JPS6020111A - 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Ｈｊ部測測定装置１えばカメラなどの光学器械
の中に組み込まれるものであって、被写体などの物体ま
での距離を１対の光センサアレイと電子回路の組合わせ
によって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かなり古くから知られてい
たが、とくに近年に至って装置内に可動部を全く有しな
いいわば純電子式の新装置が出現し、小形で安価でかつ
高精度な点が評価されて重用されつつあるが、なお本格
的な実用化と普及とを見るには、距離測定に時間が掛か
りすぎるなどのまだ解決すべき問題なしとしない。

第１図はかかる距離測定装置の原理説明図である。被写
体１からの光は十分短い焦点距離ｆをもった小レンズ２
，３にそれぞれ互いに空間的に異なる光路４，５を経て
入射し、レンズ２，３の共通焦点面６上に像７，８を結
ぶ。被写体１が無限遠にあるときは、その映像７，８の
中心は図の７０．８０で示す基準位置に来るが、図示の
ように被写体馬が近距離にあるときは映像中心は７１゜
８１までずれ、前述の基準位置７０．８０からのすとな
り、ｄ＝ｂ′シ〜によって被写体までの距離ｄが測定で
きる。ただしｂは小レンズ２．３の光軸中心間の距離、
すなわち基線長とする。

前述のずれ量ｒ１．ａｃ２　ないしは両者の和Ｘをめる
ために、第１図のように焦点面６上に光センサアレイ１
０．１１が設けられる。これらの光センサアレイはそれ
ぞれ図示のように複数個の光センサからなるアレイ、例
えばＯＯＤデバイスであって、各光センサからは映像内
の光強度分布に応じたアナログ光電信号が出力されるの
で、ふつうこれらのアナログ信号は適当な量子化手段１
例えばアナログ・ディジタル変換器によってＯ，ｌのデ
ィジタル信号に変換される。第２図はかかるディジタル
映像信号からなる左右の光センサアレイからの二つの映
像信号列を相互に比較して、前述のずれ量の和Ｘをめる
回路を示す。図には二つのシフトレジスタ１２．１３が
示されており、これらのシフトレジスタには第１図に示
した光センサアレイ１０．’１１からの出力信号を前述
のアナログ・ディジタル変換器によって量子化したディ
ジタル映像信号が光センサアレイ中の光センサの配列と
同順序で記憶される。シフトレジスタ１２および１３に
上記のように映像信号が書きこまれると、タイミングコ
ントロール部１４よりシフト信号がシフトレジスタ１２
および１３の制御端子ＯＴ１’ｔに入力され、シフトレ
ジスタ１２および１３に記憶されていた映像信号データ
が両シフトレジスタから１ステージずつ互いに同期され
て順次出力端子ＯＵＴから出力されていく。このシフト
レジスタ１２および１３の出力はそれぞれの入力端子Ｉ
Ｎに戻されて再び入力される。イクスクルーシプノア回
路１５はシフトレジスタエ２および１３からの出力が一
致したときに１を、一致しないときには０を出力する。

カウンタ１６は、シフトレジスタ１２および１３から順
次同期出力される映像データが一致してイクスクルーシ
ブノア回路１６の出力が１になった回数をカウントする
。

いま、第１図に示した光センサアレイ１０．１１中の光
センサの敬がそれぞれｘ、ｎ個であって、同じｍ、ｎ個
の映像データがそれぞれシフトレジスタｉ２．１３に記
憶されており、かつ痛クルであるとすると、シフトレジ
スタ１２，１３からの出力開始からｍ回データが出力さ
れると、シフトレジスタ１２の記憶データの全部とシフ
トレジスタ１３の最初のｍ個のデータとの比較が終了し
たことになり、カウンタ１６にはシフトレジスタ１２．
１３に記憶されていた映像データを互いにずらさない状
態、すなわちずれ数がＯの状態で比較した結果なんビッ
トが一致してしたかがカランされたことになる。また、
この状態ではシフトレジスタ１２の記ｉｆ！内容は一巡
して初期状態に戻っており、シフトレジスタ１３内の記
憶内容は右方向へｍビットずれて循環したことになる。

この時点でカウンタ］６の内容が最大−紙数記憶回路１
７に記憶される。さらに、タイミングコントロール部１
４からの指示に」：す、シフトレジスタ１３だけが（ｔ
′Ｌ−ｍ、　−１−１）ビット分シフトされ、カウンタ
１６がクリアされる。この（ｎ　−ｍ　＋１　）　ビッ
トのシフトにより、ンフトレジスタ１３の内容は初期状
態から右へ１ビツトずれたことになる。カウンタ１８（
−ｌシフトレジスタ１３の記憶内容を初期状態からなん
ビット右ヘシフトさせたかをカウントするカウンタで、
シフトレジスタ１２．１３の前述のようなデータ比較が
終了したつど歩進されていく。第２回目の比較は上記の
ようにシフトレジスタ１２および１３内のデータを前回
と同様に順次右に扉面シフトさせながら行われる。２回
目の比較が終了した段階でカウンタ１６の内容Ｃ１と最
大−数記憶回路１７の内容０２の大小が比較回路１９に
よって比べられ、０１　＞　０２もしくは０１＜＝０２
の場合Ｃ１が最大−紙数記憶回路１７に書きこまれる。

またこれと同時にシフト量カウンタ１８の内容Ｓ１がず
れ数記憶回路２０に書き込まれる。

その後、前回同様にシフトレジスタ１３だけが（ｎ　−
ｘ　−１−１）　ビット分だけ右方にシフトされ、カウ
ンタ１６がクリアされる。以後、上記のシフトレジスタ
１２と１３の記憶内容の比較、カウンタ１６と最大−紙
数記憶回路１７との内容比較およびその結果による最大
−紙数記憶回路１７とずれ数記憶回路２０の書き換え、
シフトレジスタ１３のデータの（ｎ　−ｍ　−）−１）
回のシフト、およびカウンタ　１６のクリアが所定回数
繰り返される。このれパ（り返しが終了した時点ては、
最大−紙数記憶回路］７には、シフトレジスタ１２の内
容とシフトレジスタ１３の内容の一部との一致度を順次
検フ１！シた結果の最大一致数が、ずれ数記１意回路２
０にはこの最大一致度を与えるシフトレジスタ１２と１
３との相対的ずれ数、すなわちめるずれ量Ｘが記１．（
１されていることになる。タイミングコントロール部１
８は、動作の最終ステップとしてずれ数記憶回路２０の
内容を出力ラッチ２１にラッチして夕１部に距１ｌｊＩ
Ｆ信号として出力させる。

以上説明した従来技術による距離測定のための映（’＜
！データの比較回路では、シフトレジスタ１２゜１３の
記憶内容をずれ数を変えながらなん回も循環させて２個
の映像データ列間の最大−数点を探り出さなければなら
ないので、どうしても映像データの比’Ｉｉ’、！に時
間が１１トかつてしまう欠点があった。

このように映像データの比較に時間が掛かり、従って距
離測定に時間がかかつてしまうと、例えばビデオカメラ
のように撮像視野を動かしながら撮影する場合に、ピン
トを合わせた視野とは別の視野を撮影してしまうことに
なるから、撮影された映像は当然ぼけてしまう。さらに
、前のようにして得られた左右側映像データを最大一致
させるずれ量ｘから、前述の算式により距ＭＬ　ｄをめ
たり、量Ｚに基づいて焦点合わせをしたりする回路が当
然必要になる。また、この距離測定装置が組み込まれる
光学器械の他の部分の制御調整のため７例えばカメラの
場合の絞りやシャッタの制御のために、その光学器械の
特性に合わぜた回路が必要である。もちろん、耐錐測定
用回路とこのような計算、制御、調整回路とを一体化し
たいわゆるカスタムエＣ化することが最も望ましいが、
光学器械によってかかるＸａに要求される機能がかなり
異なって来るので、いちいちそれに応じた設計の１０を
作ることはふつう困難であり経済的でない。一方、汎用
のマイクロコンピュータを用いて、かかる要求機能に合
わせたソフトウエヤを作ることは容易であるから、実用
的にはこの方が明らかに有利なのであるが、前述のよう
な距離測定に時間がかかってしまうので、こんどは性能
面で不合格になってしまう。

（発明の目的） 本発明の目的は、前述のような従来技術のもつ欠点およ
び矛盾を解消して、距離測定時間が短くかついろいろな
適用対象固有の要求機能に容易に応じうる距離測定装置
を提供することにある。

（発明の要点） 本発明においては、上記の目的中の距離測定時間の短縮
のため、左右２個の光センサアレイからの映像信号列か
ら両列が最大一致を示す最適ずれ数をめるのに、両信号
列を循環させながら演算を繰り返すのではなく、両信号
列間の相関の度合いを示す評価関数を複数個の評価関数
発生回路により並列的に発生させる。もちろん、これら
の評価関数は左右映像信号列間の相関をとるべきずれ数
ごとに発生され、カウンタやメモリなどの適宜な手段内
に一時記憶される。つぎにこれら複数個の評価関数の内
の左右映像信号列の最高の相関を示すものに対応する最
適ずれ数が最適ずれ値決定回路により決定される。この
ようにすることによって、距離測定時間は従来より大幅
に短縮される。

すなわち、いま距離測定上弁別すべき￥１８！離の区分
数ないしは帯域数をＳとすると、左右映像信号列間の相
関をとるべきずれ数の個数は少なくともＳであるから、
評価関数を発生させるに要する時間は本発明の場合従来
のｌ　／　ｓに短縮される。ふつうＳの値は少なくても
１０多い場合は１００を越すから、本発明によって距離
測定時間はふつう１／、。

