JPH11185043A - Motion detector - Google Patents

Motion detector

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JPH11185043A
JPH11185043A JP10105647A JP10564798A JPH11185043A JP H11185043 A JPH11185043 A JP H11185043A JP 10105647 A JP10105647 A JP 10105647A JP 10564798 A JP10564798 A JP 10564798A JP H11185043 A JPH11185043 A JP H11185043A
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JP
Japan
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photodetector
signal
motion
detected
image
Prior art date
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Application number
JP10105647A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Yamada
啓一 山田
Mineki Soga
峰樹 曽我
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motion detector capable of accurately detecting the direction and speed of the motion of the image of a detection object even in the case that sensitivity and characteristics are different mutually among photodetectors. SOLUTION: This motion detector is provided with a photodetector 10 for outputting signals corresponding to the intensity of an image, a vibration means for generating relative vibration between the image and the photodetector 10, a time edge detection circuit 21 for detecting the timewise change of the output signals of the photodetector 10 and a motion judgement circuit 22 for judging the direction of the motion of the image based on the signals CLK2 for indicating the moving direction of the position of the photodetector 10 and on the output signals TRG of the time edge detection circuit 21. MOVERIGHT signals for indicating right movement or MOVELEFT signals for indicating left movement are outputted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、像の動きの方向や
速度等を精度良く検出できる、半導体基板上への集積に
適した動き検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion detector suitable for integration on a semiconductor substrate, which can accurately detect the direction and speed of the motion of an image.

【0002】[0002]

【従来の技術】テレビカメラで撮像した画像を用いて対
象物の動きの方向や速度を検出する方法として、所定時
間間隔をおいた画面間で画像の小領域の明るさや特徴点
の対応を見つけることにより、各小領域や特徴点の移動
の方向を検出したり、その移動距離に基づいて速度を検
出する方法が知られている。また、物体上の明るさが時
間的に変化しないと仮定したときの画像の明るさの時間
微分と空間微分の関係を拘束条件として、速度を求める
方法が知られている(例:「コンピュータビジョン・1
67頁〜188頁(9.動画像の処理と理解)」,谷内
田正彦編,平成2年3月31日発行,丸善(株))。
2. Description of the Related Art As a method of detecting the direction and speed of the movement of an object using an image captured by a television camera, the brightness of a small area of an image and the correspondence of feature points are found between screens at predetermined time intervals. Thus, there is known a method of detecting the direction of movement of each small area or feature point, and detecting the speed based on the movement distance. In addition, a method is known in which the relationship between the time derivative and the spatial derivative of the brightness of an image assuming that the brightness on an object does not change with time is set as a constraint, and the speed is obtained (for example, “Computer vision”).・ 1
67-188 (9. Processing and Understanding of Moving Images) ", edited by Masahiko Yauchida, published March 31, 1990, Maruzen Co., Ltd.).

【0003】また、「C.ミード著,白井,米津訳,ア
ナログVLSIと神経システム,(株)トッパン,19
93,pp.269−299」には、物体上の明るさが
時間的に変化しないと仮定したときの画像の明るさの時
間微分と空間微分の関係を拘束条件として速度を高速に
求める、半導体上に集積された動き検出チップが示され
ている。また、「R.Etienne−Cumming
s et al.,”A Focal Plane V
isual Motion MeasurementS
ensor”, IEEE Trans. on Ci
rcuits andSystems−I, Vol.
44, No.1, pp.55−66,1997」に
は、像の明るさの空間的な強度変化の時間変化の正負に
基づいて動きの方向や速度を検出する、半導体上に集積
された装置が示されている。
[0003] "C. Mead, Shirai, Yonezu Translated, Analog VLSI and Nervous System, Toppan Co., Ltd., 19
93, p. 269-299 ", which is obtained on a semiconductor integrated on a semiconductor, assuming that the brightness on the object does not change with time. A motion detection chip is shown. In addition, "R. Etienne-Cumming
s et al. , "A Focal Plane V
actual Motion MeasurementS
sensor ", IEEE Trans. on Ci
rcuits and Systems-I, Vol.
44, No. 1 pp. 55-66, 1997 "shows a device integrated on a semiconductor, which detects the direction and speed of movement based on the sign of a temporal change in spatial intensity of image brightness.

【0004】また、「J.Kramer, Rahul
Sarpeshkar, Christof Koc
h による“Pulse−Based Analog
VLSI Velocity Sensors”, I
EEE TRANSACTIONS ON CIRCU
ITS AND SYSTEMS−2: ANALOG
AND DIGITAL SIGNAL PROCE
SSING, VOL.44. NO.2, FEBR
UARY 1997」には、2つの光検出器の出力の時
間微分信号に基づいて動きの方向や速度を高速に検出す
る、半導体基板上に集積された装置が示されている。U
SP5376813号公報には、信号強度の長期的な変
化に対応して感度を時間的に変化させることにより、信
号強度の長期的な変動に順応できる光検出回路が開示さ
れている。
[0004] Also, "J. Kramer, Rahul
Sarpeshkar, Christof Koc
h. “Pulse-Based Analog”
VLSI Velocity Sensors ", I
EEE TRANSACTIONS ON CIRCU
ITS AND SYSTEMS-2: ANALOG
AND DIGITAL SIGNAL PROCE
SSING, VOL. 44. NO. 2, FEBR
UARY 1997 "shows a device integrated on a semiconductor substrate that detects the direction and speed of movement at high speed based on the time differential signals of the outputs of two photodetectors. U
SP5376813 discloses a photodetector circuit capable of adapting to long-term fluctuations in signal strength by changing the sensitivity over time in response to long-term changes in signal strength.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】テレビカメラで撮像し
た画像を用いて検出する方法は、多数の画素を参照して
計算するものであるので、処理時間が長くかかり高速な
検出は難しい問題がある。また、撮像のフレームレート
に比べて物体の動きが著しく速い場合、正しく動きを検
出することが難しい問題がある。また、一般に半導体上
に集積化するのには適さないので、装置の小型化が難し
い。
The method of detecting using an image picked up by a television camera involves calculation by referring to a large number of pixels. Therefore, there is a problem that processing time is long and high-speed detection is difficult. . In addition, when the movement of the object is significantly faster than the imaging frame rate, it is difficult to detect the movement correctly. Further, since it is generally not suitable for integration on a semiconductor, it is difficult to reduce the size of the device.

【0006】ミードの動き検出チップでは、明るさの時
間微分と空間微分の関係を拘束条件とし速度を求めるの
で、物体の明るさが緩やかに変化している場合でないと
旨く求められないという問題がある。J.Kramer
et al.の装置では、物体の動きによって生じる
像の明るさの時間的変化である光検出器の出力の時間微
分信号を用いて動きを検出するので、物体の動きの速さ
によって時間微分信号の大きさが変化するために広い速
度レンジで安定して動き方向や速度を検出することがで
きない問題がある。Etienne−Cummings
et al.の装置では、像の明るさの空間的な強度
変化を検出し、さらにその時間変化の正負を検出する必
要があるため、回路規模が大きくなる問題がある。
[0006] In the mead motion detection chip, the speed is obtained by using the relationship between the time derivative and the spatial derivative of the brightness as a constraint condition. Therefore, there is a problem that it cannot be obtained properly unless the brightness of the object is slowly changing. is there. J. Kramer
et al. In this device, the motion is detected using the time derivative signal of the output of the photodetector, which is the temporal change in the brightness of the image caused by the motion of the object, so the magnitude of the time derivative signal depends on the speed of the motion of the object. Therefore, there is a problem that the moving direction and the speed cannot be detected stably in a wide speed range because of the change of the speed. Etienne-Cummings
et al. In the device described above, it is necessary to detect a spatial intensity change in the brightness of an image, and further to detect the sign of the time change, and thus there is a problem that the circuit scale becomes large.

【0007】ミードの動き検出チップや、Etienn
e−Cummings et al.の装置では、複数
の光検出器の出力信号間の差を用いて演算するので、光
検出器相互間に感度や特性の違いが存在すると、精度良
く動きや速度を検出できない問題がある。J.Kram
er et al.の装置では、複数の光検出器に対応
した時間微分信号の関係から動きを検出するので、各々
の時間微分回路の特性に違いが存在すると、精度良く動
きや速度を検出することが困難である問題がある。ま
た、ミードの動き検出チップ、J.Kramer et
al.の装置、及びEtienne−Cumming
s et al.の装置では、複数の光検出器の出力信
号を使って動きの方向や速度を検出するので、基板上の
配線が複雑になる問題がある。
[0007] Mead motion detection chip, Etien
e-Cummings et al. In the device described above, the calculation is performed using the difference between the output signals of the plurality of photodetectors. Therefore, if there is a difference in sensitivity or characteristic between the photodetectors, there is a problem that the motion or speed cannot be detected with high accuracy. J. Kram
er et al. In the device described above, motion is detected from the relationship between the time differential signals corresponding to a plurality of photodetectors. Therefore, if there is a difference between the characteristics of each time differential circuit, it is difficult to accurately detect the motion and speed. There's a problem. Also, a mead motion detection chip, J.M. Kramer et
al. Equipment and Etienne-Cumming
s et al. In the device described above, since the direction and speed of movement are detected using output signals of a plurality of photodetectors, there is a problem that wiring on a substrate becomes complicated.

【0008】また、昼間から夕暮れまでのような広い明
るさ範囲で動きが検出できるように明るさに順応する機
能を備えた光検出器(例:USP5,376,813)
を用いようとすると、光検出器相互間での順応の度合い
の違いにより、光検出器相互間に感度や特性の違いが発
生する。ミードの動き検出チップやEtienne−C
ummings et al.の装置では、異なる位置
にある光検出器の出力の差を処理に用いるので、このと
き、空間微分が正しい結果でなくなり、動きを正しく検
出できなくなる。このため、この光検出回路と組み合わ
せて広い明るさ範囲で動きが検出できるようにすること
が困難である。
Further, a photodetector having a function of adapting to brightness so that motion can be detected in a wide brightness range from daytime to dusk (eg, US Pat. No. 5,376,813)
When using, differences in the degree of adaptation between the photodetectors cause differences in sensitivity and characteristics between the photodetectors. Mead motion detection chip and Etienne-C
Ummings et al. In the device described above, the difference between the outputs of the photodetectors located at different positions is used for processing, and at this time, the spatial differentiation is not correct, and the motion cannot be detected correctly. For this reason, it is difficult to detect a motion in a wide brightness range in combination with the light detection circuit.

【0009】本発明の目的は、テレビカメラによる撮像
画像を用いない、速い動きであっても検出できる、半導
体上に集積するのに適した、物体の明るさが緩やかに変
化していなくてもよい、広い速度レンジで安定して動き
方向や速度を高速に検出することができる、動き検出装
置を提供することである。また、光検出器や処理回路の
相互間に感度や特性の違いが存在しても精度よく検出で
きる動き検出装置を提供することである。また、明るさ
に順応する機能を備えた光検出回路と組み合わせて昼間
から夕暮れまでのような広い明るさ範囲で動きが検出で
きる動き検出装置を提供することである。また、単一の
光検出器の出力信号に基づいて検出できる、基板上の配
線が複雑でない、動き検出装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for detecting even a fast movement without using an image picked up by a television camera, suitable for integration on a semiconductor, and even if the brightness of an object does not change gradually. An object of the present invention is to provide a motion detecting device capable of detecting a moving direction and speed stably at high speed in a wide speed range. Another object of the present invention is to provide a motion detection device that can accurately detect a difference in sensitivity and characteristics between a photodetector and a processing circuit. Another object of the present invention is to provide a motion detection device capable of detecting motion in a wide brightness range from daytime to dusk in combination with a light detection circuit having a function of adapting to brightness. It is another object of the present invention to provide a motion detecting device which can detect based on an output signal of a single photodetector and has a simple wiring on a substrate.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、像に対する位
置が時間的に繰り返し変位する部位での像の強度の変化
の有無を検出し、前記部位と前記変化の有無との関係に
基づいて像の強度パターンの動き方向及び所定距離の通
過時間の少なくとも一方を求めることを特徴とする動き
検出装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention detects the presence or absence of a change in the intensity of an image at a position where the position with respect to the image is repeatedly displaced with time, and based on the relationship between the position and the presence or absence of the change. A motion detection apparatus characterized in that at least one of a motion direction of an intensity pattern of an image and a transit time of a predetermined distance is obtained.

【0011】まず、上述の構成に含まれる構成につい
て、例を挙げて述べる。
First, the configuration included in the above-described configuration will be described with an example.

