JPS6036907A - 距離測定装置 - 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とくに空間的に隔てられ二つの映
像を光電センサアレイによシそれぞれ受光し、該プレイ
からの映像出力信号を量子化してえられる対象内の光強
度分布を表す二つの映像データ列を相互に比較し、両信
号列を高い相関で合致させるに要する両信号列の相互シ
フト量から対象までの距離を測定ないしは推定する距離
測定装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

前述のよう万距離測定装置はかなり古くから知られては
いたが、とくに近年に至って装置内に可動部を全く持た
ないいわば純電子式の装置が出現して、小型で安価でか
つ精度が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図および第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
、例えば太陽光の物体からの反射光は、光学器械内に相
互間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によってその焦点面６上に結像される。この
図では説明を判りやすくするため、物体１の中心、従っ
てその光強度分布の中心ＩＣは小レンズ２のＭｉｌ力に
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り、この映像の
中心位置７０は物体１までの距離ｄが変わっても轟然変
化しない。一方、小レンズ３の結ぶ映像８の中心８Ｃは
物体１までの距離ｄが無限大であるときには、容易にわ
かるよｐ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春は原位置８０から
焦点面６上の距離Ｘを隔てた位置８１に映像の中心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を受光する位置に元センサアレイ１
０．１１が設けられている。これら光センサアレイｉｏ
　、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それぞれなって
おシ、アレイの各素子はそれが受ける光の量に関係する
、例えば光量に比例する電気信号を第２図（ａ）　、　
（ｂ）に示２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　−ｆ／χ なる式によって物体ｌまでの距１１ｆｉｄを決めること
ができる。

さて、元センサアレイ１０．１１中の各素子が出力する
信号は第２図（ａ）　、　（ｂ）に示すようなアナログ
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ンを有する。

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よりも大きなアナログ値を”１″、小さなアナ
ログ値を”０”として同図（Ｃ）　、　（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（Ｃ）　、　
（ｄ）に示すようなディジタル値の分布を電子回路によ
って相互に比較することによシ、前述のずれの距離Ｘを
センサ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Ｏのときに対
応し、これから距離ｄの測定が結局同図（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。

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元ＪＩＩＩ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レンズ
２が物体１に正対する場合につい一遭 て面切したが、もちろん一般にはファインダと／」レン
ズの光軸は一致しない。今かシにファインダが２個の小
レンズ２，３の中間にあるとすると、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　＝　ｘ　１　＋　ｘ　２とすることによシ、
前述と全く同じ関係式によって物体１までの距離ｄをも
と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
は変わシはない。

以上の原理に基づ〈従来技術による距離測定装置の回路
を第３図に示す。図には二つのシフトレジスタ１２．１
３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１０．１１からの第２図（ａ
）　、　（ｂ）に示したような出力信号を図示しないア
ナログディジタル変換器によって量子化した第２図（Ｃ
）　、　（ｄ）に示したようなディジタル信号が光セン
サアレイ中の光センサの配列と同じ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
信号が書き込まれると、タイミングコントロール＠１４
よシシ−ｔ　Ｌ　ｈ＃Ｊｉ−−Ａｔ　Ｓ／　ｗ　ｋ　ｌ
／　ｓ＞　？　７　１　リ　七〉　ｒ　γｉ：　１　Ｑ
ｎ　朱１１ａｌｌ端子ＣＴ几に入力され、シフトレジス
タ１２および１３に記憶された映像信号のデータがシフ
トレジスタの１ステージずつ互いに同期されて出力端子
ｏｕｔから順次出力されていく。このシフトレジスタ１
２および１３の出力はそれぞれの入力端子ｉｎに戻され
て再入力される。イクスクルー７ブノア回路工５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”０＃を出力する。カウンタ
１６は、シフトレジスタ１２および１３から順次同期し
て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°゛１”になった回数をカウントす
る。

