JPH1026526A - 三角測距方法 - Google Patents
三角測距方法Info
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- JPH1026526A JPH1026526A JP18101796A JP18101796A JPH1026526A JP H1026526 A JPH1026526 A JP H1026526A JP 18101796 A JP18101796 A JP 18101796A JP 18101796 A JP18101796 A JP 18101796A JP H1026526 A JPH1026526 A JP H1026526A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測距装置からの距離を異にする複数の物体が
測距エリア内に存在する場合にも、高精度な測距が可能
な測距方法を提供する。 【解決手段】 基準ラインセンサと参照ラインセンサ
で、基準出力信号と参照出力信号を得る。基準ラインセ
ンサの受光エリアを小エリアに分割し、小エリアごと
に、基準出力信号の波形と参照出力信号の波形との相関
演算を行う。相関演算を行う工程で得られた相関値を最
小とするシフト量を、小エリアごとに求め、小エリアご
との候補シフト量を得る。小エリアごとの候補シフト量
の分布に基づいて、複数の小エリアから補間演算の対象
となる小エリアを選択する。補間演算の対象となる小エ
リアの相関演算結果を合成し、合成された相関演算結果
に基づいて最小の相関値を与えるシフト量を求める。こ
のシフト量から、測距対象物までの距離を計算する。
測距エリア内に存在する場合にも、高精度な測距が可能
な測距方法を提供する。 【解決手段】 基準ラインセンサと参照ラインセンサ
で、基準出力信号と参照出力信号を得る。基準ラインセ
ンサの受光エリアを小エリアに分割し、小エリアごと
に、基準出力信号の波形と参照出力信号の波形との相関
演算を行う。相関演算を行う工程で得られた相関値を最
小とするシフト量を、小エリアごとに求め、小エリアご
との候補シフト量を得る。小エリアごとの候補シフト量
の分布に基づいて、複数の小エリアから補間演算の対象
となる小エリアを選択する。補間演算の対象となる小エ
リアの相関演算結果を合成し、合成された相関演算結果
に基づいて最小の相関値を与えるシフト量を求める。こ
のシフト量から、測距対象物までの距離を計算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測距方法に関し、
特に位相差検出三角測距方式を用いた測距方法に関す
る。
特に位相差検出三角測距方式を用いた測距方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図６は、位相差検出型測距装置の光学系
を説明するための概略図である。この光学系は、基準レ
ンズ１３１Ｂ、参照レンズ１３１Ｒ、及び基準ラインセ
ンサ１３２Ｂ、及び参照ラインセンサ１３２Ｒを含んで
構成される。
を説明するための概略図である。この光学系は、基準レ
ンズ１３１Ｂ、参照レンズ１３１Ｒ、及び基準ラインセ
ンサ１３２Ｂ、及び参照ラインセンサ１３２Ｒを含んで
構成される。
【０００３】レンズ１３１Ｂと１３１Ｒは、各々の中心
が共にレンズ平面１３５内に位置し、かつ各々の光軸が
共にレンズ平面１３５に対して垂直であり、光軸間の距
離がＬＢになるように配置されている。ラインセンサ１
３２Ｂと１３２Ｒは、各々等間隔に配列した複数の画素
により構成され、レンズ平面１３５から距離ｆだけ離れ
た仮想平面と２つのレンズ１３１Ｂ及び１３１Ｒの各々
の光軸との交点を通る直線に沿って配置されている。ラ
インセンサ１３２Ｂ及び１３２Ｒは、それぞれレンズ１
３１Ｂ及び１３１Ｒの光軸と交わる。
が共にレンズ平面１３５内に位置し、かつ各々の光軸が
共にレンズ平面１３５に対して垂直であり、光軸間の距
離がＬＢになるように配置されている。ラインセンサ１
３２Ｂと１３２Ｒは、各々等間隔に配列した複数の画素
により構成され、レンズ平面１３５から距離ｆだけ離れ
た仮想平面と２つのレンズ１３１Ｂ及び１３１Ｒの各々
の光軸との交点を通る直線に沿って配置されている。ラ
インセンサ１３２Ｂ及び１３２Ｒは、それぞれレンズ１
３１Ｂ及び１３１Ｒの光軸と交わる。
【０００４】例えば、ＬＢ×ｆは、３０〜１００ｍｍ、
ラインセンサの画素数は４８〜１５０、画素ピッチは２
０〜２４μｍ程度である。
ラインセンサの画素数は４８〜１５０、画素ピッチは２
０〜２４μｍ程度である。
【０００５】測距対象物１３３から発せられる光線１３
４Ｂ及び１３４Ｒが、それぞれレンズ１３１Ｂ及び１３
１Ｒを通って、ラインセンサ１３２Ｂ及び１３２Ｒに入
射する。基準ラインセンサ１３２Ｂ及び参照ラインセン
サ１３２Ｒ上に、測距対象物１３３の像が形成される。
４Ｂ及び１３４Ｒが、それぞれレンズ１３１Ｂ及び１３
１Ｒを通って、ラインセンサ１３２Ｂ及び１３２Ｒに入
射する。基準ラインセンサ１３２Ｂ及び参照ラインセン
サ１３２Ｒ上に、測距対象物１３３の像が形成される。
【０００６】測距対象物１３３がレンズ面１３５から無
限遠に位置すれば、基準ラインセンサ１３２Ｂ上に結像
される像と参照ラインセンサ１３２Ｒ上に結像される像
との間隔は、レンズ１３１Ｂと１３１Ｒとの光軸間の距
離である基線長ＬＢに等しくなる。図に示すように測距
対象物１３３がレンズ面１３５から距離ＬＯだけ離れて
いる場合には、基準ラインセンサ１３２Ｂ上の像と参照
ラインセンサ１３２Ｒ上の像との間隔は、基線長ＬＢよ
りも長くなる。この像間隔の増分をｘとする。
限遠に位置すれば、基準ラインセンサ１３２Ｂ上に結像
される像と参照ラインセンサ１３２Ｒ上に結像される像
との間隔は、レンズ１３１Ｂと１３１Ｒとの光軸間の距
離である基線長ＬＢに等しくなる。図に示すように測距
対象物１３３がレンズ面１３５から距離ＬＯだけ離れて
いる場合には、基準ラインセンサ１３２Ｂ上の像と参照
ラインセンサ１３２Ｒ上の像との間隔は、基線長ＬＢよ
りも長くなる。この像間隔の増分をｘとする。
【０００７】図に示すように、測距対象物１３３が基準
レンズ１３１Ｂの光軸上にあるとする。このとき、測距
対象物１３３、基準レンズ１３１Ｂの中心、及び参照レ
ンズ１３１Ｒの中心を頂点とする三角形は、参照レンズ
１３１Ｒの中心、光線１３４Ｒと参照ラインセンサ１３
２Ｒとの交点、及び参照レンズ１３１Ｒの光軸と参照ラ
インセンサ１３２Ｒとの交点を頂点とする三角形と相似
の関係にある。従って、
レンズ１３１Ｂの光軸上にあるとする。このとき、測距
対象物１３３、基準レンズ１３１Ｂの中心、及び参照レ
ンズ１３１Ｒの中心を頂点とする三角形は、参照レンズ
１３１Ｒの中心、光線１３４Ｒと参照ラインセンサ１３
２Ｒとの交点、及び参照レンズ１３１Ｒの光軸と参照ラ
インセンサ１３２Ｒとの交点を頂点とする三角形と相似
の関係にある。従って、
【０００８】
【数１】 ＬＯ／ＬＢ＝ｆ／ｘ …（１） の関係が成り立つ。
【０００９】従って、測定すべき距離ＬＯは、
【００１０】
【数２】 ＬＯ＝ＬＢ・ｆ／ｘ …（２） と表される。
【００１１】次に、図７を参照し、基準ラインセンサ１
３２Ｂ上の像と参照ラインセンサ１３２Ｒ上の像との距
離ｘを求めるための相関演算について説明する。
３２Ｂ上の像と参照ラインセンサ１３２Ｒ上の像との距
離ｘを求めるための相関演算について説明する。
【００１２】図７（Ａ）は、ラインセンサ上の像に対応
する画像信号波形を表す。参照ラインセンサ１３２Ｒの
画素数は、基準ラインセンサ１３２Ｂの画素数に比べて
同じかそれよりも多い。
する画像信号波形を表す。参照ラインセンサ１３２Ｒの
画素数は、基準ラインセンサ１３２Ｂの画素数に比べて
同じかそれよりも多い。
【００１３】基準ラインセンサ１３２Ｂ及び参照ライン
センサ１３２Ｒの画素数をそれぞれＮＢ及びＮＲ、基準
ラインセンサ１３２Ｂ及び参照ラインセンサ１３２Ｒの
図の左からｉ番目の画素の受光量をそれぞれＢ（ｉ）及
びＲ（ｉ）とする。基準ラインセンサ１３２Ｂの中心の
画素と参照ラインセンサ１３２Ｒの中心の画素との間の
距離（基準距離）をＬＲとする。基準ラインセンサ１３
２Ｂにより得られた基準波形を、画素の配列方向に関し
て画素ピッチｍ個分の長さ（シフト量ｍ）だけシフトし
たときの相関値Ｓ（ｍ）は、
センサ１３２Ｒの画素数をそれぞれＮＢ及びＮＲ、基準
ラインセンサ１３２Ｂ及び参照ラインセンサ１３２Ｒの
図の左からｉ番目の画素の受光量をそれぞれＢ（ｉ）及
びＲ（ｉ）とする。基準ラインセンサ１３２Ｂの中心の
画素と参照ラインセンサ１３２Ｒの中心の画素との間の
距離（基準距離）をＬＲとする。基準ラインセンサ１３
２Ｂにより得られた基準波形を、画素の配列方向に関し
て画素ピッチｍ個分の長さ（シフト量ｍ）だけシフトし
たときの相関値Ｓ（ｍ）は、
【００１４】
【数３】 と表される。ここで、基準ラインセンサ１３２Ｂの中心
の画素が参照ラインセンサ１３２Ｒの中心の画素に一致
した時のシフト量ｍを０、参照波形に重ねた基準波形を
基準ライセンサ１３２Ｂから遠ざける向きにシフトする
場合をｍ＞０と定義する。
の画素が参照ラインセンサ１３２Ｒの中心の画素に一致
した時のシフト量ｍを０、参照波形に重ねた基準波形を
基準ライセンサ１３２Ｂから遠ざける向きにシフトする
場合をｍ＞０と定義する。
【００１５】図７（Ｂ）は、シフト量と相関値との関係
を示す。横軸はシフト量ｍを表し、縦軸は相関値Ｓ
（ｍ）を表す。シフト量ｍを−６から＋６まで変化さ
せ、各シフト量に対して式（３）の演算を行うことによ
り、図に示すような相関値Ｓ（−６）、Ｓ（−５）、・
・・、Ｓ（６）が得られる。
を示す。横軸はシフト量ｍを表し、縦軸は相関値Ｓ
（ｍ）を表す。シフト量ｍを−６から＋６まで変化さ
せ、各シフト量に対して式（３）の演算を行うことによ
り、図に示すような相関値Ｓ（−６）、Ｓ（−５）、・
・・、Ｓ（６）が得られる。
【００１６】各シフト量ｍに対して相関値Ｓ（ｍ）を計
算することにより、最小の相関値を与えるシフト量ｍが
求まる。最小の相関値を与えるシフト量をｍ0 とし、画
素ピッチをｐとすると、基準ラインセンサ１３２Ｂ上の
像と参照ラインセンサ１３２Ｒ上の像との間の距離、す
なわち図６における距離ＬＢ＋ｘは、
算することにより、最小の相関値を与えるシフト量ｍが
求まる。最小の相関値を与えるシフト量をｍ0 とし、画
素ピッチをｐとすると、基準ラインセンサ１３２Ｂ上の
像と参照ラインセンサ１３２Ｒ上の像との間の距離、す
なわち図６における距離ＬＢ＋ｘは、
【００１７】
【数４】 ＬＢ＋ｘ＝ＬＲ＋ｍ0 ｐ …（４） と表される。
【００１８】式（２）と（４）から、測定対象物１３３
までの距離ＬＯが求まる。また、相関値Ｓ（ｍ）を基に
補間演算を行うことによって、最小の相関値を与えるシ
フト量ｍ0 を、小数点以下の桁まで求めることができ
る。このように、補間演算を行うことにより、測距精度
を向上させることができる。
までの距離ＬＯが求まる。また、相関値Ｓ（ｍ）を基に
補間演算を行うことによって、最小の相関値を与えるシ
フト量ｍ0 を、小数点以下の桁まで求めることができ
る。このように、補間演算を行うことにより、測距精度
を向上させることができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例による測距
方法では、測距対象エリア内に測距装置からの距離を異
にする複数の物体が存在すると、基準波形のシフト量を
変えても相関値が小さくならず、明確な極小値を示さな
い場合がある。相関値の最小値を与えるシフト量の特定
が困難であるため、高精度な測距を行うことができな
い。
方法では、測距対象エリア内に測距装置からの距離を異
にする複数の物体が存在すると、基準波形のシフト量を
変えても相関値が小さくならず、明確な極小値を示さな
い場合がある。相関値の最小値を与えるシフト量の特定
が困難であるため、高精度な測距を行うことができな
い。
【００２０】また、レンズに異常光線が入射すると、基
準ラインセンサ１３２Ｂと参照ラインセンサ１３２Ｒの
一方にのみ像が現れ、他方には現れないという現象が生
ずる場合がある。この場合、基準波形と参照波形との相
関演算を行っても、全シフト範囲において相関値が大き
くなってしまい、相関値の最小点を検出することが困難
になる。
準ラインセンサ１３２Ｂと参照ラインセンサ１３２Ｒの
一方にのみ像が現れ、他方には現れないという現象が生
ずる場合がある。この場合、基準波形と参照波形との相
関演算を行っても、全シフト範囲において相関値が大き
くなってしまい、相関値の最小点を検出することが困難
になる。
【００２１】本発明の目的は、測距装置からの距離を異
にする複数の物体が測距エリア内に存在する場合にも、
高精度な測距が可能な測距方法を提供することである。
にする複数の物体が測距エリア内に存在する場合にも、
高精度な測距が可能な測距方法を提供することである。
【００２２】本発明の他の目的は、２つのラインセンサ
のうち一方にのみ像が現れるような異常光線がある場合
でも、精度よく測距可能な測距方法を提供することであ
る。
のうち一方にのみ像が現れるような異常光線がある場合
でも、精度よく測距可能な測距方法を提供することであ
る。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、複数の画素が一定のピッチで直線状に配置された基
準ラインセンサに、測距対象物からの光線を基準レンズ
を通して入射し、該基準ラインセンサの各画素に対応す
る基準出力信号を得るとともに、複数の画素が一定のピ
ッチで直線状に配置された参照ラインセンサに、前記測
距対象物からの光線を前記基準レンズとは異なる光軸を
有する参照レンズを通して入射し、該参照ラインセンサ
の各画素に対応する参照出力信号を得る工程と、前記基
準ラインセンサの受光エリアを、連続する複数の画素か
らなる小エリアに分割し、基準出力信号の波形を画素の
配列方向に関してシフトし、前記小エリアごとに、シフ
ト後の小エリア内の基準出力信号の波形と前記参照出力
信号の波形との相関演算を行う工程と、前記相関演算を
行う工程で得られた相関値を最小とするシフト量を、前
記小エリアごとに求め、小エリアごとの候補シフト量を
得る工程と、前記小エリアごとの候補シフト量の分布に
基づいて、前記複数の小エリアから補間演算の対象とな
る小エリアを選択する工程と、前記補間演算の対象とな
る小エリアの相関演算結果を合成し、合成された相関演
算結果に基づいて最小の相関値を与えるシフト量を求め
る工程と、前記最小の相関値を与えるシフト量を求める
工程で求められたシフト量から、測距対象物までの距離
を計算する工程とを有する測距方法が提供される。
と、複数の画素が一定のピッチで直線状に配置された基
準ラインセンサに、測距対象物からの光線を基準レンズ
を通して入射し、該基準ラインセンサの各画素に対応す
る基準出力信号を得るとともに、複数の画素が一定のピ
ッチで直線状に配置された参照ラインセンサに、前記測
距対象物からの光線を前記基準レンズとは異なる光軸を
有する参照レンズを通して入射し、該参照ラインセンサ
の各画素に対応する参照出力信号を得る工程と、前記基
準ラインセンサの受光エリアを、連続する複数の画素か
らなる小エリアに分割し、基準出力信号の波形を画素の
配列方向に関してシフトし、前記小エリアごとに、シフ
ト後の小エリア内の基準出力信号の波形と前記参照出力
信号の波形との相関演算を行う工程と、前記相関演算を
行う工程で得られた相関値を最小とするシフト量を、前
記小エリアごとに求め、小エリアごとの候補シフト量を
得る工程と、前記小エリアごとの候補シフト量の分布に
基づいて、前記複数の小エリアから補間演算の対象とな
る小エリアを選択する工程と、前記補間演算の対象とな
る小エリアの相関演算結果を合成し、合成された相関演
算結果に基づいて最小の相関値を与えるシフト量を求め
る工程と、前記最小の相関値を与えるシフト量を求める
工程で求められたシフト量から、測距対象物までの距離
を計算する工程とを有する測距方法が提供される。
【００２４】小エリアごとの候補シフト量が広い範囲に
分布する場合には、測距エリア全体に関する相関演算で
は、相関値を最小にするただ一つのシフト量を特定する
ことが困難である。候補シフト量が広い範囲に分布する
ときは、測距装置からの距離を異にする複数の物体が測
距エリア内に存在していると考えられる。候補シフト量
の分布状態から、測距エリア内の物体の分布を推定でき
る。この分布から測距対象物を抽出し、測距対象物に対
応する候補シフト量を与える小エリアを選択する。選択
された小エリアについてのみ相関演算を行うことによ
り、測距エリア内にある測距対象物以外の物体による相
関演算への影響を軽減し、測距対象物までの距離を高精
度に測定することが可能になる。
分布する場合には、測距エリア全体に関する相関演算で
は、相関値を最小にするただ一つのシフト量を特定する
ことが困難である。候補シフト量が広い範囲に分布する
ときは、測距装置からの距離を異にする複数の物体が測
距エリア内に存在していると考えられる。候補シフト量
の分布状態から、測距エリア内の物体の分布を推定でき
る。この分布から測距対象物を抽出し、測距対象物に対
応する候補シフト量を与える小エリアを選択する。選択
された小エリアについてのみ相関演算を行うことによ
り、測距エリア内にある測距対象物以外の物体による相
関演算への影響を軽減し、測距対象物までの距離を高精
度に測定することが可能になる。
【００２５】本発明の他の観点によると、複数の画素が
一定のピッチで直線状に配置された基準ラインセンサ
に、測距対象物からの光線を基準レンズを通して入射
し、該基準ラインセンサの各画素に対応する基準出力信
号を得るとともに、複数の画素が一定のピッチで直線状
に配置された参照ラインセンサに、前記測距対象物から
の光線を前記基準レンズとは異なる光軸を有する参照レ
ンズを通して入射し、該参照ラインセンサの各画素に対
応する参照出力信号を得る工程と、前記基準出力信号の
波形を画素の配列方向に関してシフトし、前記参照出力
信号の波形との相関演算を行い、全エリア相関値を求め
る工程と、前記全エリア相関値に基づいて、測距対象物
までの距離に対応するシフト量の特定ができない場合、
全エリア相関値に基づいて測距対象物までの距離に対応
するシフト量の候補値を複数個得る工程と、複数の前記
候補値から、１つの候補値を選択し、演算対象候補値を
得る工程と、前記基準ラインセンサの受光エリアを、連
続する複数の画素からなる小エリアに分割し、前記基準
出力信号の波形を画素の配列方向に関して、前記演算対
象候補値の近傍の範囲でシフトし、シフト後の小エリア
に対応する前記基準出力信号の波形と前記参照出力信号
の波形との相関演算を行い、前記小エリアごとに小エリ
ア相関値を求める工程と、前記小エリア相関値が、演算
対象候補値に対応する位置に極値を有するか否か判定
し、極値を有すると判定された小エリア相関値に基づい
て、測距対象物までの距離に対応するシフト量を特定す
る工程と、特定されたシフト量から測距対象物までの距
離を計算する工程とを有する測距方法が提供される。
一定のピッチで直線状に配置された基準ラインセンサ
に、測距対象物からの光線を基準レンズを通して入射
し、該基準ラインセンサの各画素に対応する基準出力信
号を得るとともに、複数の画素が一定のピッチで直線状
に配置された参照ラインセンサに、前記測距対象物から
の光線を前記基準レンズとは異なる光軸を有する参照レ
ンズを通して入射し、該参照ラインセンサの各画素に対
応する参照出力信号を得る工程と、前記基準出力信号の
波形を画素の配列方向に関してシフトし、前記参照出力
信号の波形との相関演算を行い、全エリア相関値を求め
る工程と、前記全エリア相関値に基づいて、測距対象物
までの距離に対応するシフト量の特定ができない場合、
全エリア相関値に基づいて測距対象物までの距離に対応
するシフト量の候補値を複数個得る工程と、複数の前記
候補値から、１つの候補値を選択し、演算対象候補値を
得る工程と、前記基準ラインセンサの受光エリアを、連
続する複数の画素からなる小エリアに分割し、前記基準
出力信号の波形を画素の配列方向に関して、前記演算対
象候補値の近傍の範囲でシフトし、シフト後の小エリア
に対応する前記基準出力信号の波形と前記参照出力信号
の波形との相関演算を行い、前記小エリアごとに小エリ
ア相関値を求める工程と、前記小エリア相関値が、演算
対象候補値に対応する位置に極値を有するか否か判定
し、極値を有すると判定された小エリア相関値に基づい
て、測距対象物までの距離に対応するシフト量を特定す
る工程と、特定されたシフト量から測距対象物までの距
離を計算する工程とを有する測距方法が提供される。
【００２６】全エリア相関値に基づいて測距対象物まで
の距離に対応するシフト量を特定できない場合の例とし
て、測距エリア内に測距対象物以外の他の物体が存在す
る場合が考えられる。この場合、全エリア相関値は、測
距対象物までの距離に対応するシフト量の位置に極小値
を持つ。この極小値を与えるシフト量が、複数の候補値
の１つになる。
の距離に対応するシフト量を特定できない場合の例とし
て、測距エリア内に測距対象物以外の他の物体が存在す
る場合が考えられる。この場合、全エリア相関値は、測
距対象物までの距離に対応するシフト量の位置に極小値
を持つ。この極小値を与えるシフト量が、複数の候補値
の１つになる。
【００２７】小エリア相関値のうち、候補値に対応する
位置に極値を持つもののみを抽出し、これらの小エリア
相関値から目的とするシフト量を求める。抽出されなか
った小エリア相関値は、測距対象物以外の物体からの反
射光による出力信号に対応するものと考えられる。すな
わち、測距対象物以外の物体による相関演算への影響を
軽減して、目的とするシフト量を求めることが可能にな
る。
位置に極値を持つもののみを抽出し、これらの小エリア
相関値から目的とするシフト量を求める。抽出されなか
った小エリア相関値は、測距対象物以外の物体からの反
射光による出力信号に対応するものと考えられる。すな
わち、測距対象物以外の物体による相関演算への影響を
軽減して、目的とするシフト量を求めることが可能にな
る。
【００２８】
【発明の実施の形態】図６は、本発明の第１の実施例に
よる測距方法で用いられる測距装置の概略を示す。この
測距装置の構成は既に説明したので、ここでは、説明を
省略する。
よる測距方法で用いられる測距装置の概略を示す。この
測距装置の構成は既に説明したので、ここでは、説明を
省略する。
【００２９】基準ラインセンサ１３２Ｂ及び参照ライン
センサ１３２Ｒの画素数が、それぞれ３２個及び５２個
である場合を例にとって説明する。基準ラインセンサ１
３２Ｂの各画素には、参照ラインセンサ１３２Ｒとは反
対側の画素から順番に画素番号１、２、…３２が付さ
れ、参照ラインセンサ１３２Ｒの各画素には、基準ライ
ンセンサ１３２Ｂ側の画素から順番に画素番号−１、
０、１、…５０が付されている。
センサ１３２Ｒの画素数が、それぞれ３２個及び５２個
である場合を例にとって説明する。基準ラインセンサ１
３２Ｂの各画素には、参照ラインセンサ１３２Ｒとは反
対側の画素から順番に画素番号１、２、…３２が付さ
れ、参照ラインセンサ１３２Ｒの各画素には、基準ライ
ンセンサ１３２Ｂ側の画素から順番に画素番号−１、
０、１、…５０が付されている。
【００３０】図２（Ａ）は、参照ラインセンサ１３２Ｒ
で観測される画像信号波形（参照波形）の一例を示し、
図２（Ｂ）は、基準ラインセンサ１３２Ｂで観測される
画像信号波形（基準波形）の一例を示す。共に、横軸は
ラインセンサの画素番号に対応し、縦軸は各画素の受光
量に対応する。
で観測される画像信号波形（参照波形）の一例を示し、
図２（Ｂ）は、基準ラインセンサ１３２Ｂで観測される
画像信号波形（基準波形）の一例を示す。共に、横軸は
ラインセンサの画素番号に対応し、縦軸は各画素の受光
量に対応する。
【００３１】なお、図２に示す一例では、図２（Ｂ）の
基準波形のうち画素番号１〜１４、及び２４〜３２の範
囲が、主として近距離にある物体からの反射光によるも
のであり、画像番号１５〜２３の範囲が主として無限遠
にある物体からの反射光によるものである。図２（Ａ）
に示す参照波形には、無限遠にある物体に対応するピー
クが基準波形の場合と同じ位置に現れている。また、近
距離にある物体に対応する基準波形を画素番号の大きく
なる向きに５．７５画素ピッチ分シフトした位置に、近
距離にある物体に対応する波形が現れている。以下、図
２に示す波形を例にとって、第１の実施例による測距方
法を説明する。
基準波形のうち画素番号１〜１４、及び２４〜３２の範
囲が、主として近距離にある物体からの反射光によるも
のであり、画像番号１５〜２３の範囲が主として無限遠
にある物体からの反射光によるものである。図２（Ａ）
に示す参照波形には、無限遠にある物体に対応するピー
クが基準波形の場合と同じ位置に現れている。また、近
距離にある物体に対応する基準波形を画素番号の大きく
なる向きに５．７５画素ピッチ分シフトした位置に、近
距離にある物体に対応する波形が現れている。以下、図
２に示す波形を例にとって、第１の実施例による測距方
法を説明する。
【００３２】図１は、第１の実施例による測距方法のフ
ローチャートである。ステップｓ１において、測距エリ
アを複数の小エリアに分割する。第１の実施例では、基
準波形を構成する３２個の画素からなる測距エリアを、
連続する４個の画素からなる８個の小エリアに分割した
場合を考える。画素番号１〜４、５〜８、９〜１２、１
３〜１６、１７〜２０、２１〜２４、２５〜２８、及び
２９〜３２からなる小エリアを、それぞれエリア番号
１、２、３、…８と定義する。
ローチャートである。ステップｓ１において、測距エリ
アを複数の小エリアに分割する。第１の実施例では、基
準波形を構成する３２個の画素からなる測距エリアを、
連続する４個の画素からなる８個の小エリアに分割した
場合を考える。画素番号１〜４、５〜８、９〜１２、１
３〜１６、１７〜２０、２１〜２４、２５〜２８、及び
２９〜３２からなる小エリアを、それぞれエリア番号
１、２、３、…８と定義する。
【００３３】ステップｓ２において、小エリアごとに相
関演算を行う。基準波形及び参照波形をそれぞれＢ
（ｉ）及びＲ（ｉ）（ｉは画素番号）とし、基準波形を
画素の配列方向に関してｍ個分の画素に相当する長さ
（シフト量ｍ）だけシフトさせたときのエリア番号ｋの
小エリアに関する相関値Ｓk （ｍ）は、
関演算を行う。基準波形及び参照波形をそれぞれＢ
（ｉ）及びＲ（ｉ）（ｉは画素番号）とし、基準波形を
画素の配列方向に関してｍ個分の画素に相当する長さ
（シフト量ｍ）だけシフトさせたときのエリア番号ｋの
小エリアに関する相関値Ｓk （ｍ）は、
【００３４】
【数５】 と表される。本実施例の場合には、Ｓ1 （ｍ）〜Ｓ
8 （ｍ）をそれぞれ計算により求める。
8 （ｍ）をそれぞれ計算により求める。
【００３５】図３は、上から順番に小エリアごとの相関
値Ｓ1 （ｍ）〜Ｓ8 （ｍ）を示す。横軸はシフト量ｍを
表し、縦軸は相関値を表す。図２（Ｂ）に示す基準波形
のうちエリア番号１、２、７、及び８の波形は主として
近距離側にある物体に対応する。従って、Ｓ1 （ｍ）、
Ｓ2 （ｍ）、Ｓ7 （ｍ）及びＳ8 （ｍ）は、近距離側の
物体に対応するシフト量５．７５の近傍に最小値を持
つ。
値Ｓ1 （ｍ）〜Ｓ8 （ｍ）を示す。横軸はシフト量ｍを
表し、縦軸は相関値を表す。図２（Ｂ）に示す基準波形
のうちエリア番号１、２、７、及び８の波形は主として
近距離側にある物体に対応する。従って、Ｓ1 （ｍ）、
Ｓ2 （ｍ）、Ｓ7 （ｍ）及びＳ8 （ｍ）は、近距離側の
物体に対応するシフト量５．７５の近傍に最小値を持
つ。
【００３６】エリア番号４〜６の小エリア内の基準波形
は、主として無限遠にある物体に対応する。従って、相
関値Ｓ4 （ｍ）〜Ｓ6 （ｍ）は、シフト量０の近傍に最
小値を持つ。なお、シフト量ｍが０であることは、測距
対象物までの距離が無限大であることに対応する。エリ
ア番号３の小エリア内では、基準波形の大きさがほぼ一
定である。すなわち、コントラストが低い。このため、
相関値Ｓ3 （ｍ）からは有効な情報を得ることができな
い。本実施例においては、相関値Ｓ3 （ｍ）がシフト量
３及び１５の近傍でそれぞれ極小値を示し、シフト量１
５近傍では相関値の変化が非常に緩やかである。このた
め、相関値Ｓ3 （ｍ）を最小にするシフト量ｍは不定と
なる。
は、主として無限遠にある物体に対応する。従って、相
関値Ｓ4 （ｍ）〜Ｓ6 （ｍ）は、シフト量０の近傍に最
小値を持つ。なお、シフト量ｍが０であることは、測距
対象物までの距離が無限大であることに対応する。エリ
ア番号３の小エリア内では、基準波形の大きさがほぼ一
定である。すなわち、コントラストが低い。このため、
相関値Ｓ3 （ｍ）からは有効な情報を得ることができな
い。本実施例においては、相関値Ｓ3 （ｍ）がシフト量
３及び１５の近傍でそれぞれ極小値を示し、シフト量１
５近傍では相関値の変化が非常に緩やかである。このた
め、相関値Ｓ3 （ｍ）を最小にするシフト量ｍは不定と
なる。
【００３７】図１に示すステップｓ３において、小エリ
アごとに、最小の相関値を与えるシフト量を求める。こ
のシフト量が、求めるべきシフト量、すなわち測距対象
物までの距離に対応するシフト量の候補になる。以下、
これらのシフト量を候補シフト量と呼ぶ。図３から、エ
リア番号１、２、７、及び８の小エリアの候補シフト量
は６、エリア番号４、５、及び６の小エリアの候補シフ
ト量は０と求められる。
アごとに、最小の相関値を与えるシフト量を求める。こ
のシフト量が、求めるべきシフト量、すなわち測距対象
物までの距離に対応するシフト量の候補になる。以下、
これらのシフト量を候補シフト量と呼ぶ。図３から、エ
リア番号１、２、７、及び８の小エリアの候補シフト量
は６、エリア番号４、５、及び６の小エリアの候補シフ
ト量は０と求められる。
【００３８】ステップｓ４において、候補シフト量か
ら、補間演算対象エリアを選択する。選択方法として、
例えば近側優先法、遠側優先法、及び多数決法等が考え
られる。
ら、補間演算対象エリアを選択する。選択方法として、
例えば近側優先法、遠側優先法、及び多数決法等が考え
られる。
【００３９】近側優先法では、最大の候補シフト量を持
つ小エリア、及び最大シフト量との差が一定範囲内の候
補シフト量を持つ小エリアを選択する。本実施例では、
例えばエリア番号１、２、７、及び８の小エリアが選択
される。
つ小エリア、及び最大シフト量との差が一定範囲内の候
補シフト量を持つ小エリアを選択する。本実施例では、
例えばエリア番号１、２、７、及び８の小エリアが選択
される。
【００４０】遠側優先法では、最小の候補シフト量を持
つ小エリア、及び最小シフト量との差が一定範囲内の候
補シフト量を持つ小エリアを選択する。本実施例では、
例えばエリア番号４、５、及び６の小エリアが選択され
る。
つ小エリア、及び最小シフト量との差が一定範囲内の候
補シフト量を持つ小エリアを選択する。本実施例では、
例えばエリア番号４、５、及び６の小エリアが選択され
る。
【００４１】多数決法では、ある幅をもったシフト量の
範囲内に存在する候補シフト量の個数を数える。シフト
量の範囲を１シフト量ずつずらして候補シフト量の個数
を数える。候補シフト量の個数が最大になるときのシフ
ト量の範囲に存在する候補シフト量を持つ小エリアが選
択される。本実施例の場合には、例えばエリア番号１、
２、７、及び８の小エリアが選択される。より一般的に
は、候補シフト量の分布が最も密になるシフト量の範囲
を画定し、画定された範囲に含まれる候補シフト量を持
つ小エリアが選択される。
範囲内に存在する候補シフト量の個数を数える。シフト
量の範囲を１シフト量ずつずらして候補シフト量の個数
を数える。候補シフト量の個数が最大になるときのシフ
ト量の範囲に存在する候補シフト量を持つ小エリアが選
択される。本実施例の場合には、例えばエリア番号１、
２、７、及び８の小エリアが選択される。より一般的に
は、候補シフト量の分布が最も密になるシフト量の範囲
を画定し、画定された範囲に含まれる候補シフト量を持
つ小エリアが選択される。
【００４２】ステップｓ５において、補間演算対象エリ
アに含まれる小エリアの相関演算結果を合成し、補間演
算を行う。
アに含まれる小エリアの相関演算結果を合成し、補間演
算を行う。
【００４３】図４（Ａ）は、近側優先法及び遠側優先法
により補間対象演算エリアを選択して、各相関値を合成
した合成相関値を示す。近側優先法により合成した合成
相関値Ｓ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ7 ＋Ｓ8 は、シフト量６で最小に
なる。遠側優先法により合成した合成相関値Ｓ4 ＋Ｓ5
＋Ｓ6 は、シフト量０で最小になる。
により補間対象演算エリアを選択して、各相関値を合成
した合成相関値を示す。近側優先法により合成した合成
相関値Ｓ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ7 ＋Ｓ8 は、シフト量６で最小に
なる。遠側優先法により合成した合成相関値Ｓ4 ＋Ｓ5
＋Ｓ6 は、シフト量０で最小になる。
【００４４】近側優先法の場合には、合成相関値Ｓ1 ＋
Ｓ2 ＋Ｓ7 ＋Ｓ8 のシフト量６近傍で補間演算を行うこ
とにより、目的とするシフト量を求める。遠側演算法の
場合には、合成相関値Ｓ4 ＋Ｓ5 ＋Ｓ6 のシフト量０近
傍で補間演算を行うことにより、目的とするシフト量を
得る。
Ｓ2 ＋Ｓ7 ＋Ｓ8 のシフト量６近傍で補間演算を行うこ
とにより、目的とするシフト量を求める。遠側演算法の
場合には、合成相関値Ｓ4 ＋Ｓ5 ＋Ｓ6 のシフト量０近
傍で補間演算を行うことにより、目的とするシフト量を
得る。
【００４５】ステップｓ７において、ステップｓ６で得
られた目的とするシフト量に基づいて測距対象物までの
距離を計算する。目的とするシフト量がわかれば、その
シフト量に基づいて測距の計算を行う。
られた目的とするシフト量に基づいて測距対象物までの
距離を計算する。目的とするシフト量がわかれば、その
シフト量に基づいて測距の計算を行う。
【００４６】図４（Ｂ）は、基準波形を構成する全画素
について相関演算を行って得られた相関値を示す。図４
（Ｂ）の相関値は、図３に示す小エリアごとの相関値Ｓ
1 （ｍ）〜Ｓ8 （ｍ）のすべてを加え合わせたものと等
しい。図４（Ｂ）に示す相関値は、シフト量ｍが０及び
６の近傍でそれぞれ極小値を示しているが、その値は、
図４（Ａ）に示す近側及び遠側優先法による合成相関値
の場合よりも大きい。このため、図４（Ｂ）の相関値か
ら目的とするシフト量を求めることは困難である。
について相関演算を行って得られた相関値を示す。図４
（Ｂ）の相関値は、図３に示す小エリアごとの相関値Ｓ
1 （ｍ）〜Ｓ8 （ｍ）のすべてを加え合わせたものと等
しい。図４（Ｂ）に示す相関値は、シフト量ｍが０及び
６の近傍でそれぞれ極小値を示しているが、その値は、
図４（Ａ）に示す近側及び遠側優先法による合成相関値
の場合よりも大きい。このため、図４（Ｂ）の相関値か
ら目的とするシフト量を求めることは困難である。
【００４７】本実施例の場合には、図４（Ａ）に示すよ
うに、近側及び遠側優先法のいずれの場合でも、合成相
関値が小さな最小値を持つ。このため、補間演算を行っ
て容易に目的とするシフト量を求めることができる。
うに、近側及び遠側優先法のいずれの場合でも、合成相
関値が小さな最小値を持つ。このため、補間演算を行っ
て容易に目的とするシフト量を求めることができる。
【００４８】次に、本発明の第２の実施例による測距方
法を説明する。図５は、第２の実施例による測距方法の
フローチャートを示す。以下、第１の実施例の場合と同
様に、図２（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ示す参照波形及
び基準波形を例にとって説明する。
法を説明する。図５は、第２の実施例による測距方法の
フローチャートを示す。以下、第１の実施例の場合と同
様に、図２（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ示す参照波形及
び基準波形を例にとって説明する。
【００４９】ステップｒ１において、測距エリア全体、
すなわち基準波形を構成する全画素について相関演算を
行い、相関値を求める。以下、この相関値を全エリア相
関値と呼ぶ。第１の実施例で説明したように、図４
（Ｂ）が全エリア相関値に相当する。
すなわち基準波形を構成する全画素について相関演算を
行い、相関値を求める。以下、この相関値を全エリア相
関値と呼ぶ。第１の実施例で説明したように、図４
（Ｂ）が全エリア相関値に相当する。
【００５０】ステップｒ２において、全エリア相関値か
ら目的とするシフト量を特定可能か判断する。十分０に
近い最小値を持つ場合は、目的とするシフト量を特定す
ることができる。この場合は、ステップｒ１１に進み、
全エリア相関値に基づいて補間演算を行い、最小の相関
値を与えるシフト量を求める。このシフト量が、測距対
象物までの距離に対応する目的とするシフト量である。
ら目的とするシフト量を特定可能か判断する。十分０に
近い最小値を持つ場合は、目的とするシフト量を特定す
ることができる。この場合は、ステップｒ１１に進み、
全エリア相関値に基づいて補間演算を行い、最小の相関
値を与えるシフト量を求める。このシフト量が、測距対
象物までの距離に対応する目的とするシフト量である。
【００５１】全エリア相関値が十分０に近い最小値を持
たない場合、目的とするシフト量特定不可能と判断し、
ステップｒ３に進む。この場合は、極小値を与えるシフ
ト量が複数個存在するか、あるいは最小値を与えるシフ
ト量近傍で相関値の変化が緩やかであり、最小値を与え
るシフト量の明確な特定が困難になる。
たない場合、目的とするシフト量特定不可能と判断し、
ステップｒ３に進む。この場合は、極小値を与えるシフ
ト量が複数個存在するか、あるいは最小値を与えるシフ
ト量近傍で相関値の変化が緩やかであり、最小値を与え
るシフト量の明確な特定が困難になる。
【００５２】ここで、全エリア相関値の最小値が十分０
に近いか否かの判断は、最小値を与えるシフト量近傍の
相関値の変化量と相関値の最小値とを比較することによ
り行う。例えば、最小値を与えるシフト量近傍におい
て、シフト量が１だけ変化したときの相関値の変化量よ
りも相関値の最小値の方が小さい場合、十分０に近いと
判断する。図４（Ｂ）の全エリア相関値は、十分０に近
い最小値を持たないため、ステップｒ３に進む。
に近いか否かの判断は、最小値を与えるシフト量近傍の
相関値の変化量と相関値の最小値とを比較することによ
り行う。例えば、最小値を与えるシフト量近傍におい
て、シフト量が１だけ変化したときの相関値の変化量よ
りも相関値の最小値の方が小さい場合、十分０に近いと
判断する。図４（Ｂ）の全エリア相関値は、十分０に近
い最小値を持たないため、ステップｒ３に進む。
【００５３】ステップｒ３において、全エリア相関値か
ら目的とするシフト量の候補となる複数の候補シフト量
を得る。例えば、全エリア相関値が複数のシフト量にお
いて極小値を持つ場合には、各極小値を与えるシフト量
を候補シフト量とする。また、極小値を与えるシフト量
の近傍で全エリア相関値の変化が少ない場合、その前後
で相関値の変化量が急激に大きくなる点のシフト量を候
補シフト量とする。図４（Ｂ）に示す例では、候補シフ
ト量として、０、６、及び１６の３つが選択される。
ら目的とするシフト量の候補となる複数の候補シフト量
を得る。例えば、全エリア相関値が複数のシフト量にお
いて極小値を持つ場合には、各極小値を与えるシフト量
を候補シフト量とする。また、極小値を与えるシフト量
の近傍で全エリア相関値の変化が少ない場合、その前後
で相関値の変化量が急激に大きくなる点のシフト量を候
補シフト量とする。図４（Ｂ）に示す例では、候補シフ
ト量として、０、６、及び１６の３つが選択される。
【００５４】ステップｒ４において、測距エリアを複数
の小エリアに分割する。本実施例では、基準波形を構成
する３２個の画素からなる測距エリアを、連続する４個
の画素からなる８個の小エリアに分割した場合を考え
る。画素番号１〜４、５〜８、９〜１２、１３〜１６、
１７〜２０、２１〜２４、２５〜２８、及び２９〜３２
からなる小エリアを、それぞれエリア番号１、２、３、
…８と定義する。
の小エリアに分割する。本実施例では、基準波形を構成
する３２個の画素からなる測距エリアを、連続する４個
の画素からなる８個の小エリアに分割した場合を考え
る。画素番号１〜４、５〜８、９〜１２、１３〜１６、
１７〜２０、２１〜２４、２５〜２８、及び２９〜３２
からなる小エリアを、それぞれエリア番号１、２、３、
…８と定義する。
【００５５】ステップｒ５において、複数の候補シフト
量から１つの候補を選択する。近側の物体までの距離を
優先的に測定したい場合には、最大の候補シフト量を最
初の候補として選択する。本実施例の場合、候補シフト
量０、６、及び１６のうち最大の１６が選択される。
量から１つの候補を選択する。近側の物体までの距離を
優先的に測定したい場合には、最大の候補シフト量を最
初の候補として選択する。本実施例の場合、候補シフト
量０、６、及び１６のうち最大の１６が選択される。
【００５６】ステップｒ６において、選択された候補シ
フト量の近傍、例えば候補シフト量を中心として±３以
内のシフト量の範囲についてのみ、小エリアごとに相関
演算を行う。小エリアごとの演算により得られた相関値
を、小エリア相関値と呼ぶ。候補としてシフト量１６を
選択した場合には、原則としてシフト量が１３〜１９の
範囲で相関演算を行う。
フト量の近傍、例えば候補シフト量を中心として±３以
内のシフト量の範囲についてのみ、小エリアごとに相関
演算を行う。小エリアごとの演算により得られた相関値
を、小エリア相関値と呼ぶ。候補としてシフト量１６を
選択した場合には、原則としてシフト量が１３〜１９の
範囲で相関演算を行う。
【００５７】図３は、第１の実施例で説明したように、
小エリアごとの相関値を示す。シフト量１６を候補とし
て選択した場合には、図３に示す小エリア相関値の各々
のうち、シフト量ｍが１３〜１９の範囲のみを計算す
る。なお、本実施例の場合には、参照波形を構成する画
素数との関係で、実際にはシフト量１８までしか計算さ
れない。
小エリアごとの相関値を示す。シフト量１６を候補とし
て選択した場合には、図３に示す小エリア相関値の各々
のうち、シフト量ｍが１３〜１９の範囲のみを計算す
る。なお、本実施例の場合には、参照波形を構成する画
素数との関係で、実際にはシフト量１８までしか計算さ
れない。
【００５８】ステップｒ７において、小エリア相関値が
十分０に近い極小値を持つか、その極小値を与えるシフ
ト量が、選択されている候補シフト量に近いかを判断す
る。極小値が十分０に近いか否かの判断は、例えばステ
ップｒ２で全エリア相関値について行った判断方法と同
様とする。また、極小値を与えるシフト量が、選択され
ている候補シフト量に近いか否かの判断は、例えば極小
値を与えるシフト量と選択されている候補シフト量との
差が１以下か否かで判断する。
十分０に近い極小値を持つか、その極小値を与えるシフ
ト量が、選択されている候補シフト量に近いかを判断す
る。極小値が十分０に近いか否かの判断は、例えばステ
ップｒ２で全エリア相関値について行った判断方法と同
様とする。また、極小値を与えるシフト量が、選択され
ている候補シフト量に近いか否かの判断は、例えば極小
値を与えるシフト量と選択されている候補シフト量との
差が１以下か否かで判断する。
【００５９】小エリア相関値のうち十分０に近い極小値
を持たないもの、及び十分０に近い極小値を持つがその
極小値を与えるシフト量と選択されている候補シフト量
とが近くないものを、不適切な相関値と判断して全エリ
ア相関値から減算する。
を持たないもの、及び十分０に近い極小値を持つがその
極小値を与えるシフト量と選択されている候補シフト量
とが近くないものを、不適切な相関値と判断して全エリ
ア相関値から減算する。
【００６０】本実施例の場合、図３に示す小エリア相関
値Ｓ1 （ｍ）〜Ｓ8 （ｍ）のシフト量１３〜１８の範囲
内のすべてが不適切な相関値と判断される。従って、全
エリア相関値からすべての小エリア相関値が減算され
る。
値Ｓ1 （ｍ）〜Ｓ8 （ｍ）のシフト量１３〜１８の範囲
内のすべてが不適切な相関値と判断される。従って、全
エリア相関値からすべての小エリア相関値が減算され
る。
【００６１】ステップｒ８において、全エリア相関値か
ら不適切な相関値を減算して得られた残りの相関値を基
に、目的とするシフト量を特定可能か判断する。目的と
するシフト量を特定可能な場合は、ステップｒ１０へ進
む。本実施例の場合、ステップｒ７で全エリア相関値か
らすべての小エリア相関値が減算されているため、残り
の相関値が０になる。目的とするシフト量の特定が不可
能になるため、ステップｒ１０へ進む。
ら不適切な相関値を減算して得られた残りの相関値を基
に、目的とするシフト量を特定可能か判断する。目的と
するシフト量を特定可能な場合は、ステップｒ１０へ進
む。本実施例の場合、ステップｒ７で全エリア相関値か
らすべての小エリア相関値が減算されているため、残り
の相関値が０になる。目的とするシフト量の特定が不可
能になるため、ステップｒ１０へ進む。
【００６２】ステップｒ１０において、候補シフト量の
すべてについて上記処理を行ったか否か判断する。候補
シフト量のすべてについて上記処理を行った場合には測
距処置を終了する。この場合、目的とするシフト量を特
定することができなかったことになる。上記処理を行っ
ていない候補シフト量が残っている場合には、ステップ
ｒ５に戻り、新たな候補シフト量を選択してステップｒ
５〜ｒ８の工程を実行する。本実施例の場合、ステップ
ｒ５に戻り、候補シフト量０、６、及び１６のうち１６
の次に大きいシフト量６を候補として選択する。
すべてについて上記処理を行ったか否か判断する。候補
シフト量のすべてについて上記処理を行った場合には測
距処置を終了する。この場合、目的とするシフト量を特
定することができなかったことになる。上記処理を行っ
ていない候補シフト量が残っている場合には、ステップ
ｒ５に戻り、新たな候補シフト量を選択してステップｒ
５〜ｒ８の工程を実行する。本実施例の場合、ステップ
ｒ５に戻り、候補シフト量０、６、及び１６のうち１６
の次に大きいシフト量６を候補として選択する。
【００６３】ステップｒ６において、図３に示す小エリ
ア相関値の各々のうちシフト量３〜９の範囲の相関値を
計算する。ステップｒ７において、小エリア相関値Ｓ3
（ｍ）〜Ｓ6 （ｍ）が不適切な相関値と判断される。図
４（Ｂ）に示す全エリア相関値から不適切な相関値Ｓ3
（ｍ）〜Ｓ6 （ｍ）を減算する。その結果、図４（Ａ）
に示す相関値Ｓ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ7 ＋Ｓ8 のうちシフト量３
〜９の部分が得られる。ステップｒ８において、目的と
するシフト量を特定可能と判断され、ステップｒ９に進
む。
ア相関値の各々のうちシフト量３〜９の範囲の相関値を
計算する。ステップｒ７において、小エリア相関値Ｓ3
（ｍ）〜Ｓ6 （ｍ）が不適切な相関値と判断される。図
４（Ｂ）に示す全エリア相関値から不適切な相関値Ｓ3
（ｍ）〜Ｓ6 （ｍ）を減算する。その結果、図４（Ａ）
に示す相関値Ｓ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ7 ＋Ｓ8 のうちシフト量３
〜９の部分が得られる。ステップｒ８において、目的と
するシフト量を特定可能と判断され、ステップｒ９に進
む。
【００６４】ステップｒ９において、図４（Ａ）に示す
相関値Ｓ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ7 ＋Ｓ8 のうちシフト量３〜９の
部分に基づいて、目的とするシフト量を求める。例え
ば、相関値Ｓ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ7 ＋Ｓ8 に基づいて補間演算
を行い、目的とするシフト量を求める。
相関値Ｓ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ7 ＋Ｓ8 のうちシフト量３〜９の
部分に基づいて、目的とするシフト量を求める。例え
ば、相関値Ｓ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ7 ＋Ｓ8 に基づいて補間演算
を行い、目的とするシフト量を求める。
【００６５】第２の実施例による測距方法でも、第１の
実施例の場合と同様に、近側の物体及び遠側の物体のい
ずれか一方のみに着目し、他方の影響を極力排除して相
関演算を行うことができる。このため、所望の物体まで
の距離を高精度に測定することが可能になる。
実施例の場合と同様に、近側の物体及び遠側の物体のい
ずれか一方のみに着目し、他方の影響を極力排除して相
関演算を行うことができる。このため、所望の物体まで
の距離を高精度に測定することが可能になる。
【００６６】上記第１の実施例の図１のステップｓ１、
及び第２の実施例の図５のステップｒ４においては、測
距エリアを等間隔に区切る場合を説明したが、必ずしも
等間隔に区切る必要はない。
及び第２の実施例の図５のステップｒ４においては、測
距エリアを等間隔に区切る場合を説明したが、必ずしも
等間隔に区切る必要はない。
【００６７】例えば、基準波形の極値を与える画素で区
切ってもよい。極値を与える画素で区切ると、各小エリ
アに対する相関値波形がその最小値を与えるシフト量の
両側でほぼ対称になる。このため、相関値波形の最小値
近傍で直線近似補間を行うことにより、最小値を与える
シフト量を高精度に特定することが可能になる。
切ってもよい。極値を与える画素で区切ると、各小エリ
アに対する相関値波形がその最小値を与えるシフト量の
両側でほぼ対称になる。このため、相関値波形の最小値
近傍で直線近似補間を行うことにより、最小値を与える
シフト量を高精度に特定することが可能になる。
【００６８】また、測距エリア内のコントラストの違い
に着目して区切ってもよい。測距エリア内に複数の物体
が存在する場合、物体ごとにコントラストが異なる傾向
がある。コントラストの違いに着目して区切ると、各小
エリアを測距エリア内の各物体に対応させることができ
る。
に着目して区切ってもよい。測距エリア内に複数の物体
が存在する場合、物体ごとにコントラストが異なる傾向
がある。コントラストの違いに着目して区切ると、各小
エリアを測距エリア内の各物体に対応させることができ
る。
【００６９】次に、上記実施例による測距方法を採り入
れたカメラシステムの制御方法について説明する。
れたカメラシステムの制御方法について説明する。
【００７０】図８（Ａ）は、カメラシステムのブロック
図を示す。ラインセンサ１０は、図６に示すラインセン
サ１３２Ｂ、１３２Ｒと同一のものである。図８（Ｂ）
は、カメラシステムの制御方法のフローチャートを示
す。
図を示す。ラインセンサ１０は、図６に示すラインセン
サ１３２Ｂ、１３２Ｒと同一のものである。図８（Ｂ）
は、カメラシステムの制御方法のフローチャートを示
す。
【００７１】ステップｕ１において、ラインセンサ１０
の出力信号が制御部２０に取り込まれる。制御部２０に
は、Ａ／Ｄ変換回路及びメモリが備えられている。制御
部２０は、ラインセンサ１０の出力信号をＡ／Ｄ変換
し、デジタル画像情報をメモリに記憶する。
の出力信号が制御部２０に取り込まれる。制御部２０に
は、Ａ／Ｄ変換回路及びメモリが備えられている。制御
部２０は、ラインセンサ１０の出力信号をＡ／Ｄ変換
し、デジタル画像情報をメモリに記憶する。
【００７２】ステップｕ２において、制御部２０がメモ
リに格納されたデジタル画像情報に基づき、図１または
図５に示す方法を用いて最小の相関値を与えるシフト量
を求める。
リに格納されたデジタル画像情報に基づき、図１または
図５に示す方法を用いて最小の相関値を与えるシフト量
を求める。
【００７３】ステップｕ３において、制御部２０が最小
の相関値を与えるシフト量に基づき、レンズ位置を算出
する。例えば、シフト量とレンズ位置との対応関係を表
す一覧表を予め記憶しておき、この一覧表をシフト量で
索引することにより、レンズ位置を算出する。
の相関値を与えるシフト量に基づき、レンズ位置を算出
する。例えば、シフト量とレンズ位置との対応関係を表
す一覧表を予め記憶しておき、この一覧表をシフト量で
索引することにより、レンズ位置を算出する。
【００７４】ステップｕ４において、制御部２０がステ
ップｕ３で求められたレンズ位置に対応するモータ制御
信号をモータドライバ３０に送出する。モータドライバ
３０は、レンズ４０に内蔵されたモータを駆動し、レン
ズを所望の位置に移動させる。このようにして、所望の
被写体に焦点を合わせることができる。
ップｕ３で求められたレンズ位置に対応するモータ制御
信号をモータドライバ３０に送出する。モータドライバ
３０は、レンズ４０に内蔵されたモータを駆動し、レン
ズを所望の位置に移動させる。このようにして、所望の
被写体に焦点を合わせることができる。
【００７５】レンズ４０がズームレンズであり、ズーム
位置によって焦点位置が変動する場合がある。この場合
には、レンズズーム位置検出部５０がレンズ４０の現在
のズーム位置を検出し、ズーム位置を制御部２０に通知
する。制御部２０は、ステップｕ３において、相関値を
最小にするシフト量とズーム位置からレンズ位置を算出
する。
位置によって焦点位置が変動する場合がある。この場合
には、レンズズーム位置検出部５０がレンズ４０の現在
のズーム位置を検出し、ズーム位置を制御部２０に通知
する。制御部２０は、ステップｕ３において、相関値を
最小にするシフト量とズーム位置からレンズ位置を算出
する。
【００７６】このようにして、レンズ４０の現在のズー
ム位置に対応してレンズ４０を移動させることができ
る。
ム位置に対応してレンズ４０を移動させることができ
る。
【００７７】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００７８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測距エリア内に、測距装置からの距離を異にする複数の
物体が存在する場合であっても、いずれか一つの物体を
選択し、他の物体の像による相関演算への影響を極力排
除して、選択された物体までの距離を測定することがで
きる。
測距エリア内に、測距装置からの距離を異にする複数の
物体が存在する場合であっても、いずれか一つの物体を
選択し、他の物体の像による相関演算への影響を極力排
除して、選択された物体までの距離を測定することがで
きる。
【図１】本発明の第１の実施例による測距方法のフロー
チャートである。
チャートである。
【図２】測距対象物の像から得られた基準波形及び参照
波形の例を示すグラフである。
波形の例を示すグラフである。
【図３】図２に示す基準波形を構成する画素を、連続す
る４つの画素からなる８つの小エリアに分割したとき
の、小エリアごとの相関値を表すグラフである。
る４つの画素からなる８つの小エリアに分割したとき
の、小エリアごとの相関値を表すグラフである。
【図４】図２に示す小エリアごとの相関値のうち、一部
の相関値を合成したグラフ、及び全相関値を合成したグ
ラフである。
の相関値を合成したグラフ、及び全相関値を合成したグ
ラフである。
【図５】本発明の第２の実施例による測距方法のフロー
チャートである。
チャートである。
【図６】外光位相差型三角測距装置の概略図である。
【図７】図６に示す測距装置の２つのラインセンサによ
り得られた画像信号、及び２つの画像信号から得られた
相関値を示すグラフである。
り得られた画像信号、及び２つの画像信号から得られた
相関値を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例による測距方法を用いたカメラ
のブロック図、及びカメラの焦点を合わせる方法を説明
するためのフローチャートである。
のブロック図、及びカメラの焦点を合わせる方法を説明
するためのフローチャートである。
１３１Ｂ 基準レンズ １３１Ｒ 参照レンズ １３２Ｂ 基準ラインセンサ １３２Ｒ 参照ラインセンサ １３３ 測距対象物 １３４Ｂ、１３４Ｒ 光線 １３５ レンズ面
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の画素が一定のピッチで直線状に配
置された基準ラインセンサに、測距対象物からの光線を
基準レンズを通して入射し、該基準ラインセンサの各画
素に対応する基準出力信号を得るとともに、複数の画素
が一定のピッチで直線状に配置された参照ラインセンサ
に、前記測距対象物からの光線を前記基準レンズとは異
なる光軸を有する参照レンズを通して入射し、該参照ラ
インセンサの各画素に対応する参照出力信号を得る工程
と、 前記基準ラインセンサの受光エリアを、連続する複数の
画素からなる小エリアに分割し、基準出力信号の波形を
画素の配列方向に関してシフトし、前記小エリアごと
に、シフト後の小エリア内の基準出力信号の波形と前記
参照出力信号の波形との相関演算を行う工程と、 前記相関演算を行う工程で得られた相関値を最小とする
シフト量を、前記小エリアごとに求め、小エリアごとの
候補シフト量を得る工程と、 前記小エリアごとの候補シフト量の分布に基づいて、前
記複数の小エリアから補間演算の対象となる小エリアを
選択する工程と、 前記補間演算の対象となる小エリアの相関演算結果を合
成し、合成された相関演算結果に基づいて最小の相関値
を与えるシフト量を求める工程と、 前記最小の相関値を与えるシフト量を求める工程で求め
られたシフト量から、測距対象物までの距離を計算する
工程とを有する測距方法。 - 【請求項２】 前記補間演算の対象となる小エリアを選
択する工程が、前記候補シフト量のうち最大の候補シフ
ト量及び最小の候補シフト量のいずれか一方、及び当該
一方の候補シフト量との差があるシフト量以下の候補シ
フト量に対応する小エリアを選択する請求項１に記載の
測距方法。 - 【請求項３】 前記補間演算の対象となる小エリアを選
択する工程が、 前記候補シフト量の分布が最も密であるシフト量の範囲
を画定する工程と、 前記小エリアを選択する工程が、前記シフト量の範囲を
画定する工程で画定された範囲に含まれる候補シフト量
に対応する小エリアを選択する請求項１に記載の測距方
法。 - 【請求項４】 複数の画素が一定のピッチで直線状に配
置された基準ラインセンサに、測距対象物からの光線を
基準レンズを通して入射し、該基準ラインセンサの各画
素に対応する基準出力信号を得るとともに、複数の画素
が一定のピッチで直線状に配置された参照ラインセンサ
に、前記測距対象物からの光線を前記基準レンズとは異
なる光軸を有する参照レンズを通して入射し、該参照ラ
インセンサの各画素に対応する参照出力信号を得る工程
と、 前記基準出力信号の波形を画素の配列方向に関してシフ
トし、前記参照出力信号の波形との相関演算を行い、全
エリア相関値を求める工程と、 前記全エリア相関値に基づいて、測距対象物までの距離
に対応するシフト量の特定ができない場合、全エリア相
関値に基づいて測距対象物までの距離に対応するシフト
量の候補値を複数個得る工程と、 複数の前記候補値から、１つの候補値を選択し、演算対
象候補値を得る工程と、 前記基準ラインセンサの受光エリアを、連続する複数の
画素からなる小エリアに分割し、前記基準出力信号の波
形を画素の配列方向に関して、前記演算対象候補値の近
傍の範囲でシフトし、シフト後の小エリアに対応する前
記基準出力信号の波形と前記参照出力信号の波形との相
関演算を行い、前記小エリアごとに小エリア相関値を求
める工程と、 前記小エリア相関値が、演算対象候補値に対応する位置
に極値を有するか否か判定し、極値を有すると判定され
た小エリア相関値に基づいて、測距対象物までの距離に
対応するシフト量を特定する工程と、 特定されたシフト量から測距対象物までの距離を計算す
る工程とを有する測距方法。 - 【請求項５】 前記シフト量を特定する工程が、 前記小エリア相関値が、演算対象候補値に対応する位置
に極値を有するか否か判定する工程と、 前記判定する工程で、演算対象候補値に対応する位置に
極致を有しないと判定された小エリア相関値を、全エリ
ア相関値から順次減算する工程と、 前記順次減算する工程で全エリア相関値から減算して残
された相関値に基づいて、測距対象物までの距離に対応
するシフト量を特定する工程とを含む請求項４に記載の
測距方法。 - 【請求項６】 前記シフト量を特定する工程が、演算対
象候補値に基づいて測距対象物までの距離に対応するシ
フト量を特定できない場合、 さらに、複数の候補値から他の１つの演算対象候補値を
選択し、新たな演算対象候補値に基づいて前記小エリア
相関値を求める工程と前記シフト量を特定する工程とを
実行する工程を含む請求項４または５に記載の測距方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18101796A JPH1026526A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 三角測距方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18101796A JPH1026526A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 三角測距方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026526A true JPH1026526A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16093306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18101796A Withdrawn JPH1026526A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 三角測距方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1026526A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6909802B2 (en) | 2000-05-17 | 2005-06-21 | Minolta Co., Ltd. | Image-correspondence position detection device, distance measuring device and apparatus using the same |
| JP2007052205A (ja) * | 2005-08-17 | 2007-03-01 | Canon Inc | 焦点検出装置及びその制御方法 |
| JP2011185720A (ja) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Ricoh Co Ltd | 距離取得装置 |
| JP2013037166A (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Canon Inc | 焦点検出装置及びそれを有するレンズ装置及び撮像装置 |
| JP2013186203A (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Canon Inc | 撮像装置 |
| JP2013218082A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Canon Inc | 撮像装置及びその制御方法 |
| WO2015080164A1 (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 株式会社ニコン | 焦点検出装置および撮像装置 |
| JP2017223741A (ja) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | キヤノン株式会社 | 撮像装置およびその制御方法 |
| JP2021005063A (ja) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
| US11924549B2 (en) | 2019-06-27 | 2024-03-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Imaging apparatus |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP18101796A patent/JPH1026526A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6909802B2 (en) | 2000-05-17 | 2005-06-21 | Minolta Co., Ltd. | Image-correspondence position detection device, distance measuring device and apparatus using the same |
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| US9154689B2 (en) | 2011-08-08 | 2015-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Focus detector, and lens apparatus and image pickup apparatus including the same |
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| US10122910B2 (en) | 2013-11-26 | 2018-11-06 | Nikon Corporation | Focus detection device and image-capturing apparatus |
| US10291840B2 (en) | 2013-11-26 | 2019-05-14 | Nikon Corporation | Focus detection device and image-capturing apparatus |
| JP2017223741A (ja) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | キヤノン株式会社 | 撮像装置およびその制御方法 |
| JP2021005063A (ja) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
| US11924549B2 (en) | 2019-06-27 | 2024-03-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Imaging apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |