JP2001045520A - Three-dimensional image detector and optical communication receiver - Google Patents

Three-dimensional image detector and optical communication receiver

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JP2001045520A
JP2001045520A JP11216987A JP21698799A JP2001045520A JP 2001045520 A JP2001045520 A JP 2001045520A JP 11216987 A JP11216987 A JP 11216987A JP 21698799 A JP21698799 A JP 21698799A JP 2001045520 A JP2001045520 A JP 2001045520A
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light
distance
signal
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charge
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JP11216987A
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Japanese (ja)
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Shinichi Kakiuchi
伸一 垣内
Shuzo Seo
修三 瀬尾
Nobuhiro Tani
信博 谷
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Pentax Corp
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a three-dimensional image detector, which emits a range finding light to an object to detect a distance up to the object, to employ one light source so as to conduct range fining and transmission of data through an optical communication. SOLUTION: A light emitting device 14 emits a pulse-modulated range finding light to an object. A camera body 10 receives a reflected light via an image pickup lens 11 to detect a distance up to the object and stores detected distance data to a memory at once. The light emitting device 14 emits a communication light with a pulse frequency modulation region different from that of the range finding light to transmit the distance data or the like stored in the memory to a device provided to an outside of the camera body 10. A light receiving device 47 receives the communication light and outputs the detected light to a computer 46 as received data.

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、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。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a three-dimensional image detecting apparatus for detecting a three-dimensional shape of a subject using a light propagation time measuring method.

【0002】[0002]

【従来の技術】3次元画像検出装置で被写体を撮像し、
検出された距離データや画像データから被写体の3次元
画像を得るには、高い画像処理能力と十分な記憶容量を
備える必要がある。しかし、これに必要な回路や器機を
備えると装置が大型化するため小型軽量化された3次元
画像検出装置で3次元画像を得ることは難しい。したが
って従来の3次元画像検出装置は、インターフェースケ
ーブルを用いてコンピュータに接続され、検出されたデ
ータは逐次ケーブルを介してコンピュータに送られコン
ピュータ上で処理されている。
2. Description of the Related Art A subject is imaged by a three-dimensional image detecting device,
In order to obtain a three-dimensional image of a subject from the detected distance data and image data, it is necessary to provide high image processing capability and sufficient storage capacity. However, if circuits and equipment necessary for this are provided, the size of the device becomes large, so that it is difficult to obtain a three-dimensional image with a small and lightweight three-dimensional image detecting device. Therefore, the conventional three-dimensional image detecting apparatus is connected to a computer using an interface cable, and detected data is sequentially sent to the computer via the cable and processed on the computer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】検出された距離データ
や画像データから被写体の3次元画像を構成するには、
被写体を多方向から撮像しこれを合成しなければならな
い。しかし3次元画像検出装置とコンピュータがケーブ
ルで接続されていると、3次元画像検出装置の可動範囲
が制限され多方向からの撮像が困難である。また、オペ
レーターの移動や器機の操作にとっても障害となる。
In order to form a three-dimensional image of a subject from detected distance data and image data,
The subject must be imaged from multiple directions and synthesized. However, if the three-dimensional image detection device and the computer are connected by a cable, the movable range of the three-dimensional image detection device is limited, and it is difficult to perform imaging from multiple directions. It also hinders operator movement and equipment operation.

【0004】本発明は、ケーブルを介することなくデー
タをコンピュータへ転送でき操作性のよい小型軽量な3
次元画像検出装置を得ることを目的としている。
[0004] The present invention provides a small and lightweight operable device capable of transferring data to a computer without using a cable.
It is intended to obtain a three-dimensional image detection device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の3次元画像検出
装置は光を照射するための光源と、受光量に応じた電荷
を蓄積可能な撮像素子と、光源を発光して被写体に測距
光を照射し、被写体から反射光を撮像素子で受光するこ
とにより被写体までの距離情報を検出する距離情報検出
手段と、光源の発光を制御して空間を伝送路とした通信
光を照射し、外部装置にデータを送信する情報伝達手段
とを備えることを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a three-dimensional image detecting apparatus comprising: a light source for irradiating light; an image pickup device capable of accumulating electric charges corresponding to an amount of received light; Irradiating light, a distance information detecting means for detecting distance information to the subject by receiving reflected light from the subject with an image sensor, and irradiating communication light using a space as a transmission path by controlling light emission of a light source, Information transmission means for transmitting data to an external device.

