JPH11142122A - Range finder - Google Patents

Range finder

Info

Publication number
JPH11142122A
JPH11142122A JP10486598A JP10486598A JPH11142122A JP H11142122 A JPH11142122 A JP H11142122A JP 10486598 A JP10486598 A JP 10486598A JP 10486598 A JP10486598 A JP 10486598A JP H11142122 A JPH11142122 A JP H11142122A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light intensity
laser light
intensity
laser
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.)
Granted
Application number
JP10486598A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3672731B2 (en
Inventor
Takeo Azuma
健夫 吾妻
Kenya Uomori
謙也 魚森
Atsushi Morimura
森村  淳
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP10486598A priority Critical patent/JP3672731B2/en
Publication of JPH11142122A publication Critical patent/JPH11142122A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3672731B2 publication Critical patent/JP3672731B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a range finder for reducing the error of a laser beam intensity ratio due to the noise of an optical system and a signal processing system and improving measurement accuracy. SOLUTION: A rotary mirror 104 lets a laser beam from a light source 101 emitting lights of plural wavelengths sweep over an object. A light intensity control part 103 fixes the intensity of one laser beam and linearly changes the intensity of the other laser beam in the first half section of a scanning cycle and linearly changes the intensity of one laser beam and fixes the intensity of the other laser beam in the second half section of the scanning cycle. The laser beams are scanned by the rotary mirror 104, the angle of a measurement point is calculated from the light intensity ratio of the light separated from reflected laser beams from the object 106 and a distance to the object is calculated in a distance calculation part.

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、物体の3次元形状
の計測を行うレンジファインダ装置に関する。
The present invention relates to a range finder for measuring a three-dimensional shape of an object.

【0002】[0002]

【従来の技術】投影光と観察画像の三角測量に基づいて
3次元形状計測を行うレンジファインダ装置としては、
例えば、図25に示すようなものが提案されている。
2. Description of the Related Art As a range finder device for performing three-dimensional shape measurement based on triangulation of projection light and observation image,
For example, the one shown in FIG. 25 has been proposed.

【0003】図25において、1A、1Bは波長のわず
かに異なるレーザ光源、2は前記波長の異なるレーザ光
源からのレーザ光を合成するハーフミラー、3は前記レ
ーザ光源の光強度を制御する光源制御部、4はレーザ光
を走査する回転ミラー、5は回転ミラーを制御する回転
制御部、6は被写体、7はCCD上に像を結ぶためのレ
ンズ、8A、8Bはレーザ光源の波長の光を分離する光
波長分離フィルタ、9A、9Bはモノクロ画像を撮像す
るCCD、9Cはカラー画像を撮像するCCD、10
A、10Bはモノクロカメラの信号処理部、11はカラ
ーカメラの信号処理部、12はCCD9A、9Bによっ
て撮影したレーザ光の強度から被写体の距離もしくは形
状を計算する距離計算部、13は装置全体の同期を調整
する制御部である。以下、このように構成されたレンジ
ファインダ装置の動作について説明する。
In FIG. 25, 1A and 1B are laser light sources having slightly different wavelengths, 2 is a half mirror for synthesizing laser light from the laser light sources having different wavelengths, and 3 is a light source control for controlling the light intensity of the laser light sources. , 4 is a rotating mirror for scanning the laser light, 5 is a rotation control unit for controlling the rotating mirror, 6 is a subject, 7 is a lens for forming an image on the CCD, and 8A and 8B are light of the wavelength of the laser light source. 9A and 9B are CCDs for capturing a monochrome image; 9C is a CCD for capturing a color image;
A and 10B are signal processing units of a monochrome camera, 11 is a signal processing unit of a color camera, 12 is a distance calculation unit that calculates the distance or shape of a subject from the intensity of laser light captured by the CCDs 9A and 9B, and 13 is the entire apparatus. This is a control unit for adjusting synchronization. Hereinafter, the operation of the range finder device thus configured will be described.

【0004】レーザ光源1A、1Bは波長のわずかに異
なるレーザ光を発する。このレーザ光は、後述の回転ミ
ラーの走査方向と垂直な光断面を有するライン光であ
り、回転ミラーが水平方向に走査する場合は垂直方向の
ライン光となる。これら2つの光源の波長特性を図26
に示す。波長の近い2つの光源を用いるのは、被写体の
反射率の波長依存性の影響を受けにくくするためであ
る。レーザ光源1A、1Bから発せられたレーザ光はハ
ーフミラー2によって合成され、回転ミラー4によって
被写体6に走査される。
[0004] The laser light sources 1A and 1B emit laser light having slightly different wavelengths. This laser light is line light having a light section perpendicular to the scanning direction of the rotating mirror described later, and becomes vertical line light when the rotating mirror scans in the horizontal direction. The wavelength characteristics of these two light sources are shown in FIG.
Shown in The two light sources having similar wavelengths are used in order to reduce the influence of the wavelength dependence of the reflectance of the subject. The laser beams emitted from the laser light sources 1A and 1B are combined by the half mirror 2 and scanned on the subject 6 by the rotating mirror 4.

【0005】このレーザ光の走査は、回転制御部5がフ
ィールド周期で回転ミラー4を駆動することにより行わ
れる。その際に、双方の光源の光強度を1フィールド周
期内で、図27(a)に示すように変化させる。レーザ
光強度の変化とミラー角の駆動とを同期させることによ
り、2つのレーザ光強度をCCD9A、9Bによりモニ
タしてその光強度比を算出することにより、一走査周期
における時刻を測定することができる。例えば、図27
(b)に示すように、光強度がIA0/IB0の場合に
は、走査時刻はt0と測定され、その測定値から回転ミ
ラー4の回転角(φ)が判明する。
[0005] The scanning of the laser beam is performed by the rotation controller 5 driving the rotating mirror 4 at a field cycle. At this time, the light intensities of both light sources are changed within one field cycle as shown in FIG. By synchronizing the change of the laser light intensity with the driving of the mirror angle, the two laser light intensities are monitored by the CCDs 9A and 9B and the light intensity ratio is calculated, so that the time in one scanning cycle can be measured. it can. For example, FIG.
As shown in (b), when the light intensity is IA0 / IB0, the scanning time is measured as t0, and the rotation angle (φ) of the rotating mirror 4 is determined from the measured value.

【0006】このように、2つのレーザ光強度の比とミ
ラー角(すなわち光源側から見た被写体の角度)とが1
対1に対応させることにより、後述する距離計算部にお
いて、双方の光源の光を撮影した信号レベルの比から三
角測量の原理により被写体の距離もしくは形状が計算さ
れる。
As described above, the ratio between the two laser beam intensities and the mirror angle (ie, the angle of the subject viewed from the light source side) is 1
By associating with one-to-one, a distance calculation unit, which will be described later, calculates the distance or shape of the subject from the ratio of the signal levels obtained by capturing the light of both light sources, based on the principle of triangulation.

【0007】レンズ7はCCD9A、9B、9C上に被
写体の像を結ぶ。光波長分離フィルタ8Aは、光源1A
の波長の光を透過し、他の波長の光を反射する。光波長
分離フィルタ8Bは、光源1Bの波長の光を透過し、他
の波長の光を反射する。その結果、光源1A、1Bの光
の被写体からの反射光はCCD9A、9Bにより撮影さ
れ、他の波長の光はカラー画像としてCCD9Cにより
撮影される。
The lens 7 forms an image of a subject on the CCDs 9A, 9B, 9C. The light wavelength separation filter 8A includes a light source 1A
, And reflects light of other wavelengths. The light wavelength separation filter 8B transmits light of the wavelength of the light source 1B and reflects light of another wavelength. As a result, the reflected light of the light of the light sources 1A and 1B from the subject is photographed by the CCDs 9A and 9B, and the light of other wavelengths is photographed by the CCD 9C as a color image.

【0008】光源A信号処理部10Aと光源B信号処理
部10Bは、CCD9A、9Bの出力について通常のモ
ノクロカメラと同様の信号処理を行う。カラーカメラ信
号処理部11は、CCD9Cの出力について通常のカラ
ーカメラの信号処理を行う。
The light source A signal processing unit 10A and the light source B signal processing unit 10B perform the same signal processing on the outputs of the CCDs 9A and 9B as in a normal monochrome camera. The color camera signal processing unit 11 performs normal color camera signal processing on the output of the CCD 9C.

【0009】距離計算部12は、各光源の波長について
CCD9A、9Bにより撮影された信号レベルの比、基
線長、画素の座標値から、各画素について距離計算を行
う。
The distance calculator 12 calculates the distance for each pixel from the ratio of the signal levels photographed by the CCDs 9A and 9B, the base line length, and the coordinate value of the pixel for each light source wavelength.

【0010】図28(a)(b)は、その距離計算を図形的
に説明する図である。同図において、Oはレンズ7の中
心、Pは被写体上の点、Qは回転ミラーの回転軸の位置
である。また、説明を簡単にするため、CCD9の位置
を被写体側に折り返して示している。また、OQの長さ
(基線長)をL、xz平面内でQから見たPの角度を
φ、yz平面内でOからみたPの角度をωとすると、図
計的な関係より、Pの3次元座標は以下の式で計算され
る。
FIGS. 28 (a) and 28 (b) are diagrams for graphically explaining the distance calculation. In the figure, O is the center of the lens 7, P is a point on the subject, and Q is the position of the rotation axis of the rotating mirror. Further, for simplicity of explanation, the position of the CCD 9 is shown folded back toward the subject. If the length of OQ (base line length) is L, the angle of P as viewed from Q in the xz plane is φ, and the angle of P as viewed from O in the yz plane is ω, P Are calculated by the following equation.

【0011】[0011]

【数1】 式(1)のφについては、前述のとおり、CCD9A、
9Bによりモニタしたレーザ光源1A、1Bの光強度比
によって計算し、θ、ωについては画素の座標値から計
算する。式(1)に示した値のうち、すべてを計算する
と形状を求めることになり、zのみであれば距離画像を
求めることになる。
(Equation 1) As for φ in the equation (1), as described above, the CCD 9A,
9B is calculated based on the light intensity ratio of the laser light sources 1A and 1B monitored, and θ and ω are calculated from the coordinate values of the pixels. When all of the values shown in Expression (1) are calculated, the shape is obtained, and if only z is obtained, the distance image is obtained.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、2つのレーザ光強度の双方を走査フィ
ールド内で変化させているため、図27(b)に示すよ
うに、光強度比の変化率はリニアにならず、走査開始時
刻と走査終了時刻とで曲線的に変動する。CCD9A、
9Bにより撮影した画像データのノイズに起因するレー
ザ光強度比の誤差は距離もしくは形状の計測誤差の主な
原因となるが、レーザ光強度比の変化率が一定でない場
合には、ノイズに起因する光強度測定誤差が発生しやす
いという問題がある。
However, in the above configuration, since both of the two laser beam intensities are changed within the scanning field, as shown in FIG. The rate of change is not linear, but varies in a curve between the scan start time and the scan end time. CCD 9A,
The error in the laser light intensity ratio caused by noise in the image data captured by 9B is a major cause of the distance or shape measurement error. However, when the rate of change in the laser light intensity ratio is not constant, the error is caused by the noise. There is a problem that a light intensity measurement error easily occurs.

【0013】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、光学系、信号処理系でのノイズの影響を低減
し、計測精度を向上するレンジファインダ装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a range finder device that reduces the influence of noise in an optical system and a signal processing system and improves measurement accuracy.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、以下の構成を採る。
The present invention employs the following structure in order to solve the above-mentioned problems.

【0015】請求項1記載の発明は、複数の波長の光を
発する光源からのレーザ光を被写体に走査させる走査手
段と、この走査手段の走査周期と同期して前記レーザ光
の光強度を変化させる光強度制御手段と、前記被写体か
らの反射レーザ光から前記複数の波長と同一波長の光を
各々分離する波長分離手段と、前記分離した光の光強度
比から前記走査手段における計測点の角度を算出し被写
体までの距離計算を行う距離計算手段と、を具備する構
成とした。
According to a first aspect of the present invention, there is provided scanning means for scanning a subject with laser light from a light source emitting light of a plurality of wavelengths, and changing the light intensity of the laser light in synchronization with a scanning cycle of the scanning means. Light intensity control means for causing light to be separated from light having the same wavelength as the plurality of wavelengths from the reflected laser light from the subject; and an angle of a measurement point in the scanning means based on a light intensity ratio of the separated light. And a distance calculating means for calculating the distance to the subject.

【0016】この構成により、レーザ強度比の誤差によ
る走査手段における計測点の角度誤差を小さくすること
ができるため、光学系、信号処理系でのノイズの影響を
低減し、計測精度を向上するレンジファインダ装置を得
ることができる。
With this configuration, the angle error of the measurement point in the scanning means due to the error of the laser intensity ratio can be reduced, so that the influence of noise in the optical system and the signal processing system is reduced, and the measurement accuracy is improved. A finder device can be obtained.

【0017】また、請求項2記載の発明は、光強度制御
手段は、走査周期の前半区間では、一方のレーザ光強度
を一定にし、他方のレーザ光強度を直線的に変化させる
一方、走査周期の後半区間では、一方のレーザ光強度を
直線的に変化させ、他方のレーザ光強度を一定にするよ
う構成した。
According to a second aspect of the present invention, in the first half of the scanning period, the light intensity control means keeps one laser light intensity constant and linearly changes the other laser light intensity, In the latter half section, one laser light intensity is changed linearly and the other laser light intensity is made constant.

【0018】この構成により、レーザ光強度比の変化率
を全走査区間において常に一定にすることができるとと
もに、レーザ光強度の比の範囲を大きくとることができ
るので、ノイズの影響によるレーザ光強度比の計測誤差
を最小限に抑えることができ、その結果正確に光源側か
ら見た計測点の角度(φ)を決定できることとなる。
According to this configuration, the rate of change of the laser beam intensity ratio can be always kept constant in all scanning sections, and the range of the laser beam intensity ratio can be widened. The measurement error of the ratio can be minimized, and as a result, the angle (φ) of the measurement point viewed from the light source side can be accurately determined.

【0019】また、請求項3記載の発明は、請求項2記
載のレンジファインダ装置において、距離計算手段は、
レーザ光強度の大小関係とレーザ光強度の比との双方か
ら、走査手段における計測点の角度を決定するよう構成
した。
According to a third aspect of the present invention, in the range finder device of the second aspect, the distance calculating means includes:
The angle of the measurement point in the scanning means is determined from both the magnitude relationship of the laser beam intensity and the ratio of the laser beam intensity.

【0020】この構成により、現在の走査点が、走査区
間の前半、後半のいずれのどの点に存在するかが確実に
検出できる。
With this configuration, it is possible to reliably detect which point in the first half or the second half of the scanning section the current scanning point exists.

【0021】また、請求項4記載の発明は、請求項2又
は請求項3記載のレンジファインダ装置において、光強
度制御手段は、予め測定したノイズレベルの特性に応じ
てレーザ光強度を補正するよう構成した。
According to a fourth aspect of the present invention, in the range finder device of the second or third aspect, the light intensity control means corrects the laser light intensity in accordance with a noise level characteristic measured in advance. Configured.

【0022】この構成により、予め測定した装置の光学
系、信号処理系に起因するノイズを補正するようにレー
ザ光強度を制御することができ、ノイズの影響を更に低
減し、計測精度を格段と向上するレンジファインダ装置
を得ることができる。
According to this configuration, the laser beam intensity can be controlled so as to correct the noise caused by the optical system and the signal processing system of the apparatus measured in advance, the influence of the noise is further reduced, and the measurement accuracy is significantly improved. An improved range finder device can be obtained.

【0023】また、請求項5記載の発明は、請求項1乃
至請求項4のいずれかに記載のレンジファインダ装置に
おいて、距離計算手段は、着目画素近傍の複数の周辺画
素におけるレーザ光強度比の平均値、重み付け平均値、
または、着目画素と周辺画素とのメディアン値を用い
て、着目画素におけるレーザ強度比を計算する構成とし
た。
According to a fifth aspect of the present invention, in the range finder device according to any one of the first to fourth aspects, the distance calculating means calculates the laser light intensity ratio of a plurality of peripheral pixels near the pixel of interest. Average, weighted average,
Alternatively, the laser intensity ratio at the target pixel is calculated using the median value of the target pixel and the peripheral pixels.

【0024】この構成により、レーザ光強度比の一様な
領域においてはレーザ強度比のノイズを低減でき、ま
た、ランダムに生じるノイズについてはノイズレベルを
n分の1(nは対象とする周辺画素数)にすることがで
き、計測精度の向上が図られる。
With this configuration, the noise of the laser intensity ratio can be reduced in the region where the laser light intensity ratio is uniform, and the noise level of the randomly generated noise is reduced to 1 / n (where n is the peripheral pixel of interest). ), And the measurement accuracy is improved.

【0025】また、請求項6記載の発明は、請求項1乃
至請求項4のいずれかに記載のレンジファインダ装置に
おいて、距離計算手段は、各光源のレーザー光の垂直方
向の強度分布と各受光部の感度特性を考慮して光強度を
補正し、補正後の光強度の比を用いて距離計算を行なう
構成とした。
According to a sixth aspect of the present invention, in the range finder device according to any one of the first to fourth aspects, the distance calculating means includes a vertical intensity distribution of the laser light of each light source and each of the light receiving portions. The light intensity is corrected in consideration of the sensitivity characteristics of the unit, and the distance is calculated using the corrected light intensity ratio.

【0026】この構成により、2つのレーザー光源から
のライン光の垂直方向の強度分布(垂直プロファイル)
が一致しない場合でも、計測精度を保つことができる。
With this configuration, the vertical intensity distribution (vertical profile) of the line light from the two laser light sources
Even if does not match, the measurement accuracy can be maintained.

【0027】また、請求項7記載の発明は、請求項1乃
至請求項4のいずれかに記載のレンジファインダ装置に
おいて、距離計算手段は、各光源のレーザー光の垂直方
向の強度分布と各受光部の感度特性を考慮して光強度比
を補正し、補正後の光強度比を用いて距離計算を行う構
成とした。
According to a seventh aspect of the present invention, in the range finder device according to any one of the first to fourth aspects, the distance calculating means includes: a vertical intensity distribution of the laser light of each light source; The light intensity ratio is corrected in consideration of the sensitivity characteristics of the unit, and the distance calculation is performed using the corrected light intensity ratio.

【0028】この構成により、2つのレーザー光源から
のライン光の垂直方向の強度分布(垂直プロファイル)
が一致しない場合でも、計測精度を保つことができる。
With this configuration, the vertical intensity distribution (vertical profile) of the line light from the two laser light sources
Even if does not match, the measurement accuracy can be maintained.

【0029】また、請求項8記載の発明は、請求項6又
は請求項7記載のレンジファインダ装置において、前記
被写体からの反射レーザ光を受光するカメラを有し、こ
のカメラと光源とを、光源からの光線のカメラ視野内で
の軌跡であるエピポーラ線が平行になるような位置関係
に配置する構成とした。
According to an eighth aspect of the present invention, in the range finder according to the sixth or seventh aspect, there is provided a camera for receiving the reflected laser light from the object, and the camera and the light source are connected to a light source. Are arranged in such a manner that the epipolar lines, which are the trajectories of the light rays from the camera within the visual field of the camera, become parallel.

【0030】この構成により、基準距離における光強度
もしくは光強度比の補正による距離測定精度の改善効果
が、被写体距離が基準距離から離れた場合にも得ること
ができる。
With this configuration, the effect of improving the distance measurement accuracy by correcting the light intensity or the light intensity ratio at the reference distance can be obtained even when the subject distance is far from the reference distance.

【0031】また、請求項9記載の発明は、請求項1乃
至請求項8記載のレンジファインダ装置において、レー
ザ光の光強度を変化させる際に、レーザー光の強度変調
信号に高周波を重畳する構成とした。
According to a ninth aspect of the present invention, in the range finder device according to the first to eighth aspects, when changing the light intensity of the laser light, a high frequency is superimposed on the intensity modulation signal of the laser light. And

【0032】この構成により、スペックルノイズを低減
し、距離測定精度を改善し測定可能距離範囲を拡大する
ことができる。
With this configuration, speckle noise can be reduced, distance measurement accuracy can be improved, and the measurable distance range can be expanded.

【0033】また、請求項10記載の発明は、請求項1
乃至請求項9記載のレンジファインダ装置において、走
査手段は、ガルバノミラーとポリゴンミラーを用いるこ
とにより、レーザ光を被写体に走査させる構成とした。
[0033] The tenth aspect of the present invention is the first aspect of the present invention.
In the range finder according to the ninth aspect, the scanning means uses a galvanomirror and a polygon mirror to scan the object with laser light.

【0034】この構成により、垂直方向の光強度比を一
定にしたレーザー光走査を行え、光強度もしくは光強度
比の補正を行わずに、距離計測を行うことができる。
With this configuration, laser beam scanning with a constant light intensity ratio in the vertical direction can be performed, and distance measurement can be performed without correcting the light intensity or the light intensity ratio.

【0035】また、請求項11記載の発明は、請求項1
乃至請求項10記載のレンジファインダ装置において、
波長分離手段は、撮像面に対して傾斜させて配置した干
渉フィルターにより、波長分離を行なう構成とした。
The invention according to claim 11 is the same as the invention according to claim 1.
The range finder device according to any one of claims 10 to 10,
The wavelength separating means is configured to perform wavelength separation by using an interference filter that is arranged to be inclined with respect to the imaging surface.

【0036】この構成により、光源のコヒーレンスによ
り生じるモアレ縞の発生を低減することができる。
With this configuration, it is possible to reduce the occurrence of moire fringes caused by the coherence of the light source.

【0037】また、請求項12記載の距離計測方法の発
明は、1波長のレーザー光源に対する光強度変調信号に
振幅が時間的に変化する高周波を重畳し、強度変調した
前記レーザー光を回転ミラーにより被写体に走査し、被
写体からの反射光をCCDにより撮像する一方、前記C
CDの着目画素近傍での光強度分布について上限と下限
の2つの包絡線検出と局所平均検出を行ない、前記2つ
の包絡線の差と前記局所平均値の比に基づいて光源から
見た被写体への角度情報を計算し、前記着目画素の座標
値に基づいて前記CCDから見た被写体への角度情報を
計算し、計算した前記角度情報と基線長とを用いてフィ
ールド期間毎に各画素について距離計測を行うようにし
た。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a distance measuring method according to the present invention, wherein a high frequency wave whose amplitude changes with time is superimposed on a light intensity modulation signal for a one-wavelength laser light source, and the intensity-modulated laser light is rotated by a rotating mirror. The object is scanned, and the reflected light from the object is imaged by the CCD.
For the light intensity distribution in the vicinity of the target pixel of the CD, two envelope detections of the upper limit and the lower limit are performed, and local average detection is performed. Based on the ratio of the difference between the two envelopes and the local average value, the object is viewed from the light source. Angle information to the subject viewed from the CCD based on the coordinate value of the pixel of interest, and the distance for each pixel for each field period using the calculated angle information and the base line length. Measured.

【0038】この構成により、1波長のレーザー光源に
よる1回の走査からフィールド毎に各画素についての距
離計測を行うことができる。
With this configuration, it is possible to measure the distance of each pixel for each field from one scan by the laser light source of one wavelength.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、本発明の
一実施の形態に係るレンジファインダ装置について、図
面を用いて説明する。
(Embodiment 1) Hereinafter, a range finder device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0040】図1は、本発明の実施の形態1におけるレ
ンジファインダ装置の概略構成を示すブロック図であ
る。図1において、101A、101Bは波長のわずか
に異なるレーザ光源、102は前記波長の異なるレーザ
光源からのレーザ光を合成するハーフミラー、103は
前記レーザ光源の光強度を制御する光源制御部、104
はレーザ光を走査する回転ミラー、105は回転ミラー
を制御する回転制御部、106は被写体、107はCC
D上に像を結ぶためのレンズ、108A、108Bはレ
ーザ光源の波長の光を分離する光波長分離フィルタ、1
09A、109Bはモノクロ画像を撮像するCCD、1
09Cはカラー画像を撮像するCCD、110A、10
Bはモノクロカメラの信号処理部、111はカラーカメ
ラの信号処理部、112はCCD109A、109Bに
よって撮影したレーザ光の強度から被写体の距離もしく
は形状を計算する距離計算部、113は装置全体の同期
を調整する制御部である。以下に上記構成の動作につい
て説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a range finder device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 101A and 101B are laser light sources having slightly different wavelengths, 102 is a half mirror for synthesizing laser light from the laser light sources having different wavelengths, 103 is a light source control unit for controlling light intensity of the laser light sources, 104
Is a rotating mirror that scans a laser beam, 105 is a rotation control unit that controls the rotating mirror, 106 is a subject, 107 is a CC
Lenses for forming an image on D, 108A and 108B are optical wavelength separation filters for separating light of the wavelength of the laser light source,
09A and 109B are CCDs for capturing monochrome images, 1
09C is a CCD for capturing a color image, 110A, 10C.
B is a signal processing unit of a monochrome camera, 111 is a signal processing unit of a color camera, 112 is a distance calculation unit that calculates the distance or shape of a subject from the intensity of laser light captured by the CCDs 109A and 109B, and 113 is a synchronization unit. It is a control unit for adjustment. The operation of the above configuration will be described below.

【0041】101A、101Bは波長のわずかに異な
るレーザ光(後述する回転ミラー104による走査方向
と垂直な光切断面を持つライン光)を発する。この波長
特性は、図10に示したものと同様である。波長の近い
2つの光源を用いるのは、被写体の反射率の波長依存性
の影響を受けにくくするためである。双方の光源から発
せられたレーザ光はハーフミラー102によって合成さ
れ、回転ミラー104によって被写体106に走査され
る。
Each of the laser beams 101A and 101B emits a laser beam having a slightly different wavelength (line light having a light cutting plane perpendicular to a scanning direction by a rotating mirror 104, which will be described later). This wavelength characteristic is the same as that shown in FIG. The two light sources having similar wavelengths are used in order to reduce the influence of the wavelength dependence of the reflectance of the subject. Laser beams emitted from both light sources are combined by the half mirror 102, and the object 106 is scanned by the rotating mirror 104.

【0042】その際、双方のレーザ光源の光強度をフィ
ールド周期内で、図2に示すように変化させる。つま
り、走査周期の前半区間では、一方のレーザ光の光強度
を一定にし、他方のレーザ光の光強度を直線的に変化さ
せる一方、走査周期の後半区間では、一方のレーザ光強
度を直線的に変化させ、後者のレーザ光強度を一定にす
る。更に、信号レベルの比を、レベル小の値/レベル大
の値として計算するよう構成されている。
At that time, the light intensities of both laser light sources are changed within the field period as shown in FIG. That is, in the first half of the scanning cycle, the light intensity of one laser light is kept constant and the light intensity of the other laser light is changed linearly, while in the second half of the scanning cycle, the intensity of one laser light is changed linearly. To make the latter laser beam intensity constant. Furthermore, it is configured to calculate the ratio of the signal levels as a value of the low level / a value of the high level.

【0043】従って、レーザ光強度比の変化率は、全走
査区間において、常に一定となる。
Accordingly, the rate of change of the laser light intensity ratio is always constant in the entire scanning section.

【0044】回転制御部105は、フィールド周期で回
転ミラーを駆動しレーザ光を走査する。レーザ光強度の
変化とミラー角の駆動を同期させることにより、後述す
る距離計算部において、2つのレーザ光強度の比と両者
の大小関係から、光源側から見た計測点の角度を決定で
きる。
The rotation control unit 105 drives a rotating mirror at a field cycle to scan with a laser beam. By synchronizing the change in the laser light intensity with the driving of the mirror angle, the distance calculation unit, which will be described later, can determine the angle of the measurement point viewed from the light source from the ratio of the two laser light intensities and the magnitude relationship between the two.

【0045】図3は、制御部113からの垂直同期信号
(a)と光源101A、光源101Bの強度変調信号
(b)(c)、回転ミラー104の駆動信号(d)のタ
イミング図である。図示するように、光源101A、1
01Bの強度変調信号(b)(c)と回転ミラー104
の駆動信号(d)を制御部113からの垂直同期信号
(a)に同期させて、レーザ光強度比を変化させながら
レーザ光を走査する。
FIG. 3 is a timing chart of the vertical synchronization signal (a) from the control unit 113, the intensity modulation signals (b) and (c) of the light sources 101A and 101B, and the drive signal (d) of the rotating mirror 104. As shown, as shown in FIG.
01B intensity modulated signals (b) and (c) and rotating mirror 104
Is synchronized with the vertical synchronization signal (a) from the control unit 113 to scan the laser light while changing the laser light intensity ratio.

【0046】レンズ107はCCD109A、109
B、109C上に被写体の像を結ぶ。光波長分離フィル
タ108Aは、光源101Aの波長の光を透過し、他の
波長の光を反射する。光波長分離フィルタ108Bは、
光源101Bの波長の光を反射し、他の波長の光を透過
する。その結果、光源101A、101Bの光の被写体
からの反射光は各々CCD109A、109Bにより撮
影され、他の波長の光はカラー画像としてCCD109
Cにより撮影される。
The lens 107 is a CCD 109A, 109
B and 109C form an image of the subject. The light wavelength separation filter 108A transmits light of the wavelength of the light source 101A and reflects light of another wavelength. The optical wavelength separation filter 108B is
The light of the wavelength of the light source 101B is reflected, and the light of another wavelength is transmitted. As a result, the reflected light of the light of the light sources 101A and 101B from the subject is photographed by the CCDs 109A and 109B, respectively, and the light of the other wavelengths is captured as a color image by the CCD 109A.
Photographed by C.

【0047】光源A信号処理部110Aと光源B信号処
理部110Bは、CCD109A、109Bの出力につ
いて通常のモノクロカメラと同様の信号処理を行う。カ
ラーカメラ信号処理部111は、CCD109Cの出力
について通常のカラーカメラの信号処理を行う。
The light source A signal processing unit 110A and the light source B signal processing unit 110B perform the same signal processing as that of a normal monochrome camera on the outputs of the CCDs 109A and 109B. The color camera signal processing unit 111 performs a normal color camera signal processing on the output of the CCD 109C.

【0048】距離計算部112は、各光源の波長につい
てCCD109A、109Bにより撮影された信号レベ
ルの比、基線長、画素の座標値から、各画素について距
離計算を行う。
The distance calculator 112 calculates the distance for each pixel from the ratio of the signal levels photographed by the CCDs 109A and 109B, the base line length, and the coordinate value of the pixel for each light source wavelength.

【0049】この距離計算は、既に図11により説明し
たと同様の方法により、式(1)によって計算される。
This distance calculation is performed by the equation (1) in the same manner as described with reference to FIG.

【0050】式(1)のφについては、前述のとおり、
CCD9A、9Bによりモニタしたレーザ光源1A、1
Bの光強度比によって計算し、θ、ωについては画素の
座標値から計算する。φの計算は従来と同様の方法によ
り行うが、実施の形態1では、走査周期の半周期におい
て一方のレーザ光強度を一定にし他方のレーザ光強度を
リニアに変化させるようにするとともに、2つのレーザ
光強度の比と両者の大小関係とから、1走査期間内での
走査時刻を測定して回転ミラー104の回転角を算出す
るようにしたため、レーザ光強度比の変化率を全走査区
間において常に一定にすることができるとともに、レー
ザ光強度の比の範囲を大きくとることができるので、ノ
イズの影響によるレーザ光強度比の計測誤差を最小限に
抑えることができ、その結果正確に光源側から見た計測
点の角度(φ)を決定できることとなる。2つのレーザ
光強度の比と両者の大小関係とから回転ミラー104の
回転角を算出するには、これらを予めテーブル化して用
意しておき都度参照することにより処理の高速化を図り
得る。
With respect to φ in equation (1), as described above,
Laser light sources 1A, 1 monitored by CCDs 9A, 9B
B is calculated from the light intensity ratio of B, and θ and ω are calculated from the pixel coordinate values. The calculation of φ is performed by the same method as that in the related art, but in the first embodiment, one laser light intensity is made constant and the other laser light intensity is changed linearly in a half cycle of the scanning cycle, and two From the ratio of the laser beam intensity and the magnitude relationship between the two, the scanning time within one scanning period is measured to calculate the rotation angle of the rotating mirror 104. The laser beam intensity ratio can be kept constant and the range of the laser beam intensity ratio can be widened, so that the measurement error of the laser beam intensity ratio due to the influence of noise can be minimized. The angle (φ) of the measurement point as viewed from above can be determined. In order to calculate the rotation angles of the rotary mirror 104 from the ratio of the two laser beam intensities and the magnitude relationship between the two, these can be tabulated in advance and prepared and referred to each time to speed up the processing.

【0051】このようにして求めた計測点の角度(φ)
を用いて、式(1)に示した値のうち、x、y、zのす
べてを計算すると形状を求めることができ、zのみであ
れば距離画像を求めることができる。
The angle (φ) of the measurement point obtained in this way
Is used, the shape can be obtained by calculating all of x, y, and z among the values shown in Expression (1), and the distance image can be obtained by using only z.

【0052】以上のように実施の形態1によれば、レー
ザ強度比の変化率を角度によらず一定にすることによ
り、レーザ強度比の計測誤差による角度誤差、形状もし
くは距離の計測誤差を低減することができる。
As described above, according to the first embodiment, the rate of change of the laser intensity ratio is kept constant irrespective of the angle, thereby reducing the angle error and the shape or distance measurement error due to the laser intensity ratio measurement error. can do.

【0053】(実施の形態2)本発明の実施の形態2に
おいては、カメラにより撮影されたビデオ信号のノイズ
レベルに応じて、レーザ光強度を走査周期内に変化させ
ることにより、レーザ光強度比の誤差による角度誤差を
小さくし、計測精度を向上させる例について示す。
(Embodiment 2) In Embodiment 2 of the present invention, the laser light intensity is changed within the scanning period in accordance with the noise level of the video signal photographed by the camera, whereby the laser light intensity ratio is changed. An example in which the angle error due to the above error is reduced to improve the measurement accuracy will be described.

【0054】図4は、本発明の実施の形態2におけるレ
ンジファインダ装置の構成図である。図4において、実
施の形態1と同じ動作を行うものについては同一の符号
を付し説明を省略する。実施の形態2は、光源制御部4
03と距離計算部412の動作についてのみ、実施の形
態1と異なる。以下、この光源制御部403、距離計算
部412の動作について説明する。
FIG. 4 is a configuration diagram of a range finder device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 4, components that perform the same operations as those in Embodiment 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. In the second embodiment, the light source control unit 4
03 and the operation of the distance calculation unit 412 are different from those of the first embodiment. Hereinafter, operations of the light source control unit 403 and the distance calculation unit 412 will be described.

【0055】光源制御部403は、CCD109A、1
09Bによって撮影されたビデオ信号のノイズレベルに
応じて、角度誤差が最小となる強度変調を行う。この光
源制御部403における強度変調について以下に説明す
る。
The light source control unit 403 includes a CCD 109A,
In accordance with the noise level of the video signal captured in step 09B, the intensity modulation that minimizes the angle error is performed. The intensity modulation in the light source control unit 403 will be described below.

【0056】距離計算部412におけるレーザ強度比の
計算は、CCD109Aにより撮影された信号レベルを
SA、CCD109Bにより撮影された信号レベルをSB
とし、カメラのγ特性を1とすると、SB<SAとなって
いる場合は、理想的には以下の式(2)によって計算さ
れる。
The calculation of the laser intensity ratio in the distance calculation unit 412 is performed by using the signal level photographed by the CCD 109A as SA and the signal level photographed by the CCD 109B as SB.
Assuming that the γ characteristic of the camera is 1, if SB <SA, ideally, it is calculated by the following equation (2).

【数2】 実際には、それぞれの信号レベルにノイズが含まれてい
るため、式(3)を計算していることになる。
(Equation 2) Actually, since each signal level contains noise, equation (3) is calculated.

【数3】 ここで、n(SA)、n(SB)は信号レベルに対するノ
イズレベルの分布であり、波長の近い2つの光源101
A、101Bの波長を撮影した信号SA、SBについて同
一の分布をするものとしている。
(Equation 3) Here, n (SA) and n (SB) are distributions of the noise level with respect to the signal level.
Signals SA and SB obtained by capturing the wavelengths of A and 101B have the same distribution.

【0057】今、信号レベルに対して確率的に分布する
ノイズレベルの代表値をRMS値σとすると、距離計算
部412におけるレーザ強度比は、レーザ光強度比が大
きく見積もられる場合は、
Now, assuming that the representative value of the noise level stochastically distributed with respect to the signal level is RMS value σ, the laser intensity ratio in the distance calculation unit 412 is as follows:

【数4】 となり、逆にレーザ光強度比が小さく見積もられる場合
は、
(Equation 4) And conversely, if the laser light intensity ratio is estimated to be small,

【数5】 となる。(Equation 5) Becomes

【0058】従って、レーザ強度比の誤差の範囲は、式
(4)式(5)と式(2)の差から、以下の式(6)に示す
範囲となる。
Therefore, the range of the error of the laser intensity ratio is given by the following equation.
(4) From the difference between Expression (5) and Expression (2), the range shown in Expression (6) is obtained.

【数6】 SA、n(SA)はフィールド周期の前半の期間で一定と
しているので、式(6)において、レーザ光強度比の誤
差は式(6)の分子によって決まることとなる。
(Equation 6) Since SA and n (SA) are constant during the first half of the field period, the error of the laser light intensity ratio in equation (6) is determined by the numerator of equation (6).

