JPS5958575A - 光景の映像を生成する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は映像技術に関し、よシ特短的には視差（ｐａｒ
ａｌｌａｘ）を用いた区域の映像を生成する方法および
装置４に関する。

従来技術の記述 産業においてロボットを使用することはより　一層普通
のこととなシつつある。ロボット応用の大部分は、吹つ
け塗装、溶接および荷役のような単純な作業に限定され
ている。一層広い範囲の応用は数分野の技術的発展に依
存するもので、そのうちの一つｌ−１：視覚センサの改
善された特性である。

ロボットを組立てる技術は少くとも２０年間利用されて
きた。３次元空間を介して適当なマニピーレータを移動
する力学は改良が増加するもので発展的な性格をもつよ
く知られた技術である。ロボットの開発の歩調は、電気
／電子制御技術の産業上の環境への応用によって進めら
れて来た。最初のロボットは簡単なもので、容易にリグ
ログ２マブルなものではなかった。マイクロプロセッサ
の出現と、日本のロボット技術の先導に対し、米国の製
造業界は生産性向上のためにロボット使用を余儀なくさ
れて米ている。

今日利用可能のロボットの多くは、繰返しの可能な非適
応制御を必要とする単純で制限のある労役を目標として
いる。代表的な設置の受ける隠れた費用は、ロボットを
支持するのに必要な特殊な周辺のジグ工作に基因して、
ロＨ？ット自身のユニット価格より大きなものである。

人間らしい環境に対処して、ロボットに融通自在性を付
与する信頼性のある、使用し易い視覚系はこれらの附加
的なシステムの費用をＯにするものと考えられる。

このようなシステムはまた米国の工場で溶接や吹きつけ
塗装工９もずつと大きな百分率の役務を構成する組立の
ような複雑な操作にまでロボットの応用を広げようとす
るものである。

ロボットの視覚は、人間の可視プロセスを模倣しようと
試みることによシ着手されてきた古くからの問題である
。着実に進歩をして来たけれども、　□この進歩は遅く
、視覚がロボット工学の元金な位置に達する前に、基本
的に理論的な鰭進を必要とする。現在の最新の技術水準
は丁度口ｄでット用の実時間ダレイスケール処理に入っ
たところで、軍事用偵察４栗にお−て損をしない程度に
有用になった段階に過きな込。

口ｙｊ？ットの視覚における現在の困録さの一つの徴候
は、大抵の応用は目的に適合して調整された照明トカス
タム・コンピュータ・ソフトウェアのような特殊な開発
を必要とするということである。

システムの費用は高いことが多く、応答時間は遅い。成
る会社は一般的な視覚の可能性に期待をかけているけれ
ども若干の探究の結果の示す所によれば、二次元映像に
おける改良された処理能力もやはり同じ基本的問題によ
’）　ｔｉｉｌｌ限を受けるということである。

例えば、種々の遮蔽物、ラベル、陰影および輪郭線をも
つ沢山の部品を追跡するロボットを想像してみよう。現
在利用し得る視覚プロセッサの第１の段階は、映像を［
同一性（ｓａｍｅｎｅｓｓ　）　Ｊ又は「プロラプス（
１１１□ｂｓ　％球状小塊）」の領域に仕切ることであ
る。「同一性」の定義は通常の画像処理における光度、
色又は色調に基つくものとすることが可能であるが、芙
際の画像による結果は一般には同様であシ、このことは
混乱である。

映像は、これ以上処理する所のないロボットにとりて無
用である最も明るい部分、陰影部および輪郭の多くの領
域に解体される。人間でさえ、この最初のレベル仕切シ
から状況を認識することは困餘である。

映像の仕切シは使用し難いのみならず、また非常に高価
で製作するのに手間がかかるものである。

特別な照明と背景を使用し得る場合を除すて、簡単なレ
ベル・スライスもしくは２進映像法は無意味である。し
たがって複雑な論理を含み、厳密に進行を妨げる隘路を
含む逐次処理が一般に必要とされている。

光反映倖法などに固有の問題を克服するために、レンジ
映像法（ｒａｎｇｅ　ｉｍａｇｉｎｇ）が使用きれて米
た。飛行時間（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）システ
ムは反射光と基準光の間の位相差を用いることにより、
レンジの指示として反射されるべき透過光に関する時間
の長さを決定するものである。このようなシステムは米
国特許第３．９４５，７２９号ないしＲｏｓｅｎ、Ｄｕ
ｄａほかの「平面の表面領域を見出すためのレンジの使
用と反射率データ」米国電子・電気技術者協会１／９タ
一ン分析とマシン知能」に関する論文集、Ｖｏｌ、　Ｐ
ＡＭＩ−１，！３　、１１９７９年７月訃よびＮｉ　ｔ
ｚａｎほかの「状景分析における記録反射率とレンジデ
ータの測定と使用」プロシーディングスーオプ・ザ曝ア
イ・イー魯イー・イー、６５巻、２号、１９７７年２月
などに記載されている。このようなシステムはロボット
制御には不適当である。何となれば走を系が一般に不正
確でおると同様に遅すぎるし、十分な分解能がないから
である。レンジ映像法はまた視差を用いて管理し得る。

ステレオ相関システムと光の走査用紙システムどは共に
視差方式と考えられる。ステレオ相関はそのソフトウェ
ア処理ロードと低い分解能のために遅く、その理由は、
一つのレンジ測定を得るために多くの画素を整合せねば
ならないからである。それはまたマークされてない物体
を侍従するのに必要であるロアｊ？ット・センサに関す
る大きな弱点であるレンジ測定を行うための大きな弱点
であるレンジ測定を行うための物体構造を必要とする。

光のシート技術に泰づくレンジセンサは次のものに記載
されている：「複雑な物体の構造的証明」プロシーディ
ング・第３回国際共同会議［人工知能Ｊ１９７３年８月
訃よび５ｈｉｒａｉほかの「レンジ計を用いた多面体の
認識」第２回人工知能国際会議議事録１９７１年９月。

理論上は光シートシステムは早く作られたが、然し実用
上はこのシステムＵＮい。数メートル離れて狭い光の走
査板を達成するためには、数ミリワットに限定されてい
るか、もしくは非常に高価なレーザビームを必要とする
。低α力の照明は、遅い走査速度を有して適当な信号対
雑音比を達成するようにさせるものである。検知器は各
ｉＩ！ＩＪ素の照明される時間を測定せねばならず、か
つこの時間は直接に画素レンジに移すことのできるもの
である。レーザビームの押明線の各位置に関して全フレ
ームが必要とされるから、この測定は遅い。このプロセ
スの速度を向上させるために一つ以上の照明線を各フレ
ーム上に表わさせることを思いつくであろうが、全映像
をおおうためには、テレビカメラと同期してやけシ何回
も走査を繰返さねばならないであろう。

Ｒｏｃｋｅｒほかは、第４回人工知能国際会礒誤事録、
１９７５年９月の「３次元光景分析方法」の論文中に、
映像化すべき光景に投影された光学的格子を使用するこ
とを提案している。しかしながら、この論文の提案して
いることは、画像中の又筆線の映像を追跡することによ
り処理することができるということである。線分の映像
をその数学的な方程式によシ認識することが可能であυ
さえすれば、３次元座標の計算を行うことができる。

この論文の示す所は、計算機が線分の完全な３次元座標
を決定するのに約３０秒かかるということである。ロゲ
ット応用工学を含めて、多くの応用において、この時間
の期間は過度に長すぎるといえよう。

Ｄｉ　Ｍａｔｔｅａ　ほかの米国特許Ａ３，８６６，０
５２において、予め設定された点と映像化すべき状景を
含めた視野との間のレンジは一連の線分に分割される。

４個の相異なる光のパターンが視野に系列的に投影され
、光景から反射された光度データが得られる。この光度
データは、光景の要素の各省が線分のどこにあるかを決
定するように組合わせられる。このシステムに対する問
題は、分解能が線分の寸法に限定されるということであ
る。

Ｄｉ　Ｍａｔｔｅｏほかの米国特許第４，１４５，９９
１号は改良された分解能葡もつレンジ映像化システムを
教えている。Ｄｉ　Ｍａｔｔｅｏの特許第３．８６６，
０５２号の場合と同様、この米国％許においても光景は
数多くの線分に細分化される。−線分の一部分が隣接す
る線分の一部分を重ね合わせるように細分化された線分
を重ね合わすことによシ分解能は改良される。６１分の
数を増加する時には分解能は最大値にされる。

前述の米国特許において、光景は数多くの相異なる変調
パターンで照明され、反射された光度情報は光景におけ
る点のレンジを決定するために使用される。前述の米国
特許によれば、得られ得るべき分解能は、光景に投影さ
れた相異なる変調パターンの数に関係する。したがって
、前述の米国特許は、レンジが多数の線分に分割され、
かつ分解能は、光景の点がどの線分にするかを決定する
ことに限定されるという点で、　Ｄｉ　Ｍａｔｔｅａほ
かの第３．８６６，０５２号特許に類似である。この米
国特許が付加的に教えていることは、線分の寸法を減少
することによシ分解能を改良することができることであ
シ、これは順次、光景に投影される変調・ぐターンの数
を増加することによシ完成される。

Ｒｏｓｅほかの米国特許第４．２５９，０１７号および
その親出願は共に視差に基づくレンジの映像化技術に関
するそれ以上の改良ケ教えている。特にこれらのことに
よシレンゾが連続的に決定され得るレンジ映像生成技術
が知られる。２進式である照明パターン（即ち透過間又
は不透明〕を使用する代シに、正弦波的に変化する照明
パターンが使用されている。レンジ映像を発生するため
に、反射された光度のデータの４個のフレームが集めら
れる。

発明の概要 本発明は標準のテレビジョンカメラ、特殊照明器および
特殊目的の実時間画像処理装置を用いる従来のレンジ映
像システムに対して、上記の確認された問題を克服する
ことによシ、高いフレームレートのレンジ映倫方法を得
るものである。映像処理は高速干渉計測定技術に基づく
もので、かつ可視データの全フレームを記憶するディソ
タル記憶装置の価格の一定の値下りによシ、経済的に実
行可能とされるものである。

本発明において、単独の、移動する周期パターンが光景
に投影される。光景が平坦であれば、それに投影される
パターンは明暗の領域の一様な縞となる。しかしながら
光景のレンジが変化すると、縞は、照明軸に関しである
角度から観察した場合のレンジに比例して偏移する。周
期的なパターンに関して光の一時的な位相は、レンジを
指示するものとして各画素において測定される。

周期的なパターンは若干の方法のいずれかで製作され得
る。例えば、周期的に変化する透過率を有する板は、普
通のラングの前を移動し得る。二者択一的に、周囲が変
化する透過率をもつ円板はランプの前を回転され得る。

これら二つの技術は連続的に移動するパターンを発生す
る。

したがって、パターンの各線は光の移動する板と考える
ことができる。しかしながら、光の周期的な性質は、位
相測定に対する時間遅延を測定するために処理を変化さ
せる。干渉計は位相変化が１サイクル（信号対雑音比に
依存する〕の１／１００まで、および制光１／１０００
までも測定し得ることを干渉計は示したから、レンジの
測定の確度は極めて良好である。

一実施例において、信号処理はデータの４個のビデオフ
レームを必要とする。この４個のビデオ７レームを適当
に組合せることによシ、背景照明の効果と反射率を変更
する効果の両方が消滅させられることができる。

本発明のもう一つの実施例に訃いて、一時的サイクルの
３点における反射光度情報が必要とされる。３個のビデ
オフレームを適当に組合せることにより、背景照明の効
果と反射率を変更する効果との両方が消滅させられるこ
とができる。

本発明において、他の１つの利点は（ＴＶ右カメラよう
に）光電装置を照らす光を総合する光電装置を用いるこ
とに起因する。矩形波のロンチ（Ｒｏｎｅｈｉ　）　ノ
＋ターンが光景に投影さ力１、積算形元電装置が使用さ
れる場合には、パターン運動の一時的サイクルの一部分
にわたって光電装置が積算することが可能であれば、そ
の結果は略々正弦波の２４ターンに近接する。したがっ
て、正弦波パターンから発生する連続データから生じ得
る高度の分解能は移動２進ノ！ターンを用いて達成する
ことができる。２進パターンは正弦波パターンよシもず
つと正確に発生し易いものである。

