JPH0827185B2

JPH0827185B2 - 距離分布測定方法

Info

Publication number: JPH0827185B2
Application number: JP61258580A
Authority: JP
Inventors: 誠宏反町
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS63212813A

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

該AND回路41の出力はCPU42に入力される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

以下同様にして、モータ22の駆動と信号処理とを繰返
す。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。