FR2783930A1 - Appareil de mesure de distance - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un appareil de mesure de distance destiné à mesurer la distance le séparant d'un objet.Il comporte un capteur linéaire (30) formé de deux capteurs passifs PSA, PSB et d'un capteur actif AS associé à un élément (40) d'émission de lumière. Un filtre arrêtant la lumière infrarouge est appliqué sur la surface de réception de lumière de tous les éléments du capteur, tandis qu'un filtre arrêtant la lumière visible est appliqué sur la surface de réception de lumière des éléments correspondants au capteur actif. Un système optique (20) est placé de façon à former une image de l'objet sur les capteurs.Domaine d'application : appareils photographiques, caméras vidéo, etc.
Description
L'invention concerne un appareil de mesure de distance destiné à être
utilisé avec des appareils de prise de vues, des caméras vidéo et analogues pour mesurer la
distance à laquelle se trouve un objet.
Une technique de mesure de la distance à laquelle se trouve un objet, qui est le procédé passif, utilise deux capteurs recevant de la lumière, ayant le même système
optique. Ils détectent le contraste d'un objet pour déter-
miner la distance en fonction d'un décalage de position provoqué par la parallaxe de l'objet lorsqu'il est projeté sur chaque capteur de réception de lumière. Le procédé passif utilise la lumière ambiante. Il est donc possible d'exécuter une mesure précise de la distance si l'objet est assez lumineux pour que le capteur recevant la lumière détecte l'objet. Cependant, la précision baisse lorsque l'objet ne
présente pas un contraste suffisant ou est sombre.
Une autre technique pour la mesure de la distance à laquelle se trouve l'objet, qui est le procédé actif, utilise de la lumière émise depuis un élément de projection de lumière vers l'objet, laquelle lumière est alors réfléchie par l'objet et détectée au moyen d'éléments de réception de lumière. La position du centre spectral de la lumière réfléchie par l'objet est utilisée pour déterminer la distance par un procédé de triangulation. Avec le procédé actif, bien qu'une mesure de distance soit possible lorsque l'objet est sombre, n'a aucun contraste ou possède des motifs répétés qui réfléchissent la lumière, il est difficile de réaliser une télémétrie de grande précision pour un objet éloigné d'une distance relativement importante en raison d'une diminution de la quantité de lumière revenant de
l'objet par réflexion.
Les appareils de prise de vues et caméras de l'art antérieur utilisaient l'un des procédés passifs et actifs pour mesurer la distance d'un objet. Comme mentionné précédemment, les procédés passifs et actifs de mesure de
distance ont des avantages et des inconvénients. Par consé-
quent, un appareil de mesure de distance qui pourrait mettre en oeuvre à la fois le procédé passif et le procédé actif serait souhaitable dans des appareils de prise de vues et des caméras de façon à pouvoir obtenir une mesure de distance de
grande précision dans diverses conditions de prise de vues.
Avec le procédé actif, étant donné que la lumière réfléchie, provenant d'une source de lumière, est détectée pour réaliser une mesure de distance, on utilise une lumière infrarouge en tant que source de lumière. De cette manière, les éléments de réception de lumière peuvent distinguer cette lumière de la lumière ambiante. Le procédé actif permet donc de distinguer la lumière réfléchie de la lumière ambiante ou de la lumière visible. Par conséquent, le procédé actif doit nécessairement utiliser des éléments de réception de lumière
sensibles à la lumière infrarouge. On utilisait donc nor-
malement des capteurs optiques formés suivant une ligne en
tant que dispositifs de détection de position (PSD).
Avec le procédé passif, étant donné que le contraste d'un objet est utilisé pour effectuer une mesure de distance, on utilise des éléments de réception de lumière qui sont capables de délivrer en sortie un contraste clair et sombre sous la forme d'une valeur de courant ou d'une valeur de tension, par exemple des dispositifs à couplage de charges
(CCD).
Pour cette raison, il est nécessaire d'avoir des éléments de réception de lumière à la fois du type dispositif de détection de position (PSD) et du type à couplage de
charges (CCD), respectivement, afin de faciliter l'utilisa-
tion des deux procédés actif et passif. De plus, il est également nécessaire de disposer de systèmes optiques supplémentaires associés à chaque procédé, ce qui entraîne une constitution plus complexe et plus volumineuse pour l'appareil de mesure de distance. Il est donc difficile de réaliser un appareil de prise de vues petit et léger pourvu
d'un tel appareil de mesure de distance.
Il est possible d'envisager une mesure de distance basée sur les deux procédés actif et passif et utilisant l'un des capteurs PSD et CCD. Cependant, le procédé passif ne fonctionne guère avec des capteurs du type PSD, car il est difficile de détecter le contraste de l'objet alors
que, en raison de la faible sensibilité à la lumière infra-
rouge des dispositifs CCD, il est difficile à ceux-ci de détecter la lumière infrarouge réfléchie, rayonnée depuis une
source de lumière.
Par conséquent, avec l'art antérieur, il est apparu que pour produire un appareil de mesure de distance
utilisant les deux procédés et les avantages qui en résul-
tent, il était nécessaire de constituer des appareils individuels. Pour cette raison, la constitution de l'appareil
de mesure de distance n'était pas notablement simplifiée.
Un problème qui se pose donc est que l'appareil de mesure de distance ne peut pas être miniaturisé, ne peut pas être allégé et ne peut apporter aucune économie sur le coût. Un tel appareil ne peut donc pas être appliqué à des
appareils de prise de vues et caméras de faibles dimensions.
A cet égard, étant donné que de tels appareils de prise de vues sont habituellement équipés de dispositifs de mise au point automatique (AF) dont le mécanisme entre pour une
proportion importante dans le volume et le poids, l'incorpo-
ration d'un appareil de mesure de distance utilisant les deux procédés dans ce type d'appareil de prise de vues n'est pas avantageux en termes d'amélioration de la miniaturisation et
de la réduction de poids.
Un objet de l'invention est donc de proposer un appareil de mesure de distance utilisant les deux procédés passif et actif, qui peut être appliqué à des appareils de
prise de vues de faibles dimensions.
Conformément à l'invention, il est proposé un appareil de mesure de distance qui comporte: au moins trois capteurs de réception de lumière comprenant des éléments du type à dispositif à couplage de charge (CCD), un système optique destiné à permettre à chaque capteur de réception de lumière de former individuellement l'image d'un objet, un élément d'émission de lumière destiné à rayonner de la lumière sur l'objet, un télémètre passif comportant deux capteurs de réception de lumière en tant que capteurs passifs parmi les capteurs de réception de lumière, et le système optique, et un télémètre actif constitué par l'utilisation du capteur de réception de lumière restant qui est adopté en tant que capteur actif, du système optique et de l'élément
d'émission de lumière.
Dans une forme particulière de réalisation, l'invention est constituée d'une manière telle qu'un filtre arrêtant la lumière infrarouge est disposé sur les surfaces de réception de lumière des trois capteurs de réception de lumière et qu'un filtre arrêtant la lumière visible est disposé sur la surface de réception de lumière du capteur actif, et que l'élément d'émission de lumière émet de la lumière dans une gamme de longueurs d'ondes comprises entre le domaine de la lumière visible et le domaine de la lumière infrarouge.
Chacun des capteurs passif et actif est com-
modément et avantageusement réalisé sous la forme d'un capteur linéaire ayant un certain nombre d'éléments du type CCD disposés suivant une ligne. De plus, le centre du capteur linéaire dans la direction longitudinale est avantageusement constitué par le capteur actif, et les deux extrémités du capteur linéaire dans la direction longitudinale sont
avantageusement constituées par les capteurs passifs.
En variante, chaque capteur peut être constitué par des éléments du type CCD individuellement indépendants pour une commande d'attaque indépendante ou synchrone. En outre, le système optique peut comporter des lentilles passives destinées à former l'image d'un objet correspondant aux capteurs passifs, une lentille active destinée à former l'image d'un objet correspondant au capteur actif, et une lentille formant condenseur pour condenser la lumière émise par l'élément d'émission de lumière vers l'objet. Chaque lentille peut avantageusement être réalisée sous la forme
d'un bloc.
L'invention propose que chaque capteur reçoive de la lumière de différentes longueurs d'ondes tandis que l'élément d'émission de lumière est sélectionné de façon à émettre de la lumière d'une longueur d'onde appropriée, grâce à quoi l'un ou l'autre des procédés passif et actif peut être
utilisé pour une mesure de distance en fonction des cir-
constances de prise de vues malgré le fait que les capteurs
sont constitués par des éléments du type CCD.
On évite donc la nécessité d'avoir à la fois des capteurs du type PSD et du type CCD, ce qui permet de simplifier l'appareil de mesure de distance, rendant ainsi possible une miniaturisation, un allègement et des économies de coût pour les appareils de mesure de distance et les appareils de prise de vues. En outre, l'utilisation du procédé passif est rendu prioritaire pour fournir des données de mesure de distance dans des conditions normales, et lorsqu'on ne peut pas disposer de données fiables de mesure de distance au moyen du procédé passif, on exécute le procédé actif pour fournir des données de mesure de distance si la luminosité fournie par la lumière ambiante est inférieure à un niveau prédéterminé. Pour cette raison, on dispose de
données fiables de mesure de distance dans diverses con-
ditions de prise de vues.
L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un appareil de prise de vues auquel un appareil de mesure de distance selon une forme de réalisation de l'invention est appliqué; la figure 2 est une vue en plan montrant la configuration de l'appareil de mesure de distance utilisé dans l'appareil de prise de vues de la figure 1; la figure 3 est un graphique montrant les caractéristiques de sensibilité spectrale de parties de l'appareil de mesure de distance utilisé dans l'appareil de prise de vues de la figure 1; la figure 4 est un organigramme montrant le fonctionnement de l'appareil de mesure de distance utilisé dans l'appareil de prise de vues de la figure 1;
la figure 5 est un diagramme schématique illus-
trant une mesure de distance pour l'appareil de prise de vues de la figure 1 fonctionnant en utilisant un procédé passif; les figures 6A à 6C illustrent un procédé pour détecter la position d'une image du centre spectral dans le procédé passif; et
la figure 7 est un diagramme schématique il-
lustrant une mesure de distance de l'appareil de prise de vues de la figure 1 fonctionnant en utilisant un procédé actif. En référence à la figure 1, un appareil de prise de vues de dimensions réduites comporte un boîtier ayant un commutateur 11 de fonctions multiples, une partie d'affichage 12 à cristaux liquides (LCD) et un bouton de déclenchement 13
sur sa surface supérieure.
La face avant de l'appareil de prise de vues contient un objectif photographique 14. De plus, il est prévu une fenêtre 15 de viseur, un analyseur 16 et un appareil 17 de mesure de distance selon l'invention. L'appareil de mesure de distance est destiné à mesurer la distance à laquelle un objet devant être photographié se trouve de l'appareil de
prise de vues.
L'appareil de mesure de distance, qui est situé à côté de la fenêtre 15 du viseur, comporte un système optique comprenant plusieurs lentilles réalisées sous la forme d'une lentille composée 20, un capteur linéaire 30 sur lequel des images de l'objet sont formées, et une diode émettrice de lumière (DEL) 40 qui projette de la lumière sur l'objet. En référence à la figure 2, le capteur linéaire comporte une partie 31 de réception de lumière comportant plusieurs éléments du type à dispositifs à couplage de charges (CCD) disposés suivant une ligne droite. La lumière arrivant sur la partie 31 de réception de lumière est soumise à une conversion photoélectrique par les éléments pour donner une charge électrique qui y est ensuite accumulée. La charge électrique accumulée est ensuite transférée d'une manière commandée le long de la ligne pour être délivrée en sortie sous la forme d'un signal de tension à partir d'une partie de sortie 32 située à une extrémité de ligne. Le capteur linéaire 30 peut donc détecter l'intensité de lumière reçue
à la partie 31 de réception de lumière.
Dans la présente forme de réalisation, la partie 31 de réception de lumière est divisée en trois régions qui ne se chevauchent pas. Les régions situées à chaque extrémité de la ligne sont constituées sous la forme de capteurs passifs PSA et PSB, et la région centrale est constituée sous la forme d'un capteur actif AS. Un filtre 33 arrêtant la lumière infrarouge, destiné à empêcher le passage de la lumière infrarouge, est prévu sur la surface de réception de lumière du capteur linéaire de façon à couvrir les trois régions précitées. De plus, un filtre 34 arrêtant la lumière visible, destiné à empêcher le passage de la lumière visible, s'étend au-dessus de la surface de réception de lumière dans
la région du capteur actif AS.