【0012】(イ)例えば、「投影される像の強度に応
じた信号を出力する検出器と、投影される像と検出器と
の間に相対的な振動を生起させる振動手段と、検出器の
出力信号の時間的な変化を検出する時間変化検出手段
と、検出器の位置の変位方向と前記時間的変化検出手段
の出力信号とに基づいて像の動きの方向を判定する動き
判定手段とを有する動き検出装置」は、上述の構成に含
まれる。これは、振動手段を用い、検出器の位置の変位
方向と時間的変化検出手段の出力信号の関係に基づく検
出原理を採用する構成である。これにより、信号強度の
長期的変動に順応すること等により検出器に感度や特性
の違いが発生しても、動きや速度を精度よく検出するこ
とができる。この(イ)の構成は、例えば、「動き判定
手段が、検出器の一方への移動時に検出器の検出信号の
時間的変化が検出されず、且つ、それに続く他方への移
動時に検出器の検出信号の時間的変化が検出された時か
ら、検出器の他方への移動時に検出器の検出信号の時間
的変化が検出され、且つ、それに続く前記一方への移動
時に検出器の検出信号の時間的変化が検出されなかった
時までの所要時間と検出器の振動の振幅とに基づいて像
の移動速度を判定する、動き検出装置」というさらに下
位概念の一例の構成を含む。この(イ)の構成の詳しい
原理や、具体化した構成例については後に詳述する。
(A) For example, "a detector for outputting a signal corresponding to the intensity of a projected image, vibrating means for generating relative vibration between the projected image and the detector, Time change detecting means for detecting a temporal change in the output signal of the output signal, and a motion determining means for determining the direction of the image motion based on the displacement direction of the position of the detector and the output signal of the temporal change detecting means. Are included in the above-described configuration. This configuration employs a vibration principle and employs a detection principle based on a relationship between a displacement direction of a position of a detector and an output signal of a temporal change detection means. Accordingly, even if a difference in sensitivity or characteristics occurs in the detector due to adaptation to a long-term fluctuation of the signal strength or the like, it is possible to accurately detect the movement and the speed. The configuration of (a) is, for example, such that “the motion determining means does not detect a temporal change in the detection signal of the detector when the detector moves to one side, and detects the detector when the detector moves to the other side. From the time when the temporal change in the detection signal is detected, the temporal change in the detection signal of the detector is detected when the detector moves to the other side, and the detection signal of the detector is detected when the detector moves to the other side. A motion detecting device that determines the moving speed of an image based on the time required until a temporal change is not detected and the amplitude of the vibration of the detector. The detailed principle of the configuration (a) and a concrete example of the configuration will be described later in detail.

【0013】(ロ)また、「複数の位置に設けられ投影
される像の強度に応じた信号を出力する検出器と、検出
器の出力信号を記憶する記憶手段と、記憶手段を用いて
時空間的に異なる検出器の出力信号の信号の変化を検出
する変化検出手段と、時空間的に異なる検出器の出力信
号の変化の有無が時間に対して検出器の空間的位置が一
方又は他方の何れかで検出されたかの関係から対象物の
動き方向及び速度を検出する判定手段とを有する動き検
出装置」も、本「課題解決手段」の項内の最初に於いて
述べた構成に含まれる。これは、振動手段を用いず、上
記(イ)の構成に於ける振動手段と時間的変化検出手段
を、等価な作用効果を奏する記憶手段や変化検出手段等
で代替したものである。この(ロ)の構成の詳しい原理
や、具体化した構成例については後に詳述する。
(B) Further, "a detector which is provided at a plurality of positions and outputs a signal corresponding to the intensity of the projected image, storage means for storing the output signal of the detector, and A change detecting means for detecting a change in a signal of an output signal of a spatially different detector; and a spatial position of the detector being one or the other with respect to time depending on whether there is a change in the output signal of the detector spatially and temporally. , A motion detection device having a determination means for detecting the direction and speed of movement of the target object from the relationship detected by any one of the methods described above is also included in the configuration described at the beginning of the section of the "problem solving means". . In this configuration, the vibrating means and the temporal change detecting means in the above-mentioned configuration (a) are replaced with a storage means and a change detecting means having equivalent functions and effects without using the vibrating means. The detailed principle of the configuration (b) and a concrete example of the configuration will be described later in detail.

【0014】(ハ)また、「投影される像の強度に応じ
た信号を出力する検出器と、投影される像と検出器との
間に相対的な振動を生起させる振動手段と、検出器の出
力信号の時間的な変化を検出する時間変化検出手段と、
検出器の位置の変位区間と前記時間的変化検出手段の出
力信号とに基づいて像の動きの方向を判定する動き判定
手段とを有する動き検出装置」も、本「課題解決手段」
の項内の最初に於いて述べた構成に含まれる。これは、
振動手段を用い、検出器の位置の変位区間と時間的変化
検出手段の出力信号の関係に基づく検出原理を採用する
構成である。これにより、信号強度の長期的変動に順応
すること等により検出器に感度や特性の違いが発生して
も、動き及び速度を精度よく検出することができる。こ
の(ハ)の構成の詳しい原理や、具体化した構成例につ
いては後に詳述する。
(C) A detector for outputting a signal corresponding to the intensity of the projected image, a vibration means for generating relative vibration between the projected image and the detector, and a detector Time change detecting means for detecting a change in the output signal with time,
A motion detecting device having a motion determining unit that determines a direction of a motion of an image based on a displacement section of a position of a detector and an output signal of the temporal change detecting unit ”,
In the configuration described at the beginning of the section. this is,
This configuration employs a vibration principle and employs a detection principle based on the relationship between the displacement section of the position of the detector and the output signal of the temporal change detection means. Accordingly, even if the detector has a difference in sensitivity or characteristics due to adaptation to a long-term fluctuation of the signal strength or the like, it is possible to accurately detect the movement and the speed. The detailed principle of the configuration (c) and a concrete example of the configuration will be described later in detail.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】1.動き方向検出の原理.図1
(a)(b)に即して、動き方向検出の原理を説明す
る。図1は、横方向が空間、縦方向が時間を示してい
る。図示のように、信号検出手段(例:図2の光検出器
10)が左右方向に一定の速さで振動している場合に於い
て、(a)のように対象物の空間エッジ(例:検出対象
のパターン(=明領域)と非明領域の境界エッジ)が信
号検出手段の変位よりも十分に遅い速度で右方向へ移動
している場合を考える。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Principle of motion direction detection. FIG.
The principle of motion direction detection will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, the horizontal direction indicates space, and the vertical direction indicates time. As shown, the signal detecting means (eg, the photodetector of FIG. 2)
In the case where 10) vibrates at a constant speed in the left-right direction, as shown in (a), the spatial edge of the object (eg, the boundary edge between the pattern to be detected (= bright area) and the non-bright area) ) Is moving to the right at a speed sufficiently slower than the displacement of the signal detection means.

【0016】この場合、初めて信号強度の変化(所定値
以上の変化)が検出されるのは、必ず、信号検出手段の
左方向への移動時である。また、信号強度の変化が検出
されるようになった後に信号強度の変化(所定値以上の
変化)が検出されなくなるのは、必ず、信号検出手段の
右方向への移動時である。
In this case, a change in the signal intensity (a change equal to or more than a predetermined value) is first detected when the signal detecting means is moved to the left. Further, after the change in the signal strength is detected, the change in the signal strength (change equal to or more than the predetermined value) is not detected when the signal detection unit is moved rightward.

【0017】対象物の空間エッジが上記と逆方向(左方
向)へ移動している場合は、左右の関係が上記と逆にな
る他は、上記と同様の議論が成り立つ。なお、対象物の
移動速度は上記と同様に信号検出手段の変位の速度より
十分に遅く、また、信号検出手段の振動は上記と同様で
あるとする。
When the spatial edge of the object is moving in the opposite direction (left direction), the same discussion holds except that the left and right relationship is reversed. It is assumed that the moving speed of the object is sufficiently lower than the displacement speed of the signal detecting means, and the vibration of the signal detecting means is the same as described above.

【0018】したがって、信号検出手段のa方向(右方
向、又は、左方向)への移動時に信号強度の変化が検出
されず(=全ての検出値が所定値未満であり)、且つ、
それに続く反a方向(左方向、又は、右方向)への移動
時に信号強度の変化が検出された(=所定値以上の検出
値が得られた)場合には、対象物の空間エッジの移動方
向はa方向であると判定することができる。
Therefore, when the signal detecting means moves in the direction a (rightward or leftward), no change in the signal intensity is detected (= all detected values are less than a predetermined value), and
When a change in signal strength is detected during a subsequent movement in the anti-a direction (leftward or rightward) (= a detected value equal to or greater than a predetermined value is obtained), the spatial edge of the object moves. The direction can be determined to be the a direction.

【0019】また、信号検出手段のa方向(右方向、又
は、左方向)への移動時に信号強度の変化が検出され
(=所定値以上の検出値が得られ)、且つ、それに続く
反a方向(左方向、又は、右方向)への移動時に信号強
度の変化が検出されなかった(=全ての検出値が所定値
未満であった)場合には、対象物の空間エッジの移動方
向は反a方向であると判定することができる。
Further, when the signal detecting means moves in the direction a (rightward or leftward), a change in the signal intensity is detected (= a detected value equal to or more than a predetermined value is obtained), and the subsequent signal a When a change in signal strength is not detected when moving in the direction (leftward or rightward) (= all detected values are less than a predetermined value), the moving direction of the spatial edge of the object is It can be determined that the direction is the anti-a direction.

【0020】上記の議論は、対象物の空間エッジの移動
速度が信号検出手段の速度よりも十分に遅い場合の議論
であり、対象物の空間エッジの移動速度が信号検出手段
よりも十分に遅くない場合には上記の議論は成り立たな
い。
The above discussion is for the case where the moving speed of the spatial edge of the object is sufficiently slower than the speed of the signal detecting means. The moving speed of the spatial edge of the object is sufficiently slower than the signal detecting means. If not, the above argument does not hold.

【0021】即ち、(b)に示すように、対象物の空間
エッジが信号検出手段よりも速い速度で右方向へ移動し
ている場合、初めて信号強度の変化(所定値以上の変
化)が検出されるときの信号検出手段の移動方向は不定
である。つまり、左方向と右方向の両者があり得る。ま
た、信号強度の変化(所定値以上の変化)は、1回だけ
検出される。
That is, as shown in (b), when the spatial edge of the object is moving rightward at a speed faster than the signal detecting means, a change in signal strength (a change greater than a predetermined value) is detected for the first time. The moving direction of the signal detecting means when the operation is performed is undefined. That is, there can be both left and right directions. Further, a change in signal strength (a change equal to or more than a predetermined value) is detected only once.

【0022】したがって、前述の判定条件に適合する場
合であっても、信号検出手段のa方向(右方向、又は、
左方向)への移動時に信号強度の変化が検出されず(=
全ての検出値が所定値未満であり)、且つ、それに続く
反a方向(左方向、又は、右方向)への移動時に信号強
度の変化が検出され(=所定値以上の検出値が得ら
れ)、且つ、さらにそれに続くa方向(右方向、又は、
左方向)への移動時に信号強度の変化が検出されなかっ
た(=全ての検出値が所定値未満であった)場合には、
対象物の移動速度が信号検出手段よりも速いために、動
き方向を正しく検出できていない可能性がある。
Therefore, even if the above-described judgment condition is satisfied, the signal detecting means can be set in the direction a (right direction or right direction).
No change in signal strength is detected when moving to the left
All the detected values are less than the predetermined value), and a change in the signal intensity is detected during the subsequent movement in the anti-a direction (leftward or rightward) (= a detected value equal to or more than the predetermined value is obtained). ) And further a direction (rightward or
If no change in the signal strength is detected when moving to the left (= all the detected values are less than the predetermined value),
Since the moving speed of the object is faster than the signal detecting means, the moving direction may not be detected correctly.

【0023】2.動き速度検出の原理.図1(c)に即
して、動き速度検出の原理を説明する。図示のように、
信号検出手段が左右方向に一定の速さで振動している場
合に於いて、対象物の空間エッジが信号検出手段よりも
十分に遅い速度で右方向へ移動する場合を考える。
2. The principle of motion speed detection. The principle of motion speed detection will be described with reference to FIG. As shown,
Consider a case where the spatial edge of the object moves rightward at a speed sufficiently lower than that of the signal detection means when the signal detection means vibrates at a constant speed in the left-right direction.

【0024】信号検出手段の左方向への移動時に、初め
て信号強度の変化(所定値以上の変化)が検出される。
その後、信号検出手段の右方向への移動時に、信号強度
の変化(所定値以上の変化)が検出されなくなる。初め
て信号強度の変化(所定値以上の変化)が検出された時
から、信号強度の変化(所定値以上の変化)が検出され
なくなるまでの時間Tは、対象物が信号検出手段の振動
の振幅の距離Lを横切るのに要した時間である。但し、
時間は振動の周期で量子化されている。
When the signal detecting means moves to the left, a change in signal strength (a change greater than a predetermined value) is detected for the first time.
Thereafter, when the signal detection means moves to the right, a change in signal strength (a change equal to or more than a predetermined value) is not detected. The time T from when the signal intensity change (change above a predetermined value) is detected for the first time to when the signal intensity change (change above a predetermined value) is no longer detected is determined by the amplitude of the vibration of the signal detecting means. Is the time required to cross the distance L of However,
Time is quantized by the period of oscillation.

【0025】対象物の空間エッジが上記と逆方向へ移動
する場合には、左右の関係が上記と逆になる他は、上記
と同様の議論が成り立つ。なお、対象物の移動速度は上
記と同様に信号検出手段より十分に遅く、また、信号検
出手段の振動は上記と同様であるとする。
When the spatial edge of the object moves in the opposite direction to the above, the same discussion holds except that the left-right relationship is reversed. It is assumed that the moving speed of the object is sufficiently lower than that of the signal detecting means as described above, and the vibration of the signal detecting means is the same as above.

【0026】したがって、信号検出手段のa方向(右方
向、又は、左方向)への移動時に信号強度の変化が検出
されず(=全ての検出値が所定値未満であり)、且つ、
それに続く反a方向(左方向、又は、右方向)への移動
時に信号強度の変化が検出された(=所定値以上の検出
値が得られた)時から計時を開始し、信号検出手段の反
a方向(左方向、又は、右方向)への移動時に信号強度
の変化が検出され(=所定値以上の検出値が得られ)、
且つ、それに続くa方向(右方向、又は、左方向)への
移動時に信号強度の変化が検出されなかった(=全ての
検出値が所定値未満であった)時まで計時して、その間
の時間を検出することにより、振動の振幅Lを横切るの
に要した時間Tが得られる。また、この時間Tに基づい
て、対象物の移動速度Vを求めることができる。
Therefore, when the signal detecting means moves in the direction a (rightward or leftward), no change in the signal intensity is detected (= all detected values are less than a predetermined value), and
When a change in signal strength is detected (= a detected value equal to or more than a predetermined value is obtained) during a subsequent movement in the anti-a direction (leftward or rightward), timing is started. A change in signal strength is detected when moving in the anti-a direction (leftward or rightward) (= a detected value equal to or greater than a predetermined value is obtained),
In addition, when the change in the signal strength is not detected during the subsequent movement in the direction a (rightward or leftward) (= all the detected values are less than the predetermined value), the time is measured. By detecting the time, the time T required to cross the amplitude L of the vibration is obtained. Further, based on the time T, the moving speed V of the target object can be obtained.

