JPH0827185B2 - Distance distribution measurement method - Google Patents

Distance distribution measurement method

Info

Publication number
JPH0827185B2
JPH0827185B2 JP61258580A JP25858086A JPH0827185B2 JP H0827185 B2 JPH0827185 B2 JP H0827185B2 JP 61258580 A JP61258580 A JP 61258580A JP 25858086 A JP25858086 A JP 25858086A JP H0827185 B2 JPH0827185 B2 JP H0827185B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
distribution measuring
measuring means
illuminance distribution
signal
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 - Fee Related
Application number
JP61258580A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63212813A (en
Inventor
誠宏 反町
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP61258580A priority Critical patent/JPH0827185B2/en
Priority to FR8715068A priority patent/FR2606139B1/en
Priority to DE19873736883 priority patent/DE3736883A1/en
Priority to GB8725485A priority patent/GB2197765B/en
Publication of JPS63212813A publication Critical patent/JPS63212813A/en
Priority to US07/540,309 priority patent/US4989827A/en
Publication of JPH0827185B2 publication Critical patent/JPH0827185B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は距離分布測定方法に関し、特に周囲環境の物
体までの距離の分布を光学的に測定する方法に関する。
この様な距離分布測定方法はたとえば自動走行ロボット
の環境認識のための視覚的手段として有効に利用され
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a distance distribution measuring method, and more particularly to a method for optically measuring a distance distribution to an object in the surrounding environment.
Such a distance distribution measuring method is effectively used, for example, as a visual means for environment recognition of an autonomous mobile robot.

[従来の技術] 光学的に物体までの距離を測定する方法としていわゆ
るステレオ法と呼ばれる方法がある。この方法において
は焦点距離が同一の2つの対物レンズを光軸を平行に保
ち且つ所定の距離隔てて並列に維持し該各対物レンズの
後方にそれぞれ照度分布測定手段を配置し、これら2つ
の測定手段により測定される同一の照度分布パターンの
位置関係から物体までの距離を算出することができる。
[Prior Art] There is a so-called stereo method as a method of optically measuring a distance to an object. In this method, two objective lenses having the same focal length are maintained in parallel with the optical axis kept parallel and at a predetermined distance from each other, and illuminance distribution measuring means is arranged behind each objective lens, and these two measurement lenses are measured. The distance to the object can be calculated from the positional relationship of the same illuminance distribution pattern measured by the means.

第8図(a),(b)はステレオ法の原理を説明する
ための図である。図において、101,102は焦点距離の等
しい光集束性の対物レンズであり、101A,102Aはそれぞ
れそれらの光軸である。レンズ101,102は光軸101A,102A
が平行になる様に且つレンズ中心間を結ぶ直線(基線)
が光軸101A,102Aと直交する様に配置されている。レン
ズ101の後方には該レンズの焦点距離Fだけ隔てられた
位置に測定手段103が配置されており、レンズ102の後方
には距離Fだけ隔てられた位置に測定手段104が配置さ
れている。これら測定手段はレンズ101,102の基線方向
と平行な方向の1つの直線上に配置されている。
FIGS. 8A and 8B are views for explaining the principle of the stereo method. In the figure, 101 and 102 are light-focusing objective lenses having the same focal length, and 101A and 102A are their optical axes. Lens 101 and 102 are optical axes 101A and 102A
A straight line (baseline) connecting the lens centers so that they are parallel to each other
Are arranged so as to be orthogonal to the optical axes 101A and 102A. A measuring means 103 is arranged behind the lens 101 at a position separated by the focal length F of the lens, and a measuring means 104 is arranged behind the lens 102 at a position separated by the distance F. These measuring means are arranged on one straight line in a direction parallel to the base line direction of the lenses 101 and 102.

第8図(a)においては物体105が光軸101A上におい
て無限遠に存在する。この場合には、レンズ101による
測定手段103上での物体105の像106は光軸101A上に存在
し、同様にレンズ102による測定手段104上での物体105
の像107は光軸102A上に存在する。
In FIG. 8A, the object 105 exists at infinity on the optical axis 101A. In this case, the image 106 of the object 105 on the measuring means 103 by the lens 101 is on the optical axis 101A, and similarly the object 105 on the measuring means 104 by the lens 102.
Image 107 of is present on the optical axis 102A.

第8図(b)においては物体105が光軸101A上におい
て有限の距離Xだけ離れた位置に存在する。この場合に
は、レンズ101による測定手段103上での物体105の像106
は光軸101A上に存在するが、レンズ102による測定手段1
04上での物体105の像107は光軸102Aから距離Dだけ離れ
た位置に存在する。
In FIG. 8B, the object 105 exists at a position separated by a finite distance X on the optical axis 101A. In this case, the image 106 of the object 105 on the measuring means 103 by the lens 101
Exists on the optical axis 101A, but the measuring means 1 by the lens 102
An image 107 of the object 105 on 04 exists at a position separated from the optical axis 102A by a distance D.

従って、像107の光軸102Aからのずれ量Dを測定手段
で検出することによって、レンズ101,102と測定手段と1
03,104との間の距離F及び基線長Lから、測定すべき距
離Xは次式により計算処理で求めることができる。
Therefore, by detecting the amount of deviation D of the image 107 from the optical axis 102A with the measuring means, the lenses 101, 102 and the measuring means
From the distance F between 03 and 104 and the base line length L, the distance X to be measured can be calculated by the following equation.

X=FL/D ところで、一般に測定手段上には全体にわたって画像
が形成され、同一物体上の同一物点の像を特定すること
は困難である。そこで、以上の様なステレオ法において
は、測定手段103,104により像106,107の位置を求めるた
めに、一方の測定手段103における照度分布と他方の測
定手段104における照度分布との相関をとることが行な
われる。
X = FL / D By the way, generally, an image is formed over the entire measuring means, and it is difficult to specify an image of the same object point on the same object. Therefore, in the above stereo method, in order to obtain the positions of the images 106, 107 by the measuring means 103, 104, the illuminance distribution in one measuring means 103 and the illuminance distribution in the other measuring means 104 are correlated. .

第9図(a),(b),(c)はこの様な相関法の原
理を説明するための図である。
9 (a), (b) and (c) are diagrams for explaining the principle of such a correlation method.

測定手段103,104としては、たとえば自己走査型セン
サであるCCDアレイが用いられる。
As the measuring means 103 and 104, for example, a CCD array which is a self-scanning sensor is used.

第9図(a)において、レンズ101に対応する測定手
段であるCCDアレイ103はn個の受光要素を有し、レンズ
102に対応する測定手段であるCCDアレイはm個の受光要
素を有する(m>n)。即ち、光軸101A上の物体までの
距離を測定するとすれば、レンズ101による像106は物体
までの距離に無関係に光軸101A上に存在するが、レンズ
102による像107は物体までの距離に応じて位置が変化す
るので、CCDアレイ104にはCCDアレイ103よりも多くの受
光要素が設けられている。この様な配置において、CCD
アレイ103を基準視野と称し、CCDアレイ104を参照視野
と称する。
In FIG. 9A, a CCD array 103, which is a measuring unit corresponding to the lens 101, has n light receiving elements,
The CCD array, which is the measuring means corresponding to 102, has m light receiving elements (m> n). That is, if the distance to the object on the optical axis 101A is measured, the image 106 by the lens 101 exists on the optical axis 101A regardless of the distance to the object.
Since the position of the image 107 by the image 102 changes according to the distance to the object, the CCD array 104 is provided with more light receiving elements than the CCD array 103. With this arrangement, the CCD
The array 103 is referred to as a standard field of view, and the CCD array 104 is referred to as a reference field of view.

