(57)【要約】      （修正有）【課題】被写体までの距離を検出するために２つの被写体像信号のずれを求める際、被写体のコントラストが高い場合に視差などにより一方の同一と見なされる部分にのみ端部にエッジノイズ（信号の急激な変化）が生じても、高精度な距離測定を行えるようにする。【解決手段】同一と見なされる部分の像信号について、端部の傾きもしくはその分割領域の像信号の差を比較することによりエッジノイズの有無を判定する。エッジノイズがあると判定された場合は、必要に応じ端部の傾きの絶対値を比較してどちらの被写体像信号を補正すべきかを判断し、端部の像信号を他の像信号を基に補正する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体から放射または反射される光束のうちの互いに異なる部分の光束を２つのフォトセンサアレイ上にそれぞれ投影し、該各フォトセンサアレイ上に形成される被写体像の相対変位から前記被写体までの距離を求めるために、
前記２つのフォトセンサアレイから出力される２つの被写体像信号より前記フォトセンサアレイのセンサピッチのｉ（整数）倍の変位量に対する前記２つの被写体像の不一致度を示す尺度ｆ（ｉ）とその最小値を与えるｉの値ｉ０を求め、該ｉ０またはこれにフォトセンサピッチを乗じた値、もしくは該ｉ０およびその前後のｉ０−１，ｉ０−２，ｉ０＋１，ｉ０＋２に対応する関数値ｆ（ｉ０），ｆ（ｉ０−１），ｆ（ｉ０−２），ｆ（ｉ０＋１），ｆ（ｉ０＋２）をそれぞれ求めてこれらの値の一部もしくは全部を用いて推定したｆ（ｉ）の最小値ｆ（ｘ）を与えるｘまたはこれにフォトセンサピッチを乗じた値を、前記相対変位とする距離測定方法において、
前記２つの被写体像信号において前記関数値ｆ（ｉ０），ｆ（ｉ０−１），ｆ（ｉ０−２），ｆ（ｉ０＋１），ｆ（ｉ０＋２）の計算に使われる演算領域のうち、少なくとも前記ｆ（ｉ０）の演算領域における前記２つの被写体像信号を比較し、一方の端部に他方の端部にはないノイズがあるかを判定し、ノイズがあると判定された場合は前記演算領域における端部の被写体像信号の補正を行ってから前記尺度ｆ（ｉ）を再計算して相対変位を求めるようにしたことを特徴とする距離測定方法。
【請求項２】
前記距離測定方法が、前記一方の演算領域の端部の前記ノイズが、当該箇所には投影されるが前記他方の演算領域の端部には投影されない前記被写体の部分の状態に起因するものについて判定することを特徴とする請求項１記載の距離測定方法。
【請求項３】
前記演算領域をそれぞれ画素数が均等になるように分割領域に分割し、前記２つのフォトセンサアレイからそれぞれ出力される被写体像信号について前記分割領域ごとに不一致度を評価し、端部を含む前記分割領域の不一致度が端部を含まない分割領域の不一致度より大きいと判断されるときに、ノイズがあると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の距離測定方法。
【請求項４】
前記分割領域の不一致度を、該分割領域における前記２つのフォトセンサアレイの対応する画素よりそれぞれ出力される被写体像信号の差の絶対値の総和を計算することにより求め、端部を含む領域の不一致度がそれ以外の領域の不一致度の平均値の１．２倍以上であるとき、ノイズがあると判定することを特徴とする請求項３に記載の距離測定方法。
【請求項５】
前記演算領域の最端部の画素と該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号の差を、前記二つのフォトセンサアレイ間で比較してノイズがあるかを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の距離測定方法。
【請求項６】
Ａ／Ｄ変換器により前記該２つのフォトセンサアレイからそれぞれ出力される被写体像信号をデジタル化し、前記前記演算領域の最端部の画素と該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号の差が前記Ａ／Ｄ変換機の最小分解能のｎ倍以上であるときノイズがあると判定することを特徴とする請求項５に記載の距離測定方法。
【請求項７】
前記ｎが２であることを特徴とする請求項６記載の距離測定方法。
【請求項８】
前記演算領域の最端部の画素と該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号の差を、右上がり，平坦，右下がりの三つに分類し、どちらか一方の前記演算領域の端部が右上がりで、他方の前記演算領域の端部が右下がりである場合にノイズがある、と判定することを特徴とする請求項５に記載の距離測定方法。
【請求項９】
