DE3422947A1 - Vergleichsschaltung zum bilddatenvergleich fuer entfernungsmesser - Google Patents

Description

PATENTANWALT

DR. HAN8:Ü-LftiOH MAY -

D S MÖNCHEMSi^THjERCCKSTRÄSSC 27 ' " - *

TELEGRAMMEYmÄYPATENT MÖNCHEN O/ OOO/

TELEX Ο2 44Θ7 PATOP «5 4 Z Z *3 4 /

TELEFON (ΌΘΟ3 22 OO 01

F-4-P-1O/1998 " - 4 - München, 20. juni 1984

Dr.M/ac

PF 18471 DE

Fuji Electric Company Limited in Kawasaki / Japan und Fuji Electric Corporate Research and Development Limited in Yokosuka / Japan

Vergleichsschaltung zum Bilddatenvergleich für Entfernungsmesser

Gebiet und Hintergrund der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Verwendung in einem Entfernungsmesser, der in ein optisches Instrument, wie eine Kamera eingebaut ist und in Kombination ein Paar von Lichtsensoranordnungen und eine elektronische Schaltung zur Messung der Entfernung zu einem Objekt aufweist, wobei die Schaltung Videosignale von den optischen Sensoranordnungen vergleichen kann, um die Entfernung zu bestimmen.

Entfernungsmesser .des beschriebenen Typs sind seit langem bekannt. Neuerdings wurde eine rein elektronische Vorrichtung ohne irgendwelche bewegliche Teile bekannt. Eine solche Vorrichtung hat große Beachtung als ein Entfernungsmesser gefunden, der klein, billig herzustellen und sehr genau ist.

Das Prinzip der Vorrichtung ist in den Figuren 1

und 2 der beigefügten Zeichnungen gezeigt. Wie Fig. 1 zeigt

durchlaufen Lichtstrahlen, wie reflektierte Strahlen von Sonnenlicht, die von einem Objekt 1 ausgesandt werden, dessen Entfernung gemessen werden soll,· zwei räumlich verschiedene Strahlengänge 4, 5 und fallen auf ein Paar von kleinen Linsen 2, 3, die in einem optischen Instrument mit einem Basisabstand b voneinander eingebaut sind und jede eine Brennweite f haben. Wie gezeigt hat das Objekt 1 eine Lichtstärkenverteilung, die durch zwei Bergformen wiedergegeben wird. Die Bilder 7, 8 des

EPO GOPY

Objektsi.das eine Solche Lichtstärkenveiteilung,hat, werden durch die kleinen Linsen 2, 3 auf eine gemeinsame Brennebene 6 fokussiert- Im Interesse einer kurzen Darstellung ist die Mitte des. Objekts 1 oder die Mitte 1c der Lichtstärkenverteilung in einer Stellung gerade gegenüber der kleinen Linse 2 gezeigt. Das durch die kleine Linse 2 auf der Brennebene 6 gebildete Bild 7 hat eine Mitte 7c, die sich vie gezeigt bei 70 befindet, und die Mittelposition 70 des Bildes 7 bleibt unverändert, wenn sich die Entfernung d bis zum Objekt 1 verändert. Wenn die Entfernung d zum Objekt 1 unendlich ist, befindet sich die Mitte 8c des durch die kleine Linse 3 gebildeten Bildes 8 in der Position 80 auf der Brennebene 6 gegenüber der Linse 3. Wenn die Entfernung d .kleiner wird, wird die Mitte 8c nach links verschoben. In der gezeigten räumlichen Beziehung befindet sich ..die Mitte ■> 8c in einer Position 81, d.h. in einem Abstand χ von der ursprünglichen Position 80 auf der Brennebene 6.

Ein Paar von Lichtsensoranordnungen 10, 11 ist .in der Brennebene 6 jeweils so angeordnet, daß die von den kleinen Linsen 2, 3 gebündelten Bilder 7, 8 des Objekts* 1 empfangen werden. Die Lichtsensoranordnungen 10, 11 bestehen im Ganzen aus verschiedenen Anzahlen m, η von Fotoelementen oder lichtempfindlichen Widerstandselementen. Wie in den Figuren 2 (a) und (b) gezeigt, erzeugt jeder eihzetae Sensor oöer Sensoranordnungen(i 0,11) ein eieHrisctes " SLgnal,das in Beziehung steht zu der empfangenen Lichtmenge: , z.B. proportional zur empfangen-en Lichtmenge ist. Vorausgesetzt, daß der Abweichungsabstand χ in irgendeiner Weise gemessen werden kann, kann die Entfernung zum Objekt 1 nach der folgenden Gleichung bestimmt werden:

d = b f/x

beruhend auf dem einfachen Prinzip der Triangulierung. Die von einem Sensorf, der Lichtsensoranordnungen 10, 11 ausgehenden Signale sind Analogwerte wie in Fig. 2 (a), (b) gezeigt, und so haben die Verteilungen der Ausgangssignale längs der Lichtsensoranordnungen stufenartige

EPO COPY Jl

Muster, wie gezeigt. Obgleich diese Analogwerte zur Bestimmung des Abweichungsabstandes χ verwendet werden können, werden üblicherweise die Analogwerte ²H Digitalwerten

quantisiert _f um die verwendete elektronische Schaltung zu vereinfachen und deren Genauigkeit zu erhöhen. Bei der einfachsten Quantisierungsvorrichtung · werden die Analogwerte mit einer geeigneten Schwellenspannung Vt verglichen wie in Fig2(a) und (b) gezeigt, und die Analogwerte werden in 1-bit Digitalwerte umgewandelt, indem man denjenigen Analogwerten, die größer als die Schwellenspannung Vt sind einen Digitalwert "1 " zuordnet und denjenigen Analogwerten, die kleiner als die Schwellenspannung Vt sind, einen Digitalwert "0" zuordnet, wie in Fig. 2 (c) und (d) gezeigt. Die Verteilungen der Digitalwerte längs der Lichtsensoranordnungerr 10,11 wie in Fig. 2 (c) und (d) gezeigt, werden dann miteinander durch die elektronische Schaltung verglichen, so daß der Abweichungsabstand χ als eine Sensorenanzahjfgemessen werden kann. Da die Verteilung der Digitalwerte wie in Fig. 2 (d) durch die gestrichelten Linien angegeben anzeigt, daß die Entfernung d zum Objekt 1 unendlich und der Abweichungsabstand χ null ist, ist die Messung der Entfernung d äquivalent der Bestimmung des Abstandes χ auf der Lichtsensor anordnungen Fig. 2 (d) ausgedrückt als eine Sensoren—

anzahl. - ' '

Im Beispiel der Fig. 1 hat ein (nicht gezeigter) Sucher zur Auswahl des Objekts 1, dessen Entfernung d bestimmt werden soll, eine optische Achse, die in einer Linie mit der optischen Achse der kleinen Linse 2 liegt, d.h. die kleine Linse 2^: ■ist direkt auf das Objekt 1 gerichtet. Jedoch liegt die optische Achse des Suchers nicht allgemein in einer Linie mit der optischen Achse der kleinen Linse. Angenommen der Sucher ist zwischen den zwei kleinen Linsen 2, 3 angeordnet, so sind die Bilder 7, 8 auf den Lichtsensoranordnungen 10, 11 jeweils nach rechts und links um die Abstände x1, x2 von den ursprünglichen Stellungen verschoben, in denen das Objekt in unendlichem

COPY

Abstand wäre. In diesem Fall kann die Entfernung d des Objekts 1 auch aus der obigen Gleichung bestimmt werden, indem man die Beziehung χ = x1 + x2 verwendet. Entsprechend bleibt die Messung der Entfernung d gleich der Be-Stimmung des Abweichungsabstandes x der Bilder auf den Lichtsensoranordnungen.

Eine EntfernungsmesserschaItung nach dem Stand der Technik, die auf den oben erwähnten Prinzipien beruht, ist in Fig. 3 gezeigt. Fig. 3 zeigt zwei Schieberegister 12, 13, welche digitale Bildsignale speichern, die erhalten wurden, indem Ausgangssignale der Lichtsensoranordnungen 10, 11 (Fig. 1) wie in Fig. 2 (a),(b) gezeigt mit (nicht gezeigten) Analog/Digital-Wandlern quantisiert wurden, wobei die digitalen Bildsignale in der der Reihenfolge der Sensoren in den Lichtsensoranordnungen entsprechenden Folge gespeichert werden.... Wenn Bildsignale in die Schieberegister 12, 13 eingeschrieben sind, wird ein Schiebesignal von einer Zeitgebereinheit 14 ausgesandt, um CTR-Anschlüssey&er Schieberegister 12, 13 so zu steuern, daß in den Schieberegistern 12, 13 gespeicherte Bildsignaldaten von den Ausgängen . der Schieberegister in jeder Stufe synchron zueinander der Reihe nach abgegeben werden. Die Ausgangssignale der. Schieberegister 12, 13 werden auf deren Eingängen rückgekoppelt - und treten wieder in die Schieberegister 12, 13 ein. Eine Exclusiv-NOR-Schaltung 15.gibt ein Signal mit dem Di-

gitalwert !'1 " ab, wenn die Ausgangssignale der Schiebe-.....__,_.,...

register 12, 13 miteinander übereinstimmen, und ' ein Signal mit dem Digitalwert "0" , wenn die Ausgangssignale der Schieberegister 12, 13 voneinander verschieden sind.

Ein Zähler 16 zählt die Ausgangssignale "1", die von der Exklusiv-N0R-S <±aitung"-15 in dem Fall erzeugt werden, daß aufeinanderfolgende synchrone Bilddaten von den Schieberegistern 12, 13 miteinander übereinstimmen.

Es sei nun angenommen, daß die Lichtsensoranordnungen 10, 11, wie in Fig. 1 gezeigt m bzw.nSeasozen entfalten also

EPO COPY

- ST-

jeweils m bzw η Bildeinzeldaten in den Schieberegistern Γ2, 13 gespeichert sind und m< η. yienn m Einzeldaten von den Schieberegistern 12, 13 abgegeben wurden, nachdem begonnen wurde, sie zu erzeugen, sind alle im Schieberegister 12 gespeicherten Einzeldaten und die ersten m im Schieberegister 13 gespeicherten Einzeldaten miteinander verglichen worden. Zu diesem Zeitpunkt hat ' der Zähler 16 gezählt, wie viele Bits miteinander übereinstimmen bei einem Vergleich der Bildeinzeldaten, die in den Schieberegistern 12, 13 gespeichert sind und relativ zueinander nicht verschoben sind, d.h. unter der Bedingung, daß die Zahl der verschobenen Einzeldaten 0 ist. Bei dieser Bedingung werden die im Schieberegister 12 gespeicherten Einzeldaten in einem vollen Zyklus zurück in die ursprünglichen Speicherpositionen geschoben, und die im Schieberegister 13 gespeicherten Einzeldaten werden m Bits nach rechts geschoben. Die Zahl im Zähler 16 wird jetzt gespeichert in einer Speicherschaltung 17 zur Speicherung der Höchstzahl von Übereinstimmungen. Auf einen Steuerbefehl der Zeitgebereinheit 14 werden die im Schieberegister 13 befindlichen Einzeldaten um (n - m + 1) Bits weiter geschoben, und der Zähler 16 wird geleert, so daß im Ergebnis die Einzeldaten im Schieberegister 1 3 aus der ursprünglichen Datenposition ein Bit nach rechts geschoben ' - worden sind.Ein Schiebezähler 18 zählt,um wie viele Bits die Einzeldatenim Schieberegister 13 aus der ursprünglichen Datenposition nach rechts geschoben worden sind.'Der Zähler 18 wird jedesmal fortgeschaltet, wenn Einzeldaten aus den

Schieberegistern 12, 13 verglichen worden sind. Ein zweiter .— Datenvergleichszyklus wird durchgeführt, während die Einzeldaten in den Schieberegistern 12, 13 aufeinanderfolgend in der gleichen Weise wie oben beschrieben m mal nach rechts verschoben werden. Nach Beendigung des zweiten Datenvergleichszyklus werden eine Zahl CI im Zähler 16 und eine Zahl C2 in der Speicherschaltung 17 zur Speicherung der Höchstzahl von Übereinstimmungen durch einen Komparator 19 verglichen, der die Zahl C1 in der Speicherschaltung 17iUrc6e Speicherung der Höchstzahl von Übereinstimmungen speichert, wenn

C1>C2 oder CI =C2. Gleichzeitig wird eine Zahl S1 dem Schiebe-

EPO COPY

zähler 18 in einer Schiebezahl-Speicherschaltung 20 gespeichert. Danach werden die Einzeldaten im Schiebere-¹^ gister 13 (n - m + 1) Bits nach rechts geschoben, und CD der Zähler 16 wird geleert. Der Vergleich der in den £^j 5 Schieberegistern 12, 13 gespeicherten Einzeldaten, der *<t- Vergleich der Zahlen im Zähler 16 und in der Speicherschaltung 17 der Höchstzahl von Übereinstimmungen, die daraus folgende Veränderung der Daten in der Speicherschaltung 17für die Höchstzahl von Übereinstimmungen und der Speicherschaltung 20 für die Verschiebungszahl, die Verschiebung der Einzeldaten im Schieberegister 13 um (n - m + 1) Bits, und das Leeren des Zählers 16 werden eine vorbestimmte Zahl von Malen wiederholt. Nach Beendigung dsr wiederholten Zyklen enthält die Speicherschaltung 17 die Höchstzahl von Übereinstimmungen als Ergebnis der aufeinanderfolgenden Bestimmung der Übereinstimmung zwischen den im Schieberegister 12 gespeicherten Einzeldaten und einem Teil der im Schieberegister 13 gespeicherten Einzeldaten, und die Schiebezahl-Speicherschaltung 20 speichert die Zahl der relativen Verschiebungen zwischen den Schieberegistern 12, 13, d.h. den Abweichungsabstand x, wie in Fig. 2(d) gezeigt, der die Höchstzahl von Übereinstimmungen gibt, die in der Speicherschaltung 17 für die Höchstzahl von Übereinstimmungen gespeichert ist. In einer Endstufe des Arbeitsganges bewirkt die Zeitgebereinheit die Übertragung der Daten aus der "Schiebezahl-Speicherschaltung 20 an eine ausgangsseitige Verriegelungsschaltung 21, aus der die gehaltenen Daten als ein Entfernungssignal an eine

'äußere Schaltung abgegeben werden können.