【0027】なお、信号検出手段のa方向(右方向、又
は、左方向)への移動時に信号強度の変化が検出されず
(=全ての検出値が所定値未満であり)、且つ、それに
続く反a方向(左方向、又は、右方向)への移動時に信
号強度の変化が検出された(=所定値以上の検出値が得
られた)後に、信号検出手段のa方向(右方向、又は、
左方向)への移動時に信号強度の変化が検出され(=所
定値以上の検出値が得られ)、且つ、それに続く反a方
向(左方向、又は、右方向)への移動時に信号強度の変
化が検出されない(=全ての検出値が所定値未満であ
る)という組合せの検出があった場合、そのような組合
せは原理的にあり得ないため、その場合には、誤検出で
あると判定することができる。
When the signal detecting means moves in the direction a (rightward or leftward), no change in the signal intensity is detected (= all the detected values are less than the predetermined value), and the subsequent signal strength changes. After a change in the signal intensity is detected during the movement in the anti-a direction (left direction or right direction) (= a detection value equal to or greater than a predetermined value is obtained), the signal detection means is set in the a direction (right direction or right direction). ,
A change in signal strength is detected when moving in the left direction (= a detected value equal to or greater than a predetermined value), and the signal strength changes when moving in the opposite anti-a direction (left or right direction). If a change is not detected (= all the detected values are less than the predetermined value), such a combination is impossible in principle, and in that case, it is determined to be an erroneous detection. can do.

【0028】3.実施例1.図2(a)は実施例1の装
置の構造を模式的に示す断面図、(b)は外観を模式的
に示す斜視図である。図3は図2(b)内の動き検出回
路20の構成例を示すブロック図、図4は図3内の動き判
定回路22の具体的構成例を示す論理回路図である。図9
は図10〜図14の各場合についての動き方向を纏めて
示す説明図である。図10〜図12は光検出器10の動き
と像(空間エッジ)の移動と時間エッジ検出回路21の出
力TRGとの関係を示す説明図である。図15は光検出
器10を正弦波で振動させた場合の問題点を説明する図、
図16は図2とは異なる振動手段の例を示す説明図であ
る。
3. Embodiment 1 FIG. FIG. 2A is a cross-sectional view schematically illustrating the structure of the device of Example 1, and FIG. 2B is a perspective view schematically illustrating the appearance. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the motion detection circuit 20 in FIG. 2B, and FIG. 4 is a logic circuit diagram showing a specific configuration example of the motion determination circuit 22 in FIG. FIG.
FIG. 15 is an explanatory diagram collectively showing movement directions in each case of FIGS. 10 to 14. 10 to 12 are explanatory diagrams showing the relationship between the movement of the photodetector 10, the movement of the image (spatial edge), and the output TRG of the time edge detection circuit 21. FIG. 15 is a diagram illustrating a problem when the photodetector 10 is vibrated by a sine wave,
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of a vibration unit different from FIG.

【0029】実施例1の装置では、光検出器10で検出さ
れた像の移動方向が右方向である場合には、動き検出回
路20からMOVERIGHT信号が出力される。また、
像の移動方向が左方向である場合には、動き検出回路20
からMOVELEFT信号が出力される。
In the apparatus of the first embodiment, when the moving direction of the image detected by the photodetector 10 is rightward, the MOVEIGHT signal is output from the motion detecting circuit 20. Also,
If the moving direction of the image is the left direction, the motion detection circuit 20
Outputs a MOVELEFT signal.

【0030】図2に示すように、基板100 は、圧電素子
70を介して、ケース内のレンズ後方位置(結像位置)に
支持されている。圧電素子70は、基板100 を基板面内の
一次元方向(先述の左右方向)に振動させるための素子
であり、これにより、基板の受光面に照射される像に対
して基板100 を相対移動させることが可能となる。ま
た、その結果、検出対象の像の動き方向と動き速度を先
述の原理に従って検出することが可能となる。
As shown in FIG. 2, the substrate 100 includes a piezoelectric element.
The lens is supported at the rear position (image forming position) of the lens in the case via 70. The piezoelectric element 70 is an element for vibrating the substrate 100 in a one-dimensional direction (the left-right direction described above) in the plane of the substrate, thereby moving the substrate 100 relative to an image irradiated on the light receiving surface of the substrate. It is possible to do. As a result, the direction and speed of movement of the image to be detected can be detected according to the principle described above.

【0031】基板100 の上面は、レンズを介して対象パ
ターンの光像が結像される受光面とされており、該受光
面には、多数の光検出器10、各光検出器10に各々1個づ
つ接続された動き検出回路20、各動き検出回路20の出力
を読出回路40へ入力させる配線30、及び読出回路40が集
積して設けられている。
The upper surface of the substrate 100 is a light receiving surface on which a light image of a target pattern is formed via a lens. The light receiving surface has a large number of photodetectors 10 and each of the photodetectors 10. The motion detecting circuits 20 connected one by one, the wiring 30 for inputting the output of each motion detecting circuit 20 to the reading circuit 40, and the reading circuit 40 are provided in an integrated manner.

【0032】光検出器10は、受光面上に縦方向と横方向
に多数個配列されており、各光検出器10には動き検出回
路20が接続されている。光検出器10は、照射された光の
強度に応じた電圧信号を出力し、且つ、光強度の長期的
な変動に感度が順応するように構成された光電変換器で
ある。
A large number of photodetectors 10 are arranged on the light receiving surface in the vertical and horizontal directions, and a motion detection circuit 20 is connected to each photodetector 10. The photodetector 10 is a photoelectric converter configured to output a voltage signal corresponding to the intensity of the irradiated light and to adapt the sensitivity to a long-term variation in the light intensity.

【0033】動き検出回路20は、光検出器10の検出信号
の時間的変化と、光検出器10の変位の方向とを検出し、
これらに基づいて、受光面に照射される像の動き方向を
先述の原理に従って検出して、その結果を出力する回路
である。
The motion detection circuit 20 detects a temporal change of a detection signal of the photodetector 10 and a direction of displacement of the photodetector 10,
Based on these, the circuit detects the direction of movement of the image illuminated on the light receiving surface according to the principle described above and outputs the result.

【0034】このため、動き検出回路20は、光検出器10
の検出信号の時間的変化を検出する時間エッジ検出回路
21を備えている。時間エッジ検出回路21は、正極性の時
間的変化を検出するための時間微分回路211 と、負極性
の時間的変化を検出するための時間微分回路212 と、各
時間微分回路の出力を所定の閾値で2値化して時間変化
の有無として出力する2値化回路213,214 と、2つの2
値化回路213,214 出力の論理和を時間的変化の有無を示
す信号TRGとして出力するORゲート215 とから構成
される。
For this reason, the motion detection circuit 20
Edge detection circuit that detects the temporal change of the detection signal
It has 21. The time edge detecting circuit 21 includes a time differentiating circuit 211 for detecting a temporal change of the positive polarity, a time differentiating circuit 212 for detecting a temporal change of the negative polarity, and outputs a predetermined A binarization circuit 213,214 for binarizing with a threshold value and outputting whether or not there is a time change;
An OR gate 215 for outputting the logical sum of the outputs of the value conversion circuits 213 and 214 as a signal TRG indicating the presence or absence of a temporal change.

【0035】また、動き検出回路20は、光検出器10の検
出信号の時間的変化の有無を示す上述の信号TRGと、
基板100 の動き方向、換言すれば光検出器10の振動方向
を示す信号CLK2(又はその逆極性の信号)とに基づ
いて、像の動き方向を判定する動き判定回路22(又は動
き判定回路22A )を備えている。なお、信号CLKは基
本クロック信号を表し、信号CLK2との関係は図3中
に示されている。
Further, the motion detection circuit 20 includes the above-described signal TRG indicating whether or not the detection signal of the photodetector 10 has changed with time.
A motion judging circuit 22 (or a motion judging circuit 22A) for judging a moving direction of an image based on a moving direction of the substrate 100, in other words, a signal CLK2 (or a signal of the opposite polarity) indicating a vibration direction of the photodetector 10. ). Note that the signal CLK represents a basic clock signal, and the relationship with the signal CLK2 is shown in FIG.

【0036】動き判定回路22は、光検出器10の右方向へ
の移動時(CLK2=1)に該光検出器10の検出信号の
時間的変化が検出されず(TRG=0)、且つ、それに
続く光検出器10の左方向への移動時(CLK2=0)に
該光検出器10の検出信号の時間的変化(TRG=1)が
検出された場合は、像の移動方向は右方向であると判定
して(図10(a)(c))、その旨を示す信号MOV
ERIGHTを出力する。
When the photodetector 10 moves to the right (CLK2 = 1), the motion determination circuit 22 does not detect a temporal change in the detection signal of the photodetector 10 (TRG = 0), and If the temporal change (TRG = 1) of the detection signal of the photodetector 10 is detected during the subsequent leftward movement of the photodetector 10 (CLK2 = 0), the moving direction of the image is rightward. (FIGS. 10 (a) and 10 (c)), and a signal MOV indicating that
ERIGHT is output.

【0037】また、動き判定回路22は、光検出器10の左
方向への移動時(CLK2=0)に該光検出器10の検出
信号の時間的変化が検出されず(TRG=0)、且つ、
それに続く光検出器10の右方向への移動時(CLK2=
1)に該光検出器10の検出信号の時間的変化(TRG=
1)が検出された場合は、像の移動方向は左方向である
と判定して(図10(b)(d))、その旨を示す信号
MOVELEFTを出力する。
When the photodetector 10 moves to the left (CLK2 = 0), the motion determination circuit 22 does not detect a temporal change in the detection signal of the photodetector 10 (TRG = 0). and,
When the photodetector 10 subsequently moves to the right (CLK2 =
1) shows a temporal change in the detection signal of the photodetector 10 (TRG =
If 1) is detected, it is determined that the moving direction of the image is the left direction (FIGS. 10B and 10D), and a signal MOVELEFT indicating this is output.

【0038】また、動き判定回路22は、光検出器10の右
方向への移動時(CLK2=1)に該光検出器10の検出
信号の時間的変化(TRG=1)が検出され、且つ、そ
れに続く光検出器10の左方向への移動時(CLK2=
0)に該光検出器10の検出信号の時間的変化が検出され
なかった(TRG=0)場合は、像の移動方向は左方向
であると判定して(図11(e)(g))、その旨を示
す信号MOVELEFTを出力する。
The motion determining circuit 22 detects a temporal change (TRG = 1) of the detection signal of the photodetector 10 when the photodetector 10 moves rightward (CLK2 = 1), and , When the photodetector 10 subsequently moves to the left (CLK2 =
If no change in the detection signal of the photodetector 10 with time is detected (TRG = 0) at (0), it is determined that the moving direction of the image is the left direction (FIGS. 11 (e) and (g)). ), And outputs a signal MOVELEFT indicating that.

【0039】また、動き判定回路22は、光検出器10の左
方向への移動時(CLK2=0)に該光検出器10の検出
信号の時間的変化(TRG=1)が検出され、且つ、そ
れに続く光検出器10の右方向への移動時(CLK2=
1)に該光検出器10の検出信号の時間的変化が検出され
なかった(TRG=0)場合は、像の移動方向は右方向
であると判定して(図11(f)(h))、その旨を示
す信号MOVERIGHTを出力する。
Further, the motion judging circuit 22 detects a temporal change (TRG = 1) of the detection signal of the photodetector 10 when the photodetector 10 moves to the left (CLK2 = 0), and , When the photodetector 10 moves rightward (CLK2 =
If the temporal change of the detection signal of the photodetector 10 is not detected in 1) (TRG = 0), it is determined that the moving direction of the image is the right direction (FIGS. 11F and 11H). ), And outputs a signal MOVERIGHT indicating that.

【0040】時間エッジ検出回路21の出力TRGと光検
出器10の移動方向を示すCLK2とに基づいて上述の機
能を実現する動き判定回路22は、図4のような論理回路
を用いて構成してもよく、コンピュータの演算によって
実現してもよい。なお、図5内に示す動き判定回路22A
については、後述の実施例2の項で述べる。
The motion judging circuit 22 which realizes the above-described function based on the output TRG of the time edge detecting circuit 21 and CLK2 indicating the moving direction of the photodetector 10 is constituted using a logic circuit as shown in FIG. Or may be realized by a computer operation. The motion determination circuit 22A shown in FIG.
Will be described later in the section of a second embodiment.

【0041】図1(b)や図10〜図11から明らかな
ように、検出対象の像の移動速度が光検出器10の振動に
よる変位よりも速い場合には、像の動き方向を正しく検
出できない場合がある。このため、光検出器10を、像の
移動速度よりも十分に高速に振動させることが必要であ
る。
As is apparent from FIG. 1B and FIGS. 10 to 11, when the moving speed of the image to be detected is faster than the displacement due to the vibration of the photodetector 10, the moving direction of the image is correctly detected. It may not be possible. For this reason, it is necessary to vibrate the photodetector 10 sufficiently faster than the moving speed of the image.