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ｍ　、　ｎ個であって、同じＩ
ＩＩ　、　ｎ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、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ｎ１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１２．１３に記憶されていた映像データを互い
にずらさない状態、すなわちずれ数が０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の記憶内容は右方向へｎ］ピッ１゛ずれて循環し
たことになる。この時点でカウンタ１６の内容が最大−
数記憶回路１７に記憶される。

さらに、タイミングコントロール部１４からの指示によ
って、シフトレジスタ１ａ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。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ビツトずれていることにな
る。カウンタ１８はシフトレジスタ１３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および１３の前述の
ようなデータ比較が終了したつど歩進されていく。第２
回目の比較は上記のようにシフトレジスタ１３の記憶内
容が当初から１ビツト右にシフトされた状態を初期状態
として、シフトレジスタ１２および１３”のデータを前
回と同様に頴次右に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−紙数記憶回路１７の内容Ｃ２の大小が比較回路１
９によって比べられ、Ｃ１）Ｃ２もしくはＣＩ）＝Ｃ２
の場合０１が最大−紙数記憶回路１７に書き込まれる。

またこれと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）ビット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
との記憶内容の比較、カウンタ１６と最大−紙数記憶回
路１７との内容比較およびその結果による最大−紙数記
憶回路１７とずれ数記憶回路２０の畳替え、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１６のクリアが所定回数繰シかえされる。この繰
りかえしが終了した時点で社、最大一致数記憶回路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−紙
数が、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。

以上のように構成された純電子式で可動部分のない距離
測定装置は、従来よシ省形で安価でかつ距離測定精度が
高い点を買われて重用されつつあるが、実際に装置を動
かして見るとなおいろいろな問題点がある。すなわち、
距離測定をすべき対象が単純な模様の繰シ返し、たとえ
ば縞模様や市松模様をもつ場合に距離測定結果が誤って
いることが多い。この原因は二つの映像の一致を検出す
る原理に関連している。１すなわちこのような模様の場
合は二つの映像を一致させるずれ数かもともと複数個存
在しつるからである。かかる場合、第３図に示した従来
の方式では、最大−紙数記憶１フのカウント値Ｃ２が最
大になるずれ数をとらえているに過ぎないから、二つの
映像が一致するずれ数が複数個存在していても、たまた
ま最初に見付かった最大−散点に対応するずれを数から
距離を測定してしまうことになる。従って、従来の測定
装置では二つの映像が一致しうる複数個のずれ数の内の
最遠距離または最近距離に対応するものを測定結果とし
てしまうので、これに基づいて例えばカメラの焦点合わ
せをすると撮影された映像がような場合には、光センサ
からの映像出力信号が低く、第２図（ａ）　、　（ｂ）
に示す方法で信号を量子化する際にしきい値Ｖｔ＠″シ
ぎシの値しかないので、量子化された映像データのパタ
ーン分布が貧弱なので最大一致がシャープに得られない
。このため最大−散点がどうしてもあいまいになシ、あ
るいは前述と同様に蝦大−散点が複数個存在しうる場合
が生じ、距離測定に誤差を生じやすい。

〔発明の目的〕

本発明は従来技術のもつ弱点をカバーし、距離測定をす
べき対象中の光強度分布が測定に不適な場合であっても
、距離決定に必要な情報を出力して距離測定精度の向上
を可能とすることにある。

〔発明の要点〕

上述の目的は本発明によれば、冒頭記載の種類の距離測
定装置を両映像データ列が高い相関を示す前記シフト量
が複数個存在するときに該存在を検出し、最高相関に対
応するシフト量を含めて前記複数個のシフト量の少なく
とも一部を記憶しかつ出力するように構成することによ
り達成される。

