JP2002039716A - Depth map input device - Google Patents

Depth map input device

Info

Publication number
JP2002039716A
JP2002039716A JP2000224346A JP2000224346A JP2002039716A JP 2002039716 A JP2002039716 A JP 2002039716A JP 2000224346 A JP2000224346 A JP 2000224346A JP 2000224346 A JP2000224346 A JP 2000224346A JP 2002039716 A JP2002039716 A JP 2002039716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
scanning
distance image
input device
image input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000224346A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takekami Yoshida
武一心 吉田
Isao Takayanagi
功 高柳
Masahiko Kato
正彦 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP2000224346A priority Critical patent/JP2002039716A/en
Publication of JP2002039716A publication Critical patent/JP2002039716A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a depth map input device which can obtain a highly precise depth map with a small light source power, read a signal accurately without being affected by a sensitivity modulation signal, and operate with drive timing in which consumption power by modulation driving is not increased. SOLUTION: This distance depth map device is equipped with a light source for irradiating an object with a scanning light subjected to luminance modulation, an image element array which converts a light reflected from the object to an electric signal and is subjected to sensitivity modulation synchronous with the luminance modulation, and an image element driving circuit which drives the image element array and reads a signal synchronously with the scanning of the scanning light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、距離画像入力装置
に係り、特に、対象物に向けて光を照射し、その反射光
を受光することにより、対象物までの距離を検出する測
距装置において、対象物の距離情報を画像としてリアル
タイムに取り込むようにした距離画像入力装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance image input device, and more particularly, to a distance measuring device that irradiates light to an object and receives reflected light to detect the distance to the object. The present invention relates to a distance image input device configured to capture distance information of an object as an image in real time.

【0002】[0002]

【従来の技術】測距方法の一つに光の空間伝搬時間計測
(Time of Flight法;TOF法)があ
る。
2. Description of the Related Art As one of distance measuring methods, there is a method of measuring the spatial propagation time of light (Time of Flight method; TOF method).

【0003】このTOF方法に基づいて、対象物の距離
情報を2次元的に表現するには、輝度変調したスポット
光を2次元的に走査して一つの感度変調素子で受光する
か、あるいは輝度変調光をエリア照明して一括して感度
変調素子アレイで受光するといった方法がとられる。
In order to two-dimensionally express the distance information of an object based on this TOF method, two-dimensionally scan the intensity-modulated spot light and receive it with one sensitivity modulation element, or A method is adopted in which the modulated light is area-illuminated and collectively received by a sensitivity modulation element array.

【0004】以下、輝度変調光源と感度変調素子を用い
てリアルタイムに距離画像(対象物の奥行きに関する情
報を2次元的に並べたもの)を取得する方法について、
R.Miyagawaらの発表(1995 IEEE
Workshop on Charge−Couple
d Devices and Advanced Im
age Sensors,April 20−22:”
Integration−Time Based Co
mputational Image Sensor
s”)を例にとつて説明する。
A method of acquiring a distance image (two-dimensionally arranged information on the depth of an object) in real time using a luminance modulation light source and a sensitivity modulation element will be described below.
R. Miyagawa et al.'S presentation (1995 IEEE
Works on Charge-Couple
d Devices and Advanced Im
age Sensors, April 20-22: "
Integration-Time Based Co
Mputational Image Sensor
s ") will be described as an example.

【0005】図5は、R.Miyagawaらが用いた
感度変調素子の受光部について、1画素分の断面構造を
示したものである。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of one pixel in a light receiving section of a sensitivity modulation element used by Miyagawa et al.

【0006】入射光が遮光層508の開口部から素子の
光電変換部505に入射すると、この光電変換部505
で入射光量に応じた光生成電子が発生する。
When the incident light enters the photoelectric conversion unit 505 of the element from the opening of the light shielding layer 508, the photoelectric conversion unit 505
Generates photo-generated electrons according to the amount of incident light.

【0007】光電変換部505は、MOSフォトゲート
500下に形成されているとともに、この光電変換部5
05で生成された電子が、転送ゲート501及び502
を介して、それぞれ電荷蓄積ゲート503下の電荷蓄積
部506及び電荷蓄積ゲート504下の電荷蓄積部50
7に転送されるように構成されている。
The photoelectric conversion unit 505 is formed below the MOS photogate 500 and is
05 are transferred to transfer gates 501 and 502
Through the charge storage unit 506 below the charge storage gate 503 and the charge storage unit 50 under the charge storage gate 504, respectively.
7 is transmitted.

【0008】このとき、電荷蓄積ゲート503及び50
4にはフォトゲー卜500よりも高い電圧が印加され、
かつ転送ゲート501及び502には相補的、すなわ
ち、転送ゲート501に転送パルスを印加するときに
は、転送ゲート502がオフするような、逆に転送ゲー
ト502に転送パルスを印加するときには転送ゲート5
02がオフするようなパルスを入力する。
At this time, the charge storage gates 503 and 50
4, a voltage higher than that of the photogate 500 is applied.
The transfer gates 501 and 502 are complementary. That is, when a transfer pulse is applied to the transfer gate 501, the transfer gate 502 is turned off.
A pulse is input so that 02 turns off.

【0009】このように駆動することによって、光電変
換部500で発生した電子を時間的に選択し、それを振
り分けながら電荷蓄積部506及び507に蓄積するこ
とができる。
By driving in this manner, the electrons generated in the photoelectric conversion unit 500 can be temporally selected and stored in the charge storage units 506 and 507 while sorting them.

【0010】次に、図6を用い、上記感度変調素子を用
いた測距原理について説明する。
Next, the principle of distance measurement using the sensitivity modulation element will be described with reference to FIG.

【0011】図6は、送光時の輝度変調光と受光時の対
象物からの反射光の光強度、転送ゲート501と502
の印加電圧、受光部505で生成される信号電荷量及び
蓄積部506、507の電荷蓄積量の時間変化を表して
いる。
FIG. 6 shows the intensity of the intensity-modulated light at the time of light transmission and the intensity of light reflected from the object at the time of light reception, and transfer gates 501 and 502.
, The amount of signal charge generated by the light receiving unit 505 and the amount of charge stored in the storage units 506 and 507 over time.

【0012】パルス変調された輝度変調光とゲート50
1に印加される電圧は同位相であり、転送ゲート502
に印加される電圧とは180゜位相がずれている。
Pulse modulated luminance modulated light and gate 50
1 are in phase and the transfer gate 502
Are 180 ° out of phase with the voltage applied to.

【0013】反射光は、送光時の輝度変調光に対して、
対象物までの距離Rを往復するのにかかる時間Δtだけ
位相が遅れている。
[0013] The reflected light is different from the luminance modulated light at the time of light transmission.
The phase is delayed by the time Δt required to reciprocate the distance R to the object.

【0014】その反射光が受光部505に達すると、そ
の光強度に比例した量の電荷が生成される。
When the reflected light reaches the light receiving section 505, an electric charge is generated in an amount proportional to the light intensity.

【0015】この電荷は、転送ゲート501とゲート5
02のオン/オフに対応して、それぞれの位相と揃った
成分ごとに、転送ゲート501、502を介し、蓄積部
506、507にそれぞれ振り分けられ、電荷Q1、電
荷Q2が蓄積される。
This charge is transferred to the transfer gate 501 and the gate 5
In response to ON / OFF of 02, each component having the same phase is distributed to storage units 506 and 507 via transfer gates 501 and 502, and charges Q1 and Q2 are stored.