ノイズがあると判定された場合、前記演算領域の最端部の画素と該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号の差の絶対値を前記２つの被写体像信号間で比較し、前記被写体像信号の差の絶対値が大きい方の前記被写体像信号にノイズがあると判断することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の距離測定方法。
【請求項１０】
ノイズがあると判定された場合、ノイズがあると判断された前記被写体像信号について、前記演算領域の最端部の画素による出力される被写体像信号を、該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号に置き換えることにより前記端部の被写体像信号の補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の距離測定方法。
【請求項１１】
ノイズがあると判定された場合、一方の前記演算領域の最端部の画素および該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号を、他方の前記被写体像信号の演算領域の最端部の画素および該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号に一致するようにして前記端部の前記被写体像信号の補正を行うことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の距離測定方法。
【請求項１２】
ノイズがあると判定された場合、ノイズがあると判断された前記被写体像信号の前記演算領域の最端部の画素および該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号をそれぞれＳＥ１，ＳＥ２、他方の演算領域の最端部の画素および該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号をそれぞれＳＴ１，ＳＴ２とし、ＳＥ１をＳＥ２＋（ＳＴ１−ＳＴ２）で置き換えることにより前記被写体像信号の補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の距離測定方法。
【請求項１３】
ノイズがあると判定された場合、ノイズがあると判断された前記被写体像信号について、前記演算領域の最端部の画素より出力される被写体像信号を、該最端部の画素より内側の画素より出力される被写体像信号より外挿したものに置き換えることにより前記端部の前記被写体像信号の補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の距離測定方法。
【請求項１４】
前記ノイズがあると判断された前記被写体像信号の前記演算領域の最端部の画素より出力される被写体像信号をＳＥ１、該最端部の画素より内側の２つの画素より出力される被写体像信号を前記最端部の画素に近い画素順にそれぞれＳＥ２，ＳＥ３とすると、前記外挿したものが（２×ＳＥ２−ＳＥ３）であることを特徴とする請求項１３に記載の距離測定方法。
【請求項１５】
前記ノイズがあると判断された前記被写体像信号の前記演算領域の最端部の画素より出力される被写体像信号をＳＥ１、該最端部の画素より内側の３つの画素より出力される被写体像信号を前記最端部の画素に近い画素順にそれぞれＳＥ２，ＳＥ３，ＳＥ４とすると、前記外挿したものが（２．５×ＳＥ２＋０．５×ＳＥ４−２×ＳＥ３）であることを特徴とする請求項１３に記載の距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、カメラの自動焦点機構に用いられる距離測定方法で、互いに空間的に異なるレンズを通した光路を介して測定すべき対象の映像が結像される１対の光センサアレイを有し、該光センサアレイの各光センサの受光強度に応じた映像出力信号により前記対象までの距離を測定する距離測定方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、三角測距の原理に基づく距離測定原理図である。被写体５５の光がレンズ５１、５２を通して、フォトセンサアレイ５３、５４上に被写体像５６、５７として結像する。点Ｐ６、点Ｐ７は、正面の無限遠からレンズ５１、５２の中心点Ｐ２、Ｐ３を通過する光線（光軸５８、５９）とフォトセンサアレイ５３、５４との交点である。点Ｐ６と点Ｐ７の間の距離をＢ、フォトセンサアレイ５３、５４とレンズ５１、５２との距離をｆ（レンズ５１、５２の焦点距離と略等しい）とする。また、光軸５８、５９からの被写体像５６、５７のずれをＸ１、Ｘ２とし、このＸ１とＸ２を足した長さをＸとする。尚、６１は測定系を示す。