La DEL 40 est choisie de façon à émettre une lumière d'une longueur d'onde comprise dans le domaine de la sensibilité spectrale des éléments CCD constituant le capteur linéaire 30, et également proche du domaine de la lumière infrarouge plutôt que la lumière visible. La figure 3 montre
un exemple d'un graphique des caractéristiques de la sen-
sibilité spectrale de l'élément CCD ainsi que les caractéris-
tiques de coupure des filtres de coupure 33 et 34. La DEL 40 est donc sélectionnée pour émettre une lumière d'une longueur d'onde plus grande que la longueur d'onde de coupure de 700 nm du filtre 34 et plus courte que la longueur d'onde de 800 nm du filtre 33. Par exemple, la longueur d'onde peut
être d'environ 750 nm.
La lentille composée 20 comporte deux lentilles passives PLA et PLB qui sont placées de façon à faire face aux capteurs passifs PSA et PSB, une lentille active AL qui est placée de façon à faire face au capteur actif AS, et une lentille formant condenseur CL qui est placée sur l'axe optique de la DEL 40. Chacune des lentilles passives et actives PLA, PLB, AL et la lentille formant condenseur CL sont agencées horizontalement à des intervalles prédéterminés et formées en un seul bloc. La lentille composée 20 peut être réalisée sous la forme d'un bloc de résine transparente, par
exemple.
Le capteur linéaire 30 est connecté à une unité centrale de traitement CPU 50 et à un circuit 51 d'attaque
des éléments du type CCD. Conformément à des signaux d'atta-
que provenant du circuit d'attaque, le signal de sortie provenant de la partie de sortie 32 est appliqué en entrée à l'unité CPU 50. La DEL 40 est également connectée à l'unité
CPU 50 par l'intermédiaire d'un circuit 52 d'attaque de DEL.
Comme décrit ci-dessous, l'unité CPU 50 sélectionne le procédé passif ou le procédé actif en tant qu'opération appropriée pour mesurer la distance pour l'appareil de prise de vues. L'unité CPU 50 active donc la DEL 40 afin qu'elle émette de la lumière à des intervalles prédéterminés dans un fonctionnement selon le procédé actif, tandis qu'elle empêche la DEL 40 d'émettre de la lumière dans un fonctionnement
selon le procédé passif, sauf dans des cas spéciaux.
Dans chaque mode de fonctionnement, le signal de sortie du capteur linéaire 30 est capté et un calcul de la distance à laquelle se trouve un objet est effectué. L'unité CPU 50 est également connectée à une mémoire vive RAM 53 destinée à stocker divers types de données nécessaires pour
le calcul de mesure de distance.
On expliquera maintenant ci-dessous la mesure
d'une distance effectuée par l'appareil décrit ci-dessus.
La figure 4 est un organigramme qui montre l'opération de mesure de distance. Un ordre de mesure de distance est d'abord appliqué en entrée à l'unité CPU 50 depuis le côté de l'appareil de prise de vues, lequel ordre amène l'unité CPU 50 à exécuter l'opération selon le procédé passif (S101). Dans cette opération selon le procédé passif,
l'unité CPU 50 délivre en sortie un ordre de début d'intégra-
tion au circuit 51 d'attaque des éléments du type CCD.
En conséquence, le capteur linéaire 30 commence une intégration, puis achève l'intégration à la réception d'un ordre de fin d'accumulation provenant du circuit d'attaque 51. Ensuite, la charge électrique accumulée dans la partie 31 de réception de lumière est transférée à la partie de sortie 32 en synchronisme avec un signal d'horloge et en est élivré en sortie en tant que données sous la forme d'un courant ou d'une tension ayant subi une conversion A/N. Les données sont stockées dans la mémoire vive RAM 53 et l'unité CPU 50 calcule ensuite, à partir d'elles, la distance à
laquelle se trouve l'objet.
L'opération de mesure de distance est la même que celle effectuée avec le procédé passif classique, mais elle sera brièvement décrite ci- dessous. En référence à la figure , une image respective de l'objet visé pour une mesure de distance est formée par les deux lentilles passives PLA et PLB sur les capteurs passifs PSA et PSB situés sur les deux
côtés du capteur linéaire 30.
Avec l'agencement illustré, la distance entre les axes optiques des deux lentilles passives PLA et PLB est D, et la distance allant des deux lentilles passives PLA et PLB jusqu'à chaque capteur passif PSA et PSB est d. Les distances de l'axe optique de chacune des lentilles passives PLA et PLB à partir d'un point particulier de chaque image de l'objet formée sur chacun des capteurs passifs PSA et PSB, par exemple, le point central horizontal, sont xl et x2, respectivement, alors que la distance allant de l'objet jusqu'à l'appareil de prise de vues est L. On peut alors déduire l'équation suivante par trigonométrie: (L + d)/L = (D + xl + x2)/D........... (1) On peut en déduire l'équation suivante: L =(D.d)/(xl +x2).................... (2) Le procédé passif exige la détection de la parallaxe résultant d'une différence de position, sur les capteurs passifs PSA et PSB, de l'image provenant du même objet. Comme montré sur la figure 6A, dans cette forme de réalisation, chacun des capteurs passifs PSA et PSB est divisé, dans la direction longitudinale du capteur linéaire , en trois régions définies comme étant la région de droite, la région centrale et la région de gauche, leurs
limites se chevauchant légèrement.
Comme montré sur la figure 6B, dans la présente forme de réalisation, la région de droite, la région centrale et la région de gauche de chacun des capteurs passifs PSA et
PSB comportent cinquante-quatre (54) éléments, respec-
tivement. Pour chaque région, un groupe d'éléments du type CCD, en nombre égal ou supérieur à la moitié du nombre total d'éléments dans cette région, est sélectionné en tant que région de calcul RA et RB correspondant aux capteurs PSA et PSB, respectivement. Dans cette forme de réalisation, quarante (40) éléments sont utilisés pour les régions de
calcul RA et RB. Les régions de calcul RA et RB sont dispo-
sées dans des positions symétriques par rapport à une ligne dans les régions s'étendant sur les deux capteurs passifs PSA et PSB. Des différences portant sur le signal de sortie pour chaque élément entre les deux capteurs passifs sont ensuite déterminées par décalage des éléments de chaque région de calcul, un par un et en alternance entre chaque capteur passif. Les différences entre les signaux de sortie sont
également additionnées sur les régions de calcul RA et RB.
Par conséquent, dans le cas présent, seuls quatorze (14) éléments sont décalés à chaque région de calcul RA et RB,
fournissant ainsi vingt-neuf (29) pièces de données compre-
nant des différences dans les signaux de sortie avec des
états non décalés, additionnés.
On appréciera que le nombre d'éléments dans chaque région et dans chaque région de calcul peut être modifié. La figure 6C montre que les données ont pour résultat une valeur minimale à une certaine position de décalage, grâce à quoi on peut déterminer la parallaxe (différence de phase). Par conséquent, les valeurs de xl et x2 dans les équations (1) et (2) peuvent être obtenues sous la forme d'une différence de phase (xl + x2) de façon que la
distance L de l'objet puisse être calculée.
Le calcul précité est effectué pour chacune des
trois régions de chaque capteur passif.
A présent, en référence de nouveau à la figure 4, la fiabilité des données dans le calcul de mesure de distance par le procédé passif, comme décrit précédemment, est estimée dans une étape S102. Lorsqu'il est déterminé que des données fiables sont présentes, les données les plus fiables sont sélectionnées (S106) en tant que données de mesure de distance pour obtenir une valeur de distance (S107), et la
mesure de distance est ensuite finie (S108). Dans l'estima-
tion de la fiabilité, par exemple, le calcul peut être effectué pour chacune des trois régions divisées de chaque capteur passif PSA et PSB, respectivement, plusieurs calculs
étant effectués pour chaque région.
Une valeur moyenne et une variation pour chaque donnée de mesure de distance sont calculées à partir de la pluralité de données de mesure de distance ainsi obtenues.
Une donnée qui a une valeur moyenne et une valeur de varia-
tion dans une plage prédéterminée d'erreur est considérée comme étant une donnée fiable. Ensuite, l'une des données les plus fiables est sélectionnée à partir des données fiables, et une mesure de distance est calculée à partir de cette
donnée sélectionnée.
S'il est estimé qu'aucune donnée fiable ne peut être obtenue dans l'étape S102, l'unité CPU 50 exécute
l'opération selon le procédé actif (S104).
