JPS63212813A - 距離分布測定方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は距離分布測定方法に関し、特に周囲環境の物体
までの距離の分布を光学的に測定する方法に関する。こ
の様な距離分布測定方法はたとえば自動走行ロボットの
環１１１認識のための視覚的手段として有効に利用され
る。

［従来の技術］ 光学的に物体までの距離を測定する方法としていわゆる
ステレオ法と呼ばれる方法がある。この方法においては
焦点距離が同一の２つの対物レンズを光軸を平行に保ち
且つ所定の距離隔てて並列に維持し該各対物レンズの後
方にそれぞれ照度分布測定手段を配置し、これら２つの
測定手段により測定される同一の照度分布パターンの位
置関係から物体までの距離を算出することができる。

第８図（ａ）、（ｂ）はステレオ法の原理を説明するた
めの図である０図において、１０１，１０２は焦点距離
の等しい光集束性の対物レンズであり、ｌ０ＩＡ、１０
２Ａはそれぞれそれらの光軸である。レンズ１０１，１
０２は光軸１０１Ａ、１０２Ａが平行になる様に且つレ
ンズ中心間を結ぶ直１ｉＡ（基線）が光軸１０１Ａ、１
０２Ａと直交する様に配置されている。レンズ１０１（
７）後方には該レンズの焦点距離Ｆだけ隔てられた位置
に測定手段１０３が配置されており、レンズ１０２の後
方には距１１Ｆだけ隔てられた位置に測定手段１０４が
配置されている。これら測定手段はレンズｌｏｔ、１０
２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８図（ａ）においては物体１０５が光軸１ＯＩＡ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ｉｏａは光
軸１０１Ａ上に存在し、同様にレンズ１０２による測定
手段１０４上フの物体１０５の像１０７は光軸１０２Ａ
上に存在す′る。

第８図（ｂ）においては物体１０５が光軸１ＯＩＡ上に
おいて有限の距ｇｌｘ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１　　′０２Ａから距離りだけ離れた位置
に存在する。

従って、像１０７の光軸１０２Ａからのずれ量りを測定
手段で検出することによって、レンズ１０１．１０２と
測定手段と１０３．１０４との間の距離Ｆ及び基線長り
から、測定すべき距離Ｘは次式により計算処理で求める
ことができる。

Ｘ＝ＦＬ／Ｄ ところで、一般に測定手段上には全体にわたって画像が
形成され、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１以上の様なステレオ法においては
、０定手段１０３，１０４により像１０６，１０７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９図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はこの様な相関法の原理
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
センサであるＣＣＤアレイが用いられる。

第９図（ａ）において、レンズ１０１に対応する測定手
段であるＣＣＤ７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ｌＯ１による像ｌＯ６は物体までの距離にＰＩＡ
ＩＡ係に光軸１０１Ａ上に存在するが、レンズ１０２に
よ！ｆｆ１１０７ｊｉ物体までの距離に応じて位置が変
化するので、ＣＣＤアレイ１０４にはＣＣＤアレイ１０
３よりも多くの受光要素が設けられている。この様な配
置において、ＣＣＤアレイ１０３を基準視野と称し、Ｃ
ＣＤアレイ１０４を参照視野と称する。

第９図（ａ）に示される様な基準視野及び参照視野での
照度分布は第９図（ｂ）に示される様になる。即ち、レ
ンズｌＯ１に関、する物体１０５及び像１０６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１０７の照度分布
とは光軸から距離りだけずれた点が異なるのみである。

従って、ＣＣＤアレイ１０３，１０４からは。

第９図（ｃ）に示される様な各受光要素に対応する出力
が得られる。

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　ｗ　ｎ番［１の受光要素の
出力５（１）〜５（ｎ）と参照視野における第１−ｎ番
目の受光要素の出力Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）との対応する出
力どうしの差の和ＣＯＲ（１）＝Σ［Ｓ　（ｋ）〜Ｒ（
ｋ）　１に〜１ を求める０次に同様にして、基準視野における第１〜ｎ
番（１の受光要素の出力Ｓ　（１）　〜Ｓ　（ｎ）と参
照視野における第２〜（ｎ＋　１）番目の受光要素の出
力Ｒ（２）〜Ｒ（ｎ＋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 ＣＯＲ（ｍ−ｎ＋　１） ：Σ［Ｓ　（ｋ）　〜Ｒ（ｋ＋ｍ　−ｎ）　］ｋ＝１ 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（理想的にはＯ）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。

Ｅ発ＩＩが解決しようとする問題点］ ところで、以上の様な相関法では、たとえば緑返しパタ
ーン像等の場合には相関をとる際に誤った位こでも対応
関係がある様に判定される場合があり、測定の正確さが
未だ十分でないという問題点がある。また、以上の様な
相関法に基づく距離測定を各方向に関し行なって周囲環
境の物体までの距離分布を求めようとする場合には、相
関をとる際の演算の回数が極めて多くなり、測定装置の
処理回路が複雑化するという問題点もある。更に、相関
法では方向の分解数を十分に高めることができないとい
う問題点もある。

そこで１本発明は、この様な従来技術の問題点を解決し
、高い精度且つ高い方向分解数での測定を簡易に実行し
得る光学的距離分布測定方法を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして
、実質上同一の焦点距離を有する２つの光学系を光軸が
平行になる様に配置し、各光学系の後方に同一距離隔て
て光軸と垂直に照度分布測定１段を配置し、少なくとも
光学系と照度分布測定手段との間隔を変化させながら各
照度分布測定手段により照度分布を測定し、該２つの照
度分布をそれぞれ位置に関して微分し、該２つの微分信
号において絶対値が所定値以上である対応信号を抽出し
、これら対応信号の位置、光学系の焦点距離ならびにそ
の時の２つの光学系及び２つの照度分布測定手段の位置
関係とから上記対応信号位置について物体までの距離を
算出することを特徴とする、距離分布測定方法、が提供
される。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図は本発明による距離分布測定方法を実施するため
の装置の一実施例の構成を示すブロック図であり、第２
図（ａ）、（ｂ）は該装置の一部Ｊ！略図である。

第２図（ａ）、（ｂ）において、１１はレンズ１の鏡筒
であり、該鏡筒は不図示のフレームに固定されている。

尚、ＬＡはレンズ１の光軸である。１２はレンズ２の鏡
筒であり、該鏡筒には基線方向に延びた１対の付属部材
１２ａ、１２ｂが付設されている。該付属部材にはそれ
ぞれ上記基線方向に延びたガイド長穴１３ａ、１３ｂが
形成されている。１４ａ、１４ｂはそれぞれ不図示のフ
レームに固定されたガイドピンであり、これらはそれぞ
れ上記ガイド長穴１３ａ、１３ｂに嵌合されている。上
記鏡筒１２にはまた光軸方向及び基線方向の双方に直交
する方向（以下、Ｐ方向と称する）に突出せるがイドピ
ン１５が付設されている。上記レンズ１．２の焦点距離
はともにＦである。

１６はクランクレバーであり、該レバーはほぼ直交する
２つの腕１６　ａ　、’　１８　ｂを有する。腕１６ａ
はほぼ光軸方向に延びており、腕１６ｂはほぼ基線方向
に延びている。これら２つの腕の接続部分にはＰ方向の
回転軸１６ｃが設けられている。該回転軸は不図示のフ
レームに回転自在な様に連結されている。上記腕ｌｅａ
の先端部には上記回転軸１６ｃの中心へと向かう方向に
延びたガイド長穴１７ａが形成されており、一方上記腕
１６ｂの先端部には上記回転軸１６ｃの中心へと向かう
方向に延びたガイド長穴１７ｂが形成されている。そし
て、上記鏡筒１２に付設されたガイドピン１５は上記ガ
イド長穴１７ａに嵌合されている。

