JPH0367203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は、距離を測定すべき対象から互いに異
なる光路を経て入射する光を受けて対象の映像を
それぞれ複数個の光センサからなる１対の固定さ
れた光センサアレイにより受光し、該各光センサ
アレイからの映像出力信号を量子化して得られる
前記映像中の光強度分布に応じた二つの映像デー
タ列を相互にシフトさせて相関を取り、高い相関
を示すシフト量から対象までの距離を測定する距
離測定装置に関する。

（従来技術とその問題点） 前述の種類の距離測定装置は、装置内に可動部
を有しないいわば純電子式の新しい距離測定装置
として、その小形で安価でかつ高精度の点を買わ
れて近年脚光を浴びつつある。しかし、この種距
離測定装置は元来カメラの自動焦点用に開発され
たものであつて、距離を測定できる対象がその映
像を受光する１対の光センサが設けられる面に直
角な前方正面に位置する場合にのみ測定が可能で
あり、斜方向位置にある対象までの距離を測定す
ることができない欠点がある。

すなわち、カメラにこの種距離測定装置を組み
込む場合は、カメラで撮像すべき被写体はふつう
はカメラの正面にあつて、該正面の被写体までの
距離を測定してこれに応じてカメラの焦点を合わ
せればよいがカメラの正面にない被写体に焦点を
合わせたい場合は、一たん該被写体の方にカメラ
の正面を向けて距離を測定しかつ焦点合わせをし
た上で、カメラ正面を所望の角度動かした位置で
シヤツタを切るようにしなければならない。

この種従来装置を第１図および第２図を参照し
て説明する。第１図は従来装置の測定原理を示す
もので、図において距離ｄを測定すべき対象１が
発する光例えば太陽光の反射光は、光学器械例え
ばカメラ内に相互にベース距離ｂを離間して組み
込まれた短い焦点距離ｆを有する１対の小レンズ
２，３に互いに空間的に異なる二つの光路４，５
を経てそれぞれ入射する。物体１は図では２個の
山形で示された光度分布を持つており、かかる光
度分布を有する物体の映像７，８が小レンズ２，
３によつてその共通の焦点面６上に結像される。
対象１が無限遠にあるときは、その映像７，８の
中心は、それぞれ７０，８０で示された位置にあ
るが。図示のように対象１が近距離にある場合
は、映像中心は位置７０，８０からそれぞれx1，
x2だけずれた位置７１，８１に来る。いま、な
んらかの手段でこれらのずれ量x₁，x₂を測定する
ことができれば、対象１までの距離ｄは、 ｄ＝ｂ・ｆ／ｘ ただしｘ＝x₁＋x₂ なる式によつて簡単に決めることができる。

このずれ量の測定のための焦点面６上に図に略
示された光センサアレイ１０，１１が設けられ
る。両センサアレイはそれぞれ複数個の光センサ
からなり、映像７，８を受光してその光強度分布
に応じた映像信号列をそれぞれ発生する。この両
映像信号列は位置７０，８０をそれぞれ基準位置
とし、両信号列の基準位置をともに０とすると、
両映像信号列の相互ずれ量を測定すれば前述のず
れ量ｘが測定される。上式中のずれ量x1，x2は
距離測定上は別個に測定する要はなく、それらの
和ｘを測定すれば十分なことは前式から明らかで
あるから、二つの映像信号列の相互ずれ量ｘを測
定すれば対象１までの距離を決めることができ
る。

上述の映像信号はアナログ量であるから、これ
を適当な量子化手段でデイジタル化して映像デー
タ列とした後、電子回路によつて映像データ列間
のずれ量xnが決定され、これに光センサの相互
間隔を乗算して前述のずれ量ｘが求められる。も
つとも、測定装置が出力する距離信号はずれ量ｘ
やこれかな計算された距離ｄである必要は必ずし
もなく、前述のデータ列間のずれ量xnで十分で
ある場合が多い。

第２図は従来装置によつて斜方向に存在する対
象までの距離を測定する手段を示すもので、斜前
方にある対象が１ａにより方形の形状で示されて
いる。距離測定装置が組み込まれたカメラはこの
対象１ａまでの距離ｄを測定するため、対象１ａ
がその正面に来るよう角度θだけ傾けられ、この
状態で測定を終えた後、山形で示す対象１の方に
カメラの正面を向けてシヤツタが切られる。第２
図においては、第１図に対応する部分は第１図の
符号が付されてかつ実線で示されており、斜め方
向に傾けられたときの対応部分の符号には添字ａ
が付されかつ鎖線で示されていることに留意され
たい。

以上説明したように、従来技術による距離測定
装置では、距離を測定すべき対象に向けて装置の
正面をいちいち向けなければならない欠点ないし
は不便さがあつた。

（発明の目的） 本発明は、前述のような従来装置の欠点ないし
不便さを解消して、対象が正面からずれた斜方向
に存在しても、装置を正面に向けたままで該斜方
向にある対象までの距離を測定できる距離測定装
置を提供することを目的とする。