Avant d'effectuer l'opération selon le procédé actif, il est déterminé si la luminosité de la lumière
ambiante (valeur Lv) mesurée par un photomètre (non repré-
senté) est égale ou supérieure à un certain niveau (S103).
Avec une valeur de Lv égale ou supérieure à un certain niveau, tandis que la lumière émise par la DEL 40 est
réfléchie par un objet avec le procédé actif, il est dif-
ficile, pour le capteur linéaire 30 recevant la lumière réfléchie, de distinguer nettement la lumière réfléchie de la
lumière ambiante. Ceci provoque une diminution de la préci-
sion de la mesure de distance, en sorte qu'il est impossible d'obtenir des données fiables. Dans ce cas, lorsque la valeur Lv est égale ou supérieure à un certain niveau, la valeur de mesure de distance est établie à une valeur prédéterminée de défaut (S109). La valeur de défaut est normalement établie à 2 à 3 m. Ceci est basé sur le fait que des images sont souvent prises alors qu'un objet auquel une valeur de défaut est associée, est normalement positionné à 2 à 3 m. Ceci est basé sur le fait que les images sont souvent prises avec un objet espacé de 2 à 3 m d'un appareil de prise de vues. Par conséquent, lorsque les données de mesure de distance ne peuvent pas être considérées comme étant fiables, on adopte la valeur de défaut qui augmente à un certain degré de la probabilité de prise d'une vue au point en même temps que
d'une profondeur de champ convenable.
Lorsque la valeur Lv est inférieure au certain niveau mentionné cidessus, on active le mode utilisant le
procédé actif (S104).
L'opération de mesure de distance pour le procédé
actif sera expliquée ci-dessous en référence à la figure 7.
La DEL 40 émet de la lumière infrarouge vers un objet. Cette lumière est réfléchie par l'objet d'une lumière diffuse et une image est formée sur le capteur actif AS au moyen de la lentille active AL. L'axe optique de la lumière réfléchie par diffusion par l'objet peut être détectée auparavant pour établir un centre pour l'axe optique, puis le capteur actif
AS peut détecter le centre spectral de l'image de l'objet.
Dans le cas présent, le centre spectral est détecté en tant que position de l'élément du type CCD ayant la valeur d'intensité lumineuse la plus élevée parmi la pluralité
d'éléments CCD constituant le capteur actif AS.
Si la distance de l'objet à l'appareil de prise de vues est L, la distance de la DEL 40 à l'axe optique de la lentille active AL est Dl, la distance entre la lentille active AL et le capteur actif AS est d et la distance du centre spectral de l'image détectée de l'objet jusqu'à l'axe
optique de la lentille active x3, on en déduit alors l'équa-
tion suivante: (L + d)/L) = (Dl + x3)/Dl............... (3) On peut en déduire l'équation suivante: L = (Dl.d)/x3.................
....... (4) On appréciera que, lorsque la position du centre spectral de l'image a été déterminée, la précision de la..DTD: détection de ce centre peut être améliorée par une déter-
mination de la différence entre le signal de sortie produit par le capteur actif AS au moment de l'opération effectuée par le procédé passif précédent, et le signal de sortie résultant de la lumière émise par la DEL 40 et réfléchie par l'objet. Si les caractéristiques de longueurs d'ondes du filtre 34 de coupure de la lumière visible disposé en avant du capteur actif AS sont en fait très bien définies de façon que le capteur actif AS ne reçoive pas de lumière visible utilisée dans l'opération selon le procédé passif, il n'y a aucun avantage à déterminer la différence entre les signaux
de sortie.
Lorsque l'opération selon le procédé actif (S140) est exécutée, il est avantageux que la DEL émette de la lumière de façon répétée pour produire des données de mesure de distance à chaque émission de lumière afin que plusieurs
données de mesure de distance soient produites.
Comme montré sur la figure 4, on détermine si l'on a obtenu des données fiables de mesure de distance à partir de la pluralité de données, par exemple, d'une manière similaire à celle utilisée pour l'opération selon le procédé passif (S105). Lorsqu'il est déterminé que des données fiables sont présentes, une donnée de mesure de distance est sélectionnée (S106) et la donnée sélectionnée est utilisée en
tant que valeur de distance (S107).