それゆえ、本発明は標準テレビジョンカメラを用いる場
合に実時ＩＢ」映像フレームを発生し、また例えば２ｍ
のレンジにおいて１　ｍｍのように特別すぐれた確度と
分解能とを有する。更に、本発明はラベル、傷跡、欠陥
などの一層詳細な分析用のレンジ映像に対して完全な表
示で光度映像を発生することが可能である。

咬た、移動する周期的なパターンは照明器の電力の問題
を迂回するが、その理由は、標準白熱′眼球はレーザの
代シに使用し得るもので、照明器の電力を低い価格でｉ
、ｏｏｏ倍に増加するからである。

位相変化が検知されつつあるから、レンジデータはあい
まいさを有する。もしも２点がレンジにおいて成る距離
だけ離れていると、二点の周期パターンは正確に１全サ
イクルだけ偏移されたようにみえる。このあいまいさの
問題は、本発明では一個以上の周期パターンを照明器に
おいて使用するか、或は種々の周期パターンをもった照
明器を用いて解決される。ノ４ターンは種々の空間周波
数を有している。高い周波数パターンは確度用に使用さ
れ、低い周波数７９ターンはレンジ用に使用される。

現在において好適な例示的実施例の詳細な記述第１図は
本発明に係る光景（１００）の映像を発生するだめのシ
ステムの一例を示している。光景はアーク燈（１０４）
、熱フィルタ（１０６）、パターン発生器（１０８）お
よびレンズ（１１０）を含む照明器（１０２）により照
明される。光景（１００）のすべての領域が照明器（１
０２）から同じ距離であるならば、光景（１００）は明
晰の領域をもつ一様な縞で照明されるであろう。しかし
ながら、光景（１００）　Ｋおける物体はレンジで照明
器（１０２）とは異なシ、また光景は角度（１０３）か
ら観察されるから、明暗の領域は曲がり、状景（１００
）の諸物体のレンジを決定するのに使用されるのはこの
曲げである。

事実、パターン発生器（１０８）は光景（１００）を過
ぎる／９ターンを移動する手段を備えている。

芙際に測定されるのは、パターンの運動に関して明暗の
領域の位相偏移である。照明器（１０２）によシ照明さ
れるように、光景（１００）は電子カメラ（１１４）に
よシ観察される。システムは高いｌ時性のカメラを必要
としない。況野歪みは小さな形状の歪みと解釈されるか
ら、必要ならばこれらの歪みは容易に校正され得る。電
荷結合素子（ＣＣＤ）カメラは最良の走査安定度と信号
対雑音比を与えるものである。

カメ−ｊ　（１１４）の出力は周期およびタイミング回
路とアナログ・ディジタル変換器（１１８）の両方に加
えられる。同期およびタイミング回路（１１６）はカメ
ラ信号からフレーム開始と綜同期信号を抽出する。カメ
ラ（１１４）からの信号内に含まれるビデオデータは、
アナログ−ディジタル変換器（１１８）によυディジタ
ル量に変換され、ランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭｓ
）　（１２０〜１２６　）のデータ入力に加えられる。

データが書込まれるアドレスを制御するために、ライン
拳カウンタ（１２８）と行カウンタとが与えられる。ラ
インｅカウンタ（１２８）　ｔま各フレームにおいて走
査された腺数を計数する。ライン・カウンタ（１２８）
は同期訃よびタイミング回路（１１６）からのライン同
期信号によシ増加され、また同期およびタイミング回路
（１１６）からのフレーム開始信号にニジリセットされ
る。行カウンタ（１３０）はカメ７　（１１４）が綜を
超えて走査している画素を決定する。したがって、行カ
ウンタ（１３０）はクロック（１３２）によシ増加され
、同期およびタイミング回路（１１６）からのライン同
期信号によりリセットされる。明らかに、クロック周波
数はカメラ（１１４）が線をわたって帰社する速度と整
合するように、カメラ（１１４）と整合しなければなら
ない。この整合はクロック（１３２）の周波数を注意深
く制御するか、或は第１図の破線により示されるように
、クロック（１３２）を同期およびタイミング回路（１
１６）と同期させることによシ行うことができる。

ライン・カウンタ（１２８）の出力はＲＡＭ　（１２０
〜１２６）のアドレス入力の最も有効なビットを形成し
、行カウンタ（１３０）の出力はアドレス人力の最少有
効ビットを形成する。

この実施例において、レンツデータは４個の光度データ
のフレームから発生される。４個のフレームの各々の間
において、パターン（１１２）はｖ４サイクル移動する
。４個のデータ・フレームが集められた後に第３のフレ
ームにおける各画素の光度値は第１のフレームにおける
対応する画素の光度値から減算され、第４のフレームに
おける各画素の光度値は第２のフレームにおける対応す
る画素の光度から減算される。注意すべきことは、第１
および第３のフレームにおける光度値と第２および第４
のフレームにおける光度値とは移動パターン（１１２）
におけるｌサイクルの偏移を表わしている。引きｎ４の
結呆として、背景照明の効果はいずれも除去される。

更に、移動・９ターン（１１２）は紀１と第２フレーム
および第３と第４フレームの間で１７４サイクル偏移す
ることに注意すべきであるすしたがって、これらの引き
算を行った後に、残ったものは移動ツクターン（１１２
）のＩＡｌサイクル位相偏移によって相互に関係づけら
れた２個のデータのフレームでおる。もしもデータの１
集合がＸ軸に沿って画かれ、データの他の集合がＹ軸に
沿って画かれるならば、そのベクトルの角が移動パター
ン（１１２）の位相偏移に独特に関係し、したがって幾
何学的に決定された常数によシ各特別の画素のレンジに
関係するベクトルが定義される。

例えば、パターン（１１２）が実際に正弦波形でありｆ
ｔら、一方の差フレームは正弦データと考えられるし、
他のフレームは余弦データと考えることができる。正弦
データはそれから余弦データによｐ除算され、各特定の
画素における位相偏移の度数の正接に夫々関係した値の
フレームを発生する。

それから特定の画素における周期パターン（１１２）の
位相（例えば、度数など）であるその値の逆正接（ａｒ
ｃ　ｔａｎｇｅｎｔ　　）が決定される上に示したよう
に、位相は幾何学的に決定された常数によシ特にの画素
のレンジに直接に関係している。

また４個のフレームのデータが加算されるならば、値の
合成のフレームは光度映像を表わすことが明瞭であるべ
きである。

上記に参照した動作を実施するために、リングカウンタ
（１３４）はフレーム開始信号に対応して、順次にかつ
個別的に高くンヨる５個の出力端子をクロック入力に印
加させた。したがって各フレームの開始において、リン
グカウンタの欠の出力端子は高くなる。リングカウンタ
（１３４）の第１の４出力は夫々アンドゲート（１３６
−１４２）Ｋ印加される。アンドゲート（１３６−１４
２）の他の入力は、クロック出力（１３２）と同じ周波
数をもつが、位相遅れの信号を発生する遅延回路（１４
４）に応答可能である。アンドグー）　（１３６−１４
０）の出力は夫々１１ＡＭ（１２０、１２４、１２２お
よび１２６）の諮込み１ＩＩｉＪ御入力に印加される◎
リングカウンタ（１３４）の第５の出力ｙ〃ａ子はアン
ドダート（１４６）に供給される。アンドゲート（１４
６）の他の入力はまた遅延回路（１４４）から信号を受
ける。アンドダート（１４６）の出力ばｍ（１２０−１
２６）の読取り端子に加えられる。

ＲＡＭ　（ｉ２０）ないしく１２６）の出力は加μ器（
１４８−１５２）によって−緒に加算されて光度映像を
発生する。ＲＡＭ　（１２２）の出力は加算器（１５４
）によりＲＡＭ　（１２０）の出力から差し引かれ、Ｒ
ＡＭ　（１２６）の出力は加算器（１５６）によってＲ
ＡＭ　（１２４）の出力から差し引かｉする。加算器（
１５４）と（１５６）の出力はＲＡＭ　（１５８）のア
ドレス入力に印加される。ＩＩＯＭ（１５８）は、加算
器（１５４）と（１５６）から提供された値の藺の逆正
接を表わす値を出方する。明らかに、ｂｔｊγ装置をＲ
ＡＭ　（１５８）の代シに使用することもできる。

第２図は第１図の動作を示すタイミング図である。リン
グカウンタ（１３４）の第１の出力端子が扁１／＼と仮
定しよう。これにょυデータをＲＡＭ　（１２０）に書
くようにさせる。

第１のフレームのυＨ始において、フレーム開始信号は
ラインカウンタ（１２８）をリセットし、ライン同期信
号は行カウンタ（１３０）をリセットし友。

その後、クロック（１３２）は行カウンタ（１３０）を
増加させて、第１のラインを横切って画素に対応する種
々の記憶位置を直列にアドレスする。第１のラインの終
シにおいて、ライン同期信号は行カウンタ（１３０）を
リセットせしめ、画素の第２の行に対応するメモリ位置
が、行カウンタ（１３０）がクロック（１３２）により
増加される時に続いてアドレス指定されるように、ライ
ンカウンタ（１２８）を増加せしめる。この処理方法は
、完全な第１フレームが走査されるまで継続する◎ カウンタ（１２８，ｌと（１３０）とはＲＡＭ　（１２
０−１２６）に加えられたアドレス信号を増加するので
、カメラ（１１４）はフレームを通り走査している。

各画素に対し、データは助Ｍのデータ入力に加えられる
。アドレスがカウンタ（１２８）と（１３０）の出力線
上で簀定化するや否や、遅延回路（１４４）はアンドダ
ート（１３６）を通過するパルスを発生することＫｊｐ
、ＲＡＩＭ　（１２０）をして適当なアドレスにおりて
、ＲＡＭ　（１２０）の入力端子において鳥えられたデ
ータを書込ませるものである。ＲＡＭ　（１２０）に印
加されたアドレス信号はそれから増加され、次のデータ
はＲＡＭ　（１２０）に書込まれる。このプロセスは完
全なフレームがカメラ（１１４）によυ走査されるまで
継続する。

次のフレームの開始時に、フレーム開始信号はラインカ
ウンタ（１２８）をリセットし、第２の出力端子が高く
なるようにリングカウンタ（１３４）を増加させる。ラ
イン同期信号はロウカウンタ（行カウンタ）　（１３０
）をリセットする。リングカウンタ（１３４）の第２の
出力は高いので、アンドゲート（１３８）は遅延回路（
１４４）からのパルスをＲＡＦｉｌｌ（１２４）の書き
込み入力に通過させる。その結果、アナログｅディジタ
ル変換器（１１８）からのデータは、データの第１のフ
レームがＲＡＭ　（１２０）に簀き込まれたと同じ方法
で、ＲＡＭ　（１２４）に誓き込まれる。

同様な方法で、ＲＡＭ　（１２２）と（１２４）とは夫
々第３および第４フレームからデータでロード（１ｏａ
ｄ）される。このロード段階の終シにＲＡＭ　（１２０
−１２６）は各々１フレームに関する位の光度を含んで
いる。逐次記憶装置のローディングの間に、移動・９タ
ーン（１１２）はＶ４サイクル偏移する。

第４フレームがロードされた後に、次のフレーム開始信
号はリングカウンタ（１３４）の第５の出力端子を高く
なるようにさせる。その結果、遅延回路（１４４）から
のパルスは、アンドゲート（１４６）　ヲ通ってＲＡＭ
　（１２０−１２６）の読取９制御入力に加えられる。

同時にカウンタ（１２８）と（１３０）とは継続してク
ロックされ、〜Ｗ（１２０−１２６）の各１７！Ｊｉ素
に関する光度値が増加的に近接されるように、上記の方
法でリセットされる。アンドダート（１４６）の出力は
ＲＡＭ　（１２０−１２６）を読取シモードに霞〈から
、光度値６−ｉ助Ｍ　（１２０−１２６ンから出力され
る。ＲＡＭ（１２０）の第１のフレームからのデータは
加算機（１４８）と（１５４）の加算入力に加えられる
。ＲＡＭ　（１２２）の第３のフレームからのデータは
、加算器（１４８）の加算入力と加算器（１５４）の減
葬入力に加えられる。加算器（１５４）によシ発生した
差はＲＯＭ　（１５８）のアドレス入力に加えられる。

