JPS603509A - 距離測定装置用映像デ−タ比較回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は距離測定装置、例えばカメラなどの光学器械の
中に組み込まれるものであって、被写体などの物体まで
の距離を１対の光センサアレイと電子回路の組合わせに
よって測定する装置の前記２個の光センサアレイからの
映像信号を相互に比較して距離を決定するための回路に
関する。

〔従来技術とその問題点〕

前述の種類の距離測定装置はかなり古くから知られてい
たが、とくに近年に至って装置内に可動部を全く有しな
いいわば純電子式の新装置が出現し、小型で安価でかつ
精度の高い距離測定装置として脚光を浴びつつある。

この種装置の原理を第１図及び第２図に示す。

第１図において、距離ｄを測定すべき物体１が発する光
例えば太陽光の反射光は、光学器械内に相互にベース距
離すを離間して組み込まれた短い焦点距離ｆを有する１
対の小レンズ２．３に互いに空間的に異なる二つの光路
４，５を経てそれぞれ入射する。物体１は図では２個の
山形で示された光度分布を持っておシ、かかる光度分布
を有する物体の映像７．８が小レンズ２．３によってそ
の共通の焦点面６上に結像される。この図では説明を簡
単にするために物体１の中心、従ってその光強度分布の
中心１ｃは小レンズ２の前方に正対しており、その小レ
ンズ２による焦点面６上の映像７の中心７ｃは７０で示
された位置にあシ、この映像中心の位置７０は物体１ま
での距離ｄが変わっても当然変化しない。−男手レンズ
３の結ぶ映像８の中心８ｃは物体１壕での距離ｄが無限
大であるときには、容易にわかるようにレンズ３に正対
する焦点面６上の位置８０にあるが、物体１ま３− での距離ｄが小さくなるにつれて図の左方にずれ、図示
の位置関係にあるときは原位置８０から焦点図６上の距
離Ｘを隔てた位置８１に該映像中心８ｃが位置する。

さて、焦点面６上には、それぞれ小レンズ２゜３による
物体１の映像７゜８を受光する位置に光センサアレイ１
０．１１が設けられている。これう光センサアレイ１０
．１１は一般には互いに異なる個数、ｍ、ｎ個の光起電
力素子ないしは光感、応抵抗素子からなっておシ、アレ
イ中の各素子はそれが受ける光量に関係する、例えば光
量に比例する電気信号を第２図（ａ）　、　（ｂ）で示
すように発する。

いま、なんらかの手段で前述のずれの距離Ｘを測定する
ことができれば、簡単な三角測量の原理から ｄ　＝　ｂ　１１ｆ／ｘ なる式によって物体Ｉｔ：での距離ｄを決めることがで
きる。　） さて、光センサアレイ１０．１１中の各素子が出力する
信号は第２図（ａ）　、　（ｂ）にしめずようなアナ４
− ログ値を持ち、各党センサアレイに沿う出力信号の分布
は図示のような階段状のパター３琳する。

前述のずれの距離Ｘをめる上で、このアナログ値をその
まま使用してもよいが、通常は電子回路の簡単化と精度
向上のためにディジタル値に量子化する。最も簡単な量
子化手段としては、第２図（ａ）　、　（ｂ）に示すよ
うにアナログ値を適当なしきい値電圧ｖｔと比較し、該
しきい値Ｖｔよりも大なアナログ値を”１”、小なアナ
ログ値を′０”として同図（ｅ）　、　（ｄ）に示すよ
うな１ビツトのディジタル値に変換する。つぎに、かか
る両党センサアレイ１０．１１に沿う第２図（ｅ）　、
　（ｄ）に示すようなディジタル値の分布を電子回路に
よって比較することによシ、前述のずれの距離Ｘをセン
サ数で表した値として測定することができる。同図（ｃ
）の鎖線で表されたディジタル値の分布は、物体１まで
の距離ｄが無限大で、従ってずれ量Ｘが０のときに対応
するのであるから、距離ｄの測定は結局同図（ｄ）に示
す光センサアレイ上の距離Ｘを素子数で表した数をめる
ことに帰着することがわかる。

　５− なお、第１図の例では距離ｄを定めるべき物体１を選ぶ
図示されていないファインダの光軸が小レンズ２の光軸
と一致する場合、すなわち前述のように小さいレンズ２
が物体１に正対する場合について説明したが、もちろん
一般にはファインダと小レンズの光軸は一致しない０い
まかりにファインダが２個の小レンズ２．３の中間にあ
ったとすると、両光センサアレイ１０．１１上の映像７
゜８は物体１が無限遠にあるときの原位置からそれぞれ
右方および左方に距離Ｘ１およびｘ２だけずれることに
なる。しかしこの場合においてもＸ＝ｘｌ＋ｘ２とする
ことにより、前述と全く同じ関係式によって物体１まで
の距離ｄをめることができるから、結局距離ｄの測定が
両センサアレイ上の映像のずれ量Ｘをめることに帰着す
ることには変わりはない。