Si aucune donnée fiable de mesure de distance n'est obtenue, par exemple dans le cas o le signal de sortie de la DEL 40 est trop faible ou bien dans le cas o l'objet est trop éloigné pour identifier avec précision la position du centre spectral de l'image, la valeur de défaut précité
est utilisée en tant que valeur de distance (S109).
Lorsque l'opération selon le procédé passif est exécutée, une détection est réalisée en utilisant la lumière ambiante, c'est-à-dire la lumière visible aux capteurs passifs PSA et PSB. Dans la présente forme de réalisation, le capteur linéaire 30 est pourvu, sur sa surface avant, du filtre 33 arrêtant la lumière infrarouge afin que le capteur linéaire 30 soit à peine capable de détecter la lumière infrarouge contenue dans lalumière naturelle, permettant ainsi une augmentation de la précision de la mesure de la distance. Comme mentionné précédemment, l'appareil de mesure de distance utilisant la présente invention permet une mesure de distance en utilisant individuellement les procédés passif et actif. Il est donné au procédé passif une plus grande priorité pour l'obtention de données de distance, tandis que le procédé actif est exécuté pour obtenir des données de distance dans le cas o la luminosité de la lumière ambiante est inférieure à un niveau prédéterminé lorsque des données fiables de distance ne peuvent pas être obtenues avec le procédé passif. Ceci permet d'augmenter la probabilité de fournir des données fiables de distance dans
diverses conditions de prise de vues.
De plus, un capteur linéaire utilisant des éléments du type CCD est utilisé en tant que capteur de réception de lumière pour le procédé passif et pour le procédé actif, respectivement. Par conséquent, il est inutile d'utiliser à la fois des capteurs PSD et CCD, ce qui permet de simplifier la configuration de l'appareil de mesure de
distance, avec, pour résultat, une miniaturisation de celui-
ci et une diminution de son poids.
Avec la forme de réalisation décrite, bien que le capteur passif et le capteur actif soient constitués par un capteur linéaire unique comportant plusieurs éléments du type
CCD, ils peuvent être constitués par des groupements indépen-
dants et individuels d'éléments CCD ou par des capteurs linéaires du type CCD. En particulier, lorsque de tels capteurs indépendants sont utilisés, il n'est pas nécessaire que chaque capteur passif et le capteur actif soient disposés dans une rangée comme c'est le cas dans la présente forme de
réalisation, et ils peuvent être disposés en deux rangées.
En outre, lorsque chaque capteur est constitué indépendamment comme dans ce qui précède, chaque capteur peut avoir une commande d'attaque indépendante ou synchronisée. En outre, la lentille passive, la lentille active et la lentille formant condenseur peuvent être constituées indépendamment les unes des autres, et leur agencement peut être déterminé de façon appropriée en correspondance avec l'agencement de
chaque capteur.
On appréciera que l'appareil de mesure de distance selon l'invention peut être appliqué à des appareils de prise de vues utilisant un film argentique, ainsi qu'à divers types d'appareils de prise de vues tels que des appareils de prise de vues numériques et des appareils de prise de vues de caméras vidéo. La combinaison de l'appareil de mesure de distance selon l'invention avec des dispositifs de mise au point automatique permet une prise de vues avec
mise au point automatique d'une grande précision.
Comme expliqué précédemment, l'invention procure un appareil de mesure de distance pouvant fonctionner avec un procédé passif ou avec un procédé actif grâce à l'utilisation de capteurs de réception de lumière comprenant des éléments du type CCD. Pour cette raison, à la différence des appareils de mesure de distance de l'art antérieur utilisant différents procédés, il n'est pas nécessaire d'avoir à la fois des capteurs du type PSD en tant que capteur de réception de lumière pour le procédé actif et des capteurs du type CCD en tant que capteur de réception de lumière pour le procédé passif. Ceci permet de simplifier la configuration de l'appareil. En outre, avec la présente invention, il est donné à l'opération selon le procédé passif une plus grande priorité pour fournir des données de mesure de distance dans des conditions normales, et l'opération effectuée selon le procédé actif est exécutée pour fournir des données de mesure de distance dans des conditions dans lesquelles la lumière ambiante est inférieure à un niveau prédéterminé, lorsqu'on ne dispose pas de données fiables de mesure de distance fournies par le procédé passif, en sorte qu'il est possible de fournir des données fiables de mesure de distance dans diverses conditions de prise de vues. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (13)
1. Appareil de mesure de distance destiné à mesurer la distance le séparant d'un objet, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois capteurs PSA, PSB, AS comprenant respectivement plusieurs éléments ayant des dispositifs à couplage de charges (CCD); un système optique destiné à former une image de cet objet sur les capteurs; un élément (40) d'émission de lumière destiné à projeter de la lumière sur l'objet; et un système destiné à faire fonctionner au moins deux des capteurs en tant que capteurs passifs pour une détection passive, et à faire fonctionner au moins l'un des capteurs en tant que capteur actif en combinaison avec l'élément d'émission de lumière
pour une détection active.