第9図(a)に示される様な基準視野及び参照視野で
の照度分布は第9図(b)に示される様になる。即ち、
レンズ101に関する物体105及び像106の光軸方向の結像
関係はレンズ102に関する物体105及び像107の光軸方向
の結像関係と等しい(即ち、倍率が等しい)ので、像10
6の照度分布と像107の照度分布とは光軸から距離Dだけ
ずれた点が異なるのみである。
The illuminance distributions in the standard visual field and the reference visual field as shown in FIG. 9 (a) are as shown in FIG. 9 (b). That is,
The image formation relationship of the object 105 and the image 106 with respect to the lens 101 in the optical axis direction is equal to the image formation relationship of the object 105 and the image 107 with respect to the lens 102 in the optical axis direction (that is, the magnifications are equal).
The illuminance distribution of 6 and the illuminance distribution of the image 107 differ only in that they are displaced from the optical axis by a distance D.

従って、CCDアレイ103,104からは、第9図(c)に示
される様な各受光要素に対応する出力が得られる。
Therefore, from the CCD arrays 103 and 104, outputs corresponding to the respective light receiving elements as shown in FIG. 9C are obtained.

そこで、2つのCCDアレイの出力の相関をとるため、
先ず基準視野における第1〜n番目の受光要素の出力S
(1)〜S(n)と参照視野における第1〜n番目の受
光要素の出力R(1)〜R(n)との対応する出力どう
しの差の和 を求める。次に同様にして、基準視野における第1〜n
番目の受光要素の出力S(1)〜S(n)と参照視野に
おける第2〜(n+1)番目の受光要素の出力R(2)
〜R(n+1)との対応する出力どうしの差の和 を求める。以下、同様にして まで求める。
Therefore, in order to correlate the outputs of the two CCD arrays,
First, the outputs S of the first to nth light receiving elements in the reference field of view
(1) to S (n) and the sum of the differences between the outputs corresponding to the outputs R (1) to R (n) of the first to nth light receiving elements in the reference field of view. Ask for. Next, similarly, the first to nth points in the reference visual field
Outputs S (1) to S (n) of the second light receiving element and outputs R (2) of the second to (n + 1) th light receiving elements in the reference field of view.
~ R (n + 1) sum of the difference between corresponding outputs Ask for. And so on Ask up to.

この様にして求めた(m−n+1)個の値のうちで最
も小さい値(理想的には0)となるCORの番号を選び、
その番号にCCDアレイの1受光要素の幅を乗ずることに
より上記Dの値を求めることができる。
Of the (m-n + 1) values obtained in this way, the COR number with the smallest value (ideally 0) is selected,
The value of D can be obtained by multiplying the number by the width of one light receiving element of the CCD array.

[発明が解決しようとする問題点] ところで、以上の様な相関法では、たとえば繰返しパ
ターン像等の場合には相関をとる際に誤った位置でも対
応関係がある様に判定される場合があり、測定の正確さ
が未だ十分でないという問題点がある。また、以上の様
な相関法に基づく距離測定を各方向に関し行なって周囲
環境の物体までの距離分布を求めようとする場合には、
相関をとる際の演算の回数が極めて多くなり、測定装置
の処理回路が複雑化するという問題点もある。更に、相
関法では方向の分解数を十分に高めることができないと
いう問題点もある。
[Problems to be Solved by the Invention] In the correlation method as described above, for example, in the case of a repetitive pattern image or the like, it may be determined that there is a correspondence even at an incorrect position when the correlation is obtained. However, there is a problem that the accuracy of measurement is not yet sufficient. Also, when trying to obtain the distance distribution to the object in the surrounding environment by performing the distance measurement based on the above correlation method in each direction,
There is also a problem that the number of calculations for obtaining the correlation becomes extremely large and the processing circuit of the measuring device becomes complicated. Further, the correlation method has a problem that the number of decompositions in the direction cannot be sufficiently increased.

そこで、本発明は、この様な従来技術の問題点を解決
し、高い精度且つ高い方向分解数での測定を簡易に実行
し得る光学的距離分布測定方法を提供することを目的と
する。
Therefore, it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide an optical distance distribution measuring method capable of easily performing measurement with high accuracy and a high number of directional decompositions.

[問題点を解決するための手段] 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとし
て、 実質上同一の焦点距離を有する2つの光学系を光軸が
平行になる様に配置し、各光学系の後方に同一距離隔て
て光軸と垂直に照度分布測定手段を配置し、上記2つの
光学系及び上記2つの照度分布測定手段の位置関係をこ
れらの相対的配置が所定の関係を維持する様にして光軸
方向及び光軸と垂直な光学系並び方向に関し変化させな
がら各照度分布測定手段により照度分布を測定し、該2
つの照度分布をそれぞれ位置に関して微分し、該2つの
微分信号において互いの対応信号が合焦を示す配置関係
にあることを検出し、この検出時の上記2つの光学系及
び上記2つの照度分布測定手段の位置関係に基づいて上
記対応信号位置について物体までの距離を算出すること
を特徴とする、距離分布測定方法、 が提供される。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, in order to achieve the above object, two optical systems having substantially the same focal length are arranged so that their optical axes are parallel to each other. An illuminance distribution measuring unit is arranged behind each optical system at the same distance and perpendicular to the optical axis, and the relative positions of the two optical systems and the two illuminance distribution measuring units have a predetermined relationship. The illuminance distribution is measured by each illuminance distribution measuring means while changing the optical axis direction and the arrangement direction of the optical system perpendicular to the optical axis so that the illuminance distribution is measured.
The two illuminance distributions are differentiated with respect to each position, and it is detected that the corresponding signals in the two differentiated signals are in the arrangement relationship indicating the in-focus state, and the two optical systems and the two illuminance distributions are measured at the time of detection. A distance distribution measuring method, characterized in that the distance to the object is calculated for the corresponding signal position based on the positional relationship of the means.

[実施例] 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を証
明する。
[Examples] Hereinafter, specific examples of the present invention will be proved with reference to the drawings.

第1図は本発明による距離分布測定方法を実施するた
めの装置の一実施例の構成を示すブロック図であり、第
2図(a),(b)は該装置の一部概略図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an apparatus for carrying out a distance distribution measuring method according to the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are partial schematic views of the apparatus. .

第2図(a),(b)において、11はレンズ1の鏡筒
であり、該鏡筒は不図示のフレームに固定されている。
尚、1Aはレンズ1の光軸である。12はレンズ2の鏡筒で
あり、該鏡筒には基線方向に延びた1対の付属部材12a,
12bが付設されている。該付属部材にはそれぞれ上記基
線方向に延びたガイド長穴13a,13bが形成されている。1
4a,14bはそれぞれ不図示のフレームに固定されたガイド
ピンであり、これらはそれぞれ上記ガイド長穴13a,13b
に嵌合されている。上記鏡筒12にはまた光軸方向及び基
線方向の双方に直交する方向(以下、P方向と称する)
に突出せるガイドピン15が付設されている。上記レンズ
1,2の焦点距離はともにFである。
In FIGS. 2A and 2B, 11 is a lens barrel of the lens 1, and the lens barrel is fixed to a frame (not shown).
1A is the optical axis of the lens 1. Reference numeral 12 is a lens barrel of the lens 2, and a pair of accessory members 12a extending in the base line direction are attached to the lens barrel.
12b is attached. Guide elongated holes 13a and 13b extending in the base line direction are formed in the accessory members, respectively. 1
4a and 14b are guide pins fixed to a frame (not shown), and these are the guide elongated holes 13a and 13b, respectively.
Is fitted to. The lens barrel 12 also has a direction orthogonal to both the optical axis direction and the base line direction (hereinafter referred to as P direction).
A guide pin 15 is attached so that the guide pin 15 can be projected. Above lens
The focal lengths of 1 and 2 are both F.

16はクランクレバーであり、該レバーはほぼ直交する
2つの腕16a,16bを有する。腕16aはほぼ光軸方向に延び
ており、腕16bはほぼ基線方向に延びている。これら2
つの腕の接続部分にはP方向の回転軸16cが設けられて
いる。該回転軸は不図示のフレームに回転自在な様に連
結されている。上記腕16aの先端部には上記回転軸16cの
中心へと向かう方向に延びたガイド長穴17aが形成され
ており、一方上記腕16bの先端部には上記回転軸16cの中
心へと向かう方向に延びたガイド長穴17bが形成されて
いる。そして、上記鏡筒12に付設されたガイドピン15は
上記ガイド長穴17aに嵌合されている。
Reference numeral 16 is a crank lever, which has two arms 16a and 16b that are substantially orthogonal to each other. The arm 16a extends substantially in the optical axis direction, and the arm 16b extends substantially in the base line direction. These two
A rotating shaft 16c in the P direction is provided at the connecting portion of the two arms. The rotating shaft is rotatably connected to a frame (not shown). A guide slot 17a extending in a direction toward the center of the rotating shaft 16c is formed at the tip of the arm 16a, while a direction toward the center of the rotating shaft 16c is formed at the tip of the arm 16b. A guide elongated hole 17b extending in the direction is formed. The guide pin 15 attached to the lens barrel 12 is fitted in the guide elongated hole 17a.

3,4はそれぞれレンズ1,2に対応して配置された同数の
受光要素を有するCCDアレイであり、該CCDアレイはいづ
れも基線方向に沿って支持体18に固定されている。該支
持体にはP方向に突出せるガイドピン19が付設されてい
る。そして、該ガイドピンは上記ガイド長穴17bに嵌合
されている。また、支持体18には光軸方向に延びたガイ
ド長穴20が形成されている。21a,21bは光軸方向に沿っ
て整列して不図示のフレームに固定されているガイドピ
ンであり、該ガイドピンは上記ガイド長穴20に嵌合され
ている。
Reference numerals 3 and 4 denote CCD arrays having the same number of light receiving elements arranged corresponding to the lenses 1 and 2, respectively, and the CCD arrays are fixed to the support 18 along the base line direction. A guide pin 19 projecting in the P direction is attached to the support. The guide pin is fitted in the guide elongated hole 17b. Further, a guide elongated hole 20 extending in the optical axis direction is formed in the support 18. Reference numerals 21a and 21b are guide pins aligned in the optical axis direction and fixed to a frame (not shown), and the guide pins are fitted into the guide elongated holes 20.

上記支持体18には該支持体を光軸方向に往復移動させ
るための駆動手段が連結されている。該駆動手段はパル
スモータ22と該モータの駆動回転軸に付設されたオネジ
部材23と該オネジ部材とかみ合う様に上記支持体に付設
されたメネジ部材24とからなる。
A drive means for reciprocating the support in the optical axis direction is connected to the support 18. The driving means comprises a pulse motor 22, a male screw member 23 attached to the drive rotating shaft of the motor, and a female screw member 24 attached to the support so as to engage with the male screw member.

第2図(a)においては、レンズ1の中心とレンズ2
の中心とは基線方向に距離Lを隔てて位置しており、同
様にCCDアレイ3の中心とCCDアレイ4の中心とは基線方
向に距離Lを隔てて位置しており、且つレンズ1,2とCCD
アレイ3,4とはレンズ1,2の焦点距離Fだけ隔てて位置し
ている。
In FIG. 2A, the center of the lens 1 and the lens 2
Of the CCD array 3 and the center of the CCD array 4 are separated by a distance L in the base line direction, and the lenses 1, 2 And CCD
The arrays 3 and 4 are separated from each other by the focal length F of the lenses 1 and 2.

第2図(b)は第2図(a)の状態からクランクレバ
ー16を回転軸16cのまわりに図中反時計回りに角度θだ
け回転させた状態を示すものである。この回転により、
鏡筒12はガイド長穴17aとガイドピン15との結合関係及
びガイド長穴13a,13bとガイドピン14a,14bとの結合関係
に基づき基線方向に図中左方へと距離ΔLだけ移動す
る。一方、この回転により、支持体18はガイド長穴17b
とガイドピン19との結合関係及びガイド長穴20とガイド
ピン21a,21bとの結合関係に基づき光軸方向に図中下方
へと距離ΔFだけ移動する。そして、第2図(b)で
は、レンズ1とレンズ2との間の距離がL′(=L−Δ
L)であり、レンズ1,2とCCDアレイ3,4との間の距離が
F′(=F+ΔF)である。
FIG. 2 (b) shows a state in which the crank lever 16 is rotated about the rotation shaft 16c counterclockwise in the figure by an angle θ from the state of FIG. 2 (a). With this rotation,
The lens barrel 12 moves to the left in the figure by a distance ΔL in the base line direction based on the connection relationship between the guide elongated holes 17a and the guide pins 15 and the connection relationship between the guide elongated holes 13a and 13b and the guide pins 14a and 14b. On the other hand, this rotation causes the support 18 to move into the guide slot 17b.
Based on the connection relationship between the guide pin 19 and the guide pin 19 and the connection relationship between the elongated guide hole 20 and the guide pins 21a and 21b, it moves downward in the figure by a distance ΔF. Then, in FIG. 2 (b), the distance between the lens 1 and the lens 2 is L '(= L-Δ
L), and the distance between the lenses 1 and 2 and the CCD arrays 3 and 4 is F '(= F + ΔF).

ここで、クランクレバー16の腕16aが光軸方向の時
に、該クランクレバー16の回転軸16cの中心から上記鏡
筒12に付設されたガイドピン15の中心までの距離をA・
Lとし該回転軸16cの中心から上記支持体18に付設され
たガイドピン19の中心までの距離をA・Lとしておく
(ここで、Aは比例定数である)。
Here, when the arm 16a of the crank lever 16 is in the optical axis direction, the distance from the center of the rotating shaft 16c of the crank lever 16 to the center of the guide pin 15 attached to the lens barrel 12 is A.
Let L be the distance from the center of the rotary shaft 16c to the center of the guide pin 19 attached to the support 18 (A is a constant of proportionality).

この場合、上記回転角θ(ラジアン)が小さいとすれ
ば、 ΔL=A・L・θ ΔF=A・F・θ と近似でき、従って、 L′・F′=(L−A・F・θ)・ (F+A・F・θ) =L・F−A2LFθ2 である。そして、θが小さい場合にはA2LFθ2は無視し
得るので、 L′・F′=L・F と近似できる。
In this case, if the rotation angle θ (radian) is small, it can be approximated as ΔL = A · L · θ ΔF = A · F · θ, and therefore L ′ · F ′ = (L−A · F · θ ) · (F + a · F · θ) = a L · F-a 2 LFθ 2 . When θ is small, A 2 LFθ 2 can be ignored, so that L ′ · F ′ = L · F can be approximated.

第1図において、CCDアレイ3,4は同一の駆動回路31に
より同時に読出し駆動され、またパルスモータ22は駆動
回路32により駆動される。
In FIG. 1, the CCD arrays 3 and 4 are simultaneously read and driven by the same drive circuit 31, and the pulse motor 22 is driven by the drive circuit 32.

CCDアレイ3,4からはそれぞれ時系列的に順次受光要素
からの画素信号が出力され画像情報信号として微分回路
33,34に入力される。該微分回路では画像情報信号の微
分信号が得られる。該微分信号は時系列的に入力される
各画素信号について当該画素信号の前の画素信号に対す
る増分の時系列的信号を意味するものであり、画像情報
信号を一画素分だけラッチしておき続いて入力される画
素信号に対し引算することにより得ることができる。
Pixel signals from the light receiving elements are sequentially output from the CCD arrays 3 and 4 in chronological order, and a differentiating circuit as an image information signal.
Input to 33,34. The differential circuit obtains a differential signal of the image information signal. The differentiated signal means a time-series signal of an increment with respect to a pixel signal preceding the pixel signal of each pixel signal input in time-series, and the image information signal is latched for one pixel. It can be obtained by subtracting the pixel signal input by the following.

上記微分回路33,34の出力は差分回路35に入力され、
ここでは2つの微分信号の差信号が得られる。
The outputs of the differentiating circuits 33 and 34 are input to the difference circuit 35,
Here, the difference signal of the two differential signals is obtained.

上記差分回路35の出力はA/Dコンバータ36に入力さ
れ、ここで上記差信号がデジタル化される。
The output of the difference circuit 35 is input to the A / D converter 36, where the difference signal is digitized.

上記A/Dコンバータ36の出力は続いて遅延回路37、差
分回路38及び比較回路39に入力される。
The output of the A / D converter 36 is subsequently input to the delay circuit 37, the difference circuit 38 and the comparison circuit 39.

上記遅延回路37ではBBDの様な1画面の画像情報信号
を保持して時間的に遅延させる手段が利用される。従っ
て、上記差分回路38へはA/Dコンバータ36の出力である
信号と1画面前のA/Dコンバータの出力とが同時に入力
される。そして、該差分回路38ではこれら2つの信号の
差信号が得られる。
The delay circuit 37 uses a means such as BBD for holding the image information signal of one screen and delaying it in time. Therefore, the signal that is the output of the A / D converter 36 and the output of the A / D converter one screen before are input to the difference circuit 38 at the same time. Then, the difference circuit 38 obtains a difference signal of these two signals.

該差分回路38の出力は比較回路40に入力される。該比
較回路40では入力信号の絶対値と所定の第1のしきい値
との比較が行なわれ、入力信号の絶対値が該しきい値よ
りも大なる時のみ信号を出力する。
The output of the difference circuit 38 is input to the comparison circuit 40. The comparison circuit 40 compares the absolute value of the input signal with a predetermined first threshold value, and outputs a signal only when the absolute value of the input signal is larger than the threshold value.

一方、比較回路39では上記A/Dコンバータ36からの入
力信号の絶対値と所定の第2のしきい値との比較が行な
われ、入力信号の絶対値が該第2のしきい値よりも小な
る時のみ信号を出力する。
On the other hand, the comparison circuit 39 compares the absolute value of the input signal from the A / D converter 36 with a predetermined second threshold value, and the absolute value of the input signal is higher than the second threshold value. The signal is output only when it becomes small.

該比較回路39の出力と上記比較回路40の出力とがAND
回路41と入力され、ここで双方の入力信号のAND信号が
得られる。
The output of the comparison circuit 39 and the output of the comparison circuit 40 are ANDed.
It is input to the circuit 41, and an AND signal of both input signals is obtained here.

該AND回路41の出力はCPU42に入力される。 The output of the AND circuit 41 is input to the CPU 42.

一方、上記モータ駆動回路32からはモータの回転角
(該回転角はCCDアレイ3,4の光軸方向の位置に対応す
る)の信号が出力され、該信号は距離算出回路43に入力
される。
On the other hand, a signal of the rotation angle of the motor (the rotation angle corresponds to the position of the CCD arrays 3 and 4 in the optical axis direction) is output from the motor drive circuit 32, and the signal is input to the distance calculation circuit 43. .

該距離算出回路43では距離算出を行なう。該算出結果
はCPU42を経てメモリ44に記憶される。
The distance calculation circuit 43 calculates the distance. The calculation result is stored in the memory 44 via the CPU 42.

尚、45は装置の各ブロックの動作のクロックを制御す
るためのクロック制御回路である。
Reference numeral 45 is a clock control circuit for controlling the clock of the operation of each block of the device.

以下、上記第1図及び第2図、更には第3図以降の図
面を参照しながら本実施例装置の動作即ち本発明方法の
一実施例を説明する。
Hereinafter, the operation of the apparatus of the present embodiment, that is, one embodiment of the method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and further to FIGS.

第3図(a),(b)は本実施例の測定の詳細を説明
するための光学図である。
3 (a) and 3 (b) are optical diagrams for explaining the details of the measurement in the present embodiment.

物体5は光軸1A,1Bに沿って有限の距離Xだけ離れた
位置に存在し、基線方向に所定の長さを有するものとす
る。
It is assumed that the object 5 exists at a position separated by a finite distance X along the optical axes 1A and 1B and has a predetermined length in the base line direction.

先ず、第3図(a)に示される様に、レンズ1,2間の
距離をCCDアレイ間の距離と同一のLとし且つレンズ1,2
とCCDアレイ3,4との間の距離をレンズの焦点距離Fとし
ておく。これは上記第2図(a)の状態に相当する。
First, as shown in FIG. 3 (a), the distance between the lenses 1 and 2 is set to the same L as the distance between the CCD arrays, and the lenses 1 and 2 are
The focal length F of the lens is the distance between the CCD array and the CCD arrays 3 and 4. This corresponds to the state shown in FIG.

この状態では、レンズ1によるCCDアレイ3上の画像
は第4図(a)の様になり、物体5の像がぼけた状態で
中央に形成されている。一方、レンズ2によるCCDアレ
イ4上の画像は第4図(b)の様になり、物体5の像が
ぼけた状態で中央から右よりにずれた位置に形成されて
いる。そして、CCDアレイ4上の画像はCCDアレイ3上の
画像を右向きに所定距離移動させた様な画像である。
尚、第4図(a),(b)はそれぞれCCDアレイ3,4から
出力される画像情報信号に相当する。
In this state, the image on the CCD array 3 by the lens 1 is as shown in FIG. 4 (a), and the image of the object 5 is formed in the center in a blurred state. On the other hand, the image on the CCD array 4 by the lens 2 is as shown in FIG. 4 (b), and the image of the object 5 is formed in a position deviated from the center to the right in a blurred state. The image on the CCD array 4 is an image obtained by moving the image on the CCD array 3 rightward by a predetermined distance.
Incidentally, FIGS. 4A and 4B correspond to the image information signals output from the CCD arrays 3 and 4, respectively.

従って、微分回路33,34の出力である微分信号は、そ
れぞれ第4図(c),(d)の様になる。画像情報信号
はCCDアレイ上の画像のぼけによりなだらかな信号であ
るので、微分信号の絶対値は小さい。
Therefore, the differential signals output from the differentiating circuits 33 and 34 are as shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d), respectively. Since the image information signal is a gentle signal due to the blurring of the image on the CCD array, the absolute value of the differential signal is small.