【０００３】
ここで三角Ｐ１Ｐ２Ｐ４と三角形Ｐ２Ｐ５Ｐ６および三角形Ｐ１Ｐ４Ｐ３と三角形Ｐ３Ｐ７Ｐ８はそれぞれ相似であることから、被写体５５までの距離ｄは次式で求められる。
【０００４】
【数１】
ｄ＝Ｂ・ｆ／（Ｘ１＋Ｘ２）＝Ｂ・ｆ／Ｘ
Ｘは被写体５５が無限遠にあるとき、すなわち二つの被写体像５６、５７がレンズ５１、５２の光軸５８、５９とフォトセンサアレイの交点にある場合を基準とした２像の相対変位である。Ｂとｆは定数であるので、Ｘを検出することで距離ｄを求めることができる。
この三角測距の原理に基づき構成された距離検出装置の構成を図８に示す。図８において、５３，５４は図７に示すものと同じフォトセンサアレイであり、６２，６３はＡ／Ｄ変換器である。フォトセンサアレイ５３，５４内の各センサからのアナログ出力はＡ／Ｄ変換器６２，６３によりデジタル信号に変換される。また、６４はマイクロコンピュータのような演算処理装置（以下、マイコンという）で、２つの像の相対変位Ｘを求め、このＸにより撮像レンズの制御を行う。このように、かかる距離検出装置はマイコンを用いてシステムを組むのが一般的である。また、距離測定装置における相対変異Ｘを求める動作は、概略以下のとおりである、
いま、Ａ／Ｄ変換されたフォトセンサアレイ５３，５４の出力値をそれぞれＬ（１），Ｌ（２），・・・，Ｌ（Ｍ１），  Ｒ（１），Ｒ（２），・・・，Ｒ（Ｍ２）とし、Ｘ＝ｉ・ｐ（ｐはフォトセンサピッチ）という２つの像の相対変位に対する、像の不一致度を示す評価関数ｆ（ｉ）を求める。評価関数ｆ（ｉ）は例えば（１）式や（２）式で与えられる。
【０００５】
【数２】
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【０００６】
【数３】
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もし、フォトセンサアレイ５３，５４上の２つの像が相対的にｉ０フォトセンサピッチずれているとすれば、ｆ（ｉ０）＝０となる。ただし、通常は前記Ｘが完全にフォトセンサピッチの整数倍になることや、２つのフォトセンサからの被写体像信号の形が（相対的にずれていることを除き）完全に同じになることは少ないので、ｆ（ｉ０）＞０となる。これ考え方に基づき、距離測定装置はｆ（ｉ）の最小値を与えるｉ＝ｉ０を求めて、ｉ０もしくはこれにフォトセンサピッチｐを乗じたものをＸとする。また、被写体像信号Ｌ（ｊ）およびＲ（ｊ）のうち、ｆ（ｉ）の計算に使われる部分をｆ（ｉ）の演算領域と定義する。なお、より高精度な検出を行うために通常はｆ（ｉ０），ｆ（ｉ０−１），ｆ（ｉ０−２），ｆ（ｉ０＋１），ｆ（ｉ０＋２）を用いて補間計算を実施するが、その詳細については説明を省略する。
フォトセンサアレイ５３，５４の出力にノイズがのると前記相対変位Ｘすなわち距離検出の精度に悪影響を与えるため、例えば特許文献１のように種々の対策が考案されてきた。
特許文献１は被写体のバックに図７の７０のような照明や太陽といった光源があり、その光源からの光により被写体の像信号が変化してしまう、いわゆるフレアがある場合、フォトセンサアレイ５３とレンズ５１で構成される光学系とフォトセンサアレイ５４とレンズ５２で構成される光学系の視差により一方の光学系に強いフレアが生じた場合の対処に関するものである。すなわち、図７の構成を図９のように描きなおすと、領域ＬＲが２つのフォトセンサ５１および５３に共通に投影される領域、領域ＲＲがフォトセンサ５４にのみ投影される領域、領域ＬＬがフォトセンサ５３にのみ投影される領域となる。領域ＬＬもしくはＲＲに上述の光源があると、片方のフォトセンサのみその影響を受けることになる。例えば、図７の光源７０のように領域ＲＲにフレアの発生源があると、図１０（ａ）に示す正常時の被写体像信号が、図１０（ｂ）に示すように信号Ｒの左側の端部がフレアのため特に大きく変形したものになってしまう。特許文献１はこの場合のフレアの影響を除去して、正確な測距を行おうとするものである。なお、図９においてＬ１，Ｒ１はそれぞれ２つのフォトセンサアレイ５３，５４の最端部のセンサのセンサＮＯである。該センサＮＯは図１０の横軸となっていて、図１０の横軸の最も左側がＬ１，Ｒ１となっている。また、図１０のＬ，Ｒはそれぞれフォトセンサアレイ５３，５４から出力される被写体像信号である。
すなわち、フレアがある状況では、被写体から光に光源７０からの光が加算されて被写体像信号全体がバイアスされる形でかさ上げされ、さらに光源７０の影響が２つのフォトセンサアレイ５３，５４で異なるため、それぞれの被写体像信号がバイアス分を差し引いても一致しない部分ができてしまう。２つの被写体像信号の差がバイアス分だけであれば、そのバイアスを相殺するように２つの被写体像信号の平均値差を一方の被写体像信号に対し加算もしくは減算する補正を行えば良いが、図１０（ｂ）に示すように被写体像信号の一部変形が起こっている場合に対しては有効ではない。このような被写体に対し特許文献１では２つの被写体像信号に関し、視差の影響の出ない部分に制限してバイアス補正する方法や一方の被写体像信号に少しずつバイアスを加えていき、その都度２つの被写体像信号の一致度を判断してその一致度が所定値より低くなったときに補正完了とする方法が示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２５０８５７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１などのようにフレアに対し２つのフォトセンサアレイから得られる２つの被写体像信号の一方にバイアスを加える方法は、エッジノイズがあるものには適さないものである。エッジノイズとは、被写体の高いコントラストにより、上述の演算領域の一方だけに、端部の被写体像信号の急激な変化が現れるものである。これは、例えば、領域ＬＲと領域ＲＲの境界近傍に高いコントラスト変化部があり、フォトセンサアレイ５４にのみその変化部が投影されると、図１１（ａ）に示すように被写体像信号Ｒだけにエッジでの急激な変化ＥＲが生じるからである。また、領域ＬＲと領域ＬＬの境界近傍に高いコントラスト変化部があると、同様に図１１（ｂ）に示すように被写体像信号Ｌだけにエッジでの急激な変化ＥＬが生じることもある。さらに、ＥＲ，ＥＬは、領域ＬＲと領域ＲＲの境界近傍もしくは領域ＬＲと領域ＬＬの境界近傍に高いコントラスト変化部がある場合だけではなく、領域ＬＲにある被写体に対する被写体像信号の一部を切り取って上述の演算領域とするときに、切り取る部分の近傍付近に高いコントラスト変化があるときも生じることがある。ＥＲ，ＥＬは被写体のコントラストによるもので、正確に言えばノイズではないが、演算領域において２つの被写体像信号の片方だけに現れ、相対変位Ｘを求める際の誤差要因となるので、エッジノイズと呼ばれる。エッジノイズは、演算領域において、最端部の被写体像信号に大きな変化を与えて演算領域の相似性を崩すが、他の被写体像信号の相似性は保たれるため、主に補間計算の精度に影響を与えて高精度な距離測定を妨げる。エッジノイズは上述のように被写体自体のコントラストによるものであり、これにより他の部分の被写体像信号にバイアスを乗せるということはないため、フレア対策のように一方の被写体像信号にバイアスを与えて補正するという手法では対処できない。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、少なくともｆ（ｉ０）の演算領域の被写体像信号にエッジノイズがあるかどうかを判定し、エッジノイズがあると判定した場合は被写体像信号を適切に補正することにより、高精度な距離測定を行うことのできる距離測定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、被写体から放射または反射される光束のうちの互いに異なる部分の光束を２つのフォトセンサアレイ上にそれぞれ投影し、該各フォトセンサアレイ上に形成される被写体像の相対変位から前記被写体までの距離を求めるために、
前記２つのフォトセンサアレイから出力される２つの被写体像信号より前記フォトセンサアレイのセンサピッチのｉ（整数）倍の変位量に対する前記２つの被写体像の不一致度を示す尺度ｆ（ｉ）とその最小値を与えるｉの値ｉ０を求め、該ｉ０またはこれにフォトセンサピッチを乗じた値、もしくは該ｉ０およびその前後のｉ０−１，ｉ０−２，ｉ０＋１，ｉ０＋２に対応する関数値ｆ（ｉ０），ｆ（ｉ０−１），ｆ（ｉ０−２），ｆ（ｉ０＋１），ｆ（ｉ０＋２）をそれぞれ求めてこれらの値の一部もしくは全部を用いて推定したｆ（ｉ）の最小値ｆ（ｘ）を与えるｘまたはこれにフォトセンサピッチを乗じた値を、前記相対変位とする距離測定方法において、
前記２つの被写体像信号において前記関数値ｆ（ｉ０），ｆ（ｉ０−１），ｆ（ｉ０−２），ｆ（ｉ０＋１），ｆ（ｉ０＋２）の計算に使われる演算領域のうち、少なくとも前記ｆ（ｉ０）の演算領域における前記２つの被写体像信号を比較し、一方の端部に他方の端部にはないノイズがあるかを判定し、ノイズがあると判定された場合は前記演算領域における端部の被写体像信号の補正を行ってから前記尺度ｆ（ｉ）を再計算して相対変位を求めるようにしたことを特徴。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記距離測定方法が、前記一方の演算領域の端部の前記ノイズが、当該箇所には投影されるが前記他方の演算領域の端部には投影されない前記被写体の部分の状態に起因するものについて判定することを特徴。
