JPH0715533B2 - 映像対の相対位置検出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカメラの自動焦点装置などに適する映像対の相
対位置検出方式、すなわち被写体などの対象の映像を互
いに空間的に分離された光路を介し受ける１対の光セン
サアレイからの映像がもつ光強度分布を表わすそれぞれ
複数個のデータからなる１対の映像データに基づいて両
センサアレイ上の映像の相対的な位置関係を検出する方
式に関する。

〔従来の技術〕

上述のカメラの自動焦点方式などでは、１対の光センサ
アレイを設けてこれらに対象の映像を互いに空間的に分
離された光路を介して受け、両光センサアレイ上の映像
の相対的な位置関係ないしはある基準点からの映像のず
れを検出して、これを対象までの距離や撮像レンズの焦
点のずれの方向や程度を表わす指標として用いながらレ
ンズの焦点合わせがなされる。第３図から第５図までに
かかる映像対の相対位置検出方式の適用ないしは対象例
を示す。

第１図は対象１までの距離ｄを検出する例を模式的に示
すもので、相互間隔ｂをおいて１対の小レンズ2L,2Rを
カメラに取り付け、対象１からの光を互いに異なる光路
3L,3Rを介してこれらの小レンズ2L,2Rに受けて、その焦
点ｆの位置に置かれた１対の光センサアレイ10L,10R上
に対象１の映像IL,IRをそれぞれ結像させる。この例で
は対象１は左側の小レンズ2Lの正面になるようにファイ
ンダによりねらわれるので、左側の光センサアレイ10L
の対象１映像ILの位置は常に同じであるが、右側の光セ
ンサアレイ10R上の映像IRの位置は容易にわかるように
対象１のカメラからの距離ｄに応じて変化する。つまり
右側の光センサアレイ10R上の映像IRの位置は、対象１
が無限遠にあるときの基準位置Ｒからずれるわけで、こ
のずれをＳとすれば簡単な三角公式からｄ＝ｂ・f/Sに
よって距離ｄを知ることができる。かかる距離検出方式
であっても、実際のカメラの焦点合わせには距離ｄを計
算することなく、ずれＳがそのままそのレンズの焦点調
整に用いられる。

第４図は同じく距離を検出する例であるが、対象１がい
ずれの小レンズの正面にもなく、両小レンズ2L,2Rの例
えば中間の正面にある。この場合には両光センサアレイ
10L,10R上の映像IL,IRのいずれも対象１が無限遠にある
ときのそれらの基準位置Ｒからそれぞれ図の左右方向に
ずれるが、容易にわかるようにそれらのずれSL,SRの和
Ｓ＝SL＋SRを用いて上式により距離ｄを同様に知ること
ができる。これらの第３図および第４図の例から、距離
検出の問題は左右１対の光センサアレイ10L,10R上の映
像IL,IRの相対的な位置関係ないしはそれらの基準位置
からのずれの検出に帰着することがわかる。

第５図は一眼レフカメラ等における焦点ずれを検出する
例を示すものである。撮像レンズ４とフィルム６との間
に鏡５が置かれており、それによって曲げられた対象１
からの光を１対の小レンズ2L,2Rによって１個の光セン
サアレイ10の左右の光セセンアレイ部分10L,10R上にそ
れぞれ左右の映像として結像させる。これらの左右の光
センサアレイ部分10L,10R上の映像はいずれも映像レン
ズ４を通った光を結像せさたものではあるが、図からわ
かるように互いに撮像レンズ４の異なる部分を通過した
光，つまり互いに空間的に分離された光路3L,3Rを通っ
て来た光によるものである。図の右側には光センサアレ
イ10上のこれらの左右の映像の形が三つの場合について
示されており、その内の映像Ｉが撮像レンズ４の焦点が
合っている状態に対応する。容易にわかるように撮像レ
ンズ４が前ピント状態のときの映像Ifは左右の映像の山
が互いに近づき、逆に後ピント状態のときは２個の映像
の山が互いに遠ざかる。従って、この場合にも焦点が合
っている状態での映像の山の基準位置Ｒからの実際の映
像の山のずれSL,SRないしはそれらの和Ｓを検出すれ
ば、その正負の符号と大きさとからピントのずれの方向
と大きさを知ることができる。これから、焦点ずれの検
出の問題も結局は両光センサアレイ部10L,10R上の対象
１の映像の相対的な位置関係の検出に帰着することがわ
かる。