以上の原理にもとづ〈従来技術による距離測定回路を第
３図に示す０図には二つのシフトレジスタ１２．１３が
示されておシ、これらのシフトレジスタには第１図に示
した光センサアレイ１０゜　６− １１からの第２図（ａ）　、　（ｂ）に示したような出
力信号をアナログ・ディジタル変換器（図示せず）によ
って量子化したディジタル映像信号が光センサアレイ中
の光センサの配列と同順序で記憶されている。シフトレ
ジスタ１２および１３に上記のように映像信号が書きこ
まれると、タイミングコントロール部１４よシシフト信
号がシフトレジスタ１２および１３の制御端子ＣＴＨに
入力され、シフトレジスタ１２および１３に記憶されて
いた映像信号データが両シフトレジスタから１ステージ
ずつ互いに同期されて順次出力端子ｏｕｔから出力され
ていく。このシフトレジスタ１２および１３の出力はそ
れぞれの入力端子ｉｎに戻されて再び入力される。イク
スクルーシプノア回路１５はシフトレジスタ１２および
１３からの出力が一致したときに′１″を、一致しない
ときにはＯ”を出力する。カウンタ１６は、シフトレジ
スタ１２および１３から順次同期出力される映像データ
が一致してイクスクルーシプノア回路１６の出力が９１
”になった回数をカウントする０ いま、第１図に示した光センサアレイ１０．１１中の光
センサの数がそれぞれｍｅｎ個であって、同じｍａｎ個
の映像データがそれぞれシフトレジスタ１２．１３に記
憶されており、かつｍ　＜　ｎであるとすると、シフト
レジスタ１２．１３からの出力開始からｍ回データが出
力されると、シフトレジスタ１２の記憶データの全部と
シフトレジスタ１３の最初のｍ個のデータとの比較が終
了したことになシ、カウンタ１６にはシフトレジスタ１
２゜１３に記憶されていた映像データを互いにずらせな
い状態、すなわちずれ数がＯの状態で比較した結果なん
ビットが一致していたかがカウントされたことになる。

また、この状態ではシフトレジスタ１２の記憶内容は一
巡して初期状態に戻っており、シフトレジスタ１３内の
記憶内容に右方向へｍビットずれて循環したことになる
０この時点でカウンタ１６の内容が最大−散散記憶回路
１７に記憶される。さらに、タイミングコントロール部
　１１４からの指示により、シフトレジスタ１３だけが
（ｎ−ｍ＋１）ビット分シフトされ、カウンタ１６がク
リアされる０この（ｎ−ｍ＋１）ビットのシフトによシ
、シフトレジスタ１３の内容は初期状態から右へ１ピツ
トずれたことになる。カウンタ１８はシフトレジスタ１
３の記憶内容を初期状態からなんビット右へシフトさせ
たかをカウントするカウンタで、シフトレジスタ１２．
１３の前述のようなデータ比較が終了したつと歩進され
ていく。第２回目の比較は上記のようにシフトレジスタ
１２および１３内のデータを前回と同様にＩＩ次右にｍ
回シフトさせながら行われる。２回目の比較が終了した
段階でカウンタ１６の内容Ｃ１と最大−散散記憶回路１
７の内容Ｃ２の大小が比較回路１９によって比べられ、
Ｃ１〉Ｃ２もしくはＣ１＜＝Ｃ２の場合Ｃ１が最大−散
散記憶回路１７に書きこまれる。またこれ七同時にシフ
ト量カウンタ１８の内容Ｓ１がずれ数記憶回路２０に書
き込まれる。その後、前回同様にシフトレジスタ１３だ
けが（ｎ−ｍ＋１）ピット分だけ右方にシフトされ、カ
ウンタ１６がクリアされる。以後、上記のシフトレジス
タ１２と１３の記憶内容の比９− 較、カウンタ１６と最大−散散記憶回路１７との内容比
較およびその結果による最大−散散記憶回路１７ｃ！：
ずれ数記憶回路２０の書き換え、シフトレジスタ１３の
データの（ｎ−ｍ＋１）回のシフト、およびカウンタ１
６のクリアが所定回数繰９返される。この繰り返しが終
了した時点では、最大−散散記憶回路１７には、シフト
レジスタ１２の内容とシフトレジスタ１３の内容の一部
との一致度を順次検定した結果の最大−散散が、ずれ数
記憶回路２０にはこの最大一致度を与えるシフトレジス
タ１２と１３との相対的ずれ数、すなわち第２図（ｄ）
に示すめるずれ量Ｘが記憶されていることになる。タイ
ミングコントロール部１８は、動作の最終ステップとし
てずれ数記憶回路２０の内容を出力ラッチ２１にラッチ
して外部に距離信号として出力させる。

以上説明した従来技術による距離測定の危めの映像デー
タの比較回路では、シフトレジスタ１２゜１３の記憶内
容をずれ数を変えながらなん回も循環させて２個の映像
データ列間の最大−散点を探１０− シ出さなければならないので、どうしても映像データの
比較に時間が掛かつてしまう欠点があった。

このような映像データ比較回路を持つ距離測定装置を例
えばビデオカメラのように撮像視野を動かしながら撮影
する光学器械に組み込むと、距離測定とその結果に基づ
く焦点調整に時間が掛かつてしまって、ピント合わせし
た視野とは別の視野を撮影することになるから映像がぼ
けてしまう。またふつうのカメラにおいても、被写体の
動きが急である場合やシャッタが落ちるまでにカメラが
ぶれるような場合にも同じ問題が生じる。かかる問題の
解決には、距離測定をする時間きくに映像データの比較
に要する時間を短縮するほかに根本的な解決法はありえ
ない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記のような従来技術の欠点を克服し
て、距離測定時間を短縮できる距離測定装置用の映像デ
ータ比較回路を得ることにある。

〔発明の要点〕

本発明によれば上記目的は、映像データを記憶する２個
のシフトレジスタ中の少なくとも一方を。

そのステージの一部からシフトレジスタ内をシフトされ
つつ映像データが並列的に取シ出されるように構成し、
この一方のシフトレジスタから出力される映像データと
他方のシフトレジスタから出力される映像データとを両
映像間の一致を検定すべきすべてのずれ数に対して同時
並行的に比較して一致を検定する一致検出回路群を設け
、各−散積出回路の検定結果の一致回数をずれ数ごとに
カウンタにより計数することによって達成される。

この構成によれば、シフトレジスタ内の記憶データを一
度だけその末端までシフトさせるだけで、すべてのずれ
数についての映像データ間の一致検定が終了してしまう
ので、従来技術の場合のように映像データをなん回もシ
フトレジスタ内で循環させたシ、ずれ数をセットするた
めにシフトさせる必要が全くなくなって、映像データを
一致検定すべきずれ数分の−に動作時間が短縮される。

ふ　１１ つう正確な距離測定をするには、映像データ間の一致検
定をすべきずれ数は少なくとも１０．多ければ１００程
度が必要となるので、本発明によって距離測定時間は従
来の１／１０−Ｊたはそれ以下に短縮される。なお、上
記のカウンタにずれ数ごとに記憶された一致回数から最
大値をめるためには、従来技術によってもさほどの時間
を要するものではない。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明す
る。

なお、実施例の詳細回路の説明に先立って、理解を容易
にするため本発明回路が用いられる距離測定装置の全体
回路の構成を以下にまず説明する。

第４図は前述のずれ量Ｘを光センサの素子数で表した量
を測定する電子回路の全体をブロック図で示したもので
、通常は光センサアレイ部を含めた図示の全電子回路は
１個の半導体チップ内に集積化される。この第４図で一
点鎖線でしめされた光センサアレイ１００には左方の光
センサアレイ１００Ｌと右方の光センサアレイ１００Ｒ
とが含まれており、距離測定用の小レンズまたは撮影用
１３− のレンズによシ結像された映像の光りをそれぞれ受け、
その光電出力信号を量子化回路２００中の左方のアナロ
グ・ディジタル変換器（以下ＡＤＣという）３００Ｌと
右方のＡＤＣ３００Ｒとに図の矢印で示すようにそれぞ
れ送る。この信号伝達は各光センサ素子の出力信号を直
列的にＡＤＣに送ることもあるし、並列的に送るこきも
あり、測定時間の短縮上はもちろん後者の方が望ましい
。

これらのＡＤＣ３００Ｌ、３００Ｒでは、各光センサ素
子からのアナログ信号を１ビツトのあるいは所望のビッ
ト数のディジタル値に変換して、それぞれ付属のレジス
タ４００Ｌ、４００Ｒに送って記憶させる。これらのレ
ジスタは本発明の場合のようにシフトレジスタであって
よく、かかるシフトレジスタは光センサアレイ１００Ｌ
、　１０．ＯＲと同じ段数を持っていて、かつ光センサ
アレイに入る映像中の光強度分布と同じ順序でその量子
化されたディジタル値が格納される。前述のＡＤＣの出
力が多ビットの場合には、シフトレジスタは例えばバイ
ナリシフトレジスタを信号のビット数１４− だけ併設して構成される。映像データは、光センサアレ
イ１００．１００Ｒが受ける左右の映俄間のずれ量Ｘに
対応したシフトレジスタの段数だけ、ディジタル値の分
布がずれた状態で両シフトレジスタ４００Ｌ、４００Ｒ
に格納されている。

