JPH0827186B2 - Distance distribution measuring method and congestion matching mechanism used therefor - Google Patents
Distance distribution measuring method and congestion matching mechanism used thereforInfo
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- JPH0827186B2 JPH0827186B2 JP61287778A JP28777886A JPH0827186B2 JP H0827186 B2 JPH0827186 B2 JP H0827186B2 JP 61287778 A JP61287778 A JP 61287778A JP 28777886 A JP28777886 A JP 28777886A JP H0827186 B2 JPH0827186 B2 JP H0827186B2
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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及びこれに用い
る輻輳合せ機構に関する。この様な距離分布測定はたと
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。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to distance distribution measurement, and more particularly to a method for optically measuring the distribution of distance to an object in the surrounding environment and a congestion matching mechanism used therefor. Such distance distribution measurement is effectively used, for example, as a visual means for environment recognition of the 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9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。9 (a) and 9 (b) are diagrams 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9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. 9A, 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9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. 9B, 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 deviation amount D of the image 107 from the optical axis 102A by 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10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。FIGS. 10 (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10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. 10 (a), a CCD array 103, which is a measuring means 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10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10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。Illuminance distributions in the standard visual field and the reference visual field as shown in FIG. 10 (a) are as shown in FIG. 10 (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10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, the CCD arrays 103 and 104 provide outputs corresponding to the respective light receiving elements as shown in FIG. 10 (c).
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手段を提供することを目的と
する。Therefore, an object of the present invention is to provide an optical distance distribution measuring device that solves the problems of the conventional technique and can easily perform 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、光学系−照
度分布測定手段間の距離と2つの照度分布測定手段間の
距離との比をほぼ一定に維持しつつ光学系と照度分布測
定手段との間隔及び2つの照度分布測定手段の間隔を変
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絶対値が所定値以上である対
応信号を抽出し、これら対応信号の位置、光学系の焦点
距離ならびにその時の2つの光学系及び2つの照度分布
測定手段の位置関係とから上記対応記号位置について物
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. Illuminance distribution measuring means is arranged in the rear of each optical system at the same distance and perpendicular to the optical axis, and the ratio between the distance between the optical system and the illuminance distribution measuring means and the distance between the two illuminance distribution measuring means is made substantially constant. While maintaining the distance between the optical system and the illuminance distribution measuring means and the distance between the two illuminance distribution measuring means, the illuminance distribution is measured by each illuminance distribution measuring means, and the two illuminance distributions are respectively differentiated with respect to the position,
Corresponding signals whose absolute values are greater than or equal to a predetermined value are extracted from the two differential signals, and the positions of these corresponding signals, the focal length of the optical system, and the positional relationship between the two optical systems and the two illuminance distribution measuring means at that time are extracted. A distance distribution measuring method is provided, which is characterized in that a distance to an object is calculated for the corresponding symbol position.
また、本発明によれば、この様な距離分布測定方法の
実施に好適に利用されるものとして、 実質上同一の焦点距離を有し光軸が互いに平行になる
様に並置された2つの光学系と該光学系に対応して並置
された照度分布測定手段とを有し、該照度分布測定手段
の間隔に対して上記光学系の間隔が相対的に可変であり
且つ上記照度分布測定手段が上記光学系に対し相対的に
光軸方向に移動可能であり、上記2つの光学系と照度分
布測定手段との間が上記2つの光学系の光軸により形成
される面に対し垂直な方向を軸として回動し得るクラン
クレバーにより直接的または間接的に連結されており、
該クランクレバーの回動にともない上記光学系及び照度
分布測定手段の相対位置関係を変化させる様に上記2つ
の光学系と上記照度分布測定手段のうちの少なくともい
ずれかを移動する様になっており、この移動に際し光学
系−照度分布測定手段の距離と2つの照度分布測定手段
間の距離との比がほぼ一定に維持される様になっている
ことを特徴とする、輻輳合せ機構、 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説
明する。Further, according to the present invention, it is preferable to use such a distance distribution measuring method as described above. Two optical elements having substantially the same focal length and juxtaposed such that their optical axes are parallel to each other are provided. System and illuminance distribution measuring means juxtaposed corresponding to the optical system, the distance between the optical systems is relatively variable with respect to the distance between the illuminance distribution measuring means, and the illuminance distribution measuring means is It is movable in the optical axis direction relative to the optical system, and the direction between the two optical systems and the illuminance distribution measuring means is perpendicular to the plane formed by the optical axes of the two optical systems. Directly or indirectly connected by a crank lever that can rotate as a shaft,
At least one of the two optical systems and the illuminance distribution measuring means is moved so as to change the relative positional relationship between the optical system and the illuminance distribution measuring means with the rotation of the crank lever. In this movement, the convergence adjustment mechanism is characterized in that the ratio of the distance between the optical system and the illuminance distribution measuring means and the distance between the two illuminance distribution measuring means is maintained substantially constant. Embodiments Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明による距離分布測定方法の実施に用い
られる本発明の輻輳合せ機構の一実施例を示す概略構成
図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a congestion matching mechanism of the present invention used for implementing the distance distribution measuring method of the present invention.