二つの映像データ列の相関は、それぞれの映像データ列
がｆ　Ｌ（ｉ）　、　ｆ　Ｒ（ｉ）　（ただし、ｌは各
党センサアレイ中の光センサ番号）なる分布をもつとき
、Ｇをｆ　Ｌ（１）　、　ｆ　Ｒ（ｉ）の関数、ｘｎを
ずれ数として、Ｆ（ｘｎ）＝！Ｇ（ｆＬ（ｉ）、ｆＲ（
ｉ＋ｘｎ）　］で一般的に表し得る。距離測定の際には
、この相関関数ないしは評価関数が高い値、とくに極値
をとるようなずれ数ｘｎをめるわけであるが、相関関係
が単純でない場合には従来のように単に一つの最高相関
時のずれ数ｘｎをめるだけでは不十分であシ、他の最大
値ないしは極値がおればそれをも考慮して距離決定をす
る必要がある。このため本発明においては、まず複数個
のシフト量について高い相関値とくに最高相関が認めら
れる場合には、それを検知するとともに該複数個のシフ
ト斯を記憶し、距離決定に必要な情報として出方するよ
うに回路を構成する。なお前述の評価関数Ｇの形として
は、ディジタル回路の場合エクスクル−シブオアないし
エクスクル−シブノアを利用する仁とが多いが、本発明
の要旨は必らずしもこのような形に限られるものではな
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、第４図において、一点鎖線で示された光セ
ンサアレイ部１ｏｏには左方ノ光１００Ｂとが含まれて
お）、距離測定用の小レンズまたは撮影用レンズによシ
結像された映像の光りをそれぞれ受けて、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ＡＤＣ３０
０Ｒ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Ａ
ＤＣ送ることもあるし、並列的に送ることもあシ、測定
時間の短縮上はもちろん後方の方が望ましい。これらの
ＡＤＣ３００Ｌ、３００几では各光センサ素子からのア
ナログ信号は１ビツトのあるいは所望のビット数のディ
ジタル値に変換され、それぞれ付属のレジスタ４００Ｌ
、４００Ｈに送られて記憶される。これらのレジスタは
例えばシフトレジスタであってよく、かかる７７トレジ
スタは光センサアレイ１００Ｌ、１００Ｒと同じ段数を
もっていて、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の出ばバイナリシフトレジスｒを
信号のビット数だけ′並設して構成される。映像データ
は、光センサアレイ１００Ｌ、１００Ｒが受ける左右の
映像間のずれ量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
４０ＯＬ、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、４０ＯＲに記憶されている２個の映像データから高
い相関を示すシフト量ｘｎをめるために、後述の評価関
数発生回路群６００が設けられる。この評価関数発生回
路による評価結果は評価結果記憶回路７００に送られて
記憶されるが、この際後述のように高い相関を示す評価
結果が複数個あれば、そのすべてがこの記憶回路７００
内に記憶される。距離信号回路８００はこの評価結果記
憶回路７００の記憶内容を受け、評価結果が単一であれ
ばそれに基づいて２個の映像データを一致させるシフト
数ｘｎを決定し、これを距離信号とするか、場合によシ
これに常数等を乗算したシ前記の距離ｄを計算する。こ
の距離信号回路８００はシフト数ｘｎを距離信号として
送出することでよい場合は簡単なカウンタとして構成し
てもよいが、本発明の場合は高い相関を示すシフト数が
複数個存在する場合も取扱うので、後述のような複数の
シフト数を取扱う回路を含んでいる。

中央制御回路９００は外部からの呼び出しに応じて距離
信号回路８００が前述の距離信号や複数のシフト数に関
する情報を読み出して外部に送出するが、このほか各回
路部に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。容易に理解されるように、
このような全体回路の一部あるいはかなシの部分の機能
はマイクロコンピュータに行なわせることができ、また
用途によっては光センサアレイ部を含めて全体回路を１
個の半導体チップ内に集積化することもできる。

第５図は本発明の実施例の回路である。図示のように、
シフトレジスタ４１０Ｌ、４１ＯＲは、第１図で述べた
光センサアレ・イｉｏ、ｉｉに対応してそれぞれｎ個の
ステージ４１１Ｌ〜４１−ｎＬｍ個のステージ４１１Ｒ
〜４１ｍＲがら々シ、スＬ、４１０Ｂ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は直列的に送られて来
て、光センサアレイ１ｏｏＬ、ｉｏｏｇ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図は説明の
簡単化のため映像データが１ビツトの揚るビット数に応
じて並設すればよい。これらの両ソフトレジスタ４１０
Ｌ、４１０１’Ｌには中央制御回路９００からシフトパ
ルスＰ４０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がら左方の方
に遂次シフトされる。図示のように一方のシフトレジス
タ４１０Ｌはそのステージ４１　ｍ　Ｌ　〜４１　ｎ　
Ｌがら並列的に出力が可能に構成されており、他方のシ
フトレジスタ４１０Ｒはその左端のステージ４１ｍＲか
らのみ出力が可能なシリアル出方のシフトレジスタとし
て構成されている。

この両シフトレジスタの図の下方には、ｎ−ｍ光＼ゝ ＋１個の評価関数発生回路６０ｍ〜６０ｎを設りられ、
第４図で説明した評価関数発生回路群６００を形成して
いる。各評価関数発生回路６０ｍ〜６０ｎは、この実施
例では第６図に示すようにイクスクルーシプノアゲー）
６１とオアゲート６２とカウンタ６５によシ構成されて
いる。各評価関数発生回路６０ｍ〜６０ｎのイクスクル
ーシブノアゲートの二つの入力Ｉｆ、Ｉ２の一方には、
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から映像データ出力が共通に入力されるが
、他方の入力にはシフトレジスタ４１０Ｌのステージ４
１　ｍ　Ｌ〜４１．ｎＬ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が与えられる前の最初
の状態では、各ステージの枠内に示すようにシフトレジ
スタ４１０Ｌの各ステージにはＤ　Ｌ　（１）〜Ｄ　Ｌ
　（ｎ）で示す映像データが、シフトレジスタ４１０Ｒ
の各ステージにはＤ几（１）〜ＤＲに）で示す映像デー
タがそれぞれ記憶されている。従って最初のシフトパル
スＰ４０が与えられるとき、評価関数発生回路６０ｍの
イクスクルーシブノアゲート６１の入力の一方にはシフ
トレジスタ４１０Ｌのｍ番の映像データＤＬ■が、他方
の入力にはシフトレジスタ４１０Ｒの同じくｍ番目の映
像データＤＲＭ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４１０Ｌ、４１０Ｒ
内の映像データは等しく１ステージだけ図の左方に送ら
れるから、シフトレジスタ４１０Ｌのステージ４１ｍＬ
からは映像データＤＬ　（ｍ−１）が、シフトレジスタ
４１０凡のステージ４１ｍＲからは映像データＤＲ（ｍ
−１）が前述の評価関数発生回路６０ｍに送んれる。

評価関数発生回路６０ｍのイクスクルーシブノアゲート
６１は、これらの２人力信号を受けるつどその一致、不
一致を検定して面入力信号が合致したときにのみ出力を
出し、オアゲート６２を開いてカウンタ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
が繰返し与えられてシフトレジスタ４１ＯＬ、４１０Ｈ
の最初のステージの映像データＤ　Ｌ（１）　、　Ｄ　
Ｒｆｌ）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。

さて、前述の説明かられかるように、評価関数発生回路
６０ｍは常に両シフトレジスタ４１０Ｌ。

４１０Ｂの同じ番号のステージに当初記憶されていた映
像データ同志を比較しながらその結果を加算しておシ、
従って該評価関数発生回路６０ｍは両シフトレジスタ４
１ＯＬ、４１０几の映像データを互いにシフトしない状
態つまシシント数がＯの状態で比較して評価関数を発生
していることになる。図ではこれが評価関数発生回路６
０ｍを示す枠内の０で表わされている。一方、左端に配
置されている評価関数発生回路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Ｄ　Ｌ　（ｎ）とシフトレジスタ４１０Ｒ
のステージ４’１ｍＬの映像データＤＩ（轡とｔ比較す
るη為ら、互いし戦−丸側アｎた吠１データを比較して
いることになシ、このずれ数角−ガは後続のシフトパル
スＰ４０が与えられたときにも変わらないから一局評価
関数発生回路６０ｎは２個の映像データをシフト数（ｎ
−ｍ　）の状態で比較しながら評価関数を発生している
ことになる。これら両端の評価関数発生回路６０ｍ。

６０ｎの間にある評価関数発生回路は二つの映像データ
列をシフト数２，３．〜ｗ−ｗ−ｉの状態で比較してい
ることは容易に理解できよう。以上のようにして評価関
数発生回路群６００は、二つの映像データ列を相互シフ
ト数０〜ｎ−ｍについて同時に比較しながら、それぞれ
のシフト数についての評価関数を発生して、それぞれの
カウンタ６５に記憶させる。このように二つの映像デー
タ列間の相関をとるべきデータ列間の相互シフト数のそ
れぞれについて評価関数を発生して記憶することが本発
明の特長である。また、上述の説明では評価関数として
二つの映像データ列の個々のデータの一致回数をとる最
も簡単な例を述べたが、評価関数としてはもちろんこれ
に限らず、二つの映像データ列間の相関をとる公知の任
意の手法を採用することができ、かかる手法に応じて評
価関数発生回路６０ｍ〜６０ｎとくにその論理関数部を
それぞれ適宜に構成しうろことは明らかである。

以上のようにして、ｎ　−ｍ　＋１個の評価関数回路６
０ｍ〜６０ｎのそれぞれのカウンタ６５内に乳　竹　− は、二つの映像データ列を相互に０〜類−課ス７−ジ分
シフトさせた状態で比較処理した結果の評価関数が記憶
されているから、距離測定のためにはこれらの評価関数
から二つの映像データ列間の相関の高いものを見つけな
ければならない。このため、この実施例においては、各
評価関数発生回路６０ｍ〜６０ｎ内の前述のオアゲート
６２に一斉に読み出しパルスＰ６０が与えられる。この
読み出しパルスＰ６０を１回与えるごとにオアゲート６
２が開かれ、カウンタ６５に一斉に１が加算される。こ
の読み出しパルスを繰返し与えると、最大一致回数を記
憶していたカウンタ、たとえばずれ数ｉに対応するカウ
ンタ６５はオーバフローを起こしてキャリイ信号たとえ
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図で説明した比較結果記憶回路７００を構成するも
ので、各評価関数発生回路６０ｍ〜６０ｎに対応したｎ
　−ｍ　−４−１個のステージを持つ前述のずれ数ｉに
対応する評価関数発生回路からのキャリイ信号”ｌ＃を
受けて図示のようにシフト数ｊに対応ステージ′１”を
記憶する。また、比較結果記憶回路７００には図示のオ
アゲート７２ｏが設けられていて、−散積出回路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直ちにゲートを開す
て中央制御回路９００にその旨を通知し、中央制御回路
９００はこれに基づいて直ちに各カウンタ６５への読み
出しパルスＰ６０の送出を停めるので、カウンタ６５の
歩進はとまシ、上記以外のキャリイ信号が発しられなく
なる。あるいは、第５図に図示のようにオアゲー）７２
０と中央制御回路９００との間にカウンタ７３０が介挿
されていて、前述のキャリイ信号が所定回数、例えば２
回出力された時にはじめて読み出しパルスＰ６゜を停止
すべき旨の信号を該カウンタ７３０から中央制御回路９
００に発するようにしてもよい。もつとも、前述の第１
回目のキャリイ信号が発せられるカウンタ６５がシフト
数ｉに対応するものからのみではなく、別のシフト数ｊ
に対応するカウンタ６５から同時にキャリイ信号が発し
られることもあシ、この場合にはシフトレジスタ７１０
のシフト数ｊに対応するステージにも図示のように“１
＃が記憶される。あるいはこの７７ト数ｊに対応するカ
ウンタ６５からは第１回目のキャリイ信号は発しられな
かったが、第２回目のキャリイ信号が発しられた場合に
は、前述のカウンタ７３０が２にセットされているとき
、同様にシフト数ｊに相当するシフトレジスタ７１０の
ステージに”１’が記憶される。もつとも、カウンタ７
３０を設けた場合にはシフトレジスタ７１０を複数個並
設しておき、例えば第１回目のキャリイ信号は第１のシ
フトレジスタに、第２回目のキャリイ信号は第２のシフ
トレジスタに記憶するようにしてもよい。

