JP2000295635A - Three-dimensional image pickup device - Google Patents

Three-dimensional image pickup device

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JP2000295635A
JP2000295635A JP11094726A JP9472699A JP2000295635A JP 2000295635 A JP2000295635 A JP 2000295635A JP 11094726 A JP11094726 A JP 11094726A JP 9472699 A JP9472699 A JP 9472699A JP 2000295635 A JP2000295635 A JP 2000295635A
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JP
Japan
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image
image pickup
subject
parallax
signals
Prior art date
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Pending
Application number
JP11094726A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Iwasaki
正則 岩崎
Koichi Shiono
浩一 塩野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JP2000295635A publication Critical patent/JP2000295635A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional image pickup device by which image signals of a plurality of images with sufficient parallax can be obtained without the need for a separation circuit in spite of a comparatively simple configuration and a small size. SOLUTION: In this three-dimensional image pickup device, a stereo optical system 1 forms a plurality of object images with parallax and by photographing the same object at different view points apart from each other to a plurality of image pickup elements 2L, 2R that are mounted closely to each other on one semiconductor substrate, and image processing circuits 10L, 10R having the identical characteristic provided corresponding to the image pickup elements 2L, 2R process separately output signals from the image pickup elements 2L, 2R respectively.

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、三次元撮像装置、
特に同じ被写体に対して視差を持たせた複数の画像を撮
像して三次元画像(立体画像)を得たり、あるいは被写
体との距離測定(測距)をすることができる三次元撮像
装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a three-dimensional imaging device,
In particular, the present invention relates to a three-dimensional imaging apparatus capable of obtaining a three-dimensional image (stereoscopic image) by capturing a plurality of images having parallax for the same subject, or measuring a distance (ranging) to the subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】三次元画像を撮像するには、同じ被写体
に対して互いに離間した異なる複数の場所から視た複数
の画像、即ち、視差を持たせた画像を撮像する必要があ
る。そのため、従来においては、一般に一つの三次元撮
像装置に二つのカメラを設け、異なる二つの場所から捉
えた二つの被写体像を各別のカメラにより撮像するよう
にしていた。
2. Description of the Related Art In order to capture a three-dimensional image, it is necessary to capture a plurality of images of the same subject viewed from a plurality of different places separated from each other, that is, images having parallax. Therefore, in the related art, two cameras are generally provided in one three-dimensional imaging device, and two subject images captured from two different places are captured by different cameras.

【0003】図2はそのような三次元撮像装置の概略構
成を示す回路ブロック図であり、図2において、1Lは
左目用カメラの撮像光学系、1Rは右目用カメラの撮像
光学系であり、該二つの撮像光学系1L、1Rは同じ被
写体を互いに適宜離間した異なる視点から撮って得た互
いに視差のある左右二つの被写体像を各別の固体撮像素
子2L、2Rに結像する。即ち、左側被写体像は固体撮
像素子2Lに、右側被写体像は固体撮像素子2Rに結像
される。
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a schematic configuration of such a three-dimensional image pickup apparatus. In FIG. 2, 1L denotes an image pickup optical system of a left-eye camera, 1R denotes an image pickup optical system of a right-eye camera, The two imaging optical systems 1L and 1R form two left and right object images having parallax obtained by taking the same object from different viewpoints that are appropriately separated from each other on the respective solid-state imaging devices 2L and 2R. That is, the left subject image is formed on the solid-state imaging device 2L, and the right subject image is formed on the solid-state imaging device 2R.