第1図において、11はレンズ1の鏡筒であり、1Aは該
レンズ1の光軸である。12はレンズ2の鏡筒であり、2A
は該レンズ2の光軸である。該光軸2Aは上記レンズ1の
光軸1Aと平行である。鏡筒12には光軸2Aの方向に延びた
付属部材13が付設されている。該付属部材にはそれぞれ
上記光軸方向に延びたガイド長穴14a,14bが形成されて
いる。15a,15b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
14a,14bに嵌合されている。上記付属部材13にはまた光
軸方向及び2つのレンズ1,2の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
16が付設されている。In FIG. 1, 11 is a lens barrel of the lens 1, and 1 A is an optical axis of the lens 1. 12 is a lens barrel of the lens 2, 2A
Is the optical axis of the lens 2. The optical axis 2A is parallel to the optical axis 1A of the lens 1. An attachment member 13 extending in the direction of the optical axis 2A is attached to the lens barrel 12. Guide elongated holes 14a and 14b extending in the optical axis direction are formed in the accessory members, respectively. Reference numerals 15a and 15b are guide pins fixed to a frame (not shown).
It is fitted to 14a and 14b. The auxiliary member 13 also has a guide pin projecting in a direction (hereinafter, referred to as P direction) orthogonal to both the optical axis direction and the base line direction of the two lenses 1 and 2.
16 are attached.
尚、上記レンズ1,2の焦点距離はともにFである。 The focal lengths of the lenses 1 and 2 are F.
一方、上記鏡筒11,12は連結部材17により連結されて
いる。該連結部材には該連結部材及び鏡筒11,12を光軸
方向に往復移動させるための駆動手段が付設されてい
る。該駆動手段はパルスモータ18と該モータの駆動回転
軸に付設されたオネジ部材19と該オネジ部材とかみ合う
様に上記連結部材17に形成されたメネジとからなる。On the other hand, the lens barrels 11 and 12 are connected by a connecting member 17. A drive means for reciprocating the connecting member and the lens barrels 11 and 12 in the optical axis direction is attached to the connecting member. The driving means is composed of a pulse motor 18, a male screw member 19 attached to a driving rotary shaft of the motor, and a female screw formed on the connecting member 17 so as to be engaged with the male screw member.
20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20a,20bを有する。腕20aはほぼ基線方向に延び
ており、腕20bはほぼ光軸方向に延びている。これら2
つの腕の接続部分にはP方向の回転軸20c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20aの先端部には上記回転軸20cの
中心へと向かう方向に延びたガイド長穴21aが形成され
ており、一方上記腕20bの先端部には上記回転軸20cの中
心へと向かう方向に延びたガイド長穴21bが形成されて
いる。そして、上記付属部材13に付設されたガイドピン
16は上記ガイド長穴21aに嵌合されている。Reference numeral 20 denotes a crank lever, which has two arms 20a and 20b that are substantially orthogonal to each other. The arm 20a extends substantially in the base line direction, and the arm 20b extends substantially in the optical axis direction. These two
A rotating shaft 20c 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 21a extending in a direction toward the center of the rotary shaft 20c is formed at the tip of the arm 20a, while a direction toward the center of the rotary shaft 20c is formed at the tip of the arm 20b. An elongated guide hole 21b extending in the direction of is formed. Then, the guide pin attached to the above-mentioned accessory member 13
16 is fitted in the guide elongated hole 21a.
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アレイはそれ
ぞれ基線方向に沿って支持体22,23に固定されている。
一方の支持体22は不図示のフレームに固定されている。
また、他方の支持体23にはP方向に突出せるガイドピン
24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21bに嵌合されている。また、支持体23には基線
方向に延びたガイド長穴25a,25bが形成されている。26
a,26bは不図示のフレームに固定されているガイドピン
であり、これらガイドピンはそれぞれ上記ガイド長穴25
a,25bに嵌合されている。Reference numerals 3 and 4 are 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 supports 22 and 23 along the base line direction, respectively.