ＲＡＭ　（１２４）に貯蔵された第２のフレームの画素
用の光度値は加算器（１５０）と（１５６）の加算入力
に加えられる。ＲＡＭ　（１２６）に貯蔵された第４の
フレームにおける画素の光度値は加算器（１５０）の加
其入力と加算器（１５６）の減算入力とに加えられる。

加算器（１５６）から発生した差はまたアドレスの別の
部分としてＲＯＭ　（１５８）に加えられる◎加算器（
１４８）と（１５０）の出力は加算器（１５２）に加え
られる。加算器（１５２）の出力は、第１ないし第４フ
レームの対応する画素における光度値の和の系列を表わ
す。したがって、加算器（１５２）の出力は状景（ｉｏ
ｏ）の光度映像である。

加算器（１５４）から発生する差は第１および第３フレ
ームの間の対応する画素の光度値の差を表わす。相応し
て、加算器（１５６）から発生した差は第２および第４
フレームの間の対応する画素の光度値の差を表わす。し
たがって、加算器（１５４）の出力は正弦値に関係して
いると考え得るし、加算器（１５６）の出力は余弦値に
関係していると考えることができる。ＲＯＭ　（１５８
）は、加算器（１５４）と（１５６）から得られた信号
の商の逆正接に関係する関数を発生するようプログラム
される。即ち加算器（１５４）と（１５６）から発生し
た値の各考えられる組合せはＲＯＭ　（１５４）の独特
の位置をアドレス指定し、その位置においてこのアドレ
ス値の曲の逆正接が貯蔵される。上記に示したように、
これは光景（１００）における物体のレンジに比例する
数値を表わす。

正弦データを余弦データで割算したものは、反射率変化
に関係するすべての光度変化をして、結果の値がレンジ
の差に原因する移動ノ＋ターン（１１２）の位相変化に
関係するに過ぎないように消滅させるものである。

第３図は光度データのフレームを貯蔵するのに必要な記
憶装置の数が減少される本発明の別の災廁例を示す。第
３図と、第１図の素子に等しい次の図面群におりるその
ような素子はそれに応じて番号をつけである。第４図に
示したようにこの実〃瓜例に関して、クロック（１３２
）の出力に関して、相異なる遅延象をもった１個ではな
くして３個の信号が必要である。したがって、遅延回路
（１６０）は遅延信号Ｄ１を生じ、遅延回路（１６２）
は遅延信号Ｄ１１を生じ、遅延回路（１６４）は遅延信
号Ｄ３を生ずる。遅延信号ＤＩないしＤ３は、この回路
の動作中、種々の事象のタイミングを制御するのに使用
される。

記憶装置に直接に加えられる代シに、アナログ・ディソ
タル変換器（１１８）の出力は加算器（１６６）に加え
られる。加ｊ４器（１６６）の出力はランダムアクセス
メモＩＪ　（１６８）と（１７０）のデータ入力に加え
られる０第１図の央廁例の場合と同様に化側（１６８）
、！：　（１７０）のアドレス１旨定はカウンタ（１２
８）　、１！：（１３０）によって完成される。リング
カウンタ（１３４）、アンドゲート（１７２−１８４）
およびオアダート（１８６−１９２）は■礪（１６８）
と（１７０）の書込みと読取シを制御する。

ＲＡＭ　（１６８）と（１７０）の出力はラッチ（１９
４）とＲＯＭ（１５８）の両方に加えられる。ラッチ（
１９４）が割込み可能になると、その入力は貯蔵されて
その出力に供給される。図示の配置の代りに助Ｍ（１６
８）と（１７０）の各対応する出力線路は、その出力が
ラッチ（１９４）の代シに、通常の２ツチに供給される
オアゲートに加えることができる。したがって、ラッチ
（１９４）は−しょに論理和演算される２個の投入口を
有している。

ＲＯＭ　（１５８）の出力は、高い信号がその被制御端
子に加えられる時に、ＲＯＭ　（１５８）の出力をして
通過を可能にするダート（１９６）に加えられる。アン
ドダート（１９８）は、リングカウンタ（１３４）の端
子からの出力と遅延信号Ｄ２の論理的組合せによシ１１
ｊ１．ｌ側１信号をうら生する。

第３図の動作は第４図のタイミング図によシ図示される
。第１のフレームの最初において、カウンタ（１２８）
と（１３０）とは共にリセットされ、リングカウンタ（
１３４）の第１の出力端子は高い。クロック（１３２）
の出力は、フレームの第１０画素に対応する第１のアド
レスがＲＡＭ　（１６８）と（１７０）に加えられるよ
うに行方ウンタ（１３０）を増加せしめる。

アドレスが整定されると、遅延回路（１６４）からの遅
延２信号Ｄ３はアンドゲート（１７２）とオアゲート（
１８６）を通過してＲＡＭ　（１６８）の薔込み制御入
力に達する。これによって加算器（１６６）　（ラッチ
（１９４）の出加はＯである）を通過した第１の画素に
関する光度値を対応するアドレスにおいて俳込ませる。

それからクロック（１３２）は行カウンタ（１３０）を
再び増加せしめ、次の画素に対応するアドレスがＲＡＭ
　（１６８）と（１７０）に加えられるようにする。こ
のようにして画素の第１の行に関する光度値はＲＡＭ　
（１６８）に貯蔵される。

行の終、！ｌｌにおいて、ライン同期信号は行カウンタ
（１３０）をリセットせしめ、ラインカウンタ（１２８
）を増加せしめる。それから後１次の行の光度値はＲＡ
Ｍ（１６８）に書込１れる。このプロセスは全フレーム
の数値がＲＡＩｖＩ　（１６８）に貯蔵される壕で継続
する。

次のフレーム開始信号と共に、カウンタ（１２８）と（
１３０）はリセットされ、リングカウンタ（１３４）は
、その第２の出力端子が高くなるように増加される。そ
れから後に、第２のフレームの光度値は、遅延信号Ｄ３
がアンドグー）　（１８４）とオアゲート（１９２）を
通過してＲＡＭ（１７０）に対し書込みの要求を生じ得
るＲＡＩ■（１７０）に貯蔵される。したがって、第２
のフレームのデータは、編ｌのフレームのデータがＲＡ
Ｍ　（１６８）に貯蔵されると同じ方法でＲＡＭ（１７
０）に貯蔵される。

第２のフレームの終に卦いて、フレーム開始信号とライ
ン同期信号はカウンタ（１２８）と（１３０）をリセッ
トせしめ、リングカウンタ（１３４）を、その記３の出
力端末がｉ筋くなるように増加せしめる。

リングカウンタ（１３４）からのこの高い信号１ｉＡＮ
Ｄケ゛−ト（１７４）と（１７６）に供給されて、他の
入力端末に加えられた信号を通過可能にする。したがっ
て、カメ７　（１１４，）がフレームの第１の１面素を
叡Ｃ取って−ｂ−１）　、対応するアドレスが損ＬＭ　
（１６８）と（１７０）に加えられるならば、遅延信号
り、はアンドダート（１７６）とオアゲート（１８８）
を通過してＲＡＭ　（１６８）の説取り制御入力に達す
る。このことにより、予めＲＡＭ　（１６８）に貯蔵さ
れてお９、フレーム（１）から第１の画素の光度値をし
て胱取らせ、ラッチ（１９４）の入力に印加せしめる。

遅延信号Ｄ２に対して、この光度値はラッチ（１９４）
　Ｋ貯蔵される。遅延信号Ｄ３はそれからアンドゲート
（１７４）とオアグー）　（１８６）を通過してＲＡＭ
　（１６８）の誓込み？１ｉｌｌ　付端子に遅する。こ
の時刻にフレーム（３）の第１の画素に関する光度値は
加算器（１６６）の正入力に加えられ、′−またフレー
ム（１）の第１の画素に関する光度値はラッチ（１９４
）によって加勢−器（１６６）の負入力に加えらノＬる
。ｊ、、４１込み指令を受けると、差はＲＡＭ１６８）
の適当なアドレスに貯蔵される。

次のクロックパルスに対して、行カウンタ（１３０）は
、肪ｎ（１６８）と（１７０）に訃ける次の画素のアド
レスがアドレス化′ＩＪｌされるように増加される。

アドレス（ｉ号が整矩をれた後に、Ｄ＋（ｇ号のパルス
はアンドグー１−　（１７６）とオアケゞ−ト（１８８
）を通過してＲＡＭ（１６８）の読取９制徊１人力に達
する。

こ７′Ｌによって第１のフレームの第２の画素の光度値
をラッチ（１９４）に出力させるようにせしめる。

１）２信号のパルスに対してこの値はラッチ（１９４）
に貯蔵される。Ｄ３（ｇ号の次のパルスはアンドグー　
ト（１７４）とオアゲート（１８６）を通過して、城（
１６Ｂ）が第１卦よび１’　３のフレームの第２０画素
の光度値の間の差を貯蔵するように、Ｉ（ＡｈＩ　（１
６８Ｊの書込制御端末に達する。このゾロセスは肪Ｍ（
１６８）が第１および第３のフレームにおける画素の光
度値の差を貯蔵するｉでｋｌ　ｈｅする。

第３のフレ一ムの終に赴いて、次のフレームが開始し、
ライン同期Ｉｉｊ号ば１ｊ）びカウンタ（］　２８　）
と（１３０）をリセットせしめ、リングカウンタ（１：
３４）の第４の端末がｉ’；７１　くなるようにリング
カウンタ（１３４）を増加せしめる。こｒｔにより第１
と第３のフレーム１川の光度１１自の、自；；をＲＡＭ
　（１（ｉ８　）に貯方“戊することに関して説明した
と回じ方法で、第２と第４フレーム内の画素に関する光
度値の差＆、Ｊ　ＲＡＭ（１７０）に貯蔵することがで
きるようＶＣダート（１８０）と（１８２）を割込［１
１ｆｊ口にさせる。第４フレームの終において、ＲＡＭ
　（１６８）と（１７０）とｔま人々第１と第３フレー
ムと第２と第４フレームの間の差を貯蔵する。次のフレ
ーム開始信号とフィン同期イ、４号とＱまカウンタ（１
２８）と（１３０）とをリセ７１・せしめ、第５の出力
端末がＩＹｌｊくなるようＶＣリングカウンタ（１３４
）を増加−１Ｊ：ｌ、める。この１ν１・Ｊいイ１饅じ
−ＩＪ、アンドダート（１７８）を割込ｉｉＪ能にする
。り「ｊ７り（１３２）からの次のクロックパルスの時
に、ＲＡＭ（１６８）と（１７０）が、第１の画素に関
するデータが貯蔵される記憶位置のアドレス指定をする
ように行カウンタ（１３０）は増加される。アドレス信
号が積電するや否や、ＤＩ倍信号らのパルスはアンドグ
ー）　（１７８）とオアダート（１８８）と（１９０）
を通過してＲＡＩｖｌ　（１６８）と（１７０）をして
そこに貯蔵された差の値を読取らせる。これらの値はＲ
ＯＭ　（１５８）のアドレス人力ｅこ印加される。前と
同様に、ＲＡＭ（１５８）はこれらのアドレスイぎ号の
商の逆正接に関係した値を発生する。リングカウンタ（
１３４）の第５の端末に加わる高い出力信号はまたＡＮ
Ｄダート（１９８）を割込可能にするから、Ｄ２信号の
次のパルスはダート（１９６）をしてＲＯＭ　（１５８
）の出力をその出力にまで通過せしめる。この出力は第
１の画素位置における状景（１００）の物体の相対的有
効距離を表わす。

次のクロックパルスに対して、データの第２の画素はＲ
ＡＭ　（１６８）と（１７０）から読取られ、有効距離
が計算される。このプロセスは全フレームがそのように
処理されるまで継続する。

第５図に示されるものは、３個のフレームのみのデータ
が使用される光景（１００，）の映像を発生するための
本発明に係るシステムである。この実施例はまたアーク
ランプ（１０４）をもつ照明器（１０２）、フィルタ（
１０６）　、パターン発生器（１０８）とレンズ（１１
０）　、カメラ（１１４）　、同期およびタイミング回
路（１１６）　、アナログ・ディジタル変換器（１１８
）、クロック（１３２）　、ラインカウンタ（１２８）
　ｂよび行カウンタ（１３０）をイ吏用する。

カメラ（１１４）からの信号に含まれるビデオデータは
アナログ・ディジタル変換器（１１８）によシディジタ
装置に変換されて、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
のデータ入力に加えられる。ラインカウンタ（１２８）
の出力はＲＡＭ　（２００−２０４）のアドレス入力の
最上位有効ビットを形成し、行カウンタ（１３０）の出
力はアドレス入力の最下位有効ビットを形成する。

この実施例において、レン・ゾデータは３個のフレーム
の光度データから発生される。３個の７レームの各々の
間で、パターン（１１２）は１サイクルのめ移動する。

データの３個のフレームが集められた後に、第３のフレ
ーム内の各画素の光度値は、第１のフレームと第２のフ
レームの両方における対応する画素の光度値から減算さ
れて、減のデータの２個のフレームを生ずる。減算の結
果として、背景照明のどのような効果も無効にされる。

更に、注意すべきことは、移動性ノ４ターン（１１２）
は第１および第２のフレームの間で１７３サイクルを偏
移するということである。したがって減算が行われた後
に、残ったものは、移動性ｚ’Ｐターン（１１２）のＶ
３サイクルの位相偏移によυ相互に関係づけられたデー
タの２個のフレームである。

データの一集合がＸ軸に沿ってグラフ上に書きこまれ、
データの他の集合がＹ軸に沿ってグラフ上に１４＠こま
れると、その角が移動性・臂ターン（１１２）の位相偏
移に唯一つ関係し、したがって幾何学的に決定された常
数により各特定の画素のレンジに唯一つ関係するベクト
ルが定義される。

例えば、ノリーン（１１２）が実際に正弦波状であると
すれば、３個のフレームに関する光度データは フレーム１　：　Ａ　＋　Ｂｓ１ｎ（θ−１２０°）フ
レーム２　：　Ａ＋　Ｂｓ１ｎθ フレーム３　：　Ａ　＋　Ｂｓｘｎ　（θ＋１２０°）
のように考えられる。鼓にθはレンジの変化により生じ
させられる移相量である。フレーム３がフレーム１とフ
レーム２から減算されると、相異なる数値の２個のフレ
ームは ｖ　にＢ　（：５ｔｎ（θ−１２０°）−ｓｉｎ　（θ
＋１２０°）」Ｖ２　＝＝Ｂ　（ｓｉｎθツｉｎ（θ＋
１２０°）〕という結果になシ、ここにθは変化する光
度によるパターンの移相である。これら２つの方程式を
θについて解くとＴ式が得られる。

θ＝ａｒｃｔａｎ（（Ｖ１２Ｖ２）／Ｖ’丁（Ｖｔ））
前述したように、位相θは幾何学的に決定された常数に
よシ、特定の画素のレンジに直接に関係している。

また３個のフレームのデータが加算されれば、数値の結
果のフレームは光度映像を表わす。

上記に参照した動作を実行するために、リングカウンタ
（２０６）は、クロック入力に加えられたフレーム開始
信号に応答して逐次かつ個別的に高くなる４個の出力端
末を有している。したがって各フレームの初めにおいて
、リングカウンタの次の出力端末は高くなる。リングカ
ウンタ（２０６）の第１の３個の出力は夫々アンドゲー
ト（２０８−２１２）に加えられる。アンドグー１−（
２０８−２１２）の他の入力は、クロック（１３２）の
出力と同じ周波数を有するも、位相の遅れた信号を発生
する遅延回路（２１４）　Ｋ応答するものである。アン
ドダート（２０８−２１’２　）の出力は夫々ＲＡＭ（
２００）　、＋　（２０２）、および（２０４）の書込
み制御入力に加えられる。

リングカウンタ（２０６）の第４の出力端末はアンドゲ
ート（２１６）に供給される。アンドダート（２１６）
の他の入力はまた遅延回路（２１４）から信号を受信す
る。アンドダート（２１６）の出力はＲＡＭ（２００−
２０４）の読取多端末に加えられる。

ＲＡＭ　（２００−２０４）の出力は加算器（２１８）
を用いて一緒に加算されて光度映像を発生する。

ＲＡＭ　（２０４）の出力は夫々加算器（２２０）と（
２２２）によ、０　ＲＡＭ　（２００）とＲＡＭ　（２
０２）の両方の出力から減算されて、値ｖｌとｖ２とを
生ずる。

加’Ｊ−器（２２０）と（２２２）　Ｃ数値Ｖ１とＶ２
　）の出力はＲＯＭ　（２２４）のアドレス人力に加え
られる。

ＲＯＭ　（２２４）は上に提示された逆正接関数を表わ
す値を出力する。したがって想像できる各ｖｌ＋■２の
組合せばａｒｃ　ｔａｎ　［（Ｖｌ　−２Ｖ２　）／ｖ
’丁（Ｖ＋））に関係する値の貯蔵されているＲＯＭ　
（２２４）内のアドレスを定義する。明らかに、計算装
置がＲＯＭ（２２４）の化９ＶＣ使用されることができ
る。

第６図は第５図の動作を説明するタイミング図である。

リングカウンタ（２０６）の第１の出力端末が高いと仮
定しよう。これによってデータをＲＡＭ（２００）に書
きこませる。

第１のフレームの初めに訃いて、フレーム開始信号はラ
インカウンタ（１２８）　ｉｆリセットし、ライン同期
信号は行カウンタ（１３０）をリセットせしめる。それ
から後にクロック（１３２）は行カウンタ（１３０）を
増加させて第１のラインを過ぎる画素に対応する種々の
記憶場所を直列にアドレス指足する。第１のラインの終
シに、ライン同期信号は行カウンタ（１３０）をリセッ
トさせ、行カウンタ（１３０）がクロック（１３２）に
よシ増加される間画素の第２の行に対応する記憶場所が
直列的にアドレス指定されるように、ラインカウンタ（
１２８）を増加せしめる。このプロセスは完全な第１フ
レームが走査されるまで継続する。

カウンタ（１２８）と（１３０）とはＲＡＭ　（２００
−２０４）に加えられたアドレス信号を増加するので、
カメラ（１１４）はフレームを通じて走査している。各
画素に関して、データはＲＡＭ　（２００−２０４）の
データ入力に加えられている。アドレスがカウンタ（１
２８）と（１３０）の出力ライン上で安定するや否や、
遅延回路（２１４）はアンドダート（２０８）を通過す
るパルスを発生して、ＲＡＭ　（２００）をして適当な
アドレスにおいてＲＡＭ　（２００）の入力端子で得ら
れたデータを書込ませる。ＲＡＭ　（２００）に加えら
れたアドレス信号はそれから増加され、次の区分のデー
タはＲＡＭ　（２００）に書込まれる。このプロセスは
完全なフレームがカメラ（１１６）　Ｉｃよシ走査され
る１で継続する。

次のフレームの初めにおいて、フレーム開始信号は２イ
ンカウンタ（１２８）をリセットし、第２の出力端末が
高くなるようにリングカウンタ（２０６）を増加する。

ライン回期イＪ＠は行カウンタ（１３０）をリセットす
る。リングカウンタ（２０６）の第２の出力は高いから
、アンドグー１−　（２１０）は遅延回路（２１４）か
らのパルス？通過式せてＲＡＭ　（２０２）の書込み入
力に到達させる。その結果として、アナログ・ディノタ
ル変換器（１１８）からのデータは、ｒ−夕の第１のフ
レームがＲＡＭ　（２００）に書込まれたと同じ方法で
ＲＡＭ　（２０２）に書込まれる。

同様に、ＲＡＭ　（２０４）は第３のフレームからのデ
ータでロード（１ｏａｄ　　）される。このローディン
グ（ｌｏａｄｉｎｇ）段階の終に、ＲＡＭ　（２００−
２０４）は各々−フレームに関する数値の光度を含んで
いる。順次記憶装置のローディングの間に、移動性パタ
ーン（１１２）は１サイクルのＶ３偏移する。

第３のフレームがロードされた後に、次のフレーム開始
信号は、リングカウンタ（２０６）の第４の出力端子を
高くさせる。その結果として、遅延回路（２１４）から
のパルスはアンドダート（２１６）を介してＲＡＭ　（
２００−２０４）の読取９制御入力に加えられる。同時
に、カウンタ（１２８）と（１３０）は、ＲＡＭ　（２
００−２０４）の各画素に関する光度値が漸増的にアク
セスされるようにクロックを開始しリセットする。アン
ドグー）　（２１６）の出力はＲＡＭ　（２００−２０
４）を読取シモードにおく力）ら、光度値はＲＡＭ　（
２００−２０４）から出力される。ＲＡＭ　（２００）
における第１のフレームからのデータは加算器（２１８
）と（２２０）の加算入力に加えられる。ＲＡＭ　（２
０２）の第２のフレームからのデータは加算器（２１８
）の加算入力と加算器（２２２）の加算入力に加えられ
る。ＲＡＭ　（２０４）に貯蔵された第３のフレームの
画素に関する光度値は加算器（２１８）の加算入力と加
算器（２２０）と（２２２）の減算入力とに加えられる
。

加算器（２２０）と（２２２）によシ発生した差はアド
レスとしてＲＯＭ　（２２４）に加えられる。加算器（
２１８）の出力は第１ないし第４フレームの対応する画
素における光度値の和の系列を表わしている。

したがって、加算器（２１８）の出力は状景（１００）
の光度映像である。

加算器（２２０）から発生した差は、第１および第３の
フレーム間の対応する１面素の光度値の差を表わす。前
記に相応して、加算器（２２２）から発生した差は、第
２および第３フレームの間の対応する画素の光度値にお
ける差を表わす。ＲＯＭ（２２４）は上記展開された逆
正接関数に関係する関数を発生するようにプログラムさ
れている。換言すれば、加算器（２２０）と（２２２）
から生ずる値のありとあらゆる組合せは、その位置に逆
正接関数の適当な値が貯蔵されるＲＯＭ　（２２４）内
の唯一つの位置をアドレン指定する。上記に示したよう
に、これは光景（１００）における物体の有効距離に比
例する値を表わしている。

逆正接関数に関連する割算によって、結果の値がレンジ
の差によって生ずる移動性ノ４ターン（１１２）の位相
変化に関係するに過ぎないように、反射率の変化に関係
するすべての光度変化を抹消させるようにする。

第７図は、フレームを貯蔵するのに必要とされた記憶装
置の数を減少したデータの３個のフレームを用いた本発
明の他の実施例を図示している。

第８図に示されたように、この実施例に関して、クロッ
ク（１３２）の出力に関して相異なる遅延量のある３個
の信号が必要である。従って、遅延回路（２２６）は遅
延信号り、を生じ、遅延回路（２２８）は遅延信号Ｄ２
を生じ、また遅延回路（２３０）は遅延信号Ｄ３を生ず
る。遅延信号ＤＩないしＤ３は回路の動作中、種々の事
象のタイミングを制御するために使用される。

記憶装置に直接に加えられる代シに、アナログ・ディジ
タル変換器（１１８）の出力は加算器（２３２）と（２
３４）に加えられる。加算器（２３２）と（２３４）の
出力は夫々ランダム・アクセス記憶装置（２３６）と（
２３８）のデータ入力に加えられる。第５図における実
施例に対してと同様に、ＲＡＭ　（２３６）と（２３８
）のアドレス指矩はカウンタ（１２８）と（１３０）に
よって完成される。リングカウンタ（２０６）、アンド
ダート（２４０−２４８）およびオアゲート（２５０−
２５６）はＲＡＭ　（２３６）と（２３８）への書込み
と読取シを制御する。

ＲＡＭ　（２３６）と（２３８）の出力は夫々ラッチ（
２５８）と（２６０）に加えられる。ラッチ（２５８）
と（２６０）が割込可能の場合には、ラッチの人力は貯
蔵され、ラッチの出力に供給される。

ＲＡＭ　（２３６）と（２３８）の出力はまたＲＯＭ　
（２２４）に加えられる。ＲＯＭ　（２２４）の出力は
、烏い信号がその被制御端子に加えられる場合にＲＯＭ
　（２２４）の出力の通過を可能Ｖこするダート（２６
２）に加えられる。

アンドゲート（２６４）は、リングカウンタ（２０６）
の端子（４）からの出力と遅延信号Ｄ２との論理的組合
せによシ制御信号を発生する。

第７図の動作は第８図のタイミング図によシ示される。

第１のフレームの実際の開始時に、カウンタ（１２８）
と（１３０）とは共にリセットされ、リングカウンタ（
２０６）の第１の出力端子は高い。クロック（１３２）
の出力によって、フレームの第１の画素に対応する第１
のアドレスがｒ（ＡＭ　（２３６）と（２３８）に加え
られるように行カウンタ（１３ｏ）ヲ増加させる。アド
レスが整定した後に、遅延回路（２３０）からの遅延信
号Ｄ３はアンドダート（２４０）とオアゲート（２５０
）を通過してＲＡＭ　（２３６）の貰込制御入力に達す
る。これによって加算器（２３２）（ラッチ（２５８）
の出力は０である）を通過した第１の画素に関する光度
値をして対応するアドレスにおいて書込ませる。それか
らクロック（１３２）は行カウンタ（１３０）を再ひ増
加させて、その結果次の画素に対応するアドレスがＲＡ
Ｉｔ’［（２３６）と（２３８）に加えられるようにす
る。

このようにして画素の第１行に関する光間値はＲＡＭ　
（２３６）に貯蔵される。

行の終において、ライン同期信号は行カウンタ（１３０
）をリセットさせ、ラインカウンタ（１２８）　ヲ増加
させる。その後、光度値の次の行はＲＡＭ（２３６）に
書込まれる。このプロセスは数値の完全す７　レ−ムカ
ＲＡＭ　（２３６）に貯蔵されるまで継続する。

次ノフレーム開始信号に対して、カウンタ（１２８）と
（１３０）とばり士ツトされ、リングカウンタ（２０６
）はその第２の出力端子が高くなるように増加される。

その後、光度値の第２のフレームは、遅延信号Ｄ３かだ
［Ｆ］ダグ−（２４２）とＯＲダート（２５４）を通過
してＲＡＭ　（２３８）に関する書込命令を生ずるＲ品
ｉ　（２３８月）」に貯蔵される。したがって、データ
の第２のフレームに、データの第１のフレームがＲＡＭ
　（２３６）に貯蔵されると同様に、助Ｍ（２３８）に
貯蔵される。

第２のフレームの終において、フレーム開始信号とライ
ン同期信号とはカウンタ（１２８）と（１３０）をリセ
ットさせ、リングカウンタ（２０６）をしてその第３の
出力端子が高くなるように増加させる。

リングカウンタ（２０６）からのこの高い信号はアンド
グー）　（２４４）と（２４６）に供給されて、他の入
力端子に加えられるどの信号をも通過可能にする。

したがって、カメラ（１１４）がフレームの８１！１の
画素を読取っている時、かつ対応するアドレスがＲＡＭ
　（２３６）と（２３８）に加えられる時に、遅延信号
り、はアンドダート（２４４）とオアダート（２５２）
と（２５６）を通過してＲＡＭ　（２３６）と（２３８
）の読取制御入力に達する。これによって、先にＲＡＭ
　（２３６）と（２３８）に貯蔵された第１の２個のフ
レームからの第１の画素の光度値を読取らせ、夫々ラン
チ（２５８）と（２６０）の入力に加えさせる。遅延信
号Ｄ２に対して、これらの光度値はラッチ（２５８）と
（２６０）貯蔵される。それから遅延信号Ｄ３１’ｊ：
アンドダート（２４６）とオアゲート（２５０）と（２
５４）とを通過してＲＡＭ　（２３６）と（２３８）の
書込制御端子に達する。この時において、フレーム３の
第１の画素に関する光度値は加算器（２３２）と（２３
４）の正の入力に加えられて、フレーム１と２における
第１の画素に関する光度値は、ラッチ（２５８）と（２
６０）によって夫々加算器（２３２）と（２３４）の負
の入力に加えられる。書込命令を受けた時に、差はＲＡ
Ｍ（２３６）と（２３８）の適当なアドレスに貯蔵され
る。

次のクロックツぐルスに対して、ＲＡＭ　（２３６）と
（２３８）における次の画素のアドレスがアドレス指定
されるように行カウンタ（１３０）は増加される。

７）’Ｌ／ス信号が整定した後に、ＤＩ倍信号パルスは
アンドダート（２４４）とオアゲート（２５２）と（２
５６）を通過してＲＡＭ　（２３６）と（２３８）の曽
込制御入力に達する。これによって、第１の２個のフレ
ームの第２の画素の光度値を夫々ラッチ（２５８）と（
２６０）に出力するようにさせる。Ｄｇ（ｇ号のパルス
に対して、これらの値はラッチ（２５８，１と（２６０
）内に貯蔵される。Ｄ３信号の次の・やルスはアンドダ
ート（２４６）とオアヶ”　−）　（２５０）と（２５
２）を通過して、ＲＡＭ　（２３６）と（２３８）とが
第１と第３フレームと第２と第３フレームの第２の画素
の光度値の間の差を貯蔵するように、ＲＡＭ　（２３６
）と（２３８）の１、込制御端子に達する。このプロセ
スは、肪Ｍ（２３６）と（２３８）とが全体のフレーム
に関する画素の光度値の差を貯蔵するまで継続する。

次のフレーム開始信号とライン同期信号とはカウンタ（
１２８）と（１３０）をリセットせしめ、第４の出力端
子が高くなるようにリングカウンタ（２０６）を増加せ
しめる。この高い信号はアンドｒ−１−（２４８）を割
込可能にする。クロック（１３２）からの次のクロック
パルスの時に、ＲＡＭ　（２３６）と（２３８）とは、
第１の画素に関するデータが貯蔵される位置をアドレス
指定するようにさせられるごとく行カウンタ（１３０）
は増加される。アドレス信号が整定するや否や％ＤＩ信
号からのパルスはアンドダート（２４８）とオアケ゛−
）　（２５２）と（２５６）を通過することによシ、Ｒ
ＡＭ　（２３６）と（２３Ｂ）をしてその中に貯蔵され
た差の値を読取らせる。これらの値はＦＲＯＭ　（２２
４）のアドレス入力に加えられる。前のように、ＲＯＭ
　（２２４）は上記に展開した逆正接関数に関係する値
を発生する。リングカウンタ（２０６）の第４の端子に
加わる高い出力信号はまたアンドグー　ト（２６４）を
割込可能にするから、Ｄ２信号の次のパルスはダート（
２６２）をしてＲＯＭ　（２２４）の出力を通過してそ
の出力に達せしめる。この出力は第１の画素位置におけ
る状景（１００）の物体の相対的レンジを表わしている
。

次のクロックパルスに対して、データの第２の画素はＲ
ＡＭ　（２３６）と（２３８）から読取られ、レンジが
計算される。このプロセスは全体のフレームがそのよう
に処理されるまで継続する。

上に示したように、本発明の重要な面は光景（１００）
に投影された移動性周期パターンの発生である。好適な
実Ｊ瓜例において、パターンは、その透過率が一方向に
沿って変化するアークランプ（１０４）の前ｉｎに設置
された板から発生する。したがって、第９図に示すよう
にノｊターン発生器（１０８）の板（２６Ｇ）は、比較
的低い透過率の領域（２６８）と高い透過率の領域（２
７０）とを又替にさせるものである。このような板はＲ
ＯｃｋｅｒＩｉかの論文で９１１　ｐ　ｒ　ａ　　とし
て例示されたように当該技術で周知である。板（２６６
）の透過率は方間（２７２）に沿って正弦波状に変化す
る。逆正接関数は明暗の領域の位相偏移を決定するのに
使用されるから、正弦波状の変化が理想的なものである
。

しかしながら、正弦波状の変化に関する代替的な近似を
使用することもできる。たとえば、第１０図は、板（２
６りの代替的な実施例における方向（２０６）に沿って
の透過率の変化を示す図面である。

第１０図において、領域（２７４）は領域（２７６）よ
シもはるかに低い透過性のものである。第１０図に従っ
て変化する透過率を有する板が少し焦点をずらしてブＣ
景（１００）上に投影されるならば、明暗の面積をもつ
結果のパターンは近似的に正弦波状に変化する。第１０
図の透過率関数に従って作られた板は単にその上に塗装
された不透明かもしくは部分的に透過な領域のあるガラ
ス根から作ることもできる。

上に示したように、板（２６５）のよりなツクターン発
生器の運動はカメラ（１１４）と同期しなければならな
い。とシわけカメラ（１１４）にょシ走介された各フレ
ームに関して、板（２６６）は透過率パターンに関して
９０°偏移せねばならない。明ら力）に、第９図のパタ
ーンはその性質を一層明瞭に示すために非常に拡大され
る。標準カメラを使用できるように、板（２６６）の運
動をカメラ（１１４）から発生した信号と同期する必要
がある。一連のパルスに関して物体の運動の同期は従来
技術で周知であシ、従ってここで詳細に説明しない。例
えば板（２６６）は通常の方法で、疎結合のステップモ
ータで駆動することができる。

しかしながら、第９図で示した実施例に関して問題が存
在する。ｆ７）ｉ単な板を使用すれば、結局板のｉ７：
１ｊ部に達し、板はそのもとの位置に復帰せねばならな
い。この問題を軽減するために・パターン発生器（ｉｏ
ｓ）は第１１図に示すように円板（２７８）を備えるよ
うにしてもよい。

円板のまわりに田川上に配置されたものは低透過率の領
域（２８０）と市透過率の領域（２８２）とである。円
板（２７８）を使用することに関する問題は、それを通
って投影されたノｌターンは、円板（２７８）上のパタ
ーンの放射状の特性によｐ平行線を生じないことである
。しかしながら円板（２７８）が大きく作られ、アーク
ノン７°（１０４）により照明される面積がかなυ小で
あって、円板の外部周辺にあれば、投影される／ｌター
ンは十分平行であって正確々測定を得られる。然らざる
ときは、この問題を克服するためにデータに補正を与え
ることは十分当該技術水準の範囲内にあることである。

しかしながら、当該技術の専門家の周知のように、円板
（２７８）の回転をカメラ（１１４）と同期させる問題
ははるかに簡略化されている。再び、疎結合のステンｉ
４−モータを使用することができる。

上記検討の２つの技術は連続的に移動するパターンを発
生するものである。移動性周期的パターンはまた、相互
に関して位相偏移された一連の定常的なパターンを断続
的に点滅することにょシ発生し得るものである。

上記詳細に説明したように、本発明に係る装置は、レン
ジの変化に起因する移動パターンの移相を測定するもの
である。もしもパターンの偏移の一層サイクルを正確に
発生するレンジの突然の変化が存在するならば、装置は
偏移を微分することが出来ないであろう。したがって、
レンジのデータにはあいまいさがある。表面の連続性は
このあいまいさを解決するのに用いねばならない。

−例として、装置が２０ｃｒｔｔの視野深度におけるあ
いまいさに対し、１朋又はそれ以上の確度を有すると仮
定しよう。したがって別の自緊の後方２０ＣＴＬの自緊
は同じレンジ測定を有することになる。多くの応用にお
いて、表面があいまいさを解決するのに使用できるから
、このあいまいさは問題とはならない。

しかし、あいまいさがない視野深度を拡大する段階をと
ることができる。干渉計において行われるように、あい
まいさの生ずる前のレンジは、光（１００）に投影され
たパターンにおいて一つ以上の周期を使用することによ
シ増加することができる。パターンの周期はその中であ
いまいさの生じないレンジに＠接に関係する。したがっ
て、光景（１００）における物体のレンジを設計するの
に一層大きな周期パターンが使用され得るし、また物体
の位置をよシ精密に確認するための「精密同調」として
一層小さな周期パターンを使用することができる。種々
の周期をもったパターンの応用は２個の照明器を使用す
るか、または２つの周波数で同時に変化する透過性パタ
ーンを有するパターン発生器を用いて目的を達成するこ
とができる。

第１２図は、あいまいさを生じないレンジを拡張するた
めに、第１図もしくは第３図のいずれかの回路に加え得
る回路を示す。第１２図に示した装置において、第２の
照明器（２８４）が使用される。