（発明の要点） 本発明によれば上述の目的は、互いに空間的に
異なる光路を介して測定すべき対象の映像が結像
される１対の光センサアレイと、該光センサアレ
イの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号
を映像データに量子化する量子化回路と、該量子
化回路により量子化した映像データを、前記各映
像に対応した映像データ列として記憶するレジス
タ回路と、該レジスタ回路の両映像データ列に基
づいて、前記１対の光センサアレイ上での基準位
置に対して相対位置の異なる両映像データ列の複
数の組合せについての相関度を示す評価関数デー
タを発生する評価関数発生回路と、該評価関数発
生回路の評価関数データが最大相関数を示す前記
両映像データ列の組合せに基づいて、前記映像の
基準位置からのずれ量を検出するずれ量検出手段
とを備え、該ずれ量が前記対象までの距離に対応
した距離測定装置において、前記評価関数発生回
路は、測定すべき対象の方向に応じて前記基準位
置が複数設定され、その複数の基準位置に対して
前記評価関数データを発生するものであり、前記
ずれ量検出手段は、該複数の基準位置に対してそ
れぞれ該当基準位置からの前記映像のずれ量を検
出するものであることにより達成される。

（発明の実施例） 以下図面を参照しながら本発明の実施例を詳細
に説明する。第３図は本発明装置の動作原理の説
明図であつて、第１図と同じ部分には同じ符号が
付されている。第３図の光センサアレイ１０，１
１は従来装置の場合よりも図の横方向に長目に作
られており、左右の斜め方向の近距離から対象１
の発する光がレンズ２，３を経て入射して来て
も、その映像７，８が光センサアレイ１０，１１
の範囲外にまでまみ出すことがないように考慮さ
れている。なお、レンズ２，３は図では２個の別
個のレンズとして描かれているが、一眼リフレツ
クスカメラの場合のように１個のレンズの異なる
場所を用いてもよく、この意味ではレンズ２，３
はレンズ部分であつても差し支えない。

同図ａは第１図と同じく対象１が光センサアレ
イの設けられる焦点面６と直角な正面に位置する
場合を示し、この場合は従来と同じように映像
７，８の対象１が無限遠にあるときの鎖線で示さ
れた映像の位置からずれ量x1，x2の和ｘを測定
することにより物体までの距離ｄを測定すること
ができる。第２図ｂは対象１ｂ（同図ａの対象１
とは異なることに留意されたい）が右方向斜め角
度θ方向前方に位置する場合を示す。該ｂ図にお
いて、対象１ｂが無限遠にあるときのレンズ２に
よる鎖線で示された映像７の中心位置をＩ１と
し、物体１ｂが図示の近距離にあるときの映像７
の中心位置をＩとし、その間のずれ量をx1とす
る。また、レンズ２，３の光軸中心点をL2，L3
で表わし、両点L2，L3を結むベース幅ｂの線と
対象１ｂが無限遠にあるときのこれからの光路
（図では距離ｄを示す線として描かれている）と
の交点を図示のとおり点Ｂとし、点L2と点Ｂと
の間の間隔をb1、点L3と点Ｂとの間の間隔をb2
とする（一般にはb1とb2とは異なる）。対象１ｂ
の中心位置をＯで表わすと、三角形Ｏ，Ｂ，L2
と三角形L2，I1，Ｉとの相似関係から、 x1／b1＝21 となる。線分21の長さはレンズL₂の焦点距離
がｆであるからｆ／cosθとなり、これを代入する
と、 x1＝b1・ｆ／ｄ cosθ が成立する。左側のレンズ３の側についても、映
像８の中心の対象１ｂが無限遠にあるときの映像
中心からのずれを図示のようにxθとすると、同
様に x2＝b2・ｆ／ｄ cosθ 両式を加え合わせるとｂ＝b1＋b2であるから、 ｘ＝ｂ・ｆ／ｄ cosθ ただしｘ＝x1＋
x2 となり、ｄ＝ｂ・ｆ／ｘ cosθ から求める距離ｄが得られる。

第３図Ｃは対象１ｃが左方向斜め前方にある場
合を示し、同図ｂと同様に該対象１ｃが無限遠に
あるときの映像７，８（鎖線で示す）の中心I2か
らの映像７，８の中心Ｉずれをそれぞれx1，x2
とすると前式と全く同じ関係が成立して映像の相
互ずれ量ｘから距離ｄを求めることができる。

前述の説明と式からわかるように、距離測定に
当たつては映像７，８の基準点I1，I2からのずれ
量x1，x2を分離して測定する必要はなく、その
和ｘを知るだけで十分である。従つて光センサア
レイ１０中の位置I1と光センサアレイ１１中の位
置I2とを互いに対応する基準点として重ね合わせ
るようにしておけば、対象が近づくに従つて映像
７，８は互いに逆の方向にずれるのであるから、
映像７，８間のずれ量を測定すれば、前述のずれ
量ｘを測定することができる。