分布がこのようにずれた状態で両シフトレジスタ４００
Ｌ、４００Ｒに記憶されている映像データから前述のず
れ量Ｘをめるために、後述の一散積出回路群６００がま
ず設けられる。さらにこの一致検出回路による検定結果
が比較結果記憶回路７００に送られて記憶される。距離
信号算出回路８００は比較結果記憶回路７００から記憶
内容を睨み出し、２個の映像データを最大一致させるず
れ数ｘｎを決定する。このずれ数は前述のずれ量Ｘを光
センサ数に換算した値であるから、この常数を乗算した
り前述の距離算出式に基づいて物体までの距離ｄを計算
したシすることをこの距離信号算出回路８００が行う。

もつとも、かなりの用途に対しては、わざわざＸやｄま
でめなくても、ずれ数ｘｎをそのまま距離信号として出
力することで差支えない。これらの−散積出回略解６０
０と比較結果記憶回路７００と距離信号算出回路８００
は距離検出回路５００を構成し、中央制御回路９００は
外部からの呼出しに応じて距離検出回路５００から距離
信号を読み出して外部に送出する。中央制御回路９００
はこのほか各回路へのクロックパルスや制御パルスを発
するタイミング制御回路としても機能する。

さて、第５図は本発明による映像データ比較回路の一つ
の実施例を示すもので、シフトレジスタ４１ＯＬ、４１
０Ｒは、第１図で述べた光センサアレイ１０．１１に対
応してそれぞれｎ個のステージ４１１Ｌ−４１ｎＲ，ｍ
個のステージ４１１Ｒ−４１ｎＲからなシ、ステージ数
の異なる（ｎ＞ｍ）１対のシフトレジスタを形成してい
る。これらのシフトレジスタ４１０Ｌ、４１０Ｈには、
第４図に示したＡＤＣ３００Ｌ、３００Ｒから前述のよ
うに量子化された映像データが並列的にまた　１は直列
的に送られてきて、光センサアレイ１００Ｌ。

１００Ｒ中の光センサの配列と同順序で記憶されている
。なお、第５図では説明の簡単化のため映像データが１
ビツトの場合を示したが、多ビットの場合は例えばバイ
ナリカウンタを各映像データを構成するビット数に応じ
て併設すればよい。これらの両シフトレジスタ４１０Ｌ
、４１０Ｈには中央制御回路９００からシフトパルスＰ
４０が同期して与えられ、シフトレジスタに記憶された
映像データはこれによって図の右方から左方の方に逐次
シフトされる。図示のように、一方のシフトレジスタ４
１０Ｌは、そのステージ４１ｍＬ〜４１ｎＬから並列的
に出力が可能なように構成されており、他方のシフトレ
ジスタ４１０Ｒはこの実施例ではその左端のステージ４
１ｍＲからのみ出力が可能なシリアル出力のシフトレジ
スタとして構成されている。

このシフトレジスタの図の下方には、それぞれ第６図に
示すように構成されたｎ　−ｍ　＋１個の一散積出回路
６０ｍ〜６０ｎが設けられておシ、第４図で説明した一
散積出回路群６００を形成している。各−散積出回路６
０ｍ〜６０ｎ内の第６図１７− に示スイクスクルーシプノアゲート６１の入力Ｌｌ。

Ｌ２の一方例えばＬｌには、第５図に示すようにシフト
レジスタ４１０Ｒの最終ステージ４１ｍＲからの映像デ
ータ出力が共通に入力されているが、他方の入力例えば
１２にはシフトレジスタ４１０Ｌのステージ４１ｍＬ〜
４１ｎＬからの並列出力がそれぞれ入力される。さて、
シフトパルスＰ４０が与えられる前の当初の状態では、
図示のようにシフトレジスタ４１０Ｌの各ステージには
ＤＬ（１）〜ＤＬ（ｎ）で示す映像データが記憶されて
おシ、シフトレジスタ４１０Ｒの各ステージには映像デ
ータＤＲ（１）〜ＤＲ（ハ）が記憶されている。従って
最初のシフトパルスＰ４０が与えられた状態では、一致
検出回路６０ｍのイクスクルーシプノアゲート６１の入
力の一方には、シフトレジスタ４１０Ｌ内のｍ番目の映
像データＤＬ（ハ）が、入力の他方にはシフトレジスタ
４１０Ｒ内の同じくｍ番目の映像データＤＲ（ハ）とが
与えられる。次のシフトパルスＰ４０が与えられると、
両シフトレジスタ内の映像データは等しく１ステージだ
け図の左方に送１８− られるから、シフトレジスタ４１０Ｌのステージ４１ｍ
Ｌからは映像データＤＬ（ｍ−１）が、シフトレジスタ
４１０Ｒのステージ４１ｍＲからは映像データＤＲ（ｍ
−１）が−数構出回路６０ｍに送られる。−数構出回路
６０ｍのイクスクルーシプノアゲートは、これらの二つ
の入力信号を受けるつどにその一致、不一致を検定して
両人力信号が合致したときにのみ出力を出し、オアゲー
トを開いて一致回数カウンタ６５に一致回数を計数させ
る。このような動作は、シフトパルスＰ４０が繰り返し
与えられてシフトレジスタ４１０Ｌ。