【0042】また、光検出器10を正弦波で振動させる場
合、図15に示すように、極大点と極小点付近では光検
出器10の変位の速さが小さくなり、検出対象の像の移動
速度よりも遅くなるため、例えば、図内Aの軌跡では、
像の動き方向を正しく検出できない。しかし、振動が十
分に高速であれば、動き方向を正しく検出できない時間
が全体の時間の中で占める割合が十分に小さくなるた
め、実用上の問題は少ないと考えられる。
When the photodetector 10 is vibrated by a sine wave, as shown in FIG. 15, the displacement speed of the photodetector 10 becomes small near the maximum point and the minimum point, and the movement of the image to be detected is shifted. Because it is slower than the speed, for example, in the locus of A in the figure,
The direction of movement of the image cannot be detected correctly. However, if the vibration is sufficiently fast, the ratio of the time during which the motion direction cannot be detected correctly in the entire time becomes sufficiently small, and it is considered that there is little practical problem.

【0043】なお、図内Aに示す場合には、光検出器10
の一方(図では右方)への変位の間に信号強度の変化が
2回検出されるため、一方への変位の間にTRGが2回
検出された場合には、該2回のTRGが検出されなかっ
たと見做すように動き判定回路22を構成することによ
り、上述の問題を回避してもよい。
In the case shown in FIG.
Since the change in the signal intensity is detected twice during the displacement to one side (the right side in the figure), when the TRG is detected twice during the displacement to one side, the two TRGs are detected. The above-described problem may be avoided by configuring the motion determination circuit 22 so as to consider that no motion is detected.

【0044】このように、実施例1の装置では、各位置
について各々単一の光検出器10の検出信号に基づいて像
の動き方向を検出するため、個々の光検出器の間の感度
や特性に差異がある場合でも、その影響を受けることが
少ない。また、個々の光検出器の間の感度や特性の差異
の影響を受け難いため、明るさの変動に感度が順応する
特性を有する光検出回路(例:USP5376813号
に記載されている回路)を用いることができる。また、
これにより、対象物の明るさの変動が大きい場合(例:
昼間から夕暮れまでの明るさの変動)でも、その変動に
順応して、検出対象の像の動きを信頼性良く検出するこ
とができる。また、単一の光検出器の出力信号に基づい
て動き方向を検出するので、複数の光検出器の出力信号
の関係から動き方向を検出する方法に比べ、回路の配線
が簡略になり、集積度が高められる。また、対象物自体
の動きによる検出器出力の変化(時間微分)信号を用い
ないので、広い速度レンジでも動きを安定して検出でき
る。
As described above, in the apparatus of the first embodiment, since the direction of movement of the image is detected based on the detection signal of the single photodetector 10 for each position, the sensitivity between the individual photodetectors and the like are determined. Even if there is a difference in characteristics, it is less affected. Further, since it is hard to be affected by differences in sensitivity and characteristics between individual photodetectors, a photodetector circuit having a characteristic in which the sensitivity adapts to a change in brightness (eg, a circuit described in US Pat. No. 5,376,813) is used. Can be used. Also,
Thereby, when the fluctuation of the brightness of the object is large (for example,
Even if the brightness varies from daytime to dusk, the motion of the image to be detected can be detected with high reliability in accordance with the variation. Also, since the direction of movement is detected based on the output signal of a single photodetector, circuit wiring is simplified and the integration is simpler than in the method of detecting the direction of motion from the relationship between the output signals of a plurality of photodetectors. The degree is raised. In addition, since a change (time differential) signal of the detector output due to the movement of the object itself is not used, the movement can be stably detected even in a wide speed range.

【0045】換言すれば、実施例1の装置は、「投影さ
れる像の強度に応じた信号を出力する光検出器10と、投
影される像と前記光検出器10との間に相対的な振動を生
起させる振動手段70と、前記光検出器の出力信号の時間
的な変化を検出する時間エッジ検出回路21と、前記光検
出器の位置の変位方向を示す信号CLK2(又はその逆
極性の信号)と前記時間エッジ検出回路の出力信号TR
Gとに基づいて像の動きの方向を判定する動き判定回路
22とを備え、該動き判定回路22は、光検出器10の一方へ
の移動時に該光検出器10の検出信号の時間的変化が検出
されず、それに続く光検出器10の他方(上記「一方」の
反対方向)への移動時に該光検出器10の検出信号の時間
的変化が検出された場合、像の移動方向は上記「一方」
であると判定する、動き検出装置」、として記述するこ
とができる。
In other words, the apparatus according to the first embodiment includes a “photodetector 10 that outputs a signal corresponding to the intensity of a projected image, and a relative position between the projected image and the photodetector 10. Vibrating means 70 for generating an appropriate vibration, a time edge detecting circuit 21 for detecting a temporal change of an output signal of the photodetector, and a signal CLK2 (or its opposite polarity) indicating a displacement direction of the position of the photodetector. Signal) and the output signal TR of the time edge detection circuit.
Motion determining circuit for determining the direction of the image motion based on G
22. When the movement determination circuit 22 moves to one of the photodetectors 10, a temporal change in the detection signal of the photodetector 10 is not detected, and the other one of the subsequent photodetectors 10 (the above “ When a temporal change in the detection signal of the photodetector 10 is detected during the movement in the direction opposite to the “one side”, the moving direction of the image is “one side”.
, A motion detection device. "

【0046】また、実施例1の装置は、「投影される像
の強度に応じた信号を出力する光検出器10と、投影され
る像と前記光検出器10との間に相対的な振動を生起させ
る振動手段70と、前記光検出器の出力信号の時間的な変
化を検出する時間エッジ検出回路21と、前記光検出器の
位置の変位方向を示す信号CLK2(又はその逆極性の
信号)と前記時間エッジ検出回路の出力信号TRGとに
基づいて像の動きの方向を判定する動き判定回路22とを
備え、該動き判定回路22は、光検出器10の一方への移動
時に該光検出器10の検出信号の時間的変化が検出され、
それに続く光検出器10の他方(上記「一方」の反対方
向)への移動時に該光検出器10の検出信号の時間的変化
が検出されなかった場合、像の移動方向は上記「他方」
であると判定する、動き検出装置」、として記述するこ
とができる。
Further, the apparatus according to the first embodiment includes a “photodetector 10 that outputs a signal corresponding to the intensity of a projected image, and a relative vibration between the projected image and the photodetector 10. , A time edge detection circuit 21 for detecting a temporal change in the output signal of the photodetector, a signal CLK2 indicating the direction of displacement of the position of the photodetector (or a signal having the opposite polarity). ) And a motion judging circuit 22 for judging the direction of motion of the image based on the output signal TRG of the time edge detecting circuit. The temporal change of the detection signal of the detector 10 is detected,
If the temporal change of the detection signal of the photodetector 10 is not detected during the subsequent movement of the photodetector 10 to the other side (the direction opposite to the above “one side”), the moving direction of the image is the above “other side”.
, A motion detection device. "

【0047】また、上述の例では、光検出器10を振動さ
せる手段として、基板100 の背面に設けた圧電素子70を
用いているが、これに代えて、例えば、電磁気的な力を
利用したアクチュエータを使用してもよい。また、光検
出器は固定しておいて、図16(a)(b)(c)に示
す構成を用いて像の位置を振動させてもよい。
In the above-described example, the piezoelectric element 70 provided on the back surface of the substrate 100 is used as a means for vibrating the photodetector 10, but instead, for example, an electromagnetic force is used. An actuator may be used. Alternatively, the photodetector may be fixed, and the position of the image may be vibrated using the configuration shown in FIGS. 16 (a), (b), and (c).

【0048】例えば、図16(a)には、レンズの焦点
距離が十分に大きい場合に、該レンズと結像面の間に配
置した透光ガラス板71を、図の紙面に垂直で光軸と交わ
る線を軸として微小揺動させることにより、固定状態の
基板面に照射される光を基板面上の光検出器10に対して
基板面内方向に相対変位(振動)させる構成が示されて
いる。
For example, in FIG. 16A, when the focal length of the lens is sufficiently large, the light transmitting glass plate 71 disposed between the lens and the image forming plane is moved perpendicularly to the plane of the drawing. A configuration is shown in which the light irradiating the substrate surface in the fixed state is displaced (vibrated) relative to the photodetector 10 on the substrate surface in the in-plane direction of the substrate by minutely swinging about the line intersecting with the axis. ing.

【0049】また、図16(b)には、レンズの後方に
設けた反射鏡72により光の進行方向を90°曲げて固定
状態の基板面に合焦させるとともに、該反射鏡72を鏡面
に直交する方向へ微小振動させることにより、基板面に
結像される像を光検出器10に対して基板面内方向に相対
変位(振動)させる構成が示されている。
FIG. 16B shows a state in which the direction of light is bent by 90 ° by a reflecting mirror 72 provided behind the lens to focus on a fixed substrate surface, and the reflecting mirror 72 is placed on the mirror surface. An arrangement is shown in which an image formed on the substrate surface is relatively displaced (vibrated) in the substrate in-plane direction with respect to the photodetector 10 by minutely vibrating in a direction orthogonal to the substrate.

【0050】振動手段の他の実現方法を図16(c)に
示す。同図は、光検出器が設けられている基板の断面図
を示し、上方から光が入射してくるものとする。図示の
ように、光検出器の受光領域の前面に設置された、開口
を設けた遮光手段と、この遮光手段の位置を変位させる
手段とを用い、遮光手段の位置を例えば図16(c)上
段の状態から同図下段の状態に変位させることで、光検
出器へ入射する光の開口の位置を遮光手段の位置の変位
分だけ移動させることができる。このようにして、遮光
手段の位置を変位または振動させることで、投影される
像と光検出器との間に相対的な変位または振動を生起さ
せることができる。
FIG. 16C shows another method of realizing the vibration means. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a substrate provided with a photodetector, in which light is incident from above. As shown in the figure, a light shielding means provided with an opening, which is provided in front of a light receiving area of the photodetector, and a means for displacing the light shielding means are used. By displacing from the upper state to the lower state in the figure, the position of the opening of the light incident on the photodetector can be moved by the displacement of the position of the light shielding means. Thus, by displacing or vibrating the position of the light shielding means, a relative displacement or vibration can be generated between the projected image and the photodetector.

【0051】図16の何れの場合も、図2(a)に示し
た圧電素子を用いる構成と同様の効果を奏する。なお、
図示の構成以外にも、例えば、レンズを含むケース全体
を振動させることによって同様の効果を奏する構成も可
能である。また、実施例1では、多数の光検出器がアレ
ー状に多数個配列された例を示したが、配列は必ずしも
アレー状である必要はないし、さらに、光検出器の個数
は1個であっても本発明が実施できることは明らかであ
る。
In any case of FIG. 16, the same effect as the configuration using the piezoelectric element shown in FIG. In addition,
In addition to the illustrated configuration, for example, a configuration that achieves the same effect by vibrating the entire case including the lens is also possible. Further, in the first embodiment, an example is shown in which a large number of photodetectors are arranged in an array, but the arrangement is not necessarily required to be an array, and the number of photodetectors is one. Obviously, the present invention can be implemented.

【0052】4.実施例2.図5は図2(b)内の動き
検出回路20の図3とは異なる構成例を示すブロック図、
図6は図5内の動き判定回路22A の具体的構成例を示す
回路図、図7と図8は動き判定回路22A の動作を示すタ
イミングチャートである。図13〜図14は光検出器10
の動きと像(空間エッジ)の移動と時間エッジ検出回路
21の出力TRGとの関係を示す説明図である。図17は
実施例2の装置の回路構成を示すブロック図である。な
お、実施例2の装置の外観や、光検出器10に振動を生起
させる構造は実施例1と同様である。
4. Embodiment 2. FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the motion detection circuit 20 in FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the motion judging circuit 22A in FIG. 5, and FIGS. 7 and 8 are timing charts showing the operation of the motion judging circuit 22A. 13 and 14 show the photodetector 10.
Movement and image (spatial edge) movement and time edge detection circuit
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a relationship between the output TRG and output TRG 21. FIG. 17 is a block diagram illustrating a circuit configuration of the device according to the second embodiment. Note that the appearance of the device of the second embodiment and the structure for causing the photodetector 10 to vibrate are the same as those of the first embodiment.

【0053】実施例2の装置では、光検出器10の右方向
への移動時(CLK2=1)に該光検出器10の検出信号
の時間的変化が検出されず(TRG=0)、且つ、それ
に続く左方向への移動時(CLK2=0)に該光検出器
10の検出信号の時間的変化が検出された(TRG=1が
存在した)時、換言すれば、図13(m)の「あ」に示
す時、その旨の信号MOVERIGHT1が、動き検出
回路20から右方向速度検出回路60R へ出力される。
In the apparatus of the second embodiment, when the photodetector 10 moves to the right (CLK2 = 1), no temporal change in the detection signal of the photodetector 10 is detected (TRG = 0), and , During the subsequent leftward movement (CLK2 = 0),
When a time change of the detection signal 10 is detected (TRG = 1 is present), in other words, when “A” is shown in FIG. 13 (m), the signal MOVERIGHT1 to that effect is output to the motion detection circuit 20. Is output to the right speed detection circuit 60R.

【0054】また、光検出器10の左方向への移動時(C
LK2=0)に該光検出器10の検出信号の時間的変化が
検出され(TRG=1が存在した)、且つ、それに続く
右方向への移動時(CLK2=1)に該光検出器10の検
出信号の時間的変化が検出されなかった(TRG=0)
時、換言すれば、図13(m)の「い」に示す時、その
旨の信号MOVERIGHT2が、動き検出回路20から
右方向速度検出回路60R へ出力される。
When the photodetector 10 moves to the left (C
(LK2 = 0), a temporal change in the detection signal of the photodetector 10 is detected (TRG = 1 exists), and when the photodetector 10 moves rightward (CLK2 = 1), the photodetector 10 is detected. No change in the detection signal over time was detected (TRG = 0)
At this time, in other words, when "i" is shown in FIG. 13 (m), a signal MOVERIGHT2 to that effect is output from the motion detection circuit 20 to the right speed detection circuit 60R.

【0055】右方向速度検出回路60R では、MOVER
IGHT1の検出時刻からMOVERIGHT2の検出
時刻までの時間Trと、光検出器10の振動の振幅Lとに
基づいて、先述の原理に従って、右方向の移動速度Vri
ght が、「Vright =L/Tr」として求められて、そ
の結果が出力される。
In the rightward speed detection circuit 60R, MOVER
Based on the time Tr from the detection time of IGHT1 to the detection time of MOVERIGHT2 and the amplitude L of the vibration of the photodetector 10, the rightward moving speed Vri is calculated according to the principle described above.
ght is obtained as “Vright = L / Tr”, and the result is output.

【0056】また、実施例2の装置では、光検出器10の
左方向への移動時(CLK2=0)に該光検出器10の検
出信号の時間的変化が検出されず(TRG=0)、且
つ、それに続く右方向への移動時(CLK2=1)に該
光検出器10の検出信号の時間的変化が検出された(TR
G=1が存在した)時、換言すれば、図14(p)の
「お」に示す時、その旨の信号MOVELEFT1が、
動き検出回路20から左方向速度検出回路60L へ出力され
る。
In the apparatus of the second embodiment, when the photodetector 10 moves to the left (CLK2 = 0), a temporal change in the detection signal of the photodetector 10 is not detected (TRG = 0). In addition, during the subsequent rightward movement (CLK2 = 1), a temporal change in the detection signal of the photodetector 10 is detected (TR
G = 1), in other words, when “O” is shown in FIG. 14 (p), the signal MOVELEFT1 to that effect is
It is output from the motion detection circuit 20 to the left speed detection circuit 60L.

【0057】また、光検出器10の右方向への移動時(C
LK2=1)に該光検出器10の検出信号の時間的変化が
検出され(TRG=1が存在した)、且つ、それに続く
左方向への移動時(CLK2=0)に該光検出器10の検
出信号の時間的変化が検出されなかった(TRG=0)
時、換言すれば、図14(p)の「か」に示す時、その
旨の信号MOVELEFT2が、動き検出回路20から左
方向速度検出回路60Lへ出力される。
When the photodetector 10 moves to the right (C
(LK2 = 1), a temporal change in the detection signal of the photodetector 10 is detected (TRG = 1 exists), and when the photodetector 10 moves leftward (CLK2 = 0), the photodetector 10 is detected. No change in the detection signal over time was detected (TRG = 0)
At the time, in other words, when "?" Is shown in FIG. 14 (p), a signal MOVELEFT2 to that effect is output from the motion detection circuit 20 to the left speed detection circuit 60L.

【0058】左方向速度検出回路60L では、MOVEL
EFT1の検出時刻からMOVELEFT2の検出時刻
までの時間Tlと、光検出器10の振動の振幅Lとに基づ
いて、先述の原理に従って、左方向の移動速度Vleft
が、「Vleft=L/Tl」として求められて、その結果
が出力される。
In the leftward speed detection circuit 60L, MOVEL
Based on the time Tl from the detection time of EFT1 to the detection time of MOVELEFT2, and the amplitude L of the vibration of the photodetector 10, the leftward moving speed Vleft is calculated according to the principle described above.
Is obtained as “Vleft = L / Tl”, and the result is output.

【0059】なお、上記の測定時間TrとTlは、何れ
も、振動の周期で量子化されているため、振動の周波数
が高いほど速度検出の精度が向上することになる。
Since the measurement times Tr and Tl are both quantized at the cycle of the vibration, the higher the frequency of the vibration, the higher the accuracy of the speed detection.

【0060】また、上記MOVERIGHT1とMOV
ERIGHT2は、TRGとCLK2(及びCLK2の
逆極性の信号)を入力する動き判定回路22A (図6)に
よって、図7に示すタイミングで生成される。また、上
記MOVELEFT1とMOVELEFT2は、同じ動
き判定回路22A によって、図8に示すタイミングで生成
される。換言すれば、上述の論理に従って生成される。
The above MOVELIGHT1 and MOVIGHT1
ERIHT2 is generated at the timing shown in FIG. 7 by the motion determining circuit 22A (FIG. 6) that inputs TRG and CLK2 (and a signal of the opposite polarity of CLK2). The above-mentioned MOVELEFT1 and MOVELEFT2 are generated by the same motion determination circuit 22A at the timing shown in FIG. In other words, it is generated according to the logic described above.

【0061】このように、実施例2の装置では、各位置
について各々単一の光検出器10の検出信号に基づいて像
の動き方向と移動速度を検出するため、個々の光検出器
の間の感度や特性に差異がある場合でも、その影響を受
けることが少ない。また、個々の光検出器の間の感度や
特性の差異の影響を受け難いため、明るさの変動に感度
が順応する特性を有する光検出回路(例:USP537
6813号に記載されている回路)を用いることができ
る。また、これにより、対象物の明るさの変動が大きい
場合(例:昼間から夕暮れまでの明るさの変動)でも、
その変動に順応して、検出対象の像の動きと移動速度を
信頼性良く検出することができる。また、単一の光検出
器の出力信号に基づいて動きの方向と速度を検出するの
で、複数の光検出器の出力信号の関係から速度を検出す
る方法に比べ、回路の配線が簡略になり、集積度が高め
られる。
As described above, in the apparatus according to the second embodiment, since the moving direction and the moving speed of the image are detected at each position based on the detection signal of the single photodetector 10, the distance between the individual photodetectors can be reduced. Even if there is a difference in the sensitivity and characteristics of, there is little influence from the difference. In addition, since it is hard to be affected by differences in sensitivity and characteristics between individual photodetectors, a photodetector circuit having characteristics in which sensitivity adapts to changes in brightness (eg, USP537)
No. 6813). In addition, even when the brightness of the object greatly fluctuates (eg, the brightness fluctuates from daytime to dusk),
The movement and moving speed of the image to be detected can be reliably detected in accordance with the fluctuation. Also, since the direction and speed of movement are detected based on the output signal of a single photodetector, circuit wiring is simplified compared to the method of detecting speed based on the relationship between the output signals of multiple photodetectors. , The degree of integration is increased.

【0062】換言すれば、実施例2の装置は、「投影さ
れる像の強度に応じた信号を出力する光検出器10と、投
影される像と前記光検出器10との間に相対的な振動を生
起させる振動手段70と、前記光検出器の出力信号の時間
的な変化を検出する時間エッジ検出回路21と、前記光検
出器の位置の変位方向を示す信号CLK2(又はその逆
極性の信号)と前記時間エッジ検出回路の出力信号TR
Gとに基づいて像の動きの方向と速度を判定する動き判
定手段22,60R,60Lとを備え、該動き判定手段22,60R,60L
は、光検出器10の一方への移動時に該光検出器10の検出
信号の時間的変化が検出されず、且つ、それに続く他方
(前記「一方」の反対方向)への移動時に該光検出器10
の検出信号の時間的変化が検出された時から、光検出器
10の前記他方への移動時に該光検出器10の検出信号の時
間的変化が検出され、且つ、それに続く前記一方への移
動時に該光検出器10の検出信号の時間的変化が検出され
なかった時までの所要時間と光検出器10の振動の振幅と
に基づいて像の移動速度を判定する、動き検出装置」、
として記述することができる。
In other words, the apparatus according to the second embodiment includes a “photodetector 10 that outputs a signal corresponding to the intensity of the projected image, and a relative position between the projected image and the photodetector 10. Vibrating means 70 for generating an appropriate vibration, a time edge detecting circuit 21 for detecting a temporal change of an output signal of the photodetector, and a signal CLK2 (or its opposite polarity) indicating a displacement direction of the position of the photodetector. Signal) and the output signal TR of the time edge detection circuit.
G, and the motion determining means 22, 60R, 60L for determining the direction and speed of the motion of the image based on G, said motion determining means 22, 60R, 60L
Does not detect a temporal change in the detection signal of the photodetector 10 when the photodetector 10 moves to one side, and detects the photodetection when the photodetector 10 subsequently moves to the other side (the opposite direction to the “one”). Container 10
From the time when the temporal change of the detection signal of
The time change of the detection signal of the photodetector 10 is detected when the 10 moves to the other side, and the time change of the detection signal of the photodetector 10 is not detected during the subsequent movement to the one side. A motion detection device that determines the moving speed of the image based on the required time until the time and the amplitude of the vibration of the photodetector 10,
Can be described as

【0063】さらに、実施例2の装置は、「上記の構成
に於いて、動き判定手段22,60R,60Lは、光検出器10の振
動の振幅を上記所要時間で割り算することにより像の移
動速度を求め、像の移動方向を前記一方であると判定す
る、動き検出装置」、として記述することができる。
Further, the apparatus according to the second embodiment is described as follows. In the above configuration, the motion determining means 22, 60R, 60L divides the amplitude of the vibration of the photodetector 10 by the required time to move the image. A motion detection device that determines the speed and determines the moving direction of the image to be one of the two directions. "

【0064】5.実施例3.図18は実施例3の装置の
回路構成を示すブロック図である。なお、実施例3の装
置の外観や、光検出器10に振動を生起させる構造は実施
例1,2と同様である。また、実施例3の装置の動き判
定回路の構成は、実施例2と同様である。
5. Embodiment 3 FIG. FIG. 18 is a block diagram illustrating a circuit configuration of the device according to the third embodiment. Note that the appearance of the device of the third embodiment and the structure for causing the photodetector 10 to vibrate are the same as those of the first and second embodiments. The configuration of the motion determination circuit of the device according to the third embodiment is the same as that of the second embodiment.

【0065】実施例3の装置では、各光検出器10に対応
する各動き検出回路20から、MOVERIGHT1、M
OVERIGHT2、MOVELEFT1、MOVEL
EFT2、の各信号が、実施例2の装置の場合と同様の
条件が満たされた時に、各々出力される。
In the apparatus of the third embodiment, MOVELIGHT1, MOVERIGHT1 and MOVERIGHT1 are output from each motion detection circuit 20 corresponding to each photodetector 10.
OVERIGHT2, MOVELEFT1, MOVEL
Each signal of EFT2 is output when the same condition as that of the device of the second embodiment is satisfied.

【0066】実施例3の装置では、第1の光検出器10-1
に対応する第1の動き検出回路20-1で或る方向(右方
向、又は、左方向)の動きが検出され、次に、第1の光
検出器10-1から動きの検出方向(右方向、又は、左方
向)に所定距離L1-2 だけ離れた位置の第2の光検出器
10-2に対応する第2の動き検出回路20-2で同じ動きが検
出されたとき、第1の動き検出回路20-1での検出時刻か
ら第2の動き検出回路20-2での検出時刻までの所要時間
T1-2 と、上記所定距離L1-2 とに基づいて、像の移動
速度Vが、「V=L1-2 /T1-2 」として、速度検出回
路60L1/60L2/60R1/60R2 で求められる。
In the device of the third embodiment, the first photodetector 10-1
Is detected in a certain direction (rightward or leftward) by the first motion detection circuit 20-1 corresponding to the first motion detection circuit 20-1, and then the motion detection direction (rightward or leftward) is detected from the first photodetector 10-1. Direction or left direction) at a position separated by a predetermined distance L1-2.
When the same motion is detected by the second motion detection circuit 20-2 corresponding to 10-2, the detection by the second motion detection circuit 20-2 is performed based on the detection time by the first motion detection circuit 20-1. Based on the required time T1-2 up to the time and the predetermined distance L1-2, the moving speed V of the image is set as "V = L1-2 / T1-2", and the speed detection circuit 60L1 / 60L2 / 60R1 / Required by 60R2.

【0067】6.2次元の振動の場合(実施例4).前
述の実施例1では、光検出器10が設けられている基板10
0 を左右方向(一次元方向)に振動させる例が述べられ
ているが、相異なる2方向の振動と、それに対応した像
の各方向成分の動きを検出することにより、像の各方向
の動きを検出することも可能である。また、相異なる2
方向の振動と、それに対応した像の各方向成分の動きと
移動速度を検出することにより、像の各方向の動きと移
動速度を検出することも可能である。
6. In the case of two-dimensional vibration (Embodiment 4). In the first embodiment, the substrate 10 on which the photodetector 10 is provided is used.
Although the example in which 0 is vibrated in the left-right direction (one-dimensional direction) is described, the motion in each direction of the image is detected by detecting the vibration in two different directions and the corresponding motion of each direction component of the image. Can also be detected. In addition, two different
It is also possible to detect the movement and the moving speed of the image in each direction by detecting the vibration in the direction and the movement and the moving speed of each direction component of the image corresponding thereto.

【0068】図19に示す例では、光検出器を(b)の
ようにx方向とy方向に時間的に変位させることによ
り、(a)に示す軌跡で光検出器を変位させている。こ
の場合の検出原理を図21に示す。図20(a)は図1
(a)に対応する。また、図20(c)は図1(c)に
対応する。両者の比較からわかるように、二次元方向に
於ける像の動き方向と移動速度の検出原理は、基本的に
は、一次元方向の場合の検出原理と同様である。なお、
図20中、実線で示す部分が光検出器の右方向への変位
に対応し、破線で示す部分が左方向への変位に対応す
る。
In the example shown in FIG. 19, the photodetector is displaced along the locus shown in (a) by temporally displacing the photodetector in the x and y directions as shown in (b). FIG. 21 shows the detection principle in this case. FIG. 20A shows FIG.
This corresponds to (a). FIG. 20C corresponds to FIG. As can be seen from the comparison between the two, the principle of detecting the moving direction and moving speed of the image in the two-dimensional direction is basically the same as the principle of detection in the one-dimensional direction. In addition,
In FIG. 20, the part shown by the solid line corresponds to the rightward displacement of the photodetector, and the part shown by the broken line corresponds to the leftward displacement.

【0069】また、図20(b)に示すように、像の移
動速度が速くなると、光検出器が変位しない期間に於い
て像の軌跡が初めて交叉するか、又は、最後に交叉する
ようになる。このような場合、本発明の検出原理は正し
く機能しなくなる。二次元方向の振動の場合、像の軌跡
がこのようにならない速度が、検出可能な限界の速度と
なる。
As shown in FIG. 20B, when the moving speed of the image increases, the trajectory of the image intersects for the first time or last in the period in which the photodetector is not displaced. Become. In such a case, the detection principle of the present invention will not function properly. In the case of two-dimensional vibration, the speed at which the trajectory of the image does not become such is the limit speed at which detection is possible.

【0070】なお、二次元の速度検出では、周知の窓枠
問題(例:「アナログVLSIと神経システム・270
頁〜275頁(二次元アナログ動き検出器)」,199
3年2月28日初版発行,C.Mead著,白井支朗・
米津宏雄訳,(株)トッパン発行)が存在するため、図
示の方法により直接求め得る速度は、図19(c)に示
す速度空間に於けるVx とVy である。
In the two-dimensional speed detection, a well-known window frame problem (eg, “Analog VLSI and neural system • 270
Pp. 275 (two-dimensional analog motion detector) ", 199
Published first edition on February 28, 3rd, C.I. Mead, Shiro Shirai ・
Since Yonezu Hiroo translated and published by Toppan Co., Ltd.), the speeds directly obtainable by the illustrated method are Vx and Vy in the speed space shown in FIG. 19C.

【0071】7.機械的振動を生起しない場合.機械的
振動を生起しないで像の動き方向や速度を検出する場合
の原理を図21に示す。検出の根本原理は先述の「1.
動き方向検出の原理」の項で述べたものと同様である。
違いは、先述の原理では、像と検出器の間に相対的な振
動を生じさせるための振動手段を用いていたのに対し、
図21の場合は、1組の検出器と記憶手段を用いること
により、振動手段を用いることなく同様な原理での動き
検出を可能にした点である。即ち、異なる2つの位置に
設定された検出器1 及び検出器2 と、異なる時刻の出力
信号を記憶する記憶手段とを用いて、図21に示すよう
に、異なる時空間的位置(図中の+印)での検出器の出
力信号を捉え、異なる時空間的位置での検出器の出力信
号の変化を検出することにより、先述の原理の適用を可
能にしている。図21の原理を用いた場合は、振動手段
が不要になるため、装置の構成を簡単にできる効果があ
る。なお、図21の構成では、複数の検出器の出力を用
いて動きを検出するため検出器の特性のバラツキは問題
になるが、それ以降の処理回路は共通であるので、検出
器の特性を揃えることで、精度の良い検出装置を実現で
きる。また、順応の機能を持たせることも、組となる検
出器に共通の制御をすることによって可能である。
7. When no mechanical vibration occurs. FIG. 21 shows the principle of detecting the moving direction and speed of an image without causing mechanical vibration. The fundamental principle of the detection is described in “1.
Principle of Motion Direction Detection ".
The difference is that while the aforementioned principle used a vibration means to cause relative vibration between the image and the detector,
In the case of FIG. 21, the use of a set of detectors and storage means enables motion detection on the same principle without using vibration means. That is, using the detector 1 and the detector 2 set at two different positions and the storage means for storing output signals at different times, as shown in FIG. By capturing the output signal of the detector at (+) and detecting changes in the output signal of the detector at different spatiotemporal positions, the above-described principle can be applied. In the case where the principle of FIG. 21 is used, the vibration means is not required, so that the configuration of the device can be simplified. In the configuration shown in FIG. 21, variations in the characteristics of the detectors are problematic because motion is detected using the outputs of a plurality of detectors. However, since the subsequent processing circuits are common, the characteristics of the detectors are reduced. By aligning them, a highly accurate detection device can be realized. It is also possible to provide an adaptive function by performing common control on the detectors forming a pair.

【0072】8.実施例5.実施例5は、一次元の動き
および速度の検出装置である。実施例5の装置の構造
は、図2(a)で圧電素子70が無い構造である。図22
は基板上に構成された実施例5の回路の1ユニット分の
構成を示すブロック図である。図22に示すように、実
施例5の装置は、光電変換機(検出器)、サンプルホー
ルド回路(記憶手段)、変化検出回路、および動き判定
回路から構成される。
8. Embodiment 5 FIG. Example 5 is an apparatus for detecting one-dimensional movement and velocity. The structure of the device of the fifth embodiment is a structure without the piezoelectric element 70 in FIG. FIG.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of one unit of a circuit according to a fifth embodiment configured on a substrate. As shown in FIG. 22, the device according to the fifth embodiment includes a photoelectric converter (detector), a sample and hold circuit (storage means), a change detection circuit, and a motion determination circuit.

【0073】光電変換器1 および2 は、像のそれぞれの
位置の光強度に対応した信号を出力する。対応するサン
プルホールド回路は、それぞれの制御信号(SH1,S
H2)がハイレベルの場合には入力信号(光電変換器の
出力信号)をそのまま入力し、制御信号がハイレベルか
らローレベルに変化するときに入力信号を記憶し、制御
信号がローレベルの間は記憶された信号を出力する。変
化検出回路は、CLKの立ち上がりの時点で入力の2信
号を比較し、その差の絶対値が所定値以上であればパル
ス状の信号TRGを出力する。動き判定回路は、先述の
実施例1や実施例2に示したものと同様であるが、実施
例1や2の動き判定回路のCLK2に対応する信号は、
本実施例5の場合にはCLK2がCLK3(CLK2が
1/4周期遅延した信号)になっている点が異なる。こ
の理由は、図23からも分かるように、TRGパルスが
出る時期が、実施例1や2では振動による光検出器の変
移の間であったのに対して、本実施例5では仮想的な振
動の頂点に達した直後であるためである。基本クロック
信号CLKに対する各信号の時間関係を図23に示す。
なお、動き判定回路の出力は実施例1や2と同様のもの
であるため、速度の検出は、実施例2と同様の速度検出
回路で実現できることは明らかである。
The photoelectric converters 1 and 2 output a signal corresponding to the light intensity at each position of the image. The corresponding sample-and-hold circuits control the respective control signals (SH1, S
When H2) is at the high level, the input signal (output signal of the photoelectric converter) is input as it is, and when the control signal changes from the high level to the low level, the input signal is stored. Outputs the stored signal. The change detection circuit compares the two input signals at the rising edge of CLK, and outputs a pulse signal TRG if the absolute value of the difference is equal to or greater than a predetermined value. The motion determination circuit is the same as that described in the first and second embodiments, but the signal corresponding to CLK2 of the motion determination circuit in the first and second embodiments is
The fifth embodiment is different from the fifth embodiment in that CLK2 is CLK3 (a signal obtained by delaying CLK2 by 周期 cycle). The reason for this is that, as can be seen from FIG. 23, the timing at which the TRG pulse is emitted is between the transitions of the photodetector due to vibration in the first and second embodiments, whereas the fifth embodiment is a virtual This is because it has just reached the peak of the vibration. FIG. 23 shows the time relationship of each signal with respect to the basic clock signal CLK.
Since the output of the motion determination circuit is the same as in the first and second embodiments, it is clear that the speed can be detected by the same speed detection circuit as in the second embodiment.

【0074】信号強度の長期的変動に順応させるために
は、組になっている光電変換器の感度が同一に順応する
必要がある。このための感度の制御方法としては、図2
4に示すように、それぞれの光変換器の出力を用いて、
例えば信号強度の平均等によって感度を制御する方法
(a)、どれか1つの光変換器の出力を用いて感度を制
御する方法(b)が考えられる。前者は、それぞれの光
変換器の信号に対応して感度を制御できるメリットがあ
る。また、後者は、構成が簡単になるメリットがある。
また、(c)や(d)のように、感度制御のための光電
変換器を、動き検出のための処理に用いる光電変換器と
は別に設ける方法もある。
In order to adapt to long-term fluctuations in signal strength, it is necessary that the sensitivities of the photoelectric converters in the group adapt in the same manner. FIG. 2 shows a sensitivity control method for this purpose.
As shown in FIG. 4, using the output of each optical converter,
For example, a method (a) of controlling the sensitivity by averaging the signal strength or the like, and a method (b) of controlling the sensitivity using the output of any one of the optical converters can be considered. The former has an advantage that the sensitivity can be controlled according to the signal of each optical converter. The latter has the advantage that the configuration is simplified.
As shown in (c) and (d), there is a method in which a photoelectric converter for sensitivity control is provided separately from a photoelectric converter used for processing for motion detection.

【0075】一次元の働き方向及び速度を検出する実施
例5の別の構成例について、図40〜図43を参照して
説明する。図40は装置のブロック図、図41左欄は変
化検出回路の入出力特性、図41右欄は基本クロック信
号CLKと各信号との関係を示す。なお、CLK及びC
LK2は、図21に示したCLKおよびCLK2とは位
相が異なったものである。
Another configuration example of the fifth embodiment for detecting a one-dimensional working direction and speed will be described with reference to FIGS. 40 is a block diagram of the device, the left column of FIG. 41 shows the input / output characteristics of the change detection circuit, and the right column of FIG. 41 shows the relationship between the basic clock signal CLK and each signal. Note that CLK and C
LK2 has a different phase from CLK and CLK2 shown in FIG.

【0076】光検出器は、光強度に応じた電圧の信号を
出力する。スイッチはゲート信号G1,G2がハイレベ
ルの時に導通するものである。このスイッチとコンデン
サとにより、ゲート信号がハイレベルからローレベルに
変化した時刻の光検出器の出力信号がコンデンサの電圧
として記憶される。変化検出回路では、時空間上の2点
の信号強度が比較され、その差の絶対値が閾値Vt以上
であるとき、出力信号TRGがハイレベルになる。
The photodetector outputs a voltage signal according to the light intensity. The switches conduct when the gate signals G1 and G2 are at a high level. With this switch and the capacitor, the output signal of the photodetector at the time when the gate signal changes from the high level to the low level is stored as the voltage of the capacitor. In the change detection circuit, the signal intensities at two points in time and space are compared, and when the absolute value of the difference is equal to or larger than the threshold value Vt, the output signal TRG becomes high level.

【0077】動き判定回路はCLKに同期した順序回路
であり、図42はその状態遷移図である。動き判定回路
は、信号P,L,Rを出力する。信号Pは時空間上の2
点間で信号強度の変化があったことを示す信号である。
信号L,Rは、それぞれ左向き,右向きの動きが検出さ
れたことを示す信号である。速度計算回路は、信号Pが
ハイレベルであるクロック数をカウントし、LまたはR
がハイレベルになった時のカウント数から速度を計算
し、その速度を出力信号VP−VN間の電圧の絶対値
で、動きの方向(L又はR)をその電圧の極性で出力す
る。同時に信号Pをカウントするカウンタをリセットす
る。
The motion judging circuit is a sequential circuit synchronized with CLK, and FIG. 42 is a state transition diagram thereof. The motion determination circuit outputs signals P, L, and R. The signal P is 2
This signal indicates that the signal strength has changed between points.
The signals L and R are signals indicating that leftward and rightward movements are detected, respectively. The speed calculation circuit counts the number of clocks in which the signal P is at a high level, and calculates L or R
, The speed is calculated from the count number when the signal becomes high level, the speed is output as the absolute value of the voltage between the output signals VP and VN, and the direction of movement (L or R) is output as the polarity of the voltage. At the same time, the counter for counting the signal P is reset.

【0078】動き判定回路の別の例(状態遷移図)を図
43に示す。図42の例では信号TRGが1クロック間
だけハイレベル又はローレベルになった場合でも判定結
果に影響するため、対象物のエッジがあまり明瞭でない
場合等に誤判定し易い。そこで、何クロックか連続して
TRG信号が同一である場合を有効なデータとして用い
るようにすることにより、上記の誤判定を軽減できる。
図43に示す状態遷移図は、3クロック連続(但し、状
態数を2の冪乗である8とするために一部は2クロック
以上)してTRG信号が同一である場合を、有効なデー
タとして用いるようにした一例である。
FIG. 43 shows another example (state transition diagram) of the motion judgment circuit. In the example of FIG. 42, even when the signal TRG is at a high level or a low level for only one clock, the determination result is affected. Therefore, an erroneous determination is likely to occur when the edge of the target object is not very clear. Therefore, the erroneous determination can be reduced by using the case where the TRG signal is the same for several consecutive clocks as valid data.
The state transition diagram shown in FIG. 43 shows that when the TRG signal is the same for three consecutive clocks (partially two or more clocks in order to set the number of states to 8 which is a power of 2), the valid data This is an example in which the device is used as a device.

【0079】9.実施例6.図25(a)は、動き方向
および速度の空間的分布を検出するときの実施例であ
る。空間的分布を検出する場合には、図25(b)に示
すように実施例5の回路をそのまま多数配置しても良い
が、図25(a)に示す実施例6のように、互いに隣り
合う光電変換器を組として配置した場合には、空間的解
像度が高められる効果がある。なお、図25(a)で
は、SH1、SH2の信号の意味が1組おきに逆転する
ので、変化検出回路(図25では不図示)のCLK3の
信号は、それに対応して極性を逆転させる必要がある。
9. Embodiment 6 FIG. FIG. 25A is an embodiment when detecting the spatial distribution of the movement direction and the velocity. When the spatial distribution is detected, many circuits of the fifth embodiment may be arranged as they are as shown in FIG. 25B, but they may be adjacent to each other as in the sixth embodiment shown in FIG. When the matching photoelectric converters are arranged as a set, there is an effect that the spatial resolution is enhanced. In FIG. 25A, the meanings of the signals SH1 and SH2 are reversed every other pair, so that the polarity of the CLK3 signal of the change detection circuit (not shown in FIG. 25) needs to be reversed correspondingly. There is.

【0080】10.実施例7.図26は、2次元の動き
検出装置の実施例を示す。図26(a)は、図22に示
した1次元の検出器を、縦方向(Y)と横方向(X)に
組み合わせたものである。図26(b)の構成は、
(a)の4つの光変換器のうちの2つを共通のものにし
たもので、(a)に比べて構成が簡単になる効果があ
る。なお、実施例6と同様の考えに基づけば、図26
(b)の構成を、図27に示すように2次元の動きの空
間的分布を検出する装置に拡張することも可能である。
なお、2次元の速度検出では、先述のように窓枠問題が
存在するため、本方法によって直接求められる速度は、
図19(c)に示した速度空間におけるVxとVyであ
る。
10. Embodiment 7 FIG. FIG. 26 shows an embodiment of the two-dimensional motion detection device. FIG. 26A shows a combination of the one-dimensional detector shown in FIG. 22 in the vertical direction (Y) and the horizontal direction (X). The configuration of FIG.
Two of the four optical converters in (a) are shared, and the configuration is simpler than that in (a). In addition, based on the same idea as in the sixth embodiment, FIG.
The configuration shown in (b) can be extended to a device for detecting a spatial distribution of two-dimensional motion as shown in FIG.
In the two-dimensional speed detection, since the window frame problem exists as described above, the speed directly obtained by this method is:
These are Vx and Vy in the velocity space shown in FIG.

【0081】11.実施例8.図28は、実施例5(図
24(a))に示した構成の変形であり、1組の光電変
換器に対してサンプルホールド回路とそれ以降の回路
(図28では不図示)を複数組(図では3組)設けたも
のである。この構成に於いて、各組の基本クロック信号
CLKを相異なる周波数に設定することにより、複数の
周波数で対象物の空間エッジの動きを検出することがで
きる。このため、単一の周波数で対象物の空間エッジの
動きを検出する実施例5の構成に比べ、検出できる速度
のレンジを広げることができる効果がある。また、変化
検出回路の閾値を相異なる値に設定して、閾値の大きい
変化検出回路の組からの動き検出結果を優先すること
で、対象物の空間エッジの強度がばらついている場合、
単一の閾値で空間エッジの動きを検出する実施例5の構
成に比べて信頼度良く動き検出できる効果がある。
11. Embodiment 8 FIG. FIG. 28 is a modification of the configuration shown in the fifth embodiment (FIG. 24A), in which a plurality of sample-hold circuits and subsequent circuits (not shown in FIG. 28) are provided for one set of photoelectric converters. (Three sets in the figure). In this configuration, the movement of the spatial edge of the object can be detected at a plurality of frequencies by setting each set of the basic clock signals CLK to different frequencies. Therefore, as compared with the configuration of the fifth embodiment in which the movement of the spatial edge of the object is detected at a single frequency, there is an effect that the range of detectable speed can be expanded. Also, by setting the threshold value of the change detection circuit to a different value and giving priority to the motion detection result from the set of change detection circuits having a large threshold value, when the intensity of the spatial edge of the target object varies,
There is an effect that the motion can be detected with higher reliability than the configuration of the fifth embodiment in which the motion of the spatial edge is detected with a single threshold value.

【0082】12.凸形状の軌跡で変位する場合の原
理.次に、段落番号0011〜0027に示した原理と
は別の原理による実施例を示す。この検出原理を、図2
9を用いて説明する。図29に示すように光検出器が菱
形ABCDの辺a,b,c,d上を繰り返し変位してい
る場合に於いて、対象物の空間エッジ(対象物の空間エ
ッジは局所的には直線で近似されるとする)が光検出器
の変位の周期よりも十分遅い速度でh〜i〜j〜kのよ
うに時間的に移動している場合を考える。このとき、そ
れぞれの区間a,b,c,dで、光検出器の出力に所定
値以上の変化があるか否かを検出する。即ち、時間エッ
ジを検出する。そして、時間エッジが検出された区間の
組み合わせに基づいて動きの方向を検出し、さらに、そ
の間の時間的長さから速度を検出する。なお、2次元の
速度検出では、先述のように窓枠問題が存在するため、
本方法によって直接求められる速度は図19(c)に示
した速度空間におけるVxとVyである。
12. Principle for displacement along a convex trajectory. Next, an embodiment based on a principle different from the principle shown in paragraph numbers 0011 to 0027 will be described. This detection principle is illustrated in FIG.
9 will be described. As shown in FIG. 29, when the photodetector is repeatedly displaced on the sides a, b, c, and d of the diamond-shaped ABCD, the spatial edge of the object (the spatial edge of the object is locally a straight line) ) Is moving temporally at a speed sufficiently slower than the period of displacement of the photodetector, such as h-i-j-k. At this time, in each of the sections a, b, c, and d, it is detected whether or not the output of the photodetector has changed by a predetermined value or more. That is, a time edge is detected. Then, the direction of the motion is detected based on the combination of the sections in which the time edges have been detected, and the speed is detected from the temporal length between them. In the two-dimensional speed detection, since the window frame problem exists as described above,
The velocities directly obtained by this method are Vx and Vy in the velocity space shown in FIG.

【0083】対象の空間エッジが図29に示すように移
動する場合には、最初(空間エッジがhからiに移動す
る間)にaとdの区間で時間エッジが検出され、続いて
(空間エッジがiからjに移動する間)にaとcの区間
で時間エッジが検出され、最後(空間エッジがjからk
に移動する間)にcとbの区間で時間エッジが検出され
る。最初にaとdの区間で時間エッジが検出されたこと
から、x方向の速度Vxが正であることが判定できる。
続いてaとcの区間で時間エッジが検出されたことから
y方向の速度Vyが正であることが判定できる。そし
て、最初にaとdの区間で時間エッジが検出されてから
最後にcとbの区間で時間エッジが検出されなくなるま
での時間txからx方向の速度Vxが求められ、aとc
の区間で時間エッジが検出されている間の時間tyから
y方向の速度Vyが求められる。即ち、空間エッジは、
時間txの間に見かけ上、距離Dxだけx方向に移動し
たことになるので、速度Vxは、Dx/txである。同
様に、速度Vyは、Dy/tyである。
When the target spatial edge moves as shown in FIG. 29, a time edge is first detected in a section between a and d (while the spatial edge moves from h to i), and then (space). While the edge moves from i to j, a time edge is detected in the section between a and c, and finally (the spatial edge changes from j to k).
), A time edge is detected in the section between c and b. Since a time edge is first detected in the section between a and d, it can be determined that the velocity Vx in the x direction is positive.
Subsequently, it is possible to determine that the velocity Vy in the y direction is positive from the detection of the time edge in the section between a and c. Then, the speed Vx in the x direction is obtained from the time tx from when the time edge is first detected in the section between a and d until the time edge is no longer detected in the section between c and b.
The speed Vy in the y direction is obtained from the time ty during which the time edge is detected in the section of. That is, the spatial edge is
During the time tx, apparently, it has moved in the x direction by the distance Dx, so the speed Vx is Dx / tx. Similarly, the speed Vy is Dy / ty.

【0084】図30と図31は、空間エッジが図29の
場合とは異なる方向へ動く場合も含め、速度VxとVy
の符号(即ち、動きの方向)、及び速度に対応する時間
txとtyの検出方法を、状態遷移図にまとめたもので
ある。また、図32と図33は図30と図31の状態遷
移図内の各遷移に対応するように記述された説明図であ
る。ここで、図31は図30の下方に連続する図面であ
り、両者の連続部分を破断線で示すとともに一部を重複
して示している。また、図32は図30の右方に配置さ
れる図面であり、図33は図31の右方に配置される図
面である。各々連続部分を破断線で示すとともに一部を
重複して示している。なお、図29では光検出器が菱形
の軌跡上を変位する例が示されているが、軌跡は菱形で
なくてもよく、各点A、B、C、Dを通過する凸形状の
軌跡であれば同様の原理が成り立つ。例えば後述の実施
例10で示すように円形の軌跡で変位させても良い、こ
の場合、円の直径がDxおよびDyになる。
FIGS. 30 and 31 show the velocities Vx and Vy including the case where the spatial edge moves in a direction different from that of FIG.
(I.e., the direction of motion) and methods for detecting the times tx and ty corresponding to the speed are summarized in a state transition diagram. FIGS. 32 and 33 are explanatory diagrams corresponding to the respective transitions in the state transition diagrams of FIGS. 30 and 31. Here, FIG. 31 is a continuous drawing below FIG. 30, and a continuous portion of both is shown by a broken line and a part thereof is overlapped. FIG. 32 is a drawing arranged on the right side of FIG. 30, and FIG. 33 is a drawing arranged on the right side of FIG. Each continuous part is shown by a broken line and a part is overlapped. FIG. 29 shows an example in which the photodetector is displaced on a locus of a rhombus. However, the locus does not have to be a rhombus, and the locus may be a convex locus passing each of points A, B, C, and D. If so, the same principle holds. For example, it may be displaced in a circular locus as shown in a tenth embodiment described later. In this case, the diameters of the circles are Dx and Dy.

【0085】13.実施例9.実施例9は、2次元方向
の速度の空間的分布を検出するための速度検出装置であ
る。図34に示すように、像が結像されているセンサ面
上にアレー状に配置されて各々の位置の像の強度に応じ
た信号を出力する複数の光検出器と、各光検出器に接続
された動き検出回路と、像に対する各光検出器の相対的
位置関係を2次元的に菱形状の軌跡で周期的に変位させ
る振動手段とから構成される。振動手段は、光検出器
(正確には光検出器等が集積されている基板)を、図3
6〜図37に示すように菱形の軌跡を描くように振動さ
せる。この振動手段としては、例えば、圧電アクチュエ
ータ等をもちいることができる。
13. Embodiment 9 FIG. The ninth embodiment is a speed detecting device for detecting a spatial distribution of a speed in a two-dimensional direction. As shown in FIG. 34, a plurality of photodetectors arranged in an array on the sensor surface on which an image is formed and outputting signals corresponding to the intensity of the image at each position, It is composed of a connected motion detection circuit and a vibration means for periodically displacing the relative positional relationship of each photodetector with respect to the image in a two-dimensional locus. The vibration means is a photodetector (more precisely, a substrate on which the photodetector and the like are integrated),
As shown in FIGS. 6 to 37, the vibrator is vibrated so as to draw a locus of rhombus. As the vibration means, for example, a piezoelectric actuator or the like can be used.

【0086】各光検出器に接続されている各動き検出回
路は、図35に示すように、対応する光検出器で検出さ
れた信号強度の時間変化の絶対値が所定値以上であると
きに信号TRGを出力する時間エッジ検出回路と、振動
手段による位置の変位区間(前述の区間a,b,c,
d)と信号TRGとの関係から何れの区間で時間エッジ
が検出されたかを判定する区間判定回路と、区間判定回
路からの出力を用いて対象物の空間エッジのx方向およ
びy方向の動きの有無及びその速度に対応する時間t
x、tyを検出する時間算出回路と、から構成される。
As shown in FIG. 35, each of the motion detection circuits connected to each of the photodetectors operates when the absolute value of the time change of the signal intensity detected by the corresponding photodetector is equal to or larger than a predetermined value. A time edge detection circuit that outputs a signal TRG, and a position displacement section (the above sections a, b, c, and
d) and a signal TRG, a section determining circuit for determining in which section a time edge is detected, and an output of the section determining circuit using the output of the section determining circuit to determine the movement of the spatial edge of the object in the x and y directions. Time t corresponding to presence / absence and its speed
and a time calculation circuit for detecting x and ty.

【0087】時間エッジ検出回路は、図35に示すよう
に、正極性の時間変化を検出するための時間微分回路
と、負極性の時間変化を検出するための時間微分回路
と、各々の時間微分回路出力の値を閾値で2値化して時
間変化の有無を検出するための2値化回路と、正極性の
時間変化と負極性の時間変化の論理和を得るためのOR
ゲートとから構成される。
As shown in FIG. 35, the time edge detecting circuit includes a time differentiating circuit for detecting a time change of a positive polarity, a time differentiating circuit for detecting a time change of a negative polarity, and each time differentiating circuit. A binarizing circuit for binarizing a circuit output value with a threshold to detect the presence or absence of a time change, and an OR for obtaining a logical sum of a positive time change and a negative time change
And a gate.

【0088】変化位置検出回路は、時間エッジ検出回路
で検出された時間エッジ信号TRGと、振動手段の同期
信号(光検出器が何れの区間を変位しているかを示す信
号)とから、a,b,c,dを検出し、図30〜図33
に示した状態遷移図におけるa* b,b* c,c* d,
* a,a* c,及びb* dの信号を、時間算出回路に
出力する。
The change position detection circuit obtains a, a from the time edge signal TRG detected by the time edge detection circuit and the synchronization signal of the vibration means (a signal indicating which section the photodetector is displaced). b, c, and d are detected, and FIGS.
A * b, b * c, c * d, in the state transition diagram shown in FIG.
The signals d * a, a * c, and b * d are output to the time calculation circuit.

【0089】時間算出回路は、図30〜図33に示す状
態遷移を行う論理回路によって速度に対応した時間t
x、tyを求める回路である。速度Vx、Vyは、t
x、tyから前述のように計算される。なお、本実施例
9では、tx、tyからVx、Vyを求める計算は、外
部の別の回路で行われるものとする。
The time calculation circuit uses a logic circuit for performing state transitions shown in FIGS.
This is a circuit for obtaining x and ty. The speeds Vx and Vy are t
It is calculated from x and ty as described above. In the ninth embodiment, the calculation for obtaining Vx and Vy from tx and ty is performed by another external circuit.

【0090】14.実施例10.実施例9では、菱形の
軌跡上を変位させる例を示したが、軌跡は菱形でなくて
もよく、凸形状の軌跡であれば同様の原理が成り立つ。
図38〜図39に、光検出器を円形の軌跡を描くように
振動させた場合の例を示す。装置の構成及び動作は、光
検出器(正確には光検出器等をアレー状に配設した基
板)が円形の軌跡を描くように振動することを除いて、
実施例9と同様である。このように、光検出器を円形の
軌跡で振動させる場合には、菱形の軌跡で振動させる場
合と比較して、急激な軌跡の変化が少ないため、より少
ない力で光検出器の基板を変位させ得るというメリット
がある。
14. Embodiment 10 FIG. In the ninth embodiment, an example in which the locus is displaced on the locus of the rhombus has been described. However, the locus does not have to be a rhombus, and the same principle is valid if the locus is a convex shape.
38 to 39 show examples in which the photodetector is vibrated so as to draw a circular locus. The configuration and operation of the device are the same except that the photodetector (accurately, the substrate on which the photodetector and the like are arranged in an array) vibrates so as to draw a circular locus.
This is the same as the ninth embodiment. As described above, when the photodetector is vibrated along a circular locus, the abrupt change in the locus is smaller than when the photodetector is vibrated along a locus, so that the substrate of the photodetector is displaced with less force. There is a merit that it can be done.

【0091】なお、本明細書で示した時間的変化検出手
段や動き判定手段の実施例は、これと同等の処理を、公
知のディジタル画像処理技術を用いた別の機構に置き換
えることができることは明らかである。また、本発明に
於いて、明細書で「光検出器」とした部分は、必ずしも
光を検出する手段である必要はなく、例えば、電磁波や
超音波を検出する手段に置き換えることにより、電磁波
や超音波の像からその動きを検出することにも適用でき
ることは明らかである。
It should be noted that the embodiment of the temporal change detecting means and the motion judging means shown in this specification can replace the equivalent processing with another mechanism using a known digital image processing technique. it is obvious. Further, in the present invention, the portion referred to as "photodetector" in the specification is not necessarily a means for detecting light, for example, by replacing it with a means for detecting electromagnetic waves or ultrasonic waves, Obviously, the present invention can also be applied to detecting the motion from an ultrasonic image.

【0092】[0092]

【発明の効果】本発明は、像に対する位置が時間的に繰
り返し変位する部位での像の強度の変化の有無を検出
し、前記部位と前記変化の有無との関係に基づいて像の
強度パターンの動き方向及び所定距離の通過時間の少な
くとも一方を求めることを特徴とするものであるため、
検出器相互間や処理回路相互間に感度や特性の差異があ
る場合でも、検出対象の像の動きを精度良く検出するこ
とができる。
According to the present invention, the presence or absence of a change in the image intensity at a portion where the position with respect to the image repeatedly changes over time is detected, and the intensity pattern of the image is determined based on the relationship between the portion and the presence or absence of the change. Since it is characterized in that at least one of the moving direction of the and the transit time of a predetermined distance is obtained,
Even when there is a difference in sensitivity or characteristic between the detectors or between the processing circuits, it is possible to accurately detect the movement of the image to be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理の説明図であり、(a)は動き方
向の検出原理、(b)は信号検出手段の位置の変位(振
動)の速さと動き方向の検出の可否、(c)は対象物の
移動速度の検出原理を示す。
FIGS. 1A and 1B are explanatory diagrams of the principle of the present invention, in which FIG. 1A shows the principle of detection of the movement direction, FIG. 1B shows the speed of displacement (vibration) of the position of the signal detection means and whether or not the movement direction can be detected; ) Shows the principle of detecting the moving speed of the object.

【図2】各実施例の動き検出装置を示し、(a)は構造
を示す断面模式図、(b)は外観を模式的に示す斜視
図。
FIGS. 2A and 2B show a motion detection device of each embodiment, in which FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing a structure, and FIG. 2B is a perspective view schematically showing an appearance.

【図3】図2(b)内に示す動き検出回路20の構成例を
示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a motion detection circuit 20 shown in FIG.

【図4】図3内の動き判定回路22の具体的構成例を示す
論理回路図。
FIG. 4 is a logic circuit diagram showing a specific configuration example of a motion determination circuit 22 in FIG. 3;

【図5】図2(b)内に示す動き検出回路20を図3とは
異なるように構成した例を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing an example in which the motion detection circuit 20 shown in FIG. 2B is configured differently from FIG.

【図6】図6内の動き判定回路22A の具体的構成例を示
す論理回路図。
FIG. 6 is a logic circuit diagram showing a specific configuration example of a motion determination circuit 22A in FIG. 6;

【図7】図7の論理回路の動作を示すタイミングチャー
ト。
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the logic circuit in FIG. 7;

【図8】図7の論理回路の動作を示すタイミングチャー
ト。
8 is a timing chart showing the operation of the logic circuit in FIG.

【図9】像の移動方向と信号の関係を纏めて示す説明
図。
FIG. 9 is an explanatory diagram collectively showing a relationship between a moving direction of an image and a signal.

【図10】光検出器10の変位方向と像の移動方向とTR
Gの関係を示す説明図。
FIG. 10 shows the displacement direction of the photodetector 10, the moving direction of the image, and TR.
Explanatory drawing which shows the relationship of G.

【図11】光検出器10の変位方向と像の移動方向とTR
Gの関係を示す説明図。
FIG. 11 shows the displacement direction of the photodetector 10, the moving direction of the image, and TR.
Explanatory drawing which shows the relationship of G.

【図12】光検出器10の変位方向と像の移動方向とTR
Gの関係を示す説明図。
FIG. 12 shows the displacement direction of the photodetector 10, the moving direction of the image, and TR.
Explanatory drawing which shows the relationship of G.

【図13】光検出器10の変位方向と像の移動方向とTR
Gの関係を示す説明図。
FIG. 13 shows the displacement direction of the photodetector 10, the moving direction of the image, and TR.
Explanatory drawing which shows the relationship of G.

【図14】光検出器10の変位方向と像の移動方向とTR
Gの関係を示す説明図。
FIG. 14 shows the displacement direction of the photodetector 10, the moving direction of the image, and TR.
Explanatory drawing which shows the relationship of G.

【図15】図1(a)(b)に対応する説明図であり、
光検出器10を正弦波状に振動させる場合の問題点を示
す。
FIG. 15 is an explanatory diagram corresponding to FIGS. 1 (a) and 1 (b),
A problem when the photodetector 10 is vibrated in a sine wave shape will be described.

【図16】動き検出装置の基板100 を像に対して振動さ
せる図2とは異なる構成例を示す説明図であり、(a)
は基板100 の前方の透光板71を揺動させる例、(b)は
受光面に像を導く反射鏡72を進退させる例、(c)は前
面に設けた遮光手段を変位させる例を示す。
16A and 16B are explanatory diagrams showing a configuration example different from FIG. 2 in which the substrate 100 of the motion detection device is vibrated with respect to an image, and FIG.
Shows an example in which the light transmitting plate 71 in front of the substrate 100 is swung, (b) shows an example in which the reflecting mirror 72 for guiding an image to the light receiving surface is moved forward and backward, and (c) shows an example in which the light shielding means provided on the front surface is displaced. .

【図17】像の動き方向と速度を検出する回路を示すブ
ロック図。
FIG. 17 is a block diagram showing a circuit for detecting a moving direction and a speed of an image.

【図18】像の動き方向と速度を検出する図17とは異
なる回路を示すブロック図。
FIG. 18 is a block diagram showing a circuit different from FIG. 17 for detecting a moving direction and a speed of an image.

【図19】(a)は光検出器を二次元で振動させる場合
の軌跡、(b)は(a)の軌跡を実現するためのx方向
及びy方向の時間的な変位、(c)は(b)の変位の場
合に直接求め得る速度を示す説明図。
19A is a trajectory when the photodetector is vibrated in two dimensions, FIG. 19B is a temporal displacement in the x and y directions for realizing the trajectory in FIG. 19A, and FIG. Explanatory drawing which shows the speed which can be directly calculated | required in the case of the displacement of (b).

【図20】光検出器を二次元で振動させる場合の原理の
説明図であり、(a)は動き方向の検出原理、(b)は
光検出器の位置の変位(振動)の速さと動き方向の検出
の可否、(c)は像の移動速度の検出原理を示す。
20A and 20B are explanatory diagrams of a principle in a case where a photodetector is vibrated two-dimensionally, wherein FIG. 20A is a principle of detecting a movement direction, and FIG. 20B is a speed and movement of displacement (vibration) of a position of the photodetector. (C) shows the principle of detecting the moving speed of the image.

【図21】機械的振動を用いないで検出する原理の説明
図。
FIG. 21 is an explanatory diagram of the principle of detection without using mechanical vibration.

【図22】実施例5の検出回路の構成を示すブロック
図。
FIG. 22 is a block diagram illustrating a configuration of a detection circuit according to a fifth embodiment.

【図23】図23内の各信号を示すタイミングチャー
ト。
FIG. 23 is a timing chart showing signals in FIG. 23;

【図24】図23に長期的変動に順応させるための感度
制御回路を付加した場合の構成例を示すブロック図。
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration example when a sensitivity control circuit for adapting to long-term fluctuation is added to FIG. 23;

【図25】実施例6の回路構成例を示すブロック図。FIG. 25 is a block diagram showing a circuit configuration example of a sixth embodiment.

【図26】実施例7の回路構成例を示すブロック図。FIG. 26 is a block diagram showing a circuit configuration example of a seventh embodiment.

【図27】図27(b)の構成例を二次元に拡張した場
合のブロック図。
FIG. 27 is a block diagram in the case where the configuration example of FIG. 27B is extended two-dimensionally.

【図28】実施例8の回路構成を示すブロック図。FIG. 28 is a block diagram illustrating a circuit configuration according to an eighth embodiment.

【図29】凸形状の軌跡で光検出器を変位させる場合の
検出原理の説明図。
FIG. 29 is an explanatory diagram of a detection principle when the photodetector is displaced along a convex locus.

【図30】動き及び速度の検出法を示す状態遷移図の一
部。
FIG. 30 is a part of a state transition diagram showing a method of detecting motion and speed.

【図31】動き及び速度の検出法を示す状態遷移図の残
部。図30の下方に連続する図であり、両者の連続部分
は各々破断線で示す。
FIG. 31 is the rest of the state transition diagram showing the method of detecting motion and speed. FIG. 31 is a diagram that is continuous below FIG. 30, and both continuous portions are indicated by broken lines.

【図32】図30を補足する説明図。図30の右隣に配
置されるものとする。
FIG. 32 is an explanatory view supplementing FIG. 30; It is assumed that it is arranged on the right side of FIG.

【図33】図31を補足する説明図。図31の右隣に配
置されるものとする。
FIG. 33 is an explanatory view supplementing FIG. 31; It is assumed that it is arranged on the right side of FIG.

【図34】実施例9の装置の構成を模式的に示す断面図
と斜視図。
FIG. 34 is a cross-sectional view and a perspective view schematically showing the configuration of an apparatus according to a ninth embodiment.

【図35】実施例9の装置の光検出器と動き検出回路の
ブロック図。
FIG. 35 is a block diagram of a photodetector and a motion detection circuit of the device according to the ninth embodiment.

【図36】菱形の軌跡で振動させる場合の説明図の一
部。
FIG. 36 is a part of an explanatory view in the case of vibrating along a locus of diamonds.

【図37】菱形の軌跡で振動させる場合の説明図の残
部。
FIG. 37 is a remaining part of the explanatory diagram in the case of vibrating along a locus of rhombus.

【図38】円形の軌跡で振動させる場合の説明図の一
部。
FIG. 38 is a part of an explanatory diagram in the case of vibrating along a circular locus;

【図39】円形の軌跡で振動させる場合の説明図の残
部。
FIG. 39 is a remaining part of the explanatory diagram in the case of vibrating along a circular locus.

【図40】実施例5の装置の別の構成例を示すブロック
図。
FIG. 40 is a block diagram showing another configuration example of the device of the fifth embodiment.

【図41】図40内の変化検出回路の入出力特性図(左
欄)と、各信号の状態を示すタイミングチャート(右
欄)。
41 is an input / output characteristic diagram (left column) of the change detection circuit in FIG. 40 and a timing chart (right column) showing the state of each signal.

【図42】図40内の動き判定回路の状態遷移図。FIG. 42 is a state transition diagram of the motion determination circuit in FIG. 40;

【図43】3クロック以上TRG信号が同一の場合を有
効とするように図42を変形した場合の状態遷移図。
FIG. 43 is a state transition diagram when FIG. 42 is modified to make the case where the TRG signal is the same for three clocks or more valid;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光検出器 20 動き検出回路 22 動き判定回路 22A 動き判定回路 70 圧電素子(振動手段) Reference Signs List 10 photodetector 20 motion detection circuit 22 motion determination circuit 22A motion determination circuit 70 piezoelectric element (vibration means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 像に対する位置が時間的に繰り返し変位
する部位での像の強度の変化の有無を検出し、前記部位
と前記変化の有無との関係に基づいて像の強度パターン
の動き方向及び所定距離の通過時間の少なくとも一方を
求めることを特徴とする動き検出装置。
1. A method for detecting the presence or absence of a change in image intensity at a portion where a position with respect to an image is repeatedly displaced with time, and detecting a movement direction of an intensity pattern of an image based on a relationship between the portion and the presence or absence of the change. A motion detection device for determining at least one of a passage time of a predetermined distance.
JP10105647A 1997-10-14 1998-03-31 Motion detector Pending JPH11185043A (en)

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JP10105647A JPH11185043A (en) 1997-10-14 1998-03-31 Motion detector

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-297701 1997-10-14
JP29770197 1997-10-14
JP10105647A JPH11185043A (en) 1997-10-14 1998-03-31 Motion detector

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008232780A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Tokyo Electric Power Co Inc:The Noncontact vibration measurement system, noncontact vibration measurement method, and computer program

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