以上の原理に基づいて構成された本発明の実施
例装置を第４図に示す。この図の上部には第３図
では１０，１１で略示されていた左右の光センサ
アレイ１００Ｌ，１００Ｒからなる光センサアレ
イ部１００が示されており、距離測定をすべき対
象の映像をそれぞれ受光する。これらの光センサ
アレイ１００Ｌ，１００Ｒは一般には互いに異な
る数の光センサ、この例ではそれぞれｑ個、ｐ個
（ｑ＞ｐとする）の光センサからなつている。さ
らに、この実施例では右方の光センサアレイ１０
０Ｒは、距離測定すべき対象が正面にあるとき、
対象までの距離のいかんにかかわらずその映像を
中央部で受けるように、光学系が構成されてい
る。これに対して左方の光センサアレイ１００Ｌ
では、対象が正面にある場合でも、対象が近付く
につれて映像は左方にシフトされる。対象が斜め
右前にあるとき、左右両光センサアレイについ
て、無限遠の対象に対する映像の基準位置は、正
面の対象に対する映像の基準位置よりも左方にず
れ、対象が近づくにつれてその映像は基準位置か
ら左方の光センサアレイ１００Ｌについては左方
に、右方の光センサアレイについては右方にシフ
トする。対象が斜め左前にあるとき、無限遠の対
象に対する基準位置は、左右両光センサアレイに
ついて正面の対象に対する映像の基準位置よりも
右方にずれ、対象が近づくにつれてその映像は基
準位置から左方の光センサアレイ１００Ｌについ
ては左方に、右方の光センサアレイについては右
方にシフトする。

光センサアレイ１００Ｌ，１００Ｒ内の各光セ
ンサは、影像の光強度分布に応じてそれぞれが受
ける光量に対応する映像出力信号を発し、該信号
は量子化部２００のアナログ・デイジタル変換器
（以下ADCといる）群２００Ｌ，２００Ｒによつ
て、光センサごとにデイジタル値の映像データに
量子化される。量子化された映像データは簡単な
１ビツトのデータである場合もあり、多ビツトか
らなる場合もある。いずれにせよADC２００Ｌ，
２００Ｒの出力する映像データ列は光センサアレ
イ１００Ｌ，１００Ｒが受光した映像の光強度分
布を表わす分布をもつている。なお、図では各
ADCの枠内にデータ番号として左から始まる数
字が便宜上付されている。

この実施例では、斜め左前、正面および斜め右
前にある対象までの距離を測定するための距離測
定ユニツト５００Ｌ，５００Ｃ，５００Ｒが個別
に設けられており、これら複数の対象までの距離
を同時に測定できるように構成されている。これ
らの距離測定ユニツト５００Ｌ，５００Ｃ，５０
０Ｒは図中の一点鎖線の枠で示されており、その
内の斜め右前の対象に対する距離測定ユニツト５
００Ｒについて、内部の詳細回路が示されてい
る。他の距離測定ユニツト５００Ｌ，５００Ｃは
これと同様に構成される。

距離測定ユニツト５００Ｒを示す枠の上部に
は、この実施例では互いに異なるステージ数ｎ、
ｍ（ｎ＞ｍとする）をもつ左右のシフトレジスタ
４００Ｌ，４００Ｒが示されており、前述の左右
のADC群２００Ｌ，２００Ｒから映像データ列
を入力して記憶する。この実施例ではADCから
シフトレジスタ４００Ｌ，４００Ｒへの入力は固
定配線による並列入力方式を採つており、これに
よつてデータ転送時間、従つて距離測定時間の短
縮がはかられている。この右方の対象に対する距
離測定ユニツト５００Ｒの左方のシフトレジスタ
４００Ｌへは左方のADC群２００Ｌからその１
番目から始まるｎ個の映像データが固定配線によ
り供給され、右方のシフトレジスタ４００Ｒには
右方のADC群２００Ｒからその１番目から始ま
るｍ個の映像データが供給される。一方、正面の
対象に対する距離測定ユニツト５００Ｃ内の左方
のシフトレジスタ４００Ｌには、左方のADC群
２００Ｌから図示のようにその３番目から始まる
２個の映像データが図のLCで示す固定配線によ
り供給され、その右方のシフトレジスタ４００Ｒ
には右方のADC群２００Ｒからその３番目から
始まるｍ個の映像データが図のRCで示す固定配
線により供給される。さらに左方の対象に対する
距離測定ユニツト１００Ｌの左右のシフトレジス
タ４００Ｌ，４００Ｒには、同様にそれぞれ左右
のADC群２００Ｌ，２００Ｒからそれらの５番
目から始まるｎ、ｍ個の映像データが固定配線
LL，RLによつて供給される。

ところで、この実施例では前述の５番目から始
まるｎ、ｍ個の最後の映像データは、それぞれ
ｑ、ｐ番目の映像データに一致するように構成さ
れているので、ｑ＝ｎ＋４、ｐ＝ｍ＋４になつて
いる。より一般的には、σを任意の整数としてｑ
＝ｎ＋2σ、ｐ＝ｍ＋2σになるように選ぶことが
でき、このσは距離測定対象が正面から左右いず
れかに偏つたとき映像がずれるセンサ数を意味す
る。あるいは逆にσを選ぶことにより、距離測定
をすべき対象の正面からの偏りの角度を指定する
ことができる。以上の説明から、正面の対象に対
する距離測定ユニツト５００Ｃのシフトレジスタ
４００Ｌ，４００Ｒには光センサアレイ１００
Ｌ，１００Ｒの中央部からの映像データが供給さ
れ、左右に偏つた対象に対する距離測定ユニツト
５００Ｌ，５００Ｒには、光センサアレイ１００
Ｌ，１００Ｒの中央部からそれぞれ右方、左方に
σ個の光センサ分だけずれた映像データを供給す
ることができ、この個数σの選択により距離測定
対象の正面からの偏りの角度を指定できることが
わかる。

もちろんこの個数σは左右方向に対して同一で
なく左右について互いに異なつた個数を選ぶこと
ができる。また、この実施例ではシフトレジスタ
４００Ｌ，４００Ｒへの映像データの供給を並列
に入力方式としているが、直列入力方式をとるこ
ともできる。直列入力方式の場合は、例えば光セ
ンサアレイ１００Ｌ，１００Ｒをそれぞれ別個の
あるいは共通のCCD装置を用い、量子化手段と
して２個または１個のADCを設け、これによつ
て量子化された映像データを距離測定ユニツト５
００Ｌ，５００Ｃ，５００Ｒに相互間のずれ数が
σになるようにそれぞれのシフトレジスタ４００
Ｌ，４００Ｒに供給すればよい。この場合、映像
データの転送に若干時間を要するが、用途によつ
ては十分な場合も多い。

さて上述のようにしてシフトレジスタ４００
Ｌ，４００Ｒにそれぞれ納められた左右の映像デ
ータ列は、評価関数発生回路群６０ｉ（ｉ＝０〜
ｍ−ｎ）によつて相互間の相関がとられる。右方
のシフトレジスタ４００Ｒの段数ｍは映像データ
間の相関をとるべき映像の広がりを意味してお
り、換言すれば距離測定をすべき対象の映像内の
光強度分布をｍ個の映像データで代表させるわけ
で、ふつうは10個以上数十個程度の数が選ばれ
る。またこの実施例では、右方のシフトレジスタ
４００Ｒはその左端の１番目のステージからのも
出力が可能に構成されている。一方、左方のレジ
スタは、その左端の１番目のステージから始まつ
て６番目ののステージまでが並列出力が可能に構
成されており、前述の評価関数発生回路群６０ｉ
（ｉ＝１〜ｎ−ｍ）は、図示のようにそれぞれそ
の一方の入力端子でこれら並列出力の内の一つを
受け取り、その他方の入力端子で前述のシフトレ
ジスタの１番目のステージからの出力を共通に受
け取るよう接続されている。

評価関数の発生に当たつては左右のシフトレジ
スタ４００Ｌ，４００Ｒの右端のステージに互い
に同期されたシフトパルスＰ４０，Ｐ４０が図の
下方に示された中央制御回路９００によつて与え
られる。このシフトパルスＰ４０により、左右の
シフトレジスタ４００Ｌ，４００Ｒは一斉にその
記憶している映像データが図の右方から左方に向
けてシフトされる。さて各評価発生回路６０ｉ
（ｉ＝０〜ｎ−ｍ）は第５図に示すように、イク
スクルーシブノアゲート６１と、オアゲート６２
と、カウンタ６５とにより構成されており、該イ
スクルーシブノアゲート６１の入力端子６１１，
６１２の一方が左方のシフトレジスタ４００Ｌか
らの映像データを、他方が右方のシフトレジスタ
４００Ｒからの映像データを受け取り、両者が一
致した場合のみ出力“１”を出してオアゲート６
２を開いてカウンタ６５に１を加算する。この動
作は、シフトパルスＰ４０が繰返し与えられて、
右方のシフトレジスタ４００Ｒ中の右端のステー
ジ中に当初記憶されていたｍ番目の映像データが
その左端のステージから出力するまで継続され、
従つてシフトパルスＰ４０がｍ回与えられた後に
は各評価関数発生回路のカウンタ６５中には該回
路が受け取つた左右の映像データが一致した回数
が計数値として記憶されている。このｍ回のシフ
トパルスＰ４０によつて評価関数の発生が終わ
る。

さて、ｎ−ｍ＋１個の評価関数発生回路６０ｉ
（ｉ＝０〜ｎ−ｍ）の内の左端の評価関数発生回
路６００に注目すると、該回路は最初のシフトパ
ルスＰ４０が発しられた時点では、左方のシフト
レジスタ４００Ｌから１番目の映像データを、右
方のシフトレジスタ４００Ｒからも１番目の映像
データを受け取り、２番目のシフトパルスＰ４０
の発生時点では左右のシフトレジスタ４００Ｌ，
４００Ｒから同じ２番目の映像データを受け取
り、これが最後のｍ番目の映像データを受け取る
まで続けられる。つまり評価関数発生回路６００
は左右の映像データ列を互いにシフトさせない、
すなわちシフト数０の状態で相関を取つているこ
とになり、これが該回路を示す枠内の数０で表現
されている。しかし、この隣りの評価関数発生回
路６０１は、最初のシフトパルスＰ４０の時点
で、左方のシフトレジスタ４００Ｌからは２番目
の映像データを、右方のシフトレジスタ４００Ｒ
からは１番目の映像データを受け取る。さらに、
次のシフトパルスＰ４０が与えられた時点では左
方のシフトレジスタ４００Ｌからは３番目の、右
方のシフトレジスタ４００Ｒからは２番目の映像
を受け取り、以下同様にして左方のシフトレジス
タ４００Ｌからは、右方のシフトレジスタ４００
Ｒからの映像データより常に一つ進んだ映像デー
タを受け取る。これから、評価関数発生回路６０
１は左右の映像データ列をシフト数が１の状態で
相関をとつていることがわかる。以下同様にし
て、シフト数が１個ずつ増加し、最後の評価関数
発生回路はシフト数ｎ−ｍの状態で左右映像デー
タの相関を示す評価関数として映像データの一致
回路を発生して記憶することがわかる。

なお、前述の説明では、評価関数として左右映
像データ列間の映像の一致回数という最も簡単な
例を示したが、論理関数としては前述のイクスル
ーシブノアに限ることなく、両データ列間の相関
を示すに有用な他の任意の公知の論理関数を用い
ることができる。とくに映像データが多ビツトの
場合には、シフトレジスタ４００Ｌ，４００Ｒを
多重構成にし、かつ評価関数発生回路の論理ゲー
トをこれに相応するものとすれば、相関をとる上
でより精度の高い論理関数を利用することができ
る。また、この実施例では映像データ列間の相関
をとるべきすべてのシフト数についての評価関数
を同時発生させる手段を最良例として示したが、
距離測定が多少長くかかつてもよい用途向きに
は、各シフト数に対する評価関数を遂次的に発生
させる公知の手段を採用してよいことはもちろん
である。

以上のようにしてｎ−ｍ＋１個の評価関数発生
回路６０ｉ（ｉ＝０〜ｎ−ｍ）の各カウンタ６５
内には、左右の映像データ列をそれぞれ０〜ｎ−
ｍ段シフトさせて相関をとつた結果が記憶されて
いるから、距離測定のためにこれらの内から高い
相関とくに最高の関数を示すものを見付けなけれ
ばならない。これは、各評価関数発生回路６０ｉ
（ｉ＝０〜ｎ−ｍ）内のオアゲート６２に一斉に
読み出しパルスＰ６０を与えることによつて行な
われる。この読み出しパルスＰ６０を１回与える
ごとに、オアゲート６２が開かれて各カウンタ６
５に一斉に１が加算される。読み出しパルスＰ６
０が繰り返し与えられると、最大の計数値を記憶
していたカウンタ６５、例えば図示のシフト数ｉ
に対応する評価関数発生回路６０ｉのカウンタが
オーバフローを起こして、キヤリイ信号例えば論
理値“１”を出力する。図示のシフトレジスタ７
１０は、各評価関数発生回路６０ｉ（ｉ＝０〜ｎ
−ｍ）に対応したｎ−ｍ＋１個のステージを持
ち、評価関数発生回路からの並列書き込みが可能
に構成されているので、前述のシフト数ｉに対応
する評価関数発生回路６０ｉからのキヤリイ信号
“１”をただちに入力してその対応ステージに図
示のように“１”を記憶する。一方、右方に図示
されたオアゲート７２０は評価関数発生回路６０
ｉ（ｉ＝０〜ｎ−ｍ）からのキヤリイ信号出力を
並列入力しているので、キヤリイ信号が一つでも
発しられるとただちにゲートを開いて、その旨を
中央制御回路９００に通知する。中央制御回路９
００はこの通知に基づいてただちに前述の読み出
しパルスＰ６０の送出を止めるので、各カウンタ
６５の歩進は止まり、上記以外のキヤリイ信号が
発しられなくなる。以上により、最高の計数値を
記憶していたカウンタ６５に対応するシフトレジ
スタ７１０のステージだけが、所定の論理値例え
ば１を記憶することになる。

左右映像データ列間の最高相関が見られた前述
のシフト数ｉの読み出しは、シフトレジスタ７１
０に読み出しパルスＰ７０を中央制御回路９００
から与えることによつてなされる。距離信号算出
回路８００は、この実施例においては単なる例示
とした最も簡単なカウンタとして構成されてお
り、中央制御回路９００から前述のシフトレジス
タ７１０への読み出しパルスＰ７０を与えた時点
からこれと同期されたカウントパルスＰ８０が繰
り返して与えられる。従つて、読み出しパルスＰ
７０によりシフトレジスタ７１０内のデータが１
ステージずつ図の右方にシフトされるのと同期し
て、カウンタ８００のカウント値は１ずつ歩進す
る。しかし、前述のシフト数ｉを記憶する論理値
“１”がシフトレジスタ７１０から出力されると
同時に、中央制御回路９００はこれを検出して、
ただちにカウントパルスＰ８０を停止するので、
カウントも停止してカウンタ８００には前述のシ
フト数ｉがカウント値として記憶される。

図の下方に示された外部装置１０００は本発明
による距離測定装置が組み込まれる光学器械など
の外部装置の回路、とくにこれら外部装置に組み
込まれるマイクロコンピユータ回路であつて、各
距離測定ユニツト５００Ｌ，５００Ｃ，５００Ｒ
内の中央制御回路９００に距離信号の読み出し指
令や、距離を測定すべきユニツトの指定や測定指
令を与える制御信号CSを発し、中央制御回路９
００は例えば距離信号読み出し指令を受けて、距
離信号算出回路８００に距離信号を送出させる。
なお、距離信号算出回路８００は、前述のように
簡単なシフト数のカウンタとして構成されるばか
りでなく、このカウント値から前述の算式に基づ
いて対象までの距離ｄを算出して、これを距離信
号として送出するようにも構成できる。また中央
制御回路９００は、それぞれの距離測定ユニツト
５００Ｌ，５００Ｃ，５００Ｒ内に組み入れなく
とも、全ユニツトに共通の中央制御回路として設
けることができ、また外部装置１０００がマイク
ロコンピユータである場合には、これにその機能
を受け持たせることもできる。

第６図は本発明の異なる実施例を示し、前の実
施例と同一の部分には同一の符号が付されてい
る。この実施例においては、距離測定ユニツト５
００は斜め左、正面および斜め右の３方向にある
対象までの距離測定に切り換え使用できる共通ユ
ニツトとして構成されている。図の左方に略示的
に示された切換回路４４０は、外部装置１０００
からの切換え指令SSを受けて、その上に示され
た３本の選択線４４Ｌ，４４Ｃ，４４Ｒの内の指
令SSによつて選ばれた１本のみに信号“１”を
与える電子回路である。

一方この実施例における映像データを記憶する
左方のシフトレジスタは、光センサアレイ１００
Ｌからの映像信号列をADC群２００Ｌで量子化
した映像データ１〜ｑを並列に入力して記憶する
左方の前段シフトレジスタ４１０Ｌと、これから
シフトされて来る映像データを受け入れて各ステ
ージから映像データを並列出力する左方の後段シ
フトレジスタ４２０Ｌとからなつており、一方右
方のシフトレジスタ４１０Ｒは同様に光センサア
レイ１００Ｒが受けた映像を表わす映像を並列入
力して記憶する左方のシフトレジスタの前段部に
相応する部分のみからなつており、後段部はとく
に設けられていない。左方の後段シフトレジスタ
４２０Ｌは、評価関数発生回路６００〜６０ｓが
相関をとる左右映像データのｓ＋１個の相互シフ
ト数０〜ｓに対して、段数ｓをもつており、これ
が前の実施例のｎ−ｍに相当する。

さて前述の切換え回路４４０によつて、斜め右
前の対象までの距離測定を選択する選択線４４Ｒ
に信号“１”が出力されたとすると、左方の前段
シフトレジスタ４１０Ｌの１番目のステージから
の映像データ出力を受けるアンドゲート４３LR
と、右方のシフトレジスタ４１０Ｒの１番目のス
テージからの映像データを受けるアンドゲート４
３Ｒのそれぞれの一方の入力に“１”が与えられ
る。従つて、それぞれの１番目のステージから映
像データ出力が出ると、そのデータの論理状態
“１”、“０”に応じて両アンドゲート４３LR、４
３RRは開閉し、それぞれ後段のオアゲート４
３，４３Ｒを通じて、左方の前段シフトレジスタ
４１０Ｌからは後段シフトレジスタ４２０Ｌに、
右方のシフトレジスタ４１０Ｒからは評価関数発
生回路６００〜６０ｓにそれぞれ映像データを伝
達する。もちろんこのときは、アンドゲート４３
LC，４３LL，４３RC，４３RLは常にその一方
の入力が“０”であるから開くことはない。つま
り、選択線４４Ｒに信号“１”が与えられたと
き、左方の前段シフトレジスタ４１０Ｌと右方の
シフトレジスタ４１０Ｒは、その１番目のステー
ジからのみ映像データが出力される。もちろん、
切換え回路４４０が正面の対象までの距離測定を
選択する選択線４４Ｃあるいは斜め左前の対象ま
での距離測定を選択する選択線４４Ｌに信号１を
出力したときには、左方の前段シフトレジスタ４
１０Ｌおよび右方のシフトレジスタ４１０Ｒは、
図示のようにそれぞれその３番目あるいは５番目
のステージのみから映像データを出力する。

いま、斜め左前の対象の距離測定が選択されて
いるとすると、評価関数の発生にあたつては、ま
ず左方の前段シフトレジスタ４１０Ｌの右端のス
テージに中央制御回路９００からシフトパルスＰ
４０が発しられる。これにより該前段シフトレジ
スタ４１０Ｌ内の映像データを順次アンドゲート
４３LR、オアゲート４３Ｌを開いて後段シフト
レジスタ４２０Ｌ内に移る。前段シフトレジスタ
４１０Ｌの先頭ステージに当初記憶されていた１
番目の映像データが、図示のように後段シフトレ
ジスタ４２０Ｌの先頭ステージに到達した時点
に、右方のシフトレジスタ４１０Ｒの右端のステ
ージ中央制御回路９００から前述のシフトパルス
Ｐ４０に同期されたシフトパルスＰ４０が与えら
れる。以下、前の実施例で説明したようにｍ個の
シフトパルスＰ４０，Ｐ４１が与えられて、評価
関数発生回路６００〜６０ｓはそれぞれシフト数
０〜ｓに対応する評価関数を同時並行的に発生さ
せる。正面あるいは斜め右前の対象の距離測定が
選択されたときも、動作は前述と同様であり、左
方の前段シフトレジスタ４１０Ｌおよび右方のシ
フトレジスタ４１０Ｒからそれぞれ後段シフトレ
ジスタ４２０Ｌおよび評価関数発生回路６００〜
６００ｓに与えられる映像データ列が、先頭から
３番目あるいは５番目の映像データから始まる点
が前述と異なるのみである。

評価関数が発生された以後の回路動作は、前の
実施例と同じであるから、重複を避けるために説
明を省略する。以上のように、第６図に示された
実施例によれば、距離測定ユニツト５００に切換
回路４４０と付属のゲート類を若干増設するだけ
で、１個の距離測定ユニツトを正面、斜め左前、
斜め右前の３方向にある対象までの距離測定に共
用することができる。

第７図は本発明のさらに異なる実施例を示すも
ので、第５図に示した実施例と同一の部分には同
一の符号が付されている。この実施例も距離測定
ユニツト５００を３方向にある対象までの距離測
定に共用する実施態様を示すものであるが、第６
図と異なり外部装置１０００からの距離測定方向
の選択信号SSは中央制御回路９００に与えられ
る。また、この実施例においては、光センサアレ
イ１００Ｌ，１００Ｒが相互に等しいｑ個の光セ
ンサからなり、これらからの映像データ列を記憶
する左右のシフトレジスタがそれぞれ前段シフト
レジスタ４１０Ｌ，４１０Ｒと後段４２０Ｌ，４
２０Ｒを備えている点が前の実施例と異なつてい
る。

まず理解を容易にするため、評価関数発生回路
の動作について説明する。図の後段シフトレジス
タ４２０Ｌ，４２０Ｒの枠内の数字は、前段シフ
トレジスタ４１０Ｌ，４１０Ｒに当初記憶されて
いた映像データ列の先頭の映像データがシフトパ
ルスＰ４０によつて後段シフトレジスタ４２０
Ｌ，４２０Ｒの先頭ステージに到達したときの状
態を示している。左方の評価関数発生回路６００
は、この状態では左方の後段シフトレジスタ４２
０Ｌに入りつつある５番目の映像データと、右方
の後段シフトレジスタ４２０Ｒ中の１番目の映像
データとを入力している。つまり、該回路６００
は右方の映像データ列中の例えばｊ番目の映像デ
ータと左方の映像データ列中のｊ＋４番目の映像
データを入力している。これに対して次の評価関
数発生回路６０１は、この状態では左方の後段シ
フトレジスタから４番目の映像データを、右方の
後段シフトレジスタからは１番目の映像データを
入力しており、これから右方の映像データ列のｊ
番目の映像データを入力しているときは左方の映
像データ列からはｊ＋３番目の映像データを入力
していることがわかる。さらに最右端の評価関数
発生回路６０ｓに注目すると、前述の評価関数発
生回路６００とは逆に左方の後段シフトレジスタ
４２０Ｌからｊ番目の映像データを入力している
ときは、右方の後段シフトレジスタ４２０Ｒから
ｊ＋４番目の映像データを入力していることがわ
かる。従つて、これらの評価関数発生回路は、前
の二つの実施例と同様に、一つずつシフト数が異
なる評価関数を発生していることになる。さて、
光センサアレイ１００Ｌ，１００Ｒに対象の映像
を結像させる光学系を、左端の評価関数発生回路
６００が左右映像データ列をシフト数０の状態で
相関を取るように構成することは容易であり、本
実施例ではこのように光学系が構成されているわ
けである。評価関数発生回路６００がシフト数０
に対応するので、各回路６００〜６００ｓはそれ
ぞれｓ＋１個のシフト数０〜ｓに対応する評価関
数を図示のように発生する。

さて、斜め右前の対象までの距離を測定する際
には、ちようど図示の状態に映像データが後段シ
フトレジスタ４２０Ｌ，４２０Ｒにシフトされて
来る直前に、各評価回路６００〜６００ｓの第５
図に示されたカウンタ６５に、図示のリセツトパ
ルスＰ６１を中央制御回路９００により一斉に与
えて、図示の状態から計数を開始させる。外部回
路１０００が正面の対象の距離測定を選択指令
SSにより中央制御回路９００に与えたときには、
中央制御回路９００はこれを受けてσ＋１番目の
映像データが後段シフトレジスタ４２０Ｌ，４２
０Ｒの数字１が付されている先頭ステージに到達
する直前にリセツトパルスＰ６１を前述と同様に
各評価関数発生回路６００〜６００ｓのカウンタ
６５に一斉に与えて、σ＋１番目の映像データか
ら評価関数を発生させる。前の二つの実施例と同
じようにσが２であるとすると、リセツトパルス
Ｐ６１は３番目の映像データから評価関数が発生
されるように与えられる。斜め左前の対象までの
距離測定が指令された場合には、中央制御回路９
００は2σ＋１番目の映像データ、前の例と同じ
場合は５番目の映像データから評価関数を発生さ
せるように、評価関数発生回路６００〜６００ｓ
に一斉にリセツトパルスＰ６１を与える。以上説
明のように、この実施例においては、外部装置１
０００からの選択指令SSに応じて、中央制御回
路９００からの評価関数発生回路群に対するリセ
ツトパルスＰ６１を発するタイミングを調整する
ことだけで、対象までの距離測定をすべき方向を
簡単に切り換えうる利点がある。また、これから
容易に理解されるように、距離測定をすべき斜め
方向の角度をあらかじめ固定しておかなくても、
リセツトパルスを与えるタイミングを変えること
によつて角度調節も極めて簡単にできる長所があ
る。

なお、以上の三つの実施例の説明において、映
像データ列を記憶する左右のシフトレジスタは必
ずしも映像データをシフトできる形式のレジスタ
である必要はなく、書き込みや消去ができるレジ
スタであれば、種々の公知の手段を用いていろい
ろなシフト数についての左右映像データ列間の相
関を検定することは、当案者にとつて本発明の要
旨内で容易に実施するできることであり、この意
味で前述の説明は距離測定時間が短い最良の実施
例について例示されたものと解すべきである。

（発明の効果） 以上説明のとおり、本発明によれば、評価関数
発生回路は、測定すべき対象の方向に応じて基準
位置が複数設定され、その複数の基準位置に対し
て評価関数データを発生するものであり、ずれ量
検出手段は、該複数の基準位置に対してそれぞれ
該当基準位置からの映像のずれ量を検出するもの
であり、そのずれ量は対象までの距離に対応して
いるので、基準位置を正面のみならず、斜方向に
対しても設けておくことにより、装置を正面に向
けたままで、斜方向の対象までの距離を測定する
ことができる。

従つて、いちいち装置を斜方向の対象に向ける
必要がなくなり、測定時間の大幅な短縮が可能と
なり、特にカメラの自動焦点装置に用いた場合に
は、焦点合わせ操作の簡略化ないし合焦精度の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本件発明が属する種類の光電式距離測
定装置の原理説明図、第２図はこの種の従来装置
による斜め方向に存在する物体までの距離を測定
する手段の説明図、第３図は本発明装置の原理説
明図、第４図以降はすべて本発明の実施例を示
し、内第４図は距離測定方向ごとに距離測定ユニ
ツトが設けられる一実施例の回路図、第５図は第
４図に示す実施例回路中の評価関数発生回路の詳
細を示す部分回路図、第６図は１個の距離測定ユ
ニツトで複数方向の距離測定が可能な本発明の異
なる実施例の回路図、第７図は同じく１個の距離
測定ユニツトで複数方向の距離測定が可能な本発
明のさらに異なる実施例の回路図である。図にお
いて、 １，１ａ，１ｂ，１ｃ：距離測定をすべき対
象、２，３：対象の映像を結像させるカメラまた
はレンズ部分、４，５：互いに空間的に異なる光
路、１０，１１，１００Ｌ，１００Ｒ：光センサ
アレイ、２００Ｌ，２００Ｒ：量子化回路、４０
０Ｌ，４００Ｒ，４１０Ｌ，４１０Ｒ，４２０
Ｌ，４２０Ｒ：映像データ列を記憶するレジスタ
回路としてのシフトレジスタ、４３LR，４３
LC，４３LL，４３RR，４３RC，４３RL：角
度位置指定手段としてのアンドゲート、４３Ｌ，
４３Ｒ：角度位置指定手段としてのオアゲート、
４４０：角度位置指定手段としての切換え回路、
４４Ｌ，４４Ｃ，４４Ｒ：角度位置指定手段とし
ての選択線、６００〜６００ｓ，６０ｉ（ｉ＝０
〜ｎ−ｍ）：評価関数発生回路、７１０：距離信
号発生回路としてのシフトレジスタ、７２０：距
離信号発生回路としてのオアゲート、８００：距
離信号発生回路としての距離信号算出回路または
カウンタ、LL，LC，LR，RL，RC，RR：角度
位置指定手段としての固定配線、Ｐ６１：角度位
置指定手段としてのリセツトパルス、SS：角度
位置を指定する選択信号、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに空間的に異なる光路を介して測定すべ
   き対象の映像が結像される１対の光センサアレイ
   と、該光センサアレイの各光センサの受光強度に
   応じた映像出力信号を映像データに量子化する量
   子化回路と、該量子化回路により量子化した映像
   データを、前記各映像に対応した映像データ列と
   して記憶するレジスタ回路と、該レジスタ回路の
   両映像データ列に基づいて、前記１対の光センサ
   アレイ上での基準位置に対して相対位置の異なる
   両映像データ列の複数の組合せについての相関度
   を示す評価関数データを発生する評価関数発生回
   路と、該評価関数発生回路の評価関数データが最
   大相関数を示す前記映像データ列の組合せに基づ
   いて、前記映像の基準位置からのずれ量を検出す
   るずれ量検出手段とを備え、該ずれ量が前記対象
   までの距離に対応した距離測定装置において、前
   記評価関数発生回路は、測定すべき対象の方向に
   応じて前記基準位置が複数設定され、その複数の
   基準位置に対して前記評価関数データを発生する
   ものであり、前記ずれ量検出手段は、該複数の基
   準位置に対してそれぞれ該当基準位置からの前記
   映像のずれ量を検出するものであることを特徴と
   する距離測定装置。