３．４はそれぞれレンズ１．２に対応して配置された同
数の受光要素を有するＣＣＤアレイであり、該ＣＣＤア
レイはいづれも基線方向に沿って支持体１８に固定され
ている。該支持体にはＰ方向に突出せるガイドピン１９
が付設されている。

そして、該ガイドピンは上記ガイド長穴１７ｂに嵌合さ
れている。また、支持体１８には光軸方向に延びてたガ
イド長穴２０が形成されている。２１ａ、２１ｂは光軸
方向に沿って整列して不図示のフレームに固定されてい
るガイドピンであり、該ガイドピンは上記ガイド長穴２
０に嵌合されている。

上記支持体１Ｂには該支持体を光軸方向に往復移動させ
るための駆動手段が連結されている。該駆動手段はパル
スモータ２２と該モータの駆動回転軸に付設されたオネ
ジ部材２３と該オネジ部材とかみ合う様に上記支持体に
付設されたメネジ部材２４とからなる。

第２図（ａ）においては、レンズｌの中心とレンズ２の
中心とは基線方向に距＃Ｌを隔てて位置しており、同様
にＣＣＤアレイ３の中心とＣＣｔ）アレイ４の中心とは
基線方向に距ｆａＬを隔てて位置しており、且つレンズ
１．２とＣＣＤアレイ３．４とはレンズ１．２の焦点圧
＃ｌＦだけ陥てて位置している。

第２図（ｂ）は第２図（ａ）の状態からクランクレバー
１６を回転軸１６ｃのまわりに図中反時計回りに角度θ
だけ回転させた状態を示すものである。この回転により
、鏡筒１２はガイド長穴１７ａとガイドピン１５との結
合関係及びガイド長穴１３ａ、１３ｂとガイトビｙ１４
ａ、１４ｂとの結合関係に基づき基線方向に図中左方へ
と距離ΔＬだけ移動する。一方、この回転により、支持
体１８はガイド長穴１７ｂとガイドピン１９との結合関
係及びガイド長穴２０とガイドピン２１ａ、２１ｂとの
結合関係に基づき光軸方向に図中下方へと距離ΔＦだけ
移動する。そして、第２図（ｂ）では、レンズｌとレン
ズ２との間の距離がＬ’（＝Ｌ−ΔＬ）であり、レンズ
１．２とＣＣＤアレイ３．４との間の距離がＦ’（＝Ｆ
＋ΔＦ）である。

ここで、クランクレバー１６の腕１６ａが光軸方向の時
に、該クランクレバー１６の回転軸１６Ｃの中心から上
記鏡筒１２に付設されたガイドピン１５の中心までの距
離をＡ−Ｌとし該回転輪１６ｃの中心から上記支持体１
８に付設されたガイドピン１９の中心までの距離をＡ＠
Ｆとしておく（ここで、Ａは比例定数である）。

この場合、上記回転角０（ラジアン）が小さいとすれば
、 ΔＬ＝Ａ−Ｌ・０ ΔＦ＝Ａ−Ｆ−０ と近似でき、従って。

Ｌ′・Ｆ’＝（Ｌ−Ａ−Ｌ・０）１１ （Ｆ＋Ａ−Ｆ　　拳　０） ＝Ｌ−Ｆ−Ａ２　ＬＰ０１ である、そして、０が小さい場合にはＡ２ＬＦＯ２は無
視し得るので。

Ｌ′・Ｆ’＝Ｌ−Ｆ と近似できる。

第１図において、ＣＣＤアレイ３，４は同一の駆動回路
３１により同時に読出し駆動され、またパルスモータ２
２は駆動回路３２により駆動される。

ＣＣＤアレイ３．４からはそれぞれ時系列的に順次受光
要素からの画素信号が出力され画像情報信号として微分
回路３３．３４に入力される。＃微分回路では画像情報
信号の微分信号がイ！Ｉられる。該微分信号は時系列的
に入力される各画素信号について当該画素信号の前の画
素信号に対する増分の時系列的０号を意味するものであ
り、画像情報信号を一画素分だけラッチしておき続いて
入力される画素信号に対し引算することにより得ること
ができる。