【0016】このとき対象物までの距離Rは、光速c、
変調パルス幅Tとすると、 R=c・Δt/2 =(cT/4)・2Q2/(Q1+Q2) =(cT/4)・{1−(Q1−Q2)/(Q1+Q2)}…(1) と表される。
At this time, the distance R to the object is the speed of light c,
Assuming that the modulation pulse width is T, R = c ・ Δt / 2 = (cT / 4) ・ 2Q2 / (Q1 + Q2) = (cT / 4) {{1- (Q1-Q2) / (Q1 + Q2)} (1) It is expressed as

【0017】したがって、蓄積部506、507の電荷
を各々検出し、式(1)に基づいて処理することで対象
物までの距離を検出することができる。
Therefore, the distance to the object can be detected by detecting the charges in the storage units 506 and 507, respectively, and processing them based on equation (1).

【0018】このように、TOF法に基づく測距におい
て、ゲートのオン/オフによって電荷を振り分けるタイ
プの感度変調画素(以下、電荷振り分け方式画素)を用
いると、対象物までの距離は振り分けられた電荷Q1と
Q2の比から求められるので、一度の検出で距離情報を
得ることができる。
As described above, in the distance measurement based on the TOF method, when a sensitivity modulation pixel of a type that distributes electric charges by turning on / off a gate (hereinafter, a charge distribution type pixel) is used, the distance to an object is distributed. Since the distance is obtained from the ratio between the charges Q1 and Q2, distance information can be obtained by one detection.

【0019】次に、MOS型イメージセンサにおける画
素信号の読み出し方法で一般的なXYアドレス方式につ
いて、図7、図8を用いて説明する。
Next, a general XY addressing method for reading out pixel signals in a MOS image sensor will be described with reference to FIGS.

【0020】図7は、XYアドレス方式固体撮像素子の
基本部分の一般的な構成を示したものである。
FIG. 7 shows a general configuration of a basic portion of an XY address type solid-state imaging device.

【0021】ここで、受光部は、画素をm行×n列に配
列した画素アレイ700によって形成される。
Here, the light receiving section is formed by a pixel array 700 in which pixels are arranged in m rows × n columns.

【0022】垂直走査回路704は行選択信号φSEL
iと行リセット信号φRSiを画素アレイ700に出力
しながら走査する。
The vertical scanning circuit 704 receives a row selection signal φSEL.
Scanning is performed while outputting i and the row reset signal φRSi to the pixel array 700.

【0023】第i行の画素の信号をリセットする場合に
は、垂直走査回路704から第i行目の行リセット信号
φRSiが画素アレイ700に入力され、第i行の画素
の信号を読み出す場合には、垂直走査回路704から第
i行目の行選択信号φSELiが画素アレイ700に入
力される。
When resetting the signal of the pixel in the i-th row, when the row reset signal φRSi of the i-th row is input from the vertical scanning circuit 704 to the pixel array 700 and the signal of the pixel in the i-th row is read out. The i-th row selection signal φSELi is input to the pixel array 700 from the vertical scanning circuit 704.

【0024】選択されたi行目の画素の信号は、行並列
処理回路701で所望の処理が行われた後、ラインメモ
リ702に処理結果が記憶される。
The selected signal of the pixel in the i-th row is subjected to desired processing by the row parallel processing circuit 701, and then the processing result is stored in the line memory 702.

【0025】その後、水平走査回路703がラインメモ
リ702に記憶された信号を順次選択しながら走査す
る。
Thereafter, the horizontal scanning circuit 703 scans while sequentially selecting the signals stored in the line memory 702.

【0026】この処理を第1行から第m行まで順次行う
ことにより、画素アレイ700の全画素の信号を走査
し、読み出すことができる。
By sequentially performing this processing from the first row to the m-th row, signals of all pixels of the pixel array 700 can be scanned and read.

【0027】図8は、このようなXYアドレス方式固体
撮像装置の駆動タイミングを示したものである。
FIG. 8 shows the drive timing of such an XY address type solid-state imaging device.

【0028】まず、垂直走査回路704からφSEL1
が出力されることで、第1行の画素が選択され、画素信
号が読み出される。
First, the vertical scanning circuit 704 outputs the signal φSEL1
Is output, the pixels in the first row are selected, and the pixel signals are read out.

【0029】このとき、φSEL1に先行して第1行目
の行リセット信号φRS1が出力されており、φRS1
とφSEL1との時間差が第1行目の画素の信号蓄積時
間となる。
At this time, the row reset signal φRS1 of the first row has been output prior to φSEL1.
Is the signal accumulation time of the pixels in the first row.

【0030】第1行の画素の信号読み出しが終了する
と、第2行の画素が選択され、画素信号が読み出され
る。
When the signal reading of the pixels in the first row is completed, the pixels in the second row are selected, and the pixel signals are read.

【0031】この場合、第1行の画素と同様に、φSE
L2に先行して第2行目の行リセット信号φRS2が出
力されている。
In this case, like the pixels in the first row, φSE
The row reset signal φRS2 of the second row is output prior to L2.

【0032】画素ごとの信号蓄積時間を揃えるため、φ
RS2とφSEL2との時間差は第1行目と同じ時間差
に設定されている。
To make the signal accumulation time for each pixel uniform, φ
The time difference between RS2 and φSEL2 is set to the same time difference as in the first row.

【0033】このような走査を第m行まで行うことによ
り、1フレームの信号読み出しが行われる。
By performing such scanning up to the m-th row, signal reading of one frame is performed.

【0034】説明の簡単のため、水平走査回路703の
水平走査パルスHjの図示は省略したが、Hj(j=
1,2,...n)は第i行の信号読み出しから第i+
1行の信号読み出しまでの間に出力されている。
Although the illustration of the horizontal scanning pulse Hj of the horizontal scanning circuit 703 is omitted for the sake of simplicity, Hj (j = j
1, 2,. . . n) is from the signal reading of the i-th row to the (i +
It is output until the signal of one row is read.

【0035】ここで、注意が必要なことは、通常のXY
アドレス方式固体撮像素子においては、信号を蓄積する
時刻が行ごとに異なることであり、より具体的には、最
初に読み出す第1行と最後に読み出す第m行とでは、最
大で1フレーム分時刻が異なることである。
Here, it should be noted that ordinary XY
In the address type solid-state imaging device, the time at which a signal is accumulated differs from row to row. More specifically, the time required to read a first row and the m-th row to be read first is at most one frame time. Is different.

【0036】[0036]

【発明が解決しようとする課題】上述したTOF法を用
いた測距方式において、測距精度を向上させるには、輝
度変調光源すなわちアクティブ照明による反射信号を精
度よく検出する必要がある。
In the distance measuring method using the TOF method described above, in order to improve the distance measuring accuracy, it is necessary to accurately detect a reflected signal from a luminance modulation light source, that is, active illumination.

【0037】例えば、屋外など自然光が存在する環境下
においては、自然光(外光)による信号のオフセット成
分による影響をアクティブ照明光成分と比較して無視で
きる程度に小さくすることが望ましい。
For example, in an environment where natural light exists, such as outdoors, it is desirable that the influence of the offset component of the signal due to natural light (external light) be made negligibly small as compared with the active illumination light component.

【0038】その手段として照明光の波長のみを透過す
るバンドパスフィルタを画素の前面に設置したり、アク
ティブ照明のオン/オフによる2回の測定を行い両者の
差をとることによって、照明光による信号成分のみを取
り出す、といった方法がとられる。
As a means for this, a band-pass filter that transmits only the wavelength of the illumination light is installed in front of the pixel, or two measurements are made by turning on / off the active illumination, and the difference between the two is taken. For example, a method of extracting only a signal component is used.