2. Appareil selon la revendication 1, carac-
térisé en ce que lesdits, au moins trois, capteurs présentent une surface (31) de réception de lumière pourvue d'un filtre (33) à lumière infrarouge, et une surface de réception de lumière du capteur amené à fonctionner en tant que capteur actif est pourvue d'un filtre (34) à lumière visible, et en ce que l'élément d'émission de lumière émet de la lumière dans un domaine de longueurs d'ondes compris entre un domaine
de lumière visible et un domaine de lumière infrarouge.
3. Appareil selon l'une des revendications 1 et
2, caractérisé en ce que tous les éléments du type CCD sont
disposés parallèlement à un axe allongé.
4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que tous les éléments du type CCD sont disposés sur
ledit axe.
5. Appareil selon l'une des revendications 3 et
4, caractérisé en ce que le capteur actif est placé dans une partie centrale dudit axe, les capteurs passifs étant placés
aux deux extrémités de cet axe.
6. Appareil selon l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé en ce que chacun des capteurs passifs et actifs peut être commandé de façon à être attaqué indépendamment des autres ou en synchronisme avec les autres.
7. Appareil selon l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé en ce que le système optique comporte des lentilles passives PLA, PLB pour former une image de l'objet sur les capteurs passifs, une lentille active AL pour former une image d'un objet correspondant sur le capteur actif, et une lentille formant condenseur CL pour condenser la lumière que l'élément d'émission de lumière émet et qui est dirigée sur l'objet, les lentilles étant formées
en un seul bloc.
8. Appareil selon l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé en ce que des éléments correspondants du type CCD des deux capteurs passifs font l'objet d'une comparaison mutuelle lorsque la lumière provenant de l'objet arrive sur eux, en ce qu'un point particulier d'une image de l'objet est détectée par lesdits, au moins deux, capteurs passifs conformément à une différence résultant de cette comparaison, et en ce que la distance de l'objet est calculée en fonction de la différence portant sur
lesdits points particuliers auxdits capteurs passifs.
9. Appareil selon l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé en ce que le capteur actif est placé de façon à recevoir de la lumière émise par l'élément d'émission de lumière et réfléchie par l'objet, en ce que des éléments du type CCD du capteur actif font l'objet d'une comparaison pour détecter un élément du type CCD correspondant au centre spectral d'une image reçue de l'objet, en ce que le centre spectral de l'image reçue au capteur actif est déterminé en fonction de l'élément du type CCD détecté, et en ce que la distance de l'objet est calculée
en fonction de la position déterminée du centre spectral.
10. Appareil selon la revendication 9, carac-
térisé en ce que le capteur actif est prévu pour permettre de déterminer une différence entre un signal de sortie de ce capteur, correspondant à la réception de lumière, pendant une détection passive, et un signal de sortie de ce capteur, correspondant à une réception de lumière, pendant une détection active, et en ce que le centre spectral de l'image reçue au capteur actif est déterminé en supposant que ladite différence est due à la lumière qui est émise par l'élément
d'émission de lumière puis réfléchie par l'objet.
11. Appareil selon l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de commande (50) destiné à faire fonctionner les capteurs passifs pendant une détection passive et le capteur actif pendant une détection active, la détection passive
étant réalisée initialement.
12. Appareil selon la revendication 11, carac-
térisé en ce que la détection active est réalisée lorsqu'on n'obtient pas de donnée fiable de mesure de distance par
l'exécution de la détection passive.
13. Appareil selon la revendication 12, carac-
térisé en ce que le circuit de commande détecte le niveau de luminosité ambiante et la détection active est réalisée lorsque le niveau détecté est égal ou inférieur à un niveau prédéterminé.
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