐ、
→−ｚ　（（Ｐ、２−　Ｐ、　）＋　（Ｐ４−　Ｐ３月
第４図は、本発明の一実施例を示す測距装置の概略構成
図である。本実施例においては、所定の基線長離れた相
異なる光路０１，０２を経て、結像レンズｇ　　反射鏡
ｍｔ、プリズムｎからなる１　′ 一方の結像光学系と結像レンズΩ２２反射鏡ｍ２゜プリ
ズムｎからなる他方の結像光学系とによって被写体像の
結像される各結像位置には、２本のラインセンサからな
る左センサＬ１．Ｌ２と２本のラインセンサからなる右
センサＲ，，Ｒ２とが配設されている。

そして、この各センサＬｌ、Ｌ２、Ｒ１，Ｒ２のセンサ
出力はＡ−Ｄ変換器４によりアナログ−ディジタル変換
されてマイクロコンピュータ５の相関演算子段６に入力
される。この相関演算子段６では相関データＳによって
得られるずれ量５（１）〜５（４）を算出する。

即ち、各相関データＳはそれぞれラインセンサＬ１．Ｌ
２、Ｒ１，Ｒ２の出力の差によって得られ、 ずれ量５（１）を算出する相関データ５−（ｐ；−ｐで
）ｆ　しｍ　Ｓ”　　　　　　　　　　　Ｓ　−（ＰＦ
　−ＰＦ　）ｆ　しＱ　５（３）／／　　　　　　Ｓ、
？；　　、、Ｆｌ。

ｆ　しＥｎ　Ｓ”　　　　　　　　　　　Ｓ　−（Ｐ：
１−ｐＦｌ　）Ｍからなる記憶手段８にストアされる。

そして、実際のΔＰ１距時には、この記憶手段８から読
み出された演算値によって相関演算された実際の測距値
がδＰ演算手段９により補正されて測距データδＰとし
て出力される。

第５図は、補正のためのデータ記憶時（調整時）のフロ
ーチャートを示したものである。先ず、前記第３図（Ａ
）に示したようなチャート３ａがチャート１としてセッ
トされ、センサ動作によりセンサデータとして読み込ま
れて相関演算５（１）〜Ｓ：４）が行なわれる。次いで
第３図（Ｂ）に示したようなチャート３ｂがチャート２
としてセットされ、センサ動作が行なわれてセンサデー
タとして読み込演算値が像の相関データの範囲内か否か
をチエツクして、これがイエスならＲ２−ＰＲＯＭの記
憶手段に書き込まれる。またノーなら調整不良として警
告される。

第６図は、実際の測距時のフローチャートであみ出しが
行なわれ、次いで実際の被写体に対するセンサ動作が行
なわれてセンサデータが読み込まれ、相関演算がなされ
る。そして、δＰ演算におされる。

なお、上述の説明では測距光学系として、第７図（Ａ）
に示す三角測距の光学系について述べたが、１１１１距
光学系は第７図（Ｂ）に示す撮影レンズ等の主光学系Ｔ
を透過した光を結像レンズΩ１１ｇ２によりそれぞれ左
センサＬと右ンサＲとに結像させるようにしたＴＴＬ光
学系であってもよいこと勿論である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、複数のセンサを用い
て前置って「縦ずれデータ」を得、これをＲ２−ＰＲＯ
Ｍ等の記憶手段に書き込んでおき、測距時にこれによっ
てｉｌｌ距誤差を補正するようにしたので、測距時に電
気的に補正することができ、センサ位置の配設位置を機
械的にｙ３！！！するような煩わしい操作をする必要が
なく、正確で高精度な測距装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるａ１距装置の構成概略図、第２
図は、縦ずれ検出手段の一例を示す線図、第３図（Ａ）
　、　（［３）は、補正データ用チャートの一例を示す
線図、 第４図は、本発明の一実施例を示す測距装置の構成概略
図、 第５図は、補正のためのデータ書込時のフローチャート
、 第６図は、１１Ｐｊ距時のフローチャート、第７図（Ａ
）、（Ｂ）は、測距光学系の６例を示す線図、 第８図（Ａ）　、　（１’３）は、縦ずれが生じた場合
の測距誤差を説明するための線図である。 Ｌ、Ｌ　　　Ｌ　　５ＲＳＲ１，Ｒ２・・・・・・ライ
ンセ１″　２ ンサ（検出手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の基線長離隔した２位置で、それぞれ得られ
   る同一物体に対応する２つの光学像の位置的相関に基づ
   き、上記物体までの距離に対応した測距信号を得るよう
   になされた測距装置において、上記双方の光学像の像面
   に実質的に沿う方向での位置ずれを検出するための検出
   手段を設け、この検出手段の出力に基づいて上記測距信
   号に係る補正が行なわれ得るようにしたことを特徴とす
   る測距装置。
2. （２）上記検出手段は、上記２位置のうちの少なくとも
   一方の位置に実質的に平行に配された複数のラインセン
   サを含んでなるものである請求項１記載の測距装置。
3. （３）上記検出手段の出力をストアするメモリ手段を具
   備してなる請求項１記載の測距装置。
4. （４）上記メモリ手段は、Ｅ＾２−ＰＲＯＭを含んでな
   るものである請求項３記載の測距装置。