JPS6015506A - 距離測定装置 - 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】 （発明の属する技術分野） 本発明は、距離を測定すべき対象から互いに異なる光路
を経て入射する光を受けて対象の映像をそれぞれ複数個
の光センサからなる１対の固定さ３れた光センサアレイ
により受光し、該各光センサアレイからの映像出力信号
を量子化して得られる前記映像中の光強度分布に応じた
二つの映像データ列を相互にシフトさせて相関を取り、
高い相関を示すシフト量から対象までの距離を測定する
距離測定装置に関する。

（従来技術とその問題点） 前述の種類の距離測定装置は、装置内に可動部を有しな
いいわば純電子式の新しい距離測定装置として、その小
形で安価でかつ高精度の点を買われて近年脚光を浴びつ
つある。しかし、この種距離測定装置は元来カメラの自
動焦点用に開発されたものであって、距離を測定できる
対象がその映像を受光する１対の光センサが設けられる
面に直角な前方正面に位置する場合にのみ測定が可能で
あり、斜方向位置にある対象までの距離を測定すること
ができない欠点がある。

すなわち、カメラにこの種距離測定装置を組み込む場合
は、カメラで撮影すべき被写体はふつうはカメラの正面
にあって、醜正面の被写体までの距離を測定してこれに
応じてカメラの焦点を合わせればよく、あるいはカメラ
の正面にない被写体に焦点を合わせたい場合は、−たん
該被写体の方にカメラの正面を向けて距離を測定しかつ
焦点合わせをした上で、カメラ正面を所望の角度動かし
た位置でシャッタを切るようにすればよい。しかし、こ
の新しい距離測定装置を大きな装置や設備。

例えば車両などに取りつけて、その正面だけでなく左右
の方向にある対象までの距離を測定して例えば街突の防
止などに役立てようとしても、大きな装置や設備をいち
いち斜方向に向けることは実際上できない。また距離測
定装置ないしはその光センサアレイ部分だけを斜方向に
動かすことはできるが、可動部分がないというこの種装
置の本来の特長が殺されてしまう結果になる。

この種従来装置を第１図および第２図を参照して説明す
る。第１図は従来装置の測定原理を示すもので、図にお
いて距離ｄを測定すべき対象ｌが発する光例えば太陽光
の反射光は、光学器械例えばカメラ内に相互にベース距
離すを離間して組み込まれた短い焦点距離ｆを有する１
対の小レンズ２．３に互゛いに空間的に興なる二つの光
路４，５を経てそれぞれ入射する。物体ｌは図では２個
の山形で示された光度分布を持っており、かかる光度分
布を有する物体の映像７，８が小レンズ２゜３によって
その共通の焦点面６上に結像される。

対象１が無限遠にあるときは、その映像７，８の中心は
、それぞれ’７０．８０で示された位置にあるが、図示
のように対象１が近距離にある場合は、映像中心は位置
７０．８０からそれぞれｘｌ、ｔｃ２だけずれた位置７
１．８１に来る。いま、なんらかの手段でこれらのずれ
ｐ　ａｔ　１　、　ｒ　２を測定することができれば、
対象１までの距離ｄは１、ｃＬ　＝　ｂ　−ｆ／ｘ　た
だしｒ＝ｒｌ＋ｒ２なる式によって簡単に決めることが
できる。

このずれ母の測定のために焦点面６上に図に略示された
光センサアレイ　’１０．１１が設けられる。

両センサアレイはそれぞれ復数個の光センサからなり、
映像７．８を受光してその光強度分布に応じた映像信号
列をそれぞれ発生ずる。この両鉄像信号列は位置７０．
８０をそれぞれ基準位置とし、両信号列の基弗位置をと
もにＯとすると、両映像信号列の相互ずれ量を測定すれ
ば前述のずれ量ｌが測定される。上式中のずれ；Ｈｘ　
１．　＆　２は距離測定上は別個に測定する要はなく、
それらの和Ｘを測定すれば十分なことは前式から明らか
であるから、二つの映像信号列の相互ずれ量Ｘを測定す
れば対象１までの距離を決めることができる０上述の映
倫信号はアナログ爪であるから、これを適当な量子化手
段でディジタル化して映像データ列とした後、電子回路
によって映像データ列間のずれｆｔ　＝ｎが決定され、
これに光センサの相互間隔を乗算して前述のずれｔｋ　
’がめられる。もつとも、測定装置が出力する距離信号
はずれ量Ｘやこれから計算された距離ｄである必要は必
ずしもなく、前述のデータ列間のずれ量ｔルで十分であ
る場合が多い。

第２図は従来装置によって斜方向に存在する対象までの
Ｆｌ’４　ＭＧを測定する手段を示すもので、斜前方に
ある対象が１０Ｌにより方形の形状で示されて。

いる。距離測定装置が組み込まれたカメラはこの対象１
αまでの距離ｄを測定するため、対象ｌａがその正面に
来るよう角度θだけ傾けられ、この状態で測定を終えた
後、山形で示す対象ｌの方にカメラの正面を向けてシャ
ッタが切られる。第２図においては、第１図に対応する
部分は第１図の符号が付されてがっ実線で示されており
、斜め方向に傾けられたときの対応部分の符号には添字
αが付されかつ鎖線で示されていることに留意されたい
。

以上説明したように、従来技術による距離測定装置では
、距離を測定すべき対象に向けて装置の正面をいちいち
向けなければならない欠点ないしは不便さがあった。

（発明の目的） 本発明は、前述のような従来装置の欠点ないし不便さを
解消して、対象が正面がらずれた斜方向に存在しても、
装置を正面に向けたままで該斜方向にある対象までの距
離を測定できる距離測定装置を提供することを目的とす
る。

