JPH0380282B2 - - Google Patents
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- JPH0380282B2 JPH0380282B2 JP56197592A JP19759281A JPH0380282B2 JP H0380282 B2 JPH0380282 B2 JP H0380282B2 JP 56197592 A JP56197592 A JP 56197592A JP 19759281 A JP19759281 A JP 19759281A JP H0380282 B2 JPH0380282 B2 JP H0380282B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- diffraction
- subject
- radiation
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は写真カメラ等に使用して被写体距離を
決定する自動測距装置、特に主として関心のある
被写体から放出されもしくは反射された回折放射
を使用して被写体距離を正確に決定する自動測距
装置に関する。
決定する自動測距装置、特に主として関心のある
被写体から放出されもしくは反射された回折放射
を使用して被写体距離を正確に決定する自動測距
装置に関する。
(従来の技術)
カメラの測距装置として、目標の被写体から放
出される、または反射される可視または赤外周波
数の放射光線を1個または複数の放射応答センサ
上に焦点整合させ、1個のセンサ上の結像の相対
的位置、または複数個のセンサ上の結像の位置的
一致に基づいて被写体距離を検出する方式が公知
である。何れの場合も、被写体からの放射光線は
レンズ等により収斂されて直接もしくはミラー等
により偏向されて応答センサに投射され、その投
射角度もしくは投射位置が被写体距離の変化にと
もなつて変化することを利用している。
出される、または反射される可視または赤外周波
数の放射光線を1個または複数の放射応答センサ
上に焦点整合させ、1個のセンサ上の結像の相対
的位置、または複数個のセンサ上の結像の位置的
一致に基づいて被写体距離を検出する方式が公知
である。何れの場合も、被写体からの放射光線は
レンズ等により収斂されて直接もしくはミラー等
により偏向されて応答センサに投射され、その投
射角度もしくは投射位置が被写体距離の変化にと
もなつて変化することを利用している。
(発明が解決せんとする問題点)
しかしながらカメラの測距装置は、カメラとい
う限定された小さいスペースに設置せねばならね
ため、応答センサの物理的サイズが小さく(例え
ば一辺5mm)、被写体からの放射光線のエネルギ
も小さく、さらに被写体距離の変化による被写体
からの放射光線のセンサ上への投射角度または投
射位置の変化を極めて僅かであり、一方大幅に変
化する全ての被写体距離において被写体からの放
射光線をセンサ上に収斂焦点整合させることは不
可能であるのでセンサ上に結像される被写体から
の放射光線像の幅をある程度以上狭くすることが
できず、従来の測距装置は、測定精度、分解能の
向上に限界があり、その限界以上に測定精度を高
くして高分解能の測定結果を得ることは困難であ
つた。
う限定された小さいスペースに設置せねばならね
ため、応答センサの物理的サイズが小さく(例え
ば一辺5mm)、被写体からの放射光線のエネルギ
も小さく、さらに被写体距離の変化による被写体
からの放射光線のセンサ上への投射角度または投
射位置の変化を極めて僅かであり、一方大幅に変
化する全ての被写体距離において被写体からの放
射光線をセンサ上に収斂焦点整合させることは不
可能であるのでセンサ上に結像される被写体から
の放射光線像の幅をある程度以上狭くすることが
できず、従来の測距装置は、測定精度、分解能の
向上に限界があり、その限界以上に測定精度を高
くして高分解能の測定結果を得ることは困難であ
つた。
従つて、本発明は、普通写真カメラもしくは映
画カメラに使用して、測定精度が高く、高分解能
で被写体距離を測定することのできる自動測距装
置を提供することを目的とするものである。
画カメラに使用して、測定精度が高く、高分解能
で被写体距離を測定することのできる自動測距装
置を提供することを目的とするものである。
(問題点を解決するための手段)
上記目的を達成するため本発明のカメラ用測距
装置は、被写体からの放射もしくは反射光線を受
光してスペクトル線に回折するための回折装置
と、該スペクトル線の中の所定の一本を受光して
結像する放射受光面をもつた光応答素子を設け、
該光応答素子をn個のセグメントをもつて構成し
て、各セグメントはその上に前記スペクトル線が
結像された場合それに応答して1つの出力信号を
発生するようにする。被写体距離が変化する被写
体からの光線が該回折装置に入射する角度が変化
して前記スペクトル線の位置が変化して、前記光
応答素子の異なるセグメント上に前記スペクトル
線が結像することになる。従つて、前記n個のセ
グメントの何れから前記出力信号が発生するかに
よつて、被写体距離を検出することができる。前
記回折装置としては、伝達型回折格子、レプリカ
もしくは音響/光学回折セル等が用いられる。
装置は、被写体からの放射もしくは反射光線を受
光してスペクトル線に回折するための回折装置
と、該スペクトル線の中の所定の一本を受光して
結像する放射受光面をもつた光応答素子を設け、
該光応答素子をn個のセグメントをもつて構成し
て、各セグメントはその上に前記スペクトル線が
結像された場合それに応答して1つの出力信号を
発生するようにする。被写体距離が変化する被写
体からの光線が該回折装置に入射する角度が変化
して前記スペクトル線の位置が変化して、前記光
応答素子の異なるセグメント上に前記スペクトル
線が結像することになる。従つて、前記n個のセ
グメントの何れから前記出力信号が発生するかに
よつて、被写体距離を検出することができる。前
記回折装置としては、伝達型回折格子、レプリカ
もしくは音響/光学回折セル等が用いられる。
(作用)
従来装置においては、被写体からの放射光線を
収斂レンズで収斂して光応答センサ上に焦点合わ
せするようにしているが、大幅に変化する全ての
被写体距離に於いて被写体からの放射光線を光応
答センサ上に焦点合わせすることは不可能である
ので、光応答センサ上に焦点合わせされた被写体
からの放射光線像の幅は比較的大きく、被写体距
離測定の精度を高めることが困難であつた。これ
に対して、本発明の測距装置は前述の如く構成さ
れているので、被写体からの放射光線は回折装置
により複数のスペクトル線に分解され、そのうち
の1つのスペクトル線が光応答素子のセグメント
上に結像される。光応答素子のセグメント上に結
像されるスペクトル線は、回折格子等の回折装置
の格子間隔を適当に選択することにより比較的明
るくかつ充分に狭くすることができ、またセグメ
ント上の結像の相対位置は放射光線の回折装置に
入射する角度の関数として変化するので、放射光
線の分解能を高め、被写体距離の測定精度を高め
ることができる。
収斂レンズで収斂して光応答センサ上に焦点合わ
せするようにしているが、大幅に変化する全ての
被写体距離に於いて被写体からの放射光線を光応
答センサ上に焦点合わせすることは不可能である
ので、光応答センサ上に焦点合わせされた被写体
からの放射光線像の幅は比較的大きく、被写体距
離測定の精度を高めることが困難であつた。これ
に対して、本発明の測距装置は前述の如く構成さ
れているので、被写体からの放射光線は回折装置
により複数のスペクトル線に分解され、そのうち
の1つのスペクトル線が光応答素子のセグメント
上に結像される。光応答素子のセグメント上に結
像されるスペクトル線は、回折格子等の回折装置
の格子間隔を適当に選択することにより比較的明
るくかつ充分に狭くすることができ、またセグメ
ント上の結像の相対位置は放射光線の回折装置に
入射する角度の関数として変化するので、放射光
線の分解能を高め、被写体距離の測定精度を高め
ることができる。
(実施例)
映画カメラや普通写真のカメラに使用する、本
発明に従つた自動測距装置を、第1図〜第3図に
示す。第1図は測距構成を示し、第2図〜第3図
は被写体距離決定を行う測距センサ特性および回
路を示している。第1図に示すように、測距セン
サ10はカメラのフアインダ12から選定された
距離Dのところでカメラ本体(図示せず)に固定
されており、望ましくはその光軸がフアインダ1
2の光軸と実質的に平行となつている。フアイン
ダ12はカメラの操作者が従来の方法で使用して
カメラを被写界方向へ向け、主として関心のある
被写体SUBを視野における指示された領域内で
構図決めする。カメラをこのように向けると、被
写体SUBからの光エネルギが受光されて、被写
体距離およびフアインダ12と測距センサ10と
の間の寸法Dの関数である入射角で測距センサ1
0に入射する。第1図において実線および破線で
示した光線から明らかなように、被写体SUBの
放射は第1の角度αで測距センサ10に入射し、
被写体SUBよりも遠い距離に位置する第2の被
写体SUB′からの放射は角度αよりも大きな角度
α′で測距センサ10に入射し、被写体SUBより
も近い距離に位置する第3の被写体SUB″からの
放射は角度αよりも小さな第3の角度α″で測距
センサ10に入射する。
発明に従つた自動測距装置を、第1図〜第3図に
示す。第1図は測距構成を示し、第2図〜第3図
は被写体距離決定を行う測距センサ特性および回
路を示している。第1図に示すように、測距セン
サ10はカメラのフアインダ12から選定された
距離Dのところでカメラ本体(図示せず)に固定
されており、望ましくはその光軸がフアインダ1
2の光軸と実質的に平行となつている。フアイン
ダ12はカメラの操作者が従来の方法で使用して
カメラを被写界方向へ向け、主として関心のある
被写体SUBを視野における指示された領域内で
構図決めする。カメラをこのように向けると、被
写体SUBからの光エネルギが受光されて、被写
体距離およびフアインダ12と測距センサ10と
の間の寸法Dの関数である入射角で測距センサ1
0に入射する。第1図において実線および破線で
示した光線から明らかなように、被写体SUBの
放射は第1の角度αで測距センサ10に入射し、
被写体SUBよりも遠い距離に位置する第2の被
写体SUB′からの放射は角度αよりも大きな角度
α′で測距センサ10に入射し、被写体SUBより
も近い距離に位置する第3の被写体SUB″からの
放射は角度αよりも小さな第3の角度α″で測距
センサ10に入射する。
距離決定を行うのに使用する被写体からの光エ
ネルギが、例えば暖い物体からの赤外放射のよう
に被写体から放出されるエネルギにあつてもよ
く、また、例えばカメラ本体上に載置され視野を
照光することができるようになつている放射源1
4から与えられる放射の結果として被写体から反
射されるエネルギというような反射エネルギであ
つてもよいという点で、本装置は受動的であつて
もよく、能動的であつてもよい。
ネルギが、例えば暖い物体からの赤外放射のよう
に被写体から放出されるエネルギにあつてもよ
く、また、例えばカメラ本体上に載置され視野を
照光することができるようになつている放射源1
4から与えられる放射の結果として被写体から反
射されるエネルギというような反射エネルギであ
つてもよいという点で、本装置は受動的であつて
もよく、能動的であつてもよい。
測距センサ10は、主として関心のある被写体
から放出され(受動システム)、もしくは反射さ
れる(能動システム)放射の一部を集めこの集め
たエネルギを伝達型回折格子18もしくは同様の
装置(後で詳述する)へ指向させるレンズ16
(図の破線)を有し、回折格子は集められた放射
エネルギを回折させて中央スペクトル(0次スペ
クトル)および少くとも2つの1次スペクトル線
(+1および−1次スペクトル線)を含む狭いス
ペクトル線にする。それについては、例えば
Hecht、EおよびZajac、Aによるテキスト『光
学』、第354頁〜第358頁(Addison−Wesley出版
社、1974年)に記載されている。回折された光エ
ネルギは次に波器20に入り回折されたエネル
ギの選定された周波数範囲、例えば赤外範囲、を
占有する部分のみがこのフイルタを通過する。第
2A図に詳しく示すように、回折装置18は線織
ガラス板の形状、より望ましくは格子間隔dで繰
り返される溝を備えた透明プラスチックレプリカ
の形状とすることが出来る。あるいはまた、回折
装置18は格子間隔dで繰返される写真的に形成
されたスリツトを有する格子の形状であつてもよ
い。溝あるいはスリツトの密度は入射放射を中央
すなわち0次スペクトル線および比較的狭くて明
るい2つの1次スペクトル線(n=+1およびn
=−1)に回折するのに充分なように選定され
る。実施例の溝あるいはスリツトの密度はおよそ
103本/cmである。当業者において知られている
ように、どのスペクトル線の射出角も入射する放
射の入射角αに依存しその関数となつている。第
2A図において、n=−1スペクトル線の両側に
破線光線で示すように、放射の入射角αが変動す
ると選定されたスペクトル線の射出角もそれに対
応して変動する。
から放出され(受動システム)、もしくは反射さ
れる(能動システム)放射の一部を集めこの集め
たエネルギを伝達型回折格子18もしくは同様の
装置(後で詳述する)へ指向させるレンズ16
(図の破線)を有し、回折格子は集められた放射
エネルギを回折させて中央スペクトル(0次スペ
クトル)および少くとも2つの1次スペクトル線
(+1および−1次スペクトル線)を含む狭いス
ペクトル線にする。それについては、例えば
Hecht、EおよびZajac、Aによるテキスト『光
学』、第354頁〜第358頁(Addison−Wesley出版
社、1974年)に記載されている。回折された光エ
ネルギは次に波器20に入り回折されたエネル
ギの選定された周波数範囲、例えば赤外範囲、を
占有する部分のみがこのフイルタを通過する。第
2A図に詳しく示すように、回折装置18は線織
ガラス板の形状、より望ましくは格子間隔dで繰
り返される溝を備えた透明プラスチックレプリカ
の形状とすることが出来る。あるいはまた、回折
装置18は格子間隔dで繰返される写真的に形成
されたスリツトを有する格子の形状であつてもよ
い。溝あるいはスリツトの密度は入射放射を中央
すなわち0次スペクトル線および比較的狭くて明
るい2つの1次スペクトル線(n=+1およびn
=−1)に回折するのに充分なように選定され
る。実施例の溝あるいはスリツトの密度はおよそ
103本/cmである。当業者において知られている
ように、どのスペクトル線の射出角も入射する放
射の入射角αに依存しその関数となつている。第
2A図において、n=−1スペクトル線の両側に
破線光線で示すように、放射の入射角αが変動す
ると選定されたスペクトル線の射出角もそれに対
応して変動する。
光応答アレイ22が波器20の後に配置され
ており、選定された一つのスペクトル線により照
光されるようにその長さおよび位置が調整され
て、光応答アレイ22上に結像されたスペクトル
は従来技術で知られているように狭くて明るい線
を形成する。前記したことから判るように光アレ
イ22上にこのように結像されたスペクトル線の
位置は主として関心のある被写体からの放射の入
射角の関数であり、従つてその入射角αは第1図
に示す被写体距離の関数である。第2A図および
第2B図において、1次スペクトル線n=−1は
距離決定に使用するように選定されている。第2
B図に示すように選定されたn=−1スペクトル
線の像は中間距離の被写体に対しては中間位置P
を占有し、それよりも遠い距離の被写体に対して
はより左側の位置P′、それよりも近い距離の被写
体に対してはより右側の位置P″を占有する。本
装置において、回折格子18の光学的特性と光応
答アレイ22に対するその位置および間隔は、選
定されたスペクトル線が望ましい程度に狭くて距
離決定に高分解能を与えるように構成されてい
る。
ており、選定された一つのスペクトル線により照
光されるようにその長さおよび位置が調整され
て、光応答アレイ22上に結像されたスペクトル
は従来技術で知られているように狭くて明るい線
を形成する。前記したことから判るように光アレ
イ22上にこのように結像されたスペクトル線の
位置は主として関心のある被写体からの放射の入
射角の関数であり、従つてその入射角αは第1図
に示す被写体距離の関数である。第2A図および
第2B図において、1次スペクトル線n=−1は
距離決定に使用するように選定されている。第2
B図に示すように選定されたn=−1スペクトル
線の像は中間距離の被写体に対しては中間位置P
を占有し、それよりも遠い距離の被写体に対して
はより左側の位置P′、それよりも近い距離の被写
体に対してはより右側の位置P″を占有する。本
装置において、回折格子18の光学的特性と光応
答アレイ22に対するその位置および間隔は、選
定されたスペクトル線が望ましい程度に狭くて距
離決定に高分解能を与えるように構成されてい
る。
第2C図に示すように、光応答アレイ22は放
射受光面24を有し、該受光面は垂直に整列され
た多数の放射受光セグメントS0,S1,…So-1、に
分割されており、各セグメントSの放射応答出力
は個々に取り出すことが出来る。説明の都合上n
を256に選定して放射受光セグメントS0〜S255を
設ける。所望する測距分解能に応じてこれ以上も
しくはこれ以下のSを使用することが出来る。光
応答アレイ22は平面上にn個の独立した感知セ
グメントSを載置して製作するか、あるいは望ま
しくは光アレイ22を集積回路素子として製作
し、製作中に従来のマイクロ電子製作技術に従つ
て個々に形成されたセグメントSを単位基板上に
蒸着もしくは他の方法で形成することが出来る。
光応答アレイ22は入射する赤外放射の関数もし
くはそれに応答する出力を供給するタイプであ
る。出力は、セグメントSが入射する赤外放射に
応答して電圧を出力する光電池であつてよいし、
あるいはまたセグメントSが入射する赤外放射の
変化に応答してその導電率を変えるような光導性
であつてもよい。後者の場合、放射応答光導電率
を基準電力源と共に使用して電圧応答出力信号を
供給する。商業的に入手可能で本発明に使用する
のに適した光応答センサは、カリフオルニア州マ
ウンテンビユーのレチコン社製“レチコン”であ
る。
射受光面24を有し、該受光面は垂直に整列され
た多数の放射受光セグメントS0,S1,…So-1、に
分割されており、各セグメントSの放射応答出力
は個々に取り出すことが出来る。説明の都合上n
を256に選定して放射受光セグメントS0〜S255を
設ける。所望する測距分解能に応じてこれ以上も
しくはこれ以下のSを使用することが出来る。光
応答アレイ22は平面上にn個の独立した感知セ
グメントSを載置して製作するか、あるいは望ま
しくは光アレイ22を集積回路素子として製作
し、製作中に従来のマイクロ電子製作技術に従つ
て個々に形成されたセグメントSを単位基板上に
蒸着もしくは他の方法で形成することが出来る。
光応答アレイ22は入射する赤外放射の関数もし
くはそれに応答する出力を供給するタイプであ
る。出力は、セグメントSが入射する赤外放射に
応答して電圧を出力する光電池であつてよいし、
あるいはまたセグメントSが入射する赤外放射の
変化に応答してその導電率を変えるような光導性
であつてもよい。後者の場合、放射応答光導電率
を基準電力源と共に使用して電圧応答出力信号を
供給する。商業的に入手可能で本発明に使用する
のに適した光応答センサは、カリフオルニア州マ
ウンテンビユーのレチコン社製“レチコン”であ
る。
機能ブロツク図の形状で第3図に示した被写体
距離計算回路は、光応答アレイ22を含み、その
個々の光応答セグメントS0−So-1からの出力はシ
ユミツトトリガアレイ26の並列入力に接続され
ている。シユミツトトリガアレイ26の出力は選
択的に作動されるゲートアレイ28を介してシフ
トレジスタ30の並列ロード入力に接続されてい
る。クロツク34、カウンタ36およびデコーダ
38を含むタイミングおよび制御回路32はタイ
ミングおよび制御信号を供給してゲートアレイ2
8を作動可能としシフトレジスタ30を増分す
る。クロツク34は繰返パルス出力をカウンタ3
6に供給し、カウンタ36は各クロツクパルスに
対して1カウント増分を行う。カウンタ36は、
重大カウントに達した時にクリアしてリサイクル
するように構成されている。カウンタ36の並列
出力はデコーダ38の入力に接続されており、デ
コーダ38はカウンタ36のサイクリツク動作に
応答して繰返し周期的ベースでタイミングおよび
制御信号を供給する。シフトレジスタ30の直列
出力はアドレスカウンタ40の作動可能/非作動
入力に接続されており、カウンタ40の入力は
NAND回路42を介してクロツク34の出力に
接続されている。カウンタ40の並列出力はアド
レスレジスタ44に接続されており、アドレスレ
ジスタ44はメモリ46に接続されていてそれを
アドレスするようになつている。メモリ46は
ROMもしくはPROMの形状であつてよい。後記
するように、メモリ46は被写体距離情報を含む
個々のメモリ位置を有するテーブル索引として機
能する。
距離計算回路は、光応答アレイ22を含み、その
個々の光応答セグメントS0−So-1からの出力はシ
ユミツトトリガアレイ26の並列入力に接続され
ている。シユミツトトリガアレイ26の出力は選
択的に作動されるゲートアレイ28を介してシフ
トレジスタ30の並列ロード入力に接続されてい
る。クロツク34、カウンタ36およびデコーダ
38を含むタイミングおよび制御回路32はタイ
ミングおよび制御信号を供給してゲートアレイ2
8を作動可能としシフトレジスタ30を増分す
る。クロツク34は繰返パルス出力をカウンタ3
6に供給し、カウンタ36は各クロツクパルスに
対して1カウント増分を行う。カウンタ36は、
重大カウントに達した時にクリアしてリサイクル
するように構成されている。カウンタ36の並列
出力はデコーダ38の入力に接続されており、デ
コーダ38はカウンタ36のサイクリツク動作に
応答して繰返し周期的ベースでタイミングおよび
制御信号を供給する。シフトレジスタ30の直列
出力はアドレスカウンタ40の作動可能/非作動
入力に接続されており、カウンタ40の入力は
NAND回路42を介してクロツク34の出力に
接続されている。カウンタ40の並列出力はアド
レスレジスタ44に接続されており、アドレスレ
ジスタ44はメモリ46に接続されていてそれを
アドレスするようになつている。メモリ46は
ROMもしくはPROMの形状であつてよい。後記
するように、メモリ46は被写体距離情報を含む
個々のメモリ位置を有するテーブル索引として機
能する。
動作に際して、カメラ操作者はカメラを被写界
へ向けて主として関心のある被写体をフアインダ
12内の指定領域内へ構図決めする。主として関
心のある被写体から放出されもしくは反射された
放射は、被写体距離の関数である入射角αで測距
センサ10へ入る。この放射は回析装置18内で
回折され、光応答アレイ22に対する回折装置1
8の特性、間隔および位置は選定された一本のス
ペクトル線例えばn=−1線が光応答アレイ22
の放射受光面24上に入射するように構成されて
いる。第2A図および第2B図に関して記載した
ように、スペクトル線が光応答アレイ22上に入
射する位置はカメラから被写体までの距離の関数
である。第3図に示す光応答アレイ22の場合に
は、(交差ハツチされた)位置P′におけるスペク
トル線は比較的カメラに近い被写体を表わし、位
置P″におけるスペクトル線は大きい距離におけ
る被写体を表わし、位置Pにおけるスペクトル線
は中間距離における被写体を表わす。格子18の
特性は結像されたスペクトル線の幅が個々の光応
答セグメントSoの幅よりも実質的に狭くなるよう
に選定されている。
へ向けて主として関心のある被写体をフアインダ
12内の指定領域内へ構図決めする。主として関
心のある被写体から放出されもしくは反射された
放射は、被写体距離の関数である入射角αで測距
センサ10へ入る。この放射は回析装置18内で
回折され、光応答アレイ22に対する回折装置1
8の特性、間隔および位置は選定された一本のス
ペクトル線例えばn=−1線が光応答アレイ22
の放射受光面24上に入射するように構成されて
いる。第2A図および第2B図に関して記載した
ように、スペクトル線が光応答アレイ22上に入
射する位置はカメラから被写体までの距離の関数
である。第3図に示す光応答アレイ22の場合に
は、(交差ハツチされた)位置P′におけるスペク
トル線は比較的カメラに近い被写体を表わし、位
置P″におけるスペクトル線は大きい距離におけ
る被写体を表わし、位置Pにおけるスペクトル線
は中間距離における被写体を表わす。格子18の
特性は結像されたスペクトル線の幅が個々の光応
答セグメントSoの幅よりも実質的に狭くなるよう
に選定されている。
適正な信号を作動可能化線48に加えることに
より、第3図の回路を作動可能とすると、タイミ
ングおよび制御カウンタ36が作動可能とされて
そのサイクルを開始する。カウンタ36がクロツ
ク34パルスに応答してサイクリツクにカウント
を行うと、デコーダ38は選択的にタイミングの
とられたゲートおよび制御信号を供給するように
作動する。デコーダ38からの信号に応答し、ゲ
ートアレイ28が作動可能とされて、光応答アレ
イ22の作動状態をシフトレジスタ30の並列ロ
ード入力へ通過させ、このレジスタはデコーダ3
8から加えられるロード信号により同時に作動可
能とされる。シユミツトトリガアレイ26は従来
の方法で作動して、その一つの入力がしきい値限
界を越える時に所定の大きさの出力信号を供給
し、こうして背景放射による誤トリガを防止する
波器として機能する。このゲートおよびロード
シーケンスの終了後に、シフトレジスト30の内
容は、この好適実施例の場合には256ビツト位置
を有する2進語であり、そのビツト位置のうちの
1つは2進“1”である。この2進“1”のビツ
ト位置は光応答アレイ22上に結像されたスペク
トル線の位置に対応しておりまた被写体距離にも
対応している。光応答アレイ22上のスペクトル
線の位置を示す2進語がシフトレジスタ30にロ
ードされた後、NAND回路42が作動可能とさ
れ、クロツク34からのクロツクパルスをシフト
レジスタ30のシフト入力へゲートして、シフト
レジスタ30の内容を逐次シフトしてその直列出
力線50を介してカウンタ40の禁止入力へ送
る。シフトレジスタ30の内容のシフトと実質的
に同時に、クロツク34のパルスも作動可能とさ
れたゲート42を介してカウンタ40のカウント
入力へ供給される。従つて各クロツクパルスに対
してシフトレジスタ30の内容は1ビツト位置だ
けシフトされ、カウンタ40は1カウント増分す
る。このシフト/カウンタ増分サイクルは、光応
答アレイ22上のスペクトル線位置に対応する2
進“1”ビツトがシフトアウトされてカウンタ4
0の禁止入力に与えられると停止する。その時カ
ウンタ40は光感知アレイ22上に結像されたス
ペクトル線の相対位置および被写体距離の関数で
ある内容を含んでいる。カウンタ40の並列出力
はアドレスレジスタ44へ供給され、アドレスレ
ジスタ44はメモリ46内の複数個のメモリ位置
の中の選定された一つの位置をアドレスする。こ
のようにアクセスされるメモリ位置は実験的に決
定される被写体距離情報を含み、次にそれがアク
セスされると距離表示を与える。メモリ46の記
憶内容は、カメラおよび測距センサ10の物理
的、幾何学的および光学的寸法もしくは特性に基
いて実験的に決定することが出来る。第3図の位
置P″,PおよびP′に示すスペクトル線の場合に
は、メモリ46内のアドレスされた位置は位置
P′におけるスペクトル線に対して最低下位であ
り、位置P″におけるスペクトル線に対して最上
位であり、位置Pにおけるスペクトル線に対して
その中間である。第2B図に関して前記したよう
に、これらのスペクトル線位置は異なる被写体距
離に対応しているため、個々のメモリ位置の内容
を容易に正確に決定することが出来る。
より、第3図の回路を作動可能とすると、タイミ
ングおよび制御カウンタ36が作動可能とされて
そのサイクルを開始する。カウンタ36がクロツ
ク34パルスに応答してサイクリツクにカウント
を行うと、デコーダ38は選択的にタイミングの
とられたゲートおよび制御信号を供給するように
作動する。デコーダ38からの信号に応答し、ゲ
ートアレイ28が作動可能とされて、光応答アレ
イ22の作動状態をシフトレジスタ30の並列ロ
ード入力へ通過させ、このレジスタはデコーダ3
8から加えられるロード信号により同時に作動可
能とされる。シユミツトトリガアレイ26は従来
の方法で作動して、その一つの入力がしきい値限
界を越える時に所定の大きさの出力信号を供給
し、こうして背景放射による誤トリガを防止する
波器として機能する。このゲートおよびロード
シーケンスの終了後に、シフトレジスト30の内
容は、この好適実施例の場合には256ビツト位置
を有する2進語であり、そのビツト位置のうちの
1つは2進“1”である。この2進“1”のビツ
ト位置は光応答アレイ22上に結像されたスペク
トル線の位置に対応しておりまた被写体距離にも
対応している。光応答アレイ22上のスペクトル
線の位置を示す2進語がシフトレジスタ30にロ
ードされた後、NAND回路42が作動可能とさ
れ、クロツク34からのクロツクパルスをシフト
レジスタ30のシフト入力へゲートして、シフト
レジスタ30の内容を逐次シフトしてその直列出
力線50を介してカウンタ40の禁止入力へ送
る。シフトレジスタ30の内容のシフトと実質的
に同時に、クロツク34のパルスも作動可能とさ
れたゲート42を介してカウンタ40のカウント
入力へ供給される。従つて各クロツクパルスに対
してシフトレジスタ30の内容は1ビツト位置だ
けシフトされ、カウンタ40は1カウント増分す
る。このシフト/カウンタ増分サイクルは、光応
答アレイ22上のスペクトル線位置に対応する2
進“1”ビツトがシフトアウトされてカウンタ4
0の禁止入力に与えられると停止する。その時カ
ウンタ40は光感知アレイ22上に結像されたス
ペクトル線の相対位置および被写体距離の関数で
ある内容を含んでいる。カウンタ40の並列出力
はアドレスレジスタ44へ供給され、アドレスレ
ジスタ44はメモリ46内の複数個のメモリ位置
の中の選定された一つの位置をアドレスする。こ
のようにアクセスされるメモリ位置は実験的に決
定される被写体距離情報を含み、次にそれがアク
セスされると距離表示を与える。メモリ46の記
憶内容は、カメラおよび測距センサ10の物理
的、幾何学的および光学的寸法もしくは特性に基
いて実験的に決定することが出来る。第3図の位
置P″,PおよびP′に示すスペクトル線の場合に
は、メモリ46内のアドレスされた位置は位置
P′におけるスペクトル線に対して最低下位であ
り、位置P″におけるスペクトル線に対して最上
位であり、位置Pにおけるスペクトル線に対して
その中間である。第2B図に関して前記したよう
に、これらのスペクトル線位置は異なる被写体距
離に対応しているため、個々のメモリ位置の内容
を容易に正確に決定することが出来る。
前記実施例においては、主として関心のある被
写体からの放射を回折させるのに従来の伝達型回
折格子もしくはレプリカが使用されている。それ
には第4図に示す音響/光学回折セル52を含む
他のタイプの回折装置を使用することも出来る。
このセル52は励起源56からの励起エネルギを
受けとるトランスジユーサ54を含む。セル52
は2枚の透明板60,62間に制約された波エネ
ルギ伝播媒体58を含んでいる。トランスジユー
サ54は励起源に応動して媒体内へ繰返波頭を確
立する。このいわゆる媒体上へ入射する光は従来
の回折格子と同様にOおよびn次スペクトル線を
含むように回折される。音響/光学セル52に関
する詳細は、米国音響協会のジヤーナル(1949年
3月号、第21巻、第101〜108頁)で発表されたジ
ー・ダブリユ・ウイラードの「ベル電話システム
論文B−1654」を参照されたい。
写体からの放射を回折させるのに従来の伝達型回
折格子もしくはレプリカが使用されている。それ
には第4図に示す音響/光学回折セル52を含む
他のタイプの回折装置を使用することも出来る。
このセル52は励起源56からの励起エネルギを
受けとるトランスジユーサ54を含む。セル52
は2枚の透明板60,62間に制約された波エネ
ルギ伝播媒体58を含んでいる。トランスジユー
サ54は励起源に応動して媒体内へ繰返波頭を確
立する。このいわゆる媒体上へ入射する光は従来
の回折格子と同様にOおよびn次スペクトル線を
含むように回折される。音響/光学セル52に関
する詳細は、米国音響協会のジヤーナル(1949年
3月号、第21巻、第101〜108頁)で発表されたジ
ー・ダブリユ・ウイラードの「ベル電話システム
論文B−1654」を参照されたい。
前記自動測距装置をカメラに搭載された(赤外
線発光ダイオード等の)放射源と一緒に使用する
と、本装置の操作は放射源出力を変調もしくはコ
ード化し、光応答アレイ22の出力を処理して背
景放射から反射された距離信号を識別する回路を
設けることにより増強される。放射源をこのよう
に変調する一つの方法は選定された繰返速度で放
射源入力をチヨツピングすなわち周期的に遮断し
て、選定された繰返速度範囲での信号を通過させ
る処理回路を設けることである。
線発光ダイオード等の)放射源と一緒に使用する
と、本装置の操作は放射源出力を変調もしくはコ
ード化し、光応答アレイ22の出力を処理して背
景放射から反射された距離信号を識別する回路を
設けることにより増強される。放射源をこのよう
に変調する一つの方法は選定された繰返速度で放
射源入力をチヨツピングすなわち周期的に遮断し
て、選定された繰返速度範囲での信号を通過させ
る処理回路を設けることである。
(発明の効果)
当業に習熟した人には理解されることと思う
が、前記自動測距装置による被写体距離決定に際
して従来装置に較べて高い分解能が得られる。従
来のいくつかの測距装置においては、光応答セン
サ上に焦点合せされた被写体の像幅はセンサの物
理的幅と同程度の大きさである。それと較べて本
装置は、被写体からの光エネルギを回折し光応答
アレイ上に比較的狭くて明るいスペクトル線を結
像させ、光応答アレイ上に被写体距離に依存する
像を与えるが、それは少くとも従来装置のものよ
りも狭い大きさであり測距分解能が向上する。
が、前記自動測距装置による被写体距離決定に際
して従来装置に較べて高い分解能が得られる。従
来のいくつかの測距装置においては、光応答セン
サ上に焦点合せされた被写体の像幅はセンサの物
理的幅と同程度の大きさである。それと較べて本
装置は、被写体からの光エネルギを回折し光応答
アレイ上に比較的狭くて明るいスペクトル線を結
像させ、光応答アレイ上に被写体距離に依存する
像を与えるが、それは少くとも従来装置のものよ
りも狭い大きさであり測距分解能が向上する。
当業に習熟した人には明白なことと思われる
が、特許請求の範囲に記載された精神および範囲
およびそれと法的に同等なものの範囲内で本発明
の自動測距装置をさまざまに変更および修正する
ことが出来る。
が、特許請求の範囲に記載された精神および範囲
およびそれと法的に同等なものの範囲内で本発明
の自動測距装置をさまざまに変更および修正する
ことが出来る。
第1図は主として関心のある被写体の距離を測
定する場合の、本発明の測距センサの実施例の測
距構造を示す概略図、第2A図は主として関心の
ある被写体から放出もしくは反射される放射が回
折される様子を示す第1図の測距センサの拡大概
略図、第2B図は第1図に示す測距センサの放射
受光面上の選定されたスペクトル線像の位置変化
を被写体距離の関数として示す概略図、第2C図
は整列した複数個の放射応答セグメントを示す第
2B図のセンサの放射受光面の部分斜視図、第3
図は第1図の測距構造に従つて被写体距離を決定
する計算回路の機能ブロツク形状で示す模式図、
第4図は励起発振器を付随する音響/光学回折セ
ルの形状で示す別の回折装置を示す概略図であ
る。 符号の説明、10……測距センサ、12……フ
アインダ、14……放射源、18……伝達型回折
格子、20……波器、22……光応答アレイ、
24……放射受光面。
定する場合の、本発明の測距センサの実施例の測
距構造を示す概略図、第2A図は主として関心の
ある被写体から放出もしくは反射される放射が回
折される様子を示す第1図の測距センサの拡大概
略図、第2B図は第1図に示す測距センサの放射
受光面上の選定されたスペクトル線像の位置変化
を被写体距離の関数として示す概略図、第2C図
は整列した複数個の放射応答セグメントを示す第
2B図のセンサの放射受光面の部分斜視図、第3
図は第1図の測距構造に従つて被写体距離を決定
する計算回路の機能ブロツク形状で示す模式図、
第4図は励起発振器を付随する音響/光学回折セ
ルの形状で示す別の回折装置を示す概略図であ
る。 符号の説明、10……測距センサ、12……フ
アインダ、14……放射源、18……伝達型回折
格子、20……波器、22……光応答アレイ、
24……放射受光面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 被写体から発生する、またはカメラ上の固定
位置から発射されて前記被写体から反射される所
定の波長を含む光エネルギを受光するため、カメ
ラ上の前記固定位置または光軸上の点から所定の
距離隔離して設けられ、従つて被写体距離の関数
として変化する入射角をもつて前記被写体からの
光エネルギを受光するように設けられた測距セン
サであつて、前記被写体からの光をスペクトル線
に回折する手段と、前記回折手段と作動関係に配
置され前記スペクトル線の中の選定された1本を
受光し結像する放射受光面をもつた光応答手段を
備え、前記選定された1本のスペクトル線が結像
する前記放射受光面上の相対位置が前記被写体か
らの光エネルギの入射角の関数として変化し、前
記光応答手段は複数のセグメントを有し各セグメ
ントがその上に結像される光に応答して1つの出
力信号を発生するようになつている前記測距セン
サと、 前記複数のセグメントの各出力信号に接続さ
れ、前記放射受光面上の前記選定されたスペクト
ル線の結像の相対位置を決定して、その決定され
た相対位置の関数として前記被写体の距離を決定
する回路手段と、 を備えた被写体距離を検出するカメラ用測距装
置。 2 特許請求の範囲第1項において、さらに、被
写体を照光する赤外放射源を含み、照光エネルギ
の一部が前記被写体から前記測距センサへ反射さ
れるようにしたことを特徴とする前記測距装置。 3 特許請求の範囲第2項において、さらに、前
記回折手段と作動関係に配置され前記被写体から
の赤外放射のみを通過させる波器を含むことを
特徴とする前記測距装置。 4 特許請求の範囲第1項において、前記選定ス
ペクトル線は1次スペクトル線であることを特徴
とする前記測距装置。 5 特許請求の範囲第1項において、前記回折手
段は伝達型回折格子を含んでいて、該回折格子は
繰返えし溝を有していてそれを通つて伝達される
光の回折を行うよう構成したことを特徴とする前
記測距装置。 6 特許請求の範囲第5項において、前記回折手
段はそこを通つて伝達される光の回折を行う伝達
型回折レプリカを含むことを特徴とする前記測距
装置。 7 特許請求の範囲第1項において、前記回折手
段は音響/光学回折セルと、前記回折セルに接続
されたトランスジユーサと、前記トランスジユー
サに接続され前記セルを励起してそこを通つて伝
達される光の回折を行う励起手段とを有すること
を特徴とする前記測距装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/222,503 US4310227A (en) | 1981-01-05 | 1981-01-05 | Diffracted energy auto-ranging system for a camera |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57125913A JPS57125913A (en) | 1982-08-05 |
| JPH0380282B2 true JPH0380282B2 (ja) | 1991-12-24 |
Family
ID=22832492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56197592A Granted JPS57125913A (en) | 1981-01-05 | 1981-12-08 | Range finder for photographic camera |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4310227A (ja) |
| JP (1) | JPS57125913A (ja) |
| CA (1) | CA1165609A (ja) |
| DE (1) | DE3200061A1 (ja) |
| FR (1) | FR2497569B1 (ja) |
| GB (1) | GB2091966B (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788415A (en) | 1980-11-21 | 1982-06-02 | Mamiya Koki Kk | Automatic focusing control device |
| JPS58150920A (ja) * | 1982-03-04 | 1983-09-07 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 焦点検出装置 |
| US4566788A (en) * | 1982-11-22 | 1986-01-28 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Detector array |
| US4575211A (en) * | 1983-04-18 | 1986-03-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Distance measuring device |
| DE3423135A1 (de) * | 1984-06-22 | 1986-01-02 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Verfahren zum auslesen einer entfernungsbildzeile |
| US4705395A (en) * | 1984-10-03 | 1987-11-10 | Diffracto Ltd. | Triangulation data integrity |
| DE3789901T2 (de) * | 1987-01-13 | 1994-12-22 | Thomas Dewitt | Entfernungsmessung mit hilfe von diffraktion. |
| JP2528921B2 (ja) * | 1987-01-13 | 1996-08-28 | デヴイット,トマス | 回折による距離測定 |
| JPH0690032B2 (ja) * | 1987-08-06 | 1994-11-14 | 日本電気株式会社 | 距離画像取得装置 |
| US4946275A (en) * | 1988-03-31 | 1990-08-07 | General Dynamics Corporation Convair Division | Fiber optic position transducer |
| JPH0711420B2 (ja) * | 1990-05-23 | 1995-02-08 | 日本電気株式会社 | 距離画像取得方法及び装置 |
| CA2073409A1 (en) * | 1991-10-15 | 1993-04-16 | Paul F. Sullivan | Light beam position detection and control apparatus employing diffraction patterns |
| US5471046A (en) * | 1994-02-25 | 1995-11-28 | Eastman Kodak Company | Camera auto-focusing system with designator using a volume holographic element |
| KR100407881B1 (ko) * | 2000-11-23 | 2003-12-01 | 한국과학기술원 | 회절 격자를 이용한 광 삼각법 변위 센서 |
| US6603561B2 (en) * | 2001-02-20 | 2003-08-05 | Thomas D. Ditto | Chromatic diffraction range finder |
| US7016604B2 (en) * | 2004-06-12 | 2006-03-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Autofocus using a holographic aperture element |
| KR100622128B1 (ko) * | 2004-12-17 | 2006-09-19 | 한국전자통신연구원 | 병렬 처리 축소 키 생성기 |
| US8106066B2 (en) * | 2005-09-23 | 2012-01-31 | Memory Pharmaceuticals Corporation | Indazoles, benzothiazoles, benzoisothiazoles, benzisoxazoles, pyrazolopyridines, isothiazolopyridines, and preparation and uses thereof |
| EP1977222A4 (en) * | 2006-01-24 | 2011-12-07 | Univ North Carolina | SYSTEM AND METHOD FOR IMAGING AN OBJECT BY X-RAY WITH POLYCHROMIC DISTRIBUTION |
| KR20110122665A (ko) | 2008-12-01 | 2011-11-10 | 유니버시티 오브 노스캐롤라이나 앳 채플 힐 | 다파장 산포를 갖는 x-선 빔으로부터의 다중 빔 촬영을 이용한 물체 영상 감지를 위한 시스템 및 방법 |
| US8204174B2 (en) * | 2009-06-04 | 2012-06-19 | Nextray, Inc. | Systems and methods for detecting an image of an object by use of X-ray beams generated by multiple small area sources and by use of facing sides of adjacent monochromator crystals |
| WO2010141735A2 (en) * | 2009-06-04 | 2010-12-09 | Nextray, Inc. | Strain matching of crystals and horizontally-spaced monochromator and analyzer crystal arrays in diffraction enhanced imaging systems and related methods |
| WO2012063463A1 (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | パナソニック株式会社 | 距離計測装置および距離計測方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2012995C3 (de) * | 1970-03-19 | 1979-04-19 | Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen | Fokussiervorrichtung |
| US3936187A (en) * | 1972-07-19 | 1976-02-03 | Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. | Distance measuring device |
| JPS5928884B2 (ja) * | 1972-12-27 | 1984-07-17 | キヤノン株式会社 | 距離検出方式 |
| GB1472454A (en) * | 1973-06-18 | 1977-05-04 | Leitz Ernst Gmbh | Method for determining the position of a focussing plane |
| US4123650A (en) * | 1974-02-26 | 1978-10-31 | Kazuya Hosoe | Range finder system |
| DE2447663C2 (de) * | 1974-10-05 | 1983-01-13 | Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Focussierung eines Objektives auf ein Meßobjekt |
| US4004852A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-25 | Rockwell International Corporation | Integrated automatic ranging device for optical instruments |
| US4065778A (en) * | 1976-06-17 | 1977-12-27 | Eastman Kodak Company | Automatic rangefinder and focusing apparatus |
| US4059758A (en) * | 1976-10-07 | 1977-11-22 | Honeywell Inc. | Autofocus system |
| JPS5385454A (en) * | 1977-01-06 | 1978-07-27 | Canon Inc | Distance detecting method |
| JPS5440663A (en) * | 1977-09-06 | 1979-03-30 | Minolta Camera Co Ltd | Range finder |
| US4185191A (en) * | 1978-06-05 | 1980-01-22 | Honeywell Inc. | Range determination system |
| DE2853003A1 (de) * | 1978-12-07 | 1980-06-26 | Minolta Camera Kk | Automatische entfernungsmessvorrichtung fuer eine fotokamera |
| JPS55101922A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-04 | Canon Inc | Light splitter |
-
1981
- 1981-01-05 US US06/222,503 patent/US4310227A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-11-16 CA CA000390119A patent/CA1165609A/en not_active Expired
- 1981-12-08 JP JP56197592A patent/JPS57125913A/ja active Granted
- 1981-12-23 GB GB8138712A patent/GB2091966B/en not_active Expired
-
1982
- 1982-01-04 FR FR8200026A patent/FR2497569B1/fr not_active Expired
- 1982-01-04 DE DE19823200061 patent/DE3200061A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2091966A (en) | 1982-08-04 |
| JPS57125913A (en) | 1982-08-05 |
| FR2497569B1 (fr) | 1985-07-05 |
| FR2497569A1 (fr) | 1982-07-09 |
| DE3200061A1 (de) | 1982-09-02 |
| GB2091966B (en) | 1984-11-07 |
| US4310227A (en) | 1982-01-12 |
| CA1165609A (en) | 1984-04-17 |
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