JPS61116611A - 距離測定方法 - Google Patents
距離測定方法Info
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- JPS61116611A JPS61116611A JP59236837A JP23683784A JPS61116611A JP S61116611 A JPS61116611 A JP S61116611A JP 59236837 A JP59236837 A JP 59236837A JP 23683784 A JP23683784 A JP 23683784A JP S61116611 A JPS61116611 A JP S61116611A
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- Japan
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- distance
- measuring means
- lenses
- optical axis
- lens
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は距離測定方法に関し、特に物体までの距離を光
学的に測定するための方法に関する。
学的に測定するための方法に関する。
測定装置から被測定物である物体までの距離を測定する
ことは種々の目的で利用される。
ことは種々の目的で利用される。
たとえば、自走口がットにおいて周四垢槍の認識のため
上記の様な距離測定が行なわれる場合がある。そして、
かくして得られた情報に基づき、ロボットは物体への衝
突を避けながら走行することができる。
上記の様な距離測定が行なわれる場合がある。そして、
かくして得られた情報に基づき、ロボットは物体への衝
突を避けながら走行することができる。
更に訃記の様な距離測定を利用するものとして、自動車
の衝突防止装置がある。この装置においては、距離測定
によシ得られた情報に基づき、自動車が他の自動車また
は壁等の物体に対し所定の距離よシも近づいた時に運転
者に対し養告を発するか、あるいは自動車を停止または
減速させるための指示を発することがなされる。
の衝突防止装置がある。この装置においては、距離測定
によシ得られた情報に基づき、自動車が他の自動車また
は壁等の物体に対し所定の距離よシも近づいた時に運転
者に対し養告を発するか、あるいは自動車を停止または
減速させるための指示を発することがなされる。
以上の様な距離測定のために被測定物に対し超音波を射
出し反射によシ戻ってくる超音波を解析するという方法
が用いられることがある。しかしながら、超音波を用い
る方法は被測定物が小さい場合には測定が困難になると
いう問題がある。
出し反射によシ戻ってくる超音波を解析するという方法
が用いられることがある。しかしながら、超音波を用い
る方法は被測定物が小さい場合には測定が困難になると
いう問題がある。
一方、上記の様な距離測定を光学的に行なうことが考え
られ、その１つの方法としてステレオ法がある。以下、
ステレオ法の概略を説明する。
られ、その１つの方法としてステレオ法がある。以下、
ステレオ法の概略を説明する。
第６図（１）及び（ｂ）はステレオ法の原理を説明する
ための図である。図において、１０１ｔ１０２は焦点距
離の等しｂレンズでらシ、ｌ０ＩＡ、１０２Ａはそれぞ
れそれらの光軸である。レンズ１０１ｔ１０２は光軸１
０１Ａ、１０２Ａが平行になる様に且つレンズ中心間を
結ぶ線（基線）が光軸１０１Ａ。
ための図である。図において、１０１ｔ１０２は焦点距
離の等しｂレンズでらシ、ｌ０ＩＡ、１０２Ａはそれぞ
れそれらの光軸である。レンズ１０１ｔ１０２は光軸１
０１Ａ、１０２Ａが平行になる様に且つレンズ中心間を
結ぶ線（基線）が光軸１０１Ａ。
１０２Ａと直交する様に配置されている。レンズ１０１
の後方には該レン、ｅ１０１の焦点距離Ｆだけ隔てられ
た位置に測定手段１０３が配置されておシ、レンズ１０
２の後方にはＦだけ隔てられた位置に測定手段１０４が
配置されている。これら測定手段１０３，１０４はレン
ズ１０１，１０２の基線方向と平行な方向の１つの直線
上に配置されている。
の後方には該レン、ｅ１０１の焦点距離Ｆだけ隔てられ
た位置に測定手段１０３が配置されておシ、レンズ１０
２の後方にはＦだけ隔てられた位置に測定手段１０４が
配置されている。これら測定手段１０３，１０４はレン
ズ１０１，１０２の基線方向と平行な方向の１つの直線
上に配置されている。
第６図（、）においては被測定物である物体１０５が光
軸１０１Ａ上において無限遠に存在する。この場合には
、レンズ１０１による測定手段１０３上での物体１０５
の像１０６は光軸１０１Ａ上に存在し、同様にレン、１
”１０２による測定手段１０４上−での物体１０５の像
１０７は光軸１０２Ａ上に存在する。