One support 22 is fixed to a frame (not shown).
In addition, the other support 23 has a guide pin projecting in the P direction.
24 are attached. The guide pin is fitted in the guide elongated hole 21b. In addition, guide elongated holes 25a and 25b extending in the base line direction are formed in the support body 23. 26
Reference numerals a and 26b are guide pins fixed to a frame (not shown).
It is fitted to a and 25b.
第1図においては、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CC
D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だけ隔てられて位置して
いる。In FIG. 1, the center of the lens 1 and the center of the lens 2 are located at a distance L in the base line direction, and similarly CC
The center of the D 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 and 2 and the CCD array are arranged.
The lenses 3 and 4 are separated from each other by the focal length F of the lenses 1 and 2.
第2図は第1図の状態からクランクレバー20を回転軸
20cのまわりに図中時計回りに角度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11,12は光
軸方向に図中上方へと距離ΔFだけ移動する。一方、こ
の回転により、支持体23は基線方向に図中左方へと距離
ΔLだけ移動する。そして、第2図では、CCDアレイ3
とCCDアレイ4との間の距離がL′(=L+ΔL)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。2 shows the crank lever 20 from the state shown in FIG.
It shows a state of being rotated clockwise by an angle θ around 20c in the figure. Due to this rotation, the lens barrels 11 and 12 move in the optical axis direction upwards in the figure by a distance ΔF. On the other hand, this rotation causes the support body 23 to move in the base line direction to the left in the drawing by the distance ΔL. And in FIG. 2, the CCD array 3
And the CCD array 4 is L '(= L + ΔL), 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20の腕20aが基線方向の時
に、該クランクレバー20の回転軸20cの中心から上記付
属部材13に付設されたガイドピン16の中心までの距離を
A・Fとし該回転軸20cの中心から上記支持体23に付設
されたガイドピン24の中心までの距離A・Lとしておく
(ここで、Aは比例定数である。) この場合、 ΔL=A・L・tanθ ΔF=A・F・tanθ となり、従って、 L′/F′=(L+A・L・tanθ)/(F+A・F・tan
θ) =L(1+A・tanθ)/F(1+A・tanθ) =L/F となる。Here, when the arm 20a of the crank lever 20 is in the base line direction, the distance from the center of the rotary shaft 20c of the crank lever 20 to the center of the guide pin 16 attached to the accessory member 13 is A · F. The distance from the center of 20c to the center of the guide pin 24 attached to the support 23 is set to A · L (where A is a proportional constant). In this case, ΔL = A · L · tan θ ΔF = A・ F ・ tanθ, so L '/ F' = (L + A ・ L ・ tanθ) / (F + A ・ F ・ tan
θ) = L (1 + A · tan θ) / F (1 + A · tan θ) = L / F.
第3図は上記第1〜2図に示される輻輳合せ機構を用
いた本発明による距離分布測定方法を実施するための装
置の一実施例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for carrying out the distance distribution measuring method according to the present invention using the congestion matching mechanism shown in FIGS.
第3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. 3, 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画面前の該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 simultaneously input to the difference circuit 38. 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に入力され、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, where an AND signal of both input signals is obtained.
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発生す
るクロック発生回路である。Reference numeral 45 is a clock generation circuit that generates a clock for the operation of each block of the device.
以下、上記第1〜3図、更には第4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。The operation of the apparatus of this embodiment, that is, one embodiment of the method of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第4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。4 (a) and 4 (b) are optical diagrams for explaining the details of the measurement in this example.
物体5は光軸1A,2A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 2A and has a predetermined length in the base line direction.
先ず、第4図(a)に示される様に、CCDアレイ3,4間
の距離をレンズ間の距離と同一の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1図の状態に相当する。First, as shown in FIG. 4 (a), the distance between the CCD arrays 3 and 4 is set to the same L as the distance between the lenses, 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5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5図(b)の様になり、物体5の像が
ぼけた状態で中央から左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
画像を左向きに所定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 this state, the image on the CCD array 3 by the lens 1 is as shown in FIG. 5A, 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. 5 (b), and the image of the object 5 is formed at a position deviated from the center to the left in a blurred state. The image on the CCD array 4 is an image obtained by moving the image on the CCD array 3 leftward by a predetermined 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. 5 (c) and 5 (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5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. 5 (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 smaller than the threshold value set in the comparison circuit, the output signal of the comparison circuit is as shown in FIG. 5 (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5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. 5 (g). Will be 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.
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 substantially similar to the above case and is slightly closer to the in-focus state. However, CCD array 4
In the image above, 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4図(b)は、CCDアレイ3,4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18の駆動を繰返す
ことにより実現される。これは上記第2図の状態に相当
する。FIG. 4B shows a state in which the distance between the CCD arrays 3 and 4 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 18. This corresponds to the state shown in FIG.
本実施例においては、クランクレバー20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 20 rotates, the relationship L '/ F' = L / F is maintained as described above, and ΔL is maintained.
And ΔF change, 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4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4図(b)における相似関係か
ら、 L/[X−(F+ΔF)]=(L+ΔL)/X が成り立つ。これらの式から、 1/F=1/[X−(F+ΔF)]+1/(F+ΔF) が導かれる。これにより第4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. 4 (a) and 4 (b),
Since L '/ F' = L / F, L / F = (L + ΔL) / (F + ΔF) holds. Further, from the similarity relationship in FIG. 4 (b), L / [X− (F + ΔF)] = (L + ΔL) / X holds. From these equations, 1 / F = 1 / [X− (F + ΔF)] + 1 / (F + ΔF) is derived. From this, it can be seen that the object 5 and the images 6 and 7 in FIG. 4 (b) satisfy the focusing image formation formulas for 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6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6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左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
像を左向きにわずかな距離移動させた様な画像である。
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。In the state immediately before reaching the focused state (one screen before), the image on the CCD array 3 by the lens 1 becomes as shown in FIG. 6 (a), and the image of the object 5 is almost in 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. 6 (b), and the image of the object 5 is slightly defocused to the left from the center while the image of the object 5 is slightly blurred near the in-focus state. Has been formed. The image on the CCD array 4 is an image obtained by moving the image on the CCD array 3 leftward by a slight distance.
6 (a) and 6 (b) 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. 6 (c) and 6 (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6図
(e)の様になる。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。Therefore, the difference signal output from the difference circuit 35 is as shown in FIG. 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6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 the whole as shown in FIG. 6 (f). 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6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 comparator circuit 39 has a portion whose absolute value is larger than the threshold value set in the comparator circuit, the output signal of the comparator circuit is as shown in FIG. 6 (g). Partially becomes 1.
従って、AND回路41の出力は第6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. 6 (h).
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18を駆動することにより上記第4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7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7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7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 18, the focused state shown in FIG. 4 (b) is obtained. In this focused state, the image on the CCD array 3 by the lens 1 is as shown in FIG. 7 (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. 7B, 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. 7 (a) and 7 (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7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. 7 (c) and 7 (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7図(e)に
示される様に全体的に0となる。尚、第7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 output from the differentiating circuits 33 and 34 are also the same, so that the difference signal output from the difference circuit 35 is shown in FIG. ), It becomes 0 as a whole. Incidentally, in FIG. 7 (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7図
(e′)の様になる。Along with this, the output signal of the difference circuit 38 becomes as shown in FIG. 7 (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7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. 7 (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7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. 7 (g). Will be 1.
従って、AND回路41の出力は第7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. 7 (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から入力されるレンズ1,2の移動
距離ΔFに関する情報を介して得られるCCDアレイ4の
移動距離ΔLに基づき、次の関係式 X=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 CCD array 4 obtained through the information on the moving distance ΔF of the lenses 1 and 2 input from the circuit 32, the following relational expression X = 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7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. 7 (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8図は、以上の様な本実施例において第7図に示さ
れる画像のエッジ部Eに着目した場合のCCDアレイ3,4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. 8 shows the change of the absolute value of the output signal of the difference circuit 35 with respect to the change of the distance between the CCD arrays 3 and 4 when focusing on the edge portion E of the image shown in FIG. 7 in the above embodiment. It is a figure which shows schematically.
本実施例においては、CCDアレイ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CCDアレイ間
距離を検出しているので、合焦状態の検出が容易であ
り、且つ検出精度が十分に高い。In the present embodiment, the distance between the CCD arrays is detected while the output of the difference circuit 35 suddenly becomes 0 while changing the distance between the CCD arrays. Therefore, it is easy to detect the focus state and the detection accuracy is high. Is high enough.
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4図(a)に示される様な無限遠に合焦
する状態から第4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 the CCD array from the state of focusing at infinity as shown in FIG. 4 (a) to the state of further focusing at a close distance through the state as shown in FIG. 4 (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1〜2図に示される様な機構
を用いてレンズ1,2及びCCDアレイ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の維持を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 lenses 1 and 2 and the CCD array 4 are moved while maintaining a predetermined relationship by using the mechanism shown in FIGS. 1 and 2, but the movement of the lenses and the CCD array is independent. It is also possible to drive with a driving means such as a pulse 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輻輳合せ機構の駆動にパルスモ
ータを用いているが、本発明においては該機構の駆動に
他のサーボモータを用い且つ2つの照度分布測定手段間
の距離検出のためのセンサを別途配置してもよい。In the above embodiment, the pulse motor is used to drive the convergence adjusting mechanism, but in the present invention, another servo motor is used to drive the mechanism and a sensor for detecting the distance between the two illuminance distribution measuring means is used. You may arrange separately.
上記実施例では駆動モータにより鏡筒11,12の移動を
直接駆動し該駆動力に基づきCCDアレイ4を従動させて
いるが、本発明においては照度分布測定手段の移動を直
接駆動し該駆動力に基づき光学系の移動を従動させても
よい。In the above-described embodiment, the movement of the lens barrels 11 and 12 is directly driven by the drive motor, and the CCD array 4 is driven based on the driving force. However, in the present invention, the movement of the illuminance distribution measuring means is directly driven to drive the driving force. Based on the above, the movement of the optical system may be driven.
更に、上記実施例においては2つのCCDアレイのうち
の一方のみを移動させているが、本発明においては2つ
の照度分布測定手段を移動させることもできる。Further, although only one of the two CCD arrays is moved in the above-mentioned embodiment, two illuminance distribution measuring means can be moved in the present invention.
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] 以上の様な本発明距離分布測定方法によれば、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擬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、本発明方法によれば、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、本発明方法によれば、相関法に比べて
演算処理が簡単である。[Effects of the Invention] According to the distance distribution measuring method of the present invention as described above, the in-focus state is detected based on the differential signal of the illuminance distribution measured by the illuminance distribution measuring means, and then the in-focus state is detected. Since the distance to the state portion is calculated based on the arrangement of the optical system or the like, it is possible to prevent measurement errors due to pseudo correspondence that may occur in the correlation method, and the measurement accuracy is greatly improved.
Further, according to the method of 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 method of the present invention, the arithmetic processing is easier than the correlation method.
そして、以上の様な本発明輻輳合せ機構によれば、1
つの駆動源により光学系及び照度分布測定手段の双方を
所定の関係を維持しつつ移動させ距離分布測定における
輻輳合せを実現することができ、かくして距離分布測定
の際の制御が簡単になり且つ測定精度を向上させること
ができる。Further, according to the congestion adjusting mechanism of the present invention as described above,
With one driving source, both the optical system and the illuminance distribution measuring means can be moved while maintaining a predetermined relationship to realize convergence adjustment in the distance distribution measurement, thus simplifying control in the distance distribution measurement and measurement. The accuracy can be improved.
第1図及び第2図は本発明方法を実施するための本発明
機構の概略構成図である。 第3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4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5図、第6図及び第7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8図は本発明方法を実施するための装置におけるCCD
アレイ間距離変化の際の信号変化を示す図である。 第9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10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、20:クランクレバー、22,23:支持
体。1 and 2 are schematic configuration diagrams of the mechanism of the present invention for carrying out the method of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for carrying out the method of the present invention. 4 (a) and 4 (b) are optical diagrams in an apparatus for carrying out the method of the present invention. 5, 6 and 7 are diagrams showing signals in an apparatus for carrying out the method of the present invention. FIG. 8 shows a CCD in a device for carrying out the method of the present invention.
It is a figure which shows the signal change at the time of a distance change between arrays. 9 (a) and 9 (b) are diagrams for explaining the principle of the stereo method. 10 (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, 20: crank lever, 22, 23: support.
