JPH09196665A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JPH09196665A JPH09196665A JP8022948A JP2294896A JPH09196665A JP H09196665 A JPH09196665 A JP H09196665A JP 8022948 A JP8022948 A JP 8022948A JP 2294896 A JP2294896 A JP 2294896A JP H09196665 A JPH09196665 A JP H09196665A
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- distance
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測距対象物が近距離である為に位相差が検出
できない状況であっても、測距を行うことを可能にす
る。 【解決手段】 測距対象物が近距離である為に受光像が
受光手段からはみ出してしまい、位相差の検出が不能な
場合には、受光手段１１，１２の出力より該受光手段上
に結像された受光像の重心位置を求め、この重心位置か
ら測距対象物までの距離を求める演算手段３２，３３，
３４を設けている。
できない状況であっても、測距を行うことを可能にす
る。 【解決手段】 測距対象物が近距離である為に受光像が
受光手段からはみ出してしまい、位相差の検出が不能な
場合には、受光手段１１，１２の出力より該受光手段上
に結像された受光像の重心位置を求め、この重心位置か
ら測距対象物までの距離を求める演算手段３２，３３，
３４を設けている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、受光手段の出力に
より位相差を検出し、測距対象物までの距離を測距する
測距装置の改良に関するものである。
より位相差を検出し、測距対象物までの距離を測距する
測距装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アクティブ方式による測距装置は、投射
した光の反射光を半導体位置検出素子（以下、ＰＳＤと
記す）等により受光し、その信号出力からＰＳＤ上の反
射光位置（反射光の重心位置）を検出することにより、
測距対象物までの距離を得ていることはよく知られてい
る。
した光の反射光を半導体位置検出素子（以下、ＰＳＤと
記す）等により受光し、その信号出力からＰＳＤ上の反
射光位置（反射光の重心位置）を検出することにより、
測距対象物までの距離を得ていることはよく知られてい
る。
【０００３】また、上記重心位置検出方式では、コント
ラスト被写体（例えば被写体の半分側は反射率が高い
が、もう半分側は反射率が低いようなコントラストを有
する被写体）では誤測距することから、ＣＣＤなどの受
光素子を２個併設し、投光した光の反射光をこれらで受
光させ、各受光素子の信号出力の位相差により測距対象
物までの距離を得ることも知られている。
ラスト被写体（例えば被写体の半分側は反射率が高い
が、もう半分側は反射率が低いようなコントラストを有
する被写体）では誤測距することから、ＣＣＤなどの受
光素子を２個併設し、投光した光の反射光をこれらで受
光させ、各受光素子の信号出力の位相差により測距対象
物までの距離を得ることも知られている。
【０００４】この例を、図７〜図１１を用いて説明す
る。
る。
【０００５】図７は、ＣＣＤを２個併設したアクティブ
方式の位相差測距装置の原理を説明する為の図である。
方式の位相差測距装置の原理を説明する為の図である。
【０００６】図２において、１１は第１の受光素子ＣＣ
Ｄ（Ｌ）、１２は第２の受光素子ＣＣＤ（Ｒ）である。
１３，１４は一定の基線長Ｂだけ隔てて併設された受光
レンズである。１６は投光素子であるところのＩＲＥＤ
であり、１７は投光レンズであり、これらＩＲＥＤ１６
と投光レンズ１７により投光手段を形成している。４１
は測距対象物である。
Ｄ（Ｌ）、１２は第２の受光素子ＣＣＤ（Ｒ）である。
１３，１４は一定の基線長Ｂだけ隔てて併設された受光
レンズである。１６は投光素子であるところのＩＲＥＤ
であり、１７は投光レンズであり、これらＩＲＥＤ１６
と投光レンズ１７により投光手段を形成している。４１
は測距対象物である。
【０００７】この図において、受光レンズ１３，１４の
主点からＣＣＤ１１，１２までの距離をｆ、受光レンズ
１３，１４の主点から測距対象物４１までの距離をＨ、
受光レンズ１３と１４の各主点間隔（基線長）をＢ、投
光レンズ１７と受光レンズ１３の各主点間隔をＫとす
る。
主点からＣＣＤ１１，１２までの距離をｆ、受光レンズ
１３，１４の主点から測距対象物４１までの距離をＨ、
受光レンズ１３と１４の各主点間隔（基線長）をＢ、投
光レンズ１７と受光レンズ１３の各主点間隔をＫとす
る。
【０００８】また、測距対象物４１が無限遠にある時、
仮に反射光が返ってきて受光レンズ１３により集光さ
れ、ＣＣＤ１１上に結像された場合の反射光の中心位置
から、前記Ｈの距離にある測距対象物４１からの反射光
が受光レンズ１３により集光され、ＣＣＤ１１上に結像
された場合の反射光の中心位置までの受光像移動量をＸ
1 、又測距対象物４１が無限遠にある時、仮に反射光が
返ってきて受光レンズ１４により集光され、ＣＣＤ１２
上に結像された場合の反射光の中心位置から、前記Ｈの
距離にある測距対象物４１からの反射光が受光レンズ１