【0004】3L、3Rは固体撮像素子2L、2R駆動
用クロックパルスを発生するタイミングゼネレータ、4
L、4Rは該タイミングゼネレータ3R、3Lからの出
力を受け、固体撮像素子2L、2Rを駆動するドライバ
(イメージャ駆動ドライバ)、5L、5Rは固体撮像素
子2L、2Rの出力信号から雑音成分を除去するCDS
(相関二重サンプリング回路)回路、6L、6RはAG
C(オートゲインコントロール)回路、7L、7Rはア
ナログ信号である、AGC回路6L、6Rの出力信号を
ディジタル信号に変換するA/D変換回路、8L、8R
は該A/D変換回路7L、7Rの出力信号を処理するマ
イクロコンピュータで、AWB(オートホワイトバラン
ス)処理、AE(自動光量制御)処理等を行う。9L、
9Rはマイクロコンピュータ8L、8Rからの画像信号
を出力する画像信号出力回路である。
Reference numerals 3L and 3R denote timing generators for generating clock pulses for driving the solid-state imaging devices 2L and 2R.
L and 4R receive outputs from the timing generators 3R and 3L, and drive the solid-state imaging devices 2L and 2R (imager driving drivers). 5L and 5R remove noise components from the output signals of the solid-state imaging devices 2L and 2R. CDS to do
(Correlated double sampling circuit) circuit, 6L and 6R are AG
C (auto gain control) circuits, 7L and 7R are analog signals, A / D conversion circuits for converting output signals of AGC circuits 6L and 6R into digital signals, 8L and 8R
Is a microcomputer that processes output signals of the A / D conversion circuits 7L and 7R, and performs AWB (auto white balance) processing, AE (automatic light control) processing, and the like. 9L,
9R is an image signal output circuit for outputting image signals from the microcomputers 8L and 8R.

【0005】このように、従来のものは、光学系、撮像
手段及び画像処理回路をそれぞれ二つずつ設けた構成に
なっていた。
As described above, the conventional apparatus has a configuration in which two optical systems, two image pickup means, and two image processing circuits are provided.

【0006】ところで、二つのカメラを用いて三次元画
像を撮像するようにした三次元撮像装置には、二つのカ
メラを用いるが故に、全体が大きくなってしまい、小型
化の要請には応えることが難しいという問題があった。
By the way, a three-dimensional image pickup apparatus that takes a three-dimensional image by using two cameras is large in size because two cameras are used. There was a problem that was difficult.

【0007】また、複数のカメラユニットにより三次元
撮像装置を構成するには、二つのカメラ間の光軸合わせ
が必要であるが、別々のカメラ間の光軸合わせは相当に
難しいという問題もあった。
Further, in order to constitute a three-dimensional image pickup apparatus with a plurality of camera units, it is necessary to align the optical axes between two cameras, but there is also a problem that the optical axis alignment between different cameras is considerably difficult. Was.

【0008】また、カメラを複数設けた場合、画像信号
の処理にあたり、外部からそのカメラ間の同期を取るよ
うにすることが必要であり、それには当然に同期を取る
ための回路が必要であり、三次元撮像装置の高価格化の
要因になる。
Further, when a plurality of cameras are provided, it is necessary to externally synchronize the cameras in processing the image signal, which naturally requires a circuit for synchronizing. This causes high cost of the three-dimensional imaging device.

【0009】そこで、単一の撮像手段を用いて比較的簡
単な構成で且つ小型でありながら同じ被写体に対して充
分に視差のある複数の被写体像の画像を得ることのでき
る三次元撮像装置が開発された。図3はそのような三次
元撮像装置の一例の光学系及び撮像素子を示す概略構成
図である。
Therefore, there is provided a three-dimensional image pickup apparatus which has a relatively simple configuration using a single image pickup means and is capable of obtaining images of a plurality of subject images having a sufficient parallax with respect to the same subject while being small in size. It has been developed. FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an optical system and an image sensor of an example of such a three-dimensional image capturing apparatus.

【0010】図3において、2は固体撮像素子、2Lは
該固体撮像素子2の撮像領域の一半部を成すエリア、2
Rは同じく撮像領域の他半部を成すエリアである。12
は固体撮像素子2の前側に設けられた固体撮像素子用カ
バーガラスで、上記固体撮像素子2撮像領域の前方に平
行に配設されている。
In FIG. 3, reference numeral 2 denotes a solid-state image sensor, and 2L denotes an area forming one half of the image pickup area of the solid-state image sensor 2.
R is an area that forms the other half of the imaging area. 12
Is a cover glass for the solid-state imaging device provided on the front side of the solid-state imaging device 2, and is disposed in front of and in parallel with the imaging region of the solid-state imaging device 2.