第５図は光センサアレイ対上の位置の相対位置を求める
手法を模式的に示すものである。図の上側に示された左
右の映像データDL,DRは前述の左右の光センサアレイ10
L,10Rの上の図ではごく単純な形で示された映像IL,IRが
もつ光強度分布を表わすデータの集合を模式的に示すも
ので、この例では前の第４図ないし第５図に対応して光
センサアレイ10L,10Rが同数の光センサをもち、従って
映像データDL,DRの相対位置関係を検出するため、両映
像データDL,DRからそれぞれｎ個のデータからなる部分
映像データPL,PRを抽出して互いに相関を検定すべき検
定データとする。もちろんｍ＞ｎであるから、これらの
検定データPL,PRを元の映像データDL,DRから抽出する方
法は図示のようにそれぞれ複数個あり、これらの抽出さ
れた検定データの異なる組み合わせを図示のようにそれ
ぞれCk（ｋ＝１〜ｌ）とする。この抽出に当たってはも
ちろん各検定データが光センサアレイ上で連続するデー
タからなるようにし、図示のように両検定データが１デ
ータずつ交互に順次ずれるようにする。各映像データD
L,DRのデータ数がｍで各検定データPL,PRのデータ数が
ｎであるからのこずらせ方はｍ−ｎ通りあり、従って異
なる検定データの組み合わせCkは２（ｍ−ｎ）＋１＝ｌ
個あることになる。

次にこれらの組み合わせCkについてそれぞれ検定データ
PL,PRの相関度を表わす評価値Ｆを計算する。この評価
値を計算する評価関数としては例えば次式が用いられ
る。

ただし、i,jは検定データPL,PR内の各データを指定する
ための変数であって、例えば最初の組み合わせC1におい
てはｉ＝ｍ−ｎ＋１〜m,j＝１〜ｎの間に互いに同期し
て変化し、最終の組み合わせClにおいてはｉ＝１〜n,j
＝ｍ−ｎ＋１〜ｍの間変化する。各データLi,Rjはそれ
ぞれ例えば８ビットのデイジタルデータである。上の評
価関数を用いる場合、左右の検定データPL,PRの各ｎ個
のデータLi,RJが全部一致したとき上式による評価値Ｆ
＝０となることからわかるように、上述の評価関数を用
いたとき両検定データの相関が高いとき評価値は小に、
相関が低いとき評価値は大になる。

第７図はこのようにして計算された評価値Ｆを組み合わ
せを示す変形ｋを横軸にとって例示したものである。こ
の評価値Ｆのとる形状はもちろん映像IL,IR内の光強度
分布の形によって異なるが、例えば図示のような凹凸の
多い形状となる。この例では評価値が低い程相関が高い
のであるから、評価値Ｆが極小でかつその値が最も低い
例えば図の組み合わせ番号kmを採れば、その付近のｎ個
の左右の検定データPL,PRが，従ってそれに対応する映
像部分がほぼ完全に一致する位置が見付かったことにな
り、容易にわかるようにこの組み合わせ番号kmが取りも
直さず両光センサアレイ10L,10R上の映像の相対位置関
係を示すことになり、この組み合わせ番号kmと図の基準
位置に対応する組み合わせ番号krとの差から両映像間の
ずれＳを知ることができる。

以上のようにして得られた最高相関に対応する組み合わ
せ番号kmないしはずれＳは、前述のようにそのまま例え
ばカメラの撮像レンズの焦点合わせに用いることができ
る。かかる組み合わせ番号kmやずれはそのままでは整数
であるが、組み合わせ番号kmの付近の評価値Ｆのもつ形
状から補間法によって小数点以下を含む実数に直した上
で用いることもできる。なお、前の第３図に示したよう
に左右の光センタアレイ10L,10R内の光センサ数が互い
に異なる場合、光センサ数の少ない左側の光センサアレ
イ10Lに対応する映像データDLからの検定データPLはｎ
個のデータからなる１個の検定データに固定し、右側の
光センタアレイ10Rに対応するｍ個のデータからなる映
像データDRから抽出されるｍ−ｎ＋１個の異なる検定デ
ータPRとの各組み合わせについて相関評価値Ｆが計算さ
れる。最高相関を示す組み合わせ番号kmの決定等は上述
と全く同じでよい。

〔発明が解決しようとする課題〕 以上からわかるように従来の映像対の相対位置検出方式
では、左右の光センサアレイ上の対象の映像に対応する
左右の映像データの少なくとも１方から複数個の検定デ
ータを抽出し、左右の検定データのすべての組み合わせ
中で最高相関を示す組み合わせを選び出す手法が取ら
れ、多くの場合評価値Ｆの値ないしはそれが組み合わせ
番号に関してとる形状から最高相関の組み合わせを一義
的に選び出せるが、時として評価値の形状が異常になっ
て最高相関の組み合わせを一義的に決定できない問題が
生じる。かかる問題は対象の映像がむしろ単純な場合に
発生しやすい。例えば、前の第６図の上部に示したよう
に左右の映像IL,IRが非常に単純で１個所にのみ映像の
変化部が集中して残りの映像部分にほとんど変化がない
場合，カメラのファインダの視野でいえば細い電柱が１
本だけあって背景が青空や平坦な変化のない壁であるよ
うな場合である。

上のように例えば背景に変化がない場合、この背景に対
応するデータのみを含む検定データが左右の映像データ
からたまたま抽出されると、そのデータ内容がほぼ一致
してしまうので偽の最高相関を示す組み合わせが発生す
る。前の第７図の左右にはこの様子が示されており、そ
の右側部の組み合わせ番号ｋの大きな所では評価値Ｆは
極小点ではないが非常に低い値をとり、左側部の組み合
わせ番号の小さな所では評価値Ｆは最高相関点kmより僅
かに高いが極小点をもっている。このように、例えば対
象の背景に変化がない場合に正しい最高相関点以外のそ
れと同じかごく近い偽の最高相関点が時として現われる
ことがあり、従来の方式では正しい映像対の相対位置の
検出が困難になりあるいは不可能になる問題が発生す
る。

本発明はかかる問題を解消して光センサアレイ上の映像
対の相対位置の検出を確実にすることができる方式を得
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的は本発明によれば、前述のような対象の映像
を互いに空間的に分離された光路を介して受ける１対の
光センサアレイからの映像がもつ光強度分布を表わすそ
れぞれ複数個のデータからなる１対の映像データに基づ
いて両光センサアレイ上の映像の相対的な位置関係を検
出する映像対の相対位置検出方式において、映像データ
対の少なくとも一方からの映像データの部分を抽出して
互いに相関を検定すべき各光センアレイ上で連続した所
定個数のデータからなる検定データの複数個の組み合わ
せを作る組み合わせ手段と、これにより作られた組み合
わせごとに検定データ間の相関を表わす評価値を計算す
る計算手段と、各検定データ内のデータの変動幅を検出
しその所定の限界値との大小を判定して各組み合わせ内
の２個の検定データ少なくともいずれかについて変動幅
が限界値より小なときに低コントラストと判定する判定
手段と、低コントラストと判定された組み合わせに対し
て計算手段により計算された評価値を低相関を表わす値
に補正する補正手段と、この補正手段により補正ずみの
評価値を用いて複数個の検定データの組み合わせ中から
検定データが最高相関を示す組み合わせを選び出す選出
手段とを備え、選出手段により選び出された組み合わせ
を示す番号から光センサアレイ対上の映像の相対位置を
検出することによって達成される。

また、上記工構成中の判定手段については、判定手段が
各組み合わせ内の２個の検定データの双方については変
動幅が限界値より小なときに限り低コントラストと判定
するようにしてもよく、また本発明方式により検出動作
を一層確実にする上では、選出手段がある組み合わせに
隣り合う２個の組み合わせの双方について判定手段によ
り低コントラストと判定されていないときに限り当該組
み合わせを最高相関を示す組み合わせとして選び出すよ
うに、あるいう選出手段がある組み合わせに対応する評
価値がそれに隣り合う２個の組み合わせに対応する評価
値のいずれよりも小なときに限り当該組み合わせを最高
相関を示す組み合わせとして選び出すようにするのが望
ましい。

〔作用〕

光センサアレイ上の映像対の相対位置ないしはずれの検
出が基礎とする各組み合わせの検定データ対間の相間検
定は、両検定データ内のデータに変化ないしは特徴があ
る場合に限って意味があり、変化のない背景などのいわ
ばのっぺら棒なコントラストの少ない映像部分に対応す
る検定データを相関検定に用いたのでは、徒らに偽の高
い相関を示す評価値を作って正しい最高相関の決定を混
乱させるだけである。本発明はこの点に着目したもの
で、上記構成にいう判定手段はまず組み合わせ手段によ
り作られた各組み合わせの２個の検定データのそれぞれ
についてそれがコントラストのある映像部分に対応する
か否かをそれに含まれるデータの変動幅が所定の限界値
より大か小かにより判定する。

２個の検定データの双方ともデータの変動幅が限界値よ
り小，つまり低コントラストである場合は、相関を検定
すること自体がいわば無意味であるから、本発明による
判定手段は必ず低コントラストと判定する。しかし、２
個の検定データ中の一方のみが低コントラストであって
も、相関検定が無意味ないしは望ましくない場合があ
る。例えば、前述のように１対の映像データの一方から
は固定された検定データを抽出し、他方から抽出される
可変の検定データと相関を検定して行く場合、固定され
た検定データが低コントラストであるとき相関検定が無
意味になり、このように明らかに無意味でなくてもいわ
ば偶然に高い相関が検定されるのを防止する上では、検
定データの一方でも低コントラストであるとき判定手段
に低コントラストと判定させるのが安全である。このた
め、本発明方式では、ある組み合わせに含まれる検定デ
ータ対のいずれかが低コントラストであるとき、判定手
段はその組み合わせに対して低コントラストと判定す
る。

上記構成にいう補正手段は判定手段が低コントラストと
判定した組み合わせについて計算手段により計算された
評価値を低い相関を表わす値にいわば強制的に補正する
もので、これにより補正後のすべての組み合わせに対す
る評価値に無意味ないしは望ましくない相関検定に基づ
く評価値が含まれることがなくなるので、以後は選出手
段により最高相関を示す組み合わせが一義的に従って正
確に選び出される。

〔実施例〕

以下、第１図および第２図を参照しながら本発明の実施
例を説明する。これらの実施例における映像データから
の検定データの抽出はすべて前の第６図に示されたよう
な要領でなされるものとする。なお、本発明方式による
映像対の相対位置の検出動作は１対の映像データを読み
込んだマイクロコンピュータ等の計算機手段内で全部ま
たは一部の実施をすることができるが、以下の実施例に
おいてはすべての検出動作がハードウエアとしての回路
内で行われるものとする。

第１図において、図の上部にはそれぞれｍ個の光センサ
からなる左右１対の光センサアレイ10L,10Rが示されて
おり、これらの光センサアレイ上に結像される対象の映
像対のそれぞれがもつ光強度分布を示す映像データDL,D
Rがその下方に示されたそれぞれｍ個のラッチからなる
左右のラッチ群12L,12Rにそれぞれ格納される。ｍの値
は例えば64個とされ、各ラッチは例えば８ビット構成と
される。光センサアレイ10L,10Rの各光センサからの光
電出力を映像データの各データに変換するには例えばAD
変換器を用いることができるが、この実施例では電荷蓄
積形の変換器群11L,11Rが光センサアレイとラッチ群と
の間に設けられ、変換後のデイジタルデータがラッチ群
12L,12Rの各ラッチに記憶される。組み合わせ手段は左
右１対設けられ、それぞれレンズないしはカウンタ20L,
20Rとアドレスバス21L,21Rからなり、図の右下部に簡略
に示されたタイミング回路ないしは制御回路90からの同
期されたクロックパルスCPL,CPRをれぞれカウンタ20L,2
0Rに受けてアドレスバス21L,21Rを介してラッチ群12L,1
2R内の所望のラッチを１個ずつ順次呼び出しながら、そ
の記憶データを８ビットのバス13L,13R上に逐次乗せさ
せる。この際、第６図に示した各組み合わせCkに対応す
る左右の検定データPL,PRを構成するｎ個のデータが１
データずつバス13L,13Rに順次乗るように制御回路90か
らクロックパルスCPL,CPRがカウンタ20L,20Rに与えられ
る。ｎの値は例えば42個とされる。

ブロックで示された計算手段30はこのバス80L,80Rに乗
せられて来る検定データPL,PRを構成するデータを順次
受けて、例えば前の（１）式に示した評価関数に基づい
て評価値を計算するもので、計算された例えば14ビット
の評価値Ｆを図の下方に向けて出力する。かかる計算手
段30は例えば左右のバス13L,13Rから受ける２個のデー
タの差を取る減算回路とその減算結果を正負の符号に応
じて逐次加算する加算レジスタ等を組み合わせて構成で
き、図示されていないが制御回路90から与えられるクロ
ックパルスCPL,CPRよりは周期の長い別のクロックパル
スCPに応じてリセットないしは動作開始する。

図で一点 線で囲んで示された判定手段40は同様にこの
クロックパルスCPに同期して動作するもので、左右のバ
ス13L,13R上のデータをそれぞれ受ける最大値検出回路4
1L,41Rおよび最小値検出回路42L,42Rにより、検定デー
タPL,PRのｎ個のデータ中の最大値と最小値をまず検出
する。この最大値検出回路や最小値検出回路は例えばそ
れぞれ最大値レジスタまたは最小値レジスタとバス13L,
13R上のデータをこれらのレジスタの記憶内容と比較し
て前者が後者よりも大または小なときにレジスタの記憶
内容をバス上のデータで更新する比較回路とで構成する
ことができる。図示の判定回路43L,43Rは、例えばそれ
ぞれ最大値検出回路41L,41Rの検出内容と最小値検出回
路42L,42Rの検出内容とを受けて両者の差を計算する減
算回路と差の絶対値を所定の限界値と比較して前者が後
者より小なときそれぞれ低コントラスト信号LCL,LCRを
「１」とする比較回路とから構成され、それぞれ検定デ
ータPL,PRが低コントラストのときそれぞれが出力する
低コントラスト信号を「１」とする。比較回路に設定さ
れる上述の限界値としては各データが取りうる最大値の
例えば10〜15％程度，データが８ビット構成のとき例え
ば25〜38に設定するのがよい。判定手段30内のゲート回
路44は両判定回路43L,43Rからの低コントラスト信号LC
L,LCRを受けて１個の低コントラスト信号LCに合成する
もので、この例ではオアゲートがこれに用いられ、検定
データPL,PRのいずれかが低コントラストのとき低コン
トラスト信号LCが「１」とされる。前述のようにこのゲ
ート回路44にアンドゲートを用いて、両検定データPL,P
Rがともに低コントラストのときに限って低コントラス
ト信号LCが「１」になるようにしてもよい。

補正手段50はこの例では14個のオアゲート群からなり、
判定手段40からの低コントラスト信号LCが「１」である
とき、計算手段30の評価値Ｆのいかんに関せずそのすべ
てのビットを「１」に、つまり評価値Ｆを最も低い相関
を表わす最大値に補正する。これによって、判定手段40
がある組み合わせについてその検定データPL,PRの一方
ないし双方が低コントラストであると判定したとき、そ
の組み合わせに対する評価値Ｆはこの補正手段50により
最低相関を表わす値に補正され、これにより次の選出手
段60により最高相関を示す組み合わせを選び出す候補か
らこの組み合わせが実質上除外されることになる。もち
ろん、かかる候補からの除外のために評価値Ｆを最大値
にする要は必ずしもなく、例えば評価値Ｆの最上位ビッ
トだけを「１」に補正するようにして補正手段50に要す
るオアゲートを１個だけですませることができる。

この補正手段50により補正された評価値Ｆをこの例では
14ビットのバス80を介して受ける選出手段80は、最小値
レジスタ61,比較回路62,カウンタ63および出力レジスタ
64からなり、その出力レジスタ64から本発明方式による
検出の結果を示す検出データDSを発するようになってい
る。最小値レジスタ61は14ビットのレジスタで、全検出
動作の開始当初に制御回路90からのリセットパルスRPに
よりその全ビットが「１」にされる。比較回路62はこの
最小値レジスタ61の記憶内容とバス80上の評価値Ｆとの
大小を比較し、評価値Ｆの方が小なとき更新指令USを発
して最小値レジスタ61にバス80上の評価値Ｆを読み込ま
せることにより、最小値レジスタ61の記憶内容をバス80
上に逐次現われる評価値Ｆの内の最小値に更新させる。
カウンタ63は組み合わせ番号を記憶する例えば６ビット
構成のカウンタであって、当初にリセットパルスRPによ
りクリヤされた後に計算手段30や判定手段40を動作させ
ると同じないしはそれと同期されたクロックパルスCPを
計数するので、バス80上に乗せられる評価値Ｆに対応す
る組み合わせ番号が常にこのカウンタ63に記憶されてい
る。出力レジスタ64は例えば６ビットのレジスタであっ
て、比較回路62から前述の更新指令USが発しられてとき
それに応じてその記憶内容を組み合わせ番号カウンタ63
の内容に更新する。従って最小値レジスタ61に記憶され
ている評価値Ｆの最小値に対応する組み合わせ番号が常
にこの出力レジスタ64に記憶されていることになり、第
６図に示されたすべての組み合わせ，この例では45個の
組み合わせについて本発明方式による動作が終了した時
点では、評価値Ｆが最小な組み合わせつまり最高相関を
示した組み合わせの番号がこの出力レジスタにあるの
で、外部からはこの出力レジスタの記憶内容を検出結果
を示すデータとして単に読み取ることでよい。この検出
結果データは前述のように自動焦点用などにそのまま利
用することができる。

第７図にはこの実施例において補正手段50により補正さ
れた後の評価値Ｆが鎖線で示されている。図示のように
組み合わせ番号ｋが大きい範囲で従来方式では評価値Ｆ
が非常に小さな値をとっていたが、この範囲では検定デ
ータPL,PRとも低コントラストであるので補正の結果評
価値が線Ａのように持ち上げられて、組み合わせ番号km
の最高相関の組み合わせと混同されるおそれがなくな
る。一方、組み合わせ番号ｋが小さな範囲でも従来方式
では評価値Ｆがかなり低い値になっていたが、この範囲
では検定データPL,PRの内の一方が低コントラストにな
って同様に補正の結果評価値が線Ｂのように持ち上げら
れる。しかし、この範囲では２個の検定データ中の一方
だけが低コントラストなので僅かなことで低コントラス
トと判定されない場合が稀に生じ、図でＣで示されてい
るように補正がなされない場合がある。図の場合には、
この補正されなかった評価値が最高相関に対応する評価
値より僅かに大きいので最高相関の選び出しは可能であ
るが、望ましくはかかるまぎらわしい事態は避けたいも
のである。

第２図に示す実施例はこの点をも解決したもので、この
図には第１図における計算手段30および補正手段のゲー
ト回路44以降に相当する部分のみつまり選出手段が示さ
れている。計算手段30により計算され補正手段のオアゲ
ート51により補正された評価値Ｆは、この実施例では例
えば14ビット構成のレジスタ71に制御回路90からのクロ
ックパルスCPに同期して読み込まれ、同様にクロックパ
ルスCPと同期してその記憶内容がバス81を介して次のレ
ジスタ72に，さらにバス82を介してさらに次のレジスタ
73に順次伝えられる。これによりレジスタ71にある組み
合わせ番号に対応る評価値Ｆが記憶されたとき、レジス
タ72にはその一つ前の組み合わせ番号に対応する評価値
が，レジスタ73にはその二つ前の組み合わせ番号に対応
する評価値が記憶されていることになる。これら３個の
レジスタの右側にはそれらに対応して３段構成のシフト
レジスタ74が設けられており、そのデータ入力Ｄにはゲ
ート回路44からの低コントラスト信号LCが与えられクロ
ックパルスCPをシフトパルスとして低コントラスト信号
の値が順次図の下方に向けて１段ずつ送られる。従って
このシフトレジスタ74の各段にはレジスタ71〜73の評価
値に対応して低コントラストと判定されたか否かが
「１」，「０」によって記憶されている。ノアゲート75
はこのシフトレジスタ74の各段出力を受けるので、シフ
トレジスタの各段の記憶内容がすべて「０」であるとき
に限ってその出力が「１」になる。

図の下側に示されている最小値レジスタ61,比較回路62,
組み合わせ番号カウンタ63および出力レジスタ64は前の
実施例と同じ構成であるが、これに与えられる評価値Ｆ
は前の２段目のレジスタ72の記憶内容をバス82を介して
受ける。このバス上の評価値Ｆが最小値レジスタ61の記
憶値よりも小なとき、比較回路62は更新指令を発するわ
けであるが、この実施例ではこの比較回路62からの更新
指令と前述のノアゲート75の出力とを受けるアンドゲー
ト76の出力を最小値レジスタ61と出力レジスタ64の記憶
内容を置き換えるための更新指令USとして用いる。な
お、図ではアンドゲート76は別のアンドゲート79の出力
を受けいるが、これについては後述する。これからわか
るように、この実施例ではシフトレジスタ74の各段の記
憶内容がすべて「０」つまりレジスタ71〜73に記憶され
ている評価値に対応する組み合わせ番号のすべてについ
て低コントラストと判定されなかった場合に限り、アン
ドゲート76が開かて更新指令USにより最小値レジスタ61
の記憶値が中段のレジスタ72に記憶されている評価値に
より更新され、出力レジスタ64の記憶値がそれに対応す
る組み合わせ番号に更新される。従って、前の第７図に
示されたＣのような場合には、その両側の組み合わせ番
号に対して低コントラストと判定されているから、Ｃに
対応する低い評価値は最高相関を選び出す上ではいわば
無視されてしまうので、最高相関の選出に混乱を来すよ
うな事態が避けられる。

以上ですでに問題はすべて解決されているのであるが、
さらに第２図の実施例では評価値が極小値である場合に
限って最小値レジスタ61と出力レジスタ64の内容を更新
するための比較回路77,78とアンドゲート79が追加され
ている。比較回路77と初段のレジスタ71内の評価値と中
段のレジスタ72内の評価値とを比較して、後者の方が小
なときにアンドゲート79に「１」を与え、同様に比較回
路78は中段のレジスタ72内の評価値と終段のレジスタ73
内の評価値とを比較して前者の方が小なときにアンドゲ
ート79に「１」を与える。従って、中段のレジスタ72内
の評価値が初段のレジスタ71や終段のレジスタ73内の評
価値よりも小なとき、つまり極小値であるときに限って
アンドゲート79,76が順次開かれて更新指令USが発しら
れる。この動作を第７図で説明すると、組み合わせ番号
ｋが順次増加されるにつれ図のＤに対応する組み合わせ
番号と組み合わせ番号kmにおいてのみ更新がなされるこ
とになる。図のＸ点やＹ点も極小値点ではあるが、それ
に対応する評価値が最小値レジスタ61内の評価値よりも
小でないので、比較回路62からアンドゲート76に出力は
出されず、従って更新はなされない。ことように評価値
が極小点である場合に限って最高相関を示す組み合わせ
番号の記憶値を更新することは、本発明の実施上必ずし
も必要ではないが、選出手段による最高相関点の決定を
より確実にする効果を有する。

以上説明した実施例からもわかるように、本発明はこれ
らの例示された実施例に限定されず本発明の要旨内で種
々の態様ないしは変形された形で実施をすることができ
る。前述のように本発明の構成諸手段の実質上すべてを
計算機手段内にソフトウエアとして組み込むことがで
き、ハードウエアとして構成する場合も例示されたよう
な回路構成に限らず公知技術を組み合わせて諸手段をそ
れぞれ適宜に構成することができる。

〔発明の効果〕

以上の記載からすでに明らかなように、本発明において
は、対象の映像を互いに空間的に分離された光路を介し
て受ける１対の光センサアレイからの映像がもつ光強度
分布を表わすそれぞれ複数個のデータからなる１対の映
像データに基づいて両光センサアレイ上の映像の相対的
な位置関係を検出するために、映像データ対の少なくと
も一方からの映像データの部分を抽出して互いに相関を
検定すべき各光センアレイ上で連続した所定個数のデー
タからなる検定データの複数個の組み合わせを作る組み
合わせ手段と、これにより作られた組み合わせごとに検
定データ間の相関を表わす評価値を計算する計算手段
と、各検定データ内のデータの変動幅を検出しその所定
の限界値との大小を判定して各組み合わせ内の２個の検
定データ少なくともいずれかについて変動幅が限界値よ
り小なときに低コントラストと判定する判定手段と、低
コントラストと判定された組み合わせに対して計算手段
により計算された評価値を低相関を表わす値に補正する
補正手段と、この補正手段により補正ずみの評価値を用
いて複数個の検定データの組み合わせ中から検定データ
が最高相関を示す組み合わせを選び出す選出手段とを設
け、選出手段により選び出された組み合わせを示す番号
から光センサアレイ対上の映像の相対位置を検出するよ
うにしたので、組み合わせ手段により作られる組み合わ
せ中に対象中の単調な背景等の低コントラストな映像部
分に対応する検定データが含まれていても、判定手段に
よりその組み合わせが低コントラストと判定されて計算
手段により計算されたその組み合わせに対する評価値が
補正手段により低相関を表わす値に補正されるので、選
出手段により最高相関を示す組み合わせを選び出す際に
低コントラストに基づく偽の高い相関を示す評価値によ
り惑わされることなく、真の最高相関を示す組み合わせ
を一義的に選び出して光センサアレイ上の映像対の相対
位置を誤りなく確実に検出することができる。これによ
って、従来のように対象の映像内の低コントラスト部分
によって映像対の相対位置の検出動作が混乱されて検出
が不可能になったり誤った検出結果が得られるようなこ
とがほぼ皆無になり、本発明により検出結果を確実にか
つ正確に得ることができる。

かかる効果を有する本発明方式は、カメラ等の光学機器
の自動焦点合わせにとくに有用であって、本発明の適用
によりその動作の信頼性と焦点合わせ精度を従来よりも
飛躍的に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

図はすべて本判明に関連し、第１図は本発明による映像
対の相対位置検出方式の一実施例のブロック回路図、第
２図は本発明の異なる実施例の要部を示すブロック回路
図、第３図から第５図までは本発明方式のそれぞれ異な
る適用例を示す模式図、第６図は本発明における組み合
わせ手段により作られる検定データの組み合わせを示す
模式図、第７図は本発明における補正手段により補正さ
れた評価値を従来の評価値と対比して示す線図である。
図において、 1:対象、2L,2R:対象の映像対を作る小レンズ、3L,3R:光
路、4:撮像レンズ、5:鏡、6:写真フィルム、10:光セン
サアレイ、10L,10R:光センサアレイないしはその部分、
11L,11R:変換器群、12L,12R:映像データ用ラッチ群、13
L,13R:バス、20L,20R:組み合わせ手段としてのカウンタ
ないしはラッチ、21L,21R:組み合わせ手段としてのアド
レスバス、30:計算手段、40:判定手段、41L,41R:最大値
検出回路、42L,42R:最小値検出回路、43L,43R:判定回
路、44:ゲート回路、50:補正手段、51:オアゲート、60:
選出手段、61:評価値の最小値レジスタ、62:比較回路、
63:組み合わせ番号カウンタ、64:出力レジスタ、71〜7
3:評価値用レジスタ、74:シフトレジスタ、75:ノアゲー
ト、76:アンドゲート、77,78:比較回路、79:アンドゲー
ト、80〜83:バス、90:制御回路、A,B:補正手段により補
正された評価値、b:小レンズの間隔、Ck（ｋ＝１〜
ｌ）：検定データの組み合わせ、CP:クロックパルス、C
PL,CPR:組み合わせ手段用クロックパルス、D:評価値の
極小値点、d:対象までの距離、DL,DR:映像データ、DS:
検出データ、F:評価値、f:小レンズの焦点距離、I:合焦
点の映像、Ib:後ピント時の映像、If:前ピント時の映
像、IL,IR:映像、ILb,IRb:映像中の背景部、k:組み合わ
せ番号、km:最高相関を表わす組み合わせ番号、kr:基準
位置の組み合わせ番号、LC、LCL,LCR:低コントラスト信
号、Li（ｉ＝１〜ｍ）：データ、m:映像データ中のデー
タ数、n:検定データ中のデータ数、PL,PR:検定データ、
R:基準位置、Rj（ｊ＝１〜ｍ）：データ、RP＝リセット
パルス、S,SL,SR:ずれ、US:更新指令、X,Y:評価値の極
小値点、である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対象の映像を互いに空間的に分離された光
   路を介して受ける１対の光センサアレイからの映像がも
   つ光強度分布を表わすそれぞれ複数個のデータからなる
   １対の映像データに基づいて両光センサアレイ上の映像
   の相対的な位置関係を検出する方式であって、映像デー
   タ対の少なくとも一方からの映像データの部分を抽出し
   て互いに相関を検定すべき各光センアレイ上で連続した
   所定個数のデータからなる検定データの複数個の組み合
   わせを作る組み合わせ手段と、これにより作られた組み
   合わせごとに検定データ間の相関を表わす評価値を計算
   する計算手段と、各検定データ内のデータの変動幅を検
   出しその所定の限界値との大小を判定して各組み合わせ
   内の２個の検定データ少なくともいずれかについて変動
   幅が限界値より小なときに低コントラストと判定する判
   定手段と、これにより低コントラストと判定された組み
   合わせに対して計算手段により計算された評価値を低相
   関を表わす値に補正する補正手段と、この補正手段によ
   り補正ずみの評価値を用いて複数個の検定データの組み
   合わせ中から検定データが最高相関を示す組み合わせを
   選び出す選出手段とを備え、選出手段により選び出され
   た組み合わせを示す番号から光センサアレイ対上の映像
   の相対位置を検出するようにしたことを特徴とする映像
   対の相対位置検出方式。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の検出方式にお
   いて、判定手段が各組み合わせ内の２個の検定データの
   双方について変動幅が限界値より小なときに限り低コン
   トラストと判定するようにしたことを特徴とする映像対
   の相対位置検出方式。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の検出方式にお
   いて、選出手段がある組み合わせに隣り合う２個の組み
   合わせの双方について判定手段により低コントラストと
   判定されていないときに限り当該組み合わせを最高相関
   を示す組み合わせとして選び出すようにしたことを特徴
   とする映像対の相対位置検出方式。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の検出方式にお
   いて、選出手段がある組み合わせに対応する評価値がそ
   れに隣り合う２個の組み合わせに対応する評価値のいず
   れよりも小なときに限り当該組み合わせを最高相関を示
   す組み合わせとして選び出すようにしたことを特徴とす
   る映像対の相対位置検出方式。