以上のようにして二つの映像データ列間に高い相関を示
すシフト数が複数個存在する場合にも、シフトレジスタ
７１０の該複数個のシフト数に対応するステージにそれ
ぞれ所定の論理値が記憶される。

第５図のカウンタ８００は高い相関を示すシフト数が１
個だけしかない正規の状態のために設けられている。こ
のシフト数がｉであるとすると、二つの映像データ列を
最高の相関で一致させたあるいは最大一致させたかかる
シフト数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９００から与えること
によシなされる。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８１
０として構成されており、中央制御回路９００から前述
のシフトレジスタ７１０への読み出しパルスＰ７０を与
えた時点からこれと同期されたカウントパルスＰ８０が
繰返して与えられる。

従って読み出しパルスＰ７０によシシ７トレジスタ７１
０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８１０のカウント値は１ずり歩進
する。しかし、前述の最高の相関を示すシフト数を記憶
する論理値゛ｌ″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はこれを検出して直ちに
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８１０には前述のずれ数ｉ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図は、二映像データ列間の高い相関を丞すシフト数
が複数個存在する場合に、その存在を検出しかつ距離測
定に有用な情報データとして送出するための回路である
。このような場合は、前述のようにシフトレジスタ７１
０の複数個のステージに高い相関を表わす論理値が記憶
されている。

第７図のカウンタ８１０は第５図のそれと対応するもの
で、シフトレジスタ７１０への読み出レシフトバルスＰ
７０の繰返しパルス数をカウントし、そのカウント値は
ラッチ８１１，８１２，８１３　に入力される。これら
のラッチ８１１，８１２，８１３　へのかかるデータの
読み込みはそれぞれアンドゲート８３１，８３２，８３
３　によって制御されている。

すなわち、ラッチ８１１，８１２，８１３　はそれぞれ
アントゲ−）　８３１，８３２，８３３　の出力が“１
＃になりた時入力データの読み込みを行ない、その後そ
のデータを保持し出力する。ソフトレジスタ７１０から
の７リアル出力はシフトレジスタ８２０のシフトクロッ
ク入力へ接続されている。シフトレジスタ８１０は動作
開始に先だって前述の中央制御回路９００内のタイミン
グコントロール部によりセットされて内部状態は初期状
態として全て“ＩＮとなっており、入力は接地されてい
わゆる”　ｏ　”入力となっているので、シフトレジス
タ７１０から１”が出力されるたびにシフトレジスタ８
２０が１ビツトずつシフトされて入力端子の側から内部
状態が０＃となっていき、最終的には全内部状態が１０
＃となる。シフトレジスタ８２０の第１段８２１の出力
はシフトレジスタ７１０がらの最初の″′１＃出力で１
＃から０”へ変化し、第２段８２２の出力はシフトレジ
スタ７１０がらの２回目の゛１＃出力で１＃から“０”
へ変化し、第３段８２３の出力はシフトレジスタ２４の
３回目の°′１″１″”１″から”０”へ変化する。シ
フトレジスタ８２０の各段８２１，８２２，８２３　の
出力はアンドゲート８３１．８３２，８３３　にそれぞ
れ入力され、シフトレジスタ７１０の出方はアントゲ−
）８３１，８３２゜８３３に共通に入力されているので
、アンドゲート８３１の出力はシフトレジスタ７１０の
最初の“１＃出力の時だけ１″に、アンドゲート８３２
の出力はシフトレジスタ７１０からの最初と２回目の“
１＃出力の時に１”に、アンドゲート８３３の出力はソ
フトレジスタ７１０からの最初と２回目と３回目の゛１
″出力の時に”１″になる。すなわちシフトレジスタ７
１０のシリアル出力が１ビツト目で最初に１＃になると
、カウンタ８１０には１がカウントされており、そのカ
ウント出力ｉはアンドゲート８３１，８３２．８３３　
の出力がすべて１ｍなので、ラッチ８１１，８１２，８
１３　に記憶される。その後シフトレジスタ７１０のシ
リアル出力が最初からｊ　Ｎ＞４　）ビット目で２回目
の”１＃出力を出すと、カウンタ８１ｏにはｊがカウン
トされておシ、そのカウント出力Ｊは、アントゲ−）　
８３２と８３３の出力が“１＃になっているので、ラッ
チ８１２，８１３に記憶される。さらにその後シフトレ
ジスタ７１０からのシリアル出力が最初からｋ　（ｋ＞
ｊ＞ｉ　）ビット目で３回目の“１″出力を出すと、カ
ウンタ８１０にはｋがカウントされており、そのカウン
ト出力にはアンドゲート８３３の出力が１”なのでラッ
チ８１３に記憶される。その後はシフトレジスタ７１０
の出力が“１′になってもアンドゲート８３１，８３２
゜８３３の出力がすべて０＃なので、ラッチ８１１゜８
１２．８１３　に保持されているデータは変化しない。

以上をまとめると、第５図に示した評価関数発生回路６
０　ｍ〜６０１１からのキャリイ信号のうちの一つだけ
が”　ｉ　”となった場合は、３個のラッチ８１１．８
１２，８１３　にはすべて前記唯一のキャリイ信号を発
した評価関数発生回路に対応するシフト数ｉが記憶され
、２個のシフト数ｊ、ｊ（ｊ＞１）に対応する評価関数
発生回路からキャリイ信号が発しられた場合は、ラッチ
８１１にシフト数ｉが、ラッチ８１２にシフト数ｊが記
憶され、同様に３個以上のシフト数ｉ　、　ｊ　、　ｋ
　（ｋ＞ｊ＞’）などに対応する評価関数発生回路から
キャリイ信号が発しられた場合は、シフト数の少ないも
のから順にラッチ８１１にシフト数ｉが、ラッチ８１２
にシフト数ｊが、ラッチ８１３にシフト数ｋが記憶され
る。

このようにラッチ８１１．８１２，８１３　へのシフト
数の書き込みが終了した後、前述の中央制御回路９００
からの読み出しパルスＰ８０によって、出力データ切換
回路８４０を制御してラッチ８１１゜８１２．８１３　
から出力データを順次あるいは並列的に読み出せばよい
。もつとも、出力データとしてこのようなシフト数では
なく請求める距離ｄに換算されたデータが距離信号とし
て必要な場合は、シフト数に常数を乗算し７’Ｃ，！：
ｌ、所定の算式にょシ距離ｄを算出した上で前記出方デ
ータ切換回路ことによシ、二つの映像データ列が高い相
関を示すシフト数が少なくとも複数個存在することを検
ければかかる複数個のシフト数がなん個存在したかをデ
ータとして送出することもできる。また第７図に示した
実施例ではシフト数を記憶するラッチを３個としたが、
本発明はもちろんこれに限定されるものではなく、ラッ
チ数を適宜拡張することは容易である。さらにシフトレ
ジスタ７１０を多重化して最高の相関を示すシフト数と
それにつぐ高い相関を示すシフト数とを区別して記憶し
た場合は、第７図に示した回路の全部もしくは一部を重
複させることにょシ、相関度を区別してシフト数を記憶
かつ送出することは本発明の要旨内において簡単に実施
をすることができる。