軸１０１Ａ上において無限遠に存在する。この場合には
、レンズ１０１による測定手段１０３上での物体１０５
の像１０６は光軸１０１Ａ上に存在し、同様にレン、１
”１０２による測定手段１０４上−での物体１０５の像
１０７は光軸１０２Ａ上に存在する。
第６図（ｂ）においては物体１０５が光軸１０１Ａ上に
おいて有限の距離Ｘだけ離れた位置に存在する。
おいて有限の距離Ｘだけ離れた位置に存在する。
この場合には、レンズ１０１による測定手段１０３上で
の物体１０５の像１０６は光軸１０１Ａ上に存在するが
、レンズ１０２による測定手段１０４上での物体１０５
の像１０７は光軸１０２Ａから離れた位置に存在する。
の物体１０５の像１０６は光軸１０１Ａ上に存在するが
、レンズ１０２による測定手段１０４上での物体１０５
の像１０７は光軸１０２Ａから離れた位置に存在する。
従って、像１０７の光軸１０２Ａからのズレ量りを測定
手段で検出することＫよりて、レンズ１０１゜１０２と
測定手段１０３，１０４との間の距離Ｆと基線長りとか
ら、測定すべき距離Ｘは次の式により計算処理で求める
ことができる。
手段で検出することＫよりて、レンズ１０１゜１０２と
測定手段１０３，１０４との間の距離Ｆと基線長りとか
ら、測定すべき距離Ｘは次の式により計算処理で求める
ことができる。
Ｌ
Ｘ＝−・・・・・・（１ン
ところで、一般に被測定物である物体は広がりをもつの
で測定手段上にはある範囲にわたって画像が形成される
。このため、同一物体上の同一物点の像を特定すること
は困難である。そこで、以上の様なステレオ法において
は、測定手段１０３゜１０４によシ像１０６，１０？の
位置を求めるために、一方の測定手段１０３における照
度分布と他方の測定手段１０４における照度分布との相
関をとることが行なわれる。
で測定手段上にはある範囲にわたって画像が形成される
。このため、同一物体上の同一物点の像を特定すること
は困難である。そこで、以上の様なステレオ法において
は、測定手段１０３゜１０４によシ像１０６，１０？の
位置を求めるために、一方の測定手段１０３における照
度分布と他方の測定手段１０４における照度分布との相
関をとることが行なわれる。
第７図（ａ） ｔ （ｂ）及び（ｃ）はこの様な相関法
の原理を説明するための図である。
の原理を説明するための図である。
測定手段１０３ ＃ １０４としては、たとえば自己走
査型セ／すであるＣＣＤアレイが用いられる。
査型セ／すであるＣＣＤアレイが用いられる。
周知の様に、 ＣＣＤアレイは１０μ程度の幅の多数個
の微小セグメントの受光要素から構成されておシ、各受
光要素で検出した像の照度に対応した電気信号を予め定
められた順序に従って時系列信号として出力することが
できる。
の微小セグメントの受光要素から構成されておシ、各受
光要素で検出した像の照度に対応した電気信号を予め定
められた順序に従って時系列信号として出力することが
できる。
第７図（、）において、レンズ１０１に対応する測定手
段であるＣＣＤアレイ１０３はｎ個の受光要素を有し、
レンズ１０２に対応する測定手段であるＣＣＤアレイ１
０４はｍ個の受光要素を有する（ｍ〉ｎ）゛。即ち、光
軸１０１Ａ上の物体までの距離を測定するとすれば、レ
ンズｌ０ＩＫよる像１０６は物体までの距離に無関係に
光軸１０１Ａ上に存在するが、レンズ１０２による像１
０７は物体までの距離に応じて位置が変化するので、Ｃ
ＣＤアレイ１０４にはＣＣＤアレイ１０３よシも多くの
受光要素が設けられているのである。この様な配置にお
いて、ＣＣＤアレイ１０３を基準視野と称し、ＣＣＤア
レイ１０４を参照視野と称する。
段であるＣＣＤアレイ１０３はｎ個の受光要素を有し、
レンズ１０２に対応する測定手段であるＣＣＤアレイ１
０４はｍ個の受光要素を有する（ｍ〉ｎ）゛。即ち、光
軸１０１Ａ上の物体までの距離を測定するとすれば、レ
ンズｌ０ＩＫよる像１０６は物体までの距離に無関係に
光軸１０１Ａ上に存在するが、レンズ１０２による像１
０７は物体までの距離に応じて位置が変化するので、Ｃ
ＣＤアレイ１０４にはＣＣＤアレイ１０３よシも多くの
受光要素が設けられているのである。この様な配置にお
いて、ＣＣＤアレイ１０３を基準視野と称し、ＣＣＤア
レイ１０４を参照視野と称する。
第７図（ａ）に示される様な配置における基準視野及び
参照視野での照度分布は第７図（ｂ）に示される様にな
る。即ち、レン、ｅｌｏ１に関する物体１０５及び像１
０６の光軸方向の結像関係はレンズ１０２に関する物体
１０５及び像１０７の光軸方向の結像関係と等しい（即
ち、倍率が等しい）ので、像１０６の照度分布と像１０
７の照度分布とは光軸から距＠Ｄだけズした点が異なる
のみである。
参照視野での照度分布は第７図（ｂ）に示される様にな
る。即ち、レン、ｅｌｏ１に関する物体１０５及び像１
０６の光軸方向の結像関係はレンズ１０２に関する物体
１０５及び像１０７の光軸方向の結像関係と等しい（即
ち、倍率が等しい）ので、像１０６の照度分布と像１０
７の照度分布とは光軸から距＠Ｄだけズした点が異なる
のみである。
従って、ＣＣＤアレイ１０３，１０４からは、第７図（
、）に示される様な各受光要素に対応する出力が時系列
的に得られる。
、）に示される様な各受光要素に対応する出力が時系列
的に得られる。
そこで、２つのＣＣＤアレイの出力の相関をとるため、
先ず基準視野における第１〜ｎ番目の受光要素の出力８
１〜Ｓｎと参照視野における第１〜ｎ番目の受光要素の
出力Ｒ１〜Ｒｎとの対応する出力どうしの差の和 を求める。次に、同様にして、基準視野における第１〜
ｎ番目の受光要素の出力８１〜Ｓｎと参照視野における
第２〜（ｎ＋１ ）番目の受光要素の出力Ｒ２〜Ｒｎ＋
１ との対応する出力どうしの差の和を求める。以
下、同様にして まで求める。
先ず基準視野における第１〜ｎ番目の受光要素の出力８
１〜Ｓｎと参照視野における第１〜ｎ番目の受光要素の
出力Ｒ１〜Ｒｎとの対応する出力どうしの差の和 を求める。次に、同様にして、基準視野における第１〜
ｎ番目の受光要素の出力８１〜Ｓｎと参照視野における
第２〜（ｎ＋１ ）番目の受光要素の出力Ｒ２〜Ｒｎ＋
１ との対応する出力どうしの差の和を求める。以
下、同様にして まで求める。
この様にして求めた（ｍ−ｎ＋１）個の値のうちで最も
小さい値（理想的に紘０）となるＣＯＨの番号を選び、
その番号にＣＣＤアレイの１受光要素の幅を乗すること
により上記りの値を求めることができる。
小さい値（理想的に紘０）となるＣＯＨの番号を選び、
その番号にＣＣＤアレイの１受光要素の幅を乗すること
により上記りの値を求めることができる。
以上の様に、相関法による距離りの決定に際してはある
程度の大きさの基準視野と該基準視野よシも大きな参照
視野とを必要とする。
程度の大きさの基準視野と該基準視野よシも大きな参照
視野とを必要とする。
ところで、以上の説明から分る様に、無限遠から近距離
までの広い距離範囲にわたって距離測定を行なおうとす
る場合には、近距離測定においては上記りの値が大きく
なるので、参照視野を構成するＣＣＤアレイの受光要素
数をかな〕多くする必要がある。これは結局上記相関法
において相関をとる場合の信号処理を複雑化することに
なる。
までの広い距離範囲にわたって距離測定を行なおうとす
る場合には、近距離測定においては上記りの値が大きく
なるので、参照視野を構成するＣＣＤアレイの受光要素
数をかな〕多くする必要がある。これは結局上記相関法
において相関をとる場合の信号処理を複雑化することに
なる。
本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点を解決す
るものとして、２つの測定手段を実質上同数の受光要素
から構成し、２つのレンズの光軸を平行に保ち且つ各レ
ンズに対する各測定手段の光軸方向の距離を同一に保ち
ながら２つのレンズ間の距離及び／または２つの測定手
段間の距離及び／またはレンズと測定手段との間の光軸
方向の距離を変化させつつ上記２つの測定手段における
照度分布の合致度を求め、該合致度の最も高い配置にお
ける当初の配置からのレンズ及び／または測定手段の移
動量に基づき物体までの距離を算出することを特徴とす
る、距離測定方法が提供される。
るものとして、２つの測定手段を実質上同数の受光要素
から構成し、２つのレンズの光軸を平行に保ち且つ各レ
ンズに対する各測定手段の光軸方向の距離を同一に保ち
ながら２つのレンズ間の距離及び／または２つの測定手
段間の距離及び／またはレンズと測定手段との間の光軸
方向の距離を変化させつつ上記２つの測定手段における
照度分布の合致度を求め、該合致度の最も高い配置にお
ける当初の配置からのレンズ及び／または測定手段の移
動量に基づき物体までの距離を算出することを特徴とす
る、距離測定方法が提供される。
以下、図面を参照しながら本発明の距離測定方法の具体
的実施例を説明する。
的実施例を説明する。
第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明測定方法の一実施例を
説明するための図である。図において、１，２は焦点距
離の等しいレンズで６９、ｔＡ、２Ａはそれぞれそれら
の光軸である。レンズｌｔ２は光軸ｌＡｔ２Ａが平行に
なる様に且つ基線が光軸ＩＡ。
説明するための図である。図において、１，２は焦点距
離の等しいレンズで６９、ｔＡ、２Ａはそれぞれそれら
の光軸である。レンズｌｔ２は光軸ｌＡｔ２Ａが平行に
なる様に且つ基線が光軸ＩＡ。
２Ａと直交する様に配置されている。３．４はそれぞれ
レンズｌ、２に対応する照度分布測定手段たとえばＣＣ
Ｄアレイであシ、これらはいづれもＮ個の受光要素から
なる。ＣＣＤアレイ３，４はレンズ１，２に対し該レン
ズ１，２の焦点距離Ｆだけ隔てられてレンズの基線方向
と平行な方向の１つの直線上に配置されている。
レンズｌ、２に対応する照度分布測定手段たとえばＣＣ
Ｄアレイであシ、これらはいづれもＮ個の受光要素から
なる。ＣＣＤアレイ３，４はレンズ１，２に対し該レン
ズ１，２の焦点距離Ｆだけ隔てられてレンズの基線方向
と平行な方向の１つの直線上に配置されている。
第１図（、）は当初の配置を示し、またここでは被測定
物である物体５が光軸ＩＡ上において無限遠に存在する
場合が示されている。レンズ１，２によるＣＣＤアレイ
３，４上での物体５の像６．７はそれぞれ光軸ＩＡ、２
Ａ上に存在する。また、第１図（、）の配置においては
ＣＣＤアレイ３，４のそれぞれの中央の受光要素即ち左
から第（Ｎ／２）番目の受光要素がそれぞれ光軸ＩＡ、
２Ａ上に位置している。この配置においては２つのＣＣ
Ｄアレイ３゜４における照度分布が完全に合致している
。
物である物体５が光軸ＩＡ上において無限遠に存在する
場合が示されている。レンズ１，２によるＣＣＤアレイ
３，４上での物体５の像６．７はそれぞれ光軸ＩＡ、２
Ａ上に存在する。また、第１図（、）の配置においては
ＣＣＤアレイ３，４のそれぞれの中央の受光要素即ち左
から第（Ｎ／２）番目の受光要素がそれぞれ光軸ＩＡ、
２Ａ上に位置している。この配置においては２つのＣＣ
Ｄアレイ３゜４における照度分布が完全に合致している
。
第１図（ｂ）においては物体５が光軸ＩＡ上において有
限の距離Ｘだけ離れた位置に存在する場合が示されてい
る。この場合には、第１図（、）に示される様なレンズ
１，２及びＣＣＤアレイ３，４の配置では２つのＣＣＤ
アレイ３，４における照度分布が合致しなくなる。そこ
で、第１図（ｂ）においてはＣＣＤアレイ４を光軸２Ａ
に垂直の方向に右側へ少しづつ移動させ、この移動時に
おいて２つのＣＣＤアレイ３，４での照度分布の合致度
を検出する。
限の距離Ｘだけ離れた位置に存在する場合が示されてい
る。この場合には、第１図（、）に示される様なレンズ
１，２及びＣＣＤアレイ３，４の配置では２つのＣＣＤ
アレイ３，４における照度分布が合致しなくなる。そこ
で、第１図（ｂ）においてはＣＣＤアレイ４を光軸２Ａ
に垂直の方向に右側へ少しづつ移動させ、この移動時に
おいて２つのＣＣＤアレイ３，４での照度分布の合致度
を検出する。
かくして、第２図（ｂ）に示される様に、ＣＣＤアレイ
４の左から諏Ｎ／２）番目の受光要素に物体５の像７が
結像せしめられた時に、２つのＣＣＤアレイ３ｔ４にお
ける照度分布が完全に合致する。
４の左から諏Ｎ／２）番目の受光要素に物体５の像７が
結像せしめられた時に、２つのＣＣＤアレイ３ｔ４にお
ける照度分布が完全に合致する。
従りて、当初の状態から完全に照度分布が合致した状態
までのＣＣＤアレイ４の移動ｉ−Ｄを測定するととによ
シ、この移動量りが即ち２つの像６゜７の光軸ｌＡｔ２
Ａからのズレ量に等しいのであるから、この移動量りか
ら上記従来法と同様にして距離Ｘを算出することができ
る。
までのＣＣＤアレイ４の移動ｉ−Ｄを測定するととによ
シ、この移動量りが即ち２つの像６゜７の光軸ｌＡｔ２
Ａからのズレ量に等しいのであるから、この移動量りか
ら上記従来法と同様にして距離Ｘを算出することができ
る。
第２図は以上の如き距離測定方法の実施のために用すら
れる装置のプロ、り図である。
れる装置のプロ、り図である。
第２図において、３，４は同数の受光要素を有するＣＣ
Ｄアレイである。尚、ｌＡｌ２Ａはそれぞれ図示されて
いないレンズの光軸である。一方のＣＣＤアレイ３は位
置固定であるが、他方のＣＣＤアレイ４は駆動装置１１
によって光軸２＾に垂直の方向に移動可能である。ＣＣ
Ｄアレイ３，４のデータ読出しはクロック制御回路１２
及び駆動回路１３によシ駆動され、ＣＣＤアレイ３．４
のデータはアナログ量のまま時系列的に差分回路１４に
入−力され、ここでＣＣＤアレイ３，４の対応する受光
要素どうしの差分の時系列信号が形成され、これが積分
器１５に入力せしめられる。
Ｄアレイである。尚、ｌＡｌ２Ａはそれぞれ図示されて
いないレンズの光軸である。一方のＣＣＤアレイ３は位
置固定であるが、他方のＣＣＤアレイ４は駆動装置１１
によって光軸２＾に垂直の方向に移動可能である。ＣＣ
Ｄアレイ３，４のデータ読出しはクロック制御回路１２
及び駆動回路１３によシ駆動され、ＣＣＤアレイ３．４
のデータはアナログ量のまま時系列的に差分回路１４に
入−力され、ここでＣＣＤアレイ３，４の対応する受光
要素どうしの差分の時系列信号が形成され、これが積分
器１５に入力せしめられる。
一方、 ＣＣＤアレイ３，４を固定した状態で上記の
様にしてデータ読出しを行なった後、クロ、り制御回路
１２及びＣＯＤ移動駆動回路１６により駆動装置１１が
駆動せしめられ、これによ、！ｙ ＣＣＤアレイ４は光
軸２Ａに垂直に右側へわずかな距離（たとえばＣＣＤア
レイの受光要素の幅に相当する距＊）ΔＤだけ移動せし
められる。この移動と同時に積分器１５からは積分値が
出力され、積分器１５がクリアされる。当然ながら最初
に積分器１５はクリアされている。積分器１５からの出
力はＡ／Ｄ変換器１７へと入力され、ここでデジタル量
に変換される。Ａ／Ｄ変換器１７の出力はカウンタ１８
によシカラントされ、その値をラッチ１９に入力してお
く。当然ながら最初にう、テ１９はクリアされている。
様にしてデータ読出しを行なった後、クロ、り制御回路
１２及びＣＯＤ移動駆動回路１６により駆動装置１１が
駆動せしめられ、これによ、！ｙ ＣＣＤアレイ４は光
軸２Ａに垂直に右側へわずかな距離（たとえばＣＣＤア
レイの受光要素の幅に相当する距＊）ΔＤだけ移動せし
められる。この移動と同時に積分器１５からは積分値が
出力され、積分器１５がクリアされる。当然ながら最初
に積分器１５はクリアされている。積分器１５からの出
力はＡ／Ｄ変換器１７へと入力され、ここでデジタル量
に変換される。Ａ／Ｄ変換器１７の出力はカウンタ１８
によシカラントされ、その値をラッチ１９に入力してお
く。当然ながら最初にう、テ１９はクリアされている。
次に、ＣＣＤアレイ４が上記の様な移動を終えた後に、
同様にしてＣＣＤアレイ３，４のデータ読出しが行なわ
れ、以上の禄な動作が繰返される。
同様にしてＣＣＤアレイ３，４のデータ読出しが行なわ
れ、以上の禄な動作が繰返される。
２０はコンノ臂レータであシ、カウンタ１８からのデー
タ（４）の入力がある毎にラッチ１９のデータ（Ａ）と
の＃、収を行ない、Ａ（Ｂｏ塙今にのみラッチのデータ
ＢをＡのデータに修正してデータＢとして保持する。合
致位置検出回路２１においてはＣＣＤ ４の移動の回数
がカウントされ、一方コンノぐレータ２０からは比較結
果がＡ（Ｂの場合にのみ合致位置検出回路２１への出力
があシ、従って検出回路２１に訃いてコン・臂レータ２
０からの入力がある毎に上記移動回数をう、テすること
によシ最終的にＡ／Ｄ変換器１７の出力即ち積分器１５
の積分値の最も少なかった回数が得られる。
タ（４）の入力がある毎にラッチ１９のデータ（Ａ）と
の＃、収を行ない、Ａ（Ｂｏ塙今にのみラッチのデータ
ＢをＡのデータに修正してデータＢとして保持する。合
致位置検出回路２１においてはＣＣＤ ４の移動の回数
がカウントされ、一方コンノぐレータ２０からは比較結
果がＡ（Ｂの場合にのみ合致位置検出回路２１への出力
があシ、従って検出回路２１に訃いてコン・臂レータ２
０からの入力がある毎に上記移動回数をう、テすること
によシ最終的にＡ／Ｄ変換器１７の出力即ち積分器１５
の積分値の最も少なかった回数が得られる。
合致位置検出回路２１にはＣＣＤアレイ４の１回の移動
距離ΔＤが入力され、上記積分値の最も少なかった回数
にΔＤを乗じた値が、ＣＣＤアレイ３，４における照度
分布の合致度の最も高い配置に到るまでにＣＣＤアレイ
４が移動した距離（即ち、第１図（ｂ）におけるＤ）に
等しい。
距離ΔＤが入力され、上記積分値の最も少なかった回数
にΔＤを乗じた値が、ＣＣＤアレイ３，４における照度
分布の合致度の最も高い配置に到るまでにＣＣＤアレイ
４が移動した距離（即ち、第１図（ｂ）におけるＤ）に
等しい。
合致位置検出回路２１パから出力された距離りは。
距離＃報信号出力回路２２に入力せしめられ、該出力回
路２２においては前記式（１）の関係によシ物体までの
距離Ｘが算出される。この距離情報はＣＰＵ ２３へと
出力され、メモリ２４に格納される。
路２２においては前記式（１）の関係によシ物体までの
距離Ｘが算出される。この距離情報はＣＰＵ ２３へと
出力され、メモリ２４に格納される。
以上の実施例においては２つのＣＣＤアレイのうちの一
方のみを光軸と垂直の方向に移動させているが、本発明
方法においては２つのＣＣＤアレイを移動させてもよい
。但し、この場合には距離算出のための計算式が上記実
施例とは異なる。
方のみを光軸と垂直の方向に移動させているが、本発明
方法においては２つのＣＣＤアレイを移動させてもよい
。但し、この場合には距離算出のための計算式が上記実
施例とは異なる。
第３図は本発明による測定方法の他の実施例を説明する
だめの図である。図において、第１図におけると同様の
部材には同一の符号が付されている。
だめの図である。図において、第１図におけると同様の
部材には同一の符号が付されている。
本実施例においては、ＣＣＤアレイ３を光軸ＩＡの方向
に移動させ、 ＣＣＤアレイ４を光軸２Ａに対し斜めの
方向に移動させている。同、この移動はＣＣＤアレイ３
，４が常に光軸方向にレンズｔ、２から等しい距離隔て
られる様に行なわれる。
に移動させ、 ＣＣＤアレイ４を光軸２Ａに対し斜めの
方向に移動させている。同、この移動はＣＣＤアレイ３
，４が常に光軸方向にレンズｔ、２から等しい距離隔て
られる様に行なわれる。
第３図においては第１図（ＩＬ）と同じ状態におけるＣ
ＣＤアレイ３，４の配置が点線で示されており、これが
当初の状態である。この状態においては物体が無限遠に
ある場合に２つのＣＯＤにおける照度分布が完全に合致
する。
ＣＤアレイ３，４の配置が点線で示されており、これが
当初の状態である。この状態においては物体が無限遠に
ある場合に２つのＣＯＤにおける照度分布が完全に合致
する。
ＣＣＤ ３ 、４の移動は、たとえば第３図における移
動距離ｆ、Ｄの間に （ｐ＋ｆ）／（Ｌ＋Ｄ）−一定 の関係が成シたつ様に行なわれる。この場合には、２つ
のＣＣＤアレイ３，４上における照度分布が完全に合致
した位置において物体５の像６，７がいづれも合焦状態
にてＣＣＤアレイ３，４に結像せしめられることがレン
ズの公式から導かれる。
動距離ｆ、Ｄの間に （ｐ＋ｆ）／（Ｌ＋Ｄ）−一定 の関係が成シたつ様に行なわれる。この場合には、２つ
のＣＣＤアレイ３，４上における照度分布が完全に合致
した位置において物体５の像６，７がいづれも合焦状態
にてＣＣＤアレイ３，４に結像せしめられることがレン
ズの公式から導かれる。
本実施例においては、上記第１図に関する実施例におけ
るＦの代わシにＣＦ’＋ｆ）の値を用いることによシ、
上記実施例と同様にして距離Ｘを求めることができる。
るＦの代わシにＣＦ’＋ｆ）の値を用いることによシ、
上記実施例と同様にして距離Ｘを求めることができる。
第４図は本発明による測定方法の他の実施例を説明する
ための図である。
ための図である。
本実施例においては、ＣＣＤアレイ４を移動させる代シ
にレンズ２を光軸’２ Ａと垂直の方向に左側へ移動さ
せる点のみが上記第１図に関する実施例−と異なる。従
って、この場合には距離Ｘの算出に訃いて上記式（１）
のＬの代わシに（Ｌ−Ｄ）を用いる。
にレンズ２を光軸’２ Ａと垂直の方向に左側へ移動さ
せる点のみが上記第１図に関する実施例−と異なる。従
って、この場合には距離Ｘの算出に訃いて上記式（１）
のＬの代わシに（Ｌ−Ｄ）を用いる。
第５図は本発明方法による測定方法の他の実施例を説明
するための図である。
するための図である。
本実施例においては、レンズ２の移動にともなってＣＣ
Ｄアレイ３．４を光軸ｌＡｔ２Ａに宿って移動させる点
が上記第４図に関する実施例と異なる。レンズ２及びＣ
ＣＤアレイ３，４の移動は、たとえば第５図における移
動距離ｆ、Ｄの間に（ｙ＋ｆ）ｘ（Ｌ−Ｄ）＝一定 の関係が成シたつ様に行なわれる。この場合には。
Ｄアレイ３．４を光軸ｌＡｔ２Ａに宿って移動させる点
が上記第４図に関する実施例と異なる。レンズ２及びＣ
ＣＤアレイ３，４の移動は、たとえば第５図における移
動距離ｆ、Ｄの間に（ｙ＋ｆ）ｘ（Ｌ−Ｄ）＝一定 の関係が成シたつ様に行なわれる。この場合には。
２つのＣＣＤアレイ３，４上における照度分布が完全に
合致した位置において物体が合焦状態にてＣＣＤアレイ
３，４に結像せしめられることがレンズの公式から導か
れる。
合致した位置において物体が合焦状態にてＣＣＤアレイ
３，４に結像せしめられることがレンズの公式から導か
れる。
本実施例においては、上記第４図に関する実施例Ｋ オ
ケるＦの代わシに（Ｆ＋ｆ）の値を用いることにより、
上記実施例と同様にして距離Ｘを求めることができる。
ケるＦの代わシに（Ｆ＋ｆ）の値を用いることにより、
上記実施例と同様にして距離Ｘを求めることができる。
上記第３図及び第５図に関する実施例によれば。
ＣＣＤアレイ上には合焦状態で結像がなされるのでコン
トラストが高く、照度分布の谷蚊度を検出する際の精度
が向上し、従って距離測定の精度を向上させることがで
きる。
トラストが高く、照度分布の谷蚊度を検出する際の精度
が向上し、従って距離測定の精度を向上させることがで
きる。
以上の実施例においては物体が一方のレンズの光軸上に
ある場合について例示したが、本発明方法によれば物体
がレンズの光軸からずれた位置にある場合も距離測定を
行なうことができる。但し、この場合には先ず上記実施
例におけると同様にして光軸方向の距離を算出し、次に
し／ズからみた物体の方向と光軸方向とのなす角度に基
づきレンズから物体までの距離を算出する。かくして、
本発明方法によれば単一方向のみでなく、多方同の距離
測定を行なうことができる。
ある場合について例示したが、本発明方法によれば物体
がレンズの光軸からずれた位置にある場合も距離測定を
行なうことができる。但し、この場合には先ず上記実施
例におけると同様にして光軸方向の距離を算出し、次に
し／ズからみた物体の方向と光軸方向とのなす角度に基
づきレンズから物体までの距離を算出する。かくして、
本発明方法によれば単一方向のみでなく、多方同の距離
測定を行なうことができる。
尚１本発明距離測定方法においては２つのレンズの光軸
を平行に保ったままで少なくとも一方のレンズまたは少
なくとも一方の測定手段を移動させているが、これはこ
の様な配置においてのみ同一物体の２つのレンズの基線
方向と平行な線上における２つの像の倍率が常に等しく
なるからである。
を平行に保ったままで少なくとも一方のレンズまたは少
なくとも一方の測定手段を移動させているが、これはこ
の様な配置においてのみ同一物体の２つのレンズの基線
方向と平行な線上における２つの像の倍率が常に等しく
なるからである。
以上の如き本発明の距離測定方法によれば、参照視野を
構成するＣＯＤプレイの受光要素数が少なくても広い範
囲の距離測定を行なうことができ、信号処理も比較的簡
単になる。
構成するＣＯＤプレイの受光要素数が少なくても広い範
囲の距離測定を行なうことができ、信号処理も比較的簡
単になる。
第１図（、）及び（ｂ）は本発明測定方法を示す図であ
る。 第２図は本発明測定方法に使用される装置の構成を示す
プロ、り図である。 第３図、第４図及び第５図はいづれも本発明測定方法を
示す図である。 第６図（、）及び（ｂ）、ならびに第７図（ａ） 豐（
ｂ）及び（Ｃ）はステレオ法による距離測定の原理を示
す図である。 ｌ、２：レンズ、１１２Ａ：光軸、３，４：ＣＣＤアレ
イ、５：物体、６．７：像。 代理人 弁理士 山 下 砿 子 弟１図 （ａ） （ｂ）第４図 ６図 （ｂ）
る。 第２図は本発明測定方法に使用される装置の構成を示す
プロ、り図である。 第３図、第４図及び第５図はいづれも本発明測定方法を
示す図である。 第６図（、）及び（ｂ）、ならびに第７図（ａ） 豐（
ｂ）及び（Ｃ）はステレオ法による距離測定の原理を示
す図である。 ｌ、２：レンズ、１１２Ａ：光軸、３，４：ＣＣＤアレ
イ、５：物体、６．７：像。 代理人 弁理士 山 下 砿 子 弟１図 （ａ） （ｂ）第４図 ６図 （ｂ）
Claims (2)
- （１）同一の焦点距離を有する２つのレンズを光軸が平
行になる様に適宜の距離隔てて配置し、各レンズの後方
に同一距離隔てて光軸と垂直に照度分布測定手段を配置
し、各レンズによる各測定手段における物体の像の照度
分布の相関をとることにより２つの像の各光軸からのズ
レ量の差を求め、これに基づき物体までの距離を算出す
る距離測定方法において、２つの測定手段を実質上同数
の受光要素から構成し、２つのレンズの光軸を平行に保
ち且つ各レンズに対する各測定手段の光軸方向の距離を
同一に保ちながら２つのレンズ間の距離及び／または２
つの測定手段間の距離及び／またはレンズと測定手段と
の間の光軸方向の距離を変化させつつ上記２つの測定手
段における照度分布の合致度を求め、該合致度の最も高
い配置における当初の配置からのレンズ及び／または測
定手段の移動量に基づき物体までの距離を算出すること
を特徴とする、距離測定方法。 - （２）各測定手段における像が合焦状態で結像される様
にレンズと測定手段との間の光軸方向の距離を変化させ
る、特許請求の範囲第１項の距離測定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59236837A JPS61116611A (ja) | 1984-11-12 | 1984-11-12 | 距離測定方法 |
| US07/097,426 US4746790A (en) | 1984-11-12 | 1987-09-16 | Method and apparatus for measuring a distance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59236837A JPS61116611A (ja) | 1984-11-12 | 1984-11-12 | 距離測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116611A true JPS61116611A (ja) | 1986-06-04 |
Family
ID=17006517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59236837A Pending JPS61116611A (ja) | 1984-11-12 | 1984-11-12 | 距離測定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4746790A (ja) |
| JP (1) | JPS61116611A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63212278A (ja) * | 1987-02-28 | 1988-09-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 測距装置 |
| JPH04290914A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-15 | Hitachi Zosen Corp | 光学式変位センサおよび光学式変位測定方法 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4916302A (en) * | 1985-02-09 | 1990-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for and method of measuring distances to objects present in a plurality of directions |
| FR2591329B1 (fr) * | 1985-12-10 | 1992-05-22 | Canon Kk | Appareil et procede de traitement d'informations tridimensionnelles |
| FR2606139B1 (fr) * | 1986-10-31 | 1994-05-13 | Canon Kk | Procede de mesure de repartition de distances |
| US4891772A (en) * | 1987-04-15 | 1990-01-02 | Cyberoptics Corporation | Point and line range sensors |
| JPH0795140B2 (ja) * | 1987-07-15 | 1995-10-11 | 富士電機株式会社 | 光学機器の合焦化用評価値検出装置 |
| JPH0690032B2 (ja) * | 1987-08-06 | 1994-11-14 | 日本電気株式会社 | 距離画像取得装置 |
| JPH01229211A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 位相差検出装置 |
| US5195144A (en) * | 1988-11-15 | 1993-03-16 | Thomson-Csf | Process for estimating the distance between a stationary object and a moving vehicle and device for using this process |
| JPH0711420B2 (ja) * | 1990-05-23 | 1995-02-08 | 日本電気株式会社 | 距離画像取得方法及び装置 |
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| US5144122A (en) * | 1990-10-19 | 1992-09-01 | Square D Company | Scanning radiation sensor with automatic focus control for optimal focus and method |
| JPH04181935A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-06-29 | Canon Inc | 自動焦点検出手段を有した光学装置 |
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| JP3353865B2 (ja) * | 1995-06-09 | 2002-12-03 | 株式会社リコー | 測距装置 |
| DE19911419A1 (de) | 1998-03-16 | 1999-10-14 | Cyberoptics Corp | Digitales Bereichssensorsystem |
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| GB2449752A (en) * | 2007-05-26 | 2008-12-03 | Norman Matheson Lindsay | Electro-optical sensors |
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| JPS5491361A (en) * | 1977-12-28 | 1979-07-19 | Minolta Camera Co Ltd | Finding range interchanger |
| JPS5793208A (en) * | 1980-12-01 | 1982-06-10 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Optical system of distance measuring apparatus |
-
1984
- 1984-11-12 JP JP59236837A patent/JPS61116611A/ja active Pending
-
1987
- 1987-09-16 US US07/097,426 patent/US4746790A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4746790A (en) | 1988-05-24 |
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