以下になる。なお、最適ずれ値決定のために要する時間
は、回路を適宜に構成すれば評価関数の発生を直列的に
行なうに要する時間に比べて、さほどの時間を要するも
のではない。

つぎに前述のようにして決定された最適ずれ数に基づい
て対象までの距離を表わす距離信号が距離信号演出回路
により発生され、該距離信号を利用する装置２例えば光
学器械や移動車両などの装置の所定の部分２例えば対物
レンズの焦点合わせ機構や警報発生器がこれによって制
御ないしは調整されるが、かかる制御ないし調整のため
の制御回路手段１例えばマイクロコンピュータは、本発
明によれば、距離測定を短時間内に行なうための回路装
置とは別個に分離される。すなわち、距離測定を短時間
内に実行する回路として評価関数発生回路と最適ずれ値
決定回路とが最低必要であり、これを第１の回路装置１
例えば１個の半導体チップに集積された回路装置内に収
納する。前述の制御回路手段は距離信号を利用する装置
が必要とする固有の機能に適合させるべきものであって
、従ってこれを第１の回路装置とは別体に構成された第
２の回路装置２例えばマイクロコンピュータ内に収納す
る。このように距離測定装置内の主な回路をそれぞれ最
も適した形の２個の別体に構成された回路装置に分配す
ることにより、一方では距離測定時間を従来よりも大幅
に短縮し、他方では距離信号を利用する装置に最も適し
た制御回路をきめ細かく経済的にｔ（＆成することがで
きるようになる。

なお、物体の映像を受光する光センサアレイは、第１の
回路装置内に収納して、他回路とともに１枚の半導体チ
ップ上に集積化してしまうのが望ましいが、このアレイ
をＯＯＤデバイスやＯＴＤ　デバイスで構成する場合に
は、むしろ第１の回路装置とは別体とする方が合理的で
ある。また、最適ずれ数から距離信号を発生する距離信
号算出回路は、最適ずれ数から所定の算式に基づいて対
象までの距離ｄを計算して距離信号とする場合には、第
２の回路装置内に収納して例えばマイクロコンピュータ
に計算を受け持たせるのが有利であるが、最適ずれ数そ
のものを距離信号として利用できるような場合には第１
の回路装置内に収納して、例えば半導体チップ内に集積
化してしまう方が有利である。

（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図は本発明の全体回路図であって、図の一点鎖線で
囲まれた範囲により第１の回路袋＠Ｉと第２の回路装置
■とが示されている。＠１の回路装置■の上部には、第
１図で説明した光センサアレイ１０．１１に相当する１
対の光センサアレイ１００Ｎ、、　１００Ｒが示されて
いる。この実施例では、これらの光センサアレイ１００
Ｌ、　１００Ｒは多数個の１列に並んだホトダイオード
により構成されているが、他の公知のアレイ例えばＣＯ
ＤテバイスあるいはＯＴＤデバイスであってよい。これ
らの光センサアレイの受光面には図示しない光学系によ
り距離を測定すべき対象の映像がそれぞれ結像される。

両光センサアレイ１００Ｌ、　１ｏＯＲからなる受光部
１００のすぐ下には、変換器群２０ＯＬ、　２０ＯＲか
らなる映像信号変換部２００があり、これらの変換器群
２００Ｌ、　２０ＯＲはそれぞれ光センサアレイ中の光
センサの数と同じ個数の変換器１例えばアナログ・ディ
ジタル変換器（以下ＡＤＯという）を含んでおり、各Ａ
ＤＯはすぐ上の各光センサが出力するアナログ値をもつ
映像信号をそれぞれ量子化してディジタル映像データに
変換する。この映像データは簡単な場合は単にＯ，ｌの
論理値をもつ１ビツトのデータであるが、映像データ列
間の相関を精密にとって距離測定を正確にしたい場合に
は、任意の多ピッ）Ｍ成がとられる。図では説明を簡単
にするため１ビツトデータの場合が示されている。

この映像信９　Ｖ換部２００のすぐ下には、その各変換
器から映像データを並列的に受け入れるシフトレジスタ
４０ＯＬ、　４００Ｒからなる映像データ用レジスタ部
４００が示されている。しかし左方のシフトレジスタ４
０ＯＬは、上述のように変換器群２００Ｌからの映像信
号を並列的に入力する前段シフトレジスタ４１０Ｌと、
該前段部からシリアルに出力される映像データを受け入
れる後段シフトレジスタ４２０Ｌとからなっている。右
方のシフトレジスタ４００Ｒは変換器群２００Ｒからの
映像データを並列的に受け入れ、後述の評価関数発生回
路群にシリアルに映像データを出力するよう構成されて
いる。もつともこれらのシフトレジスタ４０ＯＬ。