〔発明の効果〕 以上説明したとおシ、本発明装置においては、距離測定
のために相互にシフトさせながら比較すべき二つの映像
データ列が高い相関を示すシフト量が複数個存在する場
合に該存在を検出し、最高相関を示すシフト量を含めて
該複数個のシフト量の少なくとも一部を記憶しかつ出力
するようにしたので、従来のように単一のシフト量に基
づいて算出されていたために距離測定結果に誤差を生じ
ていた欠点を除去し、距離測定をすべき対象中の光強度
分布が単純すぎたシ対象の明るさが不十分であったシし
て距離測定に不適な場合であっても、距離決定に必要な
データを情報として出力することができるようになシ、
距離測定装置の精度へ向上と適用範囲の拡大に資するこ
とができる。例えば本発明によシ高い相関を示したシフ
ト数が３゜４のように連続して２個存在することがわか
った場合は、距離測定の目的に応じて小さい方の３をと
シあるいは逆に大きい方の４をとって距離信号として用
いることができる。また、高い相関番示したシフト数が
３，５のように不連続的に２個存在することがわかった
場合には、その中間の４を距離信号として採用すること
′もできる。あるいは最高の相関を示すシフト数が３，
６のように不連続で、これにつぐ相関を示すシフト数が
５．７であることがわかったときには、シフト数３をむ
しろ誤信号として捨ててしまって７７ト数６を採用する
こともできる。いずれにせよ、このように複数のシフト
数信号から目的に応じたシフト数を選択しあるいは計算
するアルゴリズムは距離測定の目的や測定結果を用いる
装置の特性によシ決まるものであって、例えばカメラな
どの光学器械に組み込まれたマイクロコンピュータなど
にソフトウェアとして入れておき、距離測定精度の向上
をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による距離測定装置の測定
原理を示すもので、内温１図は１対の光センサアレイを
用いた三角測量原理に基づく距離測定の原理説明図、第
２図は元センサアレイからの映像信号を量子化して映像
データに変換する方法の説明図である。第３図は従来技
術による距離測定装置の測定回路を示すブロック回路図
である。 第４図以降は本発明装置の実施例を示し、内温４図は本
発明による距離測定装置の全体回路を示すブロック回路
図、第５図は映像データ列間の相関を示す評価関数発生
回路を中心とする本発明装置の回路図、第６図は第５図
中の評価関数発生回路の詳細を示す回路図、第７図は映
像データ列が高い相関を示すシフト数が複数個存在する
場合の該シフト数信号を記憶しかつ送出する回路部の回
路図である。図において、 １：距離測定をすべき対象、４，５：光路、７．８：映
像、１０，１１：光電センサアレイ、１００Ｌ、１００
Ｒ：左右の元センサアレイ、４１０Ｌ、４２０Ｒ：左右
映像データを記憶する主回路、７１０：映像データ列が
高い相関を示すシフト数を記憶する手段としてのシフト
レジスタ、８１１．８１２，８１３　：映像データ列が
高い相関を示すシフト数を記憶するラッチ、８４１：映
像データ列が高い相関を示すシフト数が複数個存在する
ことを検出する一手段としての７リツプフロツプ、ＤＬ
（１）　〜ＤＬ（ｎ）、ＤＲ（１１〜ＤＲｔｎ）：左右
ノ映像データ列、である。 才２（３） 第１頁の続き ０発　明　者　西　部　隆　横須賀布長板２所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）空間的に隔てられた光路を経て結像された距離測定
   をすべき対象の二つの映像を光電センサアレイによシそ
   れぞれ受光し、該プレイからの映像出力信号を量子化し
   て得られる対象内の光強度分布を表す二つの映像データ
   列を相互に比較し、両信号列を高い相関で合致させるに
   要する両信号列の相互シフト量から対象までの距離を測
   定ないし推定するようにしたものにおいて、前記両映像
   データ列が高い相関を示す前記シフト量が複数個存在す
   るときに該存在を槍出し、最高相関に対応するシフト量
   を含めて前記複数個のシフト量の少なくとも一部を記憶
   しかつ出力するようにしたことを特徴とする距離測定装
   置。