【0011】13L、13Rはカバーガラス12越しに
固体撮像素子2の各エリア2L、2Rに対応して設けら
れた結像レンズ、14L、14Rは該結像レンズ13
L、13Rに対応してその前方に配設された絞り、15
L、15Rは該絞り14L、14Rの前方に上記固体撮
像素子2の各エリア2L、2Rに対応して斜め外側を向
くように設けられた撮像素子側ミラー、16L、16R
は該撮像素子側ミラー15L、15Rの外側にそれ等と
対応して斜め内側を向くように設けられた被写体側ミラ
ーである。18L、18Rは赤外線カットフィルタ、1
9L、19Rは光線制限板である。
Reference numerals 13L and 13R denote imaging lenses provided corresponding to the respective areas 2L and 2R of the solid-state imaging device 2 through the cover glass 12, and 14L and 14R denote the imaging lenses 13
Diaphragms disposed in front of L, 13R, 15
L, 15R are image sensor-side mirrors provided in front of the apertures 14L, 14R so as to face obliquely outward corresponding to the areas 2L, 2R of the solid-state image sensor 2, 16L, 16R.
Is a subject-side mirror provided outside the image sensor-side mirrors 15L and 15R so as to face obliquely inward corresponding to the mirrors. 18L and 18R are infrared cut filters, 1
9L and 19R are light beam limiting plates.

【0012】一対の被写体側ミラー16L、16Rは同
じ被写体からの光を異なる位置にて一対の撮像素子側ミ
ラー15L、15Rへ反射する。該一対の撮像素子側ミ
ラー15L、15Rは一対の被写体側ミラー16L、1
6Rにより反射されたところの被写体からの光を上記固
体撮像素子2の撮像領域の各半部2L、2Rに向けて反
射する。そして、一対の撮像素子側ミラー15L、15
Rにより反射されたところの被写体からの一対の光は絞
り14L、14Rにより絞られ、結像レンズ13a、1
3bにより固体撮像素子2の異なるエリア2L、2Rに
結像される。尚、被写体像をつくる光は赤外線カットフ
ィルタ18a、18bを通ることによって赤外線がカッ
トされる。
The pair of subject-side mirrors 16L and 16R reflect light from the same subject at different positions to the pair of image pickup-side mirrors 15L and 15R. The pair of image sensor-side mirrors 15L, 15R are paired with the pair of subject-side mirrors 16L, 1L.
The light from the subject reflected by the 6R is reflected toward each half 2L, 2R of the imaging area of the solid-state imaging device 2. Then, a pair of mirrors 15L, 15
A pair of lights from the subject reflected by the R are stopped down by the stops 14L and 14R, and are formed by the imaging lenses 13a and 13a.
3b forms an image on different areas 2L and 2R of the solid-state imaging device 2. In addition, the light that forms the subject image is cut off the infrared rays by passing through the infrared cut filters 18a and 18b.

【0013】このような三次元撮像装置によれば、一つ
の被写体が、被写体側反射手段16L、16R、撮像素
子側反射手段15L、15R、レンズ13L、13R及
び絞り14L、14Rからなる一つのステレオ光学系に
より一つの固体撮像素子2の異なるエリア2L、2Rに
互いに異なる視差を以て撮像されるので、三次元撮像装
置に必要な撮像素子2の数が一つで済む。また、同じ撮
像素子2に対して各光学系毎に光軸合わせをすれば必要
な光軸合わせが済むので、二つのカメラ間で光軸合わせ
をする場合に比較して光軸合わせが容易になる。
According to such a three-dimensional image pickup apparatus, one subject is composed of one stereo unit composed of the object side reflection means 16L and 16R, the image pickup element side reflection means 15L and 15R, the lenses 13L and 13R, and the apertures 14L and 14R. Since different areas 2L and 2R of one solid-state imaging device 2 are imaged with different parallaxes by the optical system, the number of imaging devices 2 required for the three-dimensional imaging device is one. In addition, if the optical axis alignment is performed for each optical system with respect to the same image sensor 2, the necessary optical axis alignment is completed, so that the optical axis alignment is easier than in the case where the optical axis alignment is performed between two cameras. Become.

