JP2601651B2

JP2601651B2 - 測距装置

Info

Publication number: JP2601651B2
Application number: JP62046258A
Authority: JP
Inventors: 誠一郎水野; 幹雄京増; 晃永山本
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1987-02-28
Filing date: 1987-02-28
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JPS63212278A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、カメラなど利用される測距装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、カメラなどに利用される固体撮像素子として、
MOS型あるいはCCD型の光電変換素子が知られている。こ
の種の固体撮像素子は、同じ構造をした一次元または二
次元配列の複数個の検出セルからなっており、各検出セ
ルは画像の一画素の情報を撮像するようになっている。
また各検出セルからの出力信号すなわち画像情報は、共
通のビデオラインに出力されるようになっている。

第９図は、従来の固体撮像素子における検出セルの構
成図である。第９図において検出セル80は、フォトダイ
オード81と、フォトダイオード81からビデオライン82へ
の出力信号の読出しタイミングを制御するスイッチング
素子FT8とからなっている。

スイッチング素子FT8は、例えばＮチャンネル型のMOS
トランジスタであり、これがオンのときのフォトダイオ
ード81とビデオライン82とを導通状態にさせ、オフのと
きに、フォトダイオード81とビデオライン82とを電気的
に遮断するようになっている。

このような構成の検出セル80では、フォトダイオード
81に光が入射すると、フォトダイオード81の接合容量C₀
には入射光強度に応じて電荷が蓄積される。電荷が蓄積
される間、スイッチング素子FT8はオフになっている。
スイッチング素子F8をオンにすると、フォトダイオード
81の接合容量C₀に蓄積されていた電荷は、スイッチング
素子FT8,例えばMOSトランジスタのMOS反転層を介して、
１つの画素情報としてビデオライン82に出力される。

これにより、固体撮像素子内の複数個の検出セルの各
々のスイッチング素子を順次にオンにすることによっ
て、ビデオライン82に画素情報を順次すなわちシリアル
に読出すことができる。

また、被測定物までの距離を測定するのに、上述のよ
うな固体撮像素子を用いた測距装置が従来知られてい
る。

第10図は、特開昭58−148910号に開示されている従来
の測距装置の構成図である。第10図に示す従来の装置
は、空間的に異なる場所の通過した同一の被測定物から
２つの光束F3,F4を受光する固体撮像素子106を備えてお
り、この固体撮像素子106の一次元配列の検出セルa₁乃
至a_Nには被測定物からの一方の光束F3が入射し、一次元
配列の検出セルb₁乃至b_Mには他方の光束F4が入射するよ
うになっている。固体撮像素子106の検出セルa₁乃至a_N,
検出セルb₁乃至b_Mは、第９図に示す検出セル80と同様の
構造をしており、検出セルa₁乃至a_Nと検出セルb₁乃至b_M
とには、同一の被測定物の互いにずれた画素情報がアナ
ログ量で蓄積される。この測距装置では、これらの検出
セルa₁乃至a_N,検出セルb₁乃至b_Mに蓄積された画素情報
を順次にとり出して、検出セルb₁乃至b_Mの画素情報と検
出セルa₁乃至a_Mの画素情報との相関演算結果Ｃ（１），
……，検出セルb₁乃至b_Mの画素情報と検出セルa_P乃至a
_p-1+Mの画素情報との相関結果Ｃ（ｐ），……，検出セ
ルb₁乃至b_Mの画素情報と検出セルa_N-M+1乃至a_Mの画素情
報との相関結果Ｃ（Ｎ−Ｍ＋１）を順次に求め、相関結
果Ｃ（１），……,C（ｐ），……,C（Ｎ−Ｍ＋１）のう
ちで最大の相関を与えるずれ量ｐを検出することにより
被測定物までの距離を検出しようとするものである。

これらの相関演算結果を得るために、固体撮像素子10
6の検出セルa₁乃至a_N,b₁乃至b_Mは共通のビデオライン82
に接続され、さらに２値化回路108を介してＭビットの
転送段を有するシフトレジスタ110に接続されている。
シフトレジスタ110はさらに（Ｎ−Ｍ＋１）ビットの転
送段を有するシフトレジスタ111に接続されている。な
お第10図には説明の便宜上、シフトレジスタ111は９ビ
ットの転送段121乃至129を有するものとして示されてい
る。

シフトレジスタ110の最初の転送段112の出力は、排他
的論理和回路131乃至139の一方の入力端子に加わり、ま
たシフトレジスタ111の各転送段121乃至129は、対応す
る排他的論理和回路131乃至139の他方の端子にそれぞれ
加わるようになっている。排他的論理和回路131乃至139
において排他的論理和がとられた結果は、論理和ゲート
141乃至149、論理積ゲート151乃至159を介してカウンタ
161乃至169に加わり、各カウンタ161乃至169により各相
関演算結果Ｃ（１），……,C（ｐ），……,C（Ｎ−Ｍ＋
１）（第10図の例ではＣ（１），……,C（ｐ），……,C
（９））がそれぞれ出力されるようになっている。

なお固体撮像素子106,2値化回路108、シフトレジスタ
110,111、およびカウンタ161乃至169の動作は、コント
ロール119によって制御され、また相関演算はゲート114
乃至116によって制御されている。

このような構成の測距装置では、異なる場所を通過し
た同一の被測定物からの第11図（ａ）に示すような２つ
の光束F3,F4が固体撮像素子106に入射すると、一次元配
列の検出セルa₁乃至a_Nは光束F3の画像情報を撮像し、一
次元配列の検出セルb₁乃至b_Mは光束F4の画像情報を撮像
する。なお第11図（ａ）において光束F3,F4の画像はず
れ量ｐだけ互いにずれている。

第９図に示すような構造の検出セルa₁乃至a_N,検出セ
ルb₁乃至b_Mには、光束F3,F4の画像アナログ的な画素情
報として（接合容量の電荷量として）第11図（ｂ）に示
すように蓄積される。

次いで固体撮像素子106の検出セルa₁乃至a_N,検出セル
b₁乃至b_Mに蓄積されているアナログ画素情報は、第９図
のスイッチング素子FT8と同様な各検出セルのスイッチ
ング素子を順次にオンにすることによりビデオライン82
に順次に出力されて２値化回路108に送られ、２値化回
路108により第11図（ｃ）に示すような２値化されたデ
ジタル画素情報に変換されてシフトレジスタ110,111に
送り込まれる。

相関演算は、シフトレジスタ111の各転送段121乃至12
9に検出セルa₁乃至a_Mからの２値化画素情報がそれぞれ
転送され、シフトレジスタ110の最初の転送段112に検出
セルb₁からの２値化画素情報が転送された時点で開始さ
れる。なお相関演算のなされる期間は、論理和ゲート14
1乃至149,論理積ゲート151乃至159によって定められ
る。