４により集光され、ＣＣＤ１２上に結像された場合の反
射光の中心位置までの受光像移動量をＸ2とすると、下
記の関係が成り立つ。
仮に反射光が返ってきて受光レンズ１３により集光さ
れ、ＣＣＤ１１上に結像された場合の反射光の中心位置
から、前記Ｈの距離にある測距対象物４１からの反射光
が受光レンズ１３により集光され、ＣＣＤ１１上に結像
された場合の反射光の中心位置までの受光像移動量をＸ
1 、又測距対象物４１が無限遠にある時、仮に反射光が
返ってきて受光レンズ１４により集光され、ＣＣＤ１２
上に結像された場合の反射光の中心位置から、前記Ｈの
距離にある測距対象物４１からの反射光が受光レンズ１
４により集光され、ＣＣＤ１２上に結像された場合の反
射光の中心位置までの受光像移動量をＸ2とすると、下
記の関係が成り立つ。
【０００９】 Ｈ＝（Ｂ×ｆ）／（ｘ2 −ｘ1 ） …………（１） 次に、図７におけるＣＣＤ１１及びＣＣＤ１２につい
て、図８を用いて詳細に説明する。
て、図８を用いて詳細に説明する。
【００１０】ここではＣＣＤ１１，１２はそれぞれＬ１
〜Ｌ８，Ｒ１〜Ｒ８の８画素づつで構成されており、画
素ピッチはそれぞれＰである。また、Ｌ１画素の左端か
らＲ１画素の左端までの間隔は前記受光レンズ１３，１
４の主点間隔に等しくＢとしている。また、同図に示す
通り、ＣＣＤ１１，１２共に連続する４画素をそれぞれ
ＷＬ，ＷＲのウィンドウとして設定しており、従来から
位相差検出に用いられる手法（ＷＬ，ＷＲのウィンドウ
を１ビットづつ移動させ、その相関を取って位相差を求
める）により、前記（１）式の右辺の分母である（ｘ2
−ｘ1 ）を求めることが出来る。
〜Ｌ８，Ｒ１〜Ｒ８の８画素づつで構成されており、画
素ピッチはそれぞれＰである。また、Ｌ１画素の左端か
らＲ１画素の左端までの間隔は前記受光レンズ１３，１
４の主点間隔に等しくＢとしている。また、同図に示す
通り、ＣＣＤ１１，１２共に連続する４画素をそれぞれ
ＷＬ，ＷＲのウィンドウとして設定しており、従来から
位相差検出に用いられる手法（ＷＬ，ＷＲのウィンドウ
を１ビットづつ移動させ、その相関を取って位相差を求
める）により、前記（１）式の右辺の分母である（ｘ2
−ｘ1 ）を求めることが出来る。
【００１１】図９（ａ）〜（ｃ）において、５１（５１
ａ〜５１ｃ）は、受光レンズ１３を通って受光された受
光像、５２（５２ａ〜５２ｃ）は受光レンズ１４を通っ
て受光された受光像である。
ａ〜５１ｃ）は、受光レンズ１３を通って受光された受
光像、５２（５２ａ〜５２ｃ）は受光レンズ１４を通っ
て受光された受光像である。
【００１２】図９（ａ）は、測距対象物４１がある有限
距離にある時のＣＣＤ１１及び１２上の受光像と、該Ｃ
ＣＤ１１，１２それぞれの画素出力である。この場合、
ＣＣＤ１１，ＣＣＤ１２共に画素出力があり、前記位相
差検出も可能である。
距離にある時のＣＣＤ１１及び１２上の受光像と、該Ｃ
ＣＤ１１，１２それぞれの画素出力である。この場合、
ＣＣＤ１１，ＣＣＤ１２共に画素出力があり、前記位相
差検出も可能である。
【００１３】図９（ｂ）は、測距対象物４１が近距離に
ある時のＣＣＤ１１及び１２上の受光像と、該ＣＣＤ１
１，１２それぞれの画素出力である。この場合、ＣＣＤ
１１には画素出力はあるが、受光レンズ１４を通って受
光された受光像５２ｂはＣＣＤ１２よりはみ出して結像
されているので、該ＣＣＤ１２の画素出力は無い。この
為、位相差検出により（ｘ2 −ｘ1 ）を求めようとして
も求めることが出来ない。
ある時のＣＣＤ１１及び１２上の受光像と、該ＣＣＤ１
１，１２それぞれの画素出力である。この場合、ＣＣＤ
１１には画素出力はあるが、受光レンズ１４を通って受
光された受光像５２ｂはＣＣＤ１２よりはみ出して結像
されているので、該ＣＣＤ１２の画素出力は無い。この
為、位相差検出により（ｘ2 −ｘ1 ）を求めようとして
も求めることが出来ない。
【００１４】図９（ｃ）は、測距対象物４１が至近にあ
る時のＣＣＤ１１及び１２上の受光像と、該ＣＣＤ１
１，１２それぞれの画素出力である。この場合は、受光
レンズ１３，１４を通って受光された受光像５１ｃ，５
２ｃは共に該ＣＣＤ１１，１２からはみ出しており、画
素出力も共に無い。すなわち、位相差検出により（ｘ2
−ｘ1 ）を求めようとしても、求めることができない。
る時のＣＣＤ１１及び１２上の受光像と、該ＣＣＤ１
１，１２それぞれの画素出力である。この場合は、受光
レンズ１３，１４を通って受光された受光像５１ｃ，５
２ｃは共に該ＣＣＤ１１，１２からはみ出しており、画
素出力も共に無い。すなわち、位相差検出により（ｘ2
−ｘ1 ）を求めようとしても、求めることができない。
【００１５】ここで、ＣＣＤ１１とＣＣＤ１２上の受光
像の移動量が違うのはＣＣＤ１１上の移動量ｘ1 は ｘ1 ＝（Ｋ×ｆ）／Ｈ ＣＣＤ１２上の移動量ｘ2 は ｘ2 ＝｛（Ｋ＋Ｂ）×ｆ｝／Ｈ である為であり、図７の構成においては、ｘ2 ≧ｘ1 と
なるためである。
像の移動量が違うのはＣＣＤ１１上の移動量ｘ1 は ｘ1 ＝（Ｋ×ｆ）／Ｈ ＣＣＤ１２上の移動量ｘ2 は ｘ2 ＝｛（Ｋ＋Ｂ）×ｆ｝／Ｈ である為であり、図７の構成においては、ｘ2 ≧ｘ1 と
なるためである。
【００１６】図１０は、図７（図８，図９）に示した測
距系を用いた測距装置の回路構成を示すブロック図であ
る。
距系を用いた測距装置の回路構成を示すブロック図であ
る。
【００１７】図１０において、２１は前記ＣＣＤ１１，
１２の画素出力を増幅する為の信号増幅手段、２２は増
幅されたＣＣＤ画素出力をＡ／Ｄ変換し、後述するＣＰ