【0039】しかるに、いずれにせよ光電変換信号に含
まれるアクティブ照明の成分を、外光成分に対して相対
的に強めることが望まれる。
However, in any case, it is desired to make the active illumination component included in the photoelectric conversion signal relatively stronger than the external light component.

【0040】TOF法で距離画像を得るには、対象領域
を2次元的に照明することが必要なため、ある程度の距
離まで照明光を2次元的に広げても、外光に対して充分
に強度を保つには強大な光源パワーが必要となってしま
う。
In order to obtain a range image by the TOF method, it is necessary to illuminate the target area two-dimensionally. Therefore, even if the illuminating light is two-dimensionally spread to a certain distance, it can be sufficiently exposed to external light. To maintain the intensity, a large light source power is required.

【0041】しかしながら、光源近くに人が存在した場
合の目への安全性を確保する必要があることから、単純
に光源の輝度を上げるには限界がある。
However, since it is necessary to ensure safety for eyes when a person is present near the light source, there is a limit to simply increasing the brightness of the light source.

【0042】また、外光の影響を相対的に少なくする方
法として、光源の発光時間を短くし、例えば、電子シャ
ッタにより光源の発光時間のみ信号を蓄積するという方
法が考えられる。
As a method of relatively reducing the influence of external light, a method of shortening the light emission time of the light source and accumulating a signal only by the light emission time of the light source by an electronic shutter can be considered.

【0043】しかしながら、この場合においても、目へ
の安全性の問題と、光源の瞬間的なパワーを上げる必要
があるため、光源の小型化及び低消費電力化が難しいと
いう問題がある。
However, also in this case, there is a problem of safety to the eyes and a problem that it is difficult to reduce the size and power consumption of the light source because it is necessary to increase the instantaneous power of the light source.

【0044】本発明はこの点に着目し、少ない光源パワ
ーで高精度な距離画像を得られるとともに、光源近くに
人が存在した場合にも目への安全性を確保することがで
きる距離画像入力装置を提供することを課題とする。
The present invention pays attention to this point, and can obtain a high-precision distance image with a small light source power, and can secure the safety of eyes even when a person exists near the light source. It is an object to provide a device.

【0045】また、TOF法を用いて測距を行う場合、
非常に高速、例えば、R.Miyagawaらが行った
ように10MHzで感度変調する必要がある。
When distance measurement is performed using the TOF method,
Very high speed, e.g. It is necessary to modulate the sensitivity at 10 MHz as performed by Miyagawa et al.

【0046】このとき、画素に感度変調信号を送る導線
と信号を読み出すための導線、あるいは、感度変調信号
を送る導線と基板との間の容量結合によって、感度変調
信号が読み出し信号に混入するため、画素信号を正しく
読み出せないという問題がある。
At this time, the sensitivity modulation signal is mixed with the readout signal by a conductor for transmitting the sensitivity modulation signal to the pixel and a conductor for reading out the signal, or a capacitive coupling between the conductor for transmitting the sensitivity modulation signal and the substrate. However, there is a problem that the pixel signal cannot be read correctly.

【0047】また、このように高速に変調する場合、変
調駆動に要する電力は非常に大きくなる。
When the modulation is performed at such a high speed, the power required for the modulation drive becomes very large.

【0048】本発明はこの点に着目し、感度変調信号に
影響されずに正確に信号を読み出すことが可能で、かつ
変調駆動による消費電力が大きくならない駆動タイミン
グで動作する距離画像入力装置を提供することを課題と
する。
Focusing on this point, the present invention provides a range image input device which can read out a signal accurately without being affected by a sensitivity modulation signal and operates at a drive timing at which power consumption by modulation drive does not increase. The task is to

【0049】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、少ない光源パワーで高精度な距離画像を得られる
とともに、感度変調信号に影響されずに正確に信号を読
み出すことが可能で、かつ変調駆動による消費電力が大
きくならない駆動タイミングで動作する距離画像入力装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain a high-accuracy distance image with a small light source power and to accurately read out a signal without being affected by a sensitivity modulation signal. It is another object of the present invention to provide a range image input device that operates at a drive timing at which power consumption by modulation driving does not increase.

【0050】[0050]

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、 (1) 対象物に輝度変調した走査光を照射する光源
と、上記対象物よりの反射光を電気信号に変換するもの
で、上記輝度変調と同期して感度変調された画素アレイ
と、上記走査光に走査に同期して、上記画素アレイに駆
動及び信号の読み出しを行う画素駆動回路とを有するこ
とを特徴とする距離画像入力装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, there are provided: (1) a light source for irradiating an object with a luminance-modulated scanning light; and a light reflected from the object as an electric signal. And a pixel drive circuit that performs sensitivity conversion in synchronization with the luminance modulation, and a pixel drive circuit that drives and reads signals from the pixel array in synchronization with scanning by the scanning light. Is provided.

【0051】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、 (2) 上記走査光はスリット光であり、上記画素アレ
イは2次元画素アレイであることを特徴とする(1)記
載の距離画像入力装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above problems, (2) the scanning light is slit light, and the pixel array is a two-dimensional pixel array. A range image input device is provided.

【0052】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、 (3) 上記距離画像入力装置は、距離画像を入力する
前に、走査光を予備走査し予備距離画像を入力する機能
を有することを特徴とする(1)または(2)記載の距
離画像入力装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above problems, (3) the distance image input device has a function of pre-scanning with scanning light and inputting a preliminary distance image before inputting a distance image. The distance image input device according to (1) or (2) is provided.

【0053】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、 (4)上記予備走査において、走査光は人間の目に直接
入射しても安全な発光量であることを特徴とする請求項
3記載の距離画像人力装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (4) in the preliminary scanning, the scanning light has a light emission amount that is safe even if it is directly incident on human eyes. Item 3. A range image human power device according to item 3 is provided.

【0054】(5) 上記走査光の送光力向と輝度情報
を記録する手段をさらに具備し、3角測距においても距
離を測定可能にしたことを特徴とする(1)乃至(4)
のいずれかに記載の距離画像入力装置が提供される。
(5) The apparatus further comprises means for recording the scanning light transmission direction and luminance information, and the distance can be measured even in triangular distance measurement. (1) to (4)
The distance image input device according to any one of the above is provided.

【0055】(6) 走査光の送光方向を検出する手段
をさらに有することを特徴とする(1)乃至(5)のい
ずれかに記載の距離画像入力装置が提供される。
(6) The distance image input device according to any one of (1) to (5), further comprising means for detecting a direction in which the scanning light is transmitted.

【0056】(7) 上記走査光の送光方向を検出する
手段は、走査光を分割する手段と、上記分割された走査
光を受光して受光位置から、走査光の送光方向を検出す
る受光位置検出手段を含むことを特徴とする(9)記載
の距離画像入力装置が提供される。
(7) The means for detecting the scanning light transmission direction includes means for dividing the scanning light, and detecting the scanning light transmission direction from the light receiving position by receiving the divided scanning light. The distance image input device according to (9), which includes a light receiving position detecting unit, is provided.

【0057】(8) 対象物をスリット光によって照明
及び走査する輝度変調可能な光源部と、上記対象物から
の反射光を電気信号に変換し、上記輝度変調と同期した
感度変調が可能な、m×nの行列状に配列された画素ア
レイと、上記スリット光の走査と同期して上記画素アレ
イの駆動及び信号読み出しを行う画素駆動回路と、を有
することを特徴とする距離画像入力装置が提供される。
(8) A light source section capable of illuminating and scanning an object with slit light and capable of performing luminance modulation, and converting reflected light from the object into an electric signal to perform sensitivity modulation synchronized with the luminance modulation. A distance image input device, comprising: a pixel array arranged in an m × n matrix; and a pixel drive circuit that drives the pixel array and reads signals in synchronization with scanning of the slit light. Provided.

【0058】(9) 上記(8)に記載の距離画像入力
装置において、距離画像を入力する前に、スリット光の
予備走査及び予備距離画像入力する機能を有することを
特徴とする距離画像入力装置が提供される。
(9) The distance image input device according to the above (8), having a function of performing preliminary scanning of slit light and inputting a preliminary distance image before inputting a distance image. Is provided.

【0059】(10)上記(8)または(9)に記載の
距離画像入力装置において、スリット光の走査手段とし
てマイクロミラーを用いることを特徴とする距離画像入
力装置が提供される。
(10) The distance image input device according to the above (8) or (9), wherein a micromirror is used as a slit light scanning means.

【0060】(11) 上記(8)乃至(10)のいず
れかに記載の距離画像入力装置において、感度変調は画
素アレイの各行あるいは各列ごとに一定期間行われると
ともに、画素の信号を読み出す期間は感度変調及び照明
が停止するようにタイミング設定されることを特徴とす
る距離画像入力装置が提供される。
(11) In the distance image input device according to any one of the above (8) to (10), sensitivity modulation is performed for each row or each column of the pixel array for a certain period, and a period for reading out a pixel signal. The distance image input device is provided, wherein the timing is set so that the sensitivity modulation and the illumination are stopped.

【0061】[0061]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0062】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態について、図1、図2、図3を用いて説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3. FIG.

【0063】図1は、本発明の第1の実施の形態による
距離画像入力装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the range image input device according to the first embodiment of the present invention.

【0064】図1において、参照符号100は光源部、
参照符号101は輝度変調光源、参照符号105は光源
駆動回路、参照符号102はコリメ一タレンズ、参照符
号103はスリット光走査用のミラー、参照符号106
はミラー103の向きを制御するミラー駆動回路、参照
符号104はシリンドリカルレンズ、参照符号109は
画素アレイ、参照符号107は、TOF法に基づいた測
距を行うための輝度変調信号及び感度変調信号を光源駆
動回路105及び画素駆動回路108にそれぞれ送ると
ともに、スリット光の走査と同期して画素信号を読み出
せるようにミラー駆動回路106と画素駆動回路108
に信号を送るコントロ−ラ、参照符号110は撮像光学
系、参照符号111は信号処理回路、参照符号112は
対象物、参照符号113は撮像部を表す。
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a light source unit,
Reference numeral 101 is a luminance modulation light source, reference numeral 105 is a light source driving circuit, reference numeral 102 is a collimator lens, reference numeral 103 is a mirror for slit light scanning, and reference numeral 106
Is a mirror driving circuit for controlling the direction of the mirror 103, reference numeral 104 is a cylindrical lens, reference numeral 109 is a pixel array, and reference numeral 107 is a luminance modulation signal and a sensitivity modulation signal for performing distance measurement based on the TOF method. The mirror driving circuit 106 and the pixel driving circuit 108 send the light to the light source driving circuit 105 and the pixel driving circuit 108, respectively, and read the pixel signal in synchronization with the scanning of the slit light.
Reference numeral 110 denotes an image pickup optical system, reference numeral 111 denotes a signal processing circuit, reference numeral 112 denotes an object, and reference numeral 113 denotes an image pickup unit.

【0065】図2は、図1の画素アレイ109をm行×
n列に配列された電荷振り分け方式画素でXYアドレス
型エリアセンサで構成したときの構成例を表している。
FIG. 2 shows the pixel array 109 of FIG.
This figure shows an example of a configuration in which an XY address type area sensor is composed of charge distribution type pixels arranged in n columns.

【0066】受光したスリット光の位置変化と同期し
て、画素駆動回路108により行ごとに、感度変調、リ
セット、信号読み出しが行われる。
In synchronization with the change in the position of the received slit light, sensitivity modulation, reset, and signal reading are performed for each row by the pixel driving circuit 108.

【0067】画素出力信号は信号処理回路111でオフ
セット除去などの前処理後に、画素駆動回路108で水
平走査されることで時系列信号に変換され、後に距離画
像化される。
The pixel output signal is converted into a time-series signal by horizontal scanning in the pixel drive circuit 108 after preprocessing such as offset removal in the signal processing circuit 111, and is converted into a distance image later.

【0068】図3は、図2の各行における感度変調期間
及び輝度変調光照射期間、画素信号のリセット及び読み
出しのタイミング、水平走査期間を表す。
FIG. 3 shows the sensitivity modulation period and the luminance modulation light irradiation period, the reset and readout timing of the pixel signal, and the horizontal scanning period in each row of FIG.

【0069】ここで、感度変調期間とは感度変調信号が
画素駆動回路108から出力される期間を、輝度変調光
照射期間とは輝度変調光が光源101から出射される期
間を表し、それぞれの期間中に感度変調及び輝度変調が
なされている。
Here, the sensitivity modulation period indicates a period during which the sensitivity modulation signal is output from the pixel driving circuit 108, and the luminance modulation light irradiation period indicates a period during which the luminance modulation light is emitted from the light source 101. Inside, sensitivity modulation and luminance modulation are performed.

【0070】また、水平走査期間とは、水平走査信号φ
H1,φH2,...φHnが画素駆動回路108(水
平走査回路)から順次出力される期間を表し、この期間
中に1行分の画素出力信号が時系列信号に変換される。
The horizontal scanning period is the horizontal scanning signal φ
H1, φH2,. . . φHn represents a period during which pixels are sequentially output from the pixel driving circuit 108 (horizontal scanning circuit). During this period, pixel output signals for one row are converted into a time-series signal.

【0071】感度変調期間及び輝度変調光照射期間、画
素信号のリセット及び読み出しのタイミングはスリット
光の走査に同期してシフトするとともに、感度変調期間
及び輝度変調光照射期間はどの行においても画素信号の
リセット及び読み出しのタイミングと重ならないように
なっている。
The sensitivity modulation period, the luminance modulation light irradiation period, the timing of resetting and reading out the pixel signal are shifted in synchronization with the scanning of the slit light, and the sensitivity modulation period and the luminance modulation light irradiation period are set to the pixel signal in any row. The timing does not overlap with the reset and read timings.

【0072】このような装置構成により、対象物をスリ
ット光で走査しながら、TOF法に基づく距離画像生成
が可能になる。
With such an apparatus configuration, it is possible to generate a distance image based on the TOF method while scanning an object with slit light.

【0073】本実施形態の特長は、電荷振り分け方式画
素をXYアドレス型エリアセンサに適用することで一度
の検出で距離画像を生成でき、かつスリット光を用いる
ことで1画素あたりの蓄積時間が短くなるので外光の影
響が少なくなるとともに、上述の画素駆動タイミングを
用いることにより消費電力を抑えたことで、リアルタイ
ムに高精度な距離画像の取得が小型の装置で行えるとこ
ろにある。
This embodiment is characterized in that a distance image can be generated by one detection by applying a charge distribution type pixel to an XY address type area sensor, and the accumulation time per pixel is reduced by using slit light. Therefore, the influence of external light is reduced, and power consumption is suppressed by using the above-described pixel drive timing, so that a highly accurate distance image can be acquired in real time with a small device.

【0074】なお、本実施形態は、種々の変更が可能で
ある。
The present embodiment can be variously modified.

【0075】例えば、電荷振り分け方式画素の代わり
に、CMD(Charge Modulation D
evice)やAMI(Amplified MOS
intelligent Imager)などの増幅型
固体撮像素子等を使用するようにしてもよい。
For example, instead of the charge distribution type pixel, a CMD (Charge Modulation D) is used.
device) and AMI (Amplified MOS)
An amplifying solid-state imaging device such as an intelligent imager may be used.