（発明の要点） 本発明によれば上述の目的は、互いに空間的に異なる光
路を経て結像される距離を測定すべき対象の映像を受光
するそれぞれ複数個の光センサからなる固定された１対
の光センサアレイと、該光センサアレイ中の各光センサ
からの映像出力信号をセンサごとのＨ４＆データに量子
化する量子化回路と、該量子化回路からの映像データを
前記光センサアレイごとに該アレイ中の光センサの配列
と同順序の映像データ列として記憶するレジスタ回路”
と、該レジスタ回路中の前記両映像データ列を相互にシ
フトさせた状態で該両データ列間の相関をとってそのオ
Ｉ関度を示す評価関数データを発生する評価関数発生回
路と、前記評価関数発生回路が発生する評価関数データ
の内から前記両映像データ列が高い相関を示す該両デー
タ列間の前記相互シフトの量を決定して該シフト量がら
対象までの距離を示す距離信号を発する距離信号発生回
路とを備えた距離測定装置に、前記対象の斜方向角度位
置に応じて前記評価関数発生回路により相関を取るべき
前記映像データ列が対応する前記光センサアレイ上の対
象の映像の位置を指定する角度位置指定手段を付加する
ことにより達成される。

なお、本発明の実施に際しては、距離を測定したい対象
の方向２例えば正面方向、左方向の所定角度方向、右方
向の所定角度方向ごとに、前述のレジスタ回路、評価関
数発生回路および距離信号発生回路をそれぞれ別個のユ
ニットとして設け、かつ前述の光センサアレイおよび量
子化回路をこれらのユニットに対して共通に設けておき
、角度位置指定手段として前述の量子化回路が発生する
映像データ列から前記各ユニットのレジスタ回路に該ユ
ニット内の評価関数発生回路が相関をとるべき光センサ
アレイ上の対象の映像に対応する部分列だけを取り出し
て与える固定配線を設けることにより、複数の方向にあ
る対象に対する距離信号を同時並列的に発生させること
もでき、あるいは前記ユニットを一つのみ設けておいて
、角度位置指定手段により量子化回路が発生する映像デ
ータ列から指定された角度位置方向の測定に必要な部分
列だけについて評価関数発生回路に相関をとらせるよう
にすることもできる。後者の場合には前者の場合と異な
り複数の方向にある対象に対する距離信号を遂次的にし
か発生できないが、用途によってはこのような手段で距
離測定を行うことで十分であり、かつ回路を前者より簡
略化することができる。

（発明の実施例） 以下図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明す
る。第３図は本発明装置の動作原理の説明図であって、
第１図と同じ部分には同じ符号が付されている。第３図
の光センサアレイ１０．１１は従来袋Ｒ１の場合よりも
図の横方向に長目に作られており、左右の斜め方向の近
距離から対象１の発する光がレンズ２．３を経て入射し
て来ても、その映像７，８が光センサアレイ１０．１１
の範囲外にまではみ出すことがないように考慮されてい
る。なお、レンズ２．３は図では２個の別個のレンズと
して描かれているが、−眼リフレックスカメラのＷ・合
のように１個のレンズの異なる場所を用いてもよく、こ
の意味ではレンズ２．３はレンズ部分であっても差し支
えない。

同図（α）は第１図と同じく対象ｌが光センサアレイの
設けられる焦点面６と直角な正面に位置する場合を示し
、この場合は従来と同じように映像７，８の対象１が無
限遠にあるときの鎖線で示された映像の位置からのずれ
量ｘＪｘ２の和Ｘを測定することにより物体までの距離
ｄを測定することができる。第２図（ｂ）は対象１ｂ（
同図（ＬＬ）の対象１とは異なることに留意されたい）
が右方向斜め角度θ方向前方に位置する場合を示す。該
ＣＬ）図において、対象１ｈが無限遠にあるときのレン
ズ２による鎖線で示された映像７の中心位置を工１とし
、物体１ｂが図示の近距離にあるときの映像７の中心位
置を工とし、その間のずれ量をａ：１とする。また、レ
ンズ２，３の光軸中心点を１２．Ｌ３で表わし、両点Ｌ
２．Ｌ３を結ぶベース幅すの線と対象１ｂが無限遠にあ
るときのこれがらの光路（図では距離ｄを示す線として
描かれている）との交点を図示のとおり点Ｂとし、点Ｌ
２と点Ｂとの間の間隔をＡｌ、点Ｌ３と点Ｂとの間の間
隔をｂ２とする（一般にはｂｌとｈ２とは異なる）。対
象１ｂの中心位置をＯで表わすと、三角形０．Ｂ、Ｌ２
　とｊ角ｔＬ２．ＩＩ、ｘ　と（Ｄ相似関係から、 ｔｔ１／ｂ　ｌ　＝　Ｌ　２　Ｉ：Ｌ／ｄとなる。線分
Ｌ２１１の長さはレンズＩＩ２の焦点距離がｆであるか
らｆ／ｃＯ８θとなり、これを代入すると、 ｘｌ＝　ｂ　ｌ　０ｆ／　ｃＬ　ｃｏｓ　’０が成立す
る。左側のレンズ３の側についても、映像８の中心の対
象１ｂが無限遠にあるときの映像中心からのずれを図示
のようにｘ２とすると、同様に ＆２−ｂ２・ｆ／４ｃｏｓθ 両式を加え合わせるとＡ−ｂｌ＋ｂ２であるから、ｘ　
＝ｂ−ｆ／ｄ、　ｃｏｓθ　ただしａｔ　＝　ｚｌ−１
−ｘＱとなり、ｃＬ　＝　ｂ　−ｆ　７ｘ　ｃｏｓθか
らめる距離ｄが得られる。