４１０Ｒの最初のステージの映像データＤＬ（１）。

ＤＲ（１）がｍ番目のステージ４１ｍＬ、４１ｍＲから
出力されるまで続けられる。

しかし、前述の説明かられかるように、−数構出回路６
０ｍは常に両シフトレジスタ４１０Ｌ。

４１０Ｒの同じ番号のステージに邑初記憶されていた映
像データ同志を比較しており、従って該−数構出回路６
０ｍは両シフトレジスタ４１０Ｌ。

４１０Ｒの映像データを互いにずらさない状態つまシず
れ数が０の状態で一致を検定していることになる。図で
はこれが一致検出回路６０ｍを示す枠内のＯで表されて
いる。一方、左端に配置されている一致検出回路６０ｎ
に注目すると、最初のシフトパルスＰ４０が与えられた
状態では、図示のようにシフトレジスタ４１０Ｌの最終
ステージ４１ｎＬの映像データＤＬ（ｎ）とシフトレジ
スタ４１０Ｒのステージ４１　ｍ　Ｈの映像データＤＲ
６ｒｊとの一致を検出するから、互いにｍ−ｎ個ずれた
映像データを比較していることになシ、このずれ数ｍ　
−ｎは後続のシフトパルスが与えられたときにも変わら
ないから、結局−数構出回路６０ｎは２個の映像データ
をずれ数（ｎ−ｍ）の状態で一致検定していることにな
る。−数構出回路６０ｍと６Ｏｎとの間にある一致検出
回路は同様に２個の映像データをずれ数２．３．〜ｍ　
−ｎ　−１の状態で一致検出していることは容易にわか
る０以上のようＫＬ−’Ｃ・−散積出回略解６０００一
致検出　１回路６０ｍ〜６０ｎは２個の映像データをず
れ数　□０〜ｎ−ｍについて一致検出していることにな
る。

また上述の回路の動作原理から見て、かかるずれ数０〜
ｎ−ｍのｎ−ｍ＋１通りの一致検出が同時並行的に行わ
れることは明らかである。

以上のようにして、ｎ　−ｍ　＋　１個の一散積出回路
６０ｍ、〜６０ｎの第６図に示すそれぞれの一致回数カ
ウンタ６５内には、２個の映像データをそれぞれ０〜ｍ
　−ｎステージずらせて一致検出した結果の一致回数が
記憶されているから、距離測定のためにこれらの一致回
数の内の最大一致回数を見付けなければならない。これ
は、各−散積出回路６０ｍ〜６０ｎ内のオアゲート６２
に一斉に読み出しパルスＰ６０を与えることによって行
われる。この読み出しパルスＰ６０を一回与えるご七に
オアゲート６２は開かれ、一致回数カウンタ６５に一斉
に１が加算される。読み出しパルスをｆｓｌす返し与え
ると、最大一致回数を記憶していた一致回数カウンタ１
例えばずれ数ｉに対応する一致回数カウンタはオーバフ
ローを起こしてキャリイ信号例えば１”を出力する。第
５図の下部に示されているシフトレジスタ７１０は、第
４図で２１− 説明した比較結果記憶回路７００を構成するもので、各
読み出しパルス６０ｍ−６ｏｎに対応したｎ−ｍ＋１個
のステージを持っている。またこのシフトレジスタ７１
０は各ステージへの並列書き込みが可能に構成されてい
て、前述のずれ数Ｉに対応する一致検出回路からのキャ
リイ信号０１”を受けて図示のように対応ステージに′
１″を記憶させる。また、比較結果記憶回路７００には
図示のオアゲー）７２０が設けられていて、−数構出回
路６０ｍ〜６０ｎからのキャリイ信号を並列的に入力し
ているので、キャリイ信号が一つでも出るとただちにゲ
ートを開いて中央制御回路９００にその旨を通知し、中
央制御回路９００はこれに基づいてただちに各一致回数
カウンタ６５への読み出しパルスＰ６０の送出を止める
ので、一致回数カウンタ６５の歩進は止まシ、上記以外
のキャリイ信号が発しられなくなる。以上により、最大
−散散を記憶していた一致回数カウンタに対応するシフ
トレジスタ７１０のステージだけが所定の論理値例えば
１を記憶することになる。

２２− 映像データを最大一致させた前述のずれ数ｉの読み出し
は、シフトレジスタ７１０に読み出しパルスＰ７０を中
央制御回路から与えることによってなされる。距離信号
算出回路８００は、この実施例においては単なる例示と
して最も簡単なカウンタとして構成されておシ、中央制
御回路９００から前述のシフトレジスタ７１０への読み
出シパルスＰ７０を与えた時点からこれと同期されたカ
ウントパルスＰ８０が繰り返し与えられる。従って、読
み出しパルスＰ７０によりシフトレジスタ７１０内のデ
ータが１ステージずつ図の右方にシフトされるのと同期
して、カウンタ８００のカウント値は１ずつ歩進する。

