JPH0674762A

JPH0674762A - 距離測定装置

Info

Publication number: JPH0674762A
Application number: JP4230761A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sonobe; 和夫園部
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-08-31
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 1994-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の距離測定装置にあっては、光学系の
焦点深度より広い範囲に存在する対象物に対して精度の
良い距離情報を得るために、異なる焦点位置出で撮影し
たステレオ画像を距離測定に利用することを特徴とす
る。【構成】焦点位置操作部２ａ、２ｂ、レンズ３ａ、３
ｂ、撮像素子５ａ、５ｂによる撮像装置は同一焦点位置
でステレオ画像を撮像する。焦点位置設定装置１は上記
ステレオ画像を撮像する焦点位置を複数設定する。対応
点検出装置９は上記ステレオ画像に対応点検出を行い、
三次元座標算出装置１０がこの検出した対応点から三次
元座標を算出する。選択装置１４は、この三次元座標算
出装置１０が算出した三次元座標を、上記焦点位置と焦
点深度に基いた判定に応じて距離情報を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は距離測定装置に関し、
特に視差を含んだ複数の画像を用いて測定を行う距離測
定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コンピュータビジョン等の分
野では、撮像した画像から距離情報を得ることが求めら
れている。画像から距離情報を得るものとしては、例え
ば、視差を有した複数の画像から相関を用いて対応点検
出を行い、図１５に示されるように三角測量と同じ原理
によって距離情報を計算する方法が知られている。この
方法は、例えば、杉原厚吉著「画像を利用した立体計測
法の動向」、［第１７回画像工学コンファレンス論文集
２−１、３１−３６頁、（１９８６）］に記載されてい
る。以上の方法により、画像から距離情報を得ることが
できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の処理に用いる画像を結像光学系によって得た場合に
は、次のような問題点が生じる。結像光学系を通して得
られた画像は、焦点深度の影響を受けることになるの
で、光学系の光軸方向に対して焦点深度内に含まれる対
象物に関してはシャープな像を得ることができる。しか
しながら、焦点深度を外れた対象物に関しては、シャー
プな像は得られずぼやけた像となる。ところが、ぼやけ
た像に対する精度の良い対応点検出は困難である。した
がって、光学系の焦点深度より広い範囲に存在する対象
物に対して、精度の良い対応点検出を行い、距離情報を
得るのは困難であることがわかる。

【０００４】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、光学系の焦点深度より広い範囲に存在する対象物に
対しても、精度の良い距離情報を得ることができる距離
測定装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、同
一焦点位置でステレオ画像を撮像する撮像装置と、上記
ステレオ画像を撮像する焦点位置を複数設定する焦点位
置設定手段と、上記ステレオ画像に対応点検出を行う対
応点検出手段と、この対応点検出手段が検出した対応点
から三次元座標を算出する三次元座標算出手段と、この
三次元座標算出手段が算出した三次元座標を上記焦点位
置と焦点深度に基いた判定に応じて距離情報を得る判定
手段とを具備することを特徴とする。

【０００６】

【作用】この発明の距離測定装置にあっては、撮像装置
により同一焦点位置でステレオ画像が撮像され、焦点位
置設定手段によって上記ステレオ画像を撮像する焦点位
置が複数設定される。また、上記ステレオ画像に対し
て、対応点検出手段で対応点検出が行われ、この対応点
検出手段が検出した対応点から、三次元座標算出手段に
於いて三次元座標が算出される。そして、この三次元座
標算出手段が算出した三次元座標が、判定手段にて上記
焦点位置と焦点深度に基いて判定が行われて距離情報が
得られる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。

【０００８】この発明では、図３（ａ）に示されるよう
なステレオ画像を、図３（ｂ）に示されるような、異な
る焦点位置で複数撮影し、この異なる焦点位置で撮影さ
れたステレオ画像を距離測定に利用することにより、光
学系の焦点深度より広い範囲に存在する対象物に対して
も、精度の良い距離情報を得られるようにする。

【０００９】第１の実施例に於いては、図３（ａ）に示
されるようなステレオ画像に対応点検出と三次元座標算
出を行い、そのステレオ画像を撮影した時の焦点位置と
焦点深度を用いる。そして、得られた三次元座標が焦点
深度内にある場合にのみ、三次元座標を受け入れるよう
にする。

【００１０】また、図３（ｂ）に示されるように、複数
の異なる焦点位置で得られるステレオ画像のそれぞれに
対しても同様の処理を行う。それぞれの焦点位置で得ら
れた三次元座標を統合することにより、焦点深度の影響
によって、ぼやけた部分の画像を用いずに、光学系の焦
点深度より広い範囲に存在する対象物全体の三次元座標
を得ることができる。

【００１１】図１及び図２を参照して、この発明の第１
の実施例を説明する。図１はこの発明の距離測定装置の
構成を示すブロック図であり、１は焦点位置設定装置で
ある。この焦点位置設定装置１は、焦点位置操作部２ａ
及び２ｂを通して、それぞれレンズ３ａ及び３ｂを駆動
し、所定の焦点位置で撮像する。セレクタ４ａ及び４ｂ
は、撮像素子５ａ及び５ｂからＡ／Ｄ変換器６ａ及び６
ｂでＡ／Ｄ変換した画像を受ける。また、セレクタ４ａ
及び４ｂは、焦点位置設定装置１からの指示により、画
像をメモリ７ａ₁、７ａ₂、…、７ａ_m及び７ｂ₁、７
ｂ₂、…、７ｂ_mに格納する。

【００１２】セレクタ８ａ及び８ｂは、焦点位置設定装
置１からの指示に従って、メモリ７ａ₁、７ａ₂、…、
７ａ_m及び７ｂ₁、７ｂ₂、…、７ｂ_mから画像を取出
し、対応点検出装置９に送る。三次元座標算出装置１０
は、対応点検出装置９から三次元座標に対応する濃度値
を得て、セレクタ１１に出力する。このセレクタ１１
は、焦点位置設定装置１からの指示により、メモリ１２
₁、１２₂、…、１２_mに格納する。

【００１３】メモリ１２₁、１２₂、…、１２_mの出力
は、セレクタ１３を介して選択装置１４に供給される。
この選択装置１４により選択された濃度値がメモリ１５
に格納される。そして、投影装置１６は、メモリ１５に
格納されている三次元座標に対応する濃度値、すなわち
三次元画像を適当な方向に投影し、Ｄ／Ａ変換器１７を
介してモニタ１８に出力する。次に、図２のフローチャ
ートを参照して、第１の実施例の動作を説明する。