差分回路35では上記微分回路33,34の出力における対
応する画素信号どうしの差の信号列が形成され、該差信
号は第4図(e)の様になる。該出力信号は上記微分信
号の絶対値が小さいことに基づき絶対値が小さい。
The difference circuit 35 forms a signal train of the difference between the corresponding pixel signals in the outputs of the differentiating circuits 33 and 34, and the difference signal is as shown in FIG. 4 (e). The output signal has a small absolute value due to the small absolute value of the differential signal.

該差分回路35からの出力信号はA/Dコンバータ36によ
りデジタル化され、以降の信号処理がデジタルで行なわ
れる。
The output signal from the difference circuit 35 is digitized by the A / D converter 36, and the subsequent signal processing is digitally performed.

差分回路38では上記A/Dコンバータ36の出力信号と遅
延回路37の出力信号との差の信号が出力される。尚、初
期状態では遅延回路37からは1画面前の信号の出力がな
いので、差分回路38では該遅延回路からの入力信号のダ
ミーとしてA/Dコンバータ36からの入力信号を用いて引
算が行なわれ、従って該差分回路38の出力信号は全体的
に0の信号となる。
The difference circuit 38 outputs a signal of the difference between the output signal of the A / D converter 36 and the output signal of the delay circuit 37. In the initial state, since the delay circuit 37 does not output the signal of the previous screen, the difference circuit 38 subtracts the input signal from the A / D converter 36 as a dummy of the input signal from the delay circuit. Therefore, the output signal of the difference circuit 38 becomes a signal of 0 as a whole.

従って、上記比較回路40への入力信号は全体にわたっ
て該比較回路に設定されているしきい値よりも絶対値が
小さいので、該比較回路の出力信号は第4図(f)に示
される様に全体的に0となる。
Therefore, since the absolute value of the input signal to the comparison circuit 40 is smaller than the threshold value set in the comparison circuit, the output signal of the comparison circuit is as shown in FIG. 4 (f). It becomes 0 as a whole.

一方、比較回路39への入力信号は全体にわたって該比
較回路に設定されているしきい値よりも絶対値が小さい
ので、該比較回路の出力信号は第4図(g)に示される
様に全体的に1となる。
On the other hand, since the absolute value of the input signal to the comparison circuit 39 is smaller than the threshold value set in the comparison circuit, the output signal of the comparison circuit is the whole as shown in FIG. 4 (g). Will be 1.

従って、AND回路41の出力は第4図(h)に示される
様に全体的に0となる。
Therefore, the output of the AND circuit 41 becomes 0 as a whole as shown in FIG.

このAND回路41の出力がCPU42に入力され、該信号中に
は1が含まれていないので、この時点では該CPUから距
離算出回路43に対し距離算出指令が発せられることはな
い。
Since the output of the AND circuit 41 is input to the CPU 42 and 1 is not included in the signal, the CPU does not issue a distance calculation command to the distance calculation circuit 43 at this time.

但し、モータ駆動回路32からはモータ回転角信号が距
離算出回路43に対し出力される。
However, the motor drive circuit 32 outputs a motor rotation angle signal to the distance calculation circuit 43.

次に、モータ駆動回路32によりパルスモータ22を適宜
の角度回転させて支持体18を光軸方向に所定距離移動さ
せ、かくして鏡筒12を基線方向に所定の距離移動させ
る。
Then, the motor drive circuit 32 rotates the pulse motor 22 by an appropriate angle to move the support 18 by a predetermined distance in the optical axis direction, and thus the lens barrel 12 is moved by a predetermined distance in the base line direction.

この状態で形成される新たな画面について上記と同様
に信号処理を行なう。この状態では、CCDアレイ3,4上で
の画像は上記の場合とほぼ同様のパターンで且つ少しだ
け合焦点状態に近づいたものとなる。但し、CCDアレイ
4上での画像は物体5の像が上記の場合よりも少し中央
に近づいたものとなる。
Signal processing is performed on the new screen formed in this state in the same manner as above. In this state, the image on the CCD arrays 3 and 4 has a pattern almost similar to that in the above case and is slightly closer to the focused state. However, the image on the CCD array 4 is such that the image of the object 5 is slightly closer to the center than in the above case.

この状態での信号処理においても上記と少しだけ異な
るかまたは同一の信号が得られる。
Also in the signal processing in this state, a signal that is slightly different or the same as the above can be obtained.

以下同様にして、モータ22の駆動と信号処理とを繰返
す。
In the same manner, driving of the motor 22 and signal processing are repeated.

第3図(b)は、レンズ1,2間の距離がL′であり且
つレンズ1,2とCCDアレイ3,4との間の距離がF′である
状態を示す。この状態は上記モータ22の駆動を繰返すこ
とにより実現される。これは上記第2図(b)の状態に
相当する。
FIG. 3 (b) shows a state in which the distance between the lenses 1 and 2 is L'and the distance between the lenses 1 and 2 and the CCD arrays 3 and 4 is F '. This state is realized by repeating the driving of the motor 22. This corresponds to the state shown in FIG. 2 (b).

本実施例においては、クランクレバー16の回転に際
し、上記の様にL′・F′=L・Fなる関係を維持して
ΔL及びΔFが変化するので、物体5の像6,7はそれぞ
れCCDアレイ3,4の中央に合焦状態で位置することにな
る。
In the present embodiment, when the crank lever 16 rotates, ΔL and ΔF change while maintaining the relationship of L ′ · F ′ = L · F as described above, so the images 6 and 7 of the object 5 are CCD respectively. It will be positioned in the center of the arrays 3 and 4 in a focused state.

即ち、上記の様に、第3図(a),(b)において、
L′・F′=L・Fであるので、 L・F=(L−ΔL)(F+ΔF) が成り立つ。また、第3図(b)における相似関係か
ら、 (L−ΔL)/X= L/[X+(F+ΔF)] が成り立つ。これらの式から、 1/F=1/X+1/(F+ΔF) が導かれる。これにより第3図(b)における物体5と
像6,7とはそれぞれレンズ1,2に関し合焦結像の公式を満
たしていることが分る。
That is, as described above, in FIGS. 3 (a) and 3 (b),
Since L ′ · F ′ = LF, the following holds: LF = (L−ΔL) (F + ΔF). Further, from the similarity relationship in FIG. 3 (b), (L−ΔL) / X = L / [X + (F + ΔF)] holds. From these equations, 1 / F = 1 / X + 1 / (F + ΔF) is derived. From this, it can be seen that the object 5 and the images 6 and 7 in FIG. 3 (b) satisfy the formulas for focusing images with respect to the lenses 1 and 2, respectively.

この合焦状態に到達する直前(1画面前)の状態で
は、レンズ1によるCCDアレイ3上の画像は第5図
(a)の様になり、物体5の像が殆ど合焦状態に近くわ
ずかにぼけた状態で中央に形成されている。一方、レン
ズ2によるCCDアレイ4上の画像は第5図(b)の様に
なり、物体5の像が合焦状態に近くわずかにぼけた状態
で中央からわずかに右よりにずれた位置に形成されてい
る。そして、CCDアレイ4上の画像はCCDアレイ3上の画
像を右向きにわずかな距離移動させた様な画像である。
尚、第5図(a),(b)はそれぞれCCDアレイ3,4から
出力される画像情報信号に相当する。
In the state immediately before reaching the focused state (one screen before), the image on the CCD array 3 by the lens 1 is as shown in FIG. 5 (a), and the image of the object 5 is almost close to the focused state. It is formed in the center in a blurred state. On the other hand, the image on the CCD array 4 by the lens 2 is as shown in FIG. 5 (b), and the image of the object 5 is slightly defocused to the right from the center while the image of the object 5 is slightly blurred near the focused state. Has been formed. The image on the CCD array 4 is an image obtained by moving the image on the CCD array 3 rightward by a slight distance.
Incidentally, FIGS. 5A and 5B correspond to the image information signals output from the CCD arrays 3 and 4, respectively.