Bei der beschriebenen üblichen Schaltung zum Ver-. gleichen von Bilddaten zum Messen der Entfernung eines Objekts müssen die in den Schieberegistern 12, 13 gespeicherten Einzeldaten mehrfach im Kreis geführt werden, während die Zahl der relativen Verschiebungen der gespeicherten Einzeldaten verändert wird, bis die höchste Übereinstimmung zwischen den zwei Bilddaten foJLgenerreicht wird. Infolgedessen wird eine lange Zeit benötigt, um die

EPO COPY

Videodaten miteinander zu vergleichen. Wenn ein Entfernungsmesser mit einer solchen Schaltung zum Vergleich von Bilddaten in ein optisches Instrument, wie eine Videokamera eingebaut ist, welches eine Szene aufnimmt, während sich sein Betrachtungsfeld bewegt,wird ein vjn der Kamera tatsächlich aufgenommenes Bild oft unscharf sein, da das Bild wahrscheinlich verschieden istvan Beirachtnngsfeld. ■ das scharf eingestellt wurde, da eine erhebliche Zeit zui¹ Messung der Entfernung und zur entsprechenden Brenn-.

weiteneinstellung erforderlich ist.Auch Stehbildkameras leiden unter dem gleichen Problem, wenn ein zu fotografierendes Objekt plötzlich bewegt wird oder wenn die Kamera etwas bewegt wird, bevor der Verschluß geschlossen ist. Um das erwähnte Problem vollständig zu lösen, ist es erforderlich, daß die für die Entfernungsmessung und besonders den Bilddatenvergleich benötigte Zeit abgekürzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung zum Bilddatenvergleich für Entfernungsmesser zu schaffen, welche die erwähnten Schwierigkeiten überwindet, indem die für die Entfernungsmessung erforderliche Zeit verringert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem man wenigstens eines der zwei Schieberegister zum Speichern von Bilddaten so anordnet, daß Bilddaten, während sie durch das Schieberegister geschoben werden, von bestimmten

Stufen des Schieberegisters parallel abgegeben werden,

und indem man eine Koinzidenzdetektor-gruppe zum Vergleichen von Einzelbilddaten von diesem einen Schieberegister mit Einzelbilddaten vom anderen Schieberegister vorsieht, um Datenkoinzidenz gleichzeitig für die Zahl von Verschiebungen festzustellen, bei der Bildeinzeldaten zum Vergleich von Datenübereinstimmung verglichen werden sollen, und Zähler vorgesehen werden zum Zählen des Auftretens von Übereinstimmung in den Ergebnissen in den Koinzidenaäetektorschaltungen für jede Verschiebung der Bildeinzeldaten.

EPO COPY

Mit der obigen Anordnung kann die Feststellung der Koinzidenz zwischen Bildeinzeldaten für alle Bildeinzeldaten-Verschiebungen beendet werden, indem man einfach die in den Schieberegistern gespeicherten Daten zu deren Endstufen verschiebt. Daher muß man nicht wie bei den bekannten Schaltungen die Bildeinzeldaten mehrfach im Kreis durch die Schieberegister führen und die Bildeinzeldaten verschieben, um die gewünschte Zahl von Verschiebungen zu erreichen. Die für die Entfernungsmessung erforderliche Zeit kann verringert werden auf den Kehrwert der Zahl von Verschiebungen, bei denen die Bildeinzeldaten verglichen werden sollen, um Datenübereinstimmungen festzustellen. Da eine genaue Entfernungsmessung normalerweise erfordert, daß die Zahl der Ver-5 Schiebungen wenigstens etwa 10 und höchstens etwa 100 ist, kann die für die Entfernungsmessung erforderliche Zeit auf 1/10 oder weniger der für die Entfernungsmessung üblicherweise erforderlichen Zeit verringert werden. Die Bestimmung des Höchstwertes der Zahl des Auftretens von über eins timmungen._fdie in den Zählern für die jeweiligen Datenverschiebungen gespeichert ist, erfordert keine wesentliche Zeit, selbst beim Stand der Technik.

Ausführungsformen der Erfindung werden im einzelnen mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Eine kurze Figurenbeschreibung befindet sich zur besseren Übersicht am Ende dieser Beschreibung.

Zum leichteren Verständnis der Erfindung erscheint es zweckmäßig, zunächst die Anordnung einer Gesamtschaltung eines Entfernungsmessers zu beschreiben, von der die erfindungsgemäße Schaltung einen Teil bildet.

Fig. 4 zeigt als Blockschaltbild eine gesamte elektronische Schaltung zum Messen des Abweichungsabstands χ ausdrückt durch eine Lichtsensorenanzahl. Die gezeigte elektronische Gesamtschaltung eins ch ließ Ii chd=r Lichtsensoranordnungen ist normalerweise in einem einzigen Halbleiterchip integriert. Eine im ganzen mit 100 bezeichnete Lichtsensoranordnung, umschrieben von einer strichpunktierten Linie, umfaßt eine linke Lichtsensoranordnung 100L und

EPO COPY £

eine rechte Lichtsensoranordnung TOOR. Lichtstrahlen L von Bildern, die durch kleine Linsen zur Entfernungsmessung oder eine fotografische Linse gebündelt sind, fallen auf die linke und die rechte Lichtsensoranordnung 100L, 100R, die durch - Pfeile angedeutete elektrische Ausgangssignale für einen linken bzw.einen rechten Analog-Digital-Wandler (hiernach "ADC") 300L, 300R in einer Quantisierungsschaltung 200 liefern. Die Ausgangssignale von den Lichtsensoren können den ADCs seriell oder parallel zugeführt

werden. Zur Verkürzung der Meßzeit wird jedoch eine parallele Übertragung der Ausgangssignale bevorzugt. Die ADCs 300L, 300R wandeln die Analogsignale der Lichtsensoren jeweils in Digitalwerte von 1Bit oder einer gewinschtenBitaizahl 5 un^wa lche dann in zugeordneten Registern 400L, 400R gespeichert werden. Diese Register können Schieberegister mit ebenso vielen Stufen.wie Sensoren in den jeweiligen Lichtsensoranordnungen 100L, 100R vorhanden sind, aufweisen. Die Schieberegister 400L, 400R speichern die quantisierten Digitalwerte in der ' ' Reihenfolge der Lichtintensitätenil den Bilder-η, die auf die Lichtsensoranordnungen fallen. .

Wo die AusgangssignaIe der ADCs Mehrfachbits sind, sind die Schieberegister aus so vielen binären Schieberegistern zusammengesetzt, wie Signalbits vorhanden sind. Die Bildeinzeldaten werden in den Schieberegistern 400L, 400R mit DigitalwertVerteilungen oder Schieberegisterstufen gespeichert, die zwischen den' linken und rechten Bildern auf den Lichtsensoranordnungen 100L, 100R um den Abweichungsabstand χ verschoben sind.

