JP2001028766A - 3次元画像検出装置 - Google Patents

3次元画像検出装置

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JP2001028766A
JP2001028766A JP11198741A JP19874199A JP2001028766A JP 2001028766 A JP2001028766 A JP 2001028766A JP 11198741 A JP11198741 A JP 11198741A JP 19874199 A JP19874199 A JP 19874199A JP 2001028766 A JP2001028766 A JP 2001028766A
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伸一 垣内
Shuzo Seo
修三 瀬尾
Nobuhiro Tani
信博 谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光を用いる3次元画像検出装置におい
て、照射されたレーザ光が人の目に入射したときの影響
を減ずる。 【解決手段】 撮像レンズ11の外周縁に、波長400
〜1400nmの近赤外レーザ光を照射する6個のレー
ザ光源141〜146を円環状に等間隔に配置する。各
レーザ光源から照射される測距光の照射領域を被写体距
離において略一致させる。各レーザ光源141〜146
から順次単独で間断なく測距光S21〜S26を照射
し、1つの連続した測距光S27を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝播時間測定法
を用いて被写体の3次元形状等を検出する3次元画像検
出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来3次元画像検出装置による3次元計
測は、光、電波あるいは音を被計測物体に照射する能動
方式と、光等を照射しない受動方式とに分類される。能
動方式には光伝播時間測定法、変調した光波を用いる位
相差測定法、三角測量法、モアレ法、干渉法等が知られ
ており、受動方式には、ステレオ視法、レンズ焦点法等
が知れている。
【0003】能動方式は受動方式に比べ、レーザ光等を
照射するための機構が必要なためにその規模が大きくな
るが、距離分解能、計測時間、計測空間範囲等の点にお
いて優れており、産業応用分野において広く用いられて
きている。「Measurement Science and Technology」
(S. Christie 他、vol.6, p1301-1308, 1995 年)に記
載された3次元画像入力装置では、パルス変調され拡散
されたレーザ光が被計測物体の全体に照射され、その反
射光がイメージインテンシファイアが取付けられた2次
元CCDセンサによって受光され、電気信号に変換され
る。イメージインテンシファイアはレーザ光のパルス発
光に同期したゲートパルスによってシャッタ制御され
る。この構成によれば、遠い被計測物体からの反射光に
よる受光量は近い被計測物体からの反射光による受光量
に比べて小さいので、被計測物体の距離に応じた出力が
CCDの各画素毎に得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
拡散されたレーザ光を照射して3次元計測を行なう構成
において、被計測物体付近に作業者がいる場合などレー
ザ光照射領域内に人が存在するとき、レーザ光がその作
業者の目に入ると照射されたレーザ光によって網膜等に
障害を及ぼす虞れがあるので、作業者はレーザ光を見な
いように充分に注意をしなければならない。
【0005】本発明は、レーザ光を照射して3次元計測
を行なう3次元画像検出装置において、レーザ光が目に
入っても悪影響を及ぼすことのない3次元画像検出装置
を得ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の3次元画像検出
装置は、被写体の3次元形状を表す距離データを一括し
て得るために測距用のレーザ光を照射するための複数の
レーザ光源と、受光量に応じた電荷を蓄積可能な撮像素