しかし、前述の最大一致ずれ数を記憶する論理値″′１
”がシフトレジスタ７１０から出力されると同時に中央
制御回路９００はこれを検出して、ただちにカウントパ
ルスＰ８０を停止するので、カウントも停止してカウン
タ８００には前述のずれ数ｌがカウント値として記憶さ
れる。以後、中央制御回路９００はカウンタ８００から
このカウント値を読み出して外部に出力する。

第７図および第８図を参照して、本発明の異なる実施例
を説明する。この実施例においては、映像データを相互
にずらせる態様が前述の実施例と異なるので、理解を容
易にするため映像データを互いにずらせる方法について
まず第７図を参照しながら説明する。この実施例におい
ては、第７図の（ａ）に示すように光センサアレイ１０
０Ｌ、１００Ｒは互いに等しい数の光センサ、図示の例
ではそれぞれ１２個の光センサ１０１　Ｌ　〜１１２　
Ｌ、１０１Ｒ〜１１２Ｒからそれぞれなっている。さら
に、距離を測定すべき物体に照準をさだめるファインダ
が前の実施例のように一方の光センサアレイの方に偏っ
ておらず、両光センサアレイ１００Ｌ、１００Ｒのちょ
うど中間にある。従って、物体が無限遠にあるさきは、
第７図（ａ）に示すように物体の映像の中心Ｌｃ、Ｒｅ
は両党センサアレイ１００１．。

”°°Ｒ０″−１ｉｏｎ″Ｍ１１１°１ゝ９・１１１の
ように左の映像の中心ＬＣは左方の光センサアレイ１０
０Ｌの右寄シの光センサ１０８Ｌ、１０９Ｌの中間にあ
って、その映像は光センサ１０５Ｌから１１２Ｌにかけ
て分布しておシ、右の映像の中心ＲＣは右方の光センサ
アレイ１００Ｒの左寄夛の光センサ１０４Ｒ，１０５Ｒ
の間にあって、その映像は光センサｌ０ＩＲから１０８
Ｒにかけて分布している。なお各党センナの枠内に書か
れている数字は光センサの番号を示す。

第２図（ｂＯ）〜（ｂ８）には、上記の光センサアレイ
１００Ｌ、１００Ｒに対応してそれぞれ１２ステージか
らなるシフトレジスタ４００Ｌ、４００Ｒが理解の便の
ため上下に重ねてそれぞれ示されている。図の各ステー
ジを示す枠内に書かれた数字はシフトレジスタ内のステ
ージ番号を示すきともに、それぞれ光センサの番号に対
応した映像データの番号をも示す。さて、第７図（ａ）
に示したように、物体が無限遠にある時の映像は、左方
のセンサアレイ１００Ｌについてはセンサ番号５〜１２
゜右方のセンサアレイについてはセンサ番号１〜８に分
布しており、この状態を基準にとる。すなわち物体が無
限遠にあるときの２映像間のずれ数を２５− ０とするこきとすると、このとき相互に一致を検定すべ
きセンサ番号の対応関係は、第７図（ｂｏ）に上下方向
に対応して描かれたようになる。すなわち、ずれ数０に
対しては例えば左のシフトレジ、ｌ’４００Ｌの５番目
のデータと、右のシフトレジスタ４０ＯＲの１番目のデ
ータとを対応させて相互比較しなければならない。

物体が無限遠から距離測定装置に近づくにつれ、左の光
センサ１００Ｌについては物体の映像は左にずれ、右の
光センサ１００Ｒについては右にずれることになるから
、シフトレジスタ４００Ｌ。

４００Ｒ上の映像もそれに応じてずらさなければ一致し
なくなる。このためにデータをずらせながら一致を検定
する際の相互比較すべきデータ番号の対応を同図（ｂｌ
）以降に示す。同図（ｂｌ）はずれ数１のときの左右比
較データの番号対応を示すもので、シフトレジスタ４０
０Ｌのデータ番号が矢印に示す方向に一つ右方にずれて
おり、例えば左のシフトレジスタ４００Ｌの４番目のデ
ータと右のシフトレジスタ４００Ｒの１番目のデータと
２６− を−散積定すべきことを示す０同様に同図（ｂ２）はず
れ数２のときのデータ番号の対応を示すもので、今度は
右のレジスタ４００Ｒ上のデータが矢印に示す方向に一
つずれておシ、前述の左のシフトレジスタ４００Ｌの４
番目のデータは右のレジスタ４００Ｒの２番目のデータ
と比較すべきことを示す。以下同様にしてずれ数が増す
とともに両シフトレジスタ間のデータを比較すべき対応
番号は左右交替に一つずつずれて行き、最後に同図（ｂ
８）に示す対応関係に達する。