【0014】そして、二つの互いに視差のある画像を得
るところの一対の被写体側反射手段16L、16Rを一
対の撮像素子側反射手段15L、15Rの外側に設けた
ので、三次元撮像装置の大きさの割に被写体側反射手段
16L、16R間の距離を大きくして視差を比較的大き
くできる。従って、より立体的な三次元画像を高い精度
で得ることができる。
Since a pair of subject-side reflecting means 16L and 16R for obtaining two images having parallax are provided outside the pair of image-capturing-element-side reflecting means 15L and 15R, the size of the three-dimensional image pickup apparatus is reduced. The parallax can be relatively increased by increasing the distance between the object-side reflecting means 16L and 16R. Therefore, a more three-dimensional three-dimensional image can be obtained with high accuracy.

【0015】また、一対の絞り14L、14Rにより絞
りをかけた光束を一対の結像レンズ13L、13Rによ
り撮像素子2の二つのエリア2L、2Rに結像させるの
で、結像レンズとして徒に大きなものを用いることが必
要ではなく、小型の割に優れた光学的特性を有する三次
元撮像装置を得ることができる。これらの点で、図3に
示した従来の三次元撮像装置は優れていると言える。
Further, since the light beam that has been stopped by the pair of stops 14L and 14R is imaged on the two areas 2L and 2R of the image pickup device 2 by the pair of image forming lenses 13L and 13R, it is unnecessarily large as an image forming lens. It is not necessary to use such a device, and it is possible to obtain a three-dimensional imaging device having excellent optical characteristics for a small size. In these respects, it can be said that the conventional three-dimensional imaging apparatus shown in FIG. 3 is excellent.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した図
3に示す従来の三次元撮像装置には、視差のある複数の
被写体像を一つの撮像素子2の撮像領域内の隣接した複
数のエリア2L、2Rに結像するので、二つの被写体像
が一つの画像として撮像され、立体画像の作成或いは測
距をするにはその一つの撮像素子2の出力を画像処理す
る画像信号処理回路の出力から二つの被写体像の信号を
分離して取り出す分離回路が必要であるという問題があ
った。
In the conventional three-dimensional image pickup apparatus shown in FIG. 3 described above, a plurality of subject images having parallax are formed in a plurality of adjacent areas 2L in the image pickup area of one image pickup device 2. , 2R, two subject images are captured as one image. To create a stereoscopic image or perform distance measurement, the output of the one image sensor 2 is processed from the output of an image signal processing circuit that performs image processing. There is a problem that a separation circuit for separating and taking out signals of two subject images is required.

【0017】分離回路は、例えば各水平走査における左
半分の画像信号を記憶するメモリと、同じく右半分の画
像信号を記憶するメモリとを有し、該各メモリから各別
に取り出した二つの画像信号を互いに視差のある各別の
被写体像の信号として処理するようにしたものであり、
この例では、各水平周期における前半と後半で信号を異
なるメモリに振り分ける制御回路も必要である。従っ
て、制御回路はかなり複雑な回路になる。
The separation circuit has, for example, a memory for storing a left half image signal in each horizontal scan and a memory for similarly storing a right half image signal, and two image signals respectively taken out of each memory. Are processed as signals of different subject images having parallax with each other,
In this example, a control circuit for distributing signals to different memories in the first half and the second half in each horizontal cycle is also required. Therefore, the control circuit becomes a rather complicated circuit.