第12図乃至第14図は、相関演算結果Ｃ（１）,C
（ｐ）,C（Ｎ−Ｍ＋１）を得る様子を示している。排他
的論理和回路131では、シフトレジスタ110の最初の転送
段112に順次に送られる第12図（ａ）に示すような検出
セルb₁乃至b_Mの２値化画素情報と、シフトレジスタ111
の最後の転送段121に順次に送られる第12図（ｂ）に示
すように検出セルa₁乃至a_Mの２値化画素情報との排他的
論理和をとり、第12図（Ｃ）に示すような排他的論理和
信号をカウンタ161に順次に出力する。カウンタ161は、
順次に送られる排他的論理和信号を計数し、第12図
（ｃ）の場合は、“1"の信号が３つ送られるので“3"を
送相関演算結果Ｃ（１）として出力する。

同様にして、例えば排他的論理和回路135では、シフ
トレジスタ110の最初の転送段112に順次に送られる第13
図（ａ）に示すような検出セルb₁乃至b_Mの２値化画素情
報と、シフトレジスタ111の例えば転送段125に順次に送
られる第13図（ｂ）に示すような検出セルa_P乃至a_P-1+M
の２値化画素情報との排他的論理和をとり、第13図
（ｃ）に示すような排他的論理和信号をカウンタ165に
順次に出力する。カウンタ165は、順次に送られる排他
的論理和信号を計数し、第13図（ｃ）の場合は、“1"の
信号が一つもなく、検出セルb₁乃至b_Mの２値化画素情報
と検出セルa_P乃至a_P-1-Mの２値化画素情報とは完全に相
関がとれているので“0"を相関演算結果Ｃ（ｐ）として
出力する。

また、排他的論理和回路139では、シフトレジスタ110
の最初の転送段112順次に送られる第14図（ａ）に示す
ような検出セルb₁乃至b_Mの２値化画素情報と、シフトレ
ジスタ111の最初の転送段129に順次に送られる第14図
（ｂ）に示すように検出セルa_N-M+1乃至a_Mの２値化画素
情報との排他的論理和をとり、第14図（ｃ）に示すよう
な排他的論理和信号をカウンタ169に順次に出力する。
カウンタ169は、順次に送られる排他的論理和信号を計
数し、第14図（ｃ）の場合は、“1"の信号が２つの送ら
れるので“2"を相関演算結果Ｃ（Ｎ−Ｍ＋１）として出
力する。

相関演算は排他的論理和をとることによってなされる
ことに着目すれば、相関演算結果Ｃ（１），……,C
（ｐ），……,C（Ｎ−Ｍ＋１）のうちで最小のものが相
関が最も大きいということになる。上述の例では、Ｃ
（ｐ）が全ての相関演算結果のうちで最小のものとなる
ので、検出セルb₁乃至b_Mの画素情報と検出セルa_P乃至a
_P-1+Mの画素情報との相関が最も大きく、これにより光
束F3の画素情報と光束F4の画像情報とはずれ量ｐだけず
れていることを検出することができて、このずれ量ｐか
ら被測定物までの距離を検出することができる。

〔発明が解決しようとすう問題点〕

ところで、第９図に示すような従来の固体撮像素子の
検知セル80では、スイッチング素子FT8をオンにしたと
きに、フォトダイオード81の接合容量C₀に蓄積されてい
た電荷は、画素情報としてビデオライン82に流出するの
で、接合容量C₀に蓄積されていた電荷は消失する。すな
わち、検知セル80から画素情報が一たび読出されると、
検知セル80は最早画素情報を記憶していないので、再度
同じ検知セル80から同じ画素情報を読出して使用するこ
とができないという問題があった。

従って、検知セル80のような構造の検知セルa₁乃至
a_N,b₁乃至b_Mの配列された固体撮像素子106を測距装置に
用いる場合には、各検知セルa₁乃至a_N,b₁乃至b_Mから順
次に読出したアナログ画素情報を第10図に示すように２
値化回路108によって２値化されたデジタル画素情報に
変換した後に、シフトレジスタ110,111に順次に送っ
て、シフトレジスタ110,111内に相関演算処理に適した
配列で記憶保持させねばならない。すなわち、相関演算
処理では、同じ検知セルからの画素情報を再度使用しな
ければならないので、検知セルa₁乃至a_N,b₁乃至b_Mから
のアナログ画素情報を直接、相関演算処理に用いること
ができない。このために、シフトレジスタ110,111を相
関演算処理用の中間バッファとして設けなければならな
かった。これにより、固体撮像素子の検知セルa₁乃至
a_N,b₁乃至b_Mからのアナログ画素情報に基づいたアナロ
グ相関演算処理を直接行なうことができないので、２つ
の入射光束F3,F4のずれ量ｐを正確に検出することがで
きずまたずれ量ｐの検出に時間を要するという問題があ
った。

さらに、第10図に示す測距装置では、シフトレジスタ
111は、（Ｎ−Ｍ＋１）個分の２値化画素情報を保持す
るのに必要な（Ｎ−Ｍ＋１）個の転送段を備えていなけ
ればならず、排他的論理和回路131乃至139、論理和ゲー
ト141乃至149、論理積ゲート154乃至159、カウンタ161
乃至169は、シフトレジスタ111の（Ｎ−Ｍ＋１）個の転
送段に対応した（Ｎ−Ｍ＋１）個の段数を必要とする。
第10図では、説明の便宜上、段数（Ｎ−Ｍ＋１）は“9"
となっているが、カメラなどの用途では検知セルの個数
は“128"程度以上であるのが普通であることから段数
（Ｎ−Ｍ＋１）は“128"程度以上となる。このために測
距装置の回路規模は大きくなり、装置の小型化および高
速化を達成するのが困難であるという問題があった。

本発明は、画素情報を一度読出した後も画素情報を記
憶保持しており、同じ画素情報を再度読出して使用する
ことの可能な検知セルを備えた固体撮像素子を提供し、
画素情報を再度読出可能に記憶保持する固体撮像素子か
ら同じ画素情報を再度読出してアナログ相関演算処理を
行ない、被測定物の距離を正確かつ高速に検出すること
の可能な簡単な回路構成の測距装置を提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、画素情報を再度読出可能に記憶保持する検
知セルが複数個配列され、空間的に異なる場所を通過し
た同一の被測定物からの２つの光束がそれぞれ入射する
一対の固体撮像素子と、一対の固体撮像素子の検出セル
の読出しタイミングを走査毎に互いにずらして一対の固
体撮像素子の検出セルを走査する読出手段と、前記読出
手段により一対の固体撮像素子から読出された画素情報
間の相間演算を走査毎に行ない、各相関演算結果のうち
で最大の相関を与えるものを検出することで画素情報間
のずれを検出する検出手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