Ｕ内の位相差演算手段に入力する為のＡ／Ｄ変換手段、
２３は前記ＩＲＥＤ１６の点灯，消灯を行うＩＲＥＤ駆
動手段であり、後述するＣＰＵ３１によって制御され
る。３１は各部制御及び演算等を行うＣＰＵである。３
２は前記Ａ／Ｄ変換手段２２によりＡ／Ｄ変換された出
力から相関量を求め、位相差量を求める位相差演算手段
であり、前記ＣＰＵ３１内部に含まれるものである。
１２の画素出力を増幅する為の信号増幅手段、２２は増
幅されたＣＣＤ画素出力をＡ／Ｄ変換し、後述するＣＰ
Ｕ内の位相差演算手段に入力する為のＡ／Ｄ変換手段、
２３は前記ＩＲＥＤ１６の点灯，消灯を行うＩＲＥＤ駆
動手段であり、後述するＣＰＵ３１によって制御され
る。３１は各部制御及び演算等を行うＣＰＵである。３
２は前記Ａ／Ｄ変換手段２２によりＡ／Ｄ変換された出
力から相関量を求め、位相差量を求める位相差演算手段
であり、前記ＣＰＵ３１内部に含まれるものである。
【００１８】上記の構成における測距装置による実際の
測距動作について、図１１により説明する。
測距動作について、図１１により説明する。
【００１９】まず、ステップ（図では「Ｓ」と記す）３
０１において、ＩＲＥＤ駆動手段２３を介してＩＲＥＤ
１６を点灯する。そして、次のステップ３０２におい
て、ＣＣＤ（Ｌ）１１からの増幅されてＡ／Ｄ変換され
た信号（Ａ／Ｄ変換値）を位相差演算手段３２に取り込
む。次にステップ３０３において、今度はＣＣＤ（Ｒ）
１２からの増幅されてＡ／Ｄ変換された信号（Ａ／Ｄ変
換値）を位相差演算手段３２に取り込む。続くステップ
３０４においては、ＣＣＤ（Ｌ）１１とＣＣＤ（Ｒ）１
２のＡ／Ｄ変換値を基に、位相差演算手段３２により位
相差を求める。
０１において、ＩＲＥＤ駆動手段２３を介してＩＲＥＤ
１６を点灯する。そして、次のステップ３０２におい
て、ＣＣＤ（Ｌ）１１からの増幅されてＡ／Ｄ変換され
た信号（Ａ／Ｄ変換値）を位相差演算手段３２に取り込
む。次にステップ３０３において、今度はＣＣＤ（Ｒ）
１２からの増幅されてＡ／Ｄ変換された信号（Ａ／Ｄ変
換値）を位相差演算手段３２に取り込む。続くステップ
３０４においては、ＣＣＤ（Ｌ）１１とＣＣＤ（Ｒ）１
２のＡ／Ｄ変換値を基に、位相差演算手段３２により位
相差を求める。
【００２０】次に、ステップ３０５において、位相差が
求まったかどうかを判定し、図９（ａ）の様な受光信号
で位相差が求まった場合はステップ３０７に移行し、こ
こでは上記ステップ３０４で求めた位相差値より、測距
対象物４１までの距離を算出してステップ３０８に進
む。一方、上記ステップ３０５にて図９（ｂ），（ｃ）
の様な受光信号である為に位相差が求まらなかった場合
はステップ３０６に移行し、ここでは測距ＮＧのフラグ
を立ててステップ３０８に進む。
求まったかどうかを判定し、図９（ａ）の様な受光信号
で位相差が求まった場合はステップ３０７に移行し、こ
こでは上記ステップ３０４で求めた位相差値より、測距
対象物４１までの距離を算出してステップ３０８に進
む。一方、上記ステップ３０５にて図９（ｂ），（ｃ）
の様な受光信号である為に位相差が求まらなかった場合
はステップ３０６に移行し、ここでは測距ＮＧのフラグ
を立ててステップ３０８に進む。
【００２１】そして、ステップ３０８において、上記Ｉ
ＲＥＤ駆動手段２３を介してＩＲＥＤ１６を消灯し、次
のステップ３０９で一連の測距動作を終了する。
ＲＥＤ駆動手段２３を介してＩＲＥＤ１６を消灯し、次
のステップ３０９で一連の測距動作を終了する。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例によれば、
投射した光の反射光を２個の受光素子で受光し、その信
号出力の位相差により測距する方式において、測距対象
物が近距離でない場合、すなわち図９（ａ）の様な受光
像及び受信信号となる場合は位相差検出が可能である
が、測距対象物が近距離あるいは至近の場合、すなわち
図９（ｂ），（ｃ）の様な受光像及び受光信号となる場
合は位相差検出が出来ず、結果的に測距不能となるもの
であった。
投射した光の反射光を２個の受光素子で受光し、その信
号出力の位相差により測距する方式において、測距対象
物が近距離でない場合、すなわち図９（ａ）の様な受光
像及び受信信号となる場合は位相差検出が可能である
が、測距対象物が近距離あるいは至近の場合、すなわち
図９（ｂ），（ｃ）の様な受光像及び受光信号となる場
合は位相差検出が出来ず、結果的に測距不能となるもの
であった。
【００２３】（発明の目的）本発明の第１の目的は、測
距対象物が近距離である為に位相差が検出できない状況
であっても、測距を行うことのできる測距装置を提供す
ることにある。
距対象物が近距離である為に位相差が検出できない状況
であっても、測距を行うことのできる測距装置を提供す
ることにある。
【００２４】本発明の第２の目的は、従来装置では測距
不能としていたのに対し、測距値を指定距離とすること
で、より実用的なものとすることのできる測距装置を提
供することにある。
不能としていたのに対し、測距値を指定距離とすること
で、より実用的なものとすることのできる測距装置を提
供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１〜６記載の本発明は、測距対象物へ
信号光を投射する投光手段と、該投光手段の測距対象物
での反射光を受光する受光手段と、前記測距対象物での
反射光を前記受光手段上に結像させる為の複数のレンズ
とを備え、前記受光手段の出力により位相差を検出し、