Claims (4)
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、
光学系−照度分布測定手段間の距離と2つの照度分布測
定手段間の距離との比をほぼ一定に維持しつつ光学系と
照度分布測定手段との間隔及び2つの照度分布測定手段
の間隔を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絶対値が所定値以
上である対応信号を抽出し、これら対応信号の位置、光
学系の焦点距離ならびにその時の2つの光学系及び2つ
の照度分布測定手段の位置関係とから上記対応信号位置
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 maintaining the ratio of the distance between the optical system and the illuminance distribution measuring means and the distance between the two illuminance distribution measuring means substantially constant, the distance between the optical system and the illuminance distribution measuring means and the distance between the two illuminance distribution measuring means are set. The illuminance distribution is measured by each illuminance distribution measuring means while changing, the two illuminance distributions are respectively differentiated with respect to the position, and corresponding signals whose absolute values are equal to or more than a predetermined value are extracted from the two differentiated signals. And the focal length of the optical system and the positional relationship between the two optical systems and the two illuminance distribution measuring means at that time, the distance to the object is calculated for the corresponding signal position.
Distance distribution measurement method.
上である対応信号を抽出するに際し、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と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. When extracting a corresponding signal whose absolute value is equal to or more than a predetermined value from the two differential signals, the differential signal is intermittently obtained while changing the interval between the optical system and the illuminance distribution measuring means. A difference between the signals is created, a difference between the difference and the previous difference is obtained, and it is determined whether or not the absolute value of the difference has transitioned from a state of being larger than a predetermined value to a state of being smaller. The distance distribution measuring method according to claim 1.
る、特許請求の範囲第1項の距離分布測定方法。3. The distance distribution measuring method according to claim 1, wherein the two illuminance distribution measuring means are substantially equivalent.
平行になる様に並置された2つの光学系と該光学系に対
応して並置された照度分布測定手段とを有し、該照度分
布測定手段の間隔に対して上記光学系の間隔が相対的に
可変であり且つ上記照度分布測定手段が上記光学系に対
し相対的に光軸方向に移動可能であり、上記2つの光学
系と照度分布測定手段との間が上記2つの光学系の光軸
により形成される面に対し垂直な方向を軸として回動し
得るクランクレバーにより直接的または間接的に連結さ
れており、該クランクレバーの回動にともない上記光学
系及び照度分布測定手段の相対位置関係を変化させる様
に上記2つの光学系と上記照度分布測定手段のうちの少
なくともいずれかを移動する様になっており、この移動
に際し光学系−照度分布測定手段間の距離と2つの照度
分布測定手段間の距離との比がほぼ一定に維持される様
になっていることを特徴とする、輻輳合せ機構。4. An optical system having two optical systems having substantially the same focal length and juxtaposed such that their optical axes are parallel to each other, and an illuminance distribution measuring means juxtaposed corresponding to the optical systems. The distance between the optical systems is relatively variable with respect to the distance between the illuminance distribution measuring means, and the illuminance distribution measuring means is movable in the optical axis direction relative to the optical system. The system and the illuminance distribution measuring means are directly or indirectly connected by a crank lever which is rotatable about a direction perpendicular to a plane formed by the optical axes of the two optical systems as an axis. At least one of the two optical systems and the illuminance distribution measuring means is moved so that the relative positional relationship between the optical system and the illuminance distribution measuring means is changed with the rotation of the crank lever. During this movement, the optical system Wherein the ratio of the distance between the distribution measurement means and the distance between the two illuminance distribution measuring means is given as approximately is kept constant, the congestion combined mechanism.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61287778A JPH0827186B2 (en) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | Distance distribution measuring method and congestion matching mechanism used therefor |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP61287778A JPH0827186B2 (en) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | Distance distribution measuring method and congestion matching mechanism used therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63140909A JPS63140909A (en) | 1988-06-13 |
| JPH0827186B2 true JPH0827186B2 (en) | 1996-03-21 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61287778A Expired - Fee Related JPH0827186B2 (en) | 1986-10-31 | 1986-12-04 | Distance distribution measuring method and congestion matching mechanism used therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827186B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12385181B2 (en) | 2015-07-14 | 2025-08-12 | Evolved By Nature, Inc. | Silk performance apparel and products and methods of preparing the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4890392B2 (en) * | 2007-08-28 | 2012-03-07 | 株式会社リコー | Laser tube life judgment method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61258580A (en) * | 1985-05-10 | 1986-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | television receiver |
| JPS61258579A (en) * | 1985-05-10 | 1986-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | Television receiver |
-
1986
- 1986-12-04 JP JP61287778A patent/JPH0827186B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US12385181B2 (en) | 2015-07-14 | 2025-08-12 | Evolved By Nature, Inc. | Silk performance apparel and products and methods of preparing the same |
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|---|---|
| JPS63140909A (en) | 1988-06-13 |
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