〔作用〕

本発明の測距装置では、一対の固体撮像素子に空間的
に異なる場所を通過した同一被測定物からの２つの光束
がそれぞれ入射すると、一対の固体撮像素子の各検出セ
ルには所定の画素情報がそれぞれ記憶保持される。次い
で一対の固体撮像素子の各検出セルを読出手段によって
走査し、各検出セルから画素情報を読出す。読出手段に
より一対の固体撮像素子の各検出セルからそれぞれ読出
された画像情報は、検出手段によって走査毎に相関演算
される。より具体的には、一対の固体撮像素子の一方の
読出しタイミングを走査回数毎にずらして、それぞれの
走査における相関演算結果を求める。検出手段は、各相
関演算結果のうちで最大の相関を与えるものを検出する
ことで、例えば、最大の相関を与えるまでの走査回数を
検出することで、画素情報間のずれを検出し、これに基
づき被測定物までの距離を検出することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る測距装置に用いられる固体撮
像素子の検出セルの一実施例の構成図である。

第１図において検出セル１は、入射光強度に応じた光
電流I_Lを発生するフォトダイオード２を備えている。フ
ォトダイオード２は、スイッチング素子としてのｎチャ
ンネル型のMOSトランジスタFT2を介して容量素子C₁に接
続されている。MOSトランジスタFT2は、ゲートG₂の電圧
がハイレベルでオンとなるときにフォトダイオード２と
容量素子C1を導通状態にし、ゲートG₂の電圧がロウレベ
ルでオフとなるときにフォトダイオード２と容量素子C₁
とを電気的に遮断するものである。MOSトランジスタFT2
がオンとなってフォトダイオード２と容量素子C₁とが導
通状態となると、フォトダイオード２に発生する光電流
I_Lは、MOSトランジスタFT2,容量素子C₁の閉回路を流れ
ることになり、容量素子C₁に蓄積されていた電荷はフォ
トダイオード２に向って放電され、その端子電圧は減少
するようになっている。すなわち、容量素子C₁は、MOS
トランジスタFT2がオンのときにフォトダイオード２に
流れる光電流I_Lによって降下した状態の端子電圧値を画
素情報として記録保持するような構成となっている。

またMOSトランジスタFT2に接続されている側の容量素
子C₁の端子は、さらにスイッチング素子としてのｎチャ
ンネル型のMOSトランジスタFT3と、電流増幅回路すなチ
ちわインピーダンス変換素子としてのｎチャンネル型の
MOSトランジスタFT4のゲートG₄とに接続されている。容
量素子C₁に接続されているのとは反対側のMOSトランジ
スタFT3の端子すなわちドレインは基準電位V_refに保持
されており、MOSトランジスタFT3は、ゲートG₃の電圧が
ハイレベルのときにオンとなって容量素子C₁の端子に基
準電位V_refを与えるようになっている。またMOSトラン
ジスタFS4のドレインD₄は一定電圧V_DDに保持されている
一方、ソースS₄は定電流源３に接続されている。

MOSトランジスタFT4のソースS₄はさらにスイッチング
素子、例えばＮチャンネル型のMOSトランジスタFT5を介
してビテオライン４に接続されている。MOSトランジス
タFT5は、そのゲートG₅の電圧がハイレベルのときにオ
ンとなり、このときMOSトランジスタFT4のソースS₄から
の信号がMOSトランジスタFT5を介してビデオライン４に
出力されるようになっている。すなわちMOSトランジス
タFT4は入力インピーダンスが高く出力インピーダンス
が低いソースフォロワの形で使用されており、MOSトラ
ンジスタFT4の入力インピーダンスが高いために容量素
子C₁に蓄積されている電荷がMOSトランジスタFT4ろ介し
てビデオライン４に漏洩することはなく、また出力イン
ピーダンスが低いのでそのゲートG₄に加わる容量素子の
C₁の端子電圧値をインピーダンス変換してソースS₄から
ビデオライン４に出力し、ビデオライン４が長い場合で
も画素情報を忠実に伝送することができるようになって
いる。なお定電流源３は、MOSトランジスタFT4に常に一
定のドレイン電流を流すためのものである。

このような構成の検出セル１では、使用に先立ち、容
量素子C₁の端子電圧を基準電圧V_refに初期設定するため
スイッチング素子としてのMOSトランジスタFT3のゲート
G₃にリセット信号RSTを加えて、ゲートG₃の電圧をハイ
レベルにし、MOSトランジスタFT3をオンにする。容量素
子C₁の端子電圧を基準電圧V_refに初期設定した後、リセ
ット信号RSTをオフにして、フォトダイオード２への入
射光強度を容量素子C₁の端子電圧値として情報蓄積させ
る動作を開始する。この情報蓄積動作は、スイッチング
素子としてMOSトランジスタFT2のゲートG₂に情報蓄積信
号DTを加えることによって行なわれる。なお情報蓄積信
号DTを加えている期間が情報蓄積期間となる。情報蓄積
期間中は、ゲートG₂の電圧がハイレベルとなってMOSト
ランジスタFT2がオンになる。これによって、前述のよ
うに、フォトトランジスタ２とMOSトランジスタFT2と容
量素子C₁との間には閉回路が形成されるので、入射光強
度に応じてフォトダイオード２内に発生した光電流I
_Lは、この閉回路を流れ、容量素子C₁の端子電圧値は、
その初期設定値V_refから光電流I_L分だけ減少する。この
ときの容量素子C₁の端子電圧値が入射光強度を表わす画
素情報となる。情報蓄積が終了すると、容量素子C₁に蓄
積されている電荷は、MOSトランジスタFT4の入力インピ
ーダンスが大きいためビデオライン４側に漏洩すること
がないので、端子電圧値は、MOSトランジスタFT3のゲー
トG₃に再度リセット信号STが加わるまで記憶保持され
る。

容量素子C₁に記憶保持されている端子電圧値すなわち
画素情報をビデオライン４に読出すために、スイッチン
グ素子としてのMOSトランジスタFT5のゲートG5に読出信
号SPを加え、ゲートG₅の電圧をハイレベルにしてMOSト
ランジスタFT5をオンにする。これによってMOSトランジ
スタFT4のソースS₄とビデオライン４とは導通状態とな
り、MOSトランジスタFT4のソースS₄からのインピーダン
ス変換された画素情報はビデオライン４に送られる。容
量素子C₁の端子はMOSトランジスタFT4のゲートG₄に接続
されているのでMOSトランジスタFT5をオンにして画素情
報の読出しを行なっても、容量素子C₁蓄積されている電
荷はMOSトランジスタFT4からビデオライン４に流れず、
これにより容量素子C₁の端子電圧値を変動させずに読出
し前の状態に記憶保持することができる。

また第１図では、検出セル１のフォトダイオード２に
さらにスイッチング素子例えばMOSトランジスタFT1が接
続されている。フォトダイオード２に接続されている側
とは反対側のMOSトランジスタFT1の端子は例えば基準電
圧V_refを与える基準電圧電源（図示せず）に接続されて
おり、このMOSトランジスタFT1のゲートG₁には、情報蓄
積信号DTを反転した信号▲▼が加わるようになって
いる。

このような構成では、情報蓄積期間外は、信号▲
▼によってMOSトランジスタFT1のゲートG₁の電圧はハイ
レベルとなっているので、MOSトランジスタFT1はオンと
なり、これによりフォトダイオード２に情報蓄積期間外
に発生した光電流をMOSトランジスタFT1を介して基準電
圧電源に流し込むことができる。一方、情報蓄積期間中
は、MOSトランジスタFT1のゲートG₁の電圧はロウレベル
に保持され、MOSトランジスタFT1はオフとなるのでフォ
トダイオード２に発生した光電流が基準電圧電源に流れ
込むことはない。

このようにして、情報蓄積期間外の入射光によりフォ
トダイオード２に発生した光電流を例えば基準電圧電源
に流し込むことで、情報蓄積期間外の光電流によるブル
ーミング現象を有効に防止することができる。

上述した実施例によれば、入射光強度を検出セル１内
の容量素子C₁に端子電圧値として記憶保持させ、さらに
容量素子C1を電流増幅回路すなわちインピーダンス変換
素子としてのMOSトランジスタFT4のゲートG₄に接続して
いるので、MOSトランジスタFT5のゲートG₅に読出信号SP
を再度加えても容量素子C₁の端子電圧値は変動せず、こ
の端子電圧値を画素情報としてビデオライン４に何回で
も読出すことができる。これによって画像の相関演算、
フィルタリング処理などの再度の読出しを必要とする処
理を検出セルの出力信号に基づいて直接行なうことがで
きるので、測定距離、パターン認識装置などの用途に特
に適している。

さらMOSトランジスタFT1によって情報蓄積期間外に発
生する光電流の影響を阻止できるので、ブルーミング現
象を生じさせない良質の画素情報を出力させることがで
きる。

上述の実施例では、スイッチング素子FT1,FT2,FT3,FT
5はＮチャンネル型のMOSトランジスタであるとして説明
したが、Ｎチャンネル型のMOSトランジスタのかわりに
伝達ゲート機能をもつ他の種類の素子を用いても良い。
また、電流増幅回路すなわちインピーダンス変換素子と
してクラスＡ形ソースフォロワ型式のものを用いたが、
他の既知のインピーダンス変換素子（例えばクラスAB形
プッシュプル素子）を用いても良い。

第２図は、第１図に示すような検知セルが複数個配列
されている固体撮像素子を用いた本発明に係る測距装置
の構成図である。

第２図において測距装置11は、一対の固体撮像素子1
2,13を備え、固体撮像素子12,13には、第10図に示す従
来の固体撮像素子106と同様に、空間的に異なる場所を
通過した同一の被測定物からの２つの光束F1,F2がそれ
ぞれ入射するようになっている。

固体撮像素子12,13には、前述のような検知セル１が
複数個配列されており、例えば、固体撮像素子12は、一
次元的に配列されたＮ個の検出セルa₁′乃至a_N′を備
え、固体撮像素子13は、一次元的に配列されたＮ個の検
出セルb₁′乃至b_N′を備えている。なお、固体撮像素子
12,13の各検出セルa₁′乃至a_N′,b₁′乃至b_N′には、第
１図で説明したようなリセット信号RSTおよび情報蓄積
信号DTが加わるようになっている。なお、第１図に示す
ようなブレーミング防止用のスイッチング素子FT1が設
けらえている場合には、情報蓄積信号DTをインバータ
（図示せず）により反転した信号▲▼をさらに加え
る必要がある。

第２図に示す測距装置では、検出セルa₁′乃至a_N′，
検出セルb₁′乃至b_N′に記憶保持された画素情報を同時
に走査し読出すことで検出セルa₁′乃至a_N′の画素情報
と検出セルb₁′乃至b_Nの画素情報との相関演算結果を順
次に求めると同時に、検出セルb₁′乃至b_N′の画素情報
が検出セルa₁′乃至a_N′の画素情報に対して右方向また
は左方向のいずれの方向にずれていかを判断する。そし
てずれ量の少なくなる方向に検出セルb₁′乃至b_N′の画
素情報の読出しタイミングを検出セルa₁′乃至a_N′の画
素情報の読出しタイミングに対してずらして走査し、そ
の都度、相関演算結果が最大の相関を与えるものである
かを判定し、最大の相関を与えると判定したときは、そ
れまでの検出セルb₁′乃至b_N′の画素情報のずらし量す
なわち検出セルa₁′乃至a_N′の走査回数（読出回数）か
ら光束F1の画像情報と光束F2の画像情報とのずれ量ｐを
検出し、被測定物までの距離を検出するようになってい
る。

このような処理を行なうために、第２図の測距装置
は、一対の固体撮像素子12,13の検出セルa₁′乃至a_N′,
b₁′乃至b_N′に読出信号SP1,SP2をそれぞれ順次に与え
る一対にシフトレジスタ14,15と、一対のシフトレジス
タ14,15からの読出信号SP1,SP2の加わったときに検出セ
ルa₁′乃至a_N′，検出セルb₁′乃至b_N′からのアナログ
画素情報が順次にそれぞれ読出される一対のビデオライ
ン16,17と、一対のビデオライン16,17からのアナログ画
像情報間の相間演算を行なう比較器18と、比較器18から
の相関演算結果に基づいてこれが最大の相関を与えるも
のであるか否かを判定する判定器19と、最大の相関を与
えるまでの検出セルa₁′乃至a_N′の走査回数を計数し、
ずれ量ｐを検出する走査回数累積カウンタ20とを備えて
いる。

比較器18は、差動増幅器21と積分器22とで構成されて
いる。差動増幅器21は、ビデオライン16からのアナログ
画像情報とビデオライン17からのアナログ画素情報との
差、例えば検出セルa₁′におけるアナログ画素情報と検
出セルb₁′におけるアナログ画素情報との差を求めて、
積分器22に送るようになっている。

積分器22は、検出セルa₁′乃至a_N′,b₁′乃至b_N′の
走査により差動増幅器21から順次に送られるビデオライ
ン16からのアナログ画素情報とビデオライン17からのア
ナログ画素情報との差の絶対値の積分値と、ビデオライ
ン17からのアナログ画素情報がビデオライン16からのア
ナログ画素情報に対して右方向または左方向のいずれに
ずれているかの符号SNとを出力するものである。差の絶
対値の積分値は、１回の走査の相関演算結果CRとなって
判定器19に送られる。

判定器19は、積分器22から送られた相関演算結果CRを
相関基準値と比較して、相関演算結果CRが相関基準値よ
りも小さいときには、その時点で光束F1の画像情報と光
束F2の画像情報との相関が最大になったものと判定し、
シフトレジスタ14,15および外部回路（図示せず）に判
定終了信号DEDを出力するようになっている。

なお、積分器22は、ミラー増幅器のようなアナログ的
なものであっても良いし、あるいはA/D変換器、アダー
により構成されるデジタル的なものであっても良い。ま
た判定器19は、積分器22の出力形式に合わせ、アナログ
形式のコンパレータであっても良いしあるいはデジタル
形式のコンパレータであっても良い。

シフトレジスタ14,15はぞれぞれＮ段、（Ｎ＋１）段
の転送段を備え、シフトレジスタ14,15には論理和回路2
3,24からの入力信号SP1,SP2′がそれぞれ加わるように
なっている。シフトレジスタ14,15は基本クロックCKに
よって論理和回路23,24からの入力信号SP1′,SP2′をそ
れぞれの転送段に転送し、これを読出信号SP₁,SP₂とし
てこれらに対応した検出セルに順次に加えるものであ
る。シフトレジスタ14は、入力信号SP1′がＮ段の転送
段に全て転送されて、固体撮像素子12の検出セルa₁′乃
至a_N′の走査を終了すると走査終了信号OT1を出力す
る。これに対し、シフトレジスタ15は、入力信号SP2′
が（Ｎ−１）段の転送段に転送されたとき走査終了信号
OT2を出力する一方、入力信号SP2′が（Ｎ＋１）段の転
送段に転送されたときに走査信号OT3を出力するように
なっている。

論理和回路23は、走査開始信号STTとシフトレジスタ1
4の走査終了信号OT1との論理和をシフトレジスタ14に入
力信号SP1′として与えているので、シフトレジスタ14
は、走査開始信号STTによって走査を開始し、１回目の
走査が終了すると、次回以後は走査終了信号OT1により
走査を再度開始するというように判定終了信号DEDが加
わるまで検出セルa₁′乃至a_N′を繰返し走査する。

シフトレジスタ15の走査終了信号OT2,OT3は、切換回
路25に加わり、積分器22からの符号SNに基づいていずれ
かが選択されるようになっている。切換回路25のNAND回
路26,27の一方の端子にはそれぞれ走査終了信号OT3,OT2
が加わり、NAND回路26,27の他方の端子には、符号SN
と、この符号SNをインバータ28により反転した符号▲
▼とがそれぞれ加わるようになっている。またNAND回
路26,27の出力信号NA1,NA2は、NAND回路29に加わるよう
になっている。論理和回路24には走査開始信号STTとと
もにNAND回路29の出力信号NA3が加わるようになってい
るので、シフトレジスタ15は、走査開始信号STTによっ
て走査を開始し、１回目の走査が終了すると、次回以後
はNAND回路29の出力信号NA3により走査を再度開始する
というように判定終了信号DEDが加わるまで検出セル
a₁′乃至a_N′を繰返し走査する。NAND回路29の出力信号
NA3は、積分器22からの符号SNが“1"のときには、シフ
トレジスタ15の（Ｎ＋１）段からの出力信号OT3によっ
て“1"となり、符号SNが“0"のときには、シフトレジス
タ15の（Ｎ−１）段からの出力信号OT2によって“1"と
なる。これによって、符号SNが“1"のときには、シフト
レジスタ15からの読出信号SP2を、前回の走査時と比べ
てシフトレジスタ14からの読出信号SP1よりも１段分遅
れて出力させる一方、符号SNが“0"のときにはシフトレ
ジスタ15からの読出信号SP2を、前回の走査時に比べて
シフトレジスタ14からの読出信号SP1よりも１段分早く
出力させることができるようになっている。また、シフ
トレジスタ14,15は、論理和回路30からの動作終了信号A
EDを受けて動作を終了するようになっている。論理和回
路30には、リセット信号RSTと判定器19からの判定終了
信号DEDとかが加わり、動作終了信号AEDは、リセット信
号RSTと判定終了信号DEDとの論理和をとった信号とな
る。これにより、シフトレジスタ14,15は、リセット信
号RSTまたは判定終了信号DEDのいずれかにより動作を終
了するようになっている。

走査回数累積カウンタ20は、シフトレジスタ14からの
走査終了信号OT1を計数し、これにより判定終了信号DED
が出力されるまでの走査回数を求めてこれを光束F1の画
像との光束F2の画像とのずれ量ｐとして、出力端子OUT
から外部回路（図示せず）に出力するものである。走査
回数累積カウンタ20には、走査回数の上限値が予め設定
されており、走査終了信号OT1の計数値がこの上限値よ
りも大きくなったときには、判定器19において相関基準
値よりも小さな相関演算結果がなく光束F1の画像と光束
F2の画像との相関をとることができなかったと判断し
て、出力端子OUT1から外部回路に判定不能信号DEBLを出
力するようになっている。

なお、走査回数累積カウンタ20は、リセット信号RST
によってクリアされるようになっている。

このような構成の測距装置11の動作を第３図、第８図
のタイムチャートを用いて説明する。

なお第３図は、第４図に示すように光束F2の画像情報
が光束F1の画像情報に対して左方向に距離Ｘだけずれて
いる場合の測距装置11の動作を示すタイムチャートであ
る。

先づ光束F2の画像情報が光束F1の画像情報に対して左
方向に距離Ｘだけずれている場合の距離検出動作につい
て説明する。

距離検出動作を開始するに先立ち、測距装置11の固体
撮像素子12,13,シフトレジスタ14,15,走査回数累積カウ
ンタ20などをクリアして初期設定するため、第３図
（ａ）に示すようなリセット信号RSTを測距装置11に与
える。

次いで固体撮像素子12,13の各検出セルa₁′乃至
a_N′，検出セルb₁′乃至b_N′に光束F1,F2の画像情報を
それぞれ情報蓄積させるために、情報蓄積信号DTを第３
図（ｂ）に示すようなタイミングで全ての検出セルa₁′
乃至a_N′，検出セルb₁′乃至b_Nに同時に加える。これに
よって、第１図に示すような個々の検出セルの容量素子
には所定の画素情報が情報蓄積され、情報蓄積期間が終
了した時点で記憶保持される。第５図（ａ），（ｂ）
は、第４図（ａ），（ｂ）に示すような光束F1,F2が固
体撮像素子12,13に入射したときに検出素子a₁′乃至
a_N′，検出素子b₁′乃至b_N′に記憶保持されるアナログ
画素情報を示したものである。

このようにして、情報蓄積信号DTにより、全ての検出
セルa₁′乃至a_N′，乃至b₁′乃至b_N′に所定の画素情報
を情報蓄積させて記憶保持させた後、測距装置11に走査
開始信号SSTを与える。この走査開始信号STTは、論理和
回路23,24を介して、シフトレジスタ14,15の入力信号SP
1′,SP2′なる。走査開始信号STTによる入力信号SP1′,
SP2′がシフトレジスタ14,15に加わった時点で、固体撮
像素子12,13の各検出セルa₁′乃至a_N,b₁′乃至b_N′の画
素情報の読出し、すなわち走査が開始する。

第３図において、フェーズφ１は１回目の走査、フェ
ーズφｐはｐ回目の走査を意味している。走査開始信号
STTによる入力信号SP1′,SP2′シフトレジスタ14,15に
加わると、第３図（ｃ），（ｄ）に示すようにフエーズ
φ１の走査が行なわれる。フェーズφ１では入力信号SP
1′,SP2′は、シフトレジスタ14,15に同じ読出しタイミ
ングで入力し、基本クロックCKに同期してシフトレジス
タ14,15の各転送段に順次に送られそれぞれ読出信号SP
1,SP2として固体撮像素子12,13の検出セルa₁′乃至
a_N′，検出セルb₁′乃至b_N′をアクセスする。シフトレ
ジスタ14からの読出信号SP1により、検出セルa₁′乃至a
_N′からは第５図（ａ）示すように画素情報がビデオラ
イン16に順次に読出される一方シフトレジスタ15からの
読出信号SP2により、検出セルb₁′乃至b_N′からは第５
図（ｂ）に示すような画素情報がビデオライン17に順次
に読出される。

ビデオライン16,17に順次に読出された画素情報は比
較器18の差動増幅器21に加わり、差がとられて積分器22
に入力する。第５図（ｃ）は、第５図（ａ），（ｂ）の
画素情報が入力したときに差動増幅器21から順次に取出
される差情報を示している。第５図（ｃ）に示すような
差情報が積分器22に加わると、積分器22では、これらの
差情報の積分を行なう。第５図（ｃ）の例では、差情報
の絶対値の積分値は、“22.6"となる。また積分器22
は、これに入力する差情報が最初、正の値をもち、しか
る後に負の値となるので、これにより、第４図（ｂ）に
示す光束F2の画像情報が光束F1の画像情報に対して左方
向にずれていることを判断し、符号SNとして“1"を出力
する。

積分器22からの差情報の絶対値の積分値は１回の走査
の相関演算結果CRとなり、判定器19において相関基準値
と比較される。いま、相関基準値が例えば“5.0"に設定
されているとすると、フェーズφ１における相関演算結
果“22.6"は相関基準値よりも大きいので、判定基19
は、検出セルa₁′乃至a_N′の画素情報と検出セルb₁′乃
至b_N′の画素情報とが最大の相関を与えるものではない
と判定して、判定終了信号DEDを出力しない。

これにより、シフトレジスタ14,15に動作は続行さ
れ、シフトレジスタ14は、Ｎ段の転送を終了した時点で
走査終了信号OT1を出力し、この走査終了信号OT1は論理
和回路23を介して、２回目の入力信号SP1′となる。こ
の入力信号SP1′がシフトレジスタ14に入力した時点か
ら２回目の読出しすなわち走査を行なうフェーズとな
る。なおこのとき積分器22はクリアされる。一方、シフ
トレジスタ15は（Ｎ−１）段の転送を終了した時点で走
査終了信号OT2を出力し、（Ｎ＋１）段の転送を終了し
た時点で走査終了信号OT3を出力する。これらの走査終
了信号OT2,OT3は、切換回路25に加わり、積分器22から
の符号SNによって、走査終了信号OT2またはOT3のいずれ
かを選択する。いまの場合、符号SNは“1"であるので、
走査終了信号OT3を選択してこれをNAND回路29から出力
信号NA3として出力する。これが論理和回路24を介して
シフトレジスタ15への２回目の入力信号SP2′となる。

第３図（ｃ），（ｄ）に示すように２回目の入力信号
SP2′は、シフトレジスタ14の２回目の入力信号SP1′に
対して１段分遅れてシフトレジスタ15に入力するので、
次のフェーズでは、検出セルa₁′乃至a_N′,b₁′乃至
b_N′に対して第６図（ａ），（ｂ）に示すような読出し
すなわち走査が行なわれる。すなわち第５図（ａ），
（ｂ）に示す走査に比べて、画素情報間のずれ量が“1"
だけ減少するように走査される。なお、固体撮像素子1
2,13の検出セルa₁′乃至a_N′,b₁′乃至b_N′は、第１図
に示すような構造をしているので、再度の読出しすなわ
ち走査を行なってもこれらに記憶保持されている画素情
報は消失しない。検出セルa₁′乃至a_N′、b₁′乃至b_N′
に対してシフトレジスタ14,15からの読出し信号SP1,SP2
により２回目の走査を行なうと、第６図（ａ），（ｂ）
に示すような画素情報がそれぞれビデオライン16,17を
介して差分増幅器21に順次に入力する。差分増幅器21で
は第６図（ｃ）に示すような差情報を積分器22に順序に
送り、積分器22は、前述したと同様に差情報の絶対値の
積分値すなわち相関演算結果CRと、符号SNとを出力す
る。

第６図（ｃ）の差情報による２回目の相関演算結果
も、１回目の相関演算結果と同様“22.6"となり、相関
基準値“5.0"より大きいので、判定器19からは判定終了
信号DEDは出力されず、シフトレジスタ14,15はひき続き
動作する。

このようにして、ｐ回目の入力信号SP1′がシフトレ
ジスタ14に入力すると、ｐ回目の走査を行なうフェーズ
φｐとなる。フェーズφｐとなるまでの間、積分器22か
らの符号SNは“1"となっており、切換回路25はシフトレ
ジスタ15の（Ｎ＋１）段からの出力信号OT3を常に選択
してたので、フェーズφｐにおける入力信号SP2′は、
第３図（ｃ），（ｄ）に示すようにシフトレジスタ14の
入力信号SP1′に対してｐ段遅れてシフトレジスタ15に
入力する。これによりフェーズφｐでは、検出セルa₁′
乃至a_N′,b₁′乃至b_N′に対して第７図（ａ），（ｂ）
に示すように読出しすなわち走査を行う。第７図
（ａ），（ｂ）に示すような画素情報がビデオライン1
6,17を介して差動増幅器21に順次に入力すると、差動増
幅器21では第７図（ｃ）に示すような差情報を積分器22
に順次に送り、積分器22は相関演算結果CRと符号SNとを
出力する。第７図（ｃ）の差情報によるｐ回目の相関演
算結果は“0"となり相関基準値“5.0"よりも小さいの
で、判定器19はこのとき最大の相関を与えると判定し、
判定終了信号DEDを第３図（ｅ）に示すタイミングで出
力する。この判定終了信号DEDは、外部回路（図示せ
ず）に出力されるともに、論理和回路30を介して動作終
了信号AEDとしてシフトレジスタ14,15に加わり、これに
よりシフトレジスタ14,15の動作は終了する。

このときに走査回数累積カウンタ20は、これまでの走
査回数“p"を計数しており、これがずれ量ｐとして出力
端子OUTから外部回路に出力される。外部回路は、出力
端子OUTからのずれ量ｐに検出セル間の間隔を掛合わせ
ることで光束F1の画像情報と光束F2の画像情報との実際
のずれの距離Ｘを算出し、この距離Ｘから被測定物まで
の距離を検出する。

光束F2の画像情報が光束F1の画像情報に対して左方向
に距離Ｘだけずれている場合の距離検出について説明し
たが、光束F2の画像情報が光束F1の画像情報に対して右
方向に距離Ｘだけずれている場合にも、距離検出動作は
同様にして行なわれる。

第８図は右方向にずれている場合の測距装置11の動作
を示すタイムチャートである。

第８図（ａ），（ｂ）は、それぞれ第３図（ａ），
（ｂ）と全く同様のリセット信号RST,情報蓄積信号DTの
タイムチャートである。すなわち、距離検出動作を開始
する先立ち、第８図（ａ）に示すリセット信号RSTによ
り固体撮像素子12,13,シフトレジスタ14,15,走査回数累
積カウンタ20などをクリアし、第８図（ｂ）に示す情報
蓄積信号DTにより検出セルa₁′乃至a_N′,b₁′乃至b_N′
に所定の画素情報を情報蓄積させ、しかる後に記憶保持
する。

次いで、走査開始信号STTを測距装置11に加えると、
この走査開始信号STTが、シフトレジスタ14,15の入力信
号SP1′,SP2′になる。シフトレジスタ14,15は入力信号
SP1′,SP2′により固体撮像素子12,13の検出セルa₁′乃
至a_N′,b₁′乃至b_N′の読出しすなわち走査を開始し、
検出セルa₁′乃至a_N′、検出セルb₁′乃至b_N′からの画
像情報をビデオライン16,17から比較器18の差動増幅器2
1,積分器22に送る。積分器22からは相関演算結果CRと符
号SNが出力されるが、光束F2の画像情報が光束F1の画像
情報に対して右方向にずれている場合には、差動増幅器
21は、負の差情報に次いで正の差情報を送るので、符号
SNは“0"となる。

これにより、切換回路25は、シフトレジスタ15の（Ｎ
−１）段からの走査終了信号OT2を選択し、これをNAND
回路29の出力信号NAND3として出力する。この出力信号N
A3は、論理和回路24を介してシフトレジスタ15の２回目
の入力信号SP2′としてシフトレジスタ15に入力する。

一方、シフトレジスタ14は、Ｎ段の転送を終了すると
走査終了信号OT1を出力し、走査終了信号OT1は、論理和
回路23を介してシフトレジスタ14の２回目の入力信号SP
1′としてシフトレジスタ14に入力する。従って、第８
図（ｃ）に示す入力信号SP1′のタイムチャートは、第
３図（ｃ）と全く同じものとなる。

第８図（ｄ）は、シフトレジスタ15の入力信号SP2′
のタイムチャートであり、第８図（ｃ），（ｄ）からわ
かるように、右方向にずれている場合には、フェーズφ
1,……，φｐと進むにつれて、シフトレジスタ15には、
シフトレジスタ14の入力信号SP1′に対し１段づつ早い
入力信号SP2′が入力することになる。

これにより検出セルa₁′乃至a_N′の画素情報と検出セ
ルb₁′乃至b_N′の画素情報は、フェーズが進むにつれ
て、ずれが１段づつ少なくなり、フェーズφｐにおいて
はずれがなくなるので、判定器19はこのときに最大の相
関を与えると判定する。そして判定器19からは判定終了
信号DEDが出力され、シフトレジスタ14,15の動作が終了
し、走査回数累積カウンタ20の出力端子OUTからは、走
査回数すなわちずれ量ｐが外部回路に出力される。この
ように光束F2の画像情報が光束F1の画像情報に対して右
方向に距離Ｘだけずれている場合にも、左方向にずれい
る場合と同様にしてずれ量ｐを検出することができて、
出力端子OUTからのずれ量ｐに検出セル間の間隔を掛合
わせることで、光束F1の画像情報と光束F2の画像情報と
の間の実際のずれの距離Ｘを算出し、この距離Ｘから被
測定物までの距離を検出することができる。

なお、実際のずれの距離Ｘの算出および被測定物まで
の距離の検出を外部回路によって行なわせずに、第２図
の示す測距装置11内に乗算器を設けこの乗算器によって
行なわせても良い。また、積分器22は、図示しないが、
各フェーズの開始前にクリアされるものとする。

以上のように本実施例の測距装置11によれば、固体撮
像素子12,13は第１図に示すと同様の構造の検出セル
a₁′乃至a_N′,b₁′乃至b_N′を備えているので、固体撮
像素子12,13の各検出セルa₁′乃至a_N′,b₁′乃至b_N′か
ら同じ画素情報を再度読出すことができて、第10図に示
す従来の測距装置のように、相関演算処理用の中間バッ
ファとしてのシフトレジスタ110,111を設けずとも、各
検出セルa₁′乃至a_N′,b₁′乃至b_N′から直接読出され
た画素情報に基づいて相関演算を行なってずれ量ｐを検
出するとができる。さらに、各検出セルa₁′乃至a_N′か
らのアナログ画素情報に基づいてアナログ相関演算を行
なうことができるので、信頼性の高い相関演算結果を得
ることができる。これによりずれ量ｐをより正確にかつ
高速に検出することが可能となる。

また、本実施例の測距装置11では、一対のシフトレジ
スタ14,15の走査終了信号OT1,OT2,OT3をこれら一対のシ
フトレジスタ14,15の入力信号S1′,SP2′として用いて
いるので、固体撮像素子12,13の読出信号SP1,SP2のタイ
ミング制御を著しく簡素化し回路規模を小さくすること
ができる。さらに、Ｎ個分の相関演算結果を求めずと
も、最大の相間を与える時点（ｐ回の走査）で処理を終
了することができる。これにより、測距装置の小型化、
高速化を達成することが可能となる。

なお、上述の実施例では、一対の固定撮像素子12,13
に対して一対のシフトレジスタ14,15と、一対のビデオ
ライン16,17とを設けているが、一対の固体撮像素子12,
13のビデオラインを共通のものにしても良い。このとき
には、１つのシフトレジスタによって一対の固体撮像素
子12,13のうちの一方を１回だけ走査し、このときの画
素情報を図示しないがメモリ内に記憶する。しかる後
に、一対の固体撮像素子12,13のうちの他方を走査す
る。このときの走査の仕方は、例えば上述のシフトレジ
スタ15のように走査回数毎に読出しタイミングをずらし
て行なう。このようにして他方を所定の走査回数走査
し、走査毎の画素情報とメモリ内に記憶されている一方
の固定撮像素子からの画素情報との相関演算を行なって
最大の相関を与えるものを検出しずれ量ｐを検出するよ
うにしても良い。また走査の都度、最大の相関を与える
か否かを判定するのでなく、従来の装置と同様所定の走
査回数分（Ｎ回）全て走査して、全ての画素情報をメモ
リ内に記憶させた後に最大の相関を与えるものを検出す
るようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の測距装置によれば、
読出し手段の走査により一対の固体撮像素子から読出さ
れたアナログ画素情報の間の相関演算を直接行なうよう
にしているので、簡単な回路構成で高速かつ正確に画像
間のずれ量を検出し被測定物までの距離を検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測距装置に用いられる固体撮像素子の
検出セルの構成図、第２図は第１図に示す固体撮像素子
を用いた測距装置の構成図、第３図は光束F2の画像が光
束F1の画像に対して左方向にずれている場合の第２図に
示す測距装置の動作を示すタイムチャートであり、第３
図（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ、リセット信号RST,情報
蓄積信号DT,入力信号SP1′，入力信号SP2′，判定終了
信号DEDを示すタイムチャート、第４図（ａ），（ｂ）
はそれぞれ光束F1,F2の画像を示す図、第５図（ａ）乃
至（ｃ）はそれぞれフェーズφ１における第１の固体撮
像素子の画素情報、第２の固体撮像素子の画素情報、差
情報を示す図、第６図（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ次の
フェーズにおける第１の固体撮像素子の画素情報、第２
の固体撮像素子の画素情報、差情報を示す図、第７図
（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれフエーズφｐにおける第１
の固体撮像素子の画素情報、第２の固体撮像素子の画素
情報、差情報を示す図、第８図は光束F2の画像が光束F1
の画像に対して右方向にずれている場合の第２図に示す
測距装置の動作を示すタイムチャートであり、第８図
（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ、リセット信号RST,情報蓄
積信号DT,入力信号SP1′，入力信号SP2′，判定終了信
号DEDを示すタイムチャート、第９図は従来の固体撮像
素子の検出セルの構成図、第10図は従来の測距装置の構
成図、第11図（ａ）は従来の測距装置に入射する光束F
3,F4を示す図、第11図（ｂ）は従来の測距装置の固体撮
像素子から読出されるアナログ画素情報を示す図、第11
図（ｃ）は第11図（ｂ）に示すアナログ画素情報を２値
化したデジタル画素情報を示す図、第12図（ａ）乃至
（ｃ）はそれぞれ画素情報b₁乃至b_M,画素情報a₁乃至a_M,
1回目の排他的論理和結果を示す図、第13図（ａ）乃至
（ｃ）はそれぞれ画素情報b₁乃至b_M,画素情報a_P乃至a
_P-1+M,p回目の排他的論理和結果を示す図、第14図
（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ画素情報b₁乃至b_M,画素情
報a_N-M+1乃至a_N,（Ｎ−Ｍ＋１）回目の排他的論理和結
果を示す図である。１……検出セル、２……フォトダイオード、３……定電流源、11……測距装置、 12,13……固体撮像素子、 14,15……シフトレジスタ、 16,17……ビデオライン、18……比較器、 19……判定器、20……走査回数累積カウンタ、 21……差動増幅器、22……積分器、 23,24……論理和回路、25……切換回路、 FT1,FT2,FT3,FT4,FT5……MOSトランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭51−60557（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−12074（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−116611（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−20111（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−95208（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−136364（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画素情報を再度読出可能に記憶保持する検
出セルが複数個配列され、空間的に異なる場所を通過し
た同一の被測定物からの２つの光束がそれぞれ入射する
一対の固体撮像素子と、一対の固体撮像素子の検出セル
の読出しタイミングを走査毎に互いにずらして一対の固
体撮像素子の検出セルを走査する読出手段と、検出手段
とを備えており、前記検出手段は、走査毎に、前記一対
の固体撮像素子から前記読出手段により一対の固体撮像
素子の検出セルの読出しタイミングを走査毎に互いにず
らして画素情報を再度読出しすることで、一対の固体撮
像素子から読出された画素情報間の相関演算を行ない各
相関演算結果のうちで最大の相関を与えるものを検出
し、最大の相関を与えるものを検出したときに、それま
での走査回数を画素情報間のずれ量として検出すること
を特徴とする測距装置。
【請求項２】前記読出手段には、前回の走査終了信号が
次回の走査の入力信号として入力することを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の測距装置。
【請求項３】前記読出手段は、前記一対の固体撮像素子
に対応した一対のシフトレジスタからなり、前記一対の
シフトレジスタは前記一対の固体撮像素子の検出セルの
読出しタイミングを走査毎に互いにずらして同時に読出
すようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の測距装置。
【請求項４】前記読出手段は、１つのシフトレジスタか
らなり、該シフトレジスタは前記一対の固体撮像素子の
うちの一方の検出セルを最初読出し、次いで、前記一対
の固体撮像素子の他方の検出セルをその読出しタイミン
グを走査毎にずらして読出すようになっていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の測距装置。
【請求項５】前記検出手段は、前記一対の固体撮像素子
から読出された画素情報間の相関演算を行なう比較器
と、比較器からの走査毎の相関演算結果のうちで最大の
相関を与えるものを検出する判定器とを備えていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の測距装置。
【請求項６】前記比較器は、前記一対の固体撮像素子か
ら同時に読出された画素情報間の相関演算を走査毎に行
ない、前記一対の固体撮像素子の一方に記憶保持されて
いる画素情報が他方の固体撮像素子に記憶保持されてい
る画素情報に対してどの方向にずれているかの符号を出
力し、この符号により読出しタイミングのずらし方向を
定めることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の
測距装置。
【請求項７】前記比較器は、前記一対の固体撮像素子の
うちの一方から最初読出された画素情報と、しかる後に
前記一対の固定撮像素子のうちの他方から走査毎にずら
して読出された画素情報との相関演算を行ない、前記判
定器は相関演算結果から最大の相関を与えるまでのずれ
量を検出することを特徴とする特許請求の範囲第５項に
記載の測距装置。