第３図（０）は対象ＩＣが左方向斜め前方にあ、る場合
を示し、同図（ｈ）と同様に該対象１ｃが無限遠にある
ときの訣保７，８（鎖線で示す）の中心工２からの映像
７，８の中心工ずれをそれぞれ＆ｌ、α２　とすると両
式と全く同じ関係が成立して映像の相互ずれ量Ｘから距
離ｄをめることができる。

前述の説明と式かられかるように、距離測定に当たって
は映像７，８の基準点工１．工２からのずれ量ｘ１．　
ｔｃ２を分離して測定する必要はなく、その和ｌを知る
だけで十分である。従って光センサアレイ　１０中の位
置工１と光センサアレイ　１１中の位置Ｉ２とを互いに
対応する基準点として重ね合わせるようにしておけば、
対象が近づくに従って映像７，８は互いに逆の方向にず
れるのであるから、映像７．８間のずれ爪を測定すれば
、前述のずれｆｆ１−を測定することができる。

以上の原理に基づいて構成された本発明の実施例装置を
第４図に示す。この図の上部には第３図では１０．ｌｌ
で略示されていた左右の光センサアレイ１００Ｌ、　１
００Ｒからなる光センサアレイ部１００が示されており
、距離測定をすべき対象の映像をそれぞれ受光する。こ
れらの光センサアレイ１００Ｌ。

１００Ｒは一般には互いに異なる数の光センサ、この例
ではそれぞれ９個、ｐ個Ｃｑ　＞ｐとする）の光センサ
からなっている。さらに、この実施例では右方の光セン
サアレイ１００Ｒは、距離測定すべき対象が正面にある
とき、対象までの距離のいかんにかかわらずその映像を
中央部で受けるように、光学系が構成されている。これ
に対して左方の光センサアレイ１００Ｌでは、対象が正
面にある場合でも、対象が近付くにつれて映像は左方に
シフトされる。対象が斜め右前にあるとき、左右両光セ
ンサアレイについて、無限遠の対象に対する映像の基準
位置は、正面の対象に対する映像の基準位置よりも左方
にずれ、対象が近づくにつれてその映像は基準位置から
左方の光センサアレイ１００Ｌについては左方に、右方
の光センサアレイについては右方にシフトする。対象が
斜め左前にあるとき、無限遠の対象に対する基準位置は
、左右両光センサアレイについて正面の対象に対する映
像の基準位置よりも右方にずれ、対象が近づくにつれて
その映像は基準位置から左方の光センサアレイ１００Ｌ
については左方に、右方の光センサアレイについては右
方にシフトする。

光センサアレイ１００Ｌ、　１００Ｒ内の各光センサは
、映像の光強度分布に応じてそれぞれが受ける光量に対
応する映像出力信号を発し、該信号は量子化部２００の
アナログ・ディジタル変換器（以下ＡＤＯという）群２
００Ｌ、　２００Ｈによって、光センサごとにディジタ
ル値の映像データに量子化される。量子化された映像デ
ータはｆハｉ単な１ビツトのデータである場合もあり、
多ビットからなる場合もある。いずれにせよＡＤＯ２０
０Ｌ、　２０ＯＲの出力する映像データ列は光センサア
レイ１００Ｌ、　１００Ｒが受光した映像の光強度分布
を表わす分布をもっている。なお、図では各Ａｌ）Ｏの
枠内にデータ番号として左から始まる数字が便宜上付さ
れている。

この実施例では、斜め左前、正面および斜め右前にある
対象までの距離を測定するための距離測定ユニット５０
０１１．　！１０００．５０ＯＲが個別に設けられてお
り、これら複数の対象までの距離を同時に測定できるよ
うに構成１されている。これらの距離測定ユニット５０
０Ｌ、　５０００．５０ＯＲは図中の一点鎖線の枠で示
されており、その内の斜め右前の対象に対する距離測定
ユニット５００Ｒについて、内部の詳細回路が示されて
いる。他の甲離測定二二ッ）　５００Ｌ、　５０００は
これと同様に構成される。

距艷測定ユニット５００Ｒを示す枠の上部には、この実
施例では互いに異なるステージ数−、−（ル〉扉とする
）をもつ左右のシフトレジスタ４０ＯＬ。

４００Ｒが示されており、前述の左右のＡＤＯ群２０Ｏ
Ｌ、　２０ＯＲから映像データ列を入力して記憶する。

この実施例ではＡＤＯがらシフトレジスタ４０ＯＬ、　
４００Ｒへの入力は固定配線による並列入力方式を採っ
ており、これによってデータ転送時間。

従って距離測定時間の短縮がはかられている。この右方
の対象に対する距離測定ユニッ）］−００Ｂ　の左方の
シフトレジスタ４００Ｌへは左方のＡＤＯ群２０ＯＬか
らその１番目から始まるｎ個の映像データが固定配線に
より供給され、右方のシフトレジ・スタ４００Ｒには右
方のＡＤＱ群２００Ｒからその１番目から始まる痛個の
映像データが供給される。