子と、各レーザ光源が所定の順序に従い間断なく発光す
ることにより1つのパルス状のレーザ光が形成されるよ
うにレーザ光源を制御する照射制御手段とを備え、各レ
ーザ光源が所定の距離をおいて配置され、各レーザ光源
から照射されるレーザ光の被写体における各照射領域が
相互に重なる領域を有することを特徴としている。
【0007】レーザ光源は好ましくは、撮像レンズを囲
んで円環状に等間隔で配置されるか、直線的に等間隔で
配置される。
【0008】円環状にレーザ光源が配置されていると
き、照射制御手段は例えば、レーザ光源を円周方向に沿
って順番に発光する。またレーザ光源が直線的に配列さ
れているとき、照射制御手段は例えば、レーザ光源を直
線の所定方向に順番に繰り返し発光する。
【0009】3次元画像検出装置は好ましくは、照射制
御手段により形成されたパルス状の測距光の被写体から
の反射光を前記撮像素子で受光し、所定の期間内に撮像
素子で蓄積される信号電荷により被写体までの距離を検
出する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施形態で
あるカメラ型の3次元画像検出装置の斜視図である。
【0011】カメラ本体10の前面において、撮影レン
ズ11の左上にはファインダ窓12が設けられ、右上に
はストロボ13が設けられている。撮像レンズ11の外
周縁には円環状のレーザ発光装置22が配設されてい
る。発光装置22の前面には6個の光源(レーザ光源)
14が円環に沿って等間隔に並んでいる。カメラ本体1
0の左上面にはレリーズスイッチ15と液晶表示パネル
16が設けられ、右上面にはモード切替ダイヤル17と
V/Dモード切替スイッチ18が設けられている。カメ
ラ本体10の側面には、ICメモリカードを挿入するた
めのカード挿入口19が形成され、また、ビデオ出力端
子20とインターフェースコネクタ21が設けられてい
る。
【0012】図2は、図1に示すカメラ型の3次元画像
検出装置の回路構成を示すブロック図である。撮影レン
ズ11の中には絞り25が設けられている。絞り25の
開度はアイリス駆動回路26によって調整される。撮影
レンズ11の焦点調節動作およびズーミング動作はレン
ズ駆動回路27によって制御される。
【0013】撮影レンズ11の光軸上には撮像素子(C
CD)28が配設されている。CCD28には、撮影レ
ンズ11によって被写体像が形成され、被写体像に対応
した電荷が発生する。CCD28における電荷の蓄積動
作、電荷の読出動作等の動作はCCD駆動回路30によ
って制御される。CCD28から読み出された電荷信号
すなわち画像信号はアンプ31において増幅され、A/
D変換器32においてアナログ信号からデジタル信号に
変換される。デジタルの画像信号は撮像信号処理回路3
3においてガンマ補正等の処理を施され、画像メモリ3
4に一時的に格納される。アイリス駆動回路26、レン
ズ駆動回路27、CCD駆動回路30、撮像信号処理回
路33はシステムコントロール回路35によって制御さ
れる。
【0014】画像信号は画像メモリ34から読み出さ
れ、LCD駆動回路36に供給される。LCD駆動回路
36は画像信号に応じて動作し、これにより画像表示L
CDパネル37には、画像信号に対応した画像が表示さ
れる。
【0015】また画像メモリ34から読み出された画像
信号はTV信号エンコーダ38に送られ、ビデオ出力端
子20を介して、カメラ本体10の外部に設けられたモ
ニタ装置39に伝送可能である。システムコントロール
回路35はインターフェース回路40に接続され、イン
ターフェース回路40はインターフェースコネクタ21
に接続されている。したがって画像メモリ34から読み
出された画像信号は、インターフェースコネクタ21に
接続されたコンピュータ41に伝送可能である。またシ
ステムコントロール回路35は、記録媒体制御回路42
を介して画像記録装置43に接続されている。したがっ
て画像メモリ34から読み出された画像信号は、画像記
録装置43に装着されたICメモリカード等の記録媒体
Mに記録可能である。
【0016】システムコントロール回路35には、発光
素子制御回路44が接続されている。発光装置22の前
面に円環状に並べられたレーザ光源14は、レーザダイ
オード(LD)14aと照明レンズ14bで構成されて
いる。発光素子14aの発光動作は発光素子制御回路4
4によって制御される。発光素子14aは測距光である
レーザ光を照射するものであり、このレーザ光は照明レ
ンズ14bを介して被写体の全体に照射される。被写体
において反射した光は撮影レンズ11に入射し、この光
をCCD28によって検出することにより、後述するよ
うに被写体の距離が計測される。なお、この計測におい
て、CCD28における転送動作のタイミング等の制御
はシステムコントロール回路35とCCD駆動回路30
によって行なわれる。
【0017】システムコントロール回路35には、レリ
ーズスイッチ15、モード切替ダイヤル17、V/Dモ
ード切替スイッチ18から成るスイッチ群45と、液晶
表示パネル16とが接続されている。
【0018】次に図3および図4を参照して、本実施形
態における距離測定の原理を説明する。なお図4におい
て横軸は時間tである。
【0019】距離測定装置Bから出力された測距光は被
写体Sにおいて反射し、図示しないCCDによって受光
される。測距光は所定のパルス幅Hを有するパルス状の
光であり、したがって被写体Sからの反射光も、同じパ
ルス幅Hを有するパルス状の光である。また反射光のパ
ルスの立ち上がりは、測距光のパルスの立ち上がりより
も時間δ・t(δは遅延係数)だけ遅れる。測距光と反
射光は距離測定装置Bと被写体Sの間の2倍の距離rを
進んだことになるから、その距離rは r=δ・t・C/2 ・・・(1) により得られる。ただしCは光速である。
【0020】例えば測距光のパルスの立ち上がりから反
射光を検知可能な状態に定め、反射光のパルスが立ち下
がる前に検知不可能な状態に切換えるようにすると、す
なわち反射光検知期間Tを設けると、この反射光検知期
間Tにおける受光量Aは距離rの関数である。すなわち
受光量Aは、距離rが大きくなるほど(時間δ・tが大
きくなるほど)小さくなる。
【0021】本実施形態では上述した原理を利用して、
CCD28に設けられ、2次元的に配列された複数のフ
ォトダイオード(撮像素子)においてそれぞれ受光量A
を検出することにより、カメラ本体10から被写体Sの
表面の各点までの距離をそれぞれ検出し、被写体Sの表
面形状に関する3次元画像のデータを一括して入力して
いる。
【0022】図5は、CCD28に設けられるフォトダ
イオード51と垂直転送部52の配置を示す図である。
図6は、CCD28を基板53に垂直な平面で切断して
示す断面図である。このCCD28は従来公知のインタ
ーライン型CCDであり、不要電荷の掃出しにVOD
(縦型オーバーフロードレイン)方式を用いたものであ
る。
【0023】フォトダイオード51と垂直転送部(信号
電荷保持部)52はn型基板53の面に沿って形成され
ている。フォトダイオード51は2次元的に格子状に配
列され、垂直転送部52は所定の方向(図5において上
下方向)に1列に並ぶフォトダイオード51に隣接して
設けられている。垂直転送部52は、1つのフォトダイ
オード51に対して4つの垂直転送電極52a,52
b,52c,52dを有している。したがって垂直転送
部52では、4つのポテンシャルの井戸が形成可能であ
り、従来公知のように、これらの井戸の深さを制御する
ことによって、信号電荷をCCD28から出力すること
ができる。なお、垂直転送電極の数は目的に応じて自由
に変更できる。
【0024】基板53の表面に形成されたp型井戸の中
にフォトダイオード51が形成され、p型井戸とn型基
板53の間に印加される逆バイアス電圧によってp型井
戸が完全空乏化される。この状態において、入射光(被
写体からの反射光)の光量に応じた電荷がフォトダイオ
ード51において蓄積される。基板電圧Vsub を所定値
以上に大きくすると、フォトダイオード51に蓄積した
電荷は、基板53側に掃出される。これに対し、転送ゲ
ート部54に電荷転送信号(電圧信号)が印加されたと
き、フォトダイオード51に蓄積した電荷は垂直転送部
52に転送される。すなわち電荷掃出し信号によって電
荷を基板53側に掃出した後、フォトダイオード51に
蓄積した信号電荷が、電荷転送信号によって垂直転送部
52側に転送される。このような動作を繰り返すること
により、垂直転送部52において信号電荷が積分され、
いわゆる電子シャッタ動作が実現される。
【0025】図7は、被写体の表面の各点までの距離に
関するデータを検出する距離情報検出動作のタイミング
チャートである。図1、図2、図5〜図7を参照して距
離情報検出動作を説明する。なお本実施形態の距離検出
動作では、外光の影響による雑音を低減するために、図
4を参照して行なった距離測定原理の説明とは異なり、
測距光のパルスの立ち下がりから反射光を検知可能な状
態に定め、反射光のパルスが立ち下がった後に検知不可
能な状態に切換えるようにタイミングチャートを構成し
ているが原理的には何ら異なるものではない。
【0026】垂直同期信号(図示せず)の出力に同期し
て電荷掃出し信号(パルス信号)S1が出力され、これ
によりフォトダイオード51に蓄積していた不要電荷が
基板53の方向に掃出され、フォトダイオード51にお
ける蓄積電荷量はゼロになる(符号S2)。電荷掃出し
信号S1の出力の開始の後、一定のパルス幅を有するパ
ルス状の測距光S3が出力される。測距光S3が出力さ
れる期間(パルス幅)は調整可能であり、図示例では、
電荷掃出し信号S1の出力と同時に測距光S3がオフす
るように調整されている。
【0027】測距光S3は被写体において反射し、CC
D28に入射する。すなわちCCD28によって被写体
からの反射光S4が受光されるが、電荷掃出し信号S1
が出力されている間は、フォトダイオード51において
電荷は蓄積されない(符号S2)。電荷掃出し信号S1
の出力が停止されると、フォトダイオード51では、反
射光S4の受光によって電荷蓄積が開始され、反射光S
4と外光に起因する信号電荷S5が発生する。反射光S
4が消滅すると(符号S6)フォトダイオード51で
は、反射光に基く電荷蓄積は終了するが(符号S7)、
外光のみに起因する電荷蓄積が継続する(符号S8)。
なお、本発明における測距光S3と反射光S4は、後に
図9、図10を参照して詳述するように、6個のレーザ
光源14が順次単独で照射されることによって得られ
る。
【0028】その後、電荷転送信号S9が出力される
と、フォトダイオード51に蓄積された電荷が垂直転送
部52に転送される。この電荷転送は、電荷転送信号の
出力の終了(符号S10)によって完了する。すなわ
ち、外光が存在するためにフォトダイオード51では電
荷蓄積が継続するが、電荷転送信号の出力が終了するま
でフォトダイオード51に蓄積されていた信号電荷S1
1が垂直転送部52へ転送される。電荷転送信号の出力
終了後に蓄積している電荷S14は、そのままフォトダ
イオード51に残留する。
【0029】このように電荷掃出し信号S1の出力の終
了から電荷転送信号S9の出力が終了するまでの期間T
U1(電荷蓄積期間)の間、フォトダイオード51には、
被写体までの距離に対応した信号電荷が蓄積される。そ
して、反射光S4の受光終了(符号S6)までフォトダ
イオード51に蓄積している電荷が、外光と被写体の距
離情報とに対応した信号電荷S12として垂直転送部5
2へ転送され、その他の信号電荷S13は外光のみに起
因するものである。
【0030】電荷転送信号S9の出力から一定時間が経
過した後、再び電荷掃出し信号S1が出力され、垂直転
送部52への信号電荷の転送後にフォトダイオード51
に蓄積された不要電荷が基板53の方向へ掃出される。
すなわち、フォトダイオード51において新たに信号電
荷の蓄積が開始する。そして、上述したのと同様に、電
荷蓄積期間TU1が経過したとき、信号電荷は垂直転送部
52へ転送される。
【0031】このような信号電荷S11の垂直転送部5
2への転送動作は、次の垂直同期信号が出力されるま
で、繰り返し実行される。これにより垂直転送部52に
おいて、信号電荷S11が積分される。1フィールドの
期間(2つの垂直同期信号によって挟まれる期間)に積
分された信号電荷S11には、その期間被写体が静止し
ていると見做せれば、被写体までの距離情報に対応する
信号電荷S12と、外光により蓄積した信号電荷S13
が含まれている。ここで信号電荷S13の電荷量は信号
電荷S12の電荷量に比べて微小なので、信号電荷S1
1から距離情報を求めることができる。すなわち、計測
物体の表面で反射した測距光の受光時間T D と信号電荷
S11との間の関係を求めておけば、受光時間TD は式
(1)のδ・tに対応するので信号電荷S11から距離
rを求めることができる。なお以後外光により蓄積した
信号電荷S13は省略し、信号電荷S11を信号電荷S
12と見做して説明を行なう。
【0032】以上説明した信号電荷S11の検出動作は
1つのフォトダイオード51に関するものであり、垂直
転送電極52aを有する全てのフォトダイオード51に
おいてこのような検出動作が行なわれる。1フィールド
の期間における検出動作の結果、垂直転送電極52aを
有するフォトダイオード51に隣接した垂直転送部に
は、そのフォトダイオード51によって検出された距離
情報が保持される。この距離情報は垂直転送部52にお
ける垂直転送動作および図示しない水平転送部における
水平転送動作によってCCD28の外部へ出力される。
【0033】次に6個の光源14の発光タイミングにつ
いて図8および図9を参照して説明する。図8は円環状
の発光装置22を正面から見たときの模式図であり、6
個の光源141〜146が時計周りに円環状に等間隔に
配置されている。図9は信号電荷の蓄積期間TU1と6個
の光源から照射されるパルス状の測距光S21〜S26
の発光タイミングを示すタイミングチャートである。
【0034】まず光源141からパルス状の測距光S2
1が照射される。測距光S21が立ち下がると光源14
2から略同時に測距光S22が照射される。次に測距光
S22が立ち下がり、略同時に光源143から測距光2
3が照射される。以下同様に光源144、145、14
6からパルス状の測距光S24、S25、S26が順次
被写体に照射される。また測距光S26が立ち下がると
フォトダイオード51において電荷の蓄積が開始され、
この蓄積動作は蓄積期間TU1の間行われる。
【0035】波形S27は、被写体に照射される測距光
の照度を表しており、光源141〜146は、測距光S
21〜S26が連続した1つのパルス光S27となるよ
うにその発光が制御される。このとき被写体までの距離
検出は、測距光S21〜S26で形成された測距光S2
7によって行われる。すなわち、測距光S27のパルス
幅はTS であり、測距光S21〜S26の各パルス幅は
S /6である。
【0036】図10は、図9で示したタイミングで各光
源S141〜S146を発光したときに、フォトダイオ
ード51において受光される反射光S31〜S36と蓄
積期間TU1との関係を示したものである。各光源から照
射された測距光S21〜S26は、TD 時間経過後フォ
トダイオード51において受光される。このときフォト
ダイオード51で蓄積される信号電荷は、蓄積期間TU1
の間に受光される反射光S34、S35、S36の斜線
部S38、S39、S40に対応した信号電荷のみであ
る。各反射光は間断なく連続して受光されるのでフォト
ダイオード51における反射光の受光量は波形S37で
表される。斜線部S38、S39、S40は波形S37
の斜線部S41に相当し、その幅はTD である。したが
って斜線部S41で表される受光量は被写体までの距離
に対応している。
【0037】以上の発光動作および電荷蓄積動作は1フ
ィールド期間に渡り繰り返し行われ、蓄積された信号電
荷(斜線部に対応)は垂直転送部51において積分さ
れ、被写体までの距離が検出される。
【0038】図11は光源141及び光源144から照
射される測距光の照射領域を図示したものである。各光
源から照射される測距光は、被写体が配置された距離に
おいて略同一の領域Uに照射される。すなわち各光源か
ら照射される測距光の照射領域の中心は領域Uにおいて
略一致する。例えば光源141と光源144からそれぞ
れ照射される測距光の各照射領域における中心点P、
P’は領域Uにおいて略一致する。
【0039】図12は、光源141、144から照射さ
れた測距光が、人の眼に入射した状態を模式的に表して
いる。
【0040】本実施形態における測距光は、波長が40
0〜1400nmのレーザ光であり、より好ましくは近
赤外レーザ光である。レーザ光は眼の角膜Cや水晶体L
では吸収されずほとんど網膜Rに達する。したがってレ
ーザ放射に対する眼の最大許容露光量(MPE)は網膜
Rでの値となる。各光源から照射される測距光は、被写
体全体を照射するように拡散して照射されるが、人間の
眼は無意識に焦点を合わせるため、1つの光源から照射
された測距光は、網膜R上の一点に集光しビーム内観察
状態となる。すなわち光源141から照射された測距光
は、角膜Cと水晶体Lを透過して眼球Eの網膜R上の点
Qへ集光され、光源144から照射された測距光も同様
の過程を経て網膜R上の点Q’へ集光される。
【0041】このように光源141、144から照射さ
れた測距光は、各光源の位置に対応した網膜R上の異な
る点Qと点Q’へ集光される。図12では光源141、
144に対応する網膜R上の集光点のみ例示している
が、各光源141〜146についても同様であり、各光
源141〜146から照射される測距光は、各光源の位
置に対応して網膜R上の異なる点に集光される。網膜R
上での各集光点の位置関係は、対応する各光源の配置に
対応しているので、光源141〜146間の距離が離れ
ると、網膜R上の各光源に対応する集光点間の距離も離
れる。
【0042】発光装置14の6個の光源141〜146
からは、順次単独にパルス幅TS /6の測距光が図9の
ように間断なく照射される。被写体で反射された各光源
からのパルス光は、パルス幅TS の1つの反射光S37
としてフォトダイオード51において受光される。各光
源から照射される測距光の放射パワー(パルスの高さ)
は、被写体を測距するのに十分な強度を持っているが、
そのパルス幅はTS の1/6に減ぜられているので、1
回の発光で照射されるパルス光の放射エネルギーは、パ
ルス幅TS のパルス光の1/6になる。各光源から照射
されるレーザ光の網膜R上での集光点の位置は、互いに
それぞれ異なるので、網膜R上の集光点の位置は発光す
る光源が移るに従い順次移動する。したがって網膜R上
の1つの集光点が1回の発光で受ける積分放射輝度は、
1個光源を用いて同様の測距を行なった場合の6分の1
となる。これにより、各集光点が受ける積分放射輝度を
網膜でのMPEに抑えることができ、照射されたレーザ
光が照射領域内にいる人間の目に入射したとしても、網
膜が損傷を受ける可能性は非常に低くなる。
【0043】以上のように本実施形態によれば、6個の
光源を順番に発光させ、測距に必要な十分な光量を得な
がらも、一つの光源の照射時間を短くすることにより、
照射されるレーザ光の網膜R上での集光点が受ける積分
放射輝度を網膜でのMPEに抑えることができる。これ
によりレーザ照射領域内にいるに人の目に損傷を及ぼす
可能性が非常に低い3次元画像検出装置が得られる。
【0044】なお本実施形態において、測距光はパルス
状のレーザ光として説明されたが実際に出力されるレー
ザ光は完全なパルスにはならず、立ち上がり及び立ち下
がり部分に波形が鈍る過渡的な期間が存在する。したが
って1つの測距光が立ち下がり始めたら次の測距光を発
光し、2つの測距光の立ち下がり部分と立ち上がり部分
を重ね合わせることにより、1つの連続したパルス状の
測距光が得られる。
【0045】次に図13及び図14を参照して第2の実
施形態について説明する。図13は第2の実施形態にお
けるカメラ型の3次元画像検出装置の斜視図である。第
2の実施形態と第1の実施形態との違いは、発光装置2
2の形状やその配置と、発光装置22に設けられた光源
14の配置のみである。その他については第1の実施形
態と全く同様である。
【0046】第2の実施形態では、発光装置22はカメ
ラ本体10の上面上に上面が前面となす稜線に沿って直
線状に設けられており、発光装置22の前面には6個の
光源14が等間隔を隔てて一列に並んで配置されてい
る。図14に示すように6個の光源141〜146が配
置されており、各光源を第1の実施形態同様に発光制御
すると第1の実施形態と同様の効果が得られる。
【0047】本実施形態において、発光装置に設けられ
た光源の数は6個であったが、これには限定されない。
また本実施形態の光源は、配置された順序に従って発光
したが発光順序は配置に従わなくともよい。
【0048】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザ光
を照射して3次元計測を行なう3次元画像検出装置にお
いて、レーザ光が目に入っても悪影響を及ぼすことのな
い3次元画像検出装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態におけるカメラ型の3次元画像
検出装置の斜視図である。
【図2】図1に示すカメラ型の3次元画像検出装置の回
路構成を示すブロック図である。
【図3】測距光による距離測定の原理を説明するための
図である。
【図4】測距光、反射光、ゲートパルス、およびCCD
が受光する光量分布を示す図である。
【図5】CCDに設けられるフォトダイオードと垂直転
送部の配置を示す図である。
【図6】CCDを基板に垂直な平面で切断して示す断面
図である。
【図7】被写体までの距離に関するデータを検出する距
離情報検出動作のタイミングチャートである。
【図8】第1の実施形態における発光装置を正面から見
たときの模式図である。
【図9】発光装置に設けられている光源の発光のタイミ
ングを示す図である。
【図10】各光源に対応する反射光の受光パルスと蓄積
期間との関係を示す図である。
【図11】第1の実施形態において2つの光源を発光し
たときに照射される領域と、その中心ピークの位置を示
す模式図である。
【図12】測距光が眼に入射したときの状態を摸式的に
表わした図である。
【図13】第2の実施形態におけるカメラ型の3次元画
像検出装置の斜視図である。
【図14】第2の実施形態における発光装置を正面から
見たときの模式図である。
【符号の説明】
10 カメラ本体 14 光源 22 発光装置 51 フォトダイオード U 照射領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 信博 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭光 学工業株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA06 AA53 BB05 CC16 EE00 FF12 FF31 GG06 GG08 GG17 GG21 JJ03 JJ18 JJ26 LL04 LL06 LL30 NN02 NN11 QQ03 QQ24 SS02 SS13 4M118 AA08 AB03 AB10 BA13 CA03 FA06 FA13 FA35 GA04 5C061 AA29 AB03 AB06 AB08 AB14 AB21

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体の3次元形状を表す距離データを
    一括して得るために測距用のレーザ光を照射するための
    複数のレーザ光源と、 受光量に応じた電荷を蓄積可能な撮像素子と、 前記各レーザ光源が所定の順序に従い間断なく発光する
    ことにより1つのパルス状の測距光が形成されるように
    前記レーザ光源を制御する照射制御手段とを備え、 前記各レーザ光源が所定の距離をおいて配置され、 前記各レーザ光源から照射されるレーザ光の被写体にお
    ける各照射領域が相互に重なる領域を有することを特徴
    とする3次元画像検出装置。
  2. 【請求項2】 前記レーザ光源が、撮像レンズを囲んで
    円環状に等間隔で配置されることを特徴とする請求項1
    に記載の3次元画像検出装置。
  3. 【請求項3】 前記照射制御手段により、前記レーザ光
    源が円周方向に沿って順番に発光することを特徴とする
    請求項2に記載の3次元画像検出装置。
  4. 【請求項4】 前記レーザ光源が、直線的に等間隔で配
    列されることを特徴とする請求項1に記載の3次元検出
    装置。
  5. 【請求項5】 前記照射制御手段により、前記レーザ光
    源が直線の所定方向に順番に繰り返し発光することを特
    徴とする請求項4に記載の3次元画像検出装置。
  6. 【請求項6】 前記照射制御手段により形成されたパル
    ス状の前記測距光の前記被写体からの反射光を前記撮像
    素子で受光し、所定の期間内に前記撮像素子で蓄積され
    る信号電荷により前記被写体までの距離を検出すること
    を特徴とする請求項1に記載の3次元画像検出装置。
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