【0076】ただし、この場合には、上記走査を2回繰
り返す必要がある。
However, in this case, it is necessary to repeat the above scanning twice.

【0077】また、シリンドリカルレンズの代わりに楕
円拡散板を用いてもよく、こうすると、光源にLDを用
いた場合、スペックルの影響が軽減される。
Further, an elliptical diffusion plate may be used instead of the cylindrical lens. In this case, when an LD is used as a light source, the influence of speckle is reduced.

【0078】また、ミラー103としてマイクロミラー
を用いてもよい。
Further, a micro mirror may be used as the mirror 103.

【0079】このマイクロミラーとは、ミラー部分とミ
ラー駆動部が一体となったもので非常に小型で外部コン
トロールが不要な共振型ミラーであるが、非共振モード
で動作させることも可能なものである。
The micromirror is a resonance type mirror in which the mirror portion and the mirror driving unit are integrated and is very small and does not require external control. However, the micromirror can be operated in a non-resonance mode. is there.

【0080】本実施形態においては、非共振モードで動
作させ、その動作をコントローラ107で安定に制御す
れば実現可能である。
The present embodiment can be realized by operating in the non-resonant mode and stably controlling the operation by the controller 107.

【0081】また、電荷振り分け方式では画素に蓄積さ
れる全電荷Qは振り分けられた電荷Q1とQ2の和(Q
=Q1+Q2)であり、これが対象物の輝度情報を表す
ことと、ミラーの制御信号からスリット光の送光方向を
知ることができることから、送光方向ごとに輝度情報を
メモリしておくと、各画素における送光方向に対する輝
度変化から、同じ回路構成で三角測距に基づいて測距す
ることも可能であり、アクティブ測距方式のハイブリッ
ド化が可能でもある。
In the charge distribution method, the total charge Q accumulated in the pixel is the sum of the divided charges Q1 and Q2 (Q
= Q1 + Q2), which represents the luminance information of the object and the direction of transmitting the slit light can be known from the control signal of the mirror. Therefore, if the luminance information is stored for each of the transmitting directions, It is also possible to measure the distance based on triangular distance measurement with the same circuit configuration from the luminance change in the light transmission direction in the pixel, and it is also possible to hybridize the active distance measurement method.

【0082】ただし、この場合、スリット光が複数行の
画素で受光されるようにあらかじめスリット光の幅ある
いは対象物の距離を所望の範囲内に決めておくなどの配
慮が必要である。
In this case, however, it is necessary to consider beforehand the width of the slit light or the distance to the object within a desired range so that the slit light is received by a plurality of rows of pixels.

【0083】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態について、図4を用いて説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIG.

【0084】図4は、本発明の第2の実施の形態による
距離画像入力装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the range image input device according to the second embodiment of the present invention.

【0085】図4において、参照符号401はビームス
プリッタ、参照符号402はビームスプリッタ401に
より分割された光を受光し、送光の方向をモニタするた
めの受光位置検出器を表す。
In FIG. 4, reference numeral 401 denotes a beam splitter, and reference numeral 402 denotes a light receiving position detector for receiving light split by the beam splitter 401 and monitoring the direction of light transmission.

【0086】ここでは、ミラー103としてマイクロミ
ラーを共振モードで用いた場合について説明する。
Here, a case where a micro mirror is used as the mirror 103 in the resonance mode will be described.

【0087】そのため、図1に示したミラー駆動装置1
06は不要である。
For this reason, the mirror driving device 1 shown in FIG.
06 is unnecessary.

【0088】その他は、図1で説明したものと同様なの
で省略する。
The other points are the same as those described with reference to FIG.

【0089】この構成では、ミラーの方向、すなわち、
スリット光の送光方向を受光位置検出器402でモニタ
し、それを参照信号とレてコントローラ107に送り、
それをもとに画素駆動回路108を同期して動作させる
ものである。
In this configuration, the direction of the mirror, that is,
The transmitting direction of the slit light is monitored by the light receiving position detector 402 and sent to the controller 107 as a reference signal.
The pixel driving circuit 108 is operated synchronously based on this.

【0090】本実施形態の特長は、受光位置検出器40
2を用いることでスリット光の位置を正確に求められる
ところと、マイクロミラーを用いることにより光源部1
00を小さく構成でき、光源部100と撮像部113を
近くづけることができるのでオクルージョンの影響が軽
減されるところにある。
The feature of this embodiment is that the light receiving position detector 40
2, the position of the slit light can be accurately obtained, and the use of a micromirror allows the light source unit 1 to be obtained.
00 can be made small, and the light source unit 100 and the imaging unit 113 can be brought close to each other, so that the effect of occlusion is reduced.

【0091】なお、本実施形態は、種々の変更が可能で
ある。
Note that the present embodiment can be variously modified.

【0092】例えば、マイクロミラーが非常に小型であ
るため、光源部100と撮像部113を同じ光学系で構
成することもできる。
For example, since the micromirror is very small, the light source unit 100 and the imaging unit 113 can be configured by the same optical system.

【0093】また、撮像レンズ110と画素アレイ10
9の間に光学バンドパスフィルタあるいは二色性ミラー
を設けてもよい。
The imaging lens 110 and the pixel array 10
An optical band-pass filter or a dichroic mirror may be provided between the first and second filters.

【0094】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施の形態について説明する。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described.

【0095】この第3の実施の形態による装置構成は、
前述した第1の実施の形態及び第2の実施の形態いずれ
でもよいが、距離画像を取得する前に予備的にスリット
光を走査して画像を入力する予備走査を行うことが、第
1の実施の形態及び第2の実施の形態とは異なる。
The device configuration according to the third embodiment is as follows.
Although any of the first embodiment and the second embodiment described above may be used, the preliminary scanning in which the slit light is preliminarily scanned and the image is input before acquiring the distance image is performed in the first embodiment. It is different from the embodiment and the second embodiment.

【0096】この予備走査では、例えば、光源の間近に
人がいた場合、目に直接スリット光が入っても人体に影
響を及ぼさない程度に光源の発光量を抑えてある。
In this preliminary scanning, for example, when a person is in the vicinity of the light source, the light emission amount of the light source is suppressed to such an extent that even if slit light enters directly into the eyes, the human body is not affected.

【0097】この予備走査により、予備画像または予備
距離画像を取得し、光源近くに人または物体が存在した
場合は、警告を発するとともに、距離画像入力動作を停
止するものである。
By this preliminary scanning, a preliminary image or a preliminary distance image is obtained. If a person or an object is present near the light source, a warning is issued and the distance image input operation is stopped.

【0098】これにより、スリット光が目への安全性を
充分確保できるまで拡散する距離より手前に人がいた場
合には距離画像入力を行わず、危険を回避することが可
能となる。
[0098] With this arrangement, when a person is in front of the distance at which the slit light diffuses until sufficient safety for the eyes can be obtained, the distance image is not input and danger can be avoided.

【0099】さらに付け加えると、予備画像入力により
取得した予備距離画像と、その後の本来の動作による距
離画像とを合成することにより、より測距レンジを広げ
ることも可能となる。
In addition, by synthesizing the preliminary distance image obtained by inputting the preliminary image and the distance image obtained by the original operation thereafter, it is possible to further expand the distance measurement range.