照明器（２８４）はその周期が照明器（１０２）のそれ
の８倍であるパターンを発生する。したがって、この装
置に対して、あいまいさの存在しなりレンジは８の係数
だけ増加する。明らかに２つの照明器の間の空間的周期
の比を調節することによシ、あいまいさのないレンジの
改良が得られる。しかし、レンジはそれほど大きな範囲
まで増加することができないので、よシ広いレンジのど
の部分に高い周波数のデータがあるかが明らかでない。

一般に周期は、粗な確度が精密な周期・ぐターンの１サ
イクルの流よシ良くなければならないように選ばれる。

もしそうでないと、粗なパターンにおいて高い確度のデ
ータがどこに存在するかに関してあいまいさが存在する
ことになる。

照明器（２８４）は照明器（１０２）のそれの８倍の周
期を有する空間／？ターンを発生するから、変化が生じ
なければ、照明器（２８４）を使用する場合データを集
めるのに８倍長くかかることになる。この問題を克服す
るのに、照明器（ＺＳ４）から投影された周期パターン
は、照明器（１ｏ２）から投影されたパターによシ８倍
速やかに移動する。それ故に、照明器（２８４）の一時
的な同波数は照明器（：１０２）のそれと同じである。

上に示したように、この実施例において照明器（１０２
）と照明器（２８４）とは交互に動作する。したがって
、同期２よびタイミング回路（１１６）からの４３号に
加えて、また照明器（１０２）と（２８４）を点滅する
ための信号を与えねばならない。これを完成するために
、第１２図はフレーム開始信号によシ増加される除算器
（２８６）を示している。これは各５個のフレーム開始
パルスの後に、その出力が状態を変化するような５の除
算カウンタである。除算器（２８６）の出力は照明器（
２８４）を直接に供給され、照明器（１０２）にインバ
ータ（２８８）　ｉ介して供給される。したがって、代
表的には、照明器（１０２）は５個のフレームに関して
はじめてオンとなジ、それから照明器（２８４）は５個
のフレームに関してオンとなる。

この実施例において、ＲＯＭ　（１５８）からの逆正接
データはＲＡＭ　（２９０）と加算器（２９２）の加訂
入力の両方に加えられる。この芙〃瓜例に関して、ＲＯ
Ｍ（１５８）はＯと１の間の値を出力する。諭［（２９
０）はアンドゲート（２９４）からの書込信号とアンド
グー　）　（２９６）からの読取信号によシ制御される
。

ＭＭ（２９０）の出力は加算器（２９２）の減算入力に
加えられる。加算器（２９２）の出力は、その出力がダ
ート（３００）に加えられる整数関数発生器（２９８）
に加えられる。レンジ映像は単にゲート（３００）の出
力とＲＡＭ　（２９０）の出力であるに過ぎない。

動作時に、第１のフレームの初めには、除算器（２８６
）の出力は照明器（１０２）が作動されるように低い。

第１図もしくは第３図のいずれかに示されたシステムｅ
よ、それから上記の如く４個のフレームからデータを集
める。第５のフレームにおいて、データは読取られ、Ｒ
ＯＭ　（１５８）によｐ処理されるので、インバータ（
２８８）からの１５号とアンドグー）　（１４８）もし
くは（１７８）からの信号（第１図もしくは第３図のど
ちらの実施例が使用されるかに依存する）はアンドゲー
ト（２９４ンによシ論理的に組合せられて、高い信号を
発生する。したがって、ＲＯＭ　（１５Ｂ）からのデー
タは、データが得られた画素に関係するアドレスにおい
てＲＡＭ　（２９０）に書込まれる。第５のフレームの
終にかいて、ＲＡＭ（２９０）はＲＯＭ　（１５８）か
らの高い確度の逆正接データで十分にロードされる。

次のフレーム開始信号に対して、除算器（２８６）の出
力は茜くなシ、従って照明器（２８４）は作動される。

次の４個のフレームの間、データは第１図もしくは第３
図に関して上記の方法で集められる。

次のフレームの間、データの第２の集合は［１Ｍ（１５
８）によシ処理される。このデータは一時に１画素とし
て加算器（２９２）に加えられる。データが加算器（２
９２）に加えられる前に、照明器（１０２）と（２８４
）によシ投影された・やターンの空間周期の比である８
が乗算される。この乗算操作は通常の周知の方法で単に
データｅ３ビット桁送ｐすることによシ達成される。各
画素からのデータは加算器（２９２）に加えられるので
、対応する画素からの精密なデータはアンドダート（２
９６）の制御の下にＲＡＭ　（２９０）から読取られる
。精密なデータは加算器（２９２）の粗なデータから減
算され整数関数発生器（２９８）に提供される。関数発
生器（２９８）は単に１０進（一層正確には、２進）小
数点の右側に対しすべての桁を抹消するだけでちる。ｒ
−ト（３００）は、アンドダート（２９６）からの読取
９制御信号によシ作動されるから、関数発生器（２９８
）からのデータは直接にダート（３００）を通過し、レ
ンジ映像のデータの高次のビットを形成する。低次のビ
ットはＲＡＭ　（２９０）内に貯蔵された高確度のデー
タから直接に得られる。したがって、結果のレンジ映像
データは、あいまいさの存在しない大きなレンジと高い
確度とを同時に含んでいる。

第１２図の回路に似た回路が、第５図もしくは第７図の
−ずれかの回路に関しあいまいさのないレンジを拡張す
るために作ることができる。唯一の実在性のある差は、
除算器（２８６）は４で除算すべきことと思われる（　
ＲＡＭへの書込の３個の７レームと読取シの１個のフレ
ームとに対応して〕。

ダート（２９４）と（２９６）とはダート（２１６）　
（第５図）または（２４８）　（第７図）に接続される
。ＲＡＭ（２９６）はＲＯＭ　（２２４）から信号を受
信すると思われる。

代替的な解決策は第１３−１６図に示される。

これらの実施例においては、２個の照明器を使用する代
りに、単一の照明器が相異なる周波数の２個の周期的ノ
Ｚターンの重ね合わせからなる／’Ｐターンを投影する
。この実施例において、一つの／−１’ターンは他のパ
ターンの２倍の周期をもつと仮定しよ、う。したがって
、あしまいさのないレンジは２の係数により拡大される
。捷たこのレンジは／ぐターンの周期の比を調節するこ
とによシ増加することができる。このようなノ４ターン
は第１３図（−映像画シのデータの４個のフレームに関
し）および第１４図（−映像画シのデータの３個のフレ
ームに関して）に示されている。あいまいさのない大き
なレンジと高い確度を共に併せもつレンジ映像は、高い
周波数のパターンの第１の８個のし′４サイクルの間、
ブＣ度を監視することにより得ることができる。

蕗１５図は第１図に示される実施例の変形を表わしてい
る。第１図に示したデゴジタル・アナロク変換器（１１
８）　７）＞らＲＡＭ　（３０２−３１６）　Ｋ対しデ
ータが与えられる。ＲＡＭ（３０２−３１６）のアドレ
ス指定は、カウンタ（１２８）　ト（１３０）にょシ第
１図の実施例と同様に制御される。

第１図の実施例において使用された５個の出方端子のリ
ングカウンタの代）に、９段階のリングカウンタ（３１
８）を第１５図の実施例は使用する。

出力端子（１−８）の各々はアンドダート（３２゜−３
３４）　ＶＣよｐ夫／ｌ　ＲＡＭ　（３０２−３１６）
　ノ一つの書込み制御人力に接続される。アンドダート
（３２０−３３４’）の各々の他の大刀端子は遅延回路
（１４４）に接続されている。リングカウンタ（３１８
）の第９出力端子はアンドｒ　−）　（３３６）を通っ
てＲＡＭ　（３０２−３１６）の読取９制御端子に接続
されている。

したがって、リングカウンタ（３１８）の制御の下に、
定査の第１の８個のフレームの間、光度データは第１図
のデータのローディングと同じ方法でＲＡＭ　（３０２
−３１６）にロードされる。第９フレームの間、データ
はＲＭシ（３０２−３１６）から読取られ、第１５図に
示された残シの回路によシ処理される。

高い周波数と低い周＄αの両方のパターンは同時に変化
しているから、粗なデータが得られる時には筒周波・や
クーンの変化の影響を除去することが必要であシ、逆に
精督なデータが得られる時には、低周波パターンの変化
の影響を除去する必要がある。各パターンの他への影響
は集められたデータの８個のフレームで除去することが
できる。

特に、次の方程式が位相データを得るのに使用きれれば
、各パターンの他への影響も除去されるであろう： 精密な位相データーａｒｃ　ｔａｎ［（（１−３）＋（
５−７））／１（２−４）＋（６−８）　）Ｊ 以下余白 粗な位相データ＝ａｒｃ　ｔａｎｆ：（（１＋２）　　
（５＋６）／（（３＋４　）−（７＋８　）　）　）上
記等式における数はフレームのことをいっている。特に
数は、第１３図の同機に、数えられた諸点のまわりにと
られた対応するフレーム中の光度データのことを表わし
ている。したがって、フレーム１−８からのデータは夫
々肋！ｉ　（３０２−３１６）内に貯蔵される。上記述
べられた計算を、フレーム内の画素の各々に関して個別
的に実行することが必要である。

これらの計算は、各画素に関する）′を度データがリン
グカラン′夕（３１８）とカウンタ（１２８）と（１３
０）の制御の下にＲＡＭ　（３０２−３１６）から順列
に読取られる時に生ずる。読出し専用記憶装置ＲＯＭ（
３３８）は粗なデータを発生し、読出し専用記憶装置ｒ
１Ｍ　（３４０）の精留なデータを発生する。先の実Ｉ
ａ例における如く、ＲＯＭ　（３３８）と（３４０）の
各々は上記方程式の分子と分母に対してアドレス指定さ
れ、ＲＯＭ　（３３８）と（３４０）から読出てれる値
は加えられた値の商の逆正接を表わす。したがって、粗
なデータを得るために、加算器（３４３）は化盪（３０
２）と（３０４）から、フレーム１と２内の各画素に関
する光度値の和に関係する値全発生する。加算器（３４
４）は、Ｉ凋（３１０）と（３１２）から・フレーム５
と６の光度値の和に関係する値を生ずる。加３ｑ−器（
３４４）から発生した値は、加算器（３４６）において
、加算器（３４２）から発生した値から減算される。

加算器（３４６）の出力は上に説明した粗なデータにつ
いての等式の分子でめシ、ＲＯＭ　（３３８）に関する
アドレスの一部分として加えられる。

加算器（３４８）は、肪Ｍ　（３０６）と（３０８）か
ら得られたフレーム３と４の光度値の和に関係した値を
発生する。加算器（３５０）はＲＡＮｉ　（３１４）と
（３１６）内に貯蔵されたフレーム７と８の光度値の和
に関係した値を発生する。加算器（３５０）から発生し
た値は、加算器（３５２）における加算器（３４８）か
ら発生した値から減算される。結果の値は上に一＾１す
」シた粗なデータについての等式の分母に対応し、アド
レスの剰余としてＲωｉ　（３３８）に加えられる。先
に示したように、ＲＯＭ　（３３８）は、加算器（３４
６）と（３５２）から生じた値の商の逆正接に関係する
値を出力する。

加算器（３５４）はＲＡＭ　（３０２）と（３０６）内
に貯蔵されたフレーム１と３の間の光度値における差を
発生する。加算器（３５６）は、ＲＡＭ　（３１０）と
（３１４）内に貯蔵されたフレーム５と７の間の光度値
における差を発生する。加算器（３５４）と（３５６）
から発生した値は加算器（３５８）内で加えられる。そ
の結果の値は上に説明した精密なデータについての等式
の分子を表わし、アドレスの一部分としてＲＯＭ（３４
０）に加えられる。

加算器（３６０）　ｉｌ″Ｉ　ＲＡＭ　（３０４）と（
３０８）に貯蔵されたフレーム２と４の光度データ間の
差に関係する値を発生する。加算器（３６２）ばＲＡＭ
　（３１２）と（３１６）　Ｋ貯蔵されたフレーム６と
８の光度値開の差を発生する。加算器（３６４）は、加
算器（３６０）と（３６２）の出力の和に関係する値を
発生する。これらの値はまたアドレスの一部分としてＲ
ＯＭ　（３４０）に加えられる。これらの値は、上に説
明した精密なデータについての等式の分母を表わす。

先の実施例におけるＲＯＭ（１５８）に対すると同様に
、ＲＯＭ　（３３３）と（３４０）とはＯと１の間の値
を発生する。第１２図に示した実施例に対すると同様に
、ＲＯＭ　（３３８）と（３４０）の出力を組合せるこ
とによシあいまいさのない増加レンズと高い確度の両方
をもたらす単一レンジの値を発生することが必要である
。したがって、ＲＯＭ　（３３８）と（３４０）の出力
は加算器（２９２）に加えられる。加算器（２９２）に
加えられる前に、データを１ビツトだけ偏移することに
よシ、ＲＯＭ　（３３８）の出力は２を乗ぜられる。

ＲＯＭ　（３４０）の出力は加算器（２９２）の減算入
力に加えられる。その結果の差は、１０進（またはよシ
正確には２進）小数点の右に対して桁を消去する整数関
数発生器（２９８）に対して加えられる。剰余の値は結
果の映像データの最上位の有効なビットを表わす。最下
位の有効ビットはＲＯＭ　（３４０）から直接に得られ
る。

第１６図は第５図に示した実施例の変形例を表わす。デ
ータは、第５図に示したディジタル・アナログ変換器（
１１８）からＲＡＭ　（３７０−３８０ンに与えられる
。ＲＡＭ　（３７０−３８０）のアドレス指定はカウン
タ（１２８）と（１３０）によシ第５図の実施例と同様
な方法で制御される。

第５図の実施例において使用された４個の出力端子のリ
ングカウンタの代シに、第１６図の実施例は７段リング
カウンタ（３８２）を使用する。出力端子１−６の各々
はアンドゲート（３８４−３９４）を介して、夫々ＲＡ
Ｍ　（３７０−３８０）の一つの書込み制御入力に接続
される。アンドゲート（３８４−３９４）の各々の他の
入力端子は遅延回路（２１４）に接続される。リングカ
ウンタ（３８２）の第７出力端子はアンドゲート（３９
６）を介して℃頭（３７０−３８０）の読取９制御端子
に接続される。

したがって、リングカウンタ（３８２）の制御の下に、
走査の第１の６個のフレームの間、光度データは、第５
図のデータのローディングと同じ方法でＲＡＭ　（３７
０−３８０）にロードされる。第７フレームの間、デー
タは礎Ｍ　（３７０−３８０）から読出され、第１６図
に示した残余の回路によシ処理される。

高周波および低周波の７！ターンは同時に変化している
から粗なデータが得られる場合に、高周波パターンの変
化の影響を除去することが必要であバまた逆に粘密なデ
ータが州られる時に、低周波パターンの変化の影響を除
去することが必要である。各パターンの他のパターンへ
の影響は集められるデータの６個のフレームを以って相
殺することができる。

特定的に、もし次の等式が位相データを得るために使用
されると、各パターンの他のパターンに及ばず影響は相
殺されるであろうということが決定されている。

鞘ｍ＝　ａｒｃ　ｔａｎｃ（（１）　２（２）＋（３）
＋（４）　ａ５）Ｉ（６））／（ｖ’Ｔ（（１）−（３
汁（４）−（６）月〕粗　＝　ａｒｃ　ｔａｎ［（％／
Ｔ　（（１）−（３）−（４）＋（６）月／（（１庄２
（２）１−（３）−（４）−２（５）（６））　〕上記
の等式の個別の括弧内の数はフレームのことを指してい
る。特に数は、第１４図の同様に番号をつけた諸点のま
わりにとられた対応するントムにおける光度データを指
している。個別の括弧内にない数は乗数である。したが
って、フレーム１−６からｏデータｕ夫／ＪＲＡＭ３７
０−３８．０内に貯蔵される。フレーム内の画素の各々
に関し、上Ｖこ説明した計算を個別に実行する必要があ
る。

これらの計算は、各画素に関する光度データが、リング
カウンタ（３８２）とカウンタ（１２８）と（１３０）
の制御の下ＶＣＲＡＭ　（３７０−３８０）から順列的
に読出される時に生ずるものである。読出専用記憶装置
（３９８）ｆ′ｉ粗なデータを発生し、読出専用記憶装
置（４００）は精密なデータを発生する。ＲＪＭ（３９
８）と（４００）の各々は上記等式の分子と分母に対し
てアドレス指定され、かつＲＯＭ　（３９８）と（４０
０）から読出される値は加えられた値の商の係数の逆正
接を表わす。したがって、加算器（４０２）はフレーム
１の値の正の形式、フレーム（３）の値の負の形式、フ
レーム（４）の値の負の形式、および７レーム６の値の
正の形式を組合せることにより粗なデータの分子を発生
する。加算器（４０４）は粗なデータの分母と精密なデ
ータの分子とにおいて有用な和を発生する。特に加ｊ→
、器（４０４）はフレーム１のデータの正の値、フレー
ム３のデータにＩＭ−する正の値、およびフレーム５の
データの２倍の負の値の和を発生する。２の乗算は単に
従来技術で周知のように、２進（７ｑ成のビットを一つ
高因場所へ桁送勺することによＨ，！怖し得る。

加算器（４０４）の出力は、加算器Ｃ４０４）の出力を
フレーム６のデータの負形式、フレーム４のデータの負
形式およびフレーム２のデータの値の２倍の正形式と組
合せるが加算器（４０６）に加えられる。

加算器（４０６）の出力は上記粗なデータについての等
式の分母としてＲＣ）Ｍ　（３９８）に加えられる。

加算器（４０８）は精密なデータ用の分母を発生する。

特に、加算器（４０８）はフレーム１からのデータの正
形式、フレーム３からのデータの負の形式、フレーム４
からのデータの正形式、およびフレーム６からのデータ
の負形式を組合せる。加ρ４器（４０８）の出力はｙＭ
（４００）の−アドレス入力として加えられる。

加算器（４１０）は加算器（４０４）の出力を、フレー
ム２からのデータの値の２倍の負形式、フレーム４から
のデータの正形式およびフレーム６からのデータの正形
式と組合せる。この和は精密なデータ用の分子であυ、
またＲＯＭ　（４００）に加えられる・第５図のＲＯＭ
　（２２４）に対すると同様に、ＲＯＭ（３９８）と（
４００）は０と１の間の値を発生する。第１２図に示し
た実施例に対すると同様に、ＲＯＭ（３９８）と（４０
０）の出力を組合せて、あいまいさのない増加されたレ
ンジと高い確度の両方をもたらす単一レンジ値を発生す
る。したがって、以だ（３９８）と（４００）の出力は
加算器（２９２）に加えられる。加算器（２９２）に加
えられる前に、ＲＯＭ（３９８）の出力は、データを１
ビツトだけ桁送シすることによシ、２の乗算が行われる
。ＲＯＭ　（４００）の出力は加算器（２９２）の減算
入力に加えられる。結果としての差は、１０進（又はよ
シ正確には、２進）小数点の右に対し桁を消去する整数
関数発生器（２９８）に加えられる。残余の値は、結果
としての映像データの最上位有効なビットを表わしてい
る。

最下位有効ビットはＲＯＭ　（４００）から直接に得ら
れる。

本発明のも千の例示的な実施例のみが前述において詳細
に記述されたが、当該技術の専門家であれば、この発明
の新規な薮示および１０点から実質的に逸脱することな
く、例示的な実施例について多くの修飾が可能であるこ
とを、容易に了解するであろう。例えば、フレーム貯蔵
のＲＡＭのアドレス指定と、Ｄｔ取シ／ｉ！、込み機能
の制御が、計算機によシ遂行され得ることは、当業者が
容易に了解するであろう。更笑、同じ計算様がまた肋Ｍ
の出力をとシ、レンジデータを発生するための計算を実
施し得るであろう。計五機が用いられると、当業者は、
図面に示された回路とタイミング図とが、本発明が計算
機を用いることｔ／（１ｍよシ実施され得るようになる
流れ図として容易に解釈され得るものであることを認識
するであろう。

したがって、このような修飾はすべて、本明細書の特許
請求の範囲に規定される不発明の範囲に包含されること
が意図されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、 第２図は第１図の回路に関するタイミング図、第３図は
本発明の他の実施例の回路図、第４図は第３図における
回路のタイミング図、第５図は本発明の他の実施例の回
路図、第６図は第５図の回路に関する回路図、第７図は
本発明のさらに他の実施例の回路図、第８図は第７図に
おける回路のタイミング図、第９図は本発明に係る周期
的なノ９ターン発生板の上面図、 第１０図は第５図の板に関する交互の透過率パターンの
図、 第１１図は本発明に係る周期的パターン発生円板の上面
図、 第１２図はあいまいさの生じない区域を増大させるだめ
の回路図、 第１３図および第１４図は本発明の実施例において同時
に使用し得る２対の周期的パターンの間の関係の概略説
明図、 第１５図および第１６図はあいまいさの生じない区域を
増大させるための他の回路図である。 （符号の説明） １００・・・光景、１０２・・・照明器、１０３・・・
角、１０４・・・アーク燈、１０６・・・熱フィルタ、
１０８・・・ノ！ターン発生器、１１０・・・レンズ、
１１２・・・移動ノ８ターン、１１４・・電子カメラ、
１１６・・・同期分よびタイミング回路、１１８・・・
アナログ・ディノタル変換器、１２０，１２２，１２４
，１２６・・・ｒｍ％　１２８・・・２イン・カウンタ
、１３０・・・ロウカウンタ、１３２・・クロック、１
３４・・・リングカウンタ、１３６，１３８，１４０，
１４２・・アンドダート、１４４・・・遅延回路、１４
６・・・アンドダート、　１４８　．１５０　．１５２
　．１５４　　。 １５６・・加算器、１５８・・・ＲＯＭ。 以下余白 図面の浄書（内容に変更なし） しンシ゛晴ｌ駿 手続ネ市正書（方式） 昭和５８年１０月千日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１４９２８３号 ２、発明の名称 光景の映像を生成する方法および装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名称　ノーボン、インコーホレイティド４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号５、
補正命令の日付 ６、補正の対象 図　　　面 ７、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし） ８、添付書類の目録 浄書図面　　　　　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光景の映像を生成する方法であって、該方法が下記
   の諸段階すなわち、 単一の移動性周期的変調・千ターンを用いて該光景を照
   明する段階、 該光景における複数の点からの反射光度を、照明の軸か
   らオフセットされた角度から監視する段階、および、 相異る時刻において監視された該諸点の各々に関し該監
   視段階により得られる複数の光度を用いて該光景の該諸
   点の各々からの反射光の該周期的変針１唱パターンに関
   し相対的位相を決定するであって、該相対的位相が該諸
   点の相対的レンジに関係しているもの、 を具備する、光景の映像を生成する方法。 ２、光景の映像を生成する方法でｂつ゛て、該方法が下
   す己の諸段階すなわち、 移動性周期的変調パターンを用いて該光景を照り］する
   段階、 照明軸からオフセットされた角度から該光景における複
   数の点からの反射光の光度を監視する段階、および、 相異なる時刻において監視された該諸点の各々に関し該
   監視段階によシ得られる３個の光度を用いて該光景にお
   ける該諸点の各々からの反射光の該周期的変調パターン
   に関し相対的位相を決定する段階であって、該相対的位
   相から該諸点の相対的レンジに関係しているもの、 を具備する、光量の映像を生成する方法。 ３　該監視段階は設定された時間にわたって該反射され
   た光を積算する段階を含むところの特許請求の範囲第２
   項記載の方法。 ４、光景の映像を生成する方法であって、該映＠は複数
   の画素を言み、各画素は該光景の面積に関連し、該方法
   が下記の諸段階すなわち、移動性周期的変調パターンを
   用いて該光景を照明する段階、 照明軸からオフセットされた角度において該画素の各々
   に関し、該光景からの反射光の光度を監視する段階、 第１の記憶装置に数値の第１のフレームを貯蔵する段階
   、 第２の記憶装置に数値の第２のフレームを貯蔵する段階
   、 該第１の記憶装置に貯蔵された数値を読取り、かつ該第
   ３のフレームに関する光度値が監視されている間、該第
   １のフレームの光度値から第３のフレームの対応する画
   素の光度値を減算する段階、該第２の記憶装置に貯蔵さ
   れた光度値を読取り、該第３のフレームに関する光度値
   が監視されている間該第２のフレームの光度値から該第
   ３のフレームにおける対応する画素の光度値を減算する
   段階、 該移動性Ａ’ターンが連続フレーム間の１７３サイクル
   だけ位相を偏移させる段階、および、該画素の各々に関
   し該減算段階の結果の和と差の商に関係する数値の逆正
   接を決定する段階であって、該逆正接が相対的レンジを
   示すところの逆正接を決定するもの、 を具備する、光景の映像を生成する方法。 ５、該照明用段階が第１および第２の移動性周期的変調
   パターンを用いて該光景を照明する段階を含み、また該
   第１および第２の変調パターンは相異なる周波数におい
   て移動し、かつ相異なる周期を有するものであり、かつ 該方法は粗ｌおよび精苦なレンジデータを倚るために光
   度値のフレームを処理する段階を特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の方法。 ６、該パターンは、該監視する段階において監視された
   光度値の各３個のフレームに関して、完全な−サイクル
   偏移させる、特許請求の範囲第４項記載の方法。 ７、光景の映像を生成する方法であって、該映像は複数
   のｌｌ！ｉ１素を含み、各画素は該光景の面積に関連し
   、該寸法は下記の諸段階すなわち、単一の移動性周期的
   変調パターンを用いて該光景を照明する段階、 照明軸からオフセットされた角度において該画素の各々
   に関し、該光景からの反射光の光度を監視する段階、 第１の記憶装置に数値の第１のフレームを貯蔵する段階
   、 第２の記憶装置に数値の第２のフレームを貯蔵する段階
   、 該第１の記憶装置に貯蔵された数値を読取シ、かつ該第
   ３のフレームに関する光度値が監視されている時に該第
   １のフレームの光度値から第３のフレームの対応する画
   素の光度値を減算する段階、該第２の記憶装置に貯蔵さ
   れた光度値を読取り、かつ該第４のフレームに関する光
   度値が監視されている時に該第２のフレームの光度値か
   ら第４のフレームにおける対応する画素の光度値を減算
   する段階、 連続フレーム間の１７４サイクルだけ該移動性パターン
   が位相を偏移させる段階、および、該画素の各々に関す
   る該減算段階の結果の商の逆正接を決定する段階であっ
   て該逆正接は相対的レンジを示すもの、 を具備する、光景の映像を生成する方法。 ８、該周期的変調パターンが正弦波状である、特許請求
   の範囲第７項記載の方法。 ９、該照明段階が第１および第２の移動性周期的変調・
   母ターンを用いて該光景を照明する段階を含み、該第１
   および第２の変調パターンは相異なる周波数において移
   動し、かつ相異なる周期を有するものであシ、かつ該方
   法は祖なおよび５・）ｌ密なレンジのデータ紫得るため
   に光度値のフレームを処理する段階を特徴とする特許請
   求の範囲第７項記載の方法。 １０、該パターンが、該監視段階において監視された光
   度値の各４個のフレームに関して完全な１サイクルを偏
   移させる、特許請求の範囲第７項記載の方法。 １１、光景の映像を生成する装置であって、該装置が、 単一の移動性周期変ｕ４　ノ４ターンを用いて該光景を
   照明する中段、 該照明用手段からオフセットされ該光景内の複数の点か
   らの反射光を電気信号に変換する手段、および、 相異なる時刻に発生した該諸点の各々に対し、複数の該
   電気信号を用いて該光景内の該諸点の６各からの反射光
   の該周期的変調・ぐターンに関し、相対的位相を決定す
   る手段であって、該相対的位相は該諸点の相対的レンジ
   に関係しているもの、を具備する、光景の映像を生成す
   る装置。 １２、該変換手段が電子カメラを含む、特許請求の範囲
   第１１項記載の装置。 １３、光景の映像を生成する装置であって、該装置が、 該光景を移動性周期的変調ノ４ターンを用いて照明する
   手段、 該照明用手段からオフセットされ、該光景における複数
   の点からの反射光を電気信号に変換する手段、および、 相異なる時刻において発生した該諸点に対し、該電気信
   号の３個を用いて、該光景の該諸点の６各からの反射光
   の該周期的変調パターンに関して相対的位相を決定する
   手段であって、該相対的位相が該諸点の相対的レンジに
   関係しているもの、 を具備する、光景の映像を生成する装置。 １４、該決定手段が該変換手段に応答する計算機を含む
   、特許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５、該照明用手段が、該光景を照明する光源、第１の
   方向に該周期的パターンと共に変化する透過率を有する
   板、および、該光源と該光景間の該第１の方向に沿って
   該板を移動する手段、を特徴する特許請求の範囲第１３
   項記載の装置。 １６、該板が該方向における不透明領域によシ分離され
   た透過性領域を有する、特許請求の範囲第１５項記載の
   装置。 １７、光景の映像を生成する装置であって、該映像が複
   数の画素を含み、各画素は該光景の一領域と関連し、該
   装置が、 単一の移動性周期的変調パターンを用いて該光景を照射
   する手段、 該照明用手段からオフセットされ、該光景からの反射光
   の量に関係する該画素の各々に対し光度値を発生する手
   段、および、 該光度値の複数のフレームを用いて、該光景内の該領域
   の各々からの反射光についての該周期的変調ノやターン
   に関し相対的位相を決定する手段であって、該移動性パ
   ターンは該複数のフレームの連続的なものの間で位相を
   偏移させ、該相対的位相は該諸点の相対的レンジに関係
   する相対的位相を決定するもの、 を具備する、光景の映像を生成する装置。 １８、該照明用手段が該光景を照明する光源、第１の方
   向における該単−の周期的ノ４ターンと共に変化する透
   過率を有する板、および、該光源と該光景間の該第１の
   方向に沿って該板を移動する手段、を特徴する特許請求
   の範囲第１７項記載の装置。 １９、該板が、該方向における不透明領域によシ分離さ
   れた透過性領域を有する、特許請求の範囲第１８項記載
   の装置〇 ２０、該照明用手段が該光景を照明する光源、周辺部に
   おいて該周期的パターンと共に変化する透過率を有する
   円板、および、該光源と該光景間で該円板を回転する手
   段、を特徴する特許請求の範囲第１７項記載の装置。 ２１、光景の映像を生成する装置であって、該映像は複
   数の画素を含み、各画素は該光景の面積に関連し、該装
   置が、 該光景を照明する光源、 該光源と該光景間の軸からオフセットされ、該光景から
   の反射光の量に関係する該ｉ素の各々に関し光度値を発
   生する手段、 該光源を変調することによバ移動性周期的・やターンを
   該光景上に発生する手段、 連続フレーム間の１７３サイクルだけ該・９ターンに関
   し、該移動性ノ＋ターンが位相を偏移させるような該発
   生手段からの値の第１、第２および第３のフレームを得
   る手段、 該第１および第３のフレームにおける該画素の各々の該
   値の間の差、および該第２と第３の７レームにおける該
   画素の各々の接値の間の差をとる手段、および、 該画素の各々に関する接着によシ形成されたベクトルの
   角度を決定する手段、 を具備する、つ′０景の映像を生成する装置。 ２２、該フレームを得る手段、接着をとる手段および該
   ベクトルの角度を決定する手段がディジタルコンビーー
   タを含む、特許請求の範囲第２１項記載の装置。 ２３、該変調手段が、周辺部に訃いて該周期的／ぐター
   ンと共に変化する透過率を有する円板、および該光源と
   該光−景との間で、該円板を回転する手段、を特徴する
   特許請求の範囲第２１項記載の装置。 ２４、該円板が置局方向の不透明領域によ）分離された
   透過性領域を有する、特許請求の範囲第２３項記載の装
   置。 ２５、該周期的ノやターンが不透明領域によシ分離され
   た透過性領域を有する、特許請求の範囲第２１項記載の
   装置。 ２６、該強度値の発生手段が設定された時間の周期にわ
   たって受けた元を特徴する特許請求の範囲第２１項記載
   の装置。 ２７、光景の映像全生成する装置であって、該映像ｔ’
   ｌ：複数の画素を含み、各画素は該光景の面積に関連し
   、該装置が、 該光景を照明する光源、 該光源と該光′景との間の軸からオフセットされ、該光
   景からの反射光のｉｉ：に関係する該画素の各々ＶＣ関
   する光度値を発生する手段、 該光源を変調して、診光景上に単一の連続的に移動する
   周期的パターンを発生する手段、接値の第１のフレーム
   を貯蔵する第１の手段、接値の第２のフレームを貯蔵す
   る第２の手段、読値の第３のフレームを貯蔵する第３の
   手段、接値の第４のフレームを貯蔵する第４の手段であ
   って、該移動性パターンが連続的フレームの間で９０°
   だけ該パターンに関し位相を偏移させるもの、 該第１および第３のフレームにおいて該画素の各々に関
   し該光度値の間の差を決定する第１の手段、 該第２および第４のフレームにおいて該画素の各々に関
   し該光度仏間の差を決定する第２の手段、および、 該画素の各々に関し、該第１および第２の決定手段の出
   力信号の商の逆正接を決定する手段であって、該逆正接
   が相対的レンジを示すもの、を具備する、光景の映像を
   生成する装置。 ２８、該画素の各々に関し該光度値を加算する手段であ
   って、該加算値は該画素の各々からの反射光の光度を示
   すところの該光度値を加算するもの、を特徴とする特許
   請求の範囲第２７項記載の装置。 ２９、該第１の差を決定する手段、該第２の差を決定す
   る手段、および該逆正接を決定する手段がディジタルコ
   ンビーータを含む、特許請求の範囲第２７項記載の装置
   。 ３０、該光源を変調する第２の手段であって該第２の変
   調手段が該変調手段より低い周波数を有する周期的パタ
   ーンを発生するところの該光源を変調するもの、および
   、該第２の変調する手段が作動されている間の光度値に
   応答して粗なオ目対的レンジデータを発生する手段を特
   徴とする特許請求の範囲第２７項記載の装置。 ３１、光景の映像を生成する装置であって、該映像が複
   数の画素を含み、各画素が該光景の面積に関連し、該装
   置が、 該光景を照明する光源、 該光源と該光景との間の軸からオフセットされ、該状景
   からの反射光の量に関係する該画素の各々に関し光度値
   を発生する手段、 該光景上に移動性周期的パターンを発生するために該光
   源を変調する手段、 接値のフレームを貯蔵する紀１の手段、接値のフレーム
   を貯蔵する第２の手段、制御手段であって、該制御手段
   が、１）接値の第１のフレームを該第１の貯蔵手段内に
   貯蔵させ、２）接値の第２のフレームを該第２の貯蔵手
   段内に貯蔵させ、３）該第１訃よび第２の貯蔵手段にお
   ける接値を読取らせて、第３のフレームにおける対応す
   る画素から減算させ、差が該第１および第２の貯蔵手段
   内に貯蔵され、該移動パターンが連続的フレームの間で
   １２０°だけ該パタ−ンに関して位相を偏移させるもの
   、および、 該画素の各々に関し該第１および第２の差の値の和と、
   該第１および第２の差の値の差との商に関係する値の逆
   正接を決定する手段であって、該逆正接が相対的レンジ
   を示す逆正接を決定するもの、 を具備する、光景の映像を生成する装置。 ３２、該周期的パターンが不透明領域によシ分離された
   透過性領域を有する、特許請求の範囲第３１項記載の装
   置。 ３３、該変調手段は、該光景上の２個の移動性周期パタ
   ーンを発生するための該光源を変調する手段を含み、該
   周期的パターンの一つは残シの周期的パターンより大き
   な周波数を有し、該装置は相対的に粗および精の有効距
   離データを発生する手段を特徴する特許請求の範囲第３
   １項記載の装置。 ３４、該移動性周期パターンは、該発生手段によシ兆生
   された光肪値の各３個のフレームに関し、一完全サイク
   ルを偏移させる、特許請求の範囲＆（３１項記載の装置
   。