従って、微分回路33,34の出力である微分信号は、そ
れぞれ第5図(c),(d)の様になる。画像情報信号
はCCDアレイ上の画像が殆ど合焦状態であることに基づ
きエッジ部の傾きがかなり急な信号であるので、微分信
号には該エッジ部に絶対値の比較的大きな部分があらわ
れる。
Therefore, the differential signals output from the differentiating circuits 33 and 34 are as shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), respectively. Since the image information signal is a signal whose edge portion has a fairly steep slope because the image on the CCD array is almost in focus, the differential signal has a relatively large absolute value portion at the edge portion.

従って、差分回路35の出力である差信号は第5図
(e)の様になる。尚、第5図(e)において、点線は
一画面前の該差信号即ち遅延回路37の出力を示す。
Therefore, the difference signal output from the difference circuit 35 is as shown in FIG. In FIG. 5 (e), the dotted line shows the difference signal one screen before, that is, the output of the delay circuit 37.

これにともない、差分回路38の出力信号は第5図
(e′)の様になる。
Along with this, the output signal of the difference circuit 38 becomes as shown in FIG. 5 (e ').

従って、上記比較回路40への入力信号は該比較回路に
設定されているしきい値よりも未だ絶対値が小さいの
で、該比較回路の出力信号は第5図(f)に示される様
に全体的に0となる。
Therefore, since the absolute value of the input signal to the comparison circuit 40 is still smaller than the threshold value set in the comparison circuit, the output signal of the comparison circuit is as shown in FIG. Will be 0.

一方、比較回路39への入力信号は該比較回路に設定さ
れているしきい値よりも絶対値が大きい部分があるの
で、該比較回路の出力信号は第5図(g)に示される様
に部分的に1となる。
On the other hand, since the input signal to the comparison circuit 39 has a portion whose absolute value is larger than the threshold value set in the comparison circuit, the output signal of the comparison circuit is as shown in FIG. 5 (g). Partially becomes 1.

従って、AND回路41の出力は第5図(h)に示される
様に全体的に0となる。
Therefore, the output of the AND circuit 41 becomes 0 as a whole as shown in FIG.

このAND回路41の出力がCPU42に入力され、該信号中に
は1が含まれていないので、この時点では該CPUから距
離算出回路43に対し距離算出指令が発せられることはな
い。
Since the output of the AND circuit 41 is input to the CPU 42 and 1 is not included in the signal, the CPU does not issue a distance calculation command to the distance calculation circuit 43 at this time.

続いてモータ22を駆動することにより上記第3図
(b)に示される合焦状態となるが、この合焦状態で
は、レンズ1によるCCDアレイ3上の画像は第6図
(a)の様になり、物体5の像が十分な合焦状態で中央
に形成されている。一方、レンズ2によるCCDアレイ4
上の画像は第6図(b)の様になり、物体5の像が十分
な合焦状態で中央に形成されている。そして、CCDアレ
イ4上の画像はCCDアレイ3上の画像と同等の画像であ
る。尚、第6図(a),(b)はそれぞれCCDアレイ3,4
から出力される画像情報信号に相当する。
Then, by driving the motor 22, the in-focus state shown in FIG. 3 (b) is obtained. In this in-focus state, the image on the CCD array 3 by the lens 1 is as shown in FIG. 6 (a). The image of the object 5 is formed in the center in a sufficiently focused state. On the other hand, CCD array 4 with lens 2
The upper image is as shown in FIG. 6B, and the image of the object 5 is formed in the center in a sufficiently focused state. The image on the CCD array 4 is the same as the image on the CCD array 3. 6 (a) and 6 (b) are CCD arrays 3 and 4, respectively.
Corresponds to the image information signal output from.

従って、微分回路33,34の出力である微分信号は、そ
れぞれ第6図(c),(d)の様になる。画像情報信号
はCCDアレイ上の画像が十分な合焦状態であることに基
づきエッジ部Eの傾きが極めて急であるので、微分信号
には該エッジ部Eに絶対値の十分に大きな部分があらわ
れる。
Therefore, the differential signals output from the differentiating circuits 33 and 34 are as shown in FIGS. 6 (c) and 6 (d), respectively. Since the image information signal has a very steep edge portion E because the image on the CCD array is in a sufficiently focused state, the edge portion E has a sufficiently large absolute value in the differential signal. .

以上の様に、CCDアレイ3,4の出力が同一であることに
より微分回路33,34の出力である微分信号も同一である
ので、差分回路35の出力である差信号は第6図(e)に
示される様に全体的に0となる。尚、第6図(e)にお
いて、点線は一画面前の該差信号即ち遅延回路37の出力
を示す。
As described above, since the outputs of the CCD arrays 3 and 4 are the same, the differential signals which are the outputs of the differentiating circuits 33 and 34 are also the same. Therefore, the difference signal which is the output of the difference circuit 35 is shown in FIG. ), It becomes 0 as a whole. In FIG. 6 (e), the dotted line shows the difference signal one screen before, that is, the output of the delay circuit 37.

これにともない、差分回路38の出力信号は第6図
(e′)の様になる。
Along with this, the output signal of the difference circuit 38 becomes as shown in FIG. 6 (e ').

従って、上記比較回路40への入力信号には該比較回路
に設定されているしきい値よりも絶対値の大きな部分が
含まれるので、該比較回路の出力信号は第6図(f)に
示される様に部分的に1となる。
Therefore, since the input signal to the comparison circuit 40 includes a portion whose absolute value is larger than the threshold value set in the comparison circuit, the output signal of the comparison circuit is shown in FIG. 6 (f). It becomes 1 partly as shown.

一方、比較回路39への入力信号は全体にわたって該比
較回路に設定されているしきい値よりも絶対値が小さい
ので、該比較回路の出力信号は第6図(g)に示される
様に全体的に1となる。
On the other hand, the absolute value of the input signal to the comparator circuit 39 is smaller than the threshold value set in the comparator circuit, so that the output signal of the comparator circuit as a whole is as shown in FIG. 6 (g). Will be 1.

従って、AND回路41の出力は第6図(h)に示される
様に部分的に1となる。
Therefore, the output of the AND circuit 41 is partially 1 as shown in FIG. 6 (h).

このAND回路41の出力がCPU42に入力され、該信号中に
1が含まれているので、この時点で該CPUから距離算出
回路43に対し距離算出指令が発せられ、該距離算出回路
ではモータ駆動回路32から入力されるCCDアレイ3,4の移
動距離ΔFに関する情報を介して得られるレンズ2の移
動距離ΔLに基づき、次の関係式 Z=L′・F′/ΔL =L・F/ΔL を用いて、物体5までの距離Xを算出する。
The output of the AND circuit 41 is input to the CPU 42, and since 1 is included in the signal, the CPU issues a distance calculation command to the distance calculation circuit 43 at this point, and the distance calculation circuit drives the motor. Based on the moving distance ΔL of the lens 2 obtained through the information on the moving distance ΔF of the CCD arrays 3 and 4 input from the circuit 32, the following relational expression Z = L ′ · F ′ / ΔL = L · F / ΔL Is used to calculate the distance X to the object 5.