【0100】そして、特に、請求項8に記載した本発明
は、対象物をスリット光で照明及び走査する輝度変調可
能な光源部と、上記対象物からの反射光を電気信号に変
換し、上記輝度変調と同期した感度変調が可能な、m×
nの行列状に配列された画素アレイと、上記スリット光
の走査と同期して上記画素アレイの駆動及び信号読み出
しを行う画素駆動回路と、を有することを特徴としてい
る。
In particular, according to the present invention, a light source section capable of illuminating and scanning an object with slit light and capable of modulating brightness, and converting reflected light from the object into an electric signal, Mx which can perform sensitivity modulation synchronized with luminance modulation
It is characterized by having a pixel array arranged in a matrix of n, and a pixel driving circuit for driving the pixel array and reading out signals in synchronization with the scanning of the slit light.

【0101】このような本発明によれば、対象物を測距
可能な照度で照明する場合、スリット光を用いること
で、エリア照明のときと比較して光源の光量は小さくて
済み、なおかつスリット光の走査と同期して読み出し動
作することでスリット光が照射される期間のみ光信号を
蓄積することが可能となり、信号電荷を蓄積してから読
み出すまでの時間が短く一定になる。
According to the present invention, when an object is illuminated with illuminance that allows distance measurement, the amount of light from the light source can be reduced by using the slit light as compared with the case of area illumination. By performing the reading operation in synchronization with the scanning of light, it becomes possible to accumulate the optical signal only during the period of irradiation with the slit light, and the time from accumulating the signal charge to reading it out becomes short and constant.

【0102】言い換えれば、同じ光源パワーでもスリッ
ト光を用いると照明する面積が小さくなる分だけ照度が
大きくなるので、1画素あたり蓄積時関を短くすること
ができ、外光の影響を緩和することができる。
In other words, even with the same light source power, when slit light is used, the illuminance increases as much as the illuminated area decreases, so that the accumulation time per pixel can be shortened and the effect of external light can be reduced. Can be.

【0103】また、請求項9に記載した本発明は、請求
項8に記載した距離画像入力装置において、距離画像入
力する前にスリット光の予備走査及び予備距離画像入力
する機能を有することを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the distance image input device according to the eighth aspect, which has a function of preliminarily scanning slit light and inputting a preliminary distance image before inputting a distance image. And

【0104】このような本発明によれば、例えば、上記
距離画像入力の前に光源の光強度を小さくしてスリット
光の予備走査及び予備距離画像入力する機能を備えるこ
とにより、人が光源の近くにいる場合には距離画像入力
を行わないという動作が可能になる。
According to the present invention, for example, by providing the function of reducing the light intensity of the light source and inputting the preliminary scanning of the slit light and the input of the preliminary distance image before inputting the above-mentioned distance image, for example, When the user is near, an operation of not inputting a distance image can be performed.

【0105】[0105]

【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明に
よれば、少ない光源パワーで高精度な距離画像を得られ
るとともに、感度変調信号に影響されずに正確に信号を
読み出すことが可能で、かつ変調駆動による消費電力が
大きくならない駆動タイミングで動作する距離画像入力
装置を提供することができる。
Therefore, as described above, according to the present invention, a high-accuracy distance image can be obtained with a small light source power, and a signal can be accurately read out without being affected by a sensitivity modulation signal. In addition, it is possible to provide a range image input device that operates at a drive timing at which power consumption by modulation driving does not increase.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態による距離
画像入力装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a range image input device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、図1の画素アレイ109をm行×n列
に配列された電荷振り分け方式画素でXYアドレス型エ
リアセンサで構成したときの構成例を表す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example when the pixel array 109 of FIG. 1 is configured by an XY address type area sensor with charge distribution type pixels arranged in m rows × n columns.

【図3】図3は、図2の各行における感度変調期間及び
輝度変調光照射期間、画素信号のリセット及び読み出し
のタイミング、水平走査期間を表す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a sensitivity modulation period and a luminance modulation light irradiation period, a reset and readout timing of a pixel signal, and a horizontal scanning period in each row in FIG. 2;

【図4】図4は、本発明の第2の実施の形態による距離
画像入力装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a range image input device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図5は、従来技術として、R.Miyagaw
aらが用いた感度変調素子の受光部について、1画素分
の断面構造を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional technology. Miyagawa
FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of one pixel in a light receiving unit of a sensitivity modulation element used by a.

【図6】図6は、図5において、送光時の輝度変調光と
受光時の対象物からの反射光の光強度、転送ゲート50
1と502の印加電圧、受光部505で生成される信号
電荷量及び蓄積部506、507の電荷蓄積量の時間変
化を表す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the light intensity of the luminance modulation light at the time of light transmission and the light intensity of the light reflected from the object at the time of light reception in FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating time-dependent changes in applied voltages 1 and 502, a signal charge amount generated in a light receiving unit 505, and a charge storage amount in storage units 506 and 507.

【図7】図7は、従来のXYアドレス方式固体撮像素子
の基本部分の一般的な構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a general configuration of a basic portion of a conventional XY addressing solid-state imaging device.

【図8】図8は、従来のXYアドレス方式固体撮像装置
の駆動タイミングを示したタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart showing the drive timing of a conventional XY addressing solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…光源部、 101…輝度変調光源、 105…光源駆動回路、 102…コリメ一タレンズ、 103…スリット光走査用のミラー、 106…ミラー103の向きを制御するミラー駆動回
路、 104…シリンドリカルレンズ、 109…画素アレイ、 107…コントロ−ラ、 108…画素駆動回路、 110…撮像光学系、 111…信号処理回路、 112…対象物、 113…撮像部、 401…ビームスプリッタ、 402…受光位置検出器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Light source part, 101 ... Brightness modulation light source, 105 ... Light source drive circuit, 102 ... Collimator lens, 103 ... Mirror for slit light scanning, 106 ... Mirror drive circuit for controlling the direction of the mirror 103, 104 ... Cylindrical lens, 109: pixel array, 107: controller, 108: pixel driving circuit, 110: imaging optical system, 111: signal processing circuit, 112: target object, 113: imaging unit, 401: beam splitter, 402: light receiving position detector .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/335 G02B 7/11 B 5J084 7/18 N Z (72)発明者 加藤 正彦 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 2F065 DD01 DD02 DD11 FF04 FF09 HH05 JJ26 LL08 LL12 MM16 MM28 NN08 NN11 QQ31 UU05 UU06 2F112 AA09 BA04 BA06 CA12 DA15 DA28 EA03 FA01 FA12 FA20 2H051 AA00 BB13 BB14 BB15 BB16 CB22 CC04 CC08 CC13 FA61 GB16 5C024 AX02 BX00 CY17 EX41 EX42 EX50 EX51 GY31 GY42 GY44 HX50 HX58 JX02 JX06 JX41 5C054 CA06 CC05 EA01 FE28 HA05 5J084 AA05 AD01 AD07 BA03 BA16 BA34 BA40 BA49 BB04 BB07 BB28 CA07 CA18 CA19 CA31 CA69 CA70 DA01 DA07 DA08 EA31 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 5/335 G02B 7/11 B 5J084 7/18 NZ (72) Inventor Masahiko Kato Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo 2-43-2 No.2 Olympus Optical Co., Ltd. F-term (reference) 2F065 DD01 DD02 DD11 FF04 FF09 HH05 JJ26 LL08 LL12 MM16 MM28 NN08 NN11 QQ31 UU05 UU06 2F112 AA09 BA04 BA06 CA12 DA15 DA28 EA03 FA05 FA12 FA20 BB03 BB15 BB16 CB22 CC04 CC08 CC13 FA61 GB16 5C024 AX02 BX00 CY17 EX41 EX42 EX50 EX51 GY31 GY42 GY44 HX50 HX58 JX02 JX06 JX41 5C054 CA06 CC05 EA01 FE28 HA05 5J084 AA05 AD01 CA07 BA07 BA07 BA04 BA07 DA08 EA31

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物に輝度変調した走査光を照射する
光源と、 上記対象物よりの反射光を電気信号に変換するもので、
上記輝度変調と同期して感度変調された画素アレイと、 上記走査光に走査に同期して、上記画素アレイに駆動及
び信号の読み出しを行う画素駆動回路とを有することを
特徴とする距離画像入力装置。
1. A light source for irradiating an object with scanning light whose luminance has been modulated, and for converting reflected light from the object into an electric signal,
A distance image input comprising: a pixel array that is sensitivity-modulated in synchronization with the luminance modulation; and a pixel drive circuit that drives and reads a signal to the pixel array in synchronization with scanning by the scanning light. apparatus.
【請求項2】 上記走査光はスリット光であり、上記画
素アレイは2次元画素アレイであることを特徴とする請
求項1記載の距離画像入力装置。
2. The range image input device according to claim 1, wherein said scanning light is slit light, and said pixel array is a two-dimensional pixel array.
【請求項3】 上記距離画像入力装置は、距離画像を入
力する前に、走査光を予備走査し予備距離画像を入力す
る機能を有することを特徴とする請求項1または2記載
の距離画像入力装置。
3. The distance image input device according to claim 1, wherein the distance image input device has a function of pre-scanning scanning light and inputting a preliminary distance image before inputting a distance image. apparatus.
【請求項4】 上記予備走査において、走査光は人間の
目に直接入射しても安全な発光量であることを特徴とす
る請求項3記載の距離画像人力装置。
4. The distance image human-powered apparatus according to claim 3, wherein in the preliminary scanning, the scanning light has a safe light emission amount even if it is directly incident on human eyes.
【請求項5】 上記走査光の送光力向と輝度情報を記録
する手段をさらに具備し、3角測距においても距離を測
定可能にしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれ
かに記載の距離画像入力装置。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising means for recording the scanning light transmission direction and luminance information, and enabling distance measurement in triangulation. 2. The distance image input device according to 1.
【請求項6】 走査光の送光方向を検出する手段をさら
に有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに
記載の距離画像入力装置。
6. The range image input device according to claim 1, further comprising a unit configured to detect a direction in which the scanning light is transmitted.
【請求項7】 上記走査光の送光方向を検出する手段
は、 走査光を分割する手段と、 上記分割された走査光を受光して受光位置から、走査光
の送光方向を検出する受光位置検出手段を含むことを特
徴とする請求項6記載の距離画像入力装置。
7. A means for detecting the direction in which the scanning light is transmitted, a means for splitting the scanning light, and a light receiving means for receiving the divided scanning light and detecting a light transmitting direction of the scanning light from a light receiving position. 7. The range image input device according to claim 6, further comprising a position detecting unit.
【請求項8】 対象物をスリット光によって照明及び走
査する輝度変調可能な光源部と、 上記対象物からの反射光を電気信号に変換し、上記輝度
変調と同期した感度変調が可能な、m×nの行列状に配
列された画素アレイと、 上記スリット光の走査と同期して上記画素アレイの駆動
及び信号読み出しを行う画素駆動回路と、 を有することを特徴とする距離画像入力装置。
8. A light source unit capable of luminance modulation for illuminating and scanning an object by slit light, and a light source capable of converting reflected light from the object into an electric signal and performing sensitivity modulation synchronized with the luminance modulation. A distance image input device, comprising: a pixel array arranged in a matrix of xn; and a pixel driving circuit that drives the pixel array and reads signals in synchronization with the scanning of the slit light.
【請求項9】 請求項8に記載の距離画像入力装置にお
いて、 距離画像を入力する前に、スリット光の予備走査及び予
備距離画像入力する機能を有することを特徴とする距離
画像入力装置。
9. The distance image input device according to claim 8, further comprising a function of performing preliminary scanning of slit light and inputting a preliminary distance image before inputting a distance image.
【請求項10】 請求項8または9に記載の距離画像入
力装置において、 スリット光の走査手段としてマイクロミラーを用いるこ
とを特徴とする距離画像入力装置。
10. The distance image input device according to claim 8, wherein a micro mirror is used as a slit light scanning unit.
【請求項11】 請求項8乃至10のいずれかに記載の
距離画像入力装置において、 感度変調は画素アレイの各行あるいは各列ごとに一定期
間行われるとともに、画素の信号を読み出す期間は感度
変調及び照明が停止するようにタイミング設定されるこ
とを特徴とする距離画像入力装置。
11. The distance image input device according to claim 8, wherein the sensitivity modulation is performed for each row or each column of the pixel array for a fixed period, and the period for reading out the pixel signal is the sensitivity modulation and the modulation. A distance image input device, wherein timing is set so that illumination stops.
JP2000224346A 2000-07-25 2000-07-25 Depth map input device Withdrawn JP2002039716A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000224346A JP2002039716A (en) 2000-07-25 2000-07-25 Depth map input device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000224346A JP2002039716A (en) 2000-07-25 2000-07-25 Depth map input device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002039716A true JP2002039716A (en) 2002-02-06

Family

ID=18718329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000224346A Withdrawn JP2002039716A (en) 2000-07-25 2000-07-25 Depth map input device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002039716A (en)

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005073822A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Nidek Co Ltd Ophthalmologic imaging apparatus
JP2010271306A (en) * 2009-04-24 2010-12-02 Panasonic Electric Works Co Ltd Distance image sensor
CN102314707A (en) * 2010-05-12 2012-01-11 微软公司 Scanning beam depth map to the 2D image
JP2012168049A (en) * 2011-02-15 2012-09-06 Stanley Electric Co Ltd Distance image generation device and method
JP2013050310A (en) * 2011-08-30 2013-03-14 Stanley Electric Co Ltd Distance image generation device
JP2015513825A (en) * 2012-02-15 2015-05-14 メサ・イメージング・アー・ゲーMesa Imaging Ag Time-of-flight camera with stripe lighting
JP2015201733A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and method for controlling the same
JP6025081B2 (en) * 2013-02-28 2016-11-16 株式会社テクノロジーハブ Distance image sensor
JP2017520134A (en) * 2014-04-07 2017-07-20 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド Method for sensing optical events, optical event sensor therefor, and distance measuring mobile device
KR101815417B1 (en) * 2017-03-28 2018-01-04 성균관대학교산학협력단 Method for acquiring location information of subject using virtual height
JP2018050318A (en) * 2017-11-02 2018-03-29 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition device, imaging device, and calculation device
US10142566B2 (en) 2013-02-01 2018-11-27 Hamamatsu Photonics K.K. Rolling readout type camera and imaging method for using the same
JP2018536144A (en) * 2015-09-18 2018-12-06 クアルコム,インコーポレイテッド Implementation of focal plane 2D APD array for HYPERION rider system
WO2018221049A1 (en) * 2017-05-31 2018-12-06 シャープ株式会社 Optical radar apparatus
JP2019527830A (en) * 2016-08-11 2019-10-03 クアルコム,インコーポレイテッド System and method for measuring a referenced and returned light beam in an optical system
JP2020504310A (en) * 2017-01-20 2020-02-06 カーネギー メロン ユニバーシティ A method for epipolar time-of-flight imaging
WO2020105239A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Optical module and ranging device
JP2020126060A (en) * 2014-01-29 2020-08-20 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Device and method for extracting depth information
US10775506B2 (en) 2017-01-31 2020-09-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging system
WO2021049151A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Distance measurement device and distance measurement mechanism deviation adjustment method for same
WO2021193532A1 (en) 2020-03-23 2021-09-30 国立大学法人静岡大学 Range image acquisition device
JP2022525374A (en) * 2019-03-15 2022-05-12 上海図漾信息科技有限公司 Depth data measuring head, measuring device and measuring method
US11425357B2 (en) 2015-02-13 2022-08-23 Carnegie Mellon University Method for epipolar time of flight imaging
US11493634B2 (en) 2015-02-13 2022-11-08 Carnegie Mellon University Programmable light curtains
US11747135B2 (en) 2015-02-13 2023-09-05 Carnegie Mellon University Energy optimized imaging system with synchronized dynamic control of directable beam light source and reconfigurably masked photo-sensor
WO2023199490A1 (en) * 2022-04-14 2023-10-19 任天堂株式会社 Information processing system and information processing method
US11972586B2 (en) 2015-02-13 2024-04-30 Carnegie Mellon University Agile depth sensing using triangulation light curtains

Cited By (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005073822A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Nidek Co Ltd Ophthalmologic imaging apparatus
JP2010271306A (en) * 2009-04-24 2010-12-02 Panasonic Electric Works Co Ltd Distance image sensor
CN102314707A (en) * 2010-05-12 2012-01-11 微软公司 Scanning beam depth map to the 2D image
JP2012168049A (en) * 2011-02-15 2012-09-06 Stanley Electric Co Ltd Distance image generation device and method
JP2013050310A (en) * 2011-08-30 2013-03-14 Stanley Electric Co Ltd Distance image generation device
JP2015513825A (en) * 2012-02-15 2015-05-14 メサ・イメージング・アー・ゲーMesa Imaging Ag Time-of-flight camera with stripe lighting
US10142566B2 (en) 2013-02-01 2018-11-27 Hamamatsu Photonics K.K. Rolling readout type camera and imaging method for using the same
US10602087B2 (en) 2013-02-01 2020-03-24 Hamamatsu Photonics K.K Image acquisition device, and imaging device
US10362245B2 (en) 2013-02-01 2019-07-23 Hamamatsu Photonics K.K. Imaging device that performs rolling readout of pixel rows to acquire an image of an object
JP6025081B2 (en) * 2013-02-28 2016-11-16 株式会社テクノロジーハブ Distance image sensor
JPWO2014132767A1 (en) * 2013-02-28 2017-02-02 株式会社テクノロジーハブ Distance image sensor
JP2020126060A (en) * 2014-01-29 2020-08-20 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Device and method for extracting depth information
JP7237114B2 (en) 2014-01-29 2023-03-10 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Depth information extractor
JP2021165749A (en) * 2014-01-29 2021-10-14 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Depth information extraction device
US10295669B2 (en) 2014-04-07 2019-05-21 Samsung Electronics Co., Ltd. High resolution, high frame rate, low power image sensor
JP2017520134A (en) * 2014-04-07 2017-07-20 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド Method for sensing optical events, optical event sensor therefor, and distance measuring mobile device
JP2015201733A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and method for controlling the same
US11493634B2 (en) 2015-02-13 2022-11-08 Carnegie Mellon University Programmable light curtains
US11425357B2 (en) 2015-02-13 2022-08-23 Carnegie Mellon University Method for epipolar time of flight imaging
US11747135B2 (en) 2015-02-13 2023-09-05 Carnegie Mellon University Energy optimized imaging system with synchronized dynamic control of directable beam light source and reconfigurably masked photo-sensor
US11972586B2 (en) 2015-02-13 2024-04-30 Carnegie Mellon University Agile depth sensing using triangulation light curtains
US11846730B2 (en) 2015-09-18 2023-12-19 Qualcomm Incorporated Implementation of the focal plane 2D APD array for hyperion Lidar system
JP2018536144A (en) * 2015-09-18 2018-12-06 クアルコム,インコーポレイテッド Implementation of focal plane 2D APD array for HYPERION rider system
JP2019527830A (en) * 2016-08-11 2019-10-03 クアルコム,インコーポレイテッド System and method for measuring a referenced and returned light beam in an optical system
JP2020504310A (en) * 2017-01-20 2020-02-06 カーネギー メロン ユニバーシティ A method for epipolar time-of-flight imaging
JP7244013B2 (en) 2017-01-20 2023-03-22 カーネギー メロン ユニバーシティ Methods for epipolar time-of-flight imaging
US10775506B2 (en) 2017-01-31 2020-09-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging system
KR101815417B1 (en) * 2017-03-28 2018-01-04 성균관대학교산학협력단 Method for acquiring location information of subject using virtual height
US11675064B2 (en) 2017-05-31 2023-06-13 Sharp Kabushiki Kaisha Optical radar apparatus
WO2018221049A1 (en) * 2017-05-31 2018-12-06 シャープ株式会社 Optical radar apparatus
JP2018050318A (en) * 2017-11-02 2018-03-29 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition device, imaging device, and calculation device
WO2020105239A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Optical module and ranging device
JPWO2020105239A1 (en) * 2018-11-22 2021-10-14 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Optical module and distance measuring device
JP7356452B2 (en) 2018-11-22 2023-10-04 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Optical module and distance measuring device
JP7224708B2 (en) 2019-03-15 2023-02-20 上海図漾信息科技有限公司 Depth data measuring head, measuring device and measuring method
JP7224708B6 (en) 2019-03-15 2023-04-18 上海図漾信息科技有限公司 Depth data measuring head, measuring device and measuring method
JP2022525374A (en) * 2019-03-15 2022-05-12 上海図漾信息科技有限公司 Depth data measuring head, measuring device and measuring method
US11885613B2 (en) 2019-03-15 2024-01-30 Shanghai Percipio Technology Limited Depth data measuring head, measurement device and measuring method
WO2021049151A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Distance measurement device and distance measurement mechanism deviation adjustment method for same
WO2021193532A1 (en) 2020-03-23 2021-09-30 国立大学法人静岡大学 Range image acquisition device
WO2023199490A1 (en) * 2022-04-14 2023-10-19 任天堂株式会社 Information processing system and information processing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002039716A (en) Depth map input device
US10845468B2 (en) Coherent LADAR using intra-pixel quadrature detection
US7834985B2 (en) Surface profile measurement
JP4405154B2 (en) Imaging system and method for acquiring an image of an object
US10637574B2 (en) Free space optical communication system
JP5512675B2 (en) Rolling camera system
JP5665159B2 (en) Distance image sensor
JP2019529958A (en) System and method for determining distance to an object
JP2018531374A (en) System and method for measuring distance to an object
JP2018531374A6 (en) System and method for measuring distance to an object
JP3695188B2 (en) Shape measuring apparatus and shape measuring method
KR930007296A (en) 3D stereoscopic information acquisition device
EP3994484A1 (en) Time-of-flight imaging apparatus and time-of-flight imaging method
JP2003247809A (en) Distance information input device
JP2001264014A (en) Optical sensor and three-dimensional shape measuring instrument
US11860309B2 (en) 3D imaging system and method of 3D imaging
JP2001268445A (en) Photosensor and three-dimensional shape measuring device
KR101866764B1 (en) Range Image Sensor comprised of Combined Pixel
JP3711808B2 (en) Shape measuring apparatus and shape measuring method
JP5624267B2 (en) Infrared imaging apparatus and infrared imaging method
JP2001028766A (en) Three-dimensional image detector
JP3219071B2 (en) Infrared laser imaging device
JPH0918772A (en) Microscopic image analyzer
JP4266286B2 (en) Distance information acquisition device and distance information acquisition method
JP2002296032A (en) Position detector

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20071002