第８図は、第７図に示された対応関係で、左右両シフト
レジスタ内の映像データをずれ数Ｏ〜８について同時並
行して一致検定するための回路である。図の上部には左
右のシフトレジスタ４００Ｌ。

４００Ｒが示されており、例えば図の上方から図示され
ないＡＤＣからの映像のディジタルデータが鎖線で示す
ようにその各ステージに並行して書き込まれる。このシ
フトレジスタ４００Ｌ、４００Ｈの下方には便宜上別の
シフトレジスタとして描かれたシフトレジスタ４２０Ｌ
、４２ＯＲがあシ、後述の一致検出回路との接続関係を
簡単に描くために互いにデータ番号が逆方向になる向き
に描かれている。もちろん、これらのシフトレジスタ４
２０Ｌ、４２０Ｒは上のシフトレジスタ４００Ｌ。

４００Ｒとそれぞれ一体であってよく、前述０ＡＤＣか
らのデータ書き込みがなされるようにしてもよいが、こ
こでは説明をわかシ易くするため別体に構成されていて
、シフトレジスタ４００Ｌ。

４００Ｒからのデータがシフトパルス４００によシシフ
トされて来るものとする。シフトレジスタ４２０Ｌ、４
２ＯＲの各ステージからは図示のように並列的に出力が
できるように構成されており、この実施例においては前
の実施例と異なシ左右のシフトレジスタとも並列出力が
できる構成になっている。

第８図では一致検出回路は分解した状態で示されておシ
、上段のイクスクルーシプノアゲート６１０〜６１８の
行、中段のオアゲート６２０〜　玉６２８の行、下段の
カウンタ６５０〜６５８は、第５図で説明した実施例に
おけるイクスクルーシプノアゲート６１．オアゲート６
２．カウンタ６５と同様な配列相互接続関係にある。エ
クスクル−シブノアゲート６１０〜６１８は、各５ステ
ージのシフトレジスタ４２０Ｌ、４２０Ｈの並列出力端
子と図示のような接続関係で結ばれており、１番目の映
像データが両シフトレジスタ４２０Ｌ。

４２０Ｈの終端ステージに到達した時の状態が示されて
いる。この状態では、図示のようにエクスクル−シブノ
アゲート６１０には左のシフトレジスタ４２０Ｌの５番
目のデータと右のシフトレジスタ４２０Ｒの１番目のデ
ータとが入力されておシ、ちょうど第７図（ｂＯ）に描
かれた対応関係にある。これからエクスクル−シブノア
ゲートが左右映像をずれＯの状態で一致検定できること
がわかる。Ｉｎにエクスクル−シブノアゲート６１１は
左のシフトレジスタ４２０Ｌの４番目のデータと右のシ
フトレジスタ４２０Ｒの１番目のデータとを入力してお
り、第７図（ｂｌ）の対応関係に合致するので左右映像
をずれ１の状態で一致検定することがわかる。第８図に
は、エクスクル−シブ＝２９− ノアゲート６１０〜６１８を示す枠の内にそのゲートが
一致検定する両映像データ間のずれ数が０〜８の数字で
示されている。もちろん左右シフトレジスタ４２ＯＬ、
４２０Ｒ内の映像データはシフトパルスＰ４０によシ１
ステージずつそれぞれ右方および左方にシフトされ、逐
次一致、不一致が検定されて一致数がカウンタ６５０〜
６５８に記憶される。なお、第７図にはこのように一致
が検定される範囲が図の下方にＣＤＨにより示されてお
り、これから第８図の回路がそれぞれ８個の映像データ
からなる左右映像の合致を検定できることがわかる。

第８図の下方に示されたシフトレジスタ７１０は、第５
図に示された実施例と同じ比較結果記憶回路であって、
前と同様にオアゲート６２０〜６２８に与えられる読み
出しパルスＰ６０によって寄進されるカウンタ６５０〜
６５８からの最初のキャリイ信号を受けてそれを記憶し
、読み出しシフ、トパルスＰ７０によってその記憶内容
を出力する。

３０− 以上本発明の詳細な説明において、説明の簡単化のため
光センサアレイ中の光センナの数、２個の映像の一致を
検定すべきずれ数、および映像の一致を検定する際に比
較すべき映像データの数が比較的少ない場合について説
明したが、実際的な距離測定装置ではこれらの数をかな
り増加させなければならない。例えば、一致検定をすべ
きずれ数は物体までの距離を無限遠から最近接点までの
間でなん段階に区分するかによって決まり、目的によシ
１０程度の簡単なものもあるが、１００以上に区分すべ
き場合もある。また一致検定の際に比較すべき映像デー
タの数は距離測定の正確さを期すためには多い程よいの
で、ふつうは数十のデータを比較するのが望ましい。こ
れらの数が増えるとこれに応じて各党センサアレイ中の
光センサの数を増やすことが必要となり、アレイ中のセ
ンサ数が１００を越す場合も多い。しかし、本発明の要
旨はこのように複雑化したときにも、なんら矛盾なく適
用することができ、むしろ素子数の多い場合に効果を発
揮する。