上記微分回路３３．３４の出力は差分回路３５に入力さ
れ、ここでは２つの微分信号の差信号が得られる。

上記差分回路３５の出力はＡ／Ｄコンバータ３６に入力
され、ここで上記差信号がデジタル化される。

」−記Ａ／Ｄコンバータ３６の出力は続いて遅延回路３
７、差分回路３８及び比較回路３９に入力される。

」二記遅延回路３７ではＢＢＤの様な１画面の画像情報
信号を保持して時間的に遅延させる手段が利用される。

従って、上記差分回路３８へはＡ／Ｄコンバータ３６の
出力である信号と１画面前の該Ａ／Ｄコンバータの出力
とが同時に入力される。そして、該差分回路３８ではこ
れら２つの信号の差信号が得られる。

該差分回路３８の出力は比較回路４０に入力される。該
比較回路４０では入力信号の絶対値と所定の第１のしき
いイ１との比較が行なわれ、入力信号の絶対値が該しき
い値よりも大なる時のみ信号を出力する。

一方、比較回路３９では上記Ａ／Ｄコンバータ３６から
の入力信号の絶対値と所定の第２のしきい値との比較が
行なわれ、入力信号の絶対値が該第２のしきい値よりも
小なる時のみ信号を出力する。

該比較回路３９の出力と上記比較回路４０の出力とがＡ
ＮＤ回路４１に入力され、ここで双方の入力信号のＡＮ
Ｄ信号が得られる。

該ＡＮＤ回路４１の出力はＣＰＵ４２に入力される。

一方、上記モータ駆動回路３２からはモータの回転角（
＃回転角はＣＣＤアレイ３，４の光軸方向の位置に対応
する）の信号が出力され、該信号は距離算出回路４３に
入力される。

該距離算出回路４３では距離算出を行なう、該算出結果
はＣＰ　Ｕ−４２を経てメモリ４４に記憶される。

尚、４５は装置の各ブロックの動作のクロックを制御す
るためのクロック制御回路である。

以下、上記第１図及び第２図、更には第３図以降の図面
を参照しながら本実施例装置の動作即ち本発明方法の一
実施例を説明する。

第３図（ａ）、（ｂ）は本実施例の測定の詳細を説明す
るための光学図である。

物体５は光軸ＩＡ、ＩＢに沿って有限の距離ｘだけ離れ
た位置に存在し、基線方向に所定の長さを有するものと
する。

先ず、第３図（ａ）に示される様に、レンズ１．２間の
距離をＣＣＤアレイ間の距離と同一のＬとし旦つレンズ
１．２とＣＣＤアレイ３．４との間の距離をレンズの焦
点距離Ｆとしておく、これは上記第２図（＆）の状態に
相当する。

この状態では、レンズ１によるＣＣＤアレイ３上の画像
は第４図（ａ）の様になり、物体５の像がぼけた状態で
中央に形成されている。一方、レンズ２によるＣＣＤア
レイ４上の画像は第４図（ｂ）の様になり、物体５の像
がぼけた状態で中央から右よりにずれた位置に形成され
ている。そして、ＣＣＤアレイ４上の画像はＣＣＤアレ
イ３Ｌの画像を右向きに所定距離移動させた様な画像で
ある。尚、第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれＣＣＤアレ
イ３，４から出力される画像情報信号に相当する。

従って、微分回路３３．３４の出力である微分信号は、
それぞれｗＳ４図（Ｃ）、（ｄ）の様になる１画像情報
信号はＣＣＤアレイ上の画像のぼけによりなだらかな信
号であるので、微分信号の絶対値は小さい。

差分回路３５では上記微分回路３３．３４の出力におけ
る対応する画素信号どうしの差の信号列が形成され、該
差信号は第４図（ｅ）の様になる。該出力信号は上記微
分信号の絶対値が小さいことに基づき絶対値が小さい。

該差分回路３５からの出力信号はＡ／Ｄコンバータ３６
によりデジタル化され、以降の信号処理がデジタルで行
なわれる。

差分回路３８では上記Ａ／Ｄコンバータ３６の出力信号
と遅延回路３７の出力信号との差の信号が出力される。

尚、初期状態では遅延回路３７からは１画面前の信号の
出力がないので、差分回路３８では該遅延回路からの入
力信号のダミーとしてＡ／Ｄコンバータ３６からの入力
信号を用いて引算が行なわれ、従って該差分回路３８の
出力信号は全体的に０の信号となる。

従って、上記比較回路４０への入力信号は全体にわたっ
て該比較回路に設定されているしきい値よりも絶対値が
小さいので、該比較回路の出力信号は第４図（ｆ）に示
される様に全体的にＯとなる。

一方、比較回路３９への入力信号は全体にわたって該比
較回路に設定されているしきい値よりも絶対値が小さい
ので、該比較回路の出力信号は第４図（ｇ）に示される
様に全体的に１となる。

従って、ＡＮＤ回路４１の出力は第４図（ｈ）に示され
る様に全体的にＯとなる。

このＡＮＤ回路４１の出力がＣＰＵ４２に入力され、該
信号中には１が含まれていないので、この時点では該Ｃ
ＰＵから距離算出回路４３に対し距離算出指令が発せら
れることはない。

但し、モータ駆動回路３２からはモータ回転角信号が距
離算出回路４３に対し出力される。

次に、モータ駆動回路３２によりパルスモータ２２を適
宜の角度回転させて支持体１８を光軸方向に所定距離移
動させ、かくして鏡筒１２を基線方向に所定の距離移動
させる。

この状態で形成される新たな画面について上記と同様に
信号処理を行なう、この状態では、ＣＣＤアレイ３，４
上での画像は上記の場合とほぼ同様のパターンで且つ少
しだけ合焦状態に近づいたものとなる。但し、ＣＣＤア
レイ４上での画像は物体５の像が上記の場合よりも少し
中央に近づいたものとなる。

この状態での信号処理においても上記と少しだけ異なる
かまたは同一の信号が得られる。

以下同様にして、モータ２２の駆動と信号処理とを繰返
す。

第３図（ｂ）は、レンズ１，２間の距離がＬであり且つ
レンズ１．２とＣＣＤアレイ３，４との間の距離がＦ′
である状態を示す、この状態は上記モータ２２の駆動を
繰返すことにより実現される。これは」−記ｐＩＳ２図
（ｂ）の状態に相当する。

本実施例においては、クランクレバー１６の回転に際し
、上記の様にＬ’−Ｆ’＝Ｌ−Ｆなる関係を維持してΔ
Ｌ及びΔＦが変化するので、物体５の像６．７はそれぞ
れＣＣＤアレイ３，４の中央に合焦状態で位置すること
になる。

即ち、上記の様に、第３図（ａ）、（ｂ）において、Ｌ
’−Ｆ’＝Ｌ−Ｆであるので、Ｌ・Ｆ＝　（Ｌ−ΔＬ）
（Ｆ＋ΔＦ） が成り立つ、また、第３図（ｂ）における相似関係から
、 （Ｌ−ΔＬ）／Ｘ＝ Ｌ／　［Ｘ＋　（Ｆ十ΔＦ）］ が成り立つ、これらの式から。

１／Ｆ＝　ｌ／Ｘ＋　１／　（Ｆ＋ＡＦ）が導かれる。

これにより第３図（ｂ）における物体５と像６，７とは
それぞれレンズ１．２に関し合焦結像の公式を満たして
いることが分る。

この合焦状態に到達する直前（１画面前）の状態では、
レンズｌによるＣＣＤアレイ３上の画像は第５図（ａ）
の様になり、物体５の像が殆ど合焦状態に近くわずかに
ぼけた状態で中央に形成されている。一方、レンズ２に
よるＣＣＤアレイ４上の画像は第５図（ｂ）の様になり
、物体５の像が合焦状態に近くわずかにぼけた状態で中
央かられずかに右よりにずれた位置に形成されている。

そして、ＣＣＤアレイ４上の画像はＣＣＤアレイ３上の
画像を右向きにわずかな距離移動させた様な画像である
。尚、第５図（ａ）、（ｂ）はそれぞれＣＣＤアレイ３
．４から出力される画像情報信号に相当する。

従って、微分回路３３．３４の出力である微分信号は、
それぞれ第５図（ｃ）、（ｄ）の様になる０画像情報信
号はＣＣＤアレイ上の画像が殆ど合焦状態であることに
基づきエツジ部の傾きがかなり急な信号であるので、微
分信号には該エツジ部に絶対値の比較的大きな部分があ
られれる。

従って、差分回路３５の出力である差信号は第５図（ｅ
）の様になる。尚、ｉ５図（ｅ）において１点線は一画
面前の該差信号即ち遅延回路３７の出力を示す。

これにともない、差分回路３８の出力信号は第５図（ｅ
′）の様になる。

従って、上記比較回路４０への入力信号は該比較回路に
設定されているしきい値よりも未だ絶対値が小さいので
、該比較回路の出力信号は第５図（ｆ）に示される様に
全体的にＯとなる。

一方、比較回路３９への入力信号は該比較回路に設定さ
れているしきい値よりも絶対値が大きい部分があるので
、該比較回路の出力信号は第５図（ｇ）に示される様に
部分的に１となる。

従って、ＡＮＤ回路４１の出力は第５図（ｈ）に示され
る様に全体的にＯとなる。

このＡＮＤ回路４１の出力がＣＰＵ４２に入力され、該
信号中にはｌが含まれていないので、この時点では該Ｃ
ＰＵから距ｇＩ算出回路４３に対し距１１１１出指令が
発せられることはない。

続いてモータ２２を駆動することにより上記第３図（ｂ
）に示される合焦状態となるが、この合焦状態では、レ
ンズｌによるＣＣＤアレイ３上の画像は第６図（＆）の
様になり、物体５の像が十分な合焦状態で中央に形成さ
れている。一方、レンズ２によるＣＣＤアレイ４上の画
像は第６図（ｂ）の様になり、物体５の像が十分な合焦
状態で中央に形成されている。そして、ＣＣＤアレイ４
上の画像はＣＣＤアレイ３上の画像と同等の画像である
。尚、第６図Ｃ＆）、（ｂ）はそれぞれＣＣＤアレイ３
．４から出力される画像情報信号に相当する。

従って、微分回路３３．３４の出力である微分信号は、
それぞれ第６図（Ｃ）、（ｄ）の様になる１画像情報信
号はＣＣＤアレイ上の画像が十分な合焦状態であること
に基づきエツジ部Ｅの傾きが極めて急であるので、微分
信号には該エツジ部Ｅに絶対値の十分に大きな部分があ
られれる。

以上の様に、ＣＣＤアレイ３．４の出力が同一であるこ
とにより微分回路３３．３４のＩＩ力である微分信号も
同一であるので、差分回路３５の出力である差信号は第
６図（ｅ）に示される様に全体的にＯとなる。尚、第６
図（ｅ）において、点線は一画面前の該差信号即ち遅延
回路３７の出力を示す。

これにともない、差分回路３８の出力信号は第６図（ｅ
′）の様になる。

従って、上記比較回路４０への入力信号には該比較回路
に設定されているしきい値よりも絶対値の大きな部分が
含まれるので、該比較回路の出力信号は第６図（ｆ）に
示される様に部分的に１となる。

一方、比較回路３９への入力信号は全体にわたって該比
較回路に設定されているしきい値よりも絶対値が小さい
ので、該比較回路の出力信号は第６図（ｇ）に示される
様に全体的に１となる。

従って、ＡＮＤ回路４１の出力は第６図（ｈ）に示され
る様に部分的に１となる。

このＡＮＤ回路４１の出力がＣＰＵ４２に入力され、該
信号中に１が含まれているので、この時点で該ＣＰＵか
ら距離算出指令４３に対し距離算出指令が発せられ、該
距Ｓ算出回路ではモータ駆ｆｈ回路３２から入力される
ＣＣＤアレイ３，４の移動距離ΔＦに関する情報を介し
て得られるレンズ２の移動距離ΔＬに基づき１次の関係
式Ｘ＝Ｌ’・Ｆ’／ΔＬ ＝Ｌ−Ｆ／ΔＬ を用いて、物体５までの距ｒａｘを算出する。

該算出された距離Ｘの値はＣＰＵ４２に入力され、上記
ＡＮＤ回路４１の出力信号中に含まれるｌの部分に対応
する距離としてメモリ４４に記憶される。尚、第６図（
ｆ）、（ｈ）においては各エツジ部Ｅに対応して信号中
に２つの１の部分が示されているが、適当な処理により
エツジ部に正確に対応する部分以外を除去することがで
きる。

第７図は、以上の様な本実施例においてｗＳＧ図に示さ
れる画像のエツジ部Ｅに着目した場合のレンズ１．２間
距離の変化に対する差分回路３５の出力信号の絶対イ１
の変化を概略的に示す図である。

本実施例においては、レンズ間距離を変化させながら該
差分回路３５の出力が急激に０となるレンズ間距離を検
出しているので１合焦状態の検出が容易であり、且つ検
出精度が十分に高い。

以上の実施例においては、物体のエツジ部が等距離で２
箇所である例が示されているが、一般的には周囲環境に
はこの様な物体エツジ部が種々の距離に数多く存在する
ので、上記第３図（ａ）に示される様な無限遠に合焦す
る状態から第３図（ｂ）に示される様な状態を経て更に
至近距離に合焦する状態までレンズ及びＣＣＤアレイの
移動を行なうことにより、各エツジ部ごとに距離測定が
実行され、距離分布が測定される。

尚１以上の実施例において、画像信号を順次読出し出力
する時点即ち画像信号を順次読出す際のレンズ間距離は
所望の仕様に応じて適宜設定して測定精度を向上させる
ことができる。更に、比較回路４０における第１のしき
い値及び比較回路３９における第２のしきい値は、第１
のしきい値は比較的大きな値とし且つ第２のしきい値は
殆ど０に近い比較的小さな値として、所望の仕様に応じ
て適宜設定することができる。

上記実施例においては差分回路３５の出力をＡ／Ｄコン
バータ３６によりデジタル化しているが、信号のデジタ
ル化はこの段階に限定されることはなく、たとえばＣＣ
Ｄアレイ３．４の出力を直ちにデジタル化してもよく、
あるいはその他の適宜の段階でデジタル化してもよい。

上記実施例においては第２図に示される様な機構を用い
てレンズ２及びＣＣＤアレイ３．４を所定の関係を維持
しながら移動させているが、該レンズ及びＣＣＤアレイ
の移動を独立にパルスモータ等の駆動手段で駆動し、こ
の移動の際の所定の関係の維持をＣＰＵ４２からの制御
信号により行なうことも可能である。

上記実施例においては照度分布測定手段がＣＣＤアレイ
である場合が例示されているが、本発明においては照度
分布測定手段はその他の手段であってもよく、特に２次
元イメージセンサであってもよい、２次元センサの場合
には主走査線の方向を基線方向とし、ｌライフ分ごとに
上記実施例に示される様な処理を実行すればよく、これ
により所定の視野範囲についての距離分布が測定される
。

［発明の効果］ 以上の様な本発明によれば、照度分布測定手段により測
定される照度分布の微分信号に基づき合焦状態にあるこ
との検出を行なった上で該合焦状態部分までの距離を光
学系等の配置に基づき算出するので、相関法で生ずるこ
とのある擬似対応に基づく測定ミスをｇ／Ｊ［ｔ：する
ことができ、測定精度は大幅に向上する。また、本発明
によれば、距離測定の方向の分解数は照度分布測定手段
の受光要素程度にまで高めることが可能である。更に、
本発明によれば、相関法に比べて演算処理が簡単である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の構成を示す
ブロック図である。 第２図（ａ）、（ｂ）は本発明方法を実施するための装
置の一部概略図である。 第３図（ａ）、（ｂ）は本発明方法を実施するための装
置における光学図である。 第４図（ａ）　〜（ｈ）　、第５図（ａ）　〜（ｈ）及
び第６図（ａ）〜（ｈ）は本発明方法を実施するための
装置における信号を示す図である。 第７図は本発明方法を実施するための装置におけるレン
ズ間距離変化の際の信号変化を示す図である。 第８図（ａ）、（ｂ）はステレオ法の原理を説明するた
めの図である。 第９図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は相関法の原理を説明す
るための図である。 １．２：レンズ、　　　　　ＩＡ、２Ａ：光軸。 ３．４　：　ＣＣＤアレイ、　　５：物体、６．７：像
、　　　　　　　１１，１２：鏡筒、１６．２６：クラ
ンクレバー、１８：支持体。 第１図 第２図（Ｑ） 第３図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第４図 （Ｃ）　　　　　　　　　　　　　　　（ｄ）（ｈ） 第５図 （ｈ） 第６図 第７図 レレス°゛Ｍ了Ｅ舊斥 第 （ａ） 、ノ１０５ ８　図 （ｂ） 手続補正書（方式） ％式％ 事件の表示 特願昭６１−２５８５８０号 ２　発明の名称 距離分布測定方法 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　　（１００）　　キャノン株式会社４　代理人 昭和６３年　３月２９日 １　補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 −補正の内容

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質上同一の焦点距離を有する２つの光学系を光
   軸が平行になる様に配置し、各光学系の後方に同一距離
   隔てて光軸と垂直に照度分布測定手段を配置し、少なく
   とも光学系と照度分布測定手段との間隔を変化させなが
   ら各照度分布測定手段により照度分布を測定し、該２つ
   の照度分布をそれぞれ位置に関して微分し、該２つの微
   分信号において絶対値が所定値以上である対応信号を抽
   出し、これら対応信号の位置、光学系の焦点距離ならび
   にその時の２つの光学系及び２つの照度分布測定手段の
   位置関係とから上記対応信号位置について物体までの距
   離を算出することを特徴とする、距離分布測定方法。
2. （２）２つの微分信号において絶対値が所定値以上であ
   る対応信号を抽出するに際し、光学系と照度分布測定手
   段との間隔を変化させながら間欠的に微分信号を得、２
   つの微分信号の差分を作成し、該差分と前回の該差分と
   の差を求め、該差の絶対値が所定値よりも大である状態
   から小である状態へと移行したか否かを判定する、特許
   請求の範囲第１項の距離分布測定方法。
3. （３）光学系と照度分布測定手段との間隔の変化に際し
   、２つの光学系の光軸間の距離が変化せしめられ且つ２
   つの照度分布測定手段間の距離が一光学系−照度分布測
   定手段間の距離との積がほぼ一定に維持される、特許請
   求の範囲第１項の距離分布測定方法。
4. （４）２つの照度分布測定手段が実質上同等である、特
   許請求の範囲第３項の距離分布測定方法。