【００１４】焦点位置設定装置１は、１番目の画像ｉ
_a-1、ｉ_b-1を撮像するという意味でｎに１を初期設定
する（ステップＳ１）。次に、焦点位置設定装置１は、
焦点位置操作部２ａを通してレンズ３ａを駆動し、ｎ番
目の画像ｉ_a-nを焦点位置ｆ_nで撮像する。また、焦点
位置設定装置１は焦点位置操作部２ｂを通してレンズ３
ｂを駆動し、ｎ番目の画像ｉ_b-nを焦点位置ｆ_nで撮像
する（ステップＳ２）。

【００１５】そして、Ａ／Ｄ変換器６ａは撮像素子５ａ
からの画像をＡ／Ｄ変換し、セレクタ４ａに送る。同様
に、Ａ／Ｄ変換器６ｂは撮像素子５ｂからの画像をＡ／
Ｄ変換し、セレクタ４ｂに送る。セレクタ４ａは焦点位
置設定装置１からｎを受けて、画像ｉ_a-nをメモリ７ａ
_nに格納する。また、セレクタ４ｂは焦点位置設定装置
１からｎを受けて、画像ｉ_b-nをメモリ７ｂ_nに格納す
る（ステップＳ３）。

【００１６】次いで、焦点位置設定装置１は画像の番号
を表すｎに１を加える（ステップＳ４）。この焦点位置
設定装置１は、画像の番号を表すｎと予定画像番号ｍと
を比較し（ステップＳ５）、ｎ≦ｍが成り立っている間
はステップＳ２〜Ｓ４を繰返す。

【００１７】上述したステップＳ１〜Ｓ５までの操作に
よって、メモリ７ａ₁、７ａ₂、…、７ａ_n、…、７ａ
_mには、焦点位置ｆ₁の画像ｉ_a-1、焦点位置ｆ₂の画
像ｉ_a-2、…、焦点位置ｆ_nの画像ｉ_a-n、…、焦点位
置ｆ_mの画像ｉ_a-mの画像が格納され、メモリ７ｂ₁、
７ｂ₂、…、７ｂ_n、…、７ｂ_mには、焦点位置ｆ₁の
画像ｉ_b-1、焦点位置ｆ₂の画像ｉ_b-2、…、焦点位置
ｆ_nの画像ｉ_b-n、…、焦点位置ｆ_mの画像ｉ_b-mの画
像が格納される。

【００１８】次に、焦点位置設定装置１は、１番目の画
像ｉ_a-1、ｉ_b-1を処理するという意味でｎに１を設定
する（ステップＳ６）。セレクタ８ａは焦点位置設定装
置１からｎを受けてメモリ７ａ_nから画像ｉ_a-nを取出
し、対応点検出装置９に送る。同様に、セレクタ８ｂは
焦点位置設定装置１からｎを受けてメモリ７ｂ_nから画
像ｉ_b-nを取出し、対応点検出装置９に送る。対応点検
出装置９は画像ｉ_a-nと画像ｉ_b-nに対して対応点検出
を行い、ｌ_n個の対応点の画像ｉ_a-n内での座標（ｘ_a
^k ，ｙ_a ^k ）と画像ｉ_b-n内での座標（ｘ_b ^k ，
ｙ_b ^k ）を得る（ステップＳ７）。

【００１９】三次元座標算出装置１０は、対応点検出装
置９から（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）と（ｘ_b ^k ，ｙ_b ^k ）とｌ
_nを得る。そして、三次元座標算出装置１０は１番目の
対応点に処理を行うという意味で、ｋに１をセットする
（ステップＳ８）。また、三次元座標算出装置１０は、
ｋ番目の対応点の画像ｉ_a-n内での座標（ｘ_a ^k ，ｙ_a
^k ）と画像ｉ_b-n内での座標（ｘ_b ^k ，ｙ_b ^k ）から、
三角測量と同様な原理に基いて、ｋ番目の対応点の三次
元座標（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）を求める（ステップＳ
９）。

【００２０】上記三次元座標算出装置１０は、得られた
三次元座標（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）に対する濃度値Ｆ
_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）に、濃度値ｉ_a-n（ｘ_a ^k ，ｙ
_a ^k ）、または濃度値ｉ_b-n（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）を代入
する（ステップＳ１０）。次に、セレクタ１１は、三次
元座標算出装置１０から三次元座標に対応する濃度値Ｆ
_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）を得る。それと共に、焦点位置
設定装置１からｎを受けて、上記濃度値Ｆ_n（Ｘ^k ，Ｙ
^k ，Ｚ^k ）をメモリ１２_nに格納する（ステップＳ１
１）。

【００２１】更に、三次元座標算出装置１０は、対応点
の番号を示すｋに１を加える（ステップＳ１２）。そし
て、三次元座標算出装置１０は、対応点の番号を表すｋ
と対応点の個数を表すｌ_nとを比較し（ステップＳ１
３）、ｋ≦ｌ_nが成り立っている間はステップＳ９〜Ｓ
１２を繰返す。

【００２２】一方、上述したステップＳ８〜Ｓ１３の操
作によって、メモリ１２_nにはｎ番目の画像から得られ
るｌ_n個の三次元座標に対応する濃度値Ｆ_n（Ｘ^k ，Ｙ
^k ，Ｚ^k ）が格納される。焦点位置設定装置１は、画像
の番号を表すｎに１を加える（ステップＳ１４）。

【００２３】ここで、焦点位置設定装置１は、画像の番
号を表すｎと予定画像番号ｍとを比較し（ステップＳ１
５）、ｎ≦ｍが成り立っている間は、ステップＳ７〜Ｓ
１４を繰返す。また、上述したステップＳ６〜Ｓ１５の
操作によって、メモリ１２₁、１２₂、…、１２_n、
…、１２_mには、ｌ₁個の三次元座標に対応する濃度値Ｆ₁（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）、ｌ₂個の三次元座標に対応
する濃度値Ｆ₂（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）、…、ｌ_n個の三次元座標に
対応する濃度値Ｆ_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）、…、ｌ_m個の三次元座標に
対応する濃度値Ｆ_m（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）が、それぞれ格納される。