測距対象物までの距離を測距する測距装置において、前
記位相差の検出が不可能な場合、該受光手段の出力に基
づいて該受光手段上に結像された受光像の重心位置を求
め、測距対象物までの距離を算出する演算手段を設け、
測距対象物が近距離である為に受光像が受光手段からは
み出してしまい、位相差の検出が不能な場合には、受光
手段の出力より該受光手段上に結像された受光像の重心
位置を求め、この重心位置から測距対象物までの距離を
求めるようにしている。
るために、請求項１〜６記載の本発明は、測距対象物へ
信号光を投射する投光手段と、該投光手段の測距対象物
での反射光を受光する受光手段と、前記測距対象物での
反射光を前記受光手段上に結像させる為の複数のレンズ
とを備え、前記受光手段の出力により位相差を検出し、
測距対象物までの距離を測距する測距装置において、前
記位相差の検出が不可能な場合、該受光手段の出力に基
づいて該受光手段上に結像された受光像の重心位置を求
め、測距対象物までの距離を算出する演算手段を設け、
測距対象物が近距離である為に受光像が受光手段からは
み出してしまい、位相差の検出が不能な場合には、受光
手段の出力より該受光手段上に結像された受光像の重心
位置を求め、この重心位置から測距対象物までの距離を
求めるようにしている。
【００２６】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項４記載の本発明は、測距対象物へ信号光を投射す
る投光手段と、該投光手段の測距対象物での反射光を受
光する受光手段と、前記測距対象物での反射光を前記受
光手段上に結像させる為の複数のレンズとを備え、前記
受光手段の出力により位相差を検出し、測距対象物まで
の距離を測距する測距装置において、前記受光手段上に
結像された受光像の重心位置を求めることが不可能な場
合（例えば受光センサ出力が小さい場合）は、測距対象
物が遠距離で反射光が返ってこないものとして測距値を
指定距離（例えば無限遠）とするようにしている。
請求項４記載の本発明は、測距対象物へ信号光を投射す
る投光手段と、該投光手段の測距対象物での反射光を受
光する受光手段と、前記測距対象物での反射光を前記受
光手段上に結像させる為の複数のレンズとを備え、前記
受光手段の出力により位相差を検出し、測距対象物まで
の距離を測距する測距装置において、前記受光手段上に
結像された受光像の重心位置を求めることが不可能な場
合（例えば受光センサ出力が小さい場合）は、測距対象
物が遠距離で反射光が返ってこないものとして測距値を
指定距離（例えば無限遠）とするようにしている。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【００２８】図１は本発明の実施の第１の形態に係る測
距装置の回路構成を示すブロック図であり、図１０と同
じ部分は同一符号を付し、その説明は省略する。
距装置の回路構成を示すブロック図であり、図１０と同
じ部分は同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２９】図１において、３３はＣＣＤ（Ｌ）１１の
信号出力のＡ／Ｄ変換値を基に、該ＣＣＤ（Ｌ）１１上
の受光像の重心位置を求める重心位置演算手段であり、
３４はＣＣＤ（Ｌ）１１，ＣＣＤ（Ｒ）１２の信号レベ
ルを判定する判定手段であり、これらは何れもＣＰＵ３
１内に備えられている。
信号出力のＡ／Ｄ変換値を基に、該ＣＣＤ（Ｌ）１１上
の受光像の重心位置を求める重心位置演算手段であり、
３４はＣＣＤ（Ｌ）１１，ＣＣＤ（Ｒ）１２の信号レベ
ルを判定する判定手段であり、これらは何れもＣＰＵ３
１内に備えられている。
【００３０】また、前述の図７から明らかな様に、ＣＣ
Ｄ（Ｌ）１１と受光レンズ１３の組合せと、ＩＲＥＤ１
６と投光レンズ１７の組合せで Ｈ＝（Ｋ×ｆ）／ｘ1 …………（２） の関係が成り立っている。
Ｄ（Ｌ）１１と受光レンズ１３の組合せと、ＩＲＥＤ１
６と投光レンズ１７の組合せで Ｈ＝（Ｋ×ｆ）／ｘ1 …………（２） の関係が成り立っている。
【００３１】図２は、上記構成における測距装置の実際
の測距動作を示したフローチャートであり、以下これに
従って説明する。
の測距動作を示したフローチャートであり、以下これに
従って説明する。
【００３２】まず、ステップ１０１において、ＩＲＥＤ
駆動手段２３を介してＩＲＥＤ１６を点灯する。そし
て、次のステップ１０２において、ＣＣＤ（Ｌ）１１か
らの増幅されてＡ／Ｄ変換された信号（Ａ／Ｄ変換値）
を位相差演算手段３２に取り込む。次にステップ１０３
において、今度はＣＣＤ（Ｒ）１２からの増幅されてＡ
／Ｄ変換された信号（Ａ／Ｄ変換値）を位相差演算手段
３２に取り込む。続くステップ１０４においては、ＣＣ
Ｄ（Ｌ）１１とＣＣＤ（Ｒ）１２のＡ／Ｄ変換値を基
に、位相差演算手段３２により位相差を求める。
駆動手段２３を介してＩＲＥＤ１６を点灯する。そし
て、次のステップ１０２において、ＣＣＤ（Ｌ）１１か
らの増幅されてＡ／Ｄ変換された信号（Ａ／Ｄ変換値）
を位相差演算手段３２に取り込む。次にステップ１０３
において、今度はＣＣＤ（Ｒ）１２からの増幅されてＡ
／Ｄ変換された信号（Ａ／Ｄ変換値）を位相差演算手段
３２に取り込む。続くステップ１０４においては、ＣＣ
Ｄ（Ｌ）１１とＣＣＤ（Ｒ）１２のＡ／Ｄ変換値を基
に、位相差演算手段３２により位相差を求める。
【００３３】次に、ステップ１０５において、位相差が
求まったかどうかを判定し、図９（ａ）の様な受光信号
で位相差が求まった場合はステップ１０９に移行し、こ
こでは上記ステップ１０４で求めた位相差値より、測距
対象物４１までの距離を算出してステップ１１１へ進
む。
求まったかどうかを判定し、図９（ａ）の様な受光信号
で位相差が求まった場合はステップ１０９に移行し、こ
こでは上記ステップ１０４で求めた位相差値より、測距
対象物４１までの距離を算出してステップ１１１へ進
む。
【００３４】一方、上記ステップ１０５にて図９
（ｂ），（ｃ）の様な受光信号である為に位相差が求ま
らなかった場合はステップ１０６に移行し、ＣＣＤ
（Ｌ）１１のＡ／Ｄ変換値を基に該ＣＣＤ（Ｌ）１１上
の受光像の重心を求める。ＣＣＤ上の受光像の重心の求
め方は、画素信号のピークの画素としたり、画像の傾斜
角から画素間を補間して画素ピッチより細かく算出する
方法で行っても良い。
（ｂ），（ｃ）の様な受光信号である為に位相差が求ま
らなかった場合はステップ１０６に移行し、ＣＣＤ
（Ｌ）１１のＡ／Ｄ変換値を基に該ＣＣＤ（Ｌ）１１上
の受光像の重心を求める。ＣＣＤ上の受光像の重心の求
め方は、画素信号のピークの画素としたり、画像の傾斜
角から画素間を補間して画素ピッチより細かく算出する
方法で行っても良い。
【００３５】続いてステップ１０７において、ＣＣＤ
（Ｌ）１１の何れかの画素の信号レベルが所定の値より
大きいかどうかを判定し、図９（ｂ）の様な信号でレベ
ルが大きければ重心算出の信頼度が高いものとしてステ
ップ１０８に移行し、ここでは上記ステップ１０６で求
めたＣＣＤ（Ｌ）１１の重心位置により距離を算出して
ステップ１１１に進む。
（Ｌ）１１の何れかの画素の信号レベルが所定の値より
大きいかどうかを判定し、図９（ｂ）の様な信号でレベ
ルが大きければ重心算出の信頼度が高いものとしてステ
ップ１０８に移行し、ここでは上記ステップ１０６で求
めたＣＣＤ（Ｌ）１１の重心位置により距離を算出して
ステップ１１１に進む。
【００３６】また、上記ステップ１０７にて図９（ｃ）
の様な信号でＣＣＤ（Ｌ）１１の何れの画素の信号レベ
ルも所定値より小さい場合は、重心算出の信頼度が低
い、または遠距離で反射光が返ってこないものとしてス
テップ１１０へ移行し、ここでは測距値を指定距離（例
えば無限遠）としてステップ１１１へ進む。
の様な信号でＣＣＤ（Ｌ）１１の何れの画素の信号レベ
ルも所定値より小さい場合は、重心算出の信頼度が低
い、または遠距離で反射光が返ってこないものとしてス
テップ１１０へ移行し、ここでは測距値を指定距離（例
えば無限遠）としてステップ１１１へ進む。
【００３７】そして、ステップ１１１において、上記Ｉ
ＲＥＤ駆動手段２３を介してＩＲＥＤ１６を消灯し、次
のステップ１１２で一連の測距動作を終了する。
ＲＥＤ駆動手段２３を介してＩＲＥＤ１６を消灯し、次
のステップ１１２で一連の測距動作を終了する。
【００３８】（実施の第２の形態）図３は本発明の実施
の第２の形態に係る測距装置の回路構成を示すブロック
図であり、図１０及び図１と同じ部分は同一符号を付
し、その説明は省略する。
の第２の形態に係る測距装置の回路構成を示すブロック
図であり、図１０及び図１と同じ部分は同一符号を付
し、その説明は省略する。
【００３９】図３において、１９は受光素子であるとこ
ろのＣＣＤであり、図１との相違点は、２個具備されて
いたＣＣＤ（ＣＣＤ（Ｌ）１１，ＣＣＤ（Ｒ）１２）を
１本につなげたことである。
ろのＣＣＤであり、図１との相違点は、２個具備されて
いたＣＣＤ（ＣＣＤ（Ｌ）１１，ＣＣＤ（Ｒ）１２）を
１本につなげたことである。
【００４０】図４はこの実施の第２の形態における測距
原理を説明する為の図であり、図１０との相違点は、図
３と同様に１９のＣＣＤが１本になったことである。そ
の他の構成及び配置は図２と同様であるので説明を省略
する。
原理を説明する為の図であり、図１０との相違点は、図
３と同様に１９のＣＣＤが１本になったことである。そ
の他の構成及び配置は図２と同様であるので説明を省略
する。
【００４１】また、図４において、ＣＣＤ１９と受光レ
ンズ１３の組合せと、ＩＲＥＤ１６と投光レンズ１７の
組合せで Ｈ＝（Ｋ×ｆ）／ｘ1 の関係が成り成り立っているのは明らかである。
ンズ１３の組合せと、ＩＲＥＤ１６と投光レンズ１７の
組合せで Ｈ＝（Ｋ×ｆ）／ｘ1 の関係が成り成り立っているのは明らかである。
【００４２】図５（ａ），（ｂ）は、図３及び図４にお
けるＣＣＤ１９の詳細を示す図であり、このＣＣＤ１９
の１画素の大きさは、図８に示したＣＣＤ（Ｌ）１１，
ＣＤ（Ｒ）１２の１画素の大きさと同一とする。勿論、
ＣＣＤ１９の連続して並んだ画素Ｓ１〜Ｓ２０ののピッ
チも、図８のＣＣＤ（Ｌ）１１，ＣＣＤ（Ｒ）１２と同
じである。
けるＣＣＤ１９の詳細を示す図であり、このＣＣＤ１９
の１画素の大きさは、図８に示したＣＣＤ（Ｌ）１１，
ＣＤ（Ｒ）１２の１画素の大きさと同一とする。勿論、
ＣＣＤ１９の連続して並んだ画素Ｓ１〜Ｓ２０ののピッ
チも、図８のＣＣＤ（Ｌ）１１，ＣＣＤ（Ｒ）１２と同
じである。
【００４３】また、ＣＣＤ１９の画素Ｓ１から画素Ｓ２
２までの寸法は、図８におけるＣＣＤ（Ｌ）１１の画素
Ｌ１からＣＣＤ（Ｒ）１２の画素Ｒ８までの寸法と同一
とする。すなわち、図５（ａ），（ｂ）におけるＣＣＤ
１９と図８における２つのＣＣＤとを対比すると、図５
（ａ），（ｂ）の画素Ｓ１〜Ｓ８が図９の画素Ｌ１〜Ｌ
８に、図５（ａ），（ｂ）の画素Ｓ９〜Ｓ１２は図８の
Ｌ８とＲ８の間に、図５（ａ），（ｂ）の画素Ｓ１３〜
Ｓ２０が図８のＲ１〜Ｒ８に、それぞれ相当する位置
（寸法）関係にあるものとする。
２までの寸法は、図８におけるＣＣＤ（Ｌ）１１の画素
Ｌ１からＣＣＤ（Ｒ）１２の画素Ｒ８までの寸法と同一
とする。すなわち、図５（ａ），（ｂ）におけるＣＣＤ
１９と図８における２つのＣＣＤとを対比すると、図５
（ａ），（ｂ）の画素Ｓ１〜Ｓ８が図９の画素Ｌ１〜Ｌ
８に、図５（ａ），（ｂ）の画素Ｓ９〜Ｓ１２は図８の
Ｌ８とＲ８の間に、図５（ａ），（ｂ）の画素Ｓ１３〜
Ｓ２０が図８のＲ１〜Ｒ８に、それぞれ相当する位置
（寸法）関係にあるものとする。
【００４４】図５（ａ）は、測距対象物が比較的遠距離
にある時のＣＣＤ１９上の受光像とその際の画素出力を
示している。
にある時のＣＣＤ１９上の受光像とその際の画素出力を
示している。
【００４５】この場合、ＣＣＤ１９のＳ１画素より右側
の連続した任意の画素（例えばＳ１〜Ｓ４の４画素）を
ＷＬ、画素Ｓ１３より右側の連続した任意の画素（例え
ばＳ１３〜Ｓ１６の４画素）をＷＲのウィンドウとして
設定し、位相差検出を行うことにより、前述した従来例
と同様に測距は可能である。
の連続した任意の画素（例えばＳ１〜Ｓ４の４画素）を
ＷＬ、画素Ｓ１３より右側の連続した任意の画素（例え
ばＳ１３〜Ｓ１６の４画素）をＷＲのウィンドウとして
設定し、位相差検出を行うことにより、前述した従来例
と同様に測距は可能である。
【００４６】図５（ｂ）は、測距対象物が至近にある時
のＣＣＤ１９上の受光像とその際の画素出力を示してい
る。
のＣＣＤ１９上の受光像とその際の画素出力を示してい
る。
【００４７】この場合、受光レンズ１３を通して結像さ
れた受光像はＣＣＤ１９上にあるが、受光レンズ１４を
通って結像された受光像はＣＣＤ１９よりはみ出してし
まっている。この様な状態で図５（ａ）で説明した位相
差検出を行っても、位相差検出できない。しかし、図４
で説明した通り、ＣＣＤ１９と受光レンズ１３の組合せ
と、ＩＲＥＤ１６と投光レンズ１７の組合せで、ＣＣＤ
１９上の受光像の重心を求めることにより、測距するこ
とは可能である。
れた受光像はＣＣＤ１９上にあるが、受光レンズ１４を
通って結像された受光像はＣＣＤ１９よりはみ出してし
まっている。この様な状態で図５（ａ）で説明した位相
差検出を行っても、位相差検出できない。しかし、図４
で説明した通り、ＣＣＤ１９と受光レンズ１３の組合せ
と、ＩＲＥＤ１６と投光レンズ１７の組合せで、ＣＣＤ
１９上の受光像の重心を求めることにより、測距するこ
とは可能である。
【００４８】ここで注目したいのは、前述の実施の第１
の形態で説明した図９（ｃ）の場合は測距不可能であっ
たが、この実施の形態では、同様の距離に測距対象物が
ありながら測距可能となった点である。
の形態で説明した図９（ｃ）の場合は測距不可能であっ
たが、この実施の形態では、同様の距離に測距対象物が
ありながら測距可能となった点である。
【００４９】この時の測距動作を図６のフローチャート
に従って説明する。
に従って説明する。
【００５０】まず、ステップ２０１において、ＩＲＥＤ
駆動手段２３を介してＩＲＥＤ１６を点灯する。そし
て、次のステップ２０２において、ＣＣＤ１９からの増
幅されてＡ／Ｄ変換された信号（Ａ／Ｄ変換値）を位相
差演算手段３２に取り込む。続くステップ２０３におい
ては、位相差を検出する為のウィンドウの初期位置をセ
ットし、続くステップ２０４において、（Ｌ）ウィンド
ウと（Ｒ）ウィンドウを基に位相差演算手段３２により
位相差を求める。
駆動手段２３を介してＩＲＥＤ１６を点灯する。そし
て、次のステップ２０２において、ＣＣＤ１９からの増
幅されてＡ／Ｄ変換された信号（Ａ／Ｄ変換値）を位相
差演算手段３２に取り込む。続くステップ２０３におい
ては、位相差を検出する為のウィンドウの初期位置をセ
ットし、続くステップ２０４において、（Ｌ）ウィンド
ウと（Ｒ）ウィンドウを基に位相差演算手段３２により
位相差を求める。
【００５１】次に、ステップ２０５において、位相差が
求まったかどうかを判定し、図５（ａ）の様な受光信号
で位相差が求まった場合はステップ２０９に移行し、こ
こでは上記ステップ２０４で求めた位相差値より、測距
対象物までの距離を算出してステップ２１１へ進む。
求まったかどうかを判定し、図５（ａ）の様な受光信号
で位相差が求まった場合はステップ２０９に移行し、こ
こでは上記ステップ２０４で求めた位相差値より、測距
対象物までの距離を算出してステップ２１１へ進む。
【００５２】一方、上記ステップ２０５にて図５（ｂ）
の様な受光信号である為に位相差が求まらなかった場合
はステップ２０６に移行し、ＣＣＤ１９の全画素のＡ／
Ｄ変換値を基に該ＣＣＤ１９上の受光像の重心を求め
る。ＣＣＤ１９上の受光像の重心の求め方は、前述した
様に、画素信号のピークの画素としたり、画像の傾斜角
から画素間を補間して画素ピッチより細かく算出する方
法で行っても良い。
の様な受光信号である為に位相差が求まらなかった場合
はステップ２０６に移行し、ＣＣＤ１９の全画素のＡ／
Ｄ変換値を基に該ＣＣＤ１９上の受光像の重心を求め
る。ＣＣＤ１９上の受光像の重心の求め方は、前述した
様に、画素信号のピークの画素としたり、画像の傾斜角
から画素間を補間して画素ピッチより細かく算出する方
法で行っても良い。
【００５３】続いてステップ２０７において、ＣＣＤ１
９の何れかの画素の信号レベルが所定の値より大きいか
どうかを判定し、図５（ｂ）の様な信号でレベルが大き
ければ重心算出の信頼度が高いものとしてステップ２０
８に移行し、ここでは上記ステップ２０６で求めたＣＣ
Ｄ１９の重心位置により距離を算出してステップ２１１
に進む。
９の何れかの画素の信号レベルが所定の値より大きいか
どうかを判定し、図５（ｂ）の様な信号でレベルが大き
ければ重心算出の信頼度が高いものとしてステップ２０
８に移行し、ここでは上記ステップ２０６で求めたＣＣ
Ｄ１９の重心位置により距離を算出してステップ２１１
に進む。
【００５４】また、上記ステップ２０７にて、無限遠の
信号などでＣＣＤ１９の何れの画素の信号レベルも所定
値より小さい場合は、重心算出の信頼度が低い、または
遠距離で反射光が返ってこないものとしてステップ２１
０へ移行し、ここでは測距値を指定距離（例えば無限
遠）としてステップ１１１へ進む。
信号などでＣＣＤ１９の何れの画素の信号レベルも所定
値より小さい場合は、重心算出の信頼度が低い、または
遠距離で反射光が返ってこないものとしてステップ２１
０へ移行し、ここでは測距値を指定距離（例えば無限
遠）としてステップ１１１へ進む。
【００５５】そして、ステップ２１１において、上記Ｉ
ＲＥＤ駆動手段２３を介してＩＲＥＤ１６を消灯し、次
のステップ２１２で一連の測距動作を終了する。
ＲＥＤ駆動手段２３を介してＩＲＥＤ１６を消灯し、次
のステップ２１２で一連の測距動作を終了する。
【００５６】以上の実施の各形態によれば、ＣＣＤ（１
１，１２又は１９）の出力より位相差の検出が不可能な
場合は、１つの受光レンズからの像を利用して重心位置
を求めることにより受光像位置を検出し、測距対象物ま
での距離を測距するようにしているため、測距対象物が
近距離で位相差が検出できない状況であっても、測距が
可能となる。
１，１２又は１９）の出力より位相差の検出が不可能な
場合は、１つの受光レンズからの像を利用して重心位置
を求めることにより受光像位置を検出し、測距対象物ま
での距離を測距するようにしているため、測距対象物が
近距離で位相差が検出できない状況であっても、測距が
可能となる。
【００５７】また、前記重心位置を求めることが不可能
な場合（例えばＣＣＤの出力が小さい場合）は、測距対
象物が遠距離で反射光が返ってこないものとして測距値
を指定距離（実施の各形態では無限遠）とするようにし
ているので、従来の測距不能に対して、より実用的な測
距装置を提供することができる。
な場合（例えばＣＣＤの出力が小さい場合）は、測距対
象物が遠距離で反射光が返ってこないものとして測距値
を指定距離（実施の各形態では無限遠）とするようにし
ているので、従来の測距不能に対して、より実用的な測
距装置を提供することができる。
【００５８】（発明と実施の形態の対応）上記実施の各
形態において、ＩＲＥＤ１６が本発明の投光手段に相当
し、ＣＣＤ（Ｌ）１１，ＣＣＤ（Ｒ）１２及びＣＣＤ１
９が本発明の受光手段に相当し、ＣＰＵ３１内の位相差
検出手段３２，重心位置演算手段３３及び信号出力判定
手段３４が本発明の演算手段に相当する。
形態において、ＩＲＥＤ１６が本発明の投光手段に相当
し、ＣＣＤ（Ｌ）１１，ＣＣＤ（Ｒ）１２及びＣＣＤ１
９が本発明の受光手段に相当し、ＣＰＵ３１内の位相差
検出手段３２，重心位置演算手段３３及び信号出力判定
手段３４が本発明の演算手段に相当する。
【００５９】以上が実施の形態の各構成と本発明の各構
成の対応関係であるが、本発明は、これら実施の形態の
構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、
又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればど
のようなものであってもよいことは言うまでもない。
成の対応関係であるが、本発明は、これら実施の形態の
構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、
又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればど
のようなものであってもよいことは言うまでもない。
【００６０】（変形例）本発明は、投光素子を複数持た
せ、多点測距を行う測距装置に対しても、応用できるも
のである。また、パッシブ方式の補助光を用いた測距装
置に対しても、本発明を応用することもできる。
せ、多点測距を行う測距装置に対しても、応用できるも
のである。また、パッシブ方式の補助光を用いた測距装
置に対しても、本発明を応用することもできる。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測距対象物が近距離である為に受光像が受光手段からは
み出してしまい、位相差の検出が不能な場合には、受光
手段の出力より該受光手段上に結像された受光像の重心
位置を求め、この重心位置から測距対象物までの距離を
求めるようにしている。
測距対象物が近距離である為に受光像が受光手段からは
み出してしまい、位相差の検出が不能な場合には、受光
手段の出力より該受光手段上に結像された受光像の重心
位置を求め、この重心位置から測距対象物までの距離を
求めるようにしている。
【００６２】よって、測距対象物が近距離である為に位
相差が検出できない状況であっても、測距を行うことが
できる。
相差が検出できない状況であっても、測距を行うことが
できる。
【００６３】また、本発明によれば、受光手段上に結像
された受光像の重心位置を求めることが不可能な場合
（例えば受光センサ出力が小さい場合）は、測距対象物
が遠距離で反射光が返ってこないものとして測距値を指
定距離（例えば無限遠）とするようにしている。
された受光像の重心位置を求めることが不可能な場合
（例えば受光センサ出力が小さい場合）は、測距対象物
が遠距離で反射光が返ってこないものとして測距値を指
定距離（例えば無限遠）とするようにしている。
【００６４】よって、従来装置では測距不能としていた
のに対し、測距値を指定距離とすることで、より実用的
な測距装置とすることができる。
のに対し、測距値を指定距離とすることで、より実用的
な測距装置とすることができる。
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る測距装置の回
路構成を示すブロック図である。
路構成を示すブロック図である。
【図２】図１の測距装置の一連の動作を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図３】本発明の実施の第２の形態に係る測距装置の回
路構成を示すブロック図である。
路構成を示すブロック図である。
【図４】図３の測距装置の測距原理を説明する為の図で
ある。
ある。
【図５】異なる距離に測距対象物が位置する際に図３の
ＣＣＤに結像される受光像とその画素出力を示す図であ
る。
ＣＣＤに結像される受光像とその画素出力を示す図であ
る。
【図６】図３の測距装置の一連の動作を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図７】一般的なアクティブ方式の位相差測距装置の原
理を説明する為の図である。
理を説明する為の図である。
【図８】図７の各ＣＣＤについて説明する為の図であ
る。
る。
【図９】異なる距離に測距対象物が位置する際に図８の
各ＣＣＤにそれぞれ結像される受光像とその画素出力を
示す図である。
各ＣＣＤにそれぞれ結像される受光像とその画素出力を
示す図である。
【図１０】図７に示した測距系を用いた測距装置の回路
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の測距装置の一連の動作を示すフロー
チャートである。
チャートである。
１１，１２ ＣＣＤ １３，１４ 受光レンズ １６ ＩＲＥＤ １９ ＣＣＤ ３１ ＣＰＵ ３２ 位相差演算手段 ３３ 重心位置演算手段 ３４ 信号出力判定手段
Claims (6)
- 【請求項１】 測距対象物へ光を投射する投光手段と、
該投光手段の測距対象物での反射光を受光する受光手段
と、前記測距対象物での反射光を前記受光手段上に結像
させる為の複数のレンズとを備え、前記受光手段の出力
により位相差を検出し、測距対象物までの距離を測距す
る測距装置において、 前記位相差の検出が不可能な場合、前記受光手段の出力
に基づいて前記受光手段上に結像された受光像の重心位
置を求め、測距対象物までの距離を算出する演算手段を
設けたことを特徴とする測距装置。 - 【請求項２】 前記受光手段は、複数の光電変換素子を
ライン状に並べたものを、複数個有して成ることを特徴
とする請求項１記載の測距装置。 - 【請求項３】 前記受光手段は、ＣＣＤであることを特
徴とする請求項２記載の測距装置。 - 【請求項４】 前記受光手段上に結像された受光像の重
心位置を求めることが不可能な場合は、測距値を指定距
離にするようにしたことを特徴とする請求項１記載の測
距装置。 - 【請求項５】 前記指定距離は、無限遠であることを特
徴とする請求項４記載の測距装置。 - 【請求項６】 前記投光手段は、測距対象を照明する為
の補助光を発するものであることを特徴とする請求項１
記載の測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8022948A JPH09196665A (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8022948A JPH09196665A (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09196665A true JPH09196665A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=12096851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8022948A Pending JPH09196665A (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09196665A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010249697A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Sharp Corp | 光学式測距装置、およびそれを用いた電子機器 |
-
1996
- 1996-01-17 JP JP8022948A patent/JPH09196665A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010249697A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Sharp Corp | 光学式測距装置、およびそれを用いた電子機器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041130 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050329 |