〔発明の効果〕

本発明によれば以上説明のとおり、従来距離測定のため
に２個の映像データ間の一致検定を映像データを相互に
一つずつ逐次ずらせながら行なっていたのを、一致検定
をすべきすべてのずれ数について一致検定を同時並行し
て行なうことができるので、映像データ間の比較に要し
ていた時間を飛躍的に短縮させることが可能になる。こ
れにより、ビデオカメラで視野を動かしながら撮影をす
る場合や動きの激しい被写体を撮影する場合にも、物体
までの距離を早く正確に測って焦点合わせをすることが
できるので、ピントぼけのないシャープな撮影ができる
ようになる。また普通のカメラの場合にもシャッタが落
ちるまでの手ぶれによるピントぼけを軽減することがで
きる。この本発明の効果は、距離測定のレンジをきめ細
くかつ正確にしようとする程、従来技術に比べて格段に
高くなる。本発明はカメラなどの光学器械に限らず、１
距離測定を要する広い用途、例えば先行車との距離を測
定して自動車などの車両の安全を図るなどの用途に適用
でき、距離測定をすべき物体の動きが急でかつ激しい程
効果が高い。

なお、距離測定時間を短縮する上で光センサからのアナ
ログ映像信号を量子化して映像データを作るに要する時
間が問題になることがあるが、この方も最近の優れた半
導体技術を用いればセンサからの信号読み出しやＡＤ変
換を並行的に行なって時間短縮をすることが容易になっ
て来ておシ、本発明はこれと合わせて距離測定時間を飛
躍的に短縮し、距離測定装置の性能を一新して広範な用
途を開くものである。

本発明による電子回路は要すれば光センサアレイ部を含
めて数闘角の半導体チップに容易に集積化することがで
き、高性能で小形の距離計を提供するにも役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の対象となる距離測定装置を説
明するもので、内用１図は光センサアレイを用いた距離
測定の原理説明図、第２図は光センサからのアナログ映
像信号の量子化方法の説明３３− 図である。第３図は従来技術による距離測定のための映
像データ比較回路を示す回路図である。第４図以降はす
べて本発明を説明するもので、門弟４図は本発明回路が
使用される距離測定装置の全体回路を示すブロック図、
第５図は本発明による映像比較回路の一実施例を示す回
路図、第６図は第５図中の一散積出回路６０ｍ〜６ｎの
詳細回路を示す回路図、第７図は本発明の映像比較回路
の異なる実施例の原理説明図、第８図は当該異なる実施
例の回路図である。図において １：距離測定をすべき物体、４．５：光路、７゜８：映
像、１００Ｌ、１００Ｒ：光センサアレイ、１０１Ｌ〜
１１２Ｌ、ｌ０ＩＲ〜１１２Ｒ：光センサ、３００．３
００Ｌ、３００Ｒ：映像信号の量子化手段としてのアナ
ログ中ディジタル変換器、４００．４０ＯＬ、４００Ｒ
，４１０Ｌ、４２０Ｌ：映像信号を記憶するシフトレジ
スタ：４１１Ｌ〜４１　ｎＬ、　４１１Ｒ〜４１ｍＲ：
シフトレジスタのステージ、４２０Ｌ、４２０Ｒ：シフ
トレジスタ中の並列出力可能なステージ、６００ニ一致
検３４−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）距離を測定すべき物体から互いに異なる二つの光路
   を経て入来する光をそれぞれ複数個の光センサからなる
   １対の光センサアレイにより受光し、該光センサアレイ
   の出力信号を量子化して得られる前記物体の持つ光強度
   分布に対応した２個のディジタル映像信号列を相互にず
   らせながら比較して両信号列が最大一致するときのずれ
   数から該物体までの距離を測定する装置内の前記両信号
   列の比較回路であって、前記光サンサアレイごとに設け
   られ該アレイ中の光センサの配列と同一順序で各光セン
   サからの映像データをステージごとに記憶し、該記憶デ
   ータを互いに同期してシフトさせ、かつ少なくともその
   一方のステージの一部が並列的に記憶データを出力する
   ように構成された１対のシフトレジスタと、前記最大一
   致を検定すべきずれ数ごとに設けられ、それぞれ両シフ
   トレジスタからの前記並列出力を含む映像データを受け
   て該両シフトレジスタ中の映像データがシフトされるご
   とに映像データ間の一致を前記ずれ数のすべてについて
   同時並行的に検定する一致検出回路と、該−散積出回路
   ごとに設けられ、それぞれ該検出回路の検出結果を受け
   て該結果を計数するカウンタとを備えてなる距離測定装
   置用映像データ比較回路。