【００２４】次に、焦点位置設定装置１は、ｌ番目の画
像から得られた三次元座標に対応する濃度値Ｆ
₁（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）を処理という意味で、ｎに１を
設定する（ステップＳ１６）。そして、選択装置１４
は、ｎ番目の画像から得られた三次元座標に対応する濃
度値Ｆ_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）の中で、１番目の濃度値
に処理を行うという意味でｋに１を設定する（ステップ
Ｓ１７）。また、選択装置１４は、三次元座標（Ｘ^k ，
Ｙ^k ，Ｚ^k ）のＺ^k が焦点位置ｆ_nを中心とする焦点深
度ｆ_dの幅の中に入っているか否かを判定する（ステッ
プＳ１８）。ここで焦点深度ｆ_dの範囲内であれば、三
次元座標に対応する濃度値Ｆ_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）を
メモリ１５に格納し、そうでなければ何もしない（ステ
ップＳ１９）。

【００２５】次いで、選択装置１４は対応点の番号を表
すｋに１を加える（ステップＳ２０）。この選択装置１
４は、対応点の番号を表すｋと対応点の個数を表すｌ_n
とを比較し（ステップＳ２１）、ｋ≦ｌ_nが成り立って
いる間はステップＳ１８〜Ｓ２０を繰返す。

【００２６】上述したステップＳ１７〜Ｓ２１の操作に
よって、ｎ番目の画像から得られた三次元座標に対応す
る濃度値Ｆ_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）の中で、選択装置１
４によって選択されたものがメモリ１５に格納される。
そして、焦点位置設定装置１は、画像の番号を表すｎに
１を加える（ステップＳ２２）。また、焦点位置設定装
置１は、画像の番号を表すｎと予定画像番号ｍとを比較
し（ステップＳ２３）、ここでｎ≦ｍが成り立っている
間はステップＳ１７〜Ｓ２２を繰返す。

【００２７】次に、上述したステップＳ１６〜Ｓ２３の
操作によって、全ての画像から得られた三次元座標に対
応する濃度値の中で、選択装置１４によって選択された
ものがメモリ１５に格納される。投影装置１６は、メモ
リ１５に格納されている三次元座標に対応する濃度値、
すなわち三次元画像を適当な方向に投影し、Ｄ／Ａ変換
器１７を通してモニタ１８に出力する（ステップＳ２
４）。

【００２８】このような構成の距離測定装置に以上の動
作を行わせることにより、光学系の焦点深度より広い範
囲に存在する対象物に対しても、精度の良い距離情報を
得ることができる。

【００２９】また、一般には焦点位置の異なる複数の画
像を撮影するのであれば、カメラのＡＦ（オートフォー
カス）等に用いられているコントラスト法を用い、単眼
画像であっても一応の距離情報を得ることはできる。し
かし、コントラスト法だけでは光学系の焦点深度より短
い距離を分別することはできず、焦点深度によって分解
能が制限されている。したがって、この発明によれば、
光学系の焦点距離より短い距離に対しても精度の良い距
離情報を得ることができる。次に、この発明の第２の実
施例について説明する。

【００３０】この第２の実施例に於いては、図３（ａ）
に示されるようなステレオ画像を、図４（ａ）、（ｂ）
に示されるような小領域に分割し、図３（ｂ）に示され
るような焦点位置の異なるステレオ画像に対して領域毎
のコントラストカーブを求め、それぞれのコントラスト
カーブから図５（ａ）、（ｂ）に示されるような距離地
図を得る。但し、この距離地図は焦点深度以下の距離を
分別することはできず、焦点深度によって分解能が制限
されている。この距離地図を利用して対応点検出を行な
うことにより、焦点深度の影響によってぼやけた部分の
画像を用いずに、光学系の焦点深度より広い範囲に存在
する対象物全体の三次元座標を精度良く得ることができ
る。

【００３１】図６は第２の実施例の構成図、図７は第２
の実施例の動作を説明するフローチャートである。尚、
以下の実施例に於いて、上述した第１の実施例と同じ部
分には同じ参照番号を付し、重複を避けるためその説明
を省略する。

【００３２】この第２の実施例では、図１の構成の距離
測定装置に対し、セレクタ８ａ、８ｂと対応点検出装置
９との間に、領域分割装置１９ａ、１９ｂ、距離地図作
成装置２０ａ、２０ｂ、メモリ２１ａ、２１ｂ、領域限
定装置２２ａ、２２ｂが設けられ、セレクタ１１、１
３、メモリ１２₁、１２₂、…、１２_m、選択装置１４
が削除されている部分が異なる。

【００３３】焦点位置設定装置１は、１番目の画像ｉ
_a-1、ｉ_b-1を撮像するという意味でｎに１を初期設定
する（ステップＳ２５）。次いで、焦点位置設定装置１
は、焦点位置操作部２ａを通してレンズ３ａを駆動し、
ｎ番目の画像ｉ_a-nを焦点位置ｆ_nで撮像する。同様
に、焦点位置設定装置１は焦点位置操作部２ｂを通して
レンズ３ｂを駆動し、ｎ番目の画像ｉ_b-nを焦点位置ｆ
_nで撮像する（ステップＳ２６）。

【００３４】そして、Ａ／Ｄ変換器６ａは撮像素子５ａ
からの画像をＡ／Ｄ変換し、セレクタ４ａに送る。同様
に、Ａ／Ｄ変換器６ｂは撮像素子５ｂからの画像をＡ／
Ｄ変換し、セレクタ４ｂに送る。セレクタ４ａは焦点位
置設定装置１からｎを受けて画像ｉ_a-nをメモリ７ａ_n
に格納する。また、セレクタ４ｂは焦点位置設定装置１
からｎを受けて画像ｉ_b-nをメモリ７ｂ_nに格納する
（ステップ２７）。

【００３５】焦点位置設定装置１は、画像の番号を表す
ｎに１を加える（ステップ２８）。ここで、焦点位置設
定装置１は画像の番号を表すｎと予定画像番号ｍとを比
較し（ステップＳ２９）、ｎ≦ｍが成り立っている間
は、ステップＳ２６〜Ｓ２８を繰返す。

【００３６】上述したステップＳ２５〜Ｓ２９の操作に
よって、メモリ７ａ₁、７ａ₂、…、７ａ_n、…、７ａ
_mには、焦点位置ｆ₁の画像ｉ_a-1、焦点位置ｆ₂の画
像ｉ_a-2、…、焦点位置ｆ_nの画像ｉ_a-n、…、焦点位
置ｆ_mの画像ｉ_a-mの画像が格納される。一方、メモリ
７ｂ₁、７ｂ₂、…、７ｂ_n、…、７ｂ_mには、焦点位
置ｆ₁の画像ｉ_b-1、焦点位置ｆ₂の画像ｉ_b-2、…、
焦点位置ｆ_nの画像ｉ_b-n、…、焦点位置ｆ_mの画像ｉ
_b-mの画像がそれぞれ格納される。

【００３７】距離地図作成装置２０ａは、図４に示され
る領域のコントラスト値を格納するＣ¹ ，Ｃ² ，…，Ｃ
^q ，…，Ｃ^l に初期値０をセットする（ステップＳ３
０）。次いで、焦点位置設定装置１は、１番目の画像ｉ
_a-1を処理するという意味でｎに１を初期設定する（ス
テップＳ３１）。そして、セレクタ８ａは、焦点位置設
定装置１からのｎによって、画像ｉ_a-nを領域分割装置
１９ａに送る。この領域分割装置１９ａは、画像ｉ_a-n
を図４に示されるように分割し、画像ａ_n ¹ ，画像ａ_n
² ，…，画像ａ_n ^q ，…，画像ａ_n ^l を得る。領域分割
装置１９ａは、画像ａ_n ¹ ，画像ａ_n ² ，…，画像ａ_n
^q ，…，画像ａ_n ^l を距離地図作成装置２０ａに送る
（ステップＳ３２）。

【００３８】距離地図作成装置２０ａは、１番目の領域
に処理を行うという意味で、ｑに１をセットする（ステ
ップＳ３３）。距離地図作成装置２０ａは画像ａ_n ^q に
対するコントラスト値Ｃ_n ^q を求める（ステップＳ３
４）に相当する。ここで、Ｃ^q ≦Ｃ_n ^q であるか否かを
判定する（ステップＳ３５）。そして、Ｃ^q ≦Ｃ_n ^q な
らば（Ｙｅｓ）、Ｃ^q にＣ_n ^q を代入し、領域ｑの焦点
位置を表すｆ^q にｆ_nを入れる（ステップＳ３６）。一
方、Ｃ^q ≦Ｃ_n ^q でなければ（Ｎｏ）、何もしない。

【００３９】次いで、距離地図作成装置２０ａは、領域
を表すｑに１を加えた後（ステップＳ３７）、領域を表
すｑと最後の領域ｌとを比較する（ステップＳ３８）。
ここで、ｑ≦ｌが成り立っている間はステップ３４〜Ｓ
３７を繰返す。そして、ｑ≦ｌが成立しなくなると、焦
点位置設定装置１は、画像の番号を表すｎに１を加え
（ステップＳ３９）、画像の番号を表すｎと予定画像番
号ｍとを比較する（ステップＳ４０）。ここで、ｎ≦ｍ
が成り立っている間はステップＳ３２〜Ｓ３９を繰返
す。

【００４０】上述したステップＳ３１〜Ｓ４０の操作に
よって、それぞれの領域のコントラスト法による焦点位
置ｆ¹ ，ｆ² ，…，ｆ^q ，…，ｆ^l が得られる。距離地
図作成装置２０ａは、焦点位置ｆ¹ ，ｆ² ，…，ｆ^q ，
…，ｆ¹ をメモリ２１ａに格納する（ステップＳ４
１）。

【００４１】距離地図作成装置２０ｂは、図４に示され
る領域のコントラスト値を格納するＣ¹ ，Ｃ² ，…，Ｃ
^q ，…，Ｃ^l に、初期値０をセットする（ステップＳ４
２）。焦点位置設定装置１は、１番目の画像ｉ_b-1を処
理するという意味でｎに１を初期設定する（ステップＳ
４３）。セレクタ８ｂは、焦点位置設定装置１からのｎ
によって画像ｉ_b-nを領域分割装置１９ｂに送る。そし
て、領域分割装置１９ｂは、画像ｉ_b-nを図４に示され
るように分割し、画像ｂ_n ¹ ，画像ｂ_n ² ，…，画像ｂ
_n ^q ，…，画像ｂ_n ^l を得る。この領域分割装置１９ｂ
は、画像ｂ_n ¹ ，画像ｂ_n ² ，…，画像ｂ_n ^q ，…，画
像ｂ_n ^l を、距離地図作成装置２０ｂに送る（ステップ
Ｓ４４）。

【００４２】次に、距離地図作成装置２０ｂは、１番目
の領域に処理を行うという意味でｑに１をセットし（ス
テップＳ４５）、距離地図作成装置２０ｂが画像ｂ_n ^q
に対するコントラスト値Ｃ_n ^q を求める（ステップＳ４
６）。そして、Ｃ^q ≦Ｃ_n ^q を判定し（ステップＳ４
７）、Ｃ^q ≦Ｃ_n ^q ならばＣ^q にＣ_n ^q を代入し、領域
ｑの焦点位置を表すｆ^q にｆ_nを入れる（ステップＳ４
８）。一方、Ｃ^q ≦Ｃ_n ^q でなければ、ステップＳ４９
へ進む。

【００４３】距離地図作成装置２０ｂは、領域を表すｑ
に１を加え（ステップＳ４９）、その後、領域を表すｑ
と最後の領域ｌとを比較する（ステップＳ５０）。ここ
で、ｑ≦ｌが成り立っている間は、ステップＳ４６〜Ｓ
４９を繰返す。

【００４４】次いで、焦点位置設定装置１は、画像の番
号を表すｎに１を加え（ステップＳ５１）、画像の番号
を表すｎと予定画像番号ｍとを比較する（ステップＳ５
２）。ここで、ｎ≦ｍが成り立っている間は、ステップ
Ｓ４４〜Ｓ５１を繰返す。また、ステップＳ４３〜Ｓ５
２の操作によって、それぞれの領域のコントラスト法に
よる焦点位置ｆ¹ ，ｆ² ，…，ｆ^q ，…，ｆ^l が得られ
る。距離地図作成装置２０ｂは、焦点位置ｆ¹ ，ｆ² ，
…，ｆ^q ，…，ｆ¹ をメモリ２１ｂに格納する（ステッ
プＳ５３）。

【００４５】焦点位置設定装置１は、１番目の画像ｉ
_a-1，ｉ_b-1を処理するという意味でｎに１を初期設定
する（ステップＳ５４）。セレクタ８ａは、焦点位置設
定装置１からのｎによって画像ｉ_a-nを領域限定装置２
２ａに送る。領域限定装置２２ａは、メモリ２１ａに格
納されている距離地図を参照し、画像ｉ_a-nの中で焦点
位置がｆ_nの領域を画像ｉ′_a-nとする（ステップＳ５
５）。更に、セレクタ８ｂは焦点位置設定装置１からの
ｎによって画像ｉ_b-nを領域限定装置２２ｂに送る。こ
の領域限定装置２２ｂは、メモリ２１ｂに格納されてい
る距離地図を参照し、画像ｉ_b-nの中で焦点位置がｆ_n
の領域を画像ｉ′_b-nとする（ステップＳ５６）。

【００４６】領域限定装置２２ａは画像ｉ′_a-nを対応
点検出装置９に、一方、領域限定装置２２ｂは画像ｉ′
_b-nを対応点検出装置９に送る。この対応点検出装置９
は、画像ｉ′_a-nと画像ｉ′_b-nに対して対応点検出を
行い、ｌ_n個の対応点の画像ｉ′_a-n内での座標（ｘ_a
^k ，ｙ_a ^k ）と画像ｉ′_b-n内での座標（ｘ_b ^k ，ｙ_b
^k ）を得る（ステップＳ５７）。

【００４７】三次元座標算出装置１０は、対応点検出装
置９から（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）と（ｘ_b ^k ，ｙ_b ^k ）とｌ
_nを得て、１番目の対応点に処理を行うという意味で、
ｋに１をセットする（ステップＳ５８）。そして、三次
元座標算出装置１０は、ｋ番目の対応点の画像ｉ′_a-n
内での座標（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）と画像ｉ′_b-n内での座
標（ｘ_b ^k ，ｙ_b ^k ）から、三角測量と同様な原理に基
いて、ｋ番目の対応点の三次元座標（Ｘ^k ，Ｙ^k ，
Ｚ^k ）を求める（ステップＳ５９）。

【００４８】三次元座標算出装置１０は、得られた三次
元座標（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）に対する濃度値Ｆ
_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）に、濃度値ｉ′_a-n（ｘ_a ^k ，
ｙ_a ^k ）、または濃度値ｉ′_b-n（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）を
代入する（ステップＳ６０）。次いで、三次元座標算出
装置１０は、三次元座標に対応する濃度値Ｆ_n（Ｘ^k ，
Ｙ^k ，Ｚ^k ）をメモリ１５に格納し（ステップＳ６
１）、対応点の番号を示すｋに１を加える（ステップＳ
６２）。

【００４９】次に、三次元座標算出装置１０は、対応点
の番号を表すｋと対応点の個数を表すｌ_nとを比較する
（ステップＳ６３）。ここで、ｋ≦ｌ_nが成り立ってい
る間はステップＳ５９〜Ｓ６２を繰返す。また、ステッ
プＳ５８〜Ｓ６３の操作によって、メモリ１５にはｎ番
目の画像から得られるｌ_n個の三次元座標に対応する濃
度値Ｆ_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）が格納され、焦点位置設
定装置１は画像の番号を表すｎに１を加える（ステップ
Ｓ６４）。

【００５０】焦点位置設定装置１は、画像の番号を表す
ｎと予定画像番号ｍとを比較する（ステップＳ６５）。
ここで、ｎ≦ｍが成り立っている間はステップＳ５５〜
Ｓ６４を繰返す。また、ステップＳ５４〜Ｓ６５の操
作によって、メモリ１５には、ｌ₁個の三次元座標に対
応する濃度値Ｆ₁（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ），ｌ₂個の三次
元座標に対応する濃度値Ｆ₂（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ），
…，ｌ_n個の三次元座標に対応する濃度値Ｆ_n（Ｘ^k ，
Ｙ^k ，Ｚ^k ），…，ｌ_m個の三次元座標に対応する濃度
値Ｆ_m（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）が格納される。

【００５１】この後、投影装置１６は、メモリ１５に格
納されている三次元座標に対応する濃度値、すなわち三
次元画像を適当な方向に投影し、Ｄ／Ａ変換器１７を通
してモニタ１８に出力する（ステップＳ６６）。

【００５２】このように、第２の実施例によれば、光学
系の焦点深度より広い範囲に存在する対象物に対して
も、精度の良い距離情報を得ることができる。また、光
学系の焦点深度より短い距離に対しても、精度の良い距
離情報を得ることができる。次に、この発明の第３の実
施例について説明する。

【００５３】第３の実施例に於いては、図３に示される
ような焦点位置の異なるステレオ画像から長焦点深度の
ステレオ画像を作成し、対応点検出を行なうことによ
り、光学系の焦点深度より広い範囲に存在する対象物に
対しても、精度の良い距離情報を得ることができるよう
にする。

【００５４】画像処理的手法によって長焦点深度画像を
得る方法については、例えば特願昭６３−３９９３６号
に記載されている。図８を参照して、上記特願昭６３−
３９９３６号に記載の方法に基いて長焦点深度の画像を
得る場合について説明する。

【００５５】画像入力光学系に於いて、焦点位置をある
物体面に設定したときに入力される画像は、対象物と合
焦面との距離関係によりぼやけた具合が決定される。こ
こで、対象物が、画像入力光学系の焦点深度よりも大き
な構造を有する場合、ある物体面に焦点位置を設定した
ときに入力される画像は、場所によってぼやけた状態が
異なることになる。次に、焦点位置を変えると、以前に
入力した画像とはぼやけた状態の分布が異なる画像が入
力される。つまり、以前に入力した画像ではぼやけてい
た部分が、次に入力した画像では焦点が合っていたり、
またその逆も起こる。これは上述したように、対象物の
構造と設定焦点位置との距離関係により決まる。

【００５６】そこで適当な設定範囲に従って、合焦点の
位置を変えながら画像を入力することにより、対象物の
異なる部分に焦点があった複数枚の画像を得ることがで
きる。これらを全て加え合わせると、画像内の場所によ
らず、ほぼ一様にぼやけた画像が得られる。

【００５７】そこで、次に加え合わせた画像について適
当な回復処理を行うことにより、画像内の場所によらず
一様に焦点の合った画像、すなわち長焦点深度画像が得
られる。

【００５８】図９は第３の実施例の構成図、図１０は第
３の実施例の動作を説明するフローチャートである。こ
の第３の実施例では、図１の構成の距離測定装置に対
し、セレクタ８ａ、８ｂに代えて、加算器２３ａ、２３
ｂ、メモリ２４ａ、２４ｂ、回復処理装置２５ａ、２５
ｂが設けられ、セレクタ１１、１３、メモリ１２₁、１
２₂、…、１２_m、選択装置１４が削除されている部分
が異なる。

【００５９】焦点位置設定装置１は、１番目の画像ｉ
_a-1，ｉ_b-1を撮像するという意味でｎに１を初期設定
する（ステップＳ６７）。この焦点位置設定装置１は、
焦点位置操作手段２ａ、２ｂを通してレンズ３ａ、３ｂ
を駆動し、ｎ番目の画像ｉ_a-n、ｉ_b-nを焦点位置ｆ_n
で撮像する（ステップＳ６８）。

【００６０】次いで、Ａ／Ｄ変換器６ａ、６ｂは撮像素
子５ａ、５ｂからの画像をＡ／Ｄ変換し、それぞれセレ
クタ４ａ、４ｂに送る。そして、セレクタ４ａ、４ｂ
は、焦点位置設定装置１からｎを受けて画像ｉ_a-n、ｉ
_b-nをメモリ７ａ_n、７ｂ_nに格納する（ステップＳ６
９）。この後、焦点位置設定装置１は画像の番号を表す
ｎに１を加える（ステップＳ７０）。

【００６１】焦点位置設定装置１は、画像の番号を表す
ｎと予定画像番号ｍとを比較し（ステップＳ７１）、ｎ
≦ｍが成り立っている間はステップＳ６８〜Ｓ７０を繰
返す。また、ステップＳ６７〜Ｓ７１の操作により、メ
モリ７ａ₁、７ａ₂、…、７ａ_n、…、７ａ_mには、焦
点位置ｆ₁の画像ｉ_a-1、焦点位置ｆ₂の画像ｉ_a-2、
…、焦点位置ｆ_nの画像ｉ_a-n、…、焦点位置ｆ_mの画
像ｉ_a-mの画像が格納され、一方メモリ７ｂ₁、７
ｂ₂、…、７ｂ_n、…、７ｂ_mには、焦点位置ｆ₁の画
像ｉ_b-1、焦点位置ｆ₂の画像ｉ_b-2、…、焦点位置ｆ
_nの画像ｉ_b-n、…、焦点位置ｆ_mの画像ｉ_b-mの画像
が、それぞれ格納される。

【００６２】加算器２３ａは、メモリ７ａ_nに格納され
ている焦点位置の異なる画像ｉ_a-n（ｎ＝１，２，…，
ｍ）を荷重加算し、画像全体にわたって一様にぼやけた
画像ｉ_a ^brを得て、メモリ２４ａに格納する（ステップ
Ｓ７２）。そして、回復処理装置２５ａは、メモリ２４
ａの一様にぼやけた画像ｉ_a ^brに回復処理を行い、焦点
位置の異なる対象物に対して一様に焦点の合った長焦点
深度画像ｉ_a ^dfを得て、メモリ２４ａに格納する（ステ
ップＳ７３）。

【００６３】次いで、加算器２３ｂは、メモリ７ｂ_nに
格納されている焦点位置の異なる画像ｉ_b-n（ｎ＝１，
２，…，ｍ）を荷重加算し、画像全体にわたって一様に
ぼやけた画像ｉ_b ^brを得て、メモリ２４ｂに格納する
（ステップＳ７４）。そして、回復処理装置２５ｂは、
メモリ２４ｂの一様にぼやけた画像ｉ_b ^brに回復処理を
行い、焦点位置の異なる対象物に対して一様に焦点の合
った長焦点深度画像ｉ_b ^dfを得て、メモリ２４ｂに格納
する（ステップＳ７５）。

【００６４】対応点検出装置９は、画像ｉ_a ^dfと画像ｉ
_b ^dfに対して対応点検出を行い、ｌ個の対応点の画像ｉ
_a ^df内での座標（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）と画像ｉ_b ^df内での
座標（ｘ_b ^k ，ｙ_b ^k ）を得る（ステップＳ７６）。三
次元座標算出装置１０は、対応点検出装置９から（ｘ_a
^k ，ｙ_a ^k ）と（ｘ_b ^k ，ｙ_b ^k ）とｌを得る。加え
て、三次元座標算出装置１０は、１番目の対応点に処理
を行うという意味でｋに１をセットする（ステップＳ７
７）。また、三次元座標算出装置１０は、ｋ番目の対応
点の画像ｉ_a ^df内での座標（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）と、画像
ｉ_b ^df内での座標（ｘ_b ^k ，ｙ_b ^k ）から、三角測量と
同様な原理に基いて、ｋ番目の対応点の三次元座標（Ｘ
^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）を求める（ステップＳ７８）。

【００６５】三次元座標算出装置１０は、得られた三次
元座標（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）に対する濃度値Ｆ（Ｘ^k ，
Ｙ^k ，Ｚ^k ）に、濃度値ｉ_a ^df（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）か、
または濃度値ｉ_b ^df（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）を代入する（ス
テップＳ７９）。三次元座標算出装置１０は、三次元座
標に対応する濃度値Ｆ（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）をメモリ１
５に格納する（ステップＳ８０）。更に、三次元座標算
出装置１０は、対応点の番号を示すｋに１を加える（ス
テップＳ８１）。

【００６６】ここで、三次元座標算出装置１０は対応点
の番号を表すｋと対応点の個数を表すｌとを比較する
（ステップＳ８２）。このステップＳ８２に於いて、ｋ
≦ｌが成り立っている間はステップＳ７８〜Ｓ８１を繰
返す。

【００６７】上述したステップＳ７７〜Ｓ８２の操作に
よって、メモリ１５にはｌ個の三次元座標に対応する濃
度値Ｆ（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）が格納される。そして、投
影装置１６は、メモリ１５に格納されている三次元座標
に対応する濃度値、すなわち三次元画像を適当な方向に
投影し、Ｄ／Ａ変換器１７を通してモニタ１８に出力す
る（ステップＳ８３）。このように、第３の実施例によ
れば、光学系の焦点深度より広い範囲に存在する対象物
に対しても、精度の良い情報を得ることができる。次
に、この発明の第４の実施例について説明する。

【００６８】第４の実施例に於いては、図１１（ａ）及
び（ｂ）に示されるように、対象物が光を透過する物体
である場合について説明する。基本的には、第４の実施
例でも、図１１（ｂ）に示されるように、複数の異なる
焦点位置で得られるステレオ画像を距離測定に利用する
ことにより、光学系の焦点深度より広い範囲に存在する
対象物に対しても、精度の良い距離情報を得られるよう
にする。

【００６９】但し、対象物が透過物体である場合、得ら
れる画像には、焦点位置を外れた物体のぼやけた像が焦
点位置に存在する物体の像に重畳されるという問題があ
る。重畳されたぼやけた像は、精度の良い対応点検出を
困難なものにする。そこで、結像光学系の特性から求め
られる三次元ＯＴＦ（Optical Transfer Function ）を
用いて回復処理を行い、ぼやけた像を消去してから対応
検出を行うようにする。

【００７０】図１２は第４の実施例の構成図、図１３は
第４の実施例の動作を説明するフローチャートである。
この第４の実施例では、図１の構成の距離測定装置に対
し、回復処理装置２６ａ、２６ｂが設けられ、セレクタ
１１、１３、メモリ１２₁、１２₂、…、１２_m、選択
装置１４が削除されている部分が異なる。

【００７１】焦点位置設定装置１は、１番目の画像ｉ
_a-1，ｉ_b-1を撮像するという意味でｎに１を初期設定
する（ステップＳ８４）。この焦点位置設定装置１は、
焦点位置操作手段２ａ、２ｂを通してレンズ３ａ、３ｂ
を駆動し、ｎ番目の画像ｉ_a-n、ｉ_b-nを、それぞれ焦
点位置ｆ_nで撮像する（ステップＳ８５）。その後、Ａ
／Ｄ変換器６ａ、６ｂは、撮像素子５ａ、５ｂからの画
像をＡ／Ｄ変換し、それぞれセレクタ４ａ、４ｂに送
る。セレクタ４ａ、４ｂは、焦点位置設定装置１からｎ
を受けて、画像ｉ_a-n、ｉ_b-nをメモリ７ａ_n、７ｂ_n
に格納する（ステップＳ８６）。次いで、焦点位置設定
装置１は、画像の番号を表すｎに１を加える（ステップ
Ｓ８７）。

【００７２】次に、焦点位置設定装置１は、画像の番号
を表すｎと予定画像番号ｍとを比較する（ステップＳ８
８）。ここで、ｎ≦ｍが成り立っている間はステップＳ
８５〜Ｓ８７を繰返す。そして、ステップＳ８４〜Ｓ８
８の操作によって、メモリ７ａ₁、７ａ₂、…、７
ａ_n、…、７ａ_mには、焦点位置ｆ₁の画像ｉ_a-1、焦
点位置ｆ₂の画像ｉ_a-2、…、焦点位置ｆ_nの画像ｉ
_a-n、…、焦点位置ｆ_mの画像ｉ_a-mの画像が格納さ
れ、メモリ７ｂ₁、７ｂ₂、…、７ｂ_n、…、７ｂ_mに
は、焦点位置ｆ₁の画像ｉ_b-1、焦点位置ｆ₂の画像ｉ
_b-2、…、焦点位置ｆ_nの画像ｉ_b-n、…、焦点位置ｆ
_mの画像ｉ_b-mの画像がそれぞれ格納される。

【００７３】次いで、回復処理装置２６ａは、メモリ７
ａ₁、７ａ₂、…、７ａ_n、…、７ａ_mから、画像ｉ
_a-1、ｉ_a-2、…、ｉ_a-n、…、ｉ_a-mを取出し、結像
光学系の三次元ＯＴＦを用いて回復処理を行い、画像
ｉ′_a-1、ｉ′_a-2、…、ｉ′_a-n、…、ｉ′_a-mを得
る。回復処理装置２６ａは、画像ｉ′_a-1、ｉ′_a-2、
…、ｉ′_a-n、…、ｉ′_a-mをメモリ７ａ₁、７ａ₂、
…、７ａ_n、…、７ａ_mに格納する（ステップＳ８
９）。ここで、回復処理装置２６ａの動作について説明
する。

【００７４】先ず、図１４を参照して、回復処理原理を
簡単のために一次元で説明する。画像の劣化は図１４
（ａ）に示されるように、原画像の周波数成分Ｆと、光
学系のＯＴＦＨの、周波数成分毎の積で表される。し
たがって、原画像の推定は図１４（ｂ）に示されるよう
に、劣化画像の周波数成分Ｇと、光学系のＯＴＦの逆変
換Ｈ^-1の周波数成分毎の積で表される。同実施例では、
回復処理を、光軸方向とそれに直交する平面とで表され
る三次元空間で行う必要がある。

【００７５】そこで、回復処理装置２６ａは画像
ｉ_a-1、ｉ_a-2、…、ｉ_a-n、…、ｉ_a-mを光軸方向に
積み重ねた三次元画像ｇとして扱う。回復処理装置２６
ａは、三次元画像ｇに三次元フーリエ変換を行い、周波
数成分Ｇを得る。更に、周波数成分Ｇと三次元ＯＴＦの
逆変換Ｈ^-1の周波数成分毎の積を計算し、周波数成分
Ｆ′を得る。回復処理装置２６ａは、周波数成分Ｆ′に
三次元逆フーリエ変換を行い、三次元の推定原画像ｆ′
を得る。加えて、光軸方向に積重ねた三次元画像ｆ′
を、画像ｉ′_a-1、ｉ′_a-2、…、ｉ′_a-n、…、ｉ′
_a-mとする。

【００７６】同様に、回復処理装置２６ｂは、メモリ７
ｂ₁、７ｂ₂、…、７ｂ_n、…、７ｂ_mから、画像ｉ
_b-1、ｉ_b-2、…、ｉ_b-n、…、ｉ_b-mを取出し、結像
光学系の三次元ＯＴＦを用いて回復処理を行い、画像
ｉ′_b-1、ｉ′_b-2、…、ｉ′_b-n、…、ｉ′_b-mを得
る。そして、画像ｉ′_b-1、ｉ′_b-2、…、ｉ′_b-n、
…、ｉ′_b-mをメモリ７ｂ₁、７ｂ₂、…、７ｂ_n、
…、７ｂ_mに格納する（ステップＳ９０）。回復処理装
置２６ｂの動作は回復処理装置２６ａの動作と同様であ
る。

【００７７】次に、焦点位置設定装置１は、１番目の画
像ｉ′_a-1、ｉ′_b-1を処理するという意味でｎに１を
設定する（ステップＳ９１）。そして、セレクタ８ａ、
８ｂは、焦点位置設定装置１からｎを受けてメモリ７ａ
_n、７ｂ_nから画像ｉ′_a-n、ｉ′_b-nを取出し、対応
点検出装置９に送る。対応点検出装置９は画像ｉ′_a-n
と画像ｉ′_b-nに対して対応点検出を行い、ｌ_n個の対
応点の画像ｉ′_a-n内での座標（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）と画
像ｉ′_b-n内での座標（ｘ_b ^k ，ｙ_b ^k ）を得る（ステ
ップＳ９２）。

【００７８】三次元座標算出装置１０は、対応点検出装
置９から（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）と（ｘ_b ^k ，ｙ_b ^k ）とｌ
_nを得た後、１番目の対応点に処理を行うという意味で
ｋに１をセットする（ステップＳ９３）。次いで、三次
元座標算出装置１０は、ｋ番目の対応点の画像ｉ′_a-n
内での座標（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）と画像ｉ′_b-n内での座
標（ｘ_b ^k ，ｙ_b ^k ）から、三角測量と同様な原理に基
いてｋ番目の対応点の三次元座標（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）
を求める（ステップＳ９４）。

【００７９】上記三次元座標算出装置１０は、得られた
三次元座標（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）に対する濃度値Ｆ
_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）に、濃度値ｉ′_a-n（ｘ_a ^k ，
ｙ_a ^k ）、または濃度値ｉ′_b-n（ｘ_a ^k ，ｙ_a ^k ）を
代入する（ステップＳ９５）。三次元座標算出装置１０
は、三次元座標に対する濃度値Ｆ_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，
Ｚ^k ）を得て、メモリ１５に格納する（ステップＳ９
６）。そして、三次元座標算出装置１０は、対応点の番
号を示すｋに１を加える（ステップＳ９７）。

【００８０】次に、三次元座標算出装置１０は、対応点
の番号を表すｋと対応点の個数を表すｌ_nとを比較し
（ステップＳ９８）、ｋ≦ｌ_nが成り立っている間はス
テップＳ９４〜Ｓ９７を繰返す。そして、ステップＳ９
３〜Ｓ９８の操作によって、メモリ１５にはｎ番目の画
像から得られるｌ_n個の三次元座標に対応する濃度値Ｆ
_n（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）が格納される。次いで、焦点位
置設定装置１は、画像の番号を表すｎに１を加える（ス
テップＳ９９）。

【００８１】ここで、焦点位置設定装置１は画像の番号
を表すｎと予定画像番号ｍとを比較し（ステップＳ１０
０）、ｎ≦ｍが成り立っている間はステップＳ９２〜Ｓ
９９を繰返す。また、ステップＳ９１〜Ｓ１００までの
操作によって、メモリ１５には、ｌ₁個の三次元座標に
対応する濃度値Ｆ₁（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ），ｌ₂個の三
次元座標に対応する濃度値Ｆ₂（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ），
…，ｌ_n個の三次元座標に対応する濃度値Ｆ_n（Ｘ^k ，
Ｙ^k ，Ｚ^k ），…，ｌ_m個の三次元座標に対応する濃度
値Ｆ_m（Ｘ^k ，Ｙ^k ，Ｚ^k ）が格納される。そして、投
影装置１６は、メモリ１５に格納されている三次元座標
に対応する濃度値、すなわち三次元画像を適当な方向に
投影し、Ｄ／Ａ変換器１７を通してモニタ１８に出力す
る（ステップＳ１０１）。

【００８２】以上のように、第４の実施例によれば、対
象物が透過物体であっても、光学系の焦点深度より広い
範囲に存在する対象物に対しても、精度の良い距離情報
を得ることができる。

【００８３】また、一般には焦点位置の異なる複数の画
像を撮影するのであれば、単眼画像であっても回復処理
を行うことにより、三次元画像を求めて距離情報を得る
ことはできる。しかし、それだけでは光学系の焦点深度
より短い距離を分別することはできず焦点深度によって
分解能が制限されている。この発明によれば、光学系の
焦点深度より短い距離に対しても精度の良い距離情報を
得ることができる。

【００８４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、光学系
の焦点深度より広い範囲に存在する対象物に対しても、
精度の良い距離情報を得ることができる距離測定装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例で、距離測定装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施例の動作を説明するフローチャート
である。

【図３】ステレオ画像の例を示した図である。

【図４】図３のステレオ画像を小領域に分割した例を示
した図である。

【図５】距離地図を表した図である。

【図６】この発明の第２の実施例で、距離測定装置の構
成を示すブロック図である。

【図７】第２の実施例の動作を説明するフローチャート
である。

【図８】画像処理的手法によって長焦点深度画像を得る
方法を説明する図である。

【図９】この発明の第３の実施例で、距離測定装置の構
成を示すブロック図である。

【図１０】第３の実施例の動作を説明するフローチャー
トである。

【図１１】対象物が光を透過する物体である場合のステ
レオ画像の例を示した図である。

【図１２】この発明の第４の実施例で、距離測定装置の
構成を示すブロック図である。

【図１３】第４の実施例の動作を説明するフローチャー
トである。

【図１４】回復処理装置の動作を説明する図である。

【図１５】従来の技術による三角測量と同じ原理によっ
て距離情報を計算する方法を示した図である。

【符号の説明】

１…焦点位置設定装置、２ａ、２ｂ…焦点位置操作部、
３ａ、３ｂ…レンズ、４ａ、４ｂ、８ａ、８ｂ、１１、
１３…セレクタ、５ａ、５ｂ…撮像素子、６ａ、６ｂ…
Ａ／Ｄ変換器、７ａ₁、７ａ₂、…、７ａ_m、７ｂ₁、
７ｂ₂、…、７ｂ_m、１２₁、１２₂、…、１２_m、１
５、２１ａ、２１ｂ、２４ａ、２４ｂ…メモリ、９…対
応点検出装置、１０…三次元座標算出装置、１４…選択
装置、１６…投影装置、１７…Ｄ／Ａ変換器、１８…モ
ニタ、１９ａ、１９ｂ…領域分割装置、２０ａ、２０ｂ
…距離地図作成装置、２２ａ、２２ｂ…領域限定装置、
２３ａ、２３ｂ…加算器、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２
６ｂ…回復処理装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一焦点位置でステレオ画像を撮像する
撮像装置と、上記ステレオ画像を撮像する焦点位置を複数設定する焦
点位置設定手段と、上記ステレオ画像に対応点検出を行う対応点検出手段
と、この対応点検出手段が検出した対応点から三次元座標を
算出する三次元座標算出手段と、この三次元座標算出手段が算出した三次元座標を上記焦
点位置と焦点深度に基いた判定に応じて距離情報を得る
判定手段とを具備することを特徴とする距離測定装置。