Zur Bestimmung des Abweichungsabstandes χ aus den in den Schieberegistern 400L, 400R in den verschobenen Verteilungen gespeicherten Bildeinzeldaten sind vorgesehen: eine Koinzidenz-detektorgrwppe 600, eine Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 700 zum Speichern eines von der Koinzidenzdetektorgruppe 600

EPO COPY

gefundenen Ergebnisses und eine Entfernungssignal-Rechner schaltung 800 zum Auslesen von gespeicherten Daten aus der Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 700 und zum Bestimmen einer Verschiebungszahl xn, bei der eine höchste Übereinstimmung zwischen den zwei Bilddaten gegeben ist. Die Verschiebungszahl xn gibt die Anzahl Lichtsensoren an, welche den Abweichungsabstand χ wiedergibt. Eine Entfernungssignal-Rechnerschaltung 800 berechnet die Entfernung d bis zum Objekt durch Multiplazieren der Verschiebungszahl xn oder aufgrund der oben angegebenen Formel zur Berechnung der Entfernung d· für viele Anwendungen kann jedoch die Verschiebungszahl xn als das Entfernungssignal ausgegeben werden, statt χ und d zu finden. Die Koinzidenz-detektorgruppe 600, die Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 700 und die Entfernungssignal-Rechnerschaltung 800 bilden zusammen eine Entfernungsdetektorschaltung 500. Eine zentrale Steuerschaltung 900reagiert auf einen Zugriff von außen, indem sie(. ein Ent fernungs signal aus der Entfernungs-Detektorschaltung 500 ansliest und einer äußeren Schaltung zuführt. . Die zentrale Steuerschaltung 9do dient auch als Zeitgeberschaltung, die den verschiedenen Schaltungen T.aktimpulse und Steuerimpulse liefert.

Fig. 5 zeigt eine Bilddatenvergleichsschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Schieberegister 410L, 410R entsprechen jeweils den in Fig. 1 gezeigten Lichtsensoranordnungen 10, 11 und bestehen aus η Stufen 411L - 41 nL bzw. m Stufen 411R - 41nR (n> m). Quantisierte Bildeinzeldaten werden von den ADCs 300L, 300R (Fig. 4) seriell oder parallel zu den Schieberegistern 410L, 41 OR übertragen und dort in der Reihenfolge der Sensoren in den Lich'tsen'soranordnungen "100L, 100R gespeichert. Alle Bildeinzeldaten sind

' gezeigt als Ϊ Bit, um die Darstellung in Fig. 5 zu vereinfachen. Wenn jedoch solche

EPO COPY

Einzeldaten Mehrfachbits sind, können beispielsweise so viele binäre Zähler vorgesehen sein, wie jedes Einzeldatenelement Bits aufweist.. Die Schieberegister 4T0L, 410R werden synchron mit Schiebeimpulsen P40 aus derZentralsteuerschaltung 900 versorgt, um die gespeicherten Bildeinzeldaten in den Schieberegistern 410L, 41OE der Reihe nach nach links zu schieben. Wie gezeigt, ist das Schieberegister 410L so gebaut, daß parallele Ausgangssignale von den Stufen 41mL - 41 nL geliefert werden_;und das Schieberegister 410R ist so gebaut, daß

.· Aus gangs signa Ie von der Stufe 41 mR am linken Ende seriell abgegeben werden.

Die Schieberegister sind mit (n - m + 1) KoinzidenzdetektOrschältungen 60m_; - 60 η verbunden, die jede, wie in Fig. 6 gezeigt, aufgebaut sind, wobei die Koinzidenzdetektorschaltungen . 60m - 6On gemeinsam die Koinzidenzdetektorschaltungsgruppe ■ 600 bilden (Fig.4). Wie Fig. 6 zeigt, weist jede der Koinzidenzdetektorschaltungen 60m - 6On eireExclusiv-NOR-Schaltung ' 61 mit Eingängen 11,12 auf. Einer der Eingänge

jeder Koinzidenzdetektorschaltung, beispielsweise 11, erhält ein Bilddatenausgangssignal von der Endstufe 41mR des Schieberegisters 410R, während die anderen Eingänge 12 der Koinzidenzdetektorschaltungen ,. die parallelen Ausgangssignale der Stufen 41mL - 41nL des Schieberegisters 410L erhalten, wie in Fig. 5 gezeigt. In einem Ausgangszustand vor dem Anlegen der Schiebeimpulse P40 speichern die Stufen des Schieberegisters 410 jeweils Bildeinzeldaten DL(1) - DL(n) und die Stufen des. Schieberegisters 410R jeweils Bildeinzeldaten DR(1) - DR(m). Wenn ein erster Schiebeimpuls P40 angelegt wird, wird das mte Bilddatenelement DR(m)im Schieberegister 410L einem der Eingänge-· derJExclusiv-NOR-Schaltung 61 · der Koinzidenzdetektorschaltung·,, 60m zugeleitet, und das mte Bilddatenelement DR(m)im Schieberegister 410R wird dem anderen Eingang der

^Epo copy

Exclusiv-NOR-Schaltungöi zugeleitet. Wenn ein nächstfolgender Schiebeimpuls P40 zugeführt wird, werden die Bildeinzeldaten in den Schieberegistern 41OL, 410R, gleichermaßen eine Stufe nach links geschoben, wie gezeigt, und daher wird das Bilddatenelement DL( m - 1) von der Stufe 41 mL des Schieberegisters 410Lund das Bilddatenelement DR(m - 1) von der Stufe 41mR des Schieberegisters 410R der Koinzidenzdetektorschaltung_ 60m zugeführt. Jedesmal, wenn die zwei Eingangssignale der.Exclusiv-NOR-Schaltung 61 der Koinzidenzschaltung 60m zugeführt werden, stellt die Exclusiv-NOR-Schaltung 61 fest, ob die zwei zugeführten Eingangssignale miteinander übereinstimmen und liefert ein Ausgangssignal nur, wenn sie miteinander • übereinstimmen. Das Aus gangs signal von der Exclusiv-NOR-Schaltung 61 geht durch eine ODER-Schaltung 62 zu einem Koinzidenzzähler 65, der die Anzahl der Koinzidenzen zählt. Dieser obige Ablauf wird zyklisch wiederholt, bis die ursprünglich in den ersten Stufen des Schieberegisters 410L,41 OR gespeicherten Bildeinzeldaten DL(1), DR(1) von den mten Stufen 41 mL und. 41 mR der Schieberegister 410L, 410R abgegeben werden.

Wie oben beschrieben, vergleicht die Koinzidenzdetektorschaltung 60m zu jeder Zeit die ursprünglich in den entsprechend numerierten Stufen der Schieberegister 410L, 410R gespeicherten Bildeinzeldaten. Daher stellt die Koinzidenz-detektorschaltung 60m fest, ob die Einzeldaten miteinander übereinstimmen unter der Bedingung, daß die Bildeinzeldaten in den Schieberegistern 410L, 410R relativ zueinander nicht verschoben sind, d.h. die Zahl der Verschiebungen Null ist. Diese Bedingung wird in dem Block, der die Koinzidenzdetektorschaltungj 60m wiedergibt, durch "O¹¹ angegeben. ' s.

Es sei nun die Koinzidenz-detektorschaltung. 6On am linken Ende des Schieberegisters 41OL' betrachtet. %■ Wenn ein erster Schiebeimpuls P40 zugeführt wird, stellt

die Koinzidenzdetektorschaltung_. 6On fest, ob das BiId-. Datenelement DL(n) in der Endstufe 41nL des Schiebere-

EPO COPY ft

gisters 410L mit dem Bilddatenelement ES(m) in der Stufe 41mR des Schieberegisters 410R übereinstimmt. Entsprechend vergleicht die Koinzidenzdetektorschaltun.g- .6Qn ■ die (n - m) voneinander verschobenen BiIdeinzeIdaten, .um festzustellen, ob sie miteinander übereinstimmen. Da die Anzahl der Verschiebungen (n - m) unverändert bleibt, wenn aufeinanderfolgende Schiebeimpulse zugeführt werden, vergleicht die Koinzidenzdetektorschaltung 6On jedesmal zwei Bildeinzeldaten, die (n - m) voneinander verschoben sind. Entsprechend vergleichen die Koinzidensäetektorschältungett ., die zwischen den Koinzidenzdetektor cha ltungen 60m, 6On angeordnet sind,je zwei Bildeinzeldaten, die um 1 , 2, ..., (n - m - 1) voneinander verschoben sind, um festzustellen, ob diese BiIdeinzeldaten miteinander übereinstimmen. Die Koinzidenzdetektor schaltungen 60m - 6On der Koinzidenzdetektor-·

gruppe 600 stellen also fest, ob zwei Bildeinzeldaten, die 0, ..., (n - m) voneinander verschoben sind, übereinstimmen.

Beruhend auf dem obigen Prinzip der Arbeitsweise der Schaltung werden Bildeinzeldaten, die 0, ..., (n - m) Stellen voneinander verschoben sind, gleichzeitig parallel verglichen, um festzustellen, ob sie miteinander in (n - m + 1) Kombinationen übereinstimmen.

Koinzidenzzahl-Zähler 65 (Fig. 6) in den jeweiligen (n - m + 1) Koinzidenz'detektorschaltungen. 60m. - 60n speichern die Anzahl der. Koinzidenzfälle zwischen aufeinanderfolgenden zwei Bildeinzeldaten, die 0 - (n - m)Stufen voneinander verschoben sind. Für die Entfernungsmessung ist es erforderlich, die Höchstzah !unter den gespeicherten Zahlen der aufgetretenen Koinzidenzen zu finden. Dies kann durchgeführt werden, indem man jeder derA-ODER-Schaltungen 62 in den Koinzidenzdetektorschaltun gen 60m - 60n einen Ausleseimpuls P60 zuführt. Jedesmal, wenn ein Ausleseimpuls P60 zugeführt wird, wird die . ODER-Schaltung 62, geöffnet, um "1" 'in allen Koinzidenzzahl-Zählern 65 zu addieren. Wenn Ausleseimpulse wiederholt

EPO COPY

zugeführt werden,,-,tritt bei dem Koinzidenzzahl-Zähler, der die Höchstzahl aufgetretener Koinzidenzen speichert, z.B. der Koinzidenzzahl-Zähler entsprechend der Verschiebungszahl i,ein Überlauf ein, wodurch ein Übertragunjssignal, z.B. "1" erzeugt wird. Ein Schieberegister 710 (Fig. 5) bildet die Speicherschaltung 700 für das Vergleichsergebnis (Fig. 4) und hat (n - m + 1) Stufen, welche jeweils den Koinzidenzdetektorschaltungen 60m - 6On entsprechen. Das Schieberegister 710 ist so gebaut, daß es eine parallele Datenspeicherung in seine aufeinanderfolgenden Stufen zuläßt. Dieses Schieberegister 710 spricht auf das übertragungssignal "1" von der Koinzidenzdetektorschaltung· an, welche der Verschiebungszahl i entspricht, um ein Signal "1" in der entsprechenden stufe zu speichern. Die Vergleichsergebnis-Speicherschaltung 700 weis tedne ODER-Schaltung 720 auf,die mit parallelen Übertragungssignalen von den Koinzidenzdetektorschaltungen 60m - 6On gespeist wird. Wenn ein Übertragungssignal zugeführt wird,wird die ODER-Schaltung geöffnet, so daß die zentrale Steuerschaltung 900 keine weiteren Ausleseimpulse P60 an die Koinzidenzzahl-Zähler 65 liefert, die dann keinen weiteren Zuwachs erhalten und keine anderen Übertragungssignale erzeugen können. Infolgedessen speichert nur die Stufe des Schieberegisters 710, welche dem Koinzidenzzahl-Zähler entspricht, der die Höchstzahl eingetretener Koinzidenzen gespeichert

hat, ein Signaimit einem gegebenen Digitalwert, wie

Die Anzahl'i Verschiebungen bei der maximale Übereinstimmung· zwischen den Bildeinzeldaten vorhanden ist kann ausgelesen werden, indem man .Zählimpulse P80 von der zentralen Steuerschaltung 900 dem Schieberegister 710 zuführt. In dieser Ausführungsform weist die Schaltung 800 zur Berechnung des Ent- fernungssignaIs beispielsweise einen ganz einfachen Ziihler auf, der von der zentralen Steuerschaltung 900 mit Zählimpulsen PBO versorgt wird, welche synchron

EPO COPY

mit Ausleseimpulsen P 70 zugeführt werden, nachdem begonnen wurde, die Ausleseimpulse P70 dem Schieberegister 710 zuzuführen.Der Zählerstand in der Schaltung 800 wird daher aufeinanderfolgend und synchron mit dem Verschieben '5 der Daten im Schieberegister 710 nach rechts entsprechend der Zuführung der Ausleseimpulse P 70 jeweils um den Wert 1 erhöht. Auf die Abgabe des die Höchstzahl von aufgetretenenen Übereinstimmungen anzeigenden Binärwerts "1" durch das Schieberegister 710, antwortet der zentrale Steuerkreis 900, indem er die Abgabe der Zählimpulse P 80 unterbricht, worauf die Schaltung 800 das Zählen der Zählimpulse abbricht und die Zahl i der Verschiebungen als · gezählte Zahl speichert. Danach liest die zentrale Steuerschaltung 900 die gezählte Zahl aus und gibt das Ergebnis der Zählung an eine äußere Schaltung eb,

Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezuj auf Fig. 7 und 8 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist die Art der Verschiebung von Bildeinzeldaten relativ zueinander verschieden von der bei der vorangehenden Ausführungsform. Zum leichteren Verständnis wird zunächst ein Verfahren zum Verschieben von Bildeinzeldaten relativ zueinander mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben. Wie in Fig. 7(a) gezeigt, bestehen Lichtsensoranordnungen 100L, 100R aus gleichen Zahlen von Licht sensor en, d.h. jeweils 12 Li cht sensoren 1 01 L --112L ~ und 12 Lichtsensoren 101R - 112R in der gezeigten Ausführungsform. Ein Sucher zum Zielen auf' ein Objekt, dessen Entfernung gemessen werden soll, wird nicht in Richtung auf eine der Lichtsensoranordnungen verschoben, sondern ist anders als der Sucher der vorigen Ausführungsform zwischen den Lichtsensoranordnungen 100L, 100R angeordnet. Demgemäß sind die Zentren LC, RC von Bildern des Objekts, wenn sich dieses in einer unendlichen Ent-

EPO COPY

fernung befindet, beinahe bis zu einer Zwischenstellung zwischen den LitntsensoranOrdnungen 100L, 100R verschoben. Genauer gesagt, ist das Zentrum LC des linken Bildes, wie gezeigt, zwischen den Lichtsensoren 108L, 109L der linken Lichtsensoranordnung 100L angeordnet, welche sich nahe bei deren rechtem Ende befinden, wobei das Bild vom Lichtsensor 105L bis zum Lichtsensor 112L reicht. Das Zentrum RC des rechten Bildes liegt, wie gezeigt, zwischen den Lichtsensoren 104R, 105R der rechten Lichtsensoranordnung 100R, welche nahe beim linken Ende derselben liegen, wobei das Bild vom Lichtsensor 101R bis zum Lichtsensor 108R reicht. Die Zahlen in den Blöcken der Lichtsensoren bezeichnen die Nummer des jeweiligen Lichtsensors.

Die Figuren 7(bO) bis (b8) zeigen Schieberegister 400L, 400R mit 12 Stufen jeweils, entsprechend den Lichtsensoren der Lichtsensoranordnungen 100L, 100R, wobei die Schieberegister 400L, 400R senkrecht übereinander gezeigt sind, um das Verständnis zu erleichtern.

Die Zahlen in den Blöcken, welche die Stufen wiedergeben, bedeuten die Stufennummern der Schieberegister und auch die Bildeinzeldaten-Nummern entsprechend den Nummern der Lichtsensoren. Wie in Fig. 7(a) gezeigt, wenn sich das Objekt in unendlicher Entfernung befindet, ist das Bild der linken Lichtsensoranordnung 100L über die Lichtsensoren mit den Sensornummern 5-12 und das Bild auf der rechten Lichtsensoranordnung 100R über die Licht-"sensoren mit den Sensornummern 1-8 ver teilt. Unter der Annahme, daß die Zahl der Verschiebungen zwischen den zwei Bildern Null ist» wenn die Entfernung zum Objekt unendlich ist, was als Bezugszustand bezeichnet sei, sind die Nummern der Sensoren, die als bei einem solchen Bezugszustand miteinander übereinstimmeniL festzustellen sind, in denbeiden Lichtsensoranordnungen, wie in Fig. 7(bO) gezeigt, aufeinander bezogen. Insbesondere ist beispielsweise das fünfte BiM-datenelement i_m linken Schieberegister 400L mit dem ersten Bilddatenelement i_m rechten Schieberegister 400R zu vergleichen, wenn die Anzahl der Verschiebungen Null ist

EPOCOPY

Wenn das Objekt aus unendlicher Entfernung näher zum Entfernungsmesser kommt, wird das Bild des Objekts auf dem linken Lichtsensor 100L nach links, auF dem rechten Lichtsensor 100K nach rechts verschoben. Die Bildeinzeldaten in den Schieberegistern 400L, 400R geraten daher aus ihrer gegenseitig übereinstimmenden Beziehung heraus, falls nicht die Bildeinzeldaten entsprechend der Verschiebung der Bilder verschoben werden. Die Fig. 7(bi) und folgende erläutern Entsprechungen zwischen den Nummern der Bildeinzeldaten in den Schieberegistern, die miteinander verglichen werden müssen, um Datenkoinzidenz festzustellen, während sie aufeinanderfolgend relativ zueinander verschoben werden. Fig. 7(bi) zeigL- die Entsprechung zwischen den Nummern der BiIdeinzeldaten, wenn die Zahl der Verschiebungen 1 beträgt. Die Einzeldatennummern des Schieberegisters 400L sind aus der Stellung der Fig. 7(b0) einen Platz in Richtung des Pfeils nach rechts verschoben. Das vierte Bilddatenelement beispielsweise im linken Schieberegister 400L ist zu vergleichen mit dem ersten Bilddatenele/ment im rechten Schieberegister 400R, für den Fall der Datenkoinzidenz. Ähnlich zeigt Fig. 7(b2) die Entsprechung zwischen den Nummern der zu vergleichenden Bildeinzeldaten bei der Verschiebungszahl 2. Die Einzeldatennummern des Schieberegisters 4OOR sind gegenüber der Stellung der Fig. 7(b0) um einen Platz nach links in

-~—Richtung des Pfeils verschoben. Beispielsweise ist das

vierte Bilddatenelement im linken Schieberegister 400L mit dem zweitenBllddateneDement im rechten Schieberegister 4OOR zu vergleichen, um Datenkoinzidenz zu finden. Mit steigender Anzahl von Verschiebungen werden die Nummern der zwischen den Schieberegistern zu vergleichenden Bildeinzeldaten abwechselnd um jeweils eine verschoben, bis schließlich die· Bildeinzeldatennummern eine Entsprechung haben, wie in Fig. 7(b8) gezeigt.

EPO COPY

Fig. 8 zeigt eine Schaltung zur Feststellung, ob die Bildeinzeldaten in den Schieberegistern miteinander übereinstimmen, und zwar gleichzeitig für die Verschiebungszahlen 0 - 8, auf der Grundlage der in Fig. 7 gezeigten Daten en t-sprechungen. Digitale Bildeinzeldaten werden von (nicht gezeigten) ADCs in Earallelübertragung in die Stufen der Schieberegister 400L, 400R geschrieben. Weitere Schieberegister 420L, 420E folgen den Schieberegistern 400L bzw. 400R, wie gezeigt. Bildeinzeldaten-Nummern in den Schieberegistern 420L, 420R sind angegeben als Zuwächse in entgegengesetzten Richtungen zur einfacheren Darstellung der Verbindung mit einer Koinzidenzäetektorschaltung _t (weiter unten beschrieben). Die Schieberegister 420L, 420R 5 können mit den Schieberegistern 400L bzw. 400R integriert sein, damit Daten aus den ADCs darin eingeschrieben werden können. Zur leichteren Darstellung sind jedoch hier die Schieberegister 420L, 420R getrennt von den Schieberegistern 400L, 400R gezeigt.

Bildeinzeldaten werden aufgrund von Schiebeimpulsen P40 der Reihe nach von den Schieberegistern 400L, 400R zu den Schieberegistern 420L bzw. 420R geschoben. Die Schieberegister 420L, 420R sind so aufgebaut, daß sie eine parallele Übertragung von Bildeinzeldaten von ihren Stufen ermöglichen. Anders als bei der vorangehenden Ausführungsform sind beide Schieberegister . 420L, 420R zu solcher paralleler Datenübertragung fähig.

Die Koinzidenzdetektorschaltung ; ist im einzelnen in Fig. 8 gezeigt und weist eine obere Reihe von -Exclusiv-NOR-Gates 610 - 61 8_y eine; mittlere Bsihe ναι CEER-Schaltungen 620-628 und eine untere Reihe von Zählern 650 - 658 auf, die in der gleichen Weise wie die Exclusiv-NOR-Schaltung 61,die ODER-Schaltung 62 und der Zähler in Fig.6 miteinander verbunden sind.Die Exelusiv-NOR-Scha1-tungen 610 - 618 sind, wie gezeigt, mit den parallelen

Ausgängen der 5-Stu.Pen-Schieberegister 420L,

EPO COPY

420 R verbunden. 'Wie hier gezeigt, haben die ersten Bildeinzeldaten die Endstufen der Schieberegister 420L, 420R erreicht. Zu dieser Zeit wird der ExclusivftpOR-Schaltung 610 das fünfte Bilddatenelement vom linken Schieberegister 420L und das erste Bilddätenele-"ment vom rechten Schieberegister 420R zugeführt, ein Zustand, welcher der Einzeldatenbeziehung, wie in Fig. 7(bO), entspricht. Die Exclusiv-NOR^Schaltung 610 kann daher feststellen, ob die Bildeinzeldaten zu der Zeit übereinstimmen, wo die Verschiebungszahl Null ist.

Entsprechend wird der Exclusiv-NOR-Schaltung 611 das TierteBüddatenelernent. vom linken Schieberegister 420L und das erste Bi3ddatenelement.„ vom rechten Schieberegister 420R zugeführt, ein Zustand, der der Einzeldatenbeziehung, wie in Fig. 7(bi) gezeigt, entspricht ,und sie kann daher feststellen, ob die Bildeinzeldaten miteinander zu der Zeit übereinstimmen, wo die Zahl der Verschiebungen 1 ist. In die Blöcke der Exclusiv-NOR-Sdialtungen 610-618 sind die Zahlen der Verschiebungen 0-8 zwischen den Bildeinzeldaten eingeschrieben, welche die schaltungen zum Feststellen der Datenübereinstimmung vergleichen sollen. Die Bildeinzeldaten in den Schieberegistern 420L, 420R werden nacheinander jeweils nach rechts und links durch deren Stufen verschoben, um festzustellen, ob die BiIdeinzeldaten miteinander übereinstimmen oder nicht. Die Anzahl der Fälle von Übereinstimmung ^ wird jeweils in den Zählern 650 - 658 gespeichert. Der Bereich, in welehern die Bildeinzeldaten im Hinblick auf Datenübereinstimmung verglichen· werden, ist in Fig. 7 mit CDR angegeben. Wie aus dem obigen ersichtlich, kann die Schaltung ^von Fig. 8 feststellen, ob die jeweils aus acht Einzelbilddaten zusammengesetzten linken und rechten Bilder miteinander übereinstimmen oder nicht.

Ein in Fig. 8 gezeigtes Schieberegister 710 dient als die gleiche Speicherschaltung für das Ver-

. gleichsergebnis,, v/ie in der Ausführungsform der Fig. 5. Das Schieberegister 710 speichert ein erstes Übertragungssi jnal von den Zahlern 650 - 658, die durch den ODER-Schaltungen 620-628 zugeführte Ausleseimpulse P60 jeweils um eins zunehmen". Das im Schieberegister 710 gespeicherte Signal wird von diesem abgegeben, wenn ihm Ausleseschiebeimpulse P70 zugeführt werden.

In den vorangehenden Ausführungsformen sind die Zahl der Lichtsensoren in jeder Lichtsensoranordnung, die Zahl von Verschiebungen, bei denen Übereinstimmung zwischen zwei Bildern festgestellt werden soll, und die Zahl von für die Feststellung von Bildübereinstimmung zu vergleichenden Bildeinzeldaten verhältnismäßig klein im Interesse einer kurzen Darstellung. 5 Solche Zahlen müssen jedoch in einem tatsächlichen Entfernungsmesser erheblich vergrößert werden. Beispielsweise wird die Anzahl von Verschiebungen bestimmt in Abhängigkeit von der Anzahl Bereiche, in welche die Entfernung eines Gegenstandes unterteilt wird zwischen unendlich und einem nächsten Punkt, und diese Zahl kann von 10 - 100 oder mehr betragen. Je größer die Zahl der für die" Feststellung der Datenübereinstimmung zu vergleichenden Bildeinzeldaten, desto besser die genaue Entfernungsmessung. Normalerweise wird bevorzugt, einige Dutzend Bildeinzeldaten zu vergleichen. Mit steigender Zahl der zu vergleichenden Bildeinzeldaten muß die Zahl der Lichtsensoren in jeder Lichtsensoranordnung vergrößert werden und kann in zahlreichen Anwendungen .100 übersteigen. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind in gleicher Weise anwendbar für eine solche' komplexe Anordnung, jedoch eher vorteilhafter in Anordnung mit vielen Lichtsensoren. Vorteile der Erfindung

Die Entfernungsmessung wurde bisher vorgenommen,-indem man feststellte, ob zwei Bildeinzeldaten miteinander übereinstimmen, während Bildeinzeldaten der Reihe nach eines um das andere relativ zu-

copy

einander verschoben wurden. ErPindungsgemäß können jedoch die Bildeinzeldaten zur Feststellung von Daten-Übereinstimmung gleichzeitig Pur die Anzahl von Verschiebunjen, bei denen die Übereinstimmung zwischen den Bildeinzeldaten festgestellt werden soll, verglichen werden, so daß die zum Vergleichen der Bildeinzeldaten erforderliche Zeit stark verkürzt werden kann. \'Jenn eine Videokamera verwendet wird, um eine Szene aufzunehmen, während das Blickfeld bewegt wird_;

TO oder ein sich rasch bewegendes Objekt aufzunehmen, erlaubt die Anordnung der Erfindung die Aufnahme eines gut scharf eingestellten Bildes, da die Entfernung zum Objekt für die Brennweiteneinstellung genau gemessen v/erden kann. Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch Verschwommenheit in Bildern verringern, die mit üblichen Fotokameras aufgenommen werden und zurückzuführen sind auf Zittern der Hände, bevor der Verschluß geschlossen ist. Die Erfindung erbringt v/es ent Ii ehe Vorteile gegenüber dem Stand der Technik im Fall, daß die Bereiche für Entfernungsmessung kleiner und genauer sind. Die Erfindunj ist nicht nur für optische Instrumente, wie Kameras, sondern auch für verschiedene Zwecke, die eine Entfernungsmessung erfordern, anwendbar, wie die Messung der Entfernung bis zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, um die Sicherheit von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen, zu gewährleisten. Die Erfindung ist umso vorteilhafter,

je rascher und schärfer die Bewegung eines Objekts ist,"" dessen Entfernung gemessen werden soll.

Die zum Quantisieren von Analogbildsignalen der.Lichtsensoren erforderliche Zeit, um Bildeinzeldaten zu erzeugen, kann ein Hindernis sein, um die Zeit der Entfernungsmessung zu verringern. Neue Fortschritte der Halbleitertechnologie haben es jedoch erleichtert, eine solche Zeit zu verringern durch paralleles Auslesen des Signals und Analog/Digital-Wandlung. In Kombination mit diesem Fortschritt kann die Erfindung

die zur Entfernungsmessimg erforderliche Zeit erheblich verringern und damit die Leistung eines Entfernungsmessers verbessern, so daß sich für diesen ein weiterer Anwendungsbereich erschließt. Die erfindungsgemäße elektronische Schaltung einschließlich der Lichtsensoranordnungen kann leicht

ρ auf einem Halbleiterchip von einigen mm integriert werden und kann einen Entfernungsmesser von hoher Leistung und kleiner Größe liefern.

Gemäß der Erfindung ist bei einem Entfernungsmesser, bei dem die Messung der Entfernung zu einem anvisierten Objekt auf der Auszählung von Übereinstimmungen zwischen quantisierten Intensitätswerten für zwei auf getrennten optischen Wegen von dem Objekt gewonnenen Lichtintensitätsverteilungen beruht, für wenigstens eines von zwei für eine Zwischenspeicherung der entsprechenden Bilddatenelemente vorgesehenen Schieberegistern (400L, 400K) eine parallele Datenausgabe an zur Vergleichsdurchführung vorgesehene Koinzidenzdetektoren (600) vorgesehen. Auf diese Weise wird der Vergleichsvorgang und damit die Entfernungsmessung überhaupt erheblich beschleunigt, indem die Koinzidenzen für jeden Verschiebeschritt beim Durchschieben der Bilddatenelemente durch die Schieberegister jeweils gleichzeitig ermittelt werden, wobei dann nachgeschaltete Zähler (700) die Anzahl der für jeden Verschiebeschritt festgestellten Koinzidenzen registrieren und ein Rechner (800) anhand der Anzahl der zur Erzielung eines Maximums an Koinzidenzen erforderlichen Anzahl von Verschiebeschritten ein Maß für die gesuchte Entfernung zum Objekt bestimmt.

EPO COPY §

j " Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 und 2 zeigen einen bekannten Entfer-

] nungsmesser, für den die Erfindung anwendbar ist.

' Fig. 1 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Prinzi

pien der Entfernungsmessung unter Verwendung von Licht-Sensoranordnungen;

: Fig. 2 ist ein Satz von Diagrammen zur Erläuterung der

ι Art, wie analoge Bildsignale von den Lichtsensoren quan-

; " tisiert werden;

j Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer üblichen Schaltung

zum Vergleich von Bilddaten für Entfernungsmessung;

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer vollständigen Schaltung eines Entfernungsmessers, worin eine erfindungsgemäße Schaltung verwendet wird;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung zum BiId-5 vergleich gemäß einer AusfUhrungsform der Erfindung; Fig. β ist ein Blockdiagramm einer Koinzidenzdetektorschaltung 60m - 6On in der Schaltung zum BiIdvergleich der Fig. 5;
> Fig. 7 ist ein Satz von Diagrammen zur Erläuterung der

Prinzipien einer Schaltung zum Bildvergleich gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,und

-.._ Fig. 8 ist ein Blockdiagramm der Schaltung zum Bildvergleich der Fig. 7.

EPO COPY

Claims (4)

1. PATENTANWALT.-

   DR. HANS UL^lÖH-MAV :.

   D S MÜNCHEN 22,-THiERSCKSTRASSE: 27

   TELEGRAMME: MAYPATENT MÜNCHEN _ . _ ^- - .

   TELEX O2 4487 PATOP 0 H Z 2 V 4 /

   TELEFON COeej 22SOS1

   F-4-P-10/1998 ., München, 20.Juni 1984

   PF 18471 DE ^Dr*^^aC

   Fuji Electric Company Limited in Kawasaki / Japan und Fuji Electric Corporate Research and Development Limited Xn Yokosuka / Japan

   Vergleichsschaltung zum Bilddatenvergleich für Entfernungsmesser

   Patentansprüche

   Vergleichsschaltung ^zum Bilddatenvergleich für einen Entfernungsmesser, in dem Lichtstrahlen, die von einem Objekt kommen, dessen Entfernung gemessen werden soll, zwei verschiedene optische Wege durchlaufen und jeweils auf eine von zwei aus je einer Mehrzahl von Sensoren für Licht bestehenden Lichtsensoranordnungen treffen und zwei durch Quantisierung von Ausgangssignalen der Lichtsensoranordnungen erhaltene und einer Lichtintensitätsverteilung vom Objekt .entsprechende Bildsignalfolgen unter Verschiebung relativ zueinander miteinander verglichen werden, wobei die gesuchte Entfernung aus der zu maximaler Koinzidenz zwischen den Bildsignalfolgen führenden Anzahl von Verschiebeschritten bestimmt wird, mit . ·

   - zwei den Lichtsensoranordnungen nachgeschalteten, jeweils eine der Anzahl der Sensoren in der zugeordneten Lichtsensoranordnung angepaßte Anzahl von Stufen für die Aufnahme von quantisierte Intensitätswerte darstellenden Bilddatenelementenmit der Lichtintensitätsverteilung über der jeweiligen Lichtsensoranordnung entsprechender Reihenfolge aufweisenden und auf ein . zueinander synchrones Verschieben der darin gespeicherten Bilddatenelemente eingerichteten Schieberegistern,

   - Einrichtungen zum stufenweise zugeordneten Vergleichen der in den beiden Schieberegistern enthaltenen Bilddatenelemente,

   EPO COPY

   - Einrichtungen zum Erfassen der Anzahl der Koinzidenzen zwischen den Bilddateninhalten von miteinander verglichenen Stufen in beiden Schieberegistern und

   - Einrichtungen zum Festhalten der zur Erzielung einer Höchstzahl an Koinzidenzen erforderlichen Anzahl von

   Verschiebeschritten um jeweils eine Stufe als Maß für die zu messende Entfernung,
   dadurch, gekennzeichnet,

   daß wenigstens eines der Scheiberegister (410L; 420L, 420R) auf eine parallele Ausgabe der gespeicherten Bilddatenelemente eingerichtete Stufen aufweist,

   daß an die Ausgänge der Stufen dieses oder dieser Schieberegister und an wenigstens einen Ausgang eines zweiten Schieberegisters Koinzidenzdetektoren (600) in den Verschiebeschritten angepaßter Anzahl für einen gleichzeitigen Vergleich der in zwei Schieberegistern enthaltenen Bilddatenelemente jeweils im Zeitpunkt der Verschiebung der Bilddatenelemente angeschlossen sind_/und daß mit den Koinzidenzdetektoren eine gleiche Anzahl von Zählern (700) zum Zählen der an den einzelnen Koinzidenzdetektoren festgestellten Koinzidenzen verbunden sind.
2. 2. Vergleichsschaltung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Anzahl der Koinzidenzdetektoren (600) der um den Wert 1 vergrößerten Differenz zwischen der Anzahl der Stufen der beiden in ihrem Bilddateninhalt miteinander zu vergleichenden Schieberegister (410L, 410R) entspricht.
3. 3. Vergleichsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Zähler (700) eine Rechenschaltung

   (800) zum Bestimmen der einer Höchstzahl von Koinzidenzen entsprechenden Anzahl von Verschiebeschritten nachgeschaltet ist.
4. 4. Vergleichsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koinzidenzdetektoren (600) jeweils aus einer Reihenschaltung aus einem EXKLUSIV-NOR-GIied (61), einem ODER-Glied (62) und einem Zähler (65) bestehen.

   EPO COPY

   5· Vergleichsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberegister zweigeteilt mit jeweils einer ausgangsseitig parallel mit den Koinzidenzdetelctoren (610 bis 618) verbundene Stufen (1 bis 5) in gegenläufiger Anordnung aufweisenden zweiten Teilgruppe (420L, 420R) aufgebaut sind.

   EPO COPY Jt