該算出された距離Xの値はCPU42に入力され、上記AND
回路41の出力信号中に含まれる1の部分に対応する距離
としてメモリ44に記憶される。尚、第6図(f),
(h)においては各エッジ部Eに対応して信号中に2つ
の1の部分が示されているが、適当な処理によりエッジ
部に正確に対応する部分以外を除去することができる。
The value of the calculated distance X is input to the CPU 42, and the AND
The distance is stored in the memory 44 as the distance corresponding to the portion 1 included in the output signal of the circuit 41. Incidentally, FIG. 6 (f),
In (h), two 1's are shown in the signal corresponding to the respective edge portions E, but it is possible to remove the portions other than the portions exactly corresponding to the edge portions by appropriate processing.

第7図は、以上の様な本実施例において第6図に示さ
れる画像のエッジ部Eに着目した場合のレンズ1,2間距
離の変化に対する差分回路35の出力信号の絶対値の変化
を概略的に示す図である。
FIG. 7 shows the change in the absolute value of the output signal of the difference circuit 35 with respect to the change in the distance between the lenses 1 and 2 when focusing on the edge portion E of the image shown in FIG. 6 in the present embodiment as described above. It is a figure which shows schematically.

本実施例においては、レンズ間距離を変化させながら
該差分回路35の出力が急激に0となるレンズ間距離を検
出しているので、合焦状態の検出が容易であり、且つ検
出精度が充分に高い。
In the present embodiment, the inter-lens distance at which the output of the difference circuit 35 suddenly becomes 0 is detected while changing the inter-lens distance. Therefore, it is easy to detect the in-focus state and the detection accuracy is sufficient. Very expensive.

以上の実施例においては、物体のエッジ部が等距離で
2箇所である例が示されているが、一般的には周囲環境
にはこの様な物体エッジ部が種々の距離に数多く存在す
るので、上記第3図(a)に示される様な無限遠に合焦
する状態から第3図(b)に示される様な状態を経て更
に至近距離に合焦する状態までレンズ及びCCDアレイの
移動を行なうことにより、各エッジ部ごとに距離測定が
実行され、距離分布が測定される。
In the above embodiment, an example in which the edge portions of the object are equidistant at two places is shown, but in general, there are many such object edge portions at various distances in the surrounding environment. , The movement of the lens and CCD array from the state of focusing at infinity as shown in FIG. 3 (a) to the state of further focusing at a close distance through the state as shown in FIG. 3 (b). By performing the above, the distance measurement is executed for each edge portion, and the distance distribution is measured.

尚、以上の実施例において、画像信号を順次読出し出
力する時点即ち画像信号を順次読出す際のレンズ間距離
は所望の仕様に応じて適宜設定して測定精度を向上させ
ることができる。更に、比較回路40における第1のしき
い値及び比較回路39における第2のしきい値は、第1の
しきい値は比較的大きな値とし且つ第2のしきい値は殆
ど0に近い比較的小さな値として、所望の仕様に応じて
適宜設定することができる。
In the above embodiments, the distance between the lenses at the time of sequentially reading and outputting the image signals, that is, the distance between the lenses at the time of sequentially reading the image signals can be appropriately set according to desired specifications to improve the measurement accuracy. Further, the first threshold value in the comparison circuit 40 and the second threshold value in the comparison circuit 39 are such that the first threshold value is a relatively large value and the second threshold value is almost zero. As a relatively small value, it can be appropriately set according to desired specifications.

上記実施例においては差分回路35の出力をA/Dコンバ
ータ36によりデジタル化しているが、信号のデジタル化
はこの段階に限定されることはなく、たとえばCCDアレ
イ3,4の出力を直ちにデジタル化してもよく、あるいは
その他の適宜の段階でデジタル化してもよい。
In the above embodiment, the output of the difference circuit 35 is digitized by the A / D converter 36, but the digitization of the signal is not limited to this stage, and for example, the outputs of the CCD arrays 3 and 4 are immediately digitized. Alternatively, it may be digitized at any other suitable stage.

上記実施例においては第2図に示される様な機構を用
いてレンズ2及びCCDアレイ3,4を所定の関係を維持しな
がら移動させているが、該レンズ及びCCDアレイの移動
を独立にパルスモータ等の駆動手段で駆動し、この移動
の際の所定の関係を維持をCPU42からの制御信号により
行なうことも可能である。
In the above embodiment, the lens 2 and the CCD arrays 3 and 4 are moved while maintaining a predetermined relationship by using the mechanism shown in FIG. 2, but the movement of the lens and the CCD array is independently pulsed. It is also possible to drive by a driving means such as a motor and maintain a predetermined relationship during this movement by a control signal from the CPU 42.

上記実施例においては照度分布測定手段がCCDアレイ
である場合が例示されているが、本発明においては照度
分布測定手段はその他の手段であってもよく、特に2次
元イメージセンサであってもよい。2次元センサの場合
には主走査線の方向を基線方向とし、1ライン分ごとに
上記実施例に示される様な処理を実行すればよく、これ
により所定の視野範囲についての距離分布が測定され
る。
Although the illuminance distribution measuring means is a CCD array in the above embodiment, the illuminance distribution measuring means may be other means in the present invention, particularly a two-dimensional image sensor. . In the case of a two-dimensional sensor, the direction of the main scanning line is set as the base line direction, and the processing as shown in the above embodiment may be executed for each line, whereby the distance distribution in a predetermined visual field range is measured. It

