JPH0333207B2 - - Google Patents

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
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りそれぞれ受
光し、該ア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〕

前述のような距離測定装置はかなり古くから知
られてはいたが、とくに近年に至つて装置内に可
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ｂ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つており、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によつてその焦点面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、従つ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
た位置にあり、この映像の中心位置７０は物体１
までの距離ｄが変わつても当然変化しない。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を受光する位置に光
センサアレイ１０，１１が設けられている。これ
ら光センサアレイ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
抵抗素子からそれぞれなつており、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／ｘ なる式によつて物体１までの距離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に示すようなアナロ
グ値を持ち、各光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を求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イジタル値に量子化
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ビツトのデイジタ
ル値に変換する。つぎにかかる両光センサアレイ
１０，１１に沿う第２図ｃ，ｄに示すようなデイ
ジタル値の分布を電子回路によつて相互に比較す
ることにより、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
線で表されたデイジタル値の分布は、物体１まで
の距離ｄが無限大で、従つてずれ量ｘが０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
数を求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アインダの光軸が小
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アインダと小
レンズの光軸は一致しない。今かりにフアインダ
が２個の小レンズ２，３の中間にあるとすると、
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＝x1＋
x2とすることにより、前述と全く同じ関係式に
よつて物体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を求めることに帰着することには
変わりはない。

以上の原理に基づく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１２，１３が示されており、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イジタル変換器に
よつて量子化した第２図ｃ，ｄに示したようなデ
イ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部１４よりシ
フト信号がシフトレジスタ１２および１３の制御
端子CTR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に戻されて再入力される。イクスクルーシブノ
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“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ブノア
回路１６の出力が“１”になつた回数をカウント
する。

いま、第１図に示した光センサアレイ１０，１
１中の光センサの数がそれぞれｍ，ｎ個であつ
て、同じｍ，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
ことになり、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
した結果なんビツ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つ
ており、シフトレジスタ１３の記憶内容は右方向
へｍビツトずれて循環したことになる。この時点
でカウンタ１６の内容が最大一致記憶回路１７に
記憶される。さらに、タイミングコントロール部
１４からの指示によつて、シフトレジスタ１３だ
けが（ｎ−ｍ＋１）ビツト分シフトされ、カウン
タ１６がクリアされる。この（ｎ−ｍ＋１）ビツ
トのシフトにより、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ツ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に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
同様に順次右に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と最大一致数記憶回路１７の内容Ｃ２の大
小が比較回路１９によつて比べられ、Ｃ１＞Ｃ２
もしくはＣ１＞＝Ｃ２の場合Ｃ１が最大一致数記
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）ビツトだけ右
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と最大一致数記憶回路
１７との内容比較およびその結果による最大一致
数記憶回路１７とずれ数記憶回路２０の書替え、
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
繰りかえされる。この繰りかえしが終了した時点
では、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一致数
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に示す求めるずれ量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は動作の最終ステツプとしてずれ数記憶
回路２０の内容を出力ラツチ２１にラツチして外
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、従来より小形で安価でかつ
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、距離測定すべき対象
が単純な模様の繰り返し、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つていること
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。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がもともと
複数個存在しうるからである。かかる場合、第３
図に示した従来の方式では、最大一致数記憶１７
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
かつた最大一致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。従つて、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
装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
ぼけてしまうことになる。同様な問題は距離測定
をすべき対象が非常に暗い場合にも生じる。この
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ぎりぎりの値しかないので、
量子化された映像データのパターン分布が貧弱な
ので最大一致がシヤープに得られない。このた
め、最大一致点がどうしてもあいまいになり、あ
るいは前述と同様に最大一致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
場合であつても、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fL(i)，fR(i)（ただし、ｉは各光セ
ンサアレイ中の光センサ番号）なる分布をもつと
き、ＧをfL(i)，fR(i)の関数、xnをずれ数として、 Ｆ(xn)＝ 〓ⁱ Ｇ｛fL(i)，fR(i)（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を求めるわけであるが、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を求めるだけでは不
十分であり、他の最大値ないしは極値があればそ
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
ト量を記憶し、距離決定に必要な情報として出力
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、デイジタル回路の場合エクスク
ルーシブオアないしエクスクルーシブノアを利用
することが多いが、本発明の要旨は必ずしもこの
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１
００Ｒとが含まれており、距離測定用の小レンズ
または撮影用レンズにより結像された映像の光Ｌ
をそれぞれ受けて、光電出力信号を量子化回路２
００中の左方のアナログ・デイジタル変換器（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送ることもあるし、並列的に送ることもあ
り、測定時間の短縮上はもちろん後の方が望まし
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は１ビツトのある
いは所望のビツト数のデイジタル値に変換され、
それぞれ付属のレジスタ４００Ｌ，４００Ｒに送
られて記憶される。これらのレジスタは例えばシ
フトレジスタであつてよく、かかるシフトレジス
タは光センサアレイ１００Ｌ，１００Ｒと同じ段
数をもつていて、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
イジタル値が格納される。前述のADCの出力が
多ビツトの場合には、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ツト数だけ並設
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イジ
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４００Ｌ，４００Ｒ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を求め
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７０
０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、場合によりこれに常数等を乗算
したり前記の距離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から前述の距離信号や
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ツクパルス
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りの部分の機能は
マイクロコンピユータに行なわせることができ、
また用途によつては光センサアレイ部を含めて全
体回路を１個の半導体チツ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，４１０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〜４１nLm
個のステージ４１１Ｒ〜４１mRからなり、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４１０
Ｌ，４１０Ｒには、第４図に示したADC３００
Ｌ，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
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、映像データが多ビツトの場合はた
とえばバイナリシフトレジスタを各映像データを
構成するビツト数に応じて並設すればよい。これ
らの両シフトレジスタ４１０Ｌ，４１０Ｒ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
データはこれによつて図の右方から左方の方に遂
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４１mL〜４１nLか
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。

この両シフトレジスタの図の下方には、ｎ−ｍ
＋１個の評価関数発生回路６０ｍ〜６０ｎが設け
られ、第４図で説明した評価関数発生回路群６０
０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
クスクルーシブノアゲート６１とオアゲート６２
とカウンタ６５により構成されている。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Ｉ１，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４１
０Ｌ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DL(1)〜DL（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DR(1)
〜DR（ｍ）で示す映像データがそれぞれ記憶さ
れている。従つ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（ｍ）
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DR（ｍ）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４
１０Ｒ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
られる。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入力信号を受
けるつどその一致、不一致を検定して両入力信号
が合致したときにのみ出力を出し、オアゲート６
２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４１０Ｌ，４１０
Ｒ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。

さて、前述の説明からわかるように、評価関数
発生回路６０ｍは常に両シフトレジスタ４１０
Ｌ，４１０Ｒ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
を加算しており、従つて該評価関数発生回路６０
ｍは両シフトレジスタ４１０Ｌ，４１０Ｒの映像
データを互いにシフトしない状態つまりシフトが
０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６０ｍ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DL（ｎ）とシフ
トレジスタ４１０Ｒのステージ４１mLの映像デ
ータDR（ｍ）とを比較するから、互いにｎ−ｍ
個ずれた映像データを比較していることになり、
このずれ数ｎ−ｍ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、結局評価関
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，〜ｎ−
ｍ−１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６
００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ることは
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６０ｍ〜６０ｎのそれぞれのカウンタ６５内に
は、二つの映像データ列を相互に０〜ｎ−ｍステ
ー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６２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
を起こしてキヤリイ信号たとえば“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７
００を構成するもので、各評価関数発生回路６０
ｍ〜６０ｎに対応したｎ−ｍ＋１個のステージを
持つている。またこのシフトレジスタ７１０は各
ステージへの並列セツトが可能に構成されてい
て、前述のずれ数ｉに対応する評価関数発生回路
からのキヤリイ信号“１”を受けて図示のように
シフト数ｉ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７２０が設けられていて、一致検出回路６０ｍ
〜６０ｎからのキヤリイ信号を並列的に入力して
いるので、キヤリイ信号が一つでも出ると直ちに
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の歩進はとまり、
上記以外のキヤ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ト７２０
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、前述のキヤリイ信号が所定回
数、例えば２回出力された時にはじめて読み出し
パルスＰ６０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９００に発するようにし
てもよい。もつとも、前述の第１回目のキヤリイ
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から同時にキヤリイ信号が
発しられることもあり、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
シフト数ｊに対応するカウンタ６４からは第１回
目のキヤリイ信号は発しられなかつたが、第２回
目のキヤリイ信号が発しられた場合には、前述の
カウンタ７３０が２にセツトされているとき、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７３０を設けた場合にはシフトレジスタ７
１０を複数個並設しておき、例えば第１回目のキ
ヤリイ信号は第１のシフトレジスタに、第２回目
のキヤリイ信号は第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Ｐ
７０を中央制御回路９００から与えることにより
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８１０として構成されており、中央制御回路９
００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。
従つて読み出しパルス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８１０のカウ
ンタ値は１ずつ歩進する。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“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示す
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７１０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への読み出しシ
フトパルスＰ７０の繰返しパルス数をカウント
し、そのカウント値はラツチ８１１，８１２，８
１３に入力される。これらのラツチ８１１，８１
２，８１３へのかかるデータの読み込みはそれぞ
れアンドゲート８３１，８３２，８３３によつて
制御されている。すなわち、ラツチ８１１，８１
２，８１３はそれぞれアンドゲート８３１，８３
２，８３３の出力が“１”になつた時入力データ
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。シフトレジスタ７１０からのシリアル
出力はシフトレジスタ８２０のシフトクロツク入
力へ接続されている。シフトレジスタ８２０は動
作開始に先だつ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ツトされて内
部状態は初期状態として全て“１”となつてお
り、入力は接地されていわゆる“０”入力となつ
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８２０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”となつていき、最終的には全内部状態が
“０”となる。シフトレジスタ８２０の第１段８
２１の出力はシフトレジスタ７１０からの最初の
“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からの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”出力で“１”から“０”へ変化する。シ
フトレジスタ８２０の各段８２１，８２２，８２
３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
力はアンドゲート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
はシフトレジスタ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７１０のシリアル出力がｉビツト
目で最初に“１”になると、カウンタ８１０には
ｉ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“１”なので、ラツチ８１１，８１２，８１
３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（ｊ＞ｉ）ビツト目で
２回目の“１”出力を出すと、カウンタ８１０に
はｊがカウントされており、そのカウント出力ｊ
は、アンドゲート８３２と８３３の出力が“１”
になつているので、ラツチ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）ビツ
ト目で３回目の“１”出力を出すと、カウンタ８
１０にはｋがカウントされており、そのカウント
出力ｋはアンドゲート８３３の出力が“１”なの
でラツチ８１３に記憶される。その後はシフトレ
ジスタ７１０の出力が“１”になつてもアンドゲ
ート８３１，８３２，８３３の出力がすべて
“０”なので、ラツチ８１１，８１２，８１３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６０ｍ〜６０ｎからのキヤリイ信号のうち
の一つだけが“１”となつた場合は、３個のラツ
チ８１１，８１２，８１３にはすべて前記唯一の
キヤ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ｉ，ｊ
（ｊ＞ｉ）に対応する評価関数発生回路からキヤ
リイ信号が発しられた場合は、ラツチ８１１にシ
フト数ｉが、ラツチ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＞ｉ）などに対応する評価関数発生回路からキ
ヤリイ信号が発しられた場合は、シフト数の少な
いものから順にラツチ８１１にシフト数ｉが、ラ
ツチ８１２にシフト数ｊが、ラツチ８１３にシフ
ト数ｋが記憶される。

このようにラツチ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によつ
て、出力データ切換回路８４０を制御してラツチ
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、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たり、所定
の算式により距離ｄを算出した上で前記出力デー
タ切換回路８４０を通じて距離信号が送出され
る。なお、第７図に示された複数信号検出回路８
４１を設けることにより、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
することを検出してその旨の信号を送出すること
ができ、この複数信号検出回路８４１内にカウン
タを設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
るラツチを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、ラツチ数を適宜拡張
することは容易である。さらにシフトレジスタ７
１０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より、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〕

以上説明したとおり、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り対象の明るさが不十分
であつたりして距離測定に不適な場合であつて
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り、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。
例えば本発明により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
つた場合は、距離測定の目的に応じて小さい方の
３をとりあるいは逆に大きい方の４をとつて距離
信号として用いることができる。また、高い相関
を示したシフト数が３，５のように不連続的に２
個存在することがわかつた場合には、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であることがわかつたときは、シフト数３をむ
しろ誤信号として捨ててしまつてシフト数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り決ま
るものであつて、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ユータなどにソフト
ウエ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、内第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図は光センサアレイから
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ツク回路図であ
る。第４図以降は本発明装置の実施例を示し、内
第４図は本発明による距離測定装置の全回路を示
すブロツク回路図、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，１００Ｒ：左右の光センサアレイ、４
１０Ｌ，４２０Ｒ：左右映像データを記憶するシ
フトレジスタ、６０ｍ〜６０ｎ：映像データ列間
の相関を相互シフト量ごとに検定する評価関数発
生回路、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ツチ、８４
１：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フリ
ツプフロツプ、DL(1)〜DL（ｎ），DR(1)〜DR
（ｍ）：左右の映像データ列、である。

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
   レイによりそれぞれ受光し、該アレイからの映像
   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したこと
   を特徴とする距離測定装置。