一方、正面の対象に対する距離測定ユニット５０００内
の左方のシフトレジスタ４００１には、左方ノＡＤＯ群
２ＱＯＬから図示のようにその３番目から始まるｎ個の
映像データが図のＬＯで示す固定配線により供給され、
その右方のシフトレジスタ４００Ｈには右方のＡＤＯ群
２０ＯＲからその３番目から始まるｍ個の映像データが
図のＲＯで示す固定配線により供給される。さらに左方
の対象に対する距離測定ユニツ）　１００Ｌの左右のシ
フトレジスタ４００Ｌ、　４００Ｒには、同様にそれぞ
れ差右のＡＤＯ群２０ＯＬ、　２０ＯＲからそれらの５
番目から始まるル、痛個の映像データが固定配線ＬＴＪ
、ＲＬによって供給される。

ところで、この実施例では前述の５番目から始まるル１
等個の最後の映像データは、それぞれｑ。

２番目の映像データに一致するように構成されているの
で、ｑ＝ル＋４．ｐ：ｒｒＬ＋４になっている。

より一般的には、σを任意の整数としてｑ＝ｎ＋ｚσ。

Ｐ＝ｍ＋２σになるように選ぶことができ、このσは距
離測定時間が正面から左右いずれかに偏ったとき映像が
ずれるセンサ数を意味する。あるいは逆にσを選ぶこと
により、距離測定をすべき対象の正面からの偏りの角度
を指定することができる。

以上の説明から、正面の対象に対する距離測定ユこット
５０００のシフトレジスタ４００Ｌ、４００Ｒには光セ
ンサアレイ１００Ｌ、　１００Ｒの中央部からの映像デ
ータが供給され、左右に偏った対象に対する距離測定ユ
ニツ）　５００Ｌ、　５００Ｈには、光センサアレイ１
ｏｏｋ、　１００Ｒの中央部からそれぞれ右方、左方に
σ個の光センサ分だけずれた映像データを供給すること
がでさ、この個数σの選択により距離測定時間の正面か
らの偏りの角度を指定できることがわかる。

もちろんこの個数σは左右方向に対して同一でなく左右
について互いに異なった個数を選ぶことができる。また
、この実Ｍ’ｆｌｉ例ではシフトレジスタ４００Ｌ、　
４０ＯＲへの映像データの供給を並列入力方式トシテイ
るが、直列入力方式をとることもで截る。直列入力方式
の場合は、例えば光センサアレイ１００Ｌ、　１００Ｒ
をそれぞれ別個のあるいは共通の００Ｄ装置を用い、量
子化手段として２個または１個のＡＤＯを設け、これに
よって量子化された映像データを距離測定ユニツ）　５
０ＯＬ、　５０００゜５００Ｒに相互間のずれ数がσに
なるようにそれぞれのシフトレジスタ４００Ｌ、　４０
ＯＲに供給すればよい。この場合、映像データの転送に
若干時間を要するが、用途によっては十分な場合も多い
。

さて上述のようにしてシフトレジスタ４００　Ｌ。

４００Ｒにそれぞれ納められた左右の映像データ列は、
評価関数発生回路群６０ｉ　（ｉ＝：０〜ＩＢ　−ｎ　
）によって相互間の相関がとられる。右方のシフトレジ
スタ４００Ｒの段＠扉は映像データ間の相関をとるべき
映像の広がりを意味しており、換言すれば距離測定をす
べき対象の映像内の光強度分布を等価の映像データで代
表させるわけで、ふつうは１０個以上数十個程度の数が
選ばれる。またこの実施例では、右方のシフトレジスタ
ＩＱ４ｏｏｕはその左端の１番目のステージからのみ出
力が可能に構成されている。一方、左方のレジスタは、
その左端の１番目のステージから始まって６番目のステ
ージまでが並列出力が可能に構成されており、前述の評
価関数発生回路６０ｉ　（ｉ＝ｏ−ｎ−ｍ）は、図示の
ようにそれぞれその一方の入力端子でこれら並列出力の
内の一つを受け取り、その他方の入力端子で前述の右方
のシフ、トレジスタの１番目のステージからの出力を共
通に受け取るよう接続されている。

評価関数の発生に当たっては左右のシフトレジスタ４０
０Ｌ、　４００Ｈの右端のステージに互いに同期された
シフトパルスＰ４０．Ｐ４０が図の下方に示された中央
制御回路９００によって与えられる。このシフトパルス
Ｐ４０により、左右のシフトレジに示すように、イクス
クルーシブノアゲート６１と、オアゲート６２と、カウ
ンタ６５とにより構成されており、該イクスクルーシプ
ノアゲート６上の入力端子６１１，６１２の一方が左方
のシフトレジスタ４００Ｌからの映像データを、他方が
右方のシフトレジスタ４０ＯＲからの映像データを受け
取り、両者が一致した場合のみ出力、１１１１を出して
オアゲート６２を開いてカウンタ６５に１を加算する。

この動作は、シフトパルスＰ４０が繰返し与えられて、
右方のシフトレジスタ４００Ｒ中の右端のステージ中に
当初記憶されていた痛番目の映像データがその左端のス
テージから出力するまで継続され、従ってシフトパルス
Ｐ４０が等四与えられた後には各評価関数発生回路のカ
ウンタ６５中には該回路が受け取った左右の映像データ
が一致した回数が計数値として記憶されている。この溝
回のシフトパルスＰ４０によって評価関数の発生が終わ
る。

さて、ｎ−７＋工個の評価関数発生回路６０ｉ（ｉ＝ｏ
〜卜４）の内の左端の評価関数発生回路６００に注目す
ると、該回路は最初のシフトパルスＰ４０が発しられた
時点では、左方のシフトレジスタ４００Ｌから１番目の
映像データを、右方のシフトレジスタ４０ＯＲからも１
番目の映像データを受け取り、２番目のシフトパルスＰ
４０の発生時点では左右のシフトレジスタ４０ＯＬ、　
４０’ＯＲから同じ２番目の映像データを受け取り、こ
れが最後の等番目の映像データを受け取るまで続けられ
る。

つまり評価関数発生回路６００は左右の映像データ列を
互いにシフトさせない、すなわちシフト数０の状態で相
関を取っていることになり、これが該回路を示す枠内の
数０で表現されている。しがし、この隣りの評価関数発
生回路６Ｑｌは、最初のシフトパルスＰ４０の時点で、
左方のシフトレジスタ４００Ｌがらは２番目の映像デー
タを、右方のシフトレジスタ４０ＯＲがらは１番目の映
像データを受け取る。さらに、次のシフトパルスＰ４０
が与えられた時点では左方のシフトレジスタ４００Ｌか
らは３＠目の、右方のシフトレジスタ４０ＯＲがらは２
＠目の映像を受け取り、以下同様にして左方のシフトレ
ジスタ４００Ｌがらは、右方のシフトレジスタ４０ＯＲ
からの映倫データより常に一つ進んだ映像データを受け
取る。これがら、評価関数発生回路６０１は左右の映像
データ列をシフト数、が１の状態で相関をとっているこ
とがゎがる。以下同様にして、シフト数が１個ずつ増加
し、最後の評価関数発生＠路はシフト数ルー痛の状態で
左右映像データの相関を示す評価関数として映像データ
の一致回数を発生して記憶することがゎがる。

なお、前述の説明では、評価関数として左右映像データ
列間の映像の一致回数という最も簡単な例を示したが、
論理関数としては前述のイクスクルーシブノアに限るこ
となく９両データ列間の相関を示すに有用な他の任意の
公知の論理関数を用いることができる。とくに映像デー
タが多ピットの場合には、シフトレジスタ４０ＯＬ、　
４０ＯＲを多重構成にし、かつ評価関数発生回路の論理
ゲートをこれに相応するものとすれば、相関をとる上で
より精度の高い論理関数を利用することができる。

また、この実施例では映像データ列間の相関をとるべき
すべてのシフト数についての評価関数を同時発生させる
手段を最良例として示したが、距離測定が多少長くかか
つてもよい用途向きには、各シフト数に対する評価関数
を遂次的に発生させる公知の手段を採用してよいことは
もちろんである。

以上のようにして７１−ｍ＋１個の評価関数発生回路６
ｏｉ（ｉ＝ｏ〜ト４）の各カウンタ６５内には、左右の
映像データ列をそれぞれ０〜ｎ　−ｓ　段シフトさせて
相関をとった結果が記憶されているから、距離測定のた
めにこれらの内から高い相関とくに最高の相関を示すも
のを見付けなければならない。

これは、各評価関数発生回路６０ｉ（ｉ＝ｏ〜ト４）内
のオアゲート　６２に一斉に読み出しパルスＰ６０を与
えることによって行なわれる。この読み出しパルスＰ６
０を１回与えるごとに、オアゲート６２が開かれて各カ
ウンタ６５に一斉に１が加算される。読み出しパルスＰ
６０が繰り返し与えられるト、最大の！Ｉ数値を記憶し
ていたカウンタ６５゜例えば図示のシフト数ｔに対応す
る評価関数発生回路６０ｉのカウンタがオーバフローを
起こして、キャリイ信号例えば論理値１を出力する。図
示のシフトレジスタ７１０は、各評価関数発生回路６０
ｉ（ｉ、＝ｏ〜ト４）に対応したｎ−扉＋１個のステー
ジを持ち、評価関数発生回路からの並列書き込みが可能
に構成されているので、前述のシフト数ｔに対応する評
価関数発生回路６０１からのキャリイ信号１をただちに
入力してその対応ステージに図示のように′１５ゝを記
憶する。一方、右方に図示されたオアゲート７２０は評
価関数発生回路６＋）（（ｉ＝ｏ〜ＴＬ−ｍ）　からの
キャリイ信号出力を並列入力しているので、キャリイ信
号が一つでも発しられるとただちにゲートを開いて、そ
の旨を中央制御回路９００に通知する。中央制御回路９
００はこの通知に基づいてただちに前述の読み出しパル
スＰ６０の送出を止めるので、各カウンタ６５の歩進は
止ま・す、上記以外のキャリイ信号が発しられなくなる
。以上により、最高の計数値を記憶していたカウンタ　
６５に対応するシフトレジスタ７１０のステージだけが
、所定の論理値例えば１を記憶することになる。

左右映像データ列間の最高相関が見られた前述のシフト
数ｔの読み出しは、シフトレジスタ７１０に読み出しパ
ルスＰ７０を中央制御回路９００から与えることによっ
てなされる。距離信号算出回路８００は、この実施例に
おいては単なる例示として最も簡単なカウンタとして構
成されており、中央制御回路９００から前述のシフトレ
ジスタ７１０への読み出しパルスＰ７０を与えた時点か
らこれと同期されたカウントパルスＰ８０が綴り返して
与えられる。従って、読み出しパルスＰｒｏによリシフ
トレジスタ７１０内のデータが１ステージずつ図の右方
にシフトされるのと同期して、カウンタ８００のカウン
ト値は１ずつ歩進する。しかし、前述のシフト数ｔを記
憶する論理値１がシフトレジスタ７１０から出力される
と同時に、中央制御回路９００はこれを検出して、ただ
ちにカウントパルスＰ８０を停止するので、カウントも
停止してカウンタ８００には前述のシフト数ｔがあラン
ト値として記憶される。

図の下方に示された外部装ｆｆｉ　１０００は本発明に
よる距ＤＭＡ測定装置が組み込まれる光学器械などの外
部装置の回路、とくにこれら外部装置に組み込マｔ’Ｌ
　Ｚｌ　マイクロコンピュータ回路であっテ、各距離測
定ユニット５００：Ｌ、　５０００．５００Ｒ内の中央
側３御回路９００に距離信号の読み出し指令や、距離を
測定すべきユニットの指定や測定指令を与える制御信号
Ｏ８を発し、中央制御回路９００は例えば距離信号読み
出し指令を受けて、距離信号算出回路８００に距離信号
を送出させる。なお、距離信号算出回路ａＯＯは、前述
のように簡単なシ７ト数のカウンタとして構成されるば
かりでなく、このカウント値から前述の算式に基づいて
対象までの距離ｄを算出して、これを距離信号として送
出するようにも構成できる。また中央制御回路９００は
、それぞれの距離測定ユニット５００Ｌ、　５０００゜
５００Ｒ内に組み入れなくとも、全ユニ２日こ共通の中
央制御回路として設けることができ、また外部装置１０
００がマイクロコンピュータである場合には、これにそ
の機能を受け持たせることもできる。

第６図は本発明の異なる実施例を示し、前の実施例と同
一の部分には同一の符号が付されている。

この実施例においては、距離測定ユニット５００は斜め
左、正面および斜め右の３方向にある対象までの距離測
定に切り換え使用できる共通ユニットとして構成されて
いる。図の左方に略示的に示された切換回路４１０は、
外部装置１０００からの切換え指令ＳＳを受けて、その
上に示された３本の選択線４４Ｌ、４４０，４４Ｒの内
の指令ｓｓによって選ばれた１本のみに信号ｒｊ　１１
１を与える電子回路である。

一方この実施例における映像データを記憶する左方のシ
フトレジスタは、光センサアレイｌｏｏｍ。

からの映像信号列をＡＤＯ群２０ＯＬで量子化した映像
データ１〜ｑを並列に入力して記憶する左方の前段シフ
トレジスタ４１０Ｌと、これからシフトされて来る映像
データを受り入れて各ステージから映像データを並列出
力する左方の後段シフトレジスタ４２０Ｌとからなって
おり、一方右方のシフトレジスタ４１０Ｒは同様に光セ
ンサアレイ１００Ｒが受けたＩＢＩを表わす映像を並列
入力して記憶する左方のシフトレジスタの前段部に相応
する部分のみからなっており、後段部はとくには設けら
れていない。左方の後段シフトレジスタ４２０Ｌは、イ
評価関数発生回路６００〜６０Ｊ’　が相関をとる左右
映像データの８＋１個の相互シフ）Ｗｉｏ−１に対して
、段数８をもっており、これが前の実施例のれ一糧に相
当する。

さて前述の切換え回路４４０によって、斜め右前の対象
までの距離測定を選択する選択線４４Ｒに信号１が出力
されたとすると、左方の前段シフトレジスタ４１０Ｌの
１番目のステージからの映像データ出力を受けるアンド
ゲート４３ＬＲと、右方のシフトレジスタ４１０Ｒの１
番目のステージからの映像データを受けるアントゲ−）
　４３ＲＨのそれぞれの一方の入力に１が与えられる。

従って、それぞれの１番目のステージがら映像データ出
力が出ると、そのデータの論理状態１．０に応じて両ア
ントゲ−）　４３１Ｒ、４３ＲＲは開閉し、それぞれ後
段のオアゲー）　４３．４３Ｂ　を通じて、左方の前段
シフトレジスタ４１ＯＬからは後段シフトレジスタ４２
ＯＬに、右方のシフトレジスタ４１ＯＲがらは評価関数
発生回路６００〜６０８にそれぞれ映像データを伝達す
る。もちろんこのときは、アントゲ−）　４３Ｌ０．４
３ＬＬ、　４３Ｒ０，４３ＲＬは常にその一方の入力が
（ｒ、″であるから開くことはない。つまり、選択線４
４Ｈに信号１が与えられたとき、左方の前段シフトレジ
スタ４１０Ｌと右方のシフトレジスタ４１ＯＲは、その
１番目のステージからのみ映像データが出力される。も
ちろん、切換え回路４４０が正面の対象までの距離測定
を選択する選択線４４０あるいは斜め左前の対象までの
距離測定を選択する選択線４４Ｌに信号１を出力したと
きには、左方の前段シフトレジスタ４１０Ｌおよび右方
のシフトレジスタ４１０１１は、図示のようにそれぞれ
その３番目あるいは５番目のステージのみから映像デー
タを出力する。

いま、斜め左前の対象の距離測定が選択されているとす
ると、評価関数の発生にあたっては、まず左方の前段シ
フトレジスタ４１０Ｌの右端のステージに中央制御回路
９００からシフトパルスＰ４０が発しられる。これによ
り該前段シフトレジスタ４１０Ｌ内の映像データを順次
アントゲ−）４３ＬＲ。

オアゲート４３Ｌを開いて後段シフトレジスタ　。

４２ＯＬ内に寝る。前段シフトレジスタ４１０Ｌの先頭
ステージに当初記憶されていた１番目の映像データが、
図示のように後段シフトレジスタ４２ＯＬノ先頭ステー
ジに到達した時点に、右方のシフトレジスタ４１０Ｒの
右端のステージに中央制御回路９００から前述のシフト
パルスＰ４０に同期されたシフトパルスＰ４１が与えら
れる。以下、前の実施例で説明したようにｍ個のシアト
ノぐルスＰ４０゜Ｐ４１が与えられて、評価関数発生回
路６００〜６０♂はそれぞれシフト数Ｏ−８に対応する
評価関数を同時並行的に発生させる。正面あるし）は斜
め右前の対象の距離測定が選択されたときも、動作は前
述と同様であり、左方の前段シフトレジスタ４工ＯＬお
よび右方のシフトレジスタ４１０Ｒからそれぞれ後段シ
フトレジスタ４２ＯＬおよび評価関数発生回路６００〜
６００．ｆに与えられる映像データ列が、先頭から３番
目あるいは５番目の映像データから始まる点が前述と異
なるのみである。

評価関数が発生された以後の回路動作は、前の実施例と
同じであるから、重複を避けるために説明を省略する。

以上のように、第６図に示された実施例によれば、距離
測定ユニット５００に切換回路４４０と付属のゲート類
を若干増設するだけで、１個の距離測定ユニットを正面
、斜め左前、斜め右前の３方向にある対象までの距離測
定に共用することができる。

第７図は本発明のさらに異なる実施例を示すもので、第
５図に示した実施例と同一の部分には同一の符号が付さ
れている。この実施例も距離測定ユニット５００を３方
向にある対象までの距離測定に共用する実施態様を示す
ものであるが、第６図と異なり外部装置１０００からの
距離測定方向の選択信号ＳＳは中央制御回路９００に与
えられる。

また、このＳｅ　ＩＬｕ例においては、光センサアレイ
１００　Ｌ。

１００Ｒが相互に等しいｑ個の光センサからなり、これ
らからの映像データ列を記憶する左右のシフトレジスタ
がそれぞれ前段シフトレジｘ　夕４１ＯＬ。

４１０Ｒと後段４２０Ｌ、　４２０Ｒを備えている点が
前の実施例と異なっている。

まず理解を容易にするため、評価関数発生回路゛の動作
について説明する。図の後段シフトレジスタ４２０Ｉ、
、　４２ＯＲの枠内の数字は、前段シフトレジスタ４１
ＯＬ、　４１０Ｈに当初記憶されていた映像データ列の
先頭の映像データが、シフトパルスＰ４０によって後段
シフトレジスタ４２０Ｌ、　４２ＯＲの先頭ステージに
到達したときの状態を示している。左方の評価関数発生
回路６００は、この状態では左方の後段シフトレジスタ
４２０Ｌに入りつつある５番目の映像データと、右方の
後段シフトレジスタ４２０Ｒ中の１番目の映像データと
を人力している。

つまり、該回路６００は右方の映像データ列中の例えば
ｊ番目の映像データと左方の映像データ列中のノ°＋４
番目の映像データを人力している。これに対して次の評
価関数発生回路６０１は、この状態では左方の後段シフ
トレジスタから４番目の映像データを、右方の後段シフ
トレジスタからは１番目の映像データを入力しており、
これから右方の映像データ列のｊ番目の映像データを入
力しているときは左方の映像データ列からはｊ＋３番目
の映像データを入力していることがわかる。さらに最右
端の評価関数発生回路６０ｇに注目すると、前述の評価
関数発生回路６００とは逆に左方の後段シフトレジスタ
４２０Ｌからｊ番目の映像データを入力しているときは
、右方の後段シフトレジスタ４２０Ｒからｊ＋４番目の
映像データを入力していることがわかる。従って、これ
らの評価関数発生回路は、前の二つの実施例と同様に、
一つずつシフト数が異なる評価関数を発生していること
になる。さて、光センサアレイ１００１．１００Ｒに対
象の映像を結像させる光学系を、左端の評価関数発生回
路６００が左右映像データ列、をシフト数０の状態で相
関を取るように構成することは容易であり、本実施例で
はこのように光学系が構成されているわけである。評価
関数発生回路６００がシフト数Ｏに対応するので、各回
路６００〜６００７はそれぞれε＋１個のシフト数Ｏ〜
８に対応する評価関数を図示のように発生する。

さて、斜め右前の対象までの距離を測定する際には、ち
ょうど図示の状態に映像データが後段シフトレジスタ４
２ＯＬ、　４２０Ｈにシフトされて来る直前に、各評価
回路６００〜６０（ｌの第５図に示されたカウンタ６５
に、図示のリセットパルスＰ６１を中央制御回路９００
により一斉に与えて、図示の状態から計数を開始させる
。外部回路１０００が正面の対象の距離測定を選択指令
ＳＳにより中央制御回路９００に与えたときには、中央
制御回路９００はこれを受けてσ千１番目の映像データ
が後段シフトレジスタ４２ＯＬ、　４２ＯＲの数字ｌが
付されている先頭ステージに到達する直前にリセットパ
ルスＰ６１を前述と同様に各評価関数発生回路６０Ｑ〜
６００５のカウンタ６５に一斉に与えて、σ＋１番目の
映像データから評価関数を発生させる。

前の二つの実施例と同じようにσが２であるとすると、
リセットパルスＰ６１は３番目の映像データから評価関
数が発生されるように与えられる。

斜め左前の対象までの距離測定が指令された場合には、
中央制御回路９００は２σ＋１番目の映像データ、前の
例と同じ場合は５番目の映像データから評価関数を発生
させるように、評価関数発生回！６００〜６００♂に一
斉にリセットパルスＰ６１を与える。以上説明のように
、この実施例においては、外部装置１０００からの選択
指令ＳＳに応じて、中央制御回路９００からの評価関数
発生回路群に対するリセットパルスＰ４１を発するタイ
ミングを調整することだけで、対象までの距離測定をす
べき方向を簡単に切り換えつる利点がある。

また、これから容易に理解されるように、距離測定をす
べき斜め方向の角度をあらかじめ固定しておかなくても
、リセットパルスを与えるタイミングを変えることによ
って角度調節も極めて簡単にできる長所がある。

なお、以上の三つの実施例の説明において、映像データ
列を記憶する左右のシフトレジスタは必ずしも映像デー
タをシフトできる形式のレジスタである必要はなく、会
き込みや消去ができるレジスタでさえあれば、種々の公
知の手段を用いているいろなシフト数についての左右映
像データ列間の相関を検定することは、当案者にとって
本発明の要旨内で容易に実施するできることであり、こ
の意味で前述の説明は距離測定時間が短い最良の・実施
例について例示されたものと解すべきである。

（発明の効果） 以上説明のとおり、本発明によれば本件の特許請求の範
囲に記載されたように距離測定装置を構成することによ
り、従来不可能ないしは困難とされていた装置を正面に
向けたままで斜め方向に位置する対象までの距離測定を
同時にあるいは切換えながら行なうことが可能になる。

これによって、従来装置をいちいち距離測定すべき対象
に向けた手間はもちろんなくなり、距離測定時間も大幅
に短縮することができる。また、上述の説明からもわか
るように、本発明装置は光学系を除いて光センサアレイ
部以降を僅か＠　ｓ　ｍ角の一枚の半導体チップ内に収
納してしまうことは容易であって、高機能の距離測定装
置を小形化すると同時に安価に提供しうる機会を与える
ものである。またこれによって距離測定時間を短縮する
ことができ、激しい移動をする対象までの距〃６測定を
可能にし、あるいは距離測定装置を振動しやすい装置に
組み込んだり、車両に搭載しうる機会をも増大させうる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本件発明が属する種類の光電式距離測定装置の
原理説明図、第２図はこの種の従来装置による斜め方向
に存在する物体までの距離を測定する手段の説明図、第
３図は本発明装置の原理説明図、第４図以降はすべて本
発明の実施例を示し、内筒４図は距に１［測定方向ごと
に距離測定ユニットが設けられる一実施例の回路図、第
５図は第４図に示す実施例回路中の評価関数発生回路の
詳細を示す部分回路図、第６図は１個の距離測定ユニッ
トで榎敵方向の距離測定が可能な本発明の異なる実施例
の回路図、第７図は同じく１個の距離測定ユニットで凹
成方向の距離測定が可能な本発明のさらに異なる実施例
の回路図である。図において、１．１α、１ｂ、１ｃ：
距離測定をすべき対象、２゜３：対象の映像を結像させ
るレンズまたはレンズ部分、４，５：互いに空間的に異
なる光路、１０゜１１、１００Ｌ、　１００Ｒ：光セン
サアレイ、ｚ、６ｏＩＩ、　２００Ｒ’ｆ量子化回路、
４００１１．４０ＯＲ，４１ｏ′Ｌ、　４１ＯＲ，４２
０１１１゜４２０Ｒ：映像データ列を記憶するレジスタ
回路としてのシフトレジスタ、４３ＬＲ，４３Ｌ０．４
３ＬＩ、。 ４３ＲＲ，４３Ｒ０，４３ＲＬ　：角度位置指定手段と
してのアンドゲート、４３１１，４３Ｒ：角度位置指定
手段としてのオアゲー）、４４０　：角度位置指定手段
としての切換え回路、４４Ｌ、４４０，４４Ｒ：角度位
置指定手段としての選択線、６００〜６００ｔ！’。 ６ｏｉ　（ｉ＝ｏ〜ト４）：評価関数発生回路、７１０
：距離信号発生回路としてのシフトレジスタ、７２０　
：距離信−５・発生回路としてのオアゲート、８００　
：距離信号発生回路としての距離信号算出回路またはカ
ウンタ、Ｉ、Ｌ、　ＬＯ，ＬＲ，ＲＬ、　ＲＯ。 ＲＲ：角度位置指定手段としての固定配線、Ｐ６１：角
度位置指定手段としてのリセットパルス、ＳＳ：角度位
置を指定する選択信号、である。 第１図 第２図 ＠３図 （ｂ） 第４図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに空間的に異なる光路を経て結像される距離を測定
   すべき対象の映像を受光するそれぞれ複数個の光センサ
   からなる固定された１対の光センサアレイと、該光セン
   サアレイ中の各光センサからの映像出力信号をセンサご
   との映像データに量子化する量子化回路と、該量子化回
   路からの映像データを前記光センサアレイごとに該アレ
   イ中の光センサの配列と同順序の映像データ列として記
   憶するレジスタ回路と、該レジスタ回路中の前記両映像
   データ列を相互にシフトさせた状態で該両データ列間の
   相関をとってその相関度を示す評価関数データを発生す
   る評価関数発生回路と、前記対象の斜方向角度位置に応
   じて前記評価関数発生回路により相関を取るべき前記映
   像データ列が対応する前記光センサアレイ上の対象の映
   像の位置を指定する角度位置指定手段と、前記評価関数
   発生回路が発生する評価関数データの内から前記両訣像
   データ列が高い相関を示す該両データ列間の前記相互シ
   フトの量を決定して該シフ）ｔｌから対象までの距離を
   示す距離信号を発する距離信号発生回路とを備え、前記
   角度位置指定手段によって相関をとるべき前記映像デー
   タ列が対応する前記光センサアレイ上の対象の映像位置
   を指定することにより該光センサアレイに対して斜方向
   角度位置に存在する対象までの距離を測定できるように
   したことを特徴とする距離測定装置。