【0059】レーザ光強度比と回転ミラーの駆動信号
は、図3に示すように、フィールド周期内で時間と共に
変化するため、観測されるレーザ光強度比の誤差は時間
の誤差すなわち光源から見た角度の誤差となる。角度誤
差を小さくするためには、レーザ光強度比の誤差に比例
して光源1Bの強度が変化するようにすればよく、ま
た、光源1Bの強度がフィールド周期の前半の期間で単
調増加する必要があるという条件から、信号レベルに対
するノイズレベルの分布について、角度誤差を最小化す
る光源1Bの強度変調関数IB(t)を式(7)を式
(8)の境界条件で数値的に解くことにより決定でき
る。
Since the laser light intensity ratio and the drive signal of the rotating mirror change with time within the field period as shown in FIG. 3, the observed laser light intensity ratio error is a time error, that is, as viewed from the light source. This results in an angle error. In order to reduce the angle error, the intensity of the light source 1B should be changed in proportion to the error of the laser light intensity ratio, and the intensity of the light source 1B needs to increase monotonically in the first half of the field period. From the condition that there is a noise level distribution with respect to the signal level, the intensity modulation function IB (t) of the light source 1B for minimizing the angle error is expressed by the equation (7).
It can be determined by numerically solving under the boundary condition (8).

【数7】 (Equation 7)

【数8】 ここで、式(7)の定数Aは式(8)の境界条件から決ま
る定数である。式(7)を式(8)の境界条件を満たすよ
うに解くことにより、フィールド周期内で角度誤差を一
定にする強度変調関数を決定して角度誤差を最小化する
ことができる。
(Equation 8) Here, the constant A in Expression (7) is a constant determined from the boundary condition in Expression (8). By solving equation (7) so as to satisfy the boundary condition of equation (8), it is possible to determine an intensity modulation function that makes the angle error constant within the field period and minimize the angle error.

【0060】なお、式(7)からの強度変調関数IB
(t)の決定方法として、2次関数、双曲線等の曲線当
てはめを用いても、ほぼ同じ効果を得ることができるこ
と、勿論である。
Note that the intensity modulation function IB from equation (7)
It is a matter of course that substantially the same effect can be obtained even if curve fitting such as a quadratic function or a hyperbola is used as a method for determining (t).

【0061】図5は、出力30mW、波長830nmの
レーザ光源により1mの距離にある複数の色の色指標に
レーザ光を一様なレーザパワー密度で投射し、赤外感度
のあるCCDで撮影したビデオ信号について、画面中央
部の領域において測定したノイズレベル(RMS値)を
示すものである。このノイズレベルは、CCDの暗電流
ノイズ、ショットノイズ、アンプのノイズ、スペックル
ノイズ等の複数のノイズ成分を含んだ形で測定されてい
る。これらのノイズのうち支配的な成分は光源のコヒー
レンスに起因するスペックルノイズである。
FIG. 5 shows a case where a laser light source having an output of 30 mW and a wavelength of 830 nm is used to project laser light at a uniform laser power density onto color indexes of a plurality of colors at a distance of 1 m, and photographed with a CCD having infrared sensitivity. It shows the noise level (RMS value) measured for the video signal in the center area of the screen. This noise level is measured in a form including a plurality of noise components such as dark current noise of the CCD, shot noise, noise of the amplifier, and speckle noise. A dominant component of these noises is speckle noise caused by coherence of the light source.

【0062】図6は、図5の1mの距離の被写体につい
ての信号レベルとノイズレベルの関係に対して、角度誤
差がフィールド周期内で一定となるように補正した強度
変調信号の図である。被写体の距離が1m以外の場合に
は、被写体の距離に応じた信号レベルとノイズレベルの
関係を予め測定するか、1mの被写体距離の関係から予
測することにより、設定した距離での誤差を少なくして
測定精度を改善できる。被写体距離が1m以外の時の信
号レベルとノイズレベルの関係は、信号レベルが距離の
2乗に反比例して減少するとし、また、信号レベルに対
するノイズレベルの値は距離によらず同じであるとする
ことで予測できる。
FIG. 6 is a diagram of an intensity-modulated signal corrected so that the angle error becomes constant within the field period with respect to the relationship between the signal level and the noise level for the subject at a distance of 1 m in FIG. When the distance of the subject is other than 1 m, the error at the set distance can be reduced by measuring the relationship between the signal level and the noise level according to the distance of the subject in advance or by predicting the relationship from the relationship of the subject distance of 1 m. Measurement accuracy can be improved. The relationship between the signal level and the noise level when the subject distance is other than 1 m is that the signal level decreases in inverse proportion to the square of the distance, and the value of the noise level with respect to the signal level is the same regardless of the distance. Can be predicted.

【0063】また、信号レベルの増加に伴うノイズレベ
ルの増加(ショットノイズ)は、信号レベルの1/2乗
に比例することが知られている。図7は、そのようなノ
イズレベルと信号レベルの関係を示している。図7のよ
うなノイズレベルと信号レベルの関係の場合にも、上記
の図5のノイズレベルと信号レベルの関係からの強度変
調関数の決定方法と同じ方法によって、強度変調関数を
決定できる。
It is known that an increase in noise level (shot noise) with an increase in signal level is proportional to a half power of the signal level. FIG. 7 shows such a relationship between the noise level and the signal level. In the case of the relationship between the noise level and the signal level as shown in FIG. 7, the intensity modulation function can be determined by the same method as the above-described method of determining the intensity modulation function from the relationship between the noise level and the signal level in FIG.

【0064】また、被写体の距離としては予め設定した
ものに限らず、前フィールドでの計測値の画像内の距離
の平均値や、中央部を優先的に重み付けした重み付け平
均を現フィールドでのノイズレベルを決定するための被
写体距離としてもよい。
The distance to the subject is not limited to the one set in advance, and the average value of the distance in the image of the measured value in the previous field and the weighted average in which the center is preferentially weighted may be used as the noise in the current field. The subject distance for determining the level may be used.

【0065】以上のように実施の形態2によれば、レー
ザ光強度を、カメラにより撮影されたビデオ信号の信号
レベルとノイズレベルとの関係に応じて補正した上で、
走査周期内で変化させることにより、レーザ光強度比の
誤差による角度誤差を小さくし、計測精度を向上させる
ことができる。
As described above, according to the second embodiment, the laser beam intensity is corrected according to the relationship between the signal level of the video signal captured by the camera and the noise level, and
By changing within the scanning cycle, an angle error due to an error in the laser light intensity ratio can be reduced, and measurement accuracy can be improved.

【0066】なお、実施の形態2におけるノイズの主成
分であるスペックルノイズは、レーザー光源のコヒーレ
ンスが原因で生じる。この光源のコヒーレンス性を減少
させる方法について以下に説明する。
The speckle noise which is the main component of the noise in the second embodiment is caused by the coherence of the laser light source. A method for reducing the coherence of the light source will be described below.

【0067】図20は、高周波信号を重畳した光源の強
度変調信号の説明図である。同図に示すように、光源の
強度変調信号に高周波信号を重畳することにより、局所
的な平均レベル(図20中の破線)を変化させずにレー
ザーパワーを高速に変化させることができる。レーザー
パワーが変化するとレーザーの発振モードが変化し、ス
ペックルの強度も変化する。したがって、もとの変調信
号(60Hz)と比べて周波数の高い(例えば数kHz
程度の)高周波を重畳することにより、スペックルノイ
ズのレベルを低減することができ、このような方法も本
発明に含まれる。
FIG. 20 is an explanatory diagram of an intensity modulation signal of a light source on which a high-frequency signal is superimposed. As shown in the figure, by superimposing a high-frequency signal on the intensity modulation signal of the light source, the laser power can be changed at high speed without changing the local average level (broken line in FIG. 20). When the laser power changes, the laser oscillation mode changes, and the speckle intensity also changes. Accordingly, the frequency is higher than the original modulation signal (60 Hz) (for example, several kHz).
By superimposing high frequencies (of the order of magnitude), the level of speckle noise can be reduced, and such a method is also included in the present invention.

【0068】(実施の形態3)本発明の実施の形態3に
おいては、着目画素におけるレーザ光強度比を近傍の複
数の画素におけるレーザ光強度比を用いて計算すること
により、レーザ光強度比の誤差を減少させ、計測精度を
改善する例について示す。
(Embodiment 3) In Embodiment 3 of the present invention, the laser light intensity ratio at a pixel of interest is calculated using the laser light intensity ratios at a plurality of neighboring pixels, thereby obtaining the laser light intensity ratio. An example in which the error is reduced and the measurement accuracy is improved will be described.

【0069】図8は、本発明の実施の形態3におけるレ
ンジファインダ装置の構成図である。図8において、本
発明の実施の形態1もしくは実施の形態2と同一の動作
をするものについては、図1もしくは図4と同一の符号
を付し説明を省略する。以下、光源制御部803、距離
計算部812の動作について説明する。
FIG. 8 is a configuration diagram of a range finder device according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 8, components that perform the same operations as those in the first or second embodiment of the present invention are given the same reference numerals as those in FIG. 1 or FIG. Hereinafter, operations of the light source control unit 803 and the distance calculation unit 812 will be described.

【0070】光源制御部803は、本発明の実施の形態
1、実施の形態2における光源制御部と同一の動作を
し、レーザ光源の光強度比を制御する。また、距離計算
部812は、着目画素におけるレーザ光強度比を、周囲
の複数の画素(例えば3×3画素)におけるレーザ光強
度比の平均として計算し、その値を用いて実施の形態
1、実施の形態2と同一の距離計算を行うようにした。
The light source control unit 803 performs the same operation as the light source control units in the first and second embodiments of the present invention, and controls the light intensity ratio of the laser light source. Further, the distance calculation unit 812 calculates the laser light intensity ratio of the target pixel as an average of the laser light intensity ratios of a plurality of surrounding pixels (for example, 3 × 3 pixels), and uses the value to calculate the laser light intensity ratio in the first embodiment. The same distance calculation as in the second embodiment is performed.

【0071】実施の形態3では、その距離計算に際し
て、レーザ光強度比として、着目画素の周囲の複数の画
素におけるレーザ光強度比の平均を用いることとしたた
め、レーザ光強度比の一様な領域においてレーザ強度比
のノイズを低減できる。ランダムに生じるノイズについ
ては、周囲のn×n画素におけるレーザ光強度比の平均
を計算することで、ノイズレベルをn分の1にすること
ができ、その結果計測精度を改善できる。
In the third embodiment, when calculating the distance, the average of the laser light intensity ratios of a plurality of pixels around the pixel of interest is used as the laser light intensity ratio. In this case, the noise of the laser intensity ratio can be reduced. By calculating the average of the laser light intensity ratios in the surrounding n × n pixels, the noise level can be reduced to 1 / n, and as a result, the measurement accuracy can be improved.

【0072】なお、距離計算部812におけるレーザ光
強度比の計算は、着目画素とその周囲の画素の平均とす
るものに限る必要はない。例えば、平均値の差が大きい
ほど重みが小さくなる重み付け平均によって、レーザ光
強度比を決定することにより、レーザ光強度比が急激に
変化する物体輪郭付近における測定誤差を低減できる。
また、着目画素とその周囲の画素のメディアン値として
レーザ光強度比を決定するようにしてもよい。
The calculation of the laser beam intensity ratio in the distance calculation unit 812 does not need to be limited to the calculation of the average of the pixel of interest and its surrounding pixels. For example, by determining the laser light intensity ratio by a weighted average in which the weight becomes smaller as the difference between the average values becomes larger, it is possible to reduce a measurement error near the object contour where the laser light intensity ratio changes rapidly.
Alternatively, the laser light intensity ratio may be determined as the median value of the pixel of interest and its surrounding pixels.

【0073】また、距離計算部812において、レーザ
ー光強度比を着目画素とその周囲の画素における値から
計算するかわりに、着目画素における距離計測値を着目
画素とその周囲の画素における距離計測値の平均値、重
み付け平均値、もしくは、メディアン値として計算して
も同様の効果を得ることができ、本発明に含まれる。
Also, instead of calculating the laser beam intensity ratio from the values of the pixel of interest and its surrounding pixels, the distance calculation unit 812 calculates the distance measurement value of the pixel of interest and the distance measurement value of the pixel of interest and its surrounding pixels. A similar effect can be obtained by calculating as an average value, a weighted average value, or a median value, and is included in the present invention.

【0074】以上のように実施の形態3によれば、着目
画素におけるレーザ光強度比を近傍の複数の画素におけ
るレーザ光強度比を用いて計算することにより、レーザ
光強度比の誤差を減少させ、計測精度を改善することが
できる。
As described above, according to the third embodiment, the laser light intensity ratio at the pixel of interest is calculated using the laser light intensity ratios at a plurality of neighboring pixels, thereby reducing the error in the laser light intensity ratio. , Measurement accuracy can be improved.