【0018】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、比較的簡単な構成で且つ小型であり
ながら充分な視差のある複数の画像の画像信号を分離回
路を要することなく得ることのできる三次元撮像装置を
提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and requires a separation circuit for separating image signals of a plurality of images having a sufficient parallax with a relatively simple configuration and a small size. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional imaging device which can be obtained without any problem.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1の三次元撮像装
置は、互いに特性の等しい複数の撮像素子を一つの半導
体基板に近接して配設した半導体装置と、該複数の撮像
素子に同じ被写体に対して互いに離間した異なる視点か
ら撮像した互いに視差のある複数の被写体像を結像する
ステレオ光学系と、上記各撮像素子に対応して設けた互
いに同じ特性を有する画像信号処理回路を有し、上記各
撮像素子に結像された被写体像の信号を各画像信号処理
回路により各別に処理して出力するようにしてなること
を特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional image pickup apparatus comprising: It has a stereo optical system that forms a plurality of subject images with parallax captured from different viewpoints that are separated from each other and an image signal processing circuit that has the same characteristics and is provided corresponding to each of the imaging devices. The signal of the subject image formed on each of the image pickup devices is separately processed by each image signal processing circuit and output.

【0020】従って、請求項1の三次元撮像装置によれ
ば、ステレオ光学系により視差のある複数の被写体像
を、一つの半導体基板に近接して配設した互いに特性の
等しい複数の撮像素子に結像するようにし、この複数の
撮像素子の出力信号を、その撮像素子に対応して設けた
各別の画像信号処理回路により各別に処理して複数の被
写体像信号を得るので、従来におけるような一つの撮像
素子の出力信号から二つの被写体像信号を分離して得る
分離回路を必要としない。
Therefore, according to the three-dimensional image pickup apparatus of the present invention, a plurality of subject images having parallax by the stereo optical system are transferred to the plurality of image pickup devices having the same characteristics and arranged close to one semiconductor substrate. An image is formed, and output signals of the plurality of image sensors are separately processed by respective image signal processing circuits provided corresponding to the image sensors to obtain a plurality of subject image signals. There is no need for a separation circuit for separating two subject image signals from the output signal of a single image sensor.

【0021】そして、複数の撮像素子は一つの半導体基
板に同じ特性を有するように形成されたものなので、互
いに視差のある複数の被写体像の信号に撮像素子の特性
の違いによる狂いが生じるおそれがない。従って、正確
で歪みのない立体画像を得ることができ、また、正確な
測距が可能になる。
Since the plurality of image sensors are formed on one semiconductor substrate so as to have the same characteristics, signals of a plurality of subject images having parallax may be deviated due to differences in the characteristics of the image sensors. Absent. Therefore, an accurate and distortion-free stereoscopic image can be obtained, and accurate distance measurement can be performed.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明三次元撮像装置は、基本的
には、互いに特性の等しい複数の撮像素子が一つの半導
体基板に近接して設けてなる半導体装置と、上記複数の
撮像素子に同じ被写体に対して互いに離間した異なる視
点から撮像した互いに視差のある複数の被写体像を結像
する光学系と、上記各撮像素子に対応して設けられた互
いに同じ特性を有する画像信号処理回路と、を有し、上
記各撮像素子に結像された被写体像の信号を各画像信号
処理回路により各別に処理して出力するようにしてな
り、各撮像素子はCCD型撮像素子であっても良いし、
MOS型撮像素子であっても良いし、MOS型撮像素子
であっても良く、型の相違は問わない。重要なのは、複
数の撮像素子が一つの半導体基板に近接して配置され、
各撮像素子が同じ特性を有するようにされていることで
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A three-dimensional image pickup apparatus according to the present invention is basically composed of a semiconductor device having a plurality of image pickup elements having the same characteristics in proximity to one semiconductor substrate and a plurality of image pickup elements. An optical system that forms a plurality of subject images having parallax captured from different viewpoints separated from each other with respect to the same subject; and an image signal processing circuit having the same characteristics provided for each of the image sensors. , And the signals of the subject image formed on the respective image sensors are separately processed and output by the respective image signal processing circuits, and each image sensor may be a CCD type image sensor. And
It may be a MOS-type image sensor or a MOS-type image sensor, regardless of the type. What is important is that a plurality of image sensors are arranged close to one semiconductor substrate,
That is, each image sensor has the same characteristics.

【0023】一つの被写体を互いに異なる視点から捉え
て一つの撮像素子の異なるエリアに結像する光学系とし
ては、例えば、撮像素子の互いに異なる二つのエリアに
対して斜め外側を向くように設けられた一対の撮像素子
側反射手段と、該一対の撮像素子側反射手段に対してそ
の外側に斜め前方を向くように配置され、互いに被写体
からの光をその対応する撮像素子側反射手段へ反射する
被写体側反射手段と、一対の被写体側反射手段により反
射され更に一対の撮像素子側反射手段により反射された
同じ被写体からの光を上記撮像素子の撮像領域の互いに
異なる二つの部分に結像する一対のレンズと、該各撮像
素子側反射手段と、上記レンズとの間に設けられた一対
の絞りとで構成したものがあり、これについては特願平
10−338708号により提案中である。勿論、視差
のある複数の被写体像を一つの撮像素子の異なるエリア
に結像することができれば、どのような光学系を用いて
も良いことは言うまでもない。
The optical system which captures one subject from different viewpoints and forms an image on different areas of one image sensor is provided, for example, so as to face obliquely outward with respect to two different areas of the image sensor. A pair of imaging element-side reflection means, and a pair of imaging element-side reflection means, which are disposed so as to face diagonally forward to the outside of the pair of imaging element-side reflection means, and mutually reflect light from a subject to the corresponding imaging element-side reflection means. A subject-side reflecting means, and a pair of light sources that are reflected by the pair of subject-side reflecting means, and further form light from the same subject reflected by the pair of imaging element-side reflecting means on two different portions of the imaging region of the image sensor. And a pair of diaphragms provided between each of the imaging element-side reflecting means and the above-described lens, and this is disclosed in Japanese Patent Application No. 10-33870. It is being proposed by the issue. Of course, as long as a plurality of subject images having parallax can be formed on different areas of one image sensor, any optical system may be used.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説
明する。図1は本発明三次元撮像装置の第1の実施例の
概略構成を示す回路図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the three-dimensional imaging apparatus of the present invention.

【0025】図面において、1は同じ被写体を互いに視
差のある異なる視点から捉えそれにより得た左右二つの
被写体像を一つの半導体装置2に形成された各別の撮像
素子2L、2Rに結像するステレオ光学系を示す。この
ステレオ光学系は図3に示す従来の場合と異なるところ
はないので構成、作用を説明しない。この光学系1によ
り、左側被写体像は撮像素子2Lに、右側被写体像は撮
像素子2Rに結像される。撮像素子2Lと撮像素子2R
は一つの半導体基板に近接して同じ特性を有するように
同時に形成されて一つの半導体装置とされたものであ
る。
In the drawing, reference numeral 1 denotes the same subject captured from different viewpoints having parallax, and two left and right subject images obtained thereby are formed on separate image sensors 2L, 2R formed on one semiconductor device 2. 3 shows a stereo optical system. Since this stereo optical system is not different from the conventional case shown in FIG. 3, its configuration and operation will not be described. The optical system 1 forms the left subject image on the image sensor 2L and the right subject image on the image sensor 2R. Image sensor 2L and image sensor 2R
Are formed at the same time in the vicinity of one semiconductor substrate so as to have the same characteristics as one semiconductor device.

【0026】3は固体撮像素子2Lを駆動する駆動用ク
ロックパルスを発生するタイミングゼネレータ、4L、
4Rは該タイミングゼネレータ3からの出力を受け、撮
像素子2L、2Rを駆動するドライバ(イメージャ駆動
ドライバ)、5L、5Rは固体撮像素子2L、2Rの出
力信号から雑音成分を除去するCDS(相関二重サンプ
リング回路)回路、6L、6RはAGC(オートゲイン
コントロール)回路、7L、7Rはアナログ信号であ
る、AGC回路6L、6Rの出力信号をディジタル信号
に変換するA/D変換回路、8L、8Rは該A/D変換
回路7L、7Rの出力信号を処理するマイクロコンピュ
ータで、AWB(オートホワイトバランス)処理、AE
(自動光量制御)処理等を行う。9L、9Rはマイクロ
コンピュータ8からの画像信号を出力する画像信号出力
回路である。上記タイミングゼネレータ3と回路5L〜
9Lによって左側被写体像の画像信号処理回路10Lが
構成され、上記タイミングゼネレータ3と回路5R〜9
Rによって右側被写体像の画像信号処理回路10Rが構
成される。
Reference numeral 3 denotes a timing generator for generating a driving clock pulse for driving the solid-state imaging device 2L, 4L,
4R receives the output from the timing generator 3 and drives the image pickup devices 2L and 2R (imager drive drivers). 5L and 5R remove CDS (correlation noise) from the output signals of the solid-state image pickup devices 2L and 2R. Double sampling circuits) circuits, 6L and 6R are AGC (auto gain control) circuits, 7L and 7R are analog signals, A / D conversion circuits for converting output signals of the AGC circuits 6L and 6R into digital signals, 8L and 8R Is a microcomputer for processing output signals of the A / D conversion circuits 7L and 7R, and includes AWB (auto white balance) processing, AE
(Automatic light amount control) processing and the like are performed. 9L and 9R are image signal output circuits for outputting image signals from the microcomputer 8. The timing generator 3 and the circuit 5L ~
9L constitutes an image signal processing circuit 10L for the left subject image, and includes the timing generator 3 and the circuits 5R to 5R.
The image signal processing circuit 10R for the right object image is constituted by R.

【0027】このように、本三次元撮像装置は図3に示
す従来のものとは異なり、一つの半導体基板に隣接して
二つの撮像素子2L、2Rを形成した半導体装置2の該
二つの撮像素子2L、2Rに対応して画像信号処理回路
を一つずつ(10L、10R)設け、該二つの撮像素子
2L、2Rに結像された視差のある二つの被写体像をそ
の撮像素子2L、2Rにより撮像し、各撮像素子2L、
2Rから出力された各画像信号をその各撮像素子2L、
2Rに対応して設けられた各画像信号処理回路10L、
10Rにより処理して視差のある二つの被写体像の画像
信号を得るので、図3に示した従来例におけるような一
つの撮像素子の出力信号から二つの被写体像信号を分離
して得る分離回路を必要としない。
As described above, this three-dimensional image pickup apparatus differs from the conventional one shown in FIG. 3 in that the two image pickup devices 2L and 2R are formed adjacent to one semiconductor substrate. Image signal processing circuits are provided one by one (10L, 10R) corresponding to the elements 2L, 2R, and two subject images with parallax formed on the two image sensors 2L, 2R are imaged by the image sensors 2L, 2R. And each image sensor 2L,
Each image signal output from 2R is converted into its respective image sensor 2L,
Each image signal processing circuit 10L provided corresponding to 2R,
Since the image signals of two subject images having parallax are obtained by processing using 10R, a separation circuit that separates two subject image signals from the output signal of one image sensor as in the conventional example shown in FIG. do not need.

【0028】そして、複数の撮像素子は一つの半導体基
板に同じ特性を有するように形成されたものなので、互
いに視差のある複数の被写体像の信号に撮像素子の特性
の違いによる狂いが生じるおそれがない。従って、正確
で歪みのない立体画像を得ることができ、また、正確な
測距が可能になる。
Since the plurality of image sensors are formed on one semiconductor substrate so as to have the same characteristics, signals of a plurality of subject images having parallax may be distorted due to differences in the characteristics of the image sensors. Absent. Therefore, an accurate and distortion-free stereoscopic image can be obtained, and accurate distance measurement can be performed.

【0029】[0029]

【発明の効果】請求項1の三次元撮像装置によれば、ス
テレオ光学系により視差のある複数の被写体像を、一つ
の半導体基板に近接して配設した互いに特性の等しい複
数の撮像素子に結像するようにし、この複数の撮像素子
の出力信号を、その撮像素子に対応して設けた各別の画
像信号処理回路により各別に処理して複数の被写体像信
号を得るので、従来におけるような一つの撮像素子の出
力信号から二つの被写体像信号を分離して得る分離回路
を必要としない。
According to the three-dimensional image pickup apparatus of the present invention, a plurality of subject images having parallax by the stereo optical system are transferred to a plurality of image pickup devices having the same characteristics and arranged close to one semiconductor substrate. An image is formed, and output signals of the plurality of image sensors are separately processed by respective image signal processing circuits provided corresponding to the image sensors to obtain a plurality of subject image signals. There is no need for a separation circuit for separating two subject image signals from the output signal of a single image sensor.

【0030】そして、複数の撮像素子は一つの半導体基
板に同じ特性を有するように形成されたものなので、互
いに視差のある複数の被写体像の信号に撮像素子の特性
の違いによる狂いが生じるおそれがない。従って、正確
で歪みのない立体画像を得ることができ、また、正確な
測距が可能になる。
Since the plurality of image sensors are formed on one semiconductor substrate so as to have the same characteristics, signals of a plurality of subject images having parallax may be distorted due to differences in the characteristics of the image sensors. Absent. Therefore, an accurate and distortion-free stereoscopic image can be obtained, and accurate distance measurement can be performed.

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

【図1】本発明三次元撮像装置の一つの実施例の概略構
成を示す回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram illustrating a schematic configuration of one embodiment of a three-dimensional imaging apparatus according to the present invention.

【図2】従来例の概略構成を示す回路ブロック図であ
る。
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a schematic configuration of a conventional example.

【図3】三次元撮像装置の光学系の構成例を示す概略構
成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of an optical system of the three-dimensional imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2・・・半導体装置、2L、2R・・・撮像素子、10
L、10R・・・画像信号処理回路。
2 ... Semiconductor device, 2L, 2R ... Image sensor, 10
L, 10R: image signal processing circuit.

フロントページの続き Fターム(参考) 2H011 AA06 BA05 BB01 2H051 AA00 BB07 CA09 CA12 CB11 CB27 CB29 2H059 AA08 AA18 4M118 AA10 AB01 AB03 BA06 BA30 5C061 AA25 AB04 AB06 AB08 Continued on the front page F term (reference) 2H011 AA06 BA05 BB01 2H051 AA00 BB07 CA09 CA12 CB11 CB27 CB29 2H059 AA08 AA18 4M118 AA10 AB01 AB03 BA06 BA30 5C061 AA25 AB04 AB06 AB08

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】互いに特性の等しい複数の撮像素子を一つ
の半導体基板に近接して設けてなる半導体装置と、 上記複数の撮像素子に同じ被写体に対して互いに離間し
た異なる視点から撮像した互いに視差のある複数の被写
体像を結像するステレオ光学系と、 上記各撮像素子に対応して設けられた互いに同じ特性を
有する画像信号処理回路と、 を有し、 上記各撮像素子に結像された被写体像の信号を各画像信
号処理回路により各別に処理して出力するようにしてな
ることを特徴とする三次元撮像装置
1. A semiconductor device comprising a plurality of image pickup elements having characteristics identical to each other provided in proximity to one semiconductor substrate; and a parallax image obtained by imaging the same subject from different viewpoints separated from each other on the plurality of image pickup elements. A stereo optical system that forms a plurality of subject images with the same, and an image signal processing circuit that has the same characteristics as each other and that is provided corresponding to each of the imaging devices, and is formed on each of the imaging devices. A three-dimensional imaging apparatus characterized in that a signal of a subject image is processed and output separately by each image signal processing circuit.
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