４００Ｒは、必ずしも常に変換器群２００Ｌ、　２００
Ｒからの映像データを並列的に受け入れる必要はなく、
光センサアレイ１００Ｌ、　１００ＲがとくにＣＯＤ　
デバイスのような直列出力形のものを用いた場合には変
換器として各アレイについてＡＤＣ各１個を設け、その
映像データ出力をそれぞれ左右のシフトレジスタ４００
１．４００Ｈにシリアルに送るようにすればよい。いず
れにせよ両シフトレジスタ４０ＯＬ。

４００Ｈの中には光センサアレイ１００Ｌ、１００Ｒが
受光した映像中の光強度分布を表わす映像データ列が光
センサの配列と同順序で記憶される。

これらのシフトレジスタ４００．［、、４０ＯＲから映
像データを出力させるに当たっては、まずに方の前段シ
フトレジスタ４１ＯＬの図の右端のステージに図示のよ
うにシフトパルスＰ４０が図の下７に示されたタイミン
グ制御回路９００から与えられる。

この前段シフトレジスタ４ｉｏｈを示す枠内に示された
数字は映像データ番号を示すもので、上述のシフトパル
スＰ４０が１個与えられるごとに映像データは一斉に図
の右から左の方にシフトされ、１番目の映像データから
後段シフトレジスタ４２０Ｌに１個ずつシリアルに映像
データが移される。シフトパルスＰ４０が繰返して与え
られ、当初に前段シフトレジスタ４１０Ｌの左端に記憶
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４２０Ｌの左端に到達した時点で、右方のシ
フトレジスタ４００Ｒの右端のステージに、図示のよう
にシフトパルスＰ４１が前述のシフト、パルスＰ４０と
同期してタイミング制御回路９００から与えられる。左
方の後段シフトレジスタ４２０Ｌは図では５個のステー
ジを持っているが、一般にほぼ４１のステージからなり
、その各段から並列出力を光しうるように構成されてい
る。従って前述のシフトパルスＰ４０．Ｐ４１　が互い
に同期して与えられる時点からは、左方の後段シフトレ
ジスタの、ｒ個の並列映像データ出力と右方のシフトレ
ジスタ４００Ｂからの１個の直列映像データ出力とが、
後段の評価関数発生回路群に与えられる。なお、図示の
ように左方の前段シフトレジスタ４１０Ｌから後段シフ
トレジスタ４２０Ｌへの転送パルスが映像データ出力と
しても使えるので、評価関数発生回路群には計、ｒ　−
４−１個の映像データが左方のシフトレジスタ４００Ｌ
から評価関数発生回路群に与えられることになる。

Ｊ・１′価関数発生回路６ｏｉ　（ｉ二〇〜Ｓ）は６＋
１個あって、この実施例ではそれぞれ第４図にその詳細
を示すように、イクスクルーシブノアゲート６］−と、
オアゲート６２と、カウンタ６５とからなっている。こ
の内、イクスクルーシブノアゲート６１ｉ、′ｌ左右映
像データ列間の相関をとるための論理ゲートであって、
それぞれその人カニ１．工２の一方にＧ」第３図に示す
ように左方の後段シフトパルス々４　］、　ＯＴ、から
σ）前述の並列映像データ出力（転送パルスを含む）の
一つが、他方には右方のシフトレジスタ４００Ｒからの
直列映像データ出力が入カン叫する。いま左斧１１の評
価関数発生回路６００についてまず説明すると、前述の
シフトパルスＰ４０゜Ｐ　４　］　が同ＩすＪして左右
のシフトレジスタ４００Ｌ。

４００Ｒにそれぞれ与えられ始めた当初では、回示のよ
うに左方の後段シフトレジスタ４２０Ｌから左の映像デ
ータ列中の１番目の映（（データと、右方のシフトレジ
スタ４００Ｒから右の［１り（像データ列中の１山［１
の映像データとを受け、そのイクスクル、−ンブノ了ゲ
ート６１は両映像データが一致したときにのみ論用Ｉ出
力ｌをうＣし、オアゲート６２を開いてカウンタ６５に
１を加算する。なお、各δ１′価関数発生回路６００〜
６００ｓのカウンタ　６５は、シフトパルスＰ４０．Ｐ
４１　がシフトレジスタ４００Ｔ、。

４００Ｒに同期して与えられる直前にリセットないしク
リアされ、その計’Ｊｔｌ　（ｔｌはあらかじめＯにセ
ットされている。つぎのシフトパルスＰ４０．Ｐ４１が
与えられると、この評価関数発生回路６００のイクスク
ルーシブノアゲート６１は、同様に左右の映像データ列
中のそれ−τ°れ２番目の映像データを受けとり、再び
両データの一致、不一致を検定して一致しているときに
のみカウンタ６５に１を加算する。以下同様にして、評
価関数発生回路６００は左右のシフトレジスタ４００Ｌ
、　４００Ｒからのｌｌ＋ｉＪ像データを入力しながら
、一般にはｍ回左右映像データ間の一致、不一致の検定
を＆’Ａり返してｍ回の白画データが一致した回数をカ
ウンタ　６５に記憶させる。以上の説明かられかるよう
に、Ｗｒ価価数数発生回路６００．９１（に左右の映像
データ列間の同じ番号の映像データを一致検定しており
、換言ずれば該回路ｅｏｏは左右映ず９デ一タ列を相互
シフトＶｔ　Ｏの状態で比ｉｌｉぐしていることになる
。図でｃｌ−を同回路６００を示ず枠内の数字０でこれ
が示さねでいる。

つぎに一つ右隣りの評価関数発生回路６０１について注
目すると、詐回路６０１はシフトパルスＰ４０．Ｐ４１
　が同期して与えられる当初、左方の冴；段シフトレジ
スタ４２０Ｌからは左の映像データ列中の２番目の映像
データを受け取るが、右方のシフトレジスタ４００Ｒか
らは右の映像データ列中（１）１番目の映像データを受
け取り、以後同様に左のシフトレジスタ４００Ｌからは
右のシフトレジスタ４００Ｒからの映像データより常に
一つ進んだ映イ（（！データを受け取ることになる。従
って、この評価関数発生回路６０１は左右映像データ列
を相互シフト数１の状態で比較していることがわかる。

以下同様にして順次シフト数が増加し、右端の評価関数
発生回路６０ｓは、左右映像データ列を同回路６０．９
を示す枠内に示すようにシフ）　ＷｉＳの状Ｄξで比較
していることになる。以」二のようにして、シフトパル
スＰ４０．Ｐ４１　が同期してｍ回Ｌｊ。

えられる間に、評価関数発生回路６００〜６００．ｆに
よって左右映像データ列が相互にＯ−、、Ｓ段ンフトさ
れた状態で同時並行して比較され、その比較結果として
のｓ　＋　１個の評価関数が各評価関数発生回路６００
〜６００ｓのカウンタ６５に記憶される。

なお前述の評価関数発生回路の動作説明においては、評
価のための論理関数としてイクスクルーシブノアを用い
る例を引いたが、左右の映像データ列間の相関をとるた
めの論理関数の形としてはなにもこれに限られるもので
はなく、とくに各映像データが多ビツト構成の場合には
、公知の種々の論理関数を両映像データ列間゛の相関を
とるために採用することができる。もちろんこの場合は
、各評価関数発生回路中のカウンタ６５は両映像データ
列間の相関をとった結果の評価関数を記憶するレジスタ
としてｈＴＪｍされる。

さて、前述のようにして評価閏ガ（発生回路６００〜６
００１の各カウンタ６５には、左右映像データ列間の相
関を相互シフト数ＱからＳまての、ｒ＋１とおりの状態
で同時並行してとった結果の評価関数がそれぞれ記憶さ
れているので、図の第１の回路装ｆｆ１ｌの下方に示さ
れたシフトレジスタ７１０とオアゲート７２０とを含む
最適ずれ値決定回路７００によって、最高の相関を示し
た最適なずれ数が決められる。このため、この実施例で
はまず第４図に示す評価関数発生回路６００〜６００ε
内の各オアゲート６２に一斉に読み出しパルスＰ６０が
タイミング制御回路９００から繰り返して与えられる。

この読み出しパルスＰ６０が一回与えられるごとに、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Ｐ６０が絆り返して与えられ
ると、最大のＨ１数値を記憶していたカウンタ６５９例
えば評価関数発生回路６０ｉのカウンタは、オーバーフ
ローを起こしてキャリイ信号１例えば論理出力１を出力
する。シフトレジスタ’７１０は各評価関数発生回路６
００〜６０＆　に対応したε＋１個のステージを備え、
かつ図示のように各ステージは前述のキャリイ信号を並
列入力するよう構成されているので、評価関数発生回路
６０ｉに対応するシフトレジスタ７１０のステージには
図示のように前述の論理出力値１が記憶される。一方、
前述のオアゲート７２０は評価関数発生回路６００〜６
０．ｆ　からのキャリイ信号を図示のように並列入力し
ているので、評価関数発生回路のどれかから一つでもキ
ャリイ信号が出ると、直ちにゲートを開いてその旨をタ
イミング制御回路９００に通知する。タイミング制御回
路９００は、この通知を受けると直ちに各評価関数発生
回路のカウンタ６５への読み出しパルスＰ４０の送出を
止めるので、該各カウンタ６５の歩進も止まり、従って
上記以外のキャリイ信号は発しられなくなる。以上によ
って、カウンタ６５内に最大の計数値を記憶していた評
価関数発生回路６ｏｉに対応するシフトレジスタ７１ｏ
のステージのみが、図示のように論理値ｌを記憶するこ
とになり、これによって左右映像データ列間の最高相関
を示すシフト数が決定されたことになる。

この実施例では、距離信号算出回路の一部はｎ？１単な
カウンタ回路８００として構成され、第１の回路装置１
内に収納されており、前述の最適ずれ値決定回路７００
のシフトレジスタ７′１．０内に記憶されている論理値
１のステージ番号を読み出して距離信号とする。このカ
ウンタ回路８００はダウンカウンタ回路として構成１さ
れており、この読み出しに先立ってタイミング制御回路
９００からの指令により、評価関数発生回路６００〜６
０ε　が左右映像データ列間の相聞をとりうる最大のシ
フ）　′ｐ１．ｚにセットされる。ついで、シフトレジ
スタ７１０に６シフトパルスＰ７０がタイミング制御回
路９００に繰り返して与えられ、これと同期してダウン
カウントパルスＰ８０がタイミング制御回路９００から
ダウンカウンタ回路８００にも繰り返して与えられる。

この両パルスＰ’７０．　Ｐ２Ｏはシフトレジスタ７１
０から論理値“１が出力されるまで綽返して与えられ、
そのつどダウンカウンタ回路８００内の計数値は１を減
算されるが、前述の評価関数発生回路６０ｉに対応する
ステージ７ｏｉ内の論理値１がシフトパルスＰ７０によ
り遂次図の左から右ヘシフトされてその右端のステージ
から出力されると、タイミング制御−路９００はこれを
受けて直ちに両パルスＰ７０．Ｐ８０　の送出を止める
ので、ダウンカウンタ回路８００内の計数値の減算もそ
の時点で止まり、結局高理値ｌを記憶していたシフトレ
ジスタ　７］、Ｏのステージ７ｏｉのステージ番号ｔが
ダウンカウンタ回路ＳＯＯ内に計数値として記憶される
ことになる。

さて、この最適シフト数ｔから対象までの距離ｄをめる
には、光センサアレイ１ｏｏｒＪ、１００Ｒ内の光セン
サ間のピッチｘＯをこれに乗算してＸ：ｔ・ｒＱにより
ずれ量Ｘを算出し、さらに前述の算式ｒＬ＝ｆ−ｂ／工
に基づいた所定の計算をしなければならないが、かかる
計算はこの実施例においてはすべて第２の回路装置■に
よって行なわれる。

図示のように、この実施例の第２の回路装置■は中央処
理ユニット（以下ＣＰＵという）１００を備えたマイク
ロコンピュータとして構成されており、このマイクロコ
ンピュータは距離信号算出回路としての機能のほか、本
発明による距離測定装置を組込みあるいはそれからの距
離信号を利用する装置２例えばカメラなどの光学器械の
他の部分。

例えば自動焦点合わせ機構や自動絞り機構を制御する機
能をも受持っている。この第２の回路装置■は図示のよ
うに上記の０ＰＵ１００Ｏのほか、入出力制御部１ｏ１
ｏ、　ｏＰＴＪｌｏｏｏにデータバス１０４０で結ばれ
た読み出し書き込みメモリ（以下ＲＡＭという）　１０
２０　、読み出し専用メモリ（以下ＲＯＭという）　１
０３０　、入力ポート１０５１　、入出カポ−）　１０
５２を備える。ＲＯＭ１０３０は、第、２の回路装置と
してのマイクロコンピュータを動作させるためのプログ
ラムを記憶しているほか、ＦＩＰｈｌｄを算出するに必
要な常数９例えば前述のベース長り。

焦点距離ｆ、先光センサ間ピッチ、ＴＱなどを記憶して
おり、第２の回路装置への給電が中断しても、この種の
基本的な値の記憶が消失してしまわないよう配慮されて
いる。ＲＡＭ１０３０は入力ポート１０５１を介して第
１の回路装置工から読みこまれた前述のシフト数ｔを変
数として記憶し、０ＰＵ１００Ｏがデータバス１０４０
を介してこの変数ｔと前述のＲＯＭ１０３０中の常数と
を読み出してＲＯＭ　１０３０のプログラムにより所定
の算式で計算したＷ離ｄの値をデータバス１０４０を通
じて受け入れて記憶する。クロック゛パルス発生器１１
００は第１および第２の回路装置に付属して設けられ、
両回略装Ｔに共通のクロックパルスＯＦを第１の回路装
置のＱ　Ｐ　Ｕ　１０００および入出力制御部１０１０
　、第２の回路装置のタイミング制御回路９００に与え
て、両回路が互いに同じクロックパルスにより互いに同
期して動作し得るようにする。

本発明による距離測定装置の始動に当っては、まず第２
の回路装置の入出力制御部から始動指令ＳＳが第１の回
路装置のタイミング制御回路９００に与えられる。タイ
ミング制御回路９００は、これに基づいて前述の左右の
シフトレジスタ４０　ＯＬ。

４００ＲへのシフトパルスＰ４０．Ｐ４１　を発し、以
後前述のような最適シフト数ｔをめるための一連の回路
動作が第１の回路装置内で進められる。

求めるシフト数ｔが距離算出回路手段の一部としてのカ
ウンタ８００　内に記憶されると同時に、タイミング制
御回路９００はシフト＠ｔが算出された旨の応答信号Ｒ
８を第２の回路装置の入出力制御部１０１０に送出する
。入出力制御部１０１０は、これを受けとってマイクロ
コンピュータの動作シーケンス上の適切な時期に、シフ
ト数ｔの送出をめる要求信号ＤＳを第１の回路装置のタ
イミング制御回路９００に発するとともに、自己の回路
装置内の入カポ−）　１０５１を制御してその入力ゲー
トを開かせる。

一方、第１の回路装置内のタイミング制御回路９００は
、同回路装置内に設けられた出力ボート９９０にシフト
数ｔの出力形式を決める切換信号ＣＯ８を発し、ついで
カウンタ８００にデータの送出を指令するデータ送出パ
ルスＰ８１を発する。

出力ボート９９０は第５図に示すように、カウンタ　８
００から送られて来るシフト数ｔを示すシリアル信号を
並列多ビットの信号に変換する直列並列変換回路９９１
　と、該シリアル信号を１時記憶するラッチ回路９９２
と１両回路の動作切り換えを制御する切換回路９９３を
含み、その内の切換回路９９３が前述の切換信号ＯＯＳ
を受け取って、カウンタ８００からデータラインＤＬを
経て入って来るシフト数ｔを表わすデータ信号を直並変
換回路９９１またはラッチ回路９９２が受けとるようそ
の一方をエネーブルする。これは、第１と第２の回路装
置間のシフト数ｔなどの距離信号の授受が距離測定装置
の組み込まれる装置によって、並列伝送が望ましいとき
もあり直列伝送が望ましいときもあるので、双方の伝送
方式に対応しうるよう出力ボート９９０を構成したもの
である。また、前述の説明とは逆にカウンタ回路８００
から並列多ビットの形式で出力ボート９９０にシフト数
ｔを表わす信号を送ることもでき、この場合は出力ボー
ト９００内の９９］、をラッチ回路に。

９９２を並直変換回路に構成すればよいことはもちろん
である。いずれにせよ、シリアルまたは多ビツトパラレ
ルの形でシフト数ｔを示すデータが両回路装置の同期を
とるクロックパルスＣＰに同期されて、第１の回路装置
の出力ボート９９０から第２の回路装置の入カポ−）　
１０５１に入力され、データバス１０４０を通ってＲＡ
Ｍ１０２０に記憶され、前述のように距離ｄなどの距離
データがＯＰ　Ｕ　１０００内で計算されて再度ＲＡ　
Ｍに記憶される。

第２の回路装部の入出カポ−）　１０５２は、距離信号
を利用する装置内の他の部分Ａ２例えば装置がカメラの
場合には焦点合わせ機構などとの距離信号の授受にあた
るもので、このボートを通じてカメラの７アイダ内に距
離を表示したり、ピントを合わせるために対物レンズの
位置を調整したりするだめの信号が該部分Ａに送られる
。なお前述の第１の回路装置内のタイミング制御回路９
００との始動指令ｓｓ、応答信号Ｒ８，要求信号ＤＳの
授受も、この入出カポ−）　１０５２を介して行なうよ
う構成することができるのは当然である。

（発明の効果） 本発明においては以上説明したように、対象の映像を受
光する左右の光センサアレイと、対象内の光強度分布を
表わす左右の映像データ列間の相関をとる評価関数発生
回路と２両映像データ列が最高の相関を示すものに対応
する映像データ列のずれ数を決める最適ずれ値決定回路
と、該最適ずれ数から対象までの距離を表わす距離信号
を算出する距離信号算出回路手段×、該距離信号を利用
する装置内の所定部分を制御調整する制御回路手段とを
設け、前記評価関数発生回路を左右両映像データ列間の
相関をとるべきすべてのずれ数に対しての評価関数を同
時並行的に発生するよう構成するとともに、第１の回路
装置部分には評価関数発生回路と最適ずれ数決定回路と
を少なくとも納めるようにし、第２の回路装置部分には
制御回路手段を少なくとも納めるようにし、かつ第１の
回路装置部分は第２の回路装置部分からの指令を受けて
距離測定動作を開始し、最適ずれ数を決定後に第２の回
路装置部分に距離信号として第２の回路装置部分に送信
するようにしたので、従来距離測定時間が長くかかると
いう問題を一挙に解決することができると同時に、第２
の回路装置部分を短時間内に前記ずれ数を決定すべき第
１の回路部　・分とは別体の計算、制御、調整回路を含
む回路装置部分と分離することにより、距離測定を利用
する装置側の種々に変化しても、はぼ同じ第１の回路装
置部分によって対応することができるようになり、距離
測定装置を経済的に製作することができるほか装置側か
らの仕様に対してもきめ細がく対応しつる効果が得られ
る。実際上は第１の回路部分２要すれば光センサアレイ
部を含めて一枚の半導体チップ内に収納して大計生産を
することが本発明により始めて可能、となり、距離測定
装置の性能を同士するに留まらず、この種装置の実用化
と普及に貢献することが多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の距離測定装置の測定原理を示す原理説
明図、第２図は従来技術による距離測定装置の回路動作
を説明するための回＃′！図、第３図は本発明による距
離測定装置の全体回路図、第４図は該全体回路中の評価
関数発生回路の詳細を示す部分回路図、第５図は同じく
その内の°出力ボートの詳細を示す部分回路図である。 図において、ｌ：距離を測定すべき対象、２，３：対象
の映像を結像させる手段としてのレンズ、４，５：光路
、７，８：映像、１０．１１．１００Ｌ、　１００Ｒ：
光センサアレイ、４０ＯＬ、　４００Ｒ，４１０Ｌ、　
４２０］Ｊ　：映像信号列を記憶するシフトレジスタ、
６ｏｏ〜６０ε：１テ価関数発生回路、７００　：最適
ずれ値決定回路、８００　：距離信号算出回路手段の一
部としてのダウンカウンタ、９９０　：最適ずれ数を第
１の回路装置部分から第２の回路装置部分に伝達する出
力ボート、１ｏＯＯ：制御回路手段を構成するマイクロ
コンピュータの中央処理ユニット（ＯＰＵ）、１０５１
　：最適ずれ数を第２の回路部・置部分に受け入れる入
力ボート、１０５２　Ｆ制御回路手段の一部として制御
調整信号を授受する入出力ボート、１１００　：第１お
よび第２の回路装置部分に制御用クロックパルスを供給
するクロックパルス発生器、■＝第１の回路装置部分、
■：第２の回路装置部分とし・てのマイクロコンピュー
タ、Ｒ８：第１の回路装置部分から第２の回路装置部分
に最適ずれ数を決定ずみの旨を通知する応答信号、ｓｓ
：第２の回路装置部分から第１の回路装置部分に距離測
定動作の開始を指令する始動指令、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）距離を決定すべき対象からの光を互いに空間的に分
   離された光路を介してそれぞれ受光し該対象の映像中の
   光強度分布を表わす信号列を出力するそれぞれ複数個の
   光電センサを含む１対の光センサアレイと、該光センサ
   アレイからの前記両信号列を相互に所定の光センサ数ず
   らせて組み合わせ該ずれ数ごとに両信号列間の相関を表
   わす評価関数を並列的に発生する複数個の評価関数発生
   回路と、該複数個の評価関数の内の両信号列が最高の相
   関を示すものに対応する最適なずれ数を決定する最適ず
   れ値決定回路と、該最適ずれ数から前記対象までの距離
   を表わす距離信号を算出するか離信号算出回路手段と、
   該Ｖｐ離倍信号基づき該距離信号を利用する装置内の所
   定部分を制御ないし調整する制御回路手段とを備え、少
   なくとも前記評価関数発生回路および最適ずれ値決定回
   路を第１の回路装置部分に、少なくとも前記制御回路手
   段を該第１の回路装置部分とは別体に構成された第２の
   回路装置部分に収納し、第１の回路装置部分は第２の回
   路装置部分からの指令を受ばて動作を開始し、前記最適
   ずれ数を決定後に距離信号として第２の回路装置部分に
   送信するようにしたことを特徴とする距離測定装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の距離測定装置において
   、第１の回路装置部分は最適ずれ数の値をシリアルとパ
   ラレルの両方の形で第２の回路装置部分に送信しうるよ
   うに構成したことを特徴とする距離測定装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の距離測定装置において
   、第１の回路部分は最適ずれ数の値を決定後に該値を決
   定ずみの旨の信号を第２の回路装置部分に送り、第２の
   回路装置部からの送信命令を受領後該値の送信を開始す
   るようにしたことを特徴とする距離測定装置。 ４）特許請求の範囲第１項記載の距離測定装置において
   、第１および第２の回路部分が共通の基準クロックパル
   スにより制御されることを特徴とする距離測定装置。 ５）特許請求の範囲第１項記載の距離測定装置において
   、１対のセンサアレイ回路が発する各信号列が並列的に
   評価関数発生回路に出力されることを特徴とする距離測
   定−置。 ６）特許請求の範囲第１項記載の距離測定装置において
   、評価関数発生回路が同時並行的に複数個の評価関数を
   発生することを特徴とする距離測定装置。 ７）特許請求の範囲第１項記載の距離測定装置において
   、第２の回路装置部分がマイクロコンピュータとして構
   成されたことを特徴とする鉗離測定装置。