【0075】(実施の形態4)本発明の実施の形態4に
おいては、レーザー光源の垂直方向の強度分布(垂直プ
ロファイル)による影響を信号処理により補正し、計測
精度を改善する例について示す。
Fourth Embodiment In a fourth embodiment of the present invention, an example will be described in which the influence of the vertical intensity distribution (vertical profile) of a laser light source is corrected by signal processing to improve measurement accuracy.

【0076】図9は、本発明の実施の形態4におけるレ
ンジファインダ装置の構成図である。図9において、本
発明の実施の形態1〜3と同一の動作をするものについ
ては、図1、図4もしくは図8と同一の符号を付し説明
を省略する。以下、距離計算部901の動作について説
明する。
FIG. 9 is a configuration diagram of a range finder device according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 9, components that perform the same operations as those of the first to third embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, FIG. 4, or FIG. Hereinafter, the operation of the distance calculation unit 901 will be described.

【0077】距離計算部901は、着目画素におけるレ
ーザー光強度(すなわち輝度)を画素のy座標値に応じ
て補正し、補正後のレーザー光強度を用いて実施の形態
1〜3と同一の距離計算を行うようにした。
The distance calculation unit 901 corrects the laser light intensity (ie, luminance) at the pixel of interest according to the y coordinate value of the pixel, and uses the corrected laser light intensity to obtain the same distance as in the first to third embodiments. Calculation is performed.

【0078】実施の形態4では、その距離計算に際し
て、レーザー光強度の垂直方向の分布(垂直プロファイ
ル)を考慮してレーザー光強度を補正し、補正後のレー
ザー光強度から距離計算を行うため、2つのレーザー光
源の垂直プロファイルが一致しない場合でも、計測精度
を保つことができる。
In the fourth embodiment, when calculating the distance, the laser light intensity is corrected in consideration of the vertical distribution (vertical profile) of the laser light intensity, and the distance is calculated from the corrected laser light intensity. Measurement accuracy can be maintained even when the vertical profiles of the two laser light sources do not match.

【0079】以下に、レーザー光強度の垂直方向の分布
(垂直プロファイル)について説明する。
Hereinafter, the vertical distribution (vertical profile) of the laser beam intensity will be described.

【0080】図10は、レーザー光源とスリット光生成
のための光学系の説明図である。図10において、10
01はレーザー発信器、1002はレーザーダイオー
ド、1003はコリメータレンズ、1004はシリンド
リカルレンズである。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a laser light source and an optical system for generating slit light. In FIG. 10, 10
01 is a laser oscillator, 1002 is a laser diode, 1003 is a collimator lens, and 1004 is a cylindrical lens.

【0081】レーザーダイオード1002は、レーザー
発信器内の駆動回路によって駆動され一定波長の光を発
する。
The laser diode 1002 is driven by a drive circuit in the laser transmitter and emits light of a fixed wavelength.

【0082】図11は、レーザーダイオード1002の
光強度の方向性を示す特性図である。同図に示すよう
に、レーザーダイオードが発する光の強度は、ピーク強
度を中心にしたガウス状の分布を持つ。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the directionality of the light intensity of the laser diode 1002. As shown in the figure, the intensity of light emitted from the laser diode has a Gaussian distribution centered on the peak intensity.

【0083】コリメータレンズ1003は、レーザーダ
イオード1002の発するレーザー光を集光しビーム光
を生成する。
The collimator lens 1003 condenses the laser light emitted from the laser diode 1002 and generates a light beam.

【0084】シリンドリカルレンズ1004は、コリメ
ータレンズ1003が生成したビーム光を鉛直方向に拡
大し、スリット光を生成する。図11に示すように、レ
ーザーダイオードの発する光の強度はガウス状の分布を
しているため、これを集光し垂直方向に拡大したスリッ
ト光の光強度は垂直方向に一様にはならず、水平方向の
光強度分布については、分布幅が小さいため問題とはな
らない。
The cylindrical lens 1004 expands the beam light generated by the collimator lens 1003 in the vertical direction to generate slit light. As shown in FIG. 11, since the intensity of the light emitted from the laser diode has a Gaussian distribution, the light intensity of the slit light obtained by condensing the light and expanding in the vertical direction is not uniform in the vertical direction. The light intensity distribution in the horizontal direction is not a problem because the distribution width is small.

【0085】図12は、2つのレーザー光源の垂直方向
の光強度分布(垂直プロファイル)の一例を示す。レー
ザーダイオードの光強度の方向性は、個々のレーザーに
よって異なるため、2つのレーザー光源の垂直プロファ
イルは一致しない。
FIG. 12 shows an example of a vertical light intensity distribution (vertical profile) of two laser light sources. Since the directionality of the light intensity of the laser diode differs for each laser, the vertical profiles of the two laser light sources do not match.

【0086】本発明によるレンジファインダ装置では、
レーザー強度比の水平方向の変化を用いて距離測定を行
うため、垂直方向のレーザー強度比の変化は距離測定精
度の誤差の原因となる。実施の形態4では、着目画素に
おける光強度について、垂直プロファイルが平坦になる
補正(即ち、図12において各データとピーク値P1も
しくはP2との比を用いた補正)を行い、補正後の光強
度を用いて距離計算を行うようにした。
In the range finder according to the present invention,
Since distance measurement is performed using a change in the laser intensity ratio in the horizontal direction, a change in the laser intensity ratio in the vertical direction causes an error in the distance measurement accuracy. In the fourth embodiment, the light intensity at the target pixel is corrected so that the vertical profile becomes flat (that is, the correction using the ratio of each data and the peak value P1 or P2 in FIG. 12), and the corrected light intensity is obtained. Was used to calculate the distance.

【0087】図13は、実施の形態4における距離計算
部901の構成図である。同図において、1301A,
1301Bは垂直プロファイル補正テーブル、1302
は2つの光強度を光源からの角度情報に変換するLU
T、1303は着目画素のx座標値をカメラからの角度
情報に変換するLUT、1304は距離計算に必要な基
線長(光源とカメラのレンズ中心間の距離)を記憶する
メモリである。以下、上記構成の動作について説明す
る。
FIG. 13 is a configuration diagram of distance calculation section 901 according to the fourth embodiment. In the figure, 1301A,
1301B is a vertical profile correction table, 1302
Is an LU that converts two light intensities into angle information from a light source
T, 1303 is a LUT for converting the x coordinate value of the pixel of interest into angle information from the camera, and 1304 is a memory for storing the base line length (distance between the light source and the lens center of the camera) required for distance calculation. Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.

【0088】垂直プロファイル補正テーブル1301
A,1301Bは、光源A、光源Bそれぞれのレーザー
光の垂直プロファイルの補正係数を保持する。補正係数
は画像の各y座標毎に、図11中のピーク値P1もしく
はP2と各垂直プロファイルデータの比として求める。
垂直プロファイルデータは、距離一定の面に時間変調を
行わないレーザー光を照射しこれを撮像することにより
得る。着目画素のy座標値に応じて補正係数を乗ずるこ
とにより、垂直プロファイルの補正を行う。
Vertical profile correction table 1301
A and 1301B hold the correction coefficients of the vertical profiles of the laser beams of the light sources A and B, respectively. The correction coefficient is obtained as a ratio between the peak value P1 or P2 in FIG. 11 and each vertical profile data for each y coordinate of the image.
The vertical profile data is obtained by irradiating a laser beam that is not time-modulated on a plane having a fixed distance and imaging the laser light. The vertical profile is corrected by multiplying by a correction coefficient according to the y coordinate value of the pixel of interest.

【0089】実施の形態4では、式(1)のzを求める
計算式を変形した以下の式(9)を計算する。
In the fourth embodiment, the following equation (9) is calculated by modifying the equation for calculating z in equation (1).

【数9】 LUT1302は、補正後の2つのレーザー光強度の比
を光源からの角度情報
(Equation 9) The LUT 1302 calculates the ratio of the two laser beam intensities after correction to angle information from the light source.

【数10】 に変換する。(Equation 10) Convert to

【0090】図14は2つのレーザー光強度の比と光源
からの角度情報(数10)との関係を示す。図14の変
換特性の計算方法について以下に説明する。
FIG. 14 shows the relationship between the ratio of the two laser beam intensities and the angle information (Equation 10) from the light source. The method for calculating the conversion characteristics in FIG. 14 will be described below.

【0091】まず、既知の一定距離の基準面に図2に示
す時間変調をかけたレーザー光を投射し、これを撮像す
る。次に、撮像した画像に対して垂直プロファイル補正
を行う。そして、カメラパラメータ(焦点距離と撮像面
上での画素寸法)を用い、各画素について垂直プロファ
イル補正後の光強度の大小関係に応じて光強度比と光源
からの角度情報式(10)の値を計算する。
First, a time-modulated laser beam shown in FIG. 2 is projected onto a reference plane at a known constant distance, and this is imaged. Next, vertical profile correction is performed on the captured image. Then, using the camera parameters (focal length and pixel size on the imaging surface), the light intensity ratio and the value of the angle information equation (10) from the light source according to the magnitude relationship of the light intensity after the vertical profile correction for each pixel. Is calculated.

【0092】図19は、このような計算を行なった後の
光強度比と角度情報式(10)の分布を示す説明図であ
る。光強度に含まれるノイズのために、計算された光強
度比と角度情報式(10)は幅をもった分布となる。レ
ーザー光強度の比と光源からの角度情報式(10)との
関係は、光強度の大小関係(光源101Aの光強度≦光
源101Bの光強度の場合と光源101Aの光強度≧光
源101Bの光強度の場合)に応じて、関数(例えば3
次式)当てはめを行うことにより得られる。関数当ては
めに際しては、図15において光強度比が1となる時の
角度情報式(10)の平均値(図15中の点A)を通る
という条件をつけることにより、光強度比1付近での精
度を改善できる。すなわち、上記条件がない場合には、
光強度の大小関係に応じて当てはめた2つの関数が光強
度比1以下で交差したり、1以上で交差することとな
り、光強度比1付近で距離測定精度が低下する。その理
由は、光強度比1付近においては、光強度に含まれるノ
イズにより光強度の大小関係の逆転が起こり得るからで
ある。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing the distribution of the light intensity ratio and the angle information equation (10) after performing such a calculation. Due to the noise included in the light intensity, the calculated light intensity ratio and the angle information expression (10) have a distribution having a width. The relationship between the ratio of the laser light intensity and the angle information formula (10) from the light source is represented by the magnitude relationship of the light intensity (the light intensity of the light source 101A ≦ the light intensity of the light source 101B and the light intensity of the light source 101A ≧ the light of the light source 101B). Function (for example, 3
It can be obtained by applying the following equation). At the time of function fitting, the condition that the light passes through the average value (point A in FIG. 15) of the angle information equation (10) when the light intensity ratio is 1 in FIG. Accuracy can be improved. That is, if there is no such condition,
The two functions applied according to the magnitude relationship of the light intensity intersect at a light intensity ratio of 1 or less, or intersect at a value of 1 or more, and the distance measurement accuracy decreases near the light intensity ratio of 1. The reason is that in the vicinity of the light intensity ratio 1, the magnitude relation of the light intensity may be reversed due to noise included in the light intensity.

【0093】LUT1303は、着目画素のx座標を式
(11)で示すカメラからの角度情報に変換するために、
1ライン分の値を保持する。
The LUT 1303 calculates the x coordinate of the pixel of interest by an expression
In order to convert the angle information from the camera shown in (11),
Holds the value for one line.

【数11】 この式(11)の画像の各x座標における値は、上述の
図28の図形的な関係から、レンズ焦点距離と撮像面上
での1画素の寸法から決定できる。
[Equation 11] The value at each x-coordinate of the image of Expression (11) can be determined from the lens focal length and the size of one pixel on the imaging surface from the above-described graphic relationship in FIG.

【0094】LUT1302、LUT1303からの角
度情報とメモリ1304からの基線長値より、3角測量
の式式(9)が計算でき、画像の各画素について距離z
を計算できる。
From the angle information from the LUTs 1302 and 1303 and the base line value from the memory 1304, the triangulation equation (9) can be calculated, and the distance z for each pixel of the image is calculated.
Can be calculated.

【0095】距離zの計算は、図13に示すように最終
の除算以外、LUT等のメモリ参照と加算、乗算回路に
よって実現できる。また、最終の除算についても、入力
の値に対する計算結果をメモリに保持することで、メモ
リ参照で実現可能である。したがって、各画素について
の距離計算はビデオレートでの処理が十分可能である。
The calculation of the distance z can be realized by a memory reference such as an LUT, an addition, and a multiplication circuit, other than the final division as shown in FIG. Also, the final division can be realized by referring to the memory by storing the calculation result for the input value in the memory. Therefore, the distance calculation for each pixel can be sufficiently processed at the video rate.

【0096】図16は実施の形態4における処理の手順
を示す。初期設定処理として垂直プロファイル補正デー
タを計算し(ST1601)、その結果を用いて光強度比
から1/tanφへの変換特性を計算する(ST160
2)。そして、ビデオレート処理として、上記垂直プロ
ファイル補正データと光強度から1/tanφへの変換
特性を用いて、距離計算を行う(ST1603)。
FIG. 16 shows a processing procedure in the fourth embodiment. Vertical profile correction data is calculated as an initial setting process (ST1601), and a conversion characteristic from the light intensity ratio to 1 / tanφ is calculated using the result (ST160).
2). Then, as video rate processing, distance calculation is performed using the vertical profile correction data and the conversion characteristic from light intensity to 1 / tan φ (ST1603).

【0097】以上のように実施の形態4によれば、距離
計算に際して、レーザー光強度の垂直方向の分布(垂直
プロファイル)を考慮してレーザー光強度補正し、補正
後のレーザー光強度から距離計算を行うため、2つのレ
ーザー光源の垂直プロファイルが一致しない場合でも、
計測精度を保つことができる。
As described above, according to the fourth embodiment, when calculating the distance, the laser light intensity is corrected in consideration of the vertical distribution (vertical profile) of the laser light intensity, and the distance calculation is performed from the corrected laser light intensity. Is performed, even if the vertical profiles of the two laser light sources do not match,
Measurement accuracy can be maintained.

【0098】なお、実施の形態4における垂直プロファ
イルの影響の補正では、光強度比を計算する前の段階で
垂直プロファイルを平坦化するものについて述べたが、
着目画素のy座標値に応じて光強度比を計算後に補正
し、補正後の光強度比を角度情報に変換しても、数学的
に同一の処理であり、本発明に含まれることは明らかで
ある。
In the correction of the influence of the vertical profile in the fourth embodiment, the case where the vertical profile is flattened before the calculation of the light intensity ratio has been described.
Even if the light intensity ratio is corrected after calculation according to the y coordinate value of the pixel of interest and the corrected light intensity ratio is converted into angle information, it is mathematically the same process, and it is apparent that the process is included in the present invention. It is.

【0099】なお、実施の形態4における垂直プロファ
イルの影響の補正では、基準面での垂直プロファイルに
基づく補正を行っているため、被写体が基準面から離れ
ると計測精度が劣化することが考えられる。この点を考
慮して、被写体と基準面の距離によらない垂直プロファ
イル補正を実現する撮像面と光源の配置について以下に
説明する。
In the correction of the influence of the vertical profile in the fourth embodiment, since the correction based on the vertical profile on the reference plane is performed, it is conceivable that the measurement accuracy will deteriorate if the subject moves away from the reference plane. In consideration of this point, the arrangement of the imaging surface and the light source for realizing the vertical profile correction independent of the distance between the subject and the reference surface will be described below.

【0100】図17は、ライン光の撮像の説明図であ
る。同図において、1701はレーザー光源、1702
はコリメートレンズ、1703はシリンドリカルレン
ズ、1704は回転ミラー、1705はカメラである。
レーザー光源1701から発せられたレーザー光は、コ
リメートレンズ1702によりコリメートされビーム光
となり、シリンドリカルレンズ1703により鉛直方向
にのみ拡散されてライン光となり、回転ミラー1704
によって計測空間を走査される。ここで、ライン光のそ
れぞれの方向に進む光が、撮像時に画像中のどこに写る
かを考える。
FIG. 17 is an explanatory diagram of imaging of line light. In the figure, 1701 is a laser light source, 1702
Denotes a collimating lens, 1703 denotes a cylindrical lens, 1704 denotes a rotating mirror, and 1705 denotes a camera.
Laser light emitted from a laser light source 1701 is collimated by a collimating lens 1702 to become a beam light, and is diffused only in a vertical direction by a cylindrical lens 1703 to become a line light, and becomes a rotating mirror 1704.
Scans the measurement space. Here, consider where in the image the light traveling in each direction of the line light is captured in the image.

【0101】図18は、図17に示した光の通る点a
1,a2,b1,b2,c1,c2が、撮像時に画像中
に写る位置を示している。図18は、空間中を進む光
(3次元空間中の直線)が撮像(透視変換)により画像
中の直線(2次元空間中の直線)に投影されることを示
す。
FIG. 18 shows a point a shown in FIG.
1, a2, b1, b2, c1, and c2 indicate positions appearing in the image at the time of imaging. FIG. 18 shows that light traveling in space (a straight line in a three-dimensional space) is projected onto a straight line in an image (a straight line in a two-dimensional space) by imaging (perspective transformation).

【0102】図18において、画像中に投影された直線
は、画像内で左側が3次元空間中ではカメラから遠く、
逆に右側が3次元空間中でカメラに近い。この直線は一
般的には画像内で水平とはならないため、基準距離と被
写体の距離が離れると、垂直プロファイル補正が正しく
行えなくなる。
In FIG. 18, the straight line projected in the image is such that the left side in the image is far from the camera in the three-dimensional space,
Conversely, the right side is closer to the camera in the three-dimensional space. Since this straight line is generally not horizontal in the image, if the distance between the reference distance and the subject is large, the vertical profile cannot be correctly corrected.

【0103】ライン光撮像時に、ライン光に含まれるす
べての方向に進む光の軌跡が画像内で水平になれば、基
準距離での垂直プロファイルに基づく光強度補正を被写
体の距離によらず適用できる。垂直プロファイル補正
は、画像内でのy座標値に応じて行うためである。その
ような光源と撮像面の配置について以下に説明する。
If the trajectories of light traveling in all directions included in the line light become horizontal in the image at the time of capturing the line light, the light intensity correction based on the vertical profile at the reference distance can be applied regardless of the distance to the subject. . This is because the vertical profile correction is performed according to the y coordinate value in the image. The arrangement of such a light source and an imaging surface will be described below.

【0104】図19は、空間内の直線の撮像面への射影
の定式化の説明図である。同図において、Oはレンズ中
心、Aは光源位置(扇状のライン光の要の位置)。ま
た、簡単のため撮像面はZ=fの位置にあるとする。A
の位置ベクトルを(lx,ly,lz)、光源からの光
の方向ベクトルを(dx,dy,dz)とする。光の通
る直線は、
FIG. 19 is an explanatory diagram of the formulation of the projection of a straight line in the space onto the imaging surface. In the figure, O is the center of the lens, and A is the light source position (the main position of the fan-shaped line light). For simplicity, it is assumed that the imaging surface is at the position of Z = f. A
Is (lx, ly, lz), and the direction vector of the light from the light source is (dx, dy, dz). The straight line through which the light passes

【数12】 となり、これを撮像面に透視変換することは、式(1
2)の直線を含み原点O(レンズ中心)を通る平面
(Equation 12) The perspective transformation of this to the imaging plane is given by the equation (1)
A plane including the straight line 2) and passing through the origin O (center of the lens)

【数13】 と、平面Z=fの交線を求めることと等しい。式(1
3)の面の法線ベクトルは、(dx,dy、dz)と
(lx,ly,lz)の双方と垂直であるので、
(Equation 13) And finding the intersection of the plane Z = f. Equation (1
Since the normal vector of the surface 3) is perpendicular to both (dx, dy, dz) and (lx, ly, lz),

【数14】 とおける。ここで、上記交線が水平になる条件a=0か
ら、
[Equation 14] I can go. Here, from the condition a = 0 that the intersection line is horizontal,

【数15】 が導かれる。ここで、光の進行方向(dx,dy,d
z)はライン光を回転ミラーで走査するため一定ではな
い。任意の(dx,dy,dz)について(数15)を
満たす条件から、
(Equation 15) Is led. Here, the traveling direction of light (dx, dy, d
z) is not constant because the line light is scanned by the rotating mirror. From the condition satisfying (Equation 15) for any (dx, dy, dz),

【数16】 を得る。すなわち、レンズ中心と光源を結ぶ線分が、撮
像面のx軸と水平になるように光源を配置することによ
り、基準距離と被写体との距離によらず垂直プロファイ
ル補正を行うことができる。
(Equation 16) Get. That is, by arranging the light source so that the line segment connecting the lens center and the light source is horizontal to the x-axis of the imaging surface, vertical profile correction can be performed regardless of the distance between the reference distance and the subject.

【0105】なお、実施の形態4における光強度補正で
は、垂直1ライン分の補正テーブルで実現できる垂直プ
ロファイルの影響の補正について述べたが、1画面分の
補正テーブルを用いることにより、着目画素のx座標
値、y座標値に応じた補正(例えばレンズの周辺減光の
補正)を同様の構成で行うことができ、本発明に含まれ
る。
In the light intensity correction according to the fourth embodiment, the correction of the influence of the vertical profile which can be realized by the correction table for one vertical line has been described. However, the correction table for one screen can be used by using the correction table for one screen. Correction according to the x-coordinate value and the y-coordinate value (for example, correction of dimming around the lens) can be performed with the same configuration, and is included in the present invention.

【0106】なお、実施の形態4では、レーザービーム
光からライン光を生成し、ライン光を回転ミラー(ガル
バノミラー)にて水平走査する構成としているが、レー
ザービーム光をガルバノミラーとポリゴンミラーを用い
て2次元的に走査してもよい。
In the fourth embodiment, the line light is generated from the laser beam light, and the line light is horizontally scanned by the rotating mirror (galvanometer mirror). It may be used to perform two-dimensional scanning.

【0107】図21は、ガルバノミラーとポリゴンミラ
ーによるレーザービーム光の走査の説明図である。図2
1において、2101は、ガルバノミラー。2102は
ポリゴンミラーである。ガルバノミラー2101はレー
ザービーム光を垂直走査し、ポリゴンミラー2102は
レーザービーム光を水平走査する。両者の走査により被
写体空間でレーザー光を走査できる。実施の形態4にお
いては、光源として2つのレーザー光源を用いている
が、ガルバノミラーとポリゴンミラーによる走査によ
り、レーザー強度比を垂直方向に一定に保つことが容易
となり、垂直プロファイルの補正を行なわずに距離計測
を行え、本発明に含まれる。
FIG. 21 is an explanatory diagram of the scanning of the laser beam by the galvanometer mirror and the polygon mirror. FIG.
In 1, reference numeral 2101 denotes a galvanomirror. Reference numeral 2102 denotes a polygon mirror. The galvanometer mirror 2101 scans the laser beam light vertically, and the polygon mirror 2102 scans the laser beam light horizontally. The laser beam can be scanned in the object space by both scanning. In the fourth embodiment, two laser light sources are used as light sources. However, the scanning by the galvanometer mirror and the polygon mirror makes it easy to keep the laser intensity ratio constant in the vertical direction, and the vertical profile is not corrected. Distance measurement can be performed and is included in the present invention.

【0108】なお、実施の形態5では距離zを計測する
ものについて述べたが、式(1)のx,y,zをすべて
計測することにより、3次元座標値(x、y、z)の計
測が行えることはもちろんである。
In the fifth embodiment, the measurement of the distance z has been described. However, by measuring all of x, y, and z in Expression (1), the three-dimensional coordinate values (x, y, z) can be calculated. Of course, measurement can be performed.

【0109】なお、本発明の実施の形態1〜4による距
離計測は、2波長の光源を用いた1フィールド毎の距離
計測を行うようにしたが、前記実施の形態における各波
長用のレーザー強度変調信号(2種類)をフィールド毎
に切り替えて1つのレーザー光源の光強度を制御するこ
とにより、1波長の光源によって1フレーム毎の距離計
測を行うようにしてもよい。
In the distance measurement according to the first to fourth embodiments of the present invention, the distance is measured for each field using a two-wavelength light source. However, the laser intensity for each wavelength in the above-described embodiment is used. By switching the modulation signal (two types) for each field and controlling the light intensity of one laser light source, the distance measurement for each frame may be performed by a light source of one wavelength.

【0110】(実施の形態5)本発明の実施の形態5
は、1波長の光源でフィールド毎に距離計算を行う実施
の形態に言及する。図22は本発明の実施の形態5にお
けるレンジファインダ装置の構成図である。本発明の実
施の形態1〜4の構成と同一の動作をするものについて
は、上記実施の形態とと同一の符号を付して説明を省略
する。上記実施の形態との相違点は、光源制御部220
1、レーザー光源2202、可視光を反射し赤外光を透
過する赤外透過フィルター2203、レーザー光源22
02の波長の光だけを透過する干渉フィルタ2204、
距離計算部2205、装置全体の同期を制御する制御部
2206を設けた点にある。
(Embodiment 5) Embodiment 5 of the present invention
Refers to an embodiment in which one-wavelength light source performs distance calculation for each field. FIG. 22 is a configuration diagram of a range finder device according to Embodiment 5 of the present invention. Components that perform the same operations as those of the first to fourth embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals as those of the above-described embodiment, and description thereof is omitted. The difference from the above embodiment is that the light source control unit 220
1. Laser light source 2202, infrared transmission filter 2203 that reflects visible light and transmits infrared light, laser light source 22
An interference filter 2204 that transmits only light having a wavelength of 02,
The point is that a distance calculation unit 2205 and a control unit 2206 for controlling synchronization of the entire apparatus are provided.

【0111】光源制御部2201は、図23(a)もし
くは(b)に示す強度変調信号によってレーザ光源22
02を駆動する。図23に示す強度変調信号は、その包
絡線(上下2つ)の差と局所的な平均の比がフィールド
期間内の時間(すなわち回転ミラー104から見た被写
体の角度)と一意に対応している。
The light source control unit 2201 uses the intensity modulation signal shown in FIG.
02 is driven. In the intensity modulated signal shown in FIG. 23, the ratio of the difference between the envelopes (upper and lower) and the local average uniquely corresponds to the time within the field period (that is, the angle of the subject viewed from the rotating mirror 104). I have.

【0112】被写体106からの反射光は赤外透過フィ
ルターによって赤外光と可視光に分離され、可視光はカ
ラーCCD109Cにて撮像される。一方、赤外光は干
渉フィルタ22204によって光源波長の光だけが透過
され赤外感度のあるモノクロCCD109Aによって撮
像される。
The reflected light from the subject 106 is separated into infrared light and visible light by an infrared transmission filter, and the visible light is imaged by the color CCD 109C. On the other hand, only the light of the light source wavelength is transmitted by the interference filter 22204, and the infrared light is imaged by the monochrome CCD 109A having infrared sensitivity.

【0113】なお、干渉フィルタ265をモノクロCC
D109Aと平行に配置すると、レーザー光源のコヒー
レンス性により、撮像した画像中にモアレ縞が発生する
ため、CCD109Aに対して傾けて配置する。
Note that the interference filter 265 is used for the monochrome CC.
When arranged in parallel with D109A, moiré fringes occur in the captured image due to the coherence of the laser light source.

【0114】干渉フィルタの透過波長特性は、入射光が
フィルタ面に対して垂直な角度から離れて入射すると、
透過波長ピークが短波長側にシフトするため、該シフト
量を予め考慮し光源波長よりも長波長側に透過波長ピー
クのある干渉フィルタを用いる。
The transmission wavelength characteristic of the interference filter is such that when the incident light is incident at an angle away from the angle perpendicular to the filter surface,
Since the transmission wavelength peak shifts to the shorter wavelength side, an interference filter having a transmission wavelength peak on the longer wavelength side than the light source wavelength is used in consideration of the shift amount in advance.

【0115】距離計算部2205は、画像として得られ
た光強度の各ラインについて包絡線検出と局所平均検出
を行い、距離を計算する。
The distance calculation unit 2205 performs envelope detection and local average detection for each line of light intensity obtained as an image, and calculates a distance.

【0116】図24は、距離計算部2205の構成の1
例を示すブロック図である。同図に示すように、距離計
算部2205は、包絡線・局所平均検出部2401、包
絡線の値(上下2つ)の差と局所平均値との比を、光源
からの角度情報に変換するLUT2402、着目画素の
x座標をカメラからの角度情報に変換するLUT240
3、基線長の値を保持するメモリ2404、とを有す
る。
FIG. 24 shows one of the configurations of the distance calculation unit 2205.
It is a block diagram showing an example. As shown in the figure, the distance calculation unit 2205 converts the ratio between the difference between the envelope values (upper and lower) and the local average to the angle information from the light source. LUT 2402, LUT 240 that converts the x coordinate of the pixel of interest into angle information from the camera
3, a memory 2404 for holding the value of the base line length.

【0117】光強度の包絡線は、着目画素近傍で光強度
の極大値、極小値検出結果を空間的にそれぞれ補間する
ことによって検出する。
The envelope of the light intensity is detected by spatially interpolating the detection results of the maximum value and the minimum value of the light intensity near the target pixel.

【0118】LUT2402、LUT2403の出力と
メモリ2404の基線長の値から、各画素についての距
離を計算することができる。
The distance for each pixel can be calculated from the outputs of the LUT 2402 and LUT 2403 and the value of the base line length of the memory 2404.

【0119】以上のように、実施の形態5によれば1波
長のレーザー光源を用いて、光強度変調信号の包絡線の
差と平均光強度との比によって光源からの角度情報を与
え、これとCCDからの角度情報と基線長による三角測
量により、フィールド周期毎に各画素についての距離計
測を行うことができる。
As described above, according to the fifth embodiment, by using the laser light source of one wavelength, the angle information from the light source is given by the ratio of the difference between the envelope of the light intensity modulation signal and the average light intensity. The distance measurement for each pixel can be performed for each field cycle by triangulation using the angle information from the CCD and the base line length.

【0120】また、レーザー光源の波長だけを透過する
干渉フィルタをCCDに対して傾斜配置することによ
り、レーザー光のコヒーレンス性によるモアレ縞の発生
を低減できる。
Further, by disposing an interference filter that transmits only the wavelength of the laser light source at an angle with respect to the CCD, the occurrence of moire fringes due to the coherence of the laser light can be reduced.

【0121】[0121]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一方のレーザ強度を一定に保ち、他方レーザ強度を直線
的に変化させて、レーザ強度比をフィールド期間内で直
線的に変化させることにより、レーザ強度比の変化率を
角度によらず一定にでき、レーザ光強度比の計測誤差に
よる角度誤差、形状もしくは距離の計測誤差を低減する
ことができる。
As described above, according to the present invention,
By keeping one laser intensity constant and changing the other laser intensity linearly and changing the laser intensity ratio linearly within the field period, the rate of change of the laser intensity ratio can be kept constant regardless of the angle. In addition, it is possible to reduce an angle error due to a measurement error of a laser beam intensity ratio and a measurement error of a shape or a distance.

【0122】また、レーザ光強度を、カメラにより撮影
されたビデオ信号の信号レベルとノイズレベルの関係に
応じて補正した上で、走査周期内に変化させることによ
り、レーザ光強度比の誤差による角度誤差を小さくし、
計測精度を向上させることができる。
Further, the laser beam intensity is corrected in accordance with the relationship between the signal level of the video signal photographed by the camera and the noise level, and is then changed within the scanning period, whereby the angle due to the error in the laser beam intensity ratio is changed. Reduce the error,
Measurement accuracy can be improved.

【0123】また、着目画素におけるレーザ光強度比を
近傍の複数の画素におけるレーザ光強度比を用いて計算
することにより、レーザ光強度比の誤差を減少させ、計
測精度を改善することができる。
Further, by calculating the laser light intensity ratio at the pixel of interest using the laser light intensity ratios at a plurality of neighboring pixels, it is possible to reduce errors in the laser light intensity ratio and improve measurement accuracy.

【0124】また、距離計算に際して、レーザー光強度
の垂直方向の分布(垂直プロファイル)を考慮してレー
ザー光強度補正し、補正後のレーザー光強度から距離計
算を行うため、2つのレーザー光源の垂直プロファイル
が一致しない場合でも、計測精度を保つことができる。
さらに、撮像系のレンズ中心と光源を結ぶ線分が、撮像
面のx軸と水平になるように光源を配置することによ
り、基準距離と被写体との距離によらず垂直プロファイ
ル補正を正確に行うことができる。
In calculating the distance, the laser light intensity is corrected in consideration of the vertical distribution (vertical profile) of the laser light intensity, and the distance is calculated from the corrected laser light intensity. Even when the profiles do not match, measurement accuracy can be maintained.
Furthermore, by arranging the light source such that a line segment connecting the lens center of the imaging system and the light source is horizontal to the x-axis of the imaging surface, vertical profile correction is accurately performed regardless of the distance between the reference distance and the subject. be able to.

【0125】また、レーザー光の走査にガルバノミラー
とポリゴンミラーの双方を用いることにより、垂直プロ
ファイル補正の不要なレンジファインダを構成できる。
Further, by using both the galvanometer mirror and the polygon mirror for laser beam scanning, a range finder which does not require vertical profile correction can be constructed.

【0126】また、1波長のレーザー光源を用いて、光
強度変調信号の包絡線の差と平均光強度との比によって
光源からの角度情報を与え、これとCCDからの角度情
報と基線長による三角測量により、フィールド周期毎に
各画素についての距離計測を行うことができる。
Using a one-wavelength laser light source, angle information from the light source is given by the ratio of the difference between the envelope of the light intensity modulation signal and the average light intensity. The distance measurement for each pixel can be performed for each field cycle by triangulation.

【0127】さらに、レーザー光源の波長だけを透過す
る干渉フィルタをCCDに対して傾斜配置することによ
り、レーザー光のコヒーレンス性によるモアレ縞の発生
を低減でき、その実用的効果は大きい。
Further, by disposing an interference filter that transmits only the wavelength of the laser light source at an angle to the CCD, the occurrence of moire fringes due to the coherence of the laser light can be reduced, and the practical effect is large.

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

【図1】本発明の実施の形態1におけるレンジファイン
ダ装置の構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a range finder device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】実施の形態1におけるレンジファインダ装置の
レーザ光源の強度変調の特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram of intensity modulation of a laser light source of the range finder device in the first embodiment.

【図3】実施の形態1における動作のタイミング図FIG. 3 is a timing chart of an operation in the first embodiment.

【図4】本発明の実施の形態2におけるレンジファイン
ダ装置の構成を示すブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a range finder device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】実施の形態2における信号レベルとノイズレベ
ルの関係を示す特性図
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a signal level and a noise level according to the second embodiment.

【図6】実施の形態2におけるレーザ光源の強度変調の
特性図
FIG. 6 is a characteristic diagram of intensity modulation of a laser light source according to the second embodiment.

【図7】形態2における信号レベルの1/2乗に比例し
て増加するノイズレベルの特性図
FIG. 7 is a characteristic diagram of a noise level that increases in proportion to a half power of a signal level in the second embodiment.

【図8】本発明の実施の形態3におけるレンジファンダ
装置の構成を示すブロック図
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a range fan device according to Embodiment 3 of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態4におけるレンジファイン
ダ装置の構成を示すブロック図
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a range finder device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】実施の形態4におけるレーザー光源からライ
ン光を生成する光学系の説明図
FIG. 10 is an explanatory diagram of an optical system that generates line light from a laser light source according to a fourth embodiment.

【図11】実施の形態4におけるレーザーダイオードの
方向特性を示す特性図
FIG. 11 is a characteristic diagram showing directional characteristics of a laser diode according to a fourth embodiment.

【図12】実施の形態4におけるライン光の垂直プロフ
ァイルの説明図
FIG. 12 is an explanatory diagram of a vertical profile of line light according to a fourth embodiment.

【図13】実施の形態4における距離計算部の構成図FIG. 13 is a configuration diagram of a distance calculation unit according to the fourth embodiment.

【図14】実施の形態4におけるレーザー光強度と角度
情報1/tanφの関係を示す特性図
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a relationship between laser beam intensity and angle information 1 / tanφ in the fourth embodiment.

【図15】実施の形態4における光強度比に対する角度
情報1/tanφの分布を示す説明図
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a distribution of angle information 1 / tanφ with respect to a light intensity ratio in the fourth embodiment.

【図16】実施の形態4における処理の流れ図FIG. 16 is a flowchart of a process according to the fourth embodiment.

【図17】実施の形態4におけるライン光の撮像の説明
図(その1)
FIG. 17 is an explanatory diagram of line light imaging in the fourth embodiment (part 1)

【図18】実施の形態4におけるライン光の撮像の説明
図(その2)
FIG. 18 is an explanatory diagram of imaging of line light in the fourth embodiment (part 2)

【図19】実施の形態4における3次元空間内の直線の
撮像面への射影の定式化の説明図
FIG. 19 is an explanatory diagram of formulation of projection of a straight line in a three-dimensional space onto an imaging surface according to the fourth embodiment.

【図20】実施の形態4における高周波信号を重畳した
光源の強度変調信号の説明図
FIG. 20 is an explanatory diagram of an intensity modulation signal of a light source on which a high-frequency signal is superimposed according to the fourth embodiment.

【図21】実施の形態4におけるガルバノミラーとポリ
ゴンミラーによるレーザービーム光の走査の説明図
FIG. 21 is an explanatory diagram of scanning of a laser beam by a galvano mirror and a polygon mirror in the fourth embodiment.

【図22】本発明の実施の形態5におけるレンジファイ
ンダ装置の構成図
FIG. 22 is a configuration diagram of a range finder device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図23】実施の形態5におけるレーザー光の強度変調
信号の説明図
FIG. 23 is an explanatory diagram of an intensity-modulated signal of laser light according to the fifth embodiment.

【図24】実施の形態5における距離計算部の構成を示
すブロック図
FIG. 24 is a block diagram illustrating a configuration of a distance calculation unit according to the fifth embodiment.

【図25】従来のレンジファインダ装置の構成図FIG. 25 is a configuration diagram of a conventional range finder device.

【図26】従来のレンジファインダ装置の光源の波長特
性を示す特性図
FIG. 26 is a characteristic diagram showing wavelength characteristics of a light source of a conventional range finder device.

【図27】従来のレンジファインダ装置の光源の強度変
調の特性図
FIG. 27 is a characteristic diagram of intensity modulation of a light source of a conventional range finder device.

【図28】レンジファインダにおける計測原理図FIG. 28 is a diagram illustrating a measurement principle in a range finder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101A、101B レーザ光源 102 ハーフミラー 103 光源制御部 104 回転ミラー 105 回転制御部 106 被写体 107 レンズ 108A、108B 光波長分離フィルタ 109A、109B モノクロCCD 109C カラーCCD 110A、110B モノクロカメラ信号処理部 111 カラーカメラ信号処理部 130 距離計算部 113 制御部 101A, 101B Laser light source 102 Half mirror 103 Light source control unit 104 Rotating mirror 105 Rotation control unit 106 Subject 107 Lens 108A, 108B Optical wavelength separation filter 109A, 109B Monochrome CCD 109C Color CCD 110A, 110B Monochrome camera signal processing unit 111 Color camera signal Processing unit 130 Distance calculation unit 113 Control unit

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の波長の光を発する光源からのレー
ザ光を被写体に走査させる走査手段と、この走査手段の
走査周期と同期して前記レーザ光の光強度を変化させる
光強度制御手段と、前記被写体からの反射レーザ光から
前記複数の波長と同一波長の光を各々分離する波長分離
手段と、前記分離した光の光強度比から前記走査手段に
おける計測点の角度を算出し被写体までの距離計算を行
う距離計算手段と、を具備するレンジファインダ装置。
A scanning unit that scans a subject with laser light from a light source that emits light of a plurality of wavelengths; and a light intensity control unit that changes the light intensity of the laser light in synchronization with a scanning cycle of the scanning unit. A wavelength separating unit that separates light having the same wavelength as the plurality of wavelengths from the reflected laser light from the subject; and calculating an angle of a measurement point in the scanning unit from a light intensity ratio of the separated light to the subject. A range finder device comprising: a distance calculating means for performing a distance calculation.
【請求項2】 光強度制御手段は、走査周期の前半区間
では、一方のレーザ光強度を一定にし、他方のレーザ光
強度を直線的に変化させる一方、走査周期の後半区間で
は、一方のレーザ光強度を直線的に変化させ、他方のレ
ーザ光強度を一定にすることを特徴とする請求項1記載
のレンジファインダ装置。
2. The light intensity control means sets one laser light intensity constant in the first half section of the scanning cycle and linearly changes the other laser light intensity in the first half section of the scanning cycle. 2. The range finder according to claim 1, wherein the light intensity is changed linearly and the other laser light intensity is made constant.
【請求項3】 距離計算手段は、レーザ光強度の大小関
係とレーザ光強度の比との双方から、走査手段における
計測点の角度を決定することを特徴とする請求項2記載
のレンジファインダ装置。
3. The range finder according to claim 2, wherein the distance calculation means determines the angle of the measurement point in the scanning means from both the magnitude relation of the laser light intensity and the ratio of the laser light intensity. .
【請求項4】 光強度制御手段は、予め測定したノイズ
レベルの特性に応じてレーザ光強度を補正することを特
徴とする請求項2又は請求項3記載のレンジファインダ
装置。
4. The range finder according to claim 2, wherein the light intensity control means corrects the laser light intensity in accordance with the characteristic of the noise level measured in advance.
【請求項5】 距離計算手段は、着目画素近傍の複数の
周辺画素におけるレーザ光強度比の平均値、重み付け平
均値、または、着目画素と周辺画素とのメディアン値を
用いて、着目画素におけるレーザ強度比を計算すること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の
レンジファインダ装置。
5. The method according to claim 1, wherein the distance calculation means uses a laser light intensity ratio average value, a weighted average value, or a median value between the target pixel and the peripheral pixel in a plurality of peripheral pixels in the vicinity of the target pixel. The range finder according to any one of claims 1 to 4, wherein an intensity ratio is calculated.
【請求項6】 距離計算手段は、各光源のレーザー光の
垂直方向の強度分布と各受光部の感度特性を考慮して光
強度を補正し、補正後の光強度の比を用いて距離計算を
行なうことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれ
かに記載のレンジファインダ装置。
6. The distance calculation means corrects the light intensity in consideration of the vertical intensity distribution of the laser light of each light source and the sensitivity characteristics of each light receiving unit, and calculates the distance using the corrected light intensity ratio. The range finder according to any one of claims 1 to 4, wherein the range finder is performed.
【請求項7】 距離計算手段は、各光源のレーザー光の
垂直方向の強度分布と各受光部の感度特性を考慮して光
強度比を補正し、補正後の光強度比を用いて距離計算を
行なうことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれ
かに記載のレンジファインダ装置。
7. The distance calculation means corrects the light intensity ratio in consideration of the vertical intensity distribution of the laser light of each light source and the sensitivity characteristics of each light receiving unit, and calculates the distance using the corrected light intensity ratio. The range finder according to any one of claims 1 to 4, wherein the range finder is performed.
【請求項8】 前記被写体からの反射レーザ光を受光す
るカメラを有し、このカメラと光源とを、光源からの光
線のカメラ視野内での軌跡であるエピポーラ線が平行に
なるような位置関係に配置したことを特徴とする請求項
6又は請求項7記載のレンジファインダ装置。
8. A camera having a camera for receiving a reflected laser beam from the subject, wherein the camera and the light source are positioned so that epipolar lines, which are trajectories of light beams from the light source in the field of view of the camera, become parallel to each other. The range finder device according to claim 6 or 7, wherein the range finder device is disposed.
【請求項9】 光強度制御手段は、レーザ光の光強度を
変化させる際に、レーザー光の強度変調信号に高周波を
重畳することを特徴とする請求項1乃至請求項8記載の
レンジファインダ装置。
9. The range finder according to claim 1, wherein said light intensity control means superimposes a high frequency on an intensity modulation signal of the laser light when changing the light intensity of the laser light. .
【請求項10】 走査手段は、ガルバノミラーとポリゴ
ンミラーを用いることにより、レーザ光を被写体に走査
させることを特徴とする請求項1乃至請求項9記載のレ
ンジファインダ装置。
10. The range finder according to claim 1, wherein the scanning means scans the object with a laser beam by using a galvanometer mirror and a polygon mirror.
【請求項11】 波長分離手段は、撮像面に対して傾斜
させて配置した干渉フィルターにより、波長分離を行な
うことを特徴とする請求項1乃至請求項10記載のレン
ジファインダ装置。
11. The range finder according to claim 1, wherein said wavelength separating means separates the wavelength by using an interference filter arranged to be inclined with respect to the imaging surface.
【請求項12】 1波長のレーザー光源に対する光強度
変調信号に振幅が時間的に変化する高周波を重畳し、強
度変調した前記レーザー光を回転ミラーにより被写体に
走査し、被写体からの反射光をCCDにより撮像する一
方、 前記CCDの着目画素近傍での光強度分布について上限
と下限の2つの包絡線検出と局所平均検出を行ない、前
記2つの包絡線の差と前記局所平均値の比に基づいて光
源から見た被写体への角度情報を計算し、前記着目画素
の座標値に基づいて前記CCDから見た被写体への角度
情報を計算し、計算した前記角度情報と基線長とを用い
てフィールド期間毎に各画素について距離計測を行う距
離計測方法。
12. A light intensity modulation signal for a one-wavelength laser light source is superimposed with a high-frequency wave whose amplitude changes over time, and the intensity-modulated laser light is scanned over a subject by a rotating mirror, and reflected light from the subject is reflected by a CCD. On the other hand, an upper limit and a lower limit of two envelope detections and a local average detection are performed on the light intensity distribution near the pixel of interest of the CCD based on the ratio of the difference between the two envelopes and the local average value. Calculates angle information to the object viewed from the light source, calculates angle information to the object viewed from the CCD based on the coordinate value of the pixel of interest, and uses the calculated angle information and the base line length to calculate a field period. A distance measurement method that measures the distance for each pixel for each pixel.
JP10486598A 1997-09-04 1998-04-15 Range finder device Expired - Fee Related JP3672731B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10486598A JP3672731B2 (en) 1997-09-04 1998-04-15 Range finder device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-255951 1997-09-04
JP25595197 1997-09-04
JP10486598A JP3672731B2 (en) 1997-09-04 1998-04-15 Range finder device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11142122A true JPH11142122A (en) 1999-05-28
JP3672731B2 JP3672731B2 (en) 2005-07-20

Family

ID=26445241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10486598A Expired - Fee Related JP3672731B2 (en) 1997-09-04 1998-04-15 Range finder device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3672731B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6721679B2 (en) 2000-10-27 2004-04-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Distance measuring apparatus and distance measuring method
WO2009043621A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Leica Geosystems Ag Shape measuring instrument with light source control
JP2010071722A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Nippon Steel Corp Method and device for inspecting unevenness flaws
CN102029554A (en) * 2010-11-22 2011-04-27 浙江大学 Quick measurement system for circular trace motion error based on sweep frequency laser interference
CN102589576A (en) * 2012-01-16 2012-07-18 徐从裕 Error separation method for improving measuring accuracy of grating sensor
JP2018510345A (en) * 2014-12-15 2018-04-12 フォルヴェルク・ウント・ツェーオー、インターホールディング・ゲーエムベーハーVorwerk & Compagnie Interholding Gesellshaft Mit Beschrankter Haftung Automatic movable cleaning device
JP2018105891A (en) * 2011-10-11 2018-07-05 ケーエルエー−テンカー コーポレイション Optical metrology tool equipped with modulated illumination sources

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6721679B2 (en) 2000-10-27 2004-04-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Distance measuring apparatus and distance measuring method
WO2009043621A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Leica Geosystems Ag Shape measuring instrument with light source control
JP2010071722A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Nippon Steel Corp Method and device for inspecting unevenness flaws
CN102029554A (en) * 2010-11-22 2011-04-27 浙江大学 Quick measurement system for circular trace motion error based on sweep frequency laser interference
JP2018105891A (en) * 2011-10-11 2018-07-05 ケーエルエー−テンカー コーポレイション Optical metrology tool equipped with modulated illumination sources
CN102589576A (en) * 2012-01-16 2012-07-18 徐从裕 Error separation method for improving measuring accuracy of grating sensor
JP2018510345A (en) * 2014-12-15 2018-04-12 フォルヴェルク・ウント・ツェーオー、インターホールディング・ゲーエムベーハーVorwerk & Compagnie Interholding Gesellshaft Mit Beschrankter Haftung Automatic movable cleaning device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3672731B2 (en) 2005-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200166333A1 (en) Hybrid light measurement method for measuring three-dimensional profile
US9435891B2 (en) Time of flight camera with stripe illumination
US6600168B1 (en) High speed laser three-dimensional imager
JP6120611B2 (en) Beam scanning display device
US6441888B1 (en) Rangefinder
US10419741B2 (en) Systems and methods for compression of three dimensional depth sensing
US9170097B2 (en) Hybrid system
CA2038924C (en) Lidar scanning system
US20130148102A1 (en) Method to Compensate for Errors in Time-of-Flight Range Cameras Caused by Multiple Reflections
US20160330418A1 (en) Image projection device and adjustment method
JPH11508371A (en) Telecentric stereo camera and method
JP7371443B2 (en) 3D measuring device
JP7270702B2 (en) Depth sensing system and method
CN107621748A (en) Laser projection display apparatus
US20110313721A1 (en) Contour sensor incorporating mems mirrors
CN110007289B (en) Motion artifact reduction method based on time-of-flight depth camera
JP2000186920A (en) Device and method for shape measuring
JP2009222973A (en) Image projection device
JPH1194520A (en) Real time range finder
JP3672731B2 (en) Range finder device
CN109100740B (en) Three-dimensional image imaging device, imaging method and system
JP3538009B2 (en) Shape measuring device
JPH0695141B2 (en) Laser radar image forming device
JP7438555B2 (en) 3D measurement method and 3D measurement device
JP4317300B2 (en) Range finder device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041124

A521 Written amendment

Effective date: 20041224

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20050419

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050420

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080428

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

Year of fee payment: 4

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

Year of fee payment: 4

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees