JPH06235634A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JPH06235634A JPH06235634A JP5290066A JP29006693A JPH06235634A JP H06235634 A JPH06235634 A JP H06235634A JP 5290066 A JP5290066 A JP 5290066A JP 29006693 A JP29006693 A JP 29006693A JP H06235634 A JPH06235634 A JP H06235634A
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- distance
- receiving position
- light
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
- G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/02—Details
- G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
- G01C3/08—Use of electric radiation detectors
- G01C3/085—Use of electric radiation detectors with electronic parallax measurement
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
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- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 対象物からの反射光を利用して対象物までの
距離を測定する装置において、装置の高価格化や高消費
電流化を生じることなく、測距の精度を高めることを可
能とする。 【構成】 対象物Ａに発光ダイオード１３からの光を投
射し、その反射光の受光位置を位置検出器１６で検出す
る。この位置検出器１６は、長さ方向にずらした２つの
リニアラインセンサ１６１，１６２で構成し、各リニア
ラインセンサの出力を距離演算回路１８１，１８２でそ
れぞれ距離演算してアナログ距離情報を求め、かつこの
アナログ距離情報をＡ／Ｄ変換器１９１，１９２でディ
ジタル値に変換し、かつ各ディジタル値を処理回路２０
で加算することで、Ａ／Ｄ変換器の変換幅の１／２の幅
でＡ／Ｄ変換した場合と同じ分解能のディジタル距離情
報を得ることができ、分解能の低いＡ／Ｄ変換器を用い
ても、高精度の測距が実現される。
距離を測定する装置において、装置の高価格化や高消費
電流化を生じることなく、測距の精度を高めることを可
能とする。 【構成】 対象物Ａに発光ダイオード１３からの光を投
射し、その反射光の受光位置を位置検出器１６で検出す
る。この位置検出器１６は、長さ方向にずらした２つの
リニアラインセンサ１６１，１６２で構成し、各リニア
ラインセンサの出力を距離演算回路１８１，１８２でそ
れぞれ距離演算してアナログ距離情報を求め、かつこの
アナログ距離情報をＡ／Ｄ変換器１９１，１９２でディ
ジタル値に変換し、かつ各ディジタル値を処理回路２０
で加算することで、Ａ／Ｄ変換器の変換幅の１／２の幅
でＡ／Ｄ変換した場合と同じ分解能のディジタル距離情
報を得ることができ、分解能の低いＡ／Ｄ変換器を用い
ても、高精度の測距が実現される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカメラ等に用いられて撮
影対象物としての被写体までの距離を測定する測距装置
に関し、特にカメラから赤外光を投射し、被写体からの
反射光を検出して測距を行う測距装置に関する。
影対象物としての被写体までの距離を測定する測距装置
に関し、特にカメラから赤外光を投射し、被写体からの
反射光を検出して測距を行う測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】いわゆるアクティブ方式の測距装置とし
て、カメラから赤外光を投射し、被写体からの反射光を
検出して被写体までの距離を測定する方式が採用されて
いる。図７はその概略構成図であり、制御回路１は赤外
光駆動部２を駆動することで赤外光発光器３で赤外光を
発生させ、これを投光レンズ４により集束して被写体Ａ
に投射させる。被写体Ａで反射された赤外光は受光レン
ズ５により位置検出器６に結像される。この位置検出器
６はＰＳＤと通称されるリニアラインセンサで構成され
ており、受光レンズ５で結像されたスポット光Ｓのリニ
アラインセンサ上の位置に応じて共通電極ｏに対する両
端の２つの電極ａ，ｂに得られる電流が変化されるた
め、その電流比を検出することで、位置検出器６上の光
スポット位置を検出する。そして、距離演算回路７で
は、検出された位置検出器上のスポット光の位置に基づ
いて三角法を利用して演算を行ない、被写体Ａまでの距
離を算出する。通常、この距離演算回路７は、測距の信
頼性を高めるために、前記した測距動作を繰り返して複
数回行い、それぞれ得られた測距値を平均化手段で平均
し、その平均値を測距値として得る方式がとられること
が多い。
て、カメラから赤外光を投射し、被写体からの反射光を
検出して被写体までの距離を測定する方式が採用されて
いる。図７はその概略構成図であり、制御回路１は赤外
光駆動部２を駆動することで赤外光発光器３で赤外光を
発生させ、これを投光レンズ４により集束して被写体Ａ
に投射させる。被写体Ａで反射された赤外光は受光レン
ズ５により位置検出器６に結像される。この位置検出器
６はＰＳＤと通称されるリニアラインセンサで構成され
ており、受光レンズ５で結像されたスポット光Ｓのリニ
アラインセンサ上の位置に応じて共通電極ｏに対する両
端の２つの電極ａ，ｂに得られる電流が変化されるた
め、その電流比を検出することで、位置検出器６上の光
スポット位置を検出する。そして、距離演算回路７で
は、検出された位置検出器上のスポット光の位置に基づ
いて三角法を利用して演算を行ない、被写体Ａまでの距
離を算出する。通常、この距離演算回路７は、測距の信
頼性を高めるために、前記した測距動作を繰り返して複
数回行い、それぞれ得られた測距値を平均化手段で平均
し、その平均値を測距値として得る方式がとられること
が多い。
【０００３】このような測距装置では、位置検出器６上
のスポット光Ｓ位置、受光レンズ５の焦点距離等を利用
した三角法により測距演算が行われるため、測距精度を
高めるためには位置検出器６上における反射光のスポッ
ト光Ｓの位置を高精度に検出する必要がある。通常、位
置検出器を構成するリニアセンサは、図８に示すよう
に、リニアラインセンサの長さ方向におけるスポット光
Ｓの位置変化に応じて共通電極ｏに対する各電極ａ，ｂ
の電流Ｉ１，Ｉ２がアナログ的に変化されるため、その
電流比を検出することでスポット光位置が検出される。
この電流比をとる理由は、電流Ｉ１，Ｉ２は対象物まで
の距離が同じでも、対象物の反射率でその値が変化され
る。したがって、電流Ｉ１，Ｉ２の絶対値で対象物まで
の距離を演算することはできない。そこで、電流Ｉ１，
Ｉ２の比が対象物までの距離の逆数に略比例（所定範囲
内）する性質を利用する方法が用いられることが多い。
そして、測距装置に設けられた距離演算回路７は電流Ｉ
１，Ｉ２の比に基づいて演算を行い、アナログ距離情報
を求め、この距離情報をＡ／Ｄ変換器８を用いてディジ
タル距離情報に変換し、マイクロコンピュータ等で利用
可能な信号とする。
のスポット光Ｓ位置、受光レンズ５の焦点距離等を利用
した三角法により測距演算が行われるため、測距精度を
高めるためには位置検出器６上における反射光のスポッ
ト光Ｓの位置を高精度に検出する必要がある。通常、位
置検出器を構成するリニアセンサは、図８に示すよう
に、リニアラインセンサの長さ方向におけるスポット光
Ｓの位置変化に応じて共通電極ｏに対する各電極ａ，ｂ
の電流Ｉ１，Ｉ２がアナログ的に変化されるため、その
電流比を検出することでスポット光位置が検出される。
この電流比をとる理由は、電流Ｉ１，Ｉ２は対象物まで
の距離が同じでも、対象物の反射率でその値が変化され
る。したがって、電流Ｉ１，Ｉ２の絶対値で対象物まで
の距離を演算することはできない。そこで、電流Ｉ１，
Ｉ２の比が対象物までの距離の逆数に略比例（所定範囲
内）する性質を利用する方法が用いられることが多い。
そして、測距装置に設けられた距離演算回路７は電流Ｉ
１，Ｉ２の比に基づいて演算を行い、アナログ距離情報
を求め、この距離情報をＡ／Ｄ変換器８を用いてディジ
タル距離情報に変換し、マイクロコンピュータ等で利用
可能な信号とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記したＡ／Ｄ変換器
においてアナログ距離情報をディジタル距離情報に変換
する際には、図９のように、アナログ距離情報を所定の
幅でステップ状に分割して各電流値をディジタル値に変
換することになる。ところが、この際における変換幅が
大きいと、即ちＡ／Ｄ変換器の分解能が低いと、距離情
報が微小に変化された場合にディジタル値が変化されな
い領域が生じ、結果としてこの変換幅の範囲内でディジ
タル値への変換誤差が生じ、これが測距誤差を発生する
原因となる。このような分解能が原因とされる測距誤差
を解消して測距精度を高めるためには、ディジタル変換
幅が小さい高分解能のＡ／Ｄ変換器を用いればよいが、
一般に高分解能のＡ／Ｄ変換器は高価格でかつ高消費電
流であるために、測距装置が高価格、高消費電流とな
り、この種の測距装置を用いるカメラの低価格化や電池
の長寿命化の障害になる。本発明の目的は、装置の高価
格化や高消費電流化を生じることなく、測距の精度を高
めることができる測距装置を提供することにある。
においてアナログ距離情報をディジタル距離情報に変換
する際には、図９のように、アナログ距離情報を所定の
幅でステップ状に分割して各電流値をディジタル値に変
換することになる。ところが、この際における変換幅が
大きいと、即ちＡ／Ｄ変換器の分解能が低いと、距離情
報が微小に変化された場合にディジタル値が変化されな
い領域が生じ、結果としてこの変換幅の範囲内でディジ
タル値への変換誤差が生じ、これが測距誤差を発生する
原因となる。このような分解能が原因とされる測距誤差
を解消して測距精度を高めるためには、ディジタル変換
幅が小さい高分解能のＡ／Ｄ変換器を用いればよいが、
一般に高分解能のＡ／Ｄ変換器は高価格でかつ高消費電
流であるために、測距装置が高価格、高消費電流とな
り、この種の測距装置を用いるカメラの低価格化や電池
の長寿命化の障害になる。本発明の目的は、装置の高価
格化や高消費電流化を生じることなく、測距の精度を高
めることができる測距装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、対象物に投射
する光を発光する手段と、対象物からの反射光を受光
し、その受光位置を検出する受光位置検出手段と、検出
された受光位置に基づいて対象物までの距離をアナログ
演算する演算手段と、演算されたアナログ値をそれぞれ
異なる閾値でディジタル値に変換する複数のＡ／Ｄ変換
手段と、変換されたこれらのディジタル値を処理して複
数倍の変換精度のディジタル値を得る手段とを備える。
また、対象物に投射する光を発光する手段と、対象物か
らの反射光を受光し、その受光位置を検出する複数の受
光位置検出手段と、検出された各受光位置に基づいて対
象物までの距離をアナログ演算する複数の演算手段と、
演算された各アナログ値を同一閾値でディジタル値に変
換する複数のＡ／Ｄ変換手段と、各Ａ／Ｄ変換手段の出
力を合成して測距値を得る処理手段を備え、各受光位置
検出手段を所定寸法だけずらして配置するとともに、各
受光位置検出手段には同一の反射光が結像するように構
成する。この場合、複数の受光位置検出手段にはそれぞ
れ異なる受光系を通して相対的に異なる位置に反射光を
結像するように構成してもよい。或いは、複数の受光位
置検出手段の出力を順序的に選択する手段を設け、選択
された検出出力を単一の演算手段とＡ／Ｄ変換手段で処
理し、順序的に得られたディジタル値を処理して複数倍
の変換精度のディジタル値を得るようにしてもよい。
する光を発光する手段と、対象物からの反射光を受光
し、その受光位置を検出する受光位置検出手段と、検出
された受光位置に基づいて対象物までの距離をアナログ
演算する演算手段と、演算されたアナログ値をそれぞれ
異なる閾値でディジタル値に変換する複数のＡ／Ｄ変換
手段と、変換されたこれらのディジタル値を処理して複
数倍の変換精度のディジタル値を得る手段とを備える。
また、対象物に投射する光を発光する手段と、対象物か
らの反射光を受光し、その受光位置を検出する複数の受
光位置検出手段と、検出された各受光位置に基づいて対
象物までの距離をアナログ演算する複数の演算手段と、
演算された各アナログ値を同一閾値でディジタル値に変
換する複数のＡ／Ｄ変換手段と、各Ａ／Ｄ変換手段の出
力を合成して測距値を得る処理手段を備え、各受光位置
検出手段を所定寸法だけずらして配置するとともに、各
受光位置検出手段には同一の反射光が結像するように構
成する。この場合、複数の受光位置検出手段にはそれぞ
れ異なる受光系を通して相対的に異なる位置に反射光を
結像するように構成してもよい。或いは、複数の受光位
置検出手段の出力を順序的に選択する手段を設け、選択
された検出出力を単一の演算手段とＡ／Ｄ変換手段で処
理し、順序的に得られたディジタル値を処理して複数倍
の変換精度のディジタル値を得るようにしてもよい。
【０００６】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例のブロック回路図である。
制御回路１１は赤外光駆動部１２を駆動することで赤外
光発光ダイオード１３で赤外光を発生させ、発生された
赤外光を投光レンズ１４により集束して被写体Ａに投射
させる。一方、被写体Ａで反射された赤外光は受光レン
ズ１５により位置検出器１６に結像される。この位置検
出器１６は、第１及び第２の２個のリニアラインセンサ
１６１，１６２で構成され、受光レンズ１５により結像
されるスポット光Ｓの位置によって共通電極ｏと、両側
の２つのそれぞれの電極ａ，ｂとの間に得られる電流が
変化される。そして、前記２つのリニアラインセンサ１
６１，１６２は互いに近接して平行に配置し、前記受光
レンズ１５により結像されるスポット光Ｓがこれら２つ
のリニアラインセンサに同時に結像されるように構成さ
れる。更に、これらのリニアラインセンサ１６１，１６
２は、その長さ方向に微小寸法だけずらして配置されて
いる。
る。図１は本発明の一実施例のブロック回路図である。
制御回路１１は赤外光駆動部１２を駆動することで赤外
光発光ダイオード１３で赤外光を発生させ、発生された
赤外光を投光レンズ１４により集束して被写体Ａに投射
させる。一方、被写体Ａで反射された赤外光は受光レン
ズ１５により位置検出器１６に結像される。この位置検
出器１６は、第１及び第２の２個のリニアラインセンサ
１６１，１６２で構成され、受光レンズ１５により結像
されるスポット光Ｓの位置によって共通電極ｏと、両側
の２つのそれぞれの電極ａ，ｂとの間に得られる電流が
変化される。そして、前記２つのリニアラインセンサ１
６１，１６２は互いに近接して平行に配置し、前記受光
レンズ１５により結像されるスポット光Ｓがこれら２つ
のリニアラインセンサに同時に結像されるように構成さ
れる。更に、これらのリニアラインセンサ１６１，１６
２は、その長さ方向に微小寸法だけずらして配置されて
いる。
【０００７】前記各リニアラインセンサ１６１，１６２
の３つの電極ａ，ｂ，ｏはそれぞれ測距演算部１７に接
続される。この測距演算部１７には前記各リニアライン
センサ１６１，１６２に対応する２個の距離演算回路１
８１，１８２と、この距離演算回路１８１，１８２の出
力をそれぞれディジタル変換する２個のＡ／Ｄ変換器１
９１，１９２と、前記各Ａ／Ｄ変換器１９１，１９２の
出力を処理する処理回路２０が設けられる。前記各距離
演算回路１８１，１８２は、それぞれ対応するリニアラ
インセンサ１６１，１６２の出力に基づいて従来と同様
に三角法によりアナログ距離情報を演算するものであ
り、また各Ａ／Ｄ変換器１９１，１９２は分解能がそれ
程高くない従来と同程度の分解能のものが用いられ、か
つ各Ａ／Ｄ変換器の変換基準は同一に設定されている。
更に処理回路２０は両Ａ／Ｄ変換器１９１，１９２から
のディジタル値を加算する加算回路として構成される。
なお、前記距離演算回路１８１，１８２は前記制御回路
１１により制御が行われる。また、前記２つのリニアラ
インセンサ１６１，１６２を長さ方向にずらす量は、図
２（ａ）に示すように、距離演算回路１８１，１８２で
演算されるアナログ距離情報を各Ａ／Ｄ変換器１９１，
１９２でディジタル距離情報に変換する際に、そのディ
ジタル変換幅が各Ａ／Ｄ変換器における変換値の丁度１
／２の幅だけずれるように、各リニアラインセンサ１６
１，１６２のずれ寸法Ｐを設定する。このずらし量の詳
細は後述する。
の３つの電極ａ，ｂ，ｏはそれぞれ測距演算部１７に接
続される。この測距演算部１７には前記各リニアライン
センサ１６１，１６２に対応する２個の距離演算回路１
８１，１８２と、この距離演算回路１８１，１８２の出
力をそれぞれディジタル変換する２個のＡ／Ｄ変換器１
９１，１９２と、前記各Ａ／Ｄ変換器１９１，１９２の
出力を処理する処理回路２０が設けられる。前記各距離
演算回路１８１，１８２は、それぞれ対応するリニアラ
インセンサ１６１，１６２の出力に基づいて従来と同様
に三角法によりアナログ距離情報を演算するものであ
り、また各Ａ／Ｄ変換器１９１，１９２は分解能がそれ
程高くない従来と同程度の分解能のものが用いられ、か
つ各Ａ／Ｄ変換器の変換基準は同一に設定されている。
更に処理回路２０は両Ａ／Ｄ変換器１９１，１９２から
のディジタル値を加算する加算回路として構成される。
なお、前記距離演算回路１８１，１８２は前記制御回路
１１により制御が行われる。また、前記２つのリニアラ
インセンサ１６１，１６２を長さ方向にずらす量は、図
２（ａ）に示すように、距離演算回路１８１，１８２で
演算されるアナログ距離情報を各Ａ／Ｄ変換器１９１，
１９２でディジタル距離情報に変換する際に、そのディ
ジタル変換幅が各Ａ／Ｄ変換器における変換値の丁度１
／２の幅だけずれるように、各リニアラインセンサ１６
１，１６２のずれ寸法Ｐを設定する。このずらし量の詳
細は後述する。
【０００８】この構成の測距装置によれば、赤外光駆動
部１２により発光ダイオード１３を発光させ、これを投
光レンズ１４により被写体Ａに投射し、被写体Ａからの
反射光を受光レンズ１５で受光し、位置検出器の２つの
リニアラインセンサ１６１，１６２上にスポット光Ｓと
して同時に結像させる。これにより、各リニアラインセ
ンサ１６１，１６２の電極ａ，ｂからはアナログ電流Ｉ
１，Ｉ２が出力される。そして、距離演算回路１８１，
１８２ではこれら電流Ｉ１，Ｉ２の電流比に基づいてス
ポット光Ｓの位置を求め、これから三角法により被写体
Ａの距離を演算し、これをアナログ距離情報として出力
する。すると、各Ａ／Ｄ変換器１９１，１９２は所定の
変換幅によりアナログ距離情報をディジタル距離情報に
変換する。このとき、各距離演算回路１８１，１８２か
ら出力されるアナログ距離情報は、第１と第２のリニア
ラインセンサ１６１，１６２がずれているため、各アナ
ログ距離情報間にはレベル差が生じる。したがって、こ
れらのアナログ距離情報をそれぞれ同一基準のＡ／Ｄ変
換器１９１，１９２でＡ／Ｄ変換すると、第１のＡ／Ｄ
変換器１９１で変換したディジタル値は図２（ｂ）とな
り、第２のＡ／Ｄ変換器１９２で変換したディジタル値
は図２（ｃ）となり、両者の間には変換幅の１／２のず
れが生じることになる。
部１２により発光ダイオード１３を発光させ、これを投
光レンズ１４により被写体Ａに投射し、被写体Ａからの
反射光を受光レンズ１５で受光し、位置検出器の２つの
リニアラインセンサ１６１，１６２上にスポット光Ｓと
して同時に結像させる。これにより、各リニアラインセ
ンサ１６１，１６２の電極ａ，ｂからはアナログ電流Ｉ
１，Ｉ２が出力される。そして、距離演算回路１８１，
１８２ではこれら電流Ｉ１，Ｉ２の電流比に基づいてス
ポット光Ｓの位置を求め、これから三角法により被写体
Ａの距離を演算し、これをアナログ距離情報として出力
する。すると、各Ａ／Ｄ変換器１９１，１９２は所定の
変換幅によりアナログ距離情報をディジタル距離情報に
変換する。このとき、各距離演算回路１８１，１８２か
ら出力されるアナログ距離情報は、第１と第２のリニア
ラインセンサ１６１，１６２がずれているため、各アナ
ログ距離情報間にはレベル差が生じる。したがって、こ
れらのアナログ距離情報をそれぞれ同一基準のＡ／Ｄ変
換器１９１，１９２でＡ／Ｄ変換すると、第１のＡ／Ｄ
変換器１９１で変換したディジタル値は図２（ｂ）とな
り、第２のＡ／Ｄ変換器１９２で変換したディジタル値
は図２（ｃ）となり、両者の間には変換幅の１／２のず
れが生じることになる。
【０００９】そして、これらのディジタル値を処理回路
２０で加算することにより、図２（ｄ）のステップ特性
のディジタル距離情報が得られる。即ち、各Ａ／Ｄ変換
器からのディジタル距離情報が１／２幅だけずれて重ね
られるため、得られるディジタル距離情報は分解能が２
倍の高分解能のＡ／Ｄ変換器によってディジタル値に変
換された場合と同程度の分解能のディジタル値が得られ
ることになる。なお、図２は、説明を簡略化するため
に、各Ａ／Ｄ変換器が６ステップの場合を例示してい
る。このようにして得られたディジタル値は、２倍の分
解能のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換したものと同程度のも
のとなるため、従来と同程度のＡ／Ｄ変換器を用いても
従来の２倍の精度の測距が実現でき、これにより、分解
能が高い高価なＡ／Ｄ変換器が不要となり、測距装置の
低価格化を可能とし、かつ消費電力の無駄な消費が防止
できる。
２０で加算することにより、図２（ｄ）のステップ特性
のディジタル距離情報が得られる。即ち、各Ａ／Ｄ変換
器からのディジタル距離情報が１／２幅だけずれて重ね
られるため、得られるディジタル距離情報は分解能が２
倍の高分解能のＡ／Ｄ変換器によってディジタル値に変
換された場合と同程度の分解能のディジタル値が得られ
ることになる。なお、図２は、説明を簡略化するため
に、各Ａ／Ｄ変換器が６ステップの場合を例示してい
る。このようにして得られたディジタル値は、２倍の分
解能のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換したものと同程度のも
のとなるため、従来と同程度のＡ／Ｄ変換器を用いても
従来の２倍の精度の測距が実現でき、これにより、分解
能が高い高価なＡ／Ｄ変換器が不要となり、測距装置の
低価格化を可能とし、かつ消費電力の無駄な消費が防止
できる。
【００１０】図３は前記リニアラインセンサ１６１，１
６２のずらし量を説明するための図であり、ここでは、
被写体距離Ｄ１〜Ｄ４（Ｄ２＝Ｄ１／２，Ｄ３＝Ｄ１／
３，Ｄ４＝Ｄ１／４）を４ステップでＡ／Ｄ変換する例
を示している。被写体距離ＤＸと、レンズ１４，１５間
の距離（基線長）Ｌと、レンズ１５の焦点距離ｆと、リ
ニアラインセンサ１６１のスポット光位置Ｓ１との間に
は、ＤＸ：Ｌ＝ｆ：Ｓ１の関係があるためＤＸ＝Ｌ・ｆ
／Ｓ１となり、これをＡ／Ｄ変換すると「１」となる。
一方、リニアラインセンサ１６２において、前記同様の
計算式を当てはめると、スポット光位置Ｓ２よりＤＸ＝
Ｌ・ｆ／Ｓ２が得られ、これをＡ／Ｄ変換すると「０」
となる。両Ａ／Ｄ変換器の出力を加算した後の実質的な
変換幅が均等となるようにするためには、両リニアライ
ンセンサ１６１，１６２は、Ａ／Ｄ変換ステップ寸法Ｐ
の半分、即ちＰ／２だけずらせば良いことになる。
６２のずらし量を説明するための図であり、ここでは、
被写体距離Ｄ１〜Ｄ４（Ｄ２＝Ｄ１／２，Ｄ３＝Ｄ１／
３，Ｄ４＝Ｄ１／４）を４ステップでＡ／Ｄ変換する例
を示している。被写体距離ＤＸと、レンズ１４，１５間
の距離（基線長）Ｌと、レンズ１５の焦点距離ｆと、リ
ニアラインセンサ１６１のスポット光位置Ｓ１との間に
は、ＤＸ：Ｌ＝ｆ：Ｓ１の関係があるためＤＸ＝Ｌ・ｆ
／Ｓ１となり、これをＡ／Ｄ変換すると「１」となる。
一方、リニアラインセンサ１６２において、前記同様の
計算式を当てはめると、スポット光位置Ｓ２よりＤＸ＝
Ｌ・ｆ／Ｓ２が得られ、これをＡ／Ｄ変換すると「０」
となる。両Ａ／Ｄ変換器の出力を加算した後の実質的な
変換幅が均等となるようにするためには、両リニアライ
ンセンサ１６１，１６２は、Ａ／Ｄ変換ステップ寸法Ｐ
の半分、即ちＰ／２だけずらせば良いことになる。
【００１１】図４は本発明の第２実施例を示し、単一の
リニアセンサからなる位置検出器を用いた例である。こ
こでは図１の例で用いられたものと同じリニアラインセ
ンサを１つだけ用い、このリニアライセンサ１６３の電
極ａ，ｂ，ｏからの出力を１個の距離演算回路１８３で
演算し、アナログ距離情報を求める。そして、得られた
アナログ距離情報を二分して２個のＡ／Ｄ変換器１９
３，１９４にそれぞれ入力する。ここでは一方のＡ／Ｄ
変換器１９４は他方のＡ／Ｄ変換器１９３に対して予め
ディジタル値の変換基準を変換幅の１／２だけずらして
設定しているため、同一のアナログ距離情報に対しても
各Ａ／Ｄ変換器１９３，１９４のディジタル値が１／２
幅だけずれて変換される。したがって、両Ａ／Ｄ変換器
１９３，９１４の出力を加算すれば、前記実施例と同様
にして２倍の分解能のディジタル値を得ることができ
る。この例では、１つのリニアラインセンサ１６３で位
置検出器が構成でき、構造を簡略化できるとともに、第
１実施例のように２つのリニアラインセンサを１／２ピ
ッチだけずらして配置するための構成上の繁雑さを回避
することができる。
リニアセンサからなる位置検出器を用いた例である。こ
こでは図１の例で用いられたものと同じリニアラインセ
ンサを１つだけ用い、このリニアライセンサ１６３の電
極ａ，ｂ，ｏからの出力を１個の距離演算回路１８３で
演算し、アナログ距離情報を求める。そして、得られた
アナログ距離情報を二分して２個のＡ／Ｄ変換器１９
３，１９４にそれぞれ入力する。ここでは一方のＡ／Ｄ
変換器１９４は他方のＡ／Ｄ変換器１９３に対して予め
ディジタル値の変換基準を変換幅の１／２だけずらして
設定しているため、同一のアナログ距離情報に対しても
各Ａ／Ｄ変換器１９３，１９４のディジタル値が１／２
幅だけずれて変換される。したがって、両Ａ／Ｄ変換器
１９３，９１４の出力を加算すれば、前記実施例と同様
にして２倍の分解能のディジタル値を得ることができ
る。この例では、１つのリニアラインセンサ１６３で位
置検出器が構成でき、構造を簡略化できるとともに、第
１実施例のように２つのリニアラインセンサを１／２ピ
ッチだけずらして配置するための構成上の繁雑さを回避
することができる。
【００１２】図５は本発明の第３実施例を示す図であ
り、図１と等価な部分には同一符号を付してある。この
実施例では、２つの受光レンズ１５１，１５２を投光レ
ンズ１４に対して対称位置に配置すると共に、各受光レ
ンズ１５１，１５２のそれぞれに位置検出器としてのリ
ニアラインセンサ１６１，１６２を配置している。この
場合、一方のリニアラインセンサ１６１の受光レンズ１
５１の光軸に対する位置を基準とすると、他方のリニア
ラインセンサ１６２は受光レンズ１５２の光軸に対する
基準位置からＡ／Ｄ変換器の変換幅の１／２だけずらし
ている。なお、破線は受光レンズ１５２の光軸に対して
中央位置を一致させた状態であり、この状態から前記実
施例と同様にＡ／Ｄ変換ステップ寸法Ｐの１／２だけず
らしている。また、各リニアラインセンサ１６１，１６
２に対してそれぞれ距離演算回路１８１，１８２、Ａ／
Ｄ変換器１９１，１９２を接続し、更に処理回路２０を
接続している構成は前記第１実施例と同じである。
り、図１と等価な部分には同一符号を付してある。この
実施例では、２つの受光レンズ１５１，１５２を投光レ
ンズ１４に対して対称位置に配置すると共に、各受光レ
ンズ１５１，１５２のそれぞれに位置検出器としてのリ
ニアラインセンサ１６１，１６２を配置している。この
場合、一方のリニアラインセンサ１６１の受光レンズ１
５１の光軸に対する位置を基準とすると、他方のリニア
ラインセンサ１６２は受光レンズ１５２の光軸に対する
基準位置からＡ／Ｄ変換器の変換幅の１／２だけずらし
ている。なお、破線は受光レンズ１５２の光軸に対して
中央位置を一致させた状態であり、この状態から前記実
施例と同様にＡ／Ｄ変換ステップ寸法Ｐの１／２だけず
らしている。また、各リニアラインセンサ１６１，１６
２に対してそれぞれ距離演算回路１８１，１８２、Ａ／
Ｄ変換器１９１，１９２を接続し、更に処理回路２０を
接続している構成は前記第１実施例と同じである。
【００１３】したがって、被写体Ａからの反射光は２つ
の受光レンズ１５１，１５２によりそれぞれのリニアラ
インセンサ１６１，１６２にスポット光Ｓとして結像さ
れるが、他方のリニアラインセンサ１６２上のスポット
光Ｓの位置は受光レンズ１５２の光軸に対してリニアラ
インセンサ１６２の中央位置からＡ／Ｄ変換幅の１／２
だけずれた対称位置とされているため、第１実施例と同
様に各リニアラインセンサ１６１，１６２から出力され
るアナログ電流は相対的に１／２変換幅だけずれて出力
されることになる。これにより、各リニアラインセンサ
１６１，１６２の出力に基づいて距離演算回路１８１，
１８２で距離演算を行い、得られたアナログ距離情報を
それぞれＡ／Ｄ変換器１９１，１９２でＡ／Ｄ変換し、
処理回路で２０で加算すれば、前記実施例と同様にＡ／
Ｄ変換器１９１，１９２の各分解能の２倍の分解能のデ
ィジタル値を得ることができ、高精度の測距が実現でき
る。
の受光レンズ１５１，１５２によりそれぞれのリニアラ
インセンサ１６１，１６２にスポット光Ｓとして結像さ
れるが、他方のリニアラインセンサ１６２上のスポット
光Ｓの位置は受光レンズ１５２の光軸に対してリニアラ
インセンサ１６２の中央位置からＡ／Ｄ変換幅の１／２
だけずれた対称位置とされているため、第１実施例と同
様に各リニアラインセンサ１６１，１６２から出力され
るアナログ電流は相対的に１／２変換幅だけずれて出力
されることになる。これにより、各リニアラインセンサ
１６１，１６２の出力に基づいて距離演算回路１８１，
１８２で距離演算を行い、得られたアナログ距離情報を
それぞれＡ／Ｄ変換器１９１，１９２でＡ／Ｄ変換し、
処理回路で２０で加算すれば、前記実施例と同様にＡ／
Ｄ変換器１９１，１９２の各分解能の２倍の分解能のデ
ィジタル値を得ることができ、高精度の測距が実現でき
る。
【００１４】図６は本発明の第４実施例を示す図であ
り、図１と等価な部分には同一符号を付してある。この
実施例では、測距演算部１７の構成を簡略化しており、
測距演算部１７Ａを単一の距離演算回路１８０とＡ／Ｄ
変換器１９０と処理回路２０で構成するとともに、この
測距演算部１７Ａと前記各リニアラインセンサ１６１，
１６２の３つの電極ａ，ｂ，ｏとの間に、それぞれ切替
スイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｏを介挿し、各リニアラ
インセンサ１６１，１６２の出力をこれらの切替スイッ
チ２１ａ，２１ｂ，２１ｏにより選択して距離演算部１
７Ａに入力させるように構成したものである。前記切替
スイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｏは例えば半導体素子で
構成されるアナログスイッチが利用され、制御回路１１
からの信号に基づいて切替動作されるように構成され
る。なお、前記測距演算部１７Ａの距離演算回路１８
０，Ａ／Ｄ変換器１９０，処理回路２０は前記各実施例
と同様の機能を有しているが、前記処理回路２０は内部
に内蔵メモリを備えたものが使用され、距離演算した結
果を一時的に記憶することができるように構成すること
が要求される。
り、図１と等価な部分には同一符号を付してある。この
実施例では、測距演算部１７の構成を簡略化しており、
測距演算部１７Ａを単一の距離演算回路１８０とＡ／Ｄ
変換器１９０と処理回路２０で構成するとともに、この
測距演算部１７Ａと前記各リニアラインセンサ１６１，
１６２の３つの電極ａ，ｂ，ｏとの間に、それぞれ切替
スイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｏを介挿し、各リニアラ
インセンサ１６１，１６２の出力をこれらの切替スイッ
チ２１ａ，２１ｂ，２１ｏにより選択して距離演算部１
７Ａに入力させるように構成したものである。前記切替
スイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｏは例えば半導体素子で
構成されるアナログスイッチが利用され、制御回路１１
からの信号に基づいて切替動作されるように構成され
る。なお、前記測距演算部１７Ａの距離演算回路１８
０，Ａ／Ｄ変換器１９０，処理回路２０は前記各実施例
と同様の機能を有しているが、前記処理回路２０は内部
に内蔵メモリを備えたものが使用され、距離演算した結
果を一時的に記憶することができるように構成すること
が要求される。
【００１５】この構成によれば、受光レンズ１５により
被写体Ａからの反射光がリニアラインセンサ１６１，１
６２にスポット光Ｓとして結像され、各リニアラインセ
ンサ１６１，１６２の電極ａ，ｂ，ｏから電流が出力さ
れるが、切替スイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｏにより、
例えば最初はリニアラインセンサ１６１の出力が測距演
算部１７Ａの距離演算回路１８０に取り込まれ、更にＡ
／Ｄ変換器１９０及び処理回路２０においてディジタル
値が得られ、このディジタル値は処理回路２０の内蔵メ
モリに記憶される。次いで、制御回路１１により切替ス
イッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｏが切り替えられると、今
度はリニアラインセンサ１６２の出力が測距演算部１７
の距離演算回路１８０に取り込まれ、更にＡ／Ｄ変換器
１９０及び処理回路２０においてディジタル値が得られ
る。そして、処理回路２０では、先に得られて内蔵メモ
リに記憶されているディジタル値と、後に得られたディ
ジタル値を加算することにより、前記各実施例の場合と
同様に分解能が２倍の距離情報としてのディジタル値が
得られることになる。
被写体Ａからの反射光がリニアラインセンサ１６１，１
６２にスポット光Ｓとして結像され、各リニアラインセ
ンサ１６１，１６２の電極ａ，ｂ，ｏから電流が出力さ
れるが、切替スイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｏにより、
例えば最初はリニアラインセンサ１６１の出力が測距演
算部１７Ａの距離演算回路１８０に取り込まれ、更にＡ
／Ｄ変換器１９０及び処理回路２０においてディジタル
値が得られ、このディジタル値は処理回路２０の内蔵メ
モリに記憶される。次いで、制御回路１１により切替ス
イッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｏが切り替えられると、今
度はリニアラインセンサ１６２の出力が測距演算部１７
の距離演算回路１８０に取り込まれ、更にＡ／Ｄ変換器
１９０及び処理回路２０においてディジタル値が得られ
る。そして、処理回路２０では、先に得られて内蔵メモ
リに記憶されているディジタル値と、後に得られたディ
ジタル値を加算することにより、前記各実施例の場合と
同様に分解能が２倍の距離情報としてのディジタル値が
得られることになる。
【００１６】ここで、 この実施例では、切替スイッチ
２１ａ，２１ｂ，２１ｏを付設する必要があるが、測距
演算部１７Ａをそれぞれ１つの測距演算回路１８０，Ａ
／Ｄ変換器１９０，処理回路２０で構成でき、特にこれ
ら後者の回路は回路規模が比較的に大きく、かつ高価で
あるために、これらの回路を縮小することにより、装置
の小型化、低価格化を実現することができる利点があ
る。ここで、この実施例ではリニアラインセンサ１６
１，１６２が一体に構成された例を示しているが、図５
の実施例で示したようにリニアラインセンサ１６１，１
６２が別体に構成されたものでも同様に適用することが
できる。また、切替スイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｏは
機械的なスイッチで構成することも可能である。
２１ａ，２１ｂ，２１ｏを付設する必要があるが、測距
演算部１７Ａをそれぞれ１つの測距演算回路１８０，Ａ
／Ｄ変換器１９０，処理回路２０で構成でき、特にこれ
ら後者の回路は回路規模が比較的に大きく、かつ高価で
あるために、これらの回路を縮小することにより、装置
の小型化、低価格化を実現することができる利点があ
る。ここで、この実施例ではリニアラインセンサ１６
１，１６２が一体に構成された例を示しているが、図５
の実施例で示したようにリニアラインセンサ１６１，１
６２が別体に構成されたものでも同様に適用することが
できる。また、切替スイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｏは
機械的なスイッチで構成することも可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、対象物か
らの反射光を受光し、その受光位置に応じて距離演算を
行い、得られたアナログ距離情報を複数のＡ／Ｄ変換手
段においてそれぞれ異なる基準でディジタル値に変換
し、かつ得られたディジタル値を処理して複数倍の変換
段数のディジタル値を得る手段を備えているので、得ら
れるディジタル値はＡ／Ｄ変換手段の分解能の複数倍の
分解能で変換した場合と同程度の変換精度を得ることが
できる。これにより、高分解能のディジタル値変換手段
を用いなくとも高精度の測距が実現でき、かつその消費
電流を低減することが可能となる。また、本発明は、複
数個の受光位置検出手段を所定寸法だけずらして配置す
るとともに、各受光位置検出手段には同一の反射光が結
像するように構成し、更に各受光位置検出手段のそれぞ
れに距離演算手段、同一基準のＡ／Ｄ変換手段を設け、
各Ａ／Ｄ変換手段から得られたディジタル値を処理して
複数倍の変換段数のディジタル値を得ているので、同様
に得られるディジタル値はＡ／Ｄ変換手段の分解能の複
数倍の分解能で変換した場合と同程度の変換精度を得る
ことができる。更に、複数の受光位置検出手段にはそれ
ぞれ異なる受光系を通して相対的に異なる位置に反射光
を結像するように構成した場合も同様である。或いは、
複数の受光位置検出手段の出力を順序的に選択する手段
を設け、選択された検出出力から順序的に得られたディ
ジタル値を処理して複数倍の変換精度のディジタル値を
得るようにすることで、演算手段やＡ／Ｄ変換手段をそ
れぞれ１つの手段で構成でき、回路構成を簡略化するこ
とも可能となる。したがって、この測距装置をカメラに
用いた場合には、低価格でかつ低消費電流の電池寿命の
長いカメラを構成することができる。
らの反射光を受光し、その受光位置に応じて距離演算を
行い、得られたアナログ距離情報を複数のＡ／Ｄ変換手
段においてそれぞれ異なる基準でディジタル値に変換
し、かつ得られたディジタル値を処理して複数倍の変換
段数のディジタル値を得る手段を備えているので、得ら
れるディジタル値はＡ／Ｄ変換手段の分解能の複数倍の
分解能で変換した場合と同程度の変換精度を得ることが
できる。これにより、高分解能のディジタル値変換手段
を用いなくとも高精度の測距が実現でき、かつその消費
電流を低減することが可能となる。また、本発明は、複
数個の受光位置検出手段を所定寸法だけずらして配置す
るとともに、各受光位置検出手段には同一の反射光が結
像するように構成し、更に各受光位置検出手段のそれぞ
れに距離演算手段、同一基準のＡ／Ｄ変換手段を設け、
各Ａ／Ｄ変換手段から得られたディジタル値を処理して
複数倍の変換段数のディジタル値を得ているので、同様
に得られるディジタル値はＡ／Ｄ変換手段の分解能の複
数倍の分解能で変換した場合と同程度の変換精度を得る
ことができる。更に、複数の受光位置検出手段にはそれ
ぞれ異なる受光系を通して相対的に異なる位置に反射光
を結像するように構成した場合も同様である。或いは、
複数の受光位置検出手段の出力を順序的に選択する手段
を設け、選択された検出出力から順序的に得られたディ
ジタル値を処理して複数倍の変換精度のディジタル値を
得るようにすることで、演算手段やＡ／Ｄ変換手段をそ
れぞれ１つの手段で構成でき、回路構成を簡略化するこ
とも可能となる。したがって、この測距装置をカメラに
用いた場合には、低価格でかつ低消費電流の電池寿命の
長いカメラを構成することができる。
【図１】本発明の測距装置の一実施例のブロック構成図
である。
である。
【図２】リニアラインセンサをずらす長さを説明するた
めの拡大図と、各Ａ／Ｄ変換器の出力と、その合成出力
をそれぞれ示す図である。
めの拡大図と、各Ａ／Ｄ変換器の出力と、その合成出力
をそれぞれ示す図である。
【図３】リニアラインセンサのずらし長さを説明するた
めの模式図である。
めの模式図である。
【図４】本発明の第２実施例の要部のブロック構成図で
ある。
ある。
【図５】本発明の第３実施例のブロック構成図である。
【図６】本発明の第４実施例のブロック構成図である。
【図７】従来の測距装置の一例を示すブロック構成図で
ある。
ある。
【図８】リニアラインセンサとその出力電流特性を示す
図である。
図である。
【図９】アナログ距離情報とディジタル距離情報の関係
を示す図である。
を示す図である。
１１ 制御回路 １２ 赤外光駆動部 １３ 発光ダイオード １４ 投光レンズ １５ 受光レンズ １６ 位置検出器（１６１〜１６３ リニアラインセン
サ） １７，１７Ａ 測距演算部 １８０〜１８３ 距離演算回路 １９０〜１９４ Ａ／Ｄ変換器 ２０ 処理回路
サ） １７，１７Ａ 測距演算部 １８０〜１８３ 距離演算回路 １９０〜１９４ Ａ／Ｄ変換器 ２０ 処理回路
Claims (4)
- 【請求項１】 対象物に投射する光を発光する手段と、
前記対象物からの反射光を受光し、その受光位置を検出
する受光位置検出手段と、検出された受光位置に基づい
て対象物までの距離をアナログ演算する演算手段と、演
算されたアナログ値をそれぞれ異なる基準でディジタル
値に変換する複数のアナログ−ディジタル変換手段（以
下、Ａ／Ｄ変換手段と称する）と、変換されたこれらの
ディジタル値を処理して複数倍の変換精度のディジタル
値を得る手段とを備えることを特徴とする測距装置。 - 【請求項２】 対象物に投射する光を発光する手段と、
前記対象物からの反射光を受光し、その受光位置を検出
する複数の受光位置検出手段と、検出された各受光位置
に基づいて対象物までの距離をアナログ演算する複数の
演算手段と、演算された各アナログ値を同一基準でディ
ジタル値に変換する複数のＡ／Ｄ変換手段と、前記各Ａ
／Ｄ変換手段の出力を合成して測距値を得る処理手段を
備え、前記各受光位置検出手段を所定寸法だけずらして
配置するとともに、各受光位置検出手段には同一の反射
光が結像するように構成したことを特徴とする測距装
置。 - 【請求項３】 対象物に投射する光を発光する手段と、
前記対象物からの反射光を受光し、その受光位置を検出
する複数の受光位置検出手段と、検出された受光位置に
基づいて対象物までの距離をアナログ演算する複数の演
算手段と、演算されたアナログ値を同一基準でディジタ
ル値に変換する複数のＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変
換手段の出力を合成して測距値を得る処理手段とを備
え、前記受光位置検出手段にはそれぞれ異なる受光系を
通して相対的に異なる位置に反射光を結像するように構
成したことを特徴とする測距装置。 - 【請求項４】 対象物に投射する光を発光する手段と、
前記対象物からの反射光を受光し、その受光位置を検出
する複数の受光位置検出手段と、複数の受光位置検出手
段の検出出力を順序的に選択する選択手段と、選択され
た受光位置に基づいて対象物までの距離をアナログ演算
する演算手段と、演算されたアナログ値をディジタル値
に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記選択手段の選択動作
に基づいて順序的に得られる前記Ａ／Ｄ変換手段の複数
の出力を合成して測距値を得る処理手段を備え、前記各
受光位置検出手段を所定寸法だけずらして配置するとと
もに、各受光位置検出手段には光学的に等価な反射光が
結像するように構成したことを特徴とする測距装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29006693A JP3406656B2 (ja) | 1992-12-19 | 1993-10-26 | 測距装置 |
| US08/169,200 US5512997A (en) | 1992-12-19 | 1993-12-20 | Distance measuring device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-356025 | 1992-12-19 | ||
| JP35602592 | 1992-12-19 | ||
| JP29006693A JP3406656B2 (ja) | 1992-12-19 | 1993-10-26 | 測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06235634A true JPH06235634A (ja) | 1994-08-23 |
| JP3406656B2 JP3406656B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=26557867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29006693A Expired - Fee Related JP3406656B2 (ja) | 1992-12-19 | 1993-10-26 | 測距装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5512997A (ja) |
| JP (1) | JP3406656B2 (ja) |
Cited By (1)
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| US5870178A (en) * | 1996-02-20 | 1999-02-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Distance measuring apparatus |
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| KR102496245B1 (ko) | 2015-01-30 | 2023-02-06 | 트리나미엑스 게엠베하 | 하나 이상의 물체의 광학적 검출을 위한 검출기 |
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