[発明の効果] 以上の様な本発明によれば、照度分布測定手段により
測定される照度分布の微分信号に基づき合焦状態にある
ことの検出を行なった上で該合焦状態部分までの距離を
光学系等の配置に基づき算出するので、相関法で生ずる
ことのある疑似対応に基づく測定ミスを防止することが
でき、測定精度は大幅に向上する。また、本発明によれ
ば、距離測定の方向の分解数は照度分布測定手段の受光
要素程度にまで高めることが可能である。更に、本発明
によれば、相関法に比べて演算処理が簡単である。
[Effects of the Invention] According to the present invention as described above, it is detected that an in-focus state is achieved based on the differential signal of the illuminance distribution measured by the illuminance distribution measuring means, and then the in-focus state portion is detected. Since the distance is calculated based on the arrangement of the optical system or the like, it is possible to prevent a measurement error due to a pseudo correspondence that may occur in the correlation method, and the measurement accuracy is significantly improved. Further, according to the present invention, the number of decompositions in the direction of distance measurement can be increased to about the light receiving element of the illuminance distribution measuring means. Further, according to the present invention, the arithmetic processing is easier than the correlation method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明方法を実施するための装置の構成を示す
ブロック図である。 第2図(a),(b)は本発明方法を実施するための装
置の一部概略図である。 第3図(a),(b)は本発明方法を実施するための装
置における光学図である。 第4図、第5図及び第6図は本発明方法を実施するため
の装置における信号を示す図である。 第7図は本発明方法を実施するための装置におけるレン
ズ間距離変化の際の信号変化を示す図である。 第8図(a),(b)はステレオ法の原理を説明するた
めの図である。 第9図(a),(b),(c)は相関法の原理を説明す
るための図である。 1,2:レンズ、1A,2A:光軸、3,4:CCDアレイ、5:物体、6,
7:像、11,12:鏡筒、16,26:クランクレバー、18:支持
体。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for carrying out the method of the present invention. 2 (a) and 2 (b) are partial schematic views of an apparatus for carrying out the method of the present invention. 3 (a) and 3 (b) are optical diagrams in an apparatus for carrying out the method of the present invention. FIGS. 4, 5 and 6 show the signals in the device for carrying out the method according to the invention. FIG. 7 is a diagram showing a signal change when the distance between lenses is changed in the apparatus for carrying out the method of the present invention. FIGS. 8A and 8B are views for explaining the principle of the stereo method. 9 (a), (b) and (c) are diagrams for explaining the principle of the correlation method. 1,2: Lens, 1A, 2A: Optical axis, 3,4: CCD array, 5: Object, 6,
7: image, 11, 12: lens barrel, 16, 26: crank lever, 18: support.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】実質上同一の焦点距離を有する2つの光学
系を光軸が平行になる様に配置し、各光学系の後方に同
一距離隔てて光軸と垂直に照度分布測定手段を配置し、
上記2つの光学系及び上記2つの照度分布測定手段の位
置関係をこれらの相対的配置が所定の関係を維持する様
にして光軸方向及び光軸と垂直な光学系並び方向に関し
変化させながら各照度分布測定手段により照度分布を測
定し、該2つの照度分布をそれぞれ位置に関して微分
し、該2つの微分信号において互いの対応信号が合焦を
示す配置関係にあることを検出し、この検出時の上記2
つの光学系及び上記2つの照度分布測定手段の位置関係
に基づいて上記対応信号位置について物体までの距離を
算出することを特徴とする、距離分布測定方法。
1. Two optical systems having substantially the same focal length are arranged such that their optical axes are parallel to each other, and an illuminance distribution measuring means is arranged behind each optical system at the same distance and perpendicular to the optical axis. Then
While changing the positional relationship between the two optical systems and the two illuminance distribution measuring means with respect to the optical axis direction and the alignment direction of the optical system perpendicular to the optical axis such that their relative arrangements maintain a predetermined relationship. The illuminance distribution measuring unit measures the illuminance distribution, differentiates the two illuminance distributions with respect to each position, and detects that the corresponding signals of the two differentiated signals have a positional relationship indicating focusing, and at the time of this detection. Above 2
A distance distribution measuring method, characterized in that a distance to an object at the corresponding signal position is calculated based on a positional relationship between one optical system and the two illuminance distribution measuring means.
【請求項2】前記対応信号は絶対値が所定値以上であ
り、2つの微分信号において互いの対応信号が合焦を示
す配置関係にあることを検出するに際し、光学系と照度
分布測定手段との間隔を変化させながら間欠的に微分信
号を得、2つの微分信号の差分を作成し、該差分と前回
の該差分との差を求め、該差の絶対値が所定値よりも大
である状態から小である状態へ移行したか否かを判定す
る、特許請求の範囲第1項の距離分布測定方法。
2. An absolute value of the corresponding signal is equal to or more than a predetermined value, and when detecting that the corresponding signals of the two differential signals are in a positional relationship indicating focusing, an optical system and an illuminance distribution measuring means are provided. The differential signal is intermittently obtained while changing the interval of, the difference between the two differential signals is created, the difference between the difference and the previous difference is obtained, and the absolute value of the difference is larger than the predetermined value. The distance distribution measuring method according to claim 1, wherein it is determined whether or not the state has changed to a small state.
【請求項3】前記2つの光学系及び前記2つの照度分布
測定手段の位置関係の変化に際し、2つの光学系の光軸
間の距離が変化せしめられ且つ2つの照度分布測定手段
の距離が一定に保たれ、更に2つの光学系の光軸間の距
離と光学系−照度分布測定手段間の距離との積がほぼ一
定に維持される、特許請求の範囲第1項の距離分布測定
方法。
3. When the positional relationship between the two optical systems and the two illuminance distribution measuring means is changed, the distance between the optical axes of the two optical systems is changed and the distance between the two illuminance distribution measuring means is constant. The distance distribution measuring method according to claim 1, wherein the product of the distance between the optical axes of the two optical systems and the distance between the optical system and the illuminance distribution measuring means is maintained substantially constant.
【請求項4】2つの照度分布測定手段が実質上同等であ
る、特許請求の範囲第3項の距離分布測定方法。
4. The distance distribution measuring method according to claim 3, wherein the two illuminance distribution measuring means are substantially equivalent.
JP61258580A 1986-10-31 1986-10-31 Distance distribution measurement method Expired - Fee Related JPH0827185B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61258580A JPH0827185B2 (en) 1986-10-31 1986-10-31 Distance distribution measurement method
FR8715068A FR2606139B1 (en) 1986-10-31 1987-10-30 DISTANCE DISTRIBUTION MEASUREMENT METHOD
DE19873736883 DE3736883A1 (en) 1986-10-31 1987-10-30 METHOD FOR MEASURING DISTANCE DISTRIBUTIONS
GB8725485A GB2197765B (en) 1986-10-31 1987-10-30 Distance distribution measuring method
US07/540,309 US4989827A (en) 1986-10-31 1990-06-20 Distance distribution measuring method and apparatus varying spacing between an image pickup and the optical axis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61258580A JPH0827185B2 (en) 1986-10-31 1986-10-31 Distance distribution measurement method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63212813A JPS63212813A (en) 1988-09-05
JPH0827185B2 true JPH0827185B2 (en) 1996-03-21

Family

ID=17322225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61258580A Expired - Fee Related JPH0827185B2 (en) 1986-10-31 1986-10-31 Distance distribution measurement method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0827185B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6102829B2 (en) * 2014-06-02 2017-03-29 中国電力株式会社 Absolute coordinate position measurement method by stereo matching method and absolute coordinate position measurement device by stereo matching method
JP2023146917A (en) * 2022-03-29 2023-10-12 株式会社東京精密 Arithmetic device and method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6188212A (en) * 1984-10-05 1986-05-06 Canon Inc Object information processing device
JPS61116311A (en) * 1984-11-12 1986-06-03 Canon Inc Base line length modifying device
JPS61287778A (en) * 1985-06-14 1986-12-18 Ricoh Co Ltd printer

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63212813A (en) 1988-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113074669B (en) Laser projector with flash alignment
JP6559773B2 (en) In-line inspection of ophthalmic instruments using automatic alignment system and interferometer
EP1190818A2 (en) Position-orientation recognition device
JP2002139304A (en) Distance measuring device and distance measuring method
JPS61116611A (en) Distance measurement
JP3306858B2 (en) 3D shape measuring device
KR20040028495A (en) Offset Measurement Mechanism and Method for Bonding Apparatus
JPH1123952A (en) Automatic focusing device and laser beam machining device using the same
CN110382159B (en) Method for detecting a joining point of a workpiece and laser processing head
JPH0827185B2 (en) Distance distribution measurement method
JPH0827186B2 (en) Distance distribution measuring method and congestion matching mechanism used therefor
JPH0820207B2 (en) Optical 3D position measurement method
KR100377357B1 (en) System for tracking target using image feedback and Method therefor
JPH0658212B2 (en) Three-dimensional coordinate measuring device
JP2591804B2 (en) Distance measuring method and device
US4989827A (en) Distance distribution measuring method and apparatus varying spacing between an image pickup and the optical axis
US20260079335A1 (en) Metrology system utilizing scan lens for points-from-focus type processes
JP3250537B2 (en) Positioning method and apparatus used for the method
CN107948497A (en) For optimizing system, the method and apparatus of visual field
CA2356618C (en) Sensing head and apparatus for determining the position and orientation of a target object
JP3287263B2 (en) Height measuring device
JP2001280915A (en) Image measuring system and image measuring method
JPH03237311A (en) image input device
JPH0799332B2 (en) Convergence mechanism
JPH06300527A (en) Dimension measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees