專利名稱：測距裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)間產(chǎn)生的視差來測量到對(duì)象物的距離的測距裝置。近年來，在汽車的車間距離的測定、照相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)、以及三維形狀測定系統(tǒng)等中，使用通過一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)間產(chǎn)生的視差來測定到被拍攝體(測距對(duì)象物)的距離的測距裝置。在這種測距裝置中，設(shè)有在水平方向(左右)或垂直(上下)方向上配置的一對(duì)透鏡、以及具有對(duì)應(yīng)于各透鏡而設(shè)的一對(duì)攝像區(qū)域的攝像元件。通過一對(duì)透鏡，在各攝像區(qū)域形成被拍攝體的像，根據(jù)包含由攝像元件得到的被拍攝體的像的圖像的視差，通過三角測量，檢測到被拍攝體的距離。圖21表示在測距裝置中進(jìn)行的三角測量的原理。圖21表示的是具有攝像透鏡La 的第一光學(xué)系統(tǒng)、和具有攝像透鏡Lb的第二光學(xué)系統(tǒng)。各光學(xué)系統(tǒng)以第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸 Aa和第二光學(xué)系統(tǒng)的光軸Ab隔開規(guī)定間隔B而相互平行的方式配置。將第二光學(xué)系統(tǒng)的光軸Ab和攝像面Nb相交的點(diǎn)及第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸Aa和攝像面Na相交的點(diǎn)連結(jié)的線段被稱為基線?；€是不因?qū)ο笪锏奈恢枚兓?、成為三角測量的基準(zhǔn)的線段。該基線的長度即基線長等于間隔B。以下，設(shè)基線長為B。測距對(duì)象物U的像分別通過攝像透鏡La形成于攝像面Na，通過攝像透鏡Lb形成于攝像面Nb。在圖21中，將測距對(duì)象物U上的點(diǎn)P設(shè)為測定點(diǎn)。在點(diǎn)P位于第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸Aa上的情況下，點(diǎn)P成像于攝像面Na中與第一光學(xué)系統(tǒng)的光軸Aa相交的點(diǎn)。另一方面，在攝像面Nb中，點(diǎn)P成像于距攝像面Nb和第二光學(xué)系統(tǒng)的光軸Ab相交的點(diǎn)的距離為Δ的位置。將此稱為視差，將其長度稱為視差量Δ。當(dāng)設(shè)第一及第二光學(xué)系統(tǒng)的攝像透鏡La及Lb的焦距為F時(shí)，下面的近似式成立。(數(shù)學(xué)式1)
權(quán)利要求
1.一種測距裝置，其中， 具備拍攝對(duì)象物的多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)；以及攝像部，其具有以一對(duì)一的關(guān)系與所述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)攝像區(qū)域，且將由所述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)形成于各個(gè)攝像區(qū)域的所述對(duì)象物的像變換為電信號(hào)，基于由所述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)分別形成的所述對(duì)象物的像的視差，測定到所述對(duì)象物的距離，其中，所述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)分別包含η個(gè)透鏡面，這里η為2以上的整數(shù)， 在所述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中至少一對(duì)中，從所述對(duì)象物側(cè)起，第i個(gè)透鏡面和第j個(gè)透鏡面的偏心方向彼此一致，這里，i和j不同，分別為1以上η以下的整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的測距裝置，其特征在于，所述至少一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)分別包含被注射成形且具有澆口痕跡的至少一個(gè)透鏡， 所述至少一個(gè)透鏡具有所述第i個(gè)透鏡面及第j個(gè)透鏡面，在所述至少一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中，所述至少一個(gè)透鏡的所述澆口痕跡相對(duì)于該透鏡的中心的方位彼此一致。
3.如權(quán)利要求1所述的測距裝置，其特征在于， 所述至少一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)分別包含一個(gè)透鏡，所述一個(gè)透鏡具有所述第i個(gè)透鏡面及第j個(gè)透鏡面。
4.如權(quán)利要求1所述的測距裝置，其特征在于， 所述至少一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)分別包含第一及第二透鏡，所述第一及第二透鏡分別具有所述第i個(gè)透鏡面及第j個(gè)透鏡面。
5.如權(quán)利要求2 4中任一項(xiàng)所述的測距裝置，其特征在于， 所述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)分別具有透鏡鏡筒，所述測距裝置還具備副透鏡鏡筒，其支撐所述一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中的一方的透鏡鏡筒；以及保持構(gòu)件，其相對(duì)于所述攝像部以規(guī)定的空間配置保持所述一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中的另一方的透鏡鏡筒及所述副透鏡鏡筒，在所述一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中的所述另一方的透鏡鏡筒及所述保持構(gòu)件、以及所述第一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中的所述一方的透鏡鏡筒及所述副透鏡鏡筒上，分別設(shè)有彼此嵌合的螺紋構(gòu)造，所述副透鏡鏡筒相對(duì)于所述保持構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地被支撐。
6.一種測距裝置的制造方法，所述測距裝置具備多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，其中， 包含對(duì)使用同一模具并通過注射成形制作的多個(gè)透鏡進(jìn)行準(zhǔn)備的工序；以及以在所述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的至少一對(duì)中所述透鏡的一對(duì)透鏡面間的偏心的方向彼此一致的方式，將所述多個(gè)透鏡分別配置于多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)用的透鏡鏡筒的工序。
7.如權(quán)利要求6所述的測距裝置的制造方法，其特征在于，分別配置所述多個(gè)透鏡的工序以如下方式進(jìn)行配置即，在所述至少一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡鏡筒中，所述透鏡的澆口痕跡相對(duì)于所述透鏡的光軸的方位一致。
8.—種測距裝置的制造方法，所述測距裝置具備多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)、以及具有以一對(duì)一的關(guān)系與所述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)攝像區(qū)域的攝像部，其中， 包含對(duì)使用同一模具并通過注射成形而分別制作的至少一對(duì)透鏡鏡筒進(jìn)行準(zhǔn)備的工序(A)；將至少兩種透鏡分別配置于所述一對(duì)透鏡鏡筒，制作所述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中的至少一對(duì)的工序(B)；以對(duì)象物成像于所述多個(gè)攝像區(qū)域的一個(gè)區(qū)域的方式，調(diào)整所述一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的一方的光學(xué)系統(tǒng)的位置的工序(C)；以對(duì)象物成像于所述多個(gè)攝像區(qū)域的另一個(gè)區(qū)域的方式，調(diào)整所述一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的另一方的光學(xué)系統(tǒng)的位置的工序(D)；在所述一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中，使所述至少兩種透鏡中任兩個(gè)透鏡面間產(chǎn)生的偏心的方向一致的工序(E)。
9.如權(quán)利要求8所述的測距裝置的制造方法，其特征在于，所述工序(E)中，使所述一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的至少一方的透鏡鏡筒相對(duì)于所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸旋轉(zhuǎn)，以使得所述一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中所述透鏡鏡筒的澆口痕跡的方位相對(duì)于所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸彼此一致。
10.如權(quán)利要求9所述的測距裝置的制造方法，其特征在于，在所述一對(duì)透鏡鏡筒的所述兩種透鏡中，同種透鏡使用同一模具，并通過注射成形來制作，在所述工序(B)中，以相對(duì)于所述一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡鏡筒的所述澆口痕跡，所述兩種透鏡的澆口痕跡的方位在所述一對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中一致的方式配置所述兩種透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種測距裝置，其具備拍攝對(duì)象物的多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)、以及具有以一對(duì)一的關(guān)系對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的多個(gè)攝像區(qū)域且將由多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)形成于各自的攝像區(qū)域的所述對(duì)象物的像變換為電信號(hào)的攝像部(N)，基于由多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)分別形成的對(duì)象物的像的視差，測定到對(duì)象物的距離，其中，多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)包含n個(gè)(n為2以上的整數(shù))透鏡面(r1、r2)，在多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中至少一對(duì)中，從對(duì)象物側(cè)起，第i個(gè)透鏡面(r1)和第j個(gè)(i和j不同，分別為1以上n以下的整數(shù))透鏡面(r2)的偏心方向彼此一致。
文檔編號(hào)G01C3/06GK102171533SQ20108000280
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者今村典廣 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社