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記演算領域をそれぞれの画素数が均等になるように分割領域に分割し、前記２つのフォトセンサアレイからそれぞれ出力される被写体像信号について前記分割領域ごとに不一致度を評価し、端部を含む前記分割領域の不一致度が端部を含まない分割領域の不一致度より大きいと判断されるときに、ノイズがあると判定することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記分割領域の不一致度を、前記分割領域における前記２つのフォトセンサアレイの対応する画素よりそれぞれ出力される被写体像信号の差の絶対値の総和を計算することにより求め、端部を含む領域の不一致度がそれ以外の領域の不一致度の平均値の１．２倍以上であるとき、ノイズがあると判定することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記演算領域の最端部の画素と該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号の差を、前記二つのフォトセンサアレイ間で比較してノイズがあるかを判定することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、Ａ／Ｄ変換器により前記該２つのフォトセンサアレイからそれぞれ出力される被写体像信号をデジタル化し、前記前記演算領域の最端部の画素と該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号の差が前記Ａ／Ｄ変換機の最小分解能のｎ倍以上であるときノイズがあると判定することを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記ｎが２であることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項５に係る発明において、前記演算領域の最端部の画素と該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号の差を、右上がり，平坦，右下がりの三つに分類し、どちらか一方の前記演算領域の端部が右上がりで、他方の前記演算領域の端部が右下がりである場合にノイズがある、と判定することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る発明は、請求項１ないし８のいずれかに係る発明において、ノイズがあると判定された場合、前記演算領域の最端部の画素と該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号の差の絶対値を前記２つの被写体像信号間で比較し、前記被写体像信号の差の絶対値が大きい方の前記被写体像信号にノイズがあると判断することを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項９に係る発明において、ノイズがあると判定された場合、ノイズがあると判断された前記被写体像信号について、前記演算領域の最端部の画素による出力される被写体像信号を、該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号に置き換えることにより前記端部の被写体像信号の補正を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項１１に係る発明は、請求項１ないし８のいずれかに係る発明において、ノイズがあると判定された場合、一方の前記演算領域の最端部の画素および該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号を、他方の前記被写体像信号の演算領域の最端部の画素および該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号に一致するようにして前記端部の前記被写体像信号の補正を行うことを特徴とする。
請求項１２に係る発明は、請求項９に係る発明において、ノイズがあると判定された場合、ノイズがあると判断された前記被写体像信号の前記演算領域の最端部の画素および該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号をそれぞれＳＥ１，ＳＥ２、他方の演算領域の最端部の画素および該最端部の画素よりひとつ内側の画素より出力される被写体像信号をそれぞれＳＴ１，ＳＴ２とし、ＳＥ１をＳＥ２＋（ＳＴ１−ＳＴ２）で置き換えることにより前記被写体像信号の補正を行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項１３に係る発明は、請求項９に係る発明において、ノイズがあると判定された場合、ノイズがあると判断された前記被写体像信号について、前記演算領域の最端部の画素より出力される被写体像信号を、該最端部の画素より内側の画素より出力される被写体像信号より外挿したものに置き換えることにより前記端部の前記被写体像信号の補正を行うことを特徴とするに。
請求項１４に係る発明は、請求項１３に係る発明において、前記ノイズがあると判断された前記被写体像信号の前記演算領域の最端部の画素より出力される被写体像信号をＳＥ１、該最端部の画素より内側の２つの画素より出力される被写体像信号を前記最端部の画素に近い画素順にそれぞれＳＥ２，ＳＥ３とすると、前記外挿したものが（２×ＳＥ２−ＳＥ３）であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１５に係る発明は、請求項１３に係る発明において、前記ノイズがあると判断された前記被写体像信号の前記演算領域の最端部の画素より出力される被写体像信号をＳＥ１、該最端部の画素より内側の３つの画素より出力される被写体像信号を前記最端部の画素に近い画素順にそれぞれＳＥ２，ＳＥ３，ＳＥ４とすると、前記外挿したものが（２．５×ＳＥ２＋０．５×ＳＥ４−２×ＳＥ３）であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は、まず２つのセンサアレイから出力される被写体像信号Ｌ（ｊ）およびＲ（ｊ）から、２つの像の相対変位に対する像の不一致度を示す評価関数ｆ（ｉ）を計算してその最小値ｆ（ｉ０）を求め、ｆ（ｉ０）のみの演算領域、もしくはｆ（ｉ０），ｆ（ｉ０−１），ｆ（ｉ０−２），ｆ（ｉ０＋１），ｆ（ｉ０＋２）のうち補間演算に使われるものの演算領域において、その部分の被写体像信号にエッジノイズがあるかどうかを判定して、エッジノイズがあると判定した場合は被写体像信号を適切に補正することにより、高精度な距離測定方法を提供するものである。
【００１９】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
【００２０】
【実施例１】
図１は、エッジノイズの判定を行うこの発明の第１の実施例について説明するための図である。図１に示すＬ，Ｒは例えば図１０（ｂ）のＬ，Ｒの右側部分を演算領域として抽出し、横軸の位置を揃えて示したものでＥＬがある場合の例である。この演算領域のセンサを５つの分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５にそれぞれが同じ数のセンサを含むように等分割する。そして、分割領域Ａｉごとに当該分割領域内の被写体像信号ＬＡｉ（ｊ），ＲＡｉ（ｊ）の不一致度ｇ（Ａｉ）を次式により求める。
【００２１】
【数４】
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（３）式で求められる不一致度は、図１において実線で示されるＬと破線で示されるＲに挟まれた領域の面積に相当し、ＥＬのある分割領域Ａ５を除き、大差のないものになる。分割領域Ａ５のみは、ＥＬのため曲線Ｌと曲線Ｒの相似性が著しくくずれ、不一致度ｇ（Ａ５）が他の分割領域より大きくなる。図１はＥＬを想定したものであるが、ＥＲを想定するとＥＲは分割領域Ａ１に現れるため不一致度ｇ（Ａ１）が他の分割領域より大きくなる。また、Ａ２〜Ａ４はエッジノイズの影響を受けることがないため、この部分の不一致度を基準値として分割領域Ａ１およびＡ５の不一致度と比較し、分割領域Ａ１およびＡ５の不一致度の方が大きいと判断されたら、端部の分割領域Ａ１もしくはＡ５にエッジノイズがあると判断できる。すなわち、ｇ（Ａ２）〜ｇ（Ａ４）の平均値ｇＡＶＥでｇ（Ａ１），ｇ（Ａ５）を除した比をそれぞれｈＡ１，ｈＡ５とすると、ｈＡ１，ｈＡ５が基準値Ｋ１以上であるときにエッジノイズがあると判断する。実験ではＫ１＝１．２程度で良好な結果を得ることができた。
【００２２】
【実施例２】
図２は、エッジノイズの判定を行うこの発明の第２の実施例について説明するための図である。図２は図１の分割領域Ａ５を拡大表示し、さらに個々のセンサ出力もプロットしたものである。図中に丸で示したＬ（ｎ−４），・・・，Ｌ（ｎ）およびＲ（ｎ−４），・・・，Ｒ（ｎ）はそれぞれ分割領域Ａ５に含まれるフォトセンサアレイ５３（Ｌ），５４（Ｒ）の（ｎ−４），・・・，ｎ番目のセンサ出力を示す点である。本実施例は、エッジノイズがあればＬとＲで端部の傾きは異なる、という考え方に基づき判定するものである。すなわち、フォトセンサアレイの出力Ｌ，Ｒの端部の傾きをそれぞれ（Ｌ（ｎ）−Ｌ（ｎ−１））および（Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１））により求めて比較し、２つの傾きの差の絶対値が基準値Ｋ２以上であるときに、端部の被写体像信号に差がある、すなわちエッジノイズありと判定する。図８に示すように、通常はフォトセンサアレイより出力される被写体像信号はまずＡ／Ｄ変換器によりデジタル化されるため、基準値Ｋ２についてはＡ／Ｄ変換器の最小分解能を単位としてそのｎ倍とするのがよい。Ａ／Ｄ変換器の量子化誤差等を考えると、ｎとしては２もしくはそれ以上の値とするのが適当である。
なお、エッジノイズがあると判定された場合にＬとＲのどちらにエッジノイズがあるかを判断するためには、（Ｌ（ｎ）−Ｌ（ｎ−１））および（Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１））の絶対値を比較し、大きい方の被写体像信号にエッジノイズがあるとすればよい。この判断方法は、実施例１においても適用できる。
【００２３】
【実施例３】
図３は、エッジノイズの判定を行うこの発明の第３の実施例について説明するための図である。図３は図２の右端の２つセンサ出力（被写体像信号）Ｌ（ｎ−１），Ｌ（ｎ）およびＲ（ｎ−１），Ｒ（ｎ）に注目した図である。本実施例では傾き（Ｌ（ｎ）−Ｌ（ｎ−１））および（Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１））をその値により右上がり，平坦，右下がりに分類し、その結果によりＬ，Ｒ２つの被写体像信号の比較を行う。分類については、実施例２と同様にＡ／Ｄ変換器の最小分解能を単位として、（Ｌ（ｎ）−Ｌ（ｎ−１））もしくは（Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１））がｎ１（＞０）倍以上であれば右上がり、−ｎ１倍より小さければ（絶対値は大きい）右下がり、それ以外なら平坦とすればよい。これは、図２に示すようにＬ（ｎ−１），Ｒ（ｎ−１）を基準にしてそれに対しＡ／Ｄ変換器の最小分解能の−ｎ１〜＋ｎ１倍の範囲にある領域Ｃ２にＬ（ｎ），Ｒ（ｎ）があれば平坦、Ｃ２より上の領域Ｃ１にあれば上向き、領域Ｃ３にあれば下向きと判断していることに相当する。ＬとＲが同じもしくは隣接した（右上がりと平坦、もしくは平坦と右下がり）分類になる場合は両者に大きな差はなく、エッジノイズはないと判定する。隣接した分類でも大きな差はないとするのは、例えば上述のＣ１とＣ２の境界近傍にＬ（ｎ）とＲ（ｎ）がある場合を考えているためである。一方が右上がりで他方が右下がりのときに、両者は差があり、すなわちエッジノイズがあると判定する。図３はＥＲに関する説明を行うための図であるが、ＥＬについても領域Ａ１における左端の２センサの被写体像信号出力を用いて同様に判定することができる。
また、エッジノイズがあると判断された場合にＬとＲのどちらにエッジノイズがあるかを判断する方法は、実施例２と同じである。
【００２４】
【実施例４】
図４は、エッジノイズがあると判定された場合、その対策として被写体像信号出力の補正を行うこの発明の第４の実施例について説明するための図である。図４は図２の被写体像信号を補正する例である。上述の判断方法により、補正すべき信号はＬではなくＲであることが既に判断されていて、その結果を受けてＲ（ｎ）を補正するものである。本実施例においては、相対変位Ｘを求める際にはＲ（ｎ）は誤差要因でしかないのでこのデータを廃棄し、隣接した画素からの像出力Ｒ（ｎ−１）に置き換えて補正を行う。図４はＥＲの信号Ｒに対する処理を示すものであるが、補正すべき信号がＬである場合やＥＬに対しても同様に処理を行うことができる。この方法は、後述する外挿方式に比べ演算時間が短いという特徴がある。
【００２５】
【実施例５】
図５は、エッジノイズがあると判定された場合、その対策として被写体像信号出力の補正を行うこの発明の第５の実施例について説明するための図である。本実施例は端部の波形をＬとＲで同じものにするという考えに基づき、Ｒ（ｎ−１）Ｒ（ｎ）間の傾きをＬ（ｎ−１）Ｌ（ｎ）間の傾きに揃える補正を行っている。すなわち、Ｒ（ｎ）について次式による置き換えを行う。
【００２６】
【数５】
Ｒ（ｎ）＝Ｒ（ｎ−１）＋（Ｌ（ｎ）−Ｌ（ｎ−１））  ・・・（４）
これにより、図５に示すように、Ｒ（ｎ−１）とＲ（ｎ）を結ぶ直線とＬ（ｎ−１）とＬ（ｎ）を結ぶ直線が平行となり、同じ波形とすることができる。図５はＥＲに対する例であるが、ＥＬに対しても同様に処理を行うことができる。なお、本補正方法においては補正を適用する被写体像信号をエッジノイズがあると判断された被写体像信号に限るものではない。これは、どちらの被写体像信号を補正しても補正後は同じ評価関数ｆ（ｉ）を与えるからである。
【００２７】
【実施例６】
図６は、エッジノイズがあると判定された場合、その対策として被写体像信号出力の補正を行うこの発明の第６の実施例および後述する第７の実施例について説明するための図である。図６も実施例４と同様にエッジノイズがあると判断されたＲ（ｎ）を補正するものである。第６および第７に実施例は関数のテイラー展開の考え方に基づき補正を行う。関数Ｆ（ｘ）に関するテイラー展開は次式で与えられる。
【００２８】
【数６】
Ｆ（ｘ０＋ｘ）＝Ｆ（ｘ０）＋ｘＦ（１）（ｘ０）＋（ｘ２／２）Ｆ（２）（ｘ０）＋・・・        ・・・（５）
ここで、Ｆ（１）（ｘ）およびＦ（２）（ｘ）はそれぞれ関数Ｆ（ｘ）の一次微分関数、二次微分関数である。実施例６では、（５）式の一次微分の項まで使い、一次微分値を差分で近似することにより、Ｒ（ｎ）について次式による置き換えを行う。
【００２９】
【数７】
2004257952.tif 000006
これはＥＲの信号Ｒに対する処理を示すものであるが、補正すべき信号がＬである場合やＥＬに対しても同様に処理を行うことができる。
【００３０】
【実施例７】
実施例７は（５）式のニ次微分の項まで使って補正を行うものである。二次微分は差分の差をとることで近似することにより、Ｒ（ｎ）について次式による置き換えを行う。
【００３１】
【数８】
2004257952.tif 000007
これはＥＲの信号Ｒに対する処理を示すものであるが、補正すべき信号がＬである場合やＥＬに対しても同様に処理を行うことができる。
また、本発明はテイラー展開の二次微分の項までを利用しているが、より高次の微分項を使ったものも同様に考えることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２つのフォトセンサアレイから出力される被写体像信号にエッジノイズがあるかを判定し、エッジノイズがあると判定された場合は必要に応じてどちらの被写体像信号にエッジノイズがあるかを判断してそのエッジノイズがある部分の被写体像信号を適切に補正することにより、高精度な距離測定を行うことのできる距離測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例を説明するための図である。
【図２】第２の実施例を説明するための図である。
【図３】第３の実施例を説明するための図である。
【図４】第４の実施例を説明するための図である。
【図５】第５の実施例を説明するための図である。
【図６】第５および第６の実施例を説明するための図である。
【図７】三角測距の原理に基づく距離測定原理図である。
【図８】距離検出装置の構成を示す図である。
【図９】距離測定における視差を説明するための図である。
【図１０】フォトセンサアレイより出力される被写体像信号に関しそれぞれ、（ａ）は正常な被写体像信号の例、（ｂ）はフレアのある被写体像信号の例を示す図である。
【図１１】エッジノイズのある被写体像信号の例を示す図である。
【符号の説明】
５１，５２  レンズ
５３，５４  フォトセンサアレイ
５５        被写体
５６，５７  被写体像
５８，５９  光軸
６２，６３  Ａ／Ｄ変換器
６４        演算処理装置（マイコン）
７０        光源
Ｌ          フォトセンサアレイ５３より出力される被写体像信号
Ｒ          フォトセンサアレイ５４より出力される被写体像信号
ＬＬ，ＬＲ，ＲＲ  フォトセンサアレイの視野を区分した領域
Ａ１〜Ａ５  演算領域を等分割した領域
【図１】
2004257952.tif 000008
【図２】
2004257952.tif 000009
【図３】
2004257952.tif 000010
【図４】
2004257952.tif 000011
【図５】
2004257952.tif 000012
【図６】
2004257952.tif 000013
【図７】
2004257952.tif 000014
【図８】
2004257952.tif 000015
【図９】
2004257952.tif 000016
【図１０】
2004257952.tif 000017
【図１１】
2004257952.tif 000018