【0006】好ましくは測距光と通信光とのパルス周波
数変調域が異なる。これにより受信時に測距光と通信光
が混同されることがなくなる。送信されるデータは例え
ば距離情報に関するものである。また3次元画像検出装
置は好ましくは、被写体の映像を撮像素子で結像し被写
体の画像情報を検出する画像情報検出手段を備える。こ
のとき送信されるデータは例えば画像情報に関するもの
である。
[0006] Preferably, the pulse frequency modulation ranges of the distance measuring light and the communication light are different. As a result, the distance measuring light and the communication light are not confused at the time of reception. The transmitted data relates to, for example, distance information. Further, the three-dimensional image detecting device preferably includes image information detecting means for forming an image of the subject with an image sensor and detecting image information of the subject. The data transmitted at this time relates to, for example, image information.

【0007】3次元画像検出装置は好ましくは、情報伝
達手段を駆動するか否かを選択可能である。
[0007] The three-dimensional image detecting device can preferably select whether or not to drive the information transmitting means.

【0008】また本発明の光通信受信装置は、通信光に
より送信されるデータを受信するための受信制御が、測
距光を受光することにより開始するように構成されたこ
とを特徴としている。
Further, the optical communication receiving apparatus according to the present invention is characterized in that the receiving control for receiving data transmitted by the communication light is started by receiving the distance measuring light.

【0009】[0009]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a camera-type three-dimensional image detection device according to an embodiment of the present invention.

【0010】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。カメラ本体10の上
面において、撮影レンズ11の真上には、測距光である
レーザ光を照射する測距用発光装置(光源)14が配設
されている。測距用発光装置14の左側にはレリーズス
イッチ15、情報伝達モード設定ボタン24、液晶表示
パネル16が設けられ、右側にはモード切替ダイヤル1
7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メモリカード等の記録
媒体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が設けられている。
On the front of the camera body 10, a finder window 12 is provided at the upper left of the taking lens 11, and a flash 13 is provided at the upper right. On the upper surface of the camera body 10, right above the taking lens 11, a distance measuring light emitting device (light source) 14 for irradiating laser light, which is distance measuring light, is provided. A release switch 15, an information transmission mode setting button 24, and a liquid crystal display panel 16 are provided on the left side of the distance measuring light emitting device 14, and a mode switching dial 1 is provided on the right side.
7 and a V / D mode changeover switch 18 are provided.
On the side of the camera body 10, a card insertion slot 19 for inserting a recording medium such as an IC memory card is formed, and a video output terminal 20 is provided.

【0011】図2は図1に示すカメラの回路構成を示す
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2
6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。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the camera shown in FIG. An aperture 25 is provided in the taking lens 11. The opening of the aperture 25 is determined by the iris drive circuit 2.
Adjusted by 6. The focus adjustment operation and the zooming operation of the taking lens 11 are controlled by a lens drive circuit 27.

【0012】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。
On the optical axis of the taking lens 11, an image pickup device (C
CD) 28 is provided. A subject image is formed on the CCD 28 by the photographing lens 11, and charges corresponding to the subject image are generated. Operations such as a charge accumulation operation and a charge read operation in the CCD 28 are controlled by the CCD drive circuit 30. The charge signal, that is, the image signal, read from the CCD 28 is amplified by the amplifier 31 and the A / A
The analog signal is converted into a digital signal in the D converter 32. The digital image signal is output from the imaging signal processing circuit 3
In the image memory 3, processing such as gamma correction is performed.
4 is temporarily stored. The iris drive circuit 26, lens drive circuit 27, CCD drive circuit 30, and image signal processing circuit 33 are controlled by a system control circuit 35.

【0013】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。
The image signal is read from the image memory 34 and supplied to the LCD drive circuit 36. The LCD drive circuit 36 operates in accordance with the image signal, and thereby the image display L
An image corresponding to the image signal is displayed on the CD panel 37.

【0014】カメラをカメラ本体10の外部に設けられ
たモニタ装置とケーブルで接続すれば、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、
ビデオ出力端子20を介してモニタ装置に伝送可能であ
る。また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に接続されており、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。したがってカメラをカメラ本体10の外部に設けら
れたコンピュータと接続すれば、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。
If the camera is connected to a monitor device provided outside the camera body 10 by a cable, the image memory 34
Are read from the TV signal encoder 38,
It can be transmitted to the monitor device via the video output terminal 20. The system control circuit 35 is connected to the interface circuit 40, and the interface circuit 40 is connected to the interface connector 21. Therefore, if the camera is connected to a computer provided outside the camera body 10, the image signal read from the image memory 34 is transmitted to the interface connector 21.
Can be transmitted to a computer connected to the computer. The system control circuit 35 includes a recording medium control circuit 42.
Is connected to the image recording device 43 via the. Therefore, the image signal read from the image memory 34 can be recorded on a recording medium M such as an IC memory card mounted on the image recording device 43.

【0015】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14には
発光素子14aと照明レンズ14bが設けられ、発光素
子14aの発光動作はシステムコントロール回路35と
発光素子制御回路44によって制御される。発光素子1
4aは測距光や通信光であるレーザ光を照射するもので
あり、このレーザ光は測距時においては照明レンズ14
bを介して被写体の全体に照射され、通信時においては
コンピュータに接続された通信用の受光器を含む領域に
照射される。被写体において反射した光は撮影レンズ1
1に入射する。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3次元画像が計測さ
れる。検出されたデータは発光素子14aの発光動作に
よりコンピュータへ伝送される。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。
A light emitting element control circuit 44 is connected to the system control circuit 35. The light emitting device 14 is provided with a light emitting element 14a and an illumination lens 14b, and the light emitting operation of the light emitting element 14a is controlled by a system control circuit 35 and a light emitting element control circuit 44. Light emitting element 1
Reference numeral 4a irradiates a laser beam which is a distance measuring light or a communication light.
The light is radiated to the entire subject via b, and at the time of communication, is radiated to an area including a communication light receiver connected to a computer. The light reflected from the subject is the taking lens 1
Incident on 1. By detecting this light by the CCD 28, a three-dimensional image of the subject is measured as described later. The detected data is transmitted to the computer by the light emitting operation of the light emitting element 14a. In this measurement, the control of the transfer operation timing and the like in the CCD 28 is performed by the system control circuit 35 and the CCD drive circuit 30.
Done by

【0016】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、情報伝達モード設定ボタン24
から成るスイッチ群45と液晶表示パネル(表示素子)
16とが接続されている。
The system control circuit 35 includes a release switch 15, a mode switching dial 17, a V / D mode switching switch 18, an information transmission mode setting button 24.
Switch group 45 composed of a liquid crystal display panel (display element)
16 are connected.

【0017】図3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と、カメラか
ら外部装置へ距離データや画像データなどを送信する情
報伝達動作を行なうときの様子を模式的に表したもので
ある。
FIG. 3 shows a state in which a distance information detecting operation for detecting data relating to a distance to each point on the surface of the subject and an information transmitting operation for transmitting distance data, image data, and the like from the camera to an external device are performed. This is a schematic representation.

【0018】距離情報の検出は、発光装置14を被写体
Sに向け照射し反射光を撮像レンズ11を介してCCD
28で受光することにより行われる。一方コンピュータ
46へのデータ送信は、発光装置14から通信光を照射
し照射領域U内にある受光器47で通信光を受光検出す
ることにより行われる。受光器47で検出された通信光
は、電気信号に変換され受信データとしてコンピュータ
46に送られた後、所定の画像処理を施されてディスプ
レイ等に表示される。 なお、発光装置14から照射され
る測距光と通信光にはパルス変調されたレーザ光が用い
られ、通信光の変調周波数域は測距光のそれの例えば1
0倍である。したがって測距光と通信光は変調周波数域
が異なるため受光器47の受信において混同されること
はない。
The distance information is detected by irradiating the light emitting device 14 toward the subject S and reflecting the reflected light through the imaging lens 11 to the CCD.
This is performed by receiving light at 28. On the other hand, data transmission to the computer 46 is performed by irradiating communication light from the light emitting device 14 and receiving and detecting the communication light with the light receiver 47 in the irradiation area U. The communication light detected by the light receiver 47 is converted into an electric signal, sent to the computer 46 as received data, subjected to predetermined image processing, and displayed on a display or the like. Note that pulse-modulated laser light is used as the distance measuring light and the communication light emitted from the light emitting device 14, and the modulation frequency range of the communication light is, for example, one of that of the distance measuring light.
It is 0 times. Therefore, the distance measuring light and the communication light have different modulation frequency ranges and are not confused when receiving the light receiver 47.

【0019】次に図4および図5を参照して、本実施形
態における距離測定の原理について説明する。なお図5
において横軸は時間tである。
Next, the principle of distance measurement in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG.
, The horizontal axis is time t.

【0020】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。
The distance measuring light output from the distance measuring device B is reflected by the subject S and received by a CCD (not shown). The distance measuring light is a pulsed light having a predetermined pulse width H, and therefore, the reflected light from the subject S is also a pulsed light having the same pulse width H. The rise of the reflected light pulse is delayed by a time δ · t (δ is a delay coefficient) from the rise of the distance measuring light pulse. Since the ranging light and the reflected light have traveled twice the distance r between the distance measuring device B and the subject S, the distance r is given by r = δ · t · C / 2 (1) can get. Where C is the speed of light.

【0021】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。
For example, a state in which the reflected light can be detected from the rise of the pulse of the distance measuring light is determined, and the state is switched to an undetectable state before the reflected light pulse falls, that is, a reflected light detection period T is provided. And the received light amount A during the reflected light detection period T is a function of the distance r. That is, the light receiving amount A decreases as the distance r increases (the time δ · t increases).

【0022】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。
In the present embodiment, utilizing the above-described principle,
In each of a plurality of photodiodes (imaging elements) provided on the CCD 28 and two-dimensionally arranged, the received light amount A
, The distance from the camera body 10 to each point on the surface of the subject S is detected, and data of a three-dimensional image relating to the surface shape of the subject S is input collectively.

【0023】図6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7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。
FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of the photodiode 51 and the vertical transfer unit 52 provided on the CCD 28.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the CCD 28 cut along a plane perpendicular to the substrate 53. This CCD 28 is a conventionally known interline type CCD, and uses a VOD for sweeping out unnecessary charges.
(Vertical overflow drain) method.

【0024】フォトダイオード51と垂直転送部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6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,52b,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。
The photodiode 51 and the vertical transfer section 52 are formed along the surface of the n-type substrate 53. The photodiodes 51 are two-dimensionally arranged in a lattice, and the vertical transfer units 52 are provided adjacent to the photodiodes 51 arranged in a line in a predetermined direction (the vertical direction in FIG. 6). The vertical transfer section 52 has four vertical transfer electrodes 52a, 52b, 52c, and 52d for one photodiode 51. Therefore, in the vertical transfer section 52, four potential wells can be formed, and signal charges can be output from the CCD 28 by controlling the depths of these wells as conventionally known. The number of vertical transfer electrodes can be freely changed according to the purpose.

【0025】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。
A photodiode 51 is formed in a p-type well formed on the surface of the substrate 53, and the p-type well is completely depleted by a reverse bias voltage applied between the p-type well and the n-type substrate 53. You. In this state, charges corresponding to the amount of incident light (reflected light from the subject) are accumulated in the photodiode 51. When the substrate voltage Vsub is increased to a predetermined value or more, the electric charge accumulated in the photodiode 51 is discharged to the substrate 53 side. On the other hand, when a charge transfer signal (voltage signal) is applied to the transfer gate unit 54, the charges accumulated in the photodiode 51 are transferred to the vertical transfer unit 52. That is, after the charges are discharged to the substrate 53 side by the charge discharge signal, the signal charges accumulated in the photodiode 51 are transferred to the vertical transfer unit 52 side by the charge transfer signal. By repeating such an operation, signal charges are integrated in the vertical transfer unit 52, and a so-called electronic shutter operation is realized.

【0026】図8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。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5を参照して行な
った距離測定の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。図1、図2、図6〜図8
を参照して本実施形態における距離情報検出動作につい
て説明する。
FIG. 8 is a timing chart of a distance information detecting operation for detecting data relating to the distance to each point on the surface of the subject. In the distance detection operation of the present embodiment, unlike the description of the principle of distance measurement performed with reference to FIG. 5 in order to reduce noise due to the influence of external light, reflected light is generated from the falling edge of the distance measurement light pulse. The timing chart is configured so that the state can be detected, and the state is switched to the undetectable state after the pulse of the reflected light has fallen, but this is not different in principle. 1, 2, 6 to 8
The distance information detecting operation in the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0027】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。
A charge discharge signal (pulse signal) S1 is output in synchronization with the output of a vertical synchronization signal (not shown), whereby unnecessary charges accumulated in the photodiode 51 are discharged toward the substrate 53. Then, the accumulated charge amount in the photodiode 51 becomes zero (reference S2). After the start of output of the charge sweeping signal S1, pulse-shaped ranging light S3 having a constant pulse width is output. The period (pulse width) during which the ranging light S3 is output can be adjusted.
The adjustment is performed so that the distance measurement light S3 is turned off simultaneously with the output of the charge sweeping signal S1.

【0028】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)。
The distance measuring light S3 is reflected by the object, and
It is incident on D28. That is, although the reflected light S4 from the subject is received by the CCD 28, the charge sweeping signal S1
Is not stored in the photodiode 51 (reference S2). Charge sweep signal S1
Is stopped, the photodiode 51 starts to accumulate charges by receiving the reflected light S4, and the reflected light S4
4 and signal charges S5 caused by external light are generated. Reflected light S
When 4 disappears (reference S6), the photodiode 51 ends the charge accumulation based on the reflected light (reference S7).
Charge accumulation due to only external light continues (reference S8).

【0029】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。
Thereafter, when the charge transfer signal S9 is output, the charges stored in the photodiode 51 are transferred to the vertical transfer unit 52. This charge transfer is completed when the output of the charge transfer signal ends (reference S10). In other words, the charge accumulation in the photodiode 51 continues due to the presence of external light, but the signal charge S1 accumulated in the photodiode 51 until the output of the charge transfer signal ends.
1 is transferred to the vertical transfer unit 52. The charge S14 accumulated after the output of the charge transfer signal ends remains in the photodiode 51 as it is.

【0030】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、被写体の距離情報に対応した信号電
荷S12(斜線部)として垂直転送部52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。
As described above, the period T from the end of the output of the charge sweeping signal S1 to the end of the output of the charge transfer signal S9.
During U1 , the photodiode 51 accumulates signal charges corresponding to the distance to the subject. Then, the reflected light S4
Until the end of the light reception (reference S6), the charges accumulated in the photodiode 51 are transferred to the vertical transfer unit 52 as signal charges S12 (hatched portion) corresponding to the distance information of the subject,
Other signal charges S13 are caused only by external light.

【0031】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。
After a predetermined time has elapsed from the output of the charge transfer signal S9, the charge sweeping signal S1 is output again, and after the transfer of the signal charge to the vertical transfer section 52, the photodiode 51
Unnecessary charges accumulated in the substrate 53 are swept toward the substrate 53.
That is, accumulation of signal charges in the photodiode 51 is newly started. Then, as described above, when the charge accumulation period T U1 has elapsed, the signal charge is transferred to the vertical transfer unit 52.

【0032】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、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してい
る。
The vertical transfer section 5 of such signal charges S11
2 is repeatedly executed until the next vertical synchronization signal is output. As a result, in the vertical transfer unit 52, the signal charge S11 is integrated, and the signal charge S11 integrated in a period of one field (a period sandwiched between two vertical synchronization signals) is regarded as a period in which the subject is stationary. If possible, it corresponds to distance information to the subject.

【0033】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、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、各フォトダイオード51に隣接した垂直転送部52
の各部位には、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から出力さ
れる。
The above-described operation of detecting the signal charge S11 relates to one photodiode 51, and such a detection operation is performed in all the photodiodes 51. As a result of the detection operation in the period of one field, the vertical transfer unit 52 adjacent to each photodiode 51
The distance information detected by the photodiode 51 is held in each of the parts. This distance information is output from the CCD 28 by a vertical transfer operation in the vertical transfer unit 52 and a horizontal transfer operation in a horizontal transfer unit (not shown).

【0034】しかしCCD28により検出された反射光
は、被写体の表面の反射率の影響を受けている。したが
って、この反射光を介して得られた距離情報は反射率に
起因する誤差を含んでいる。また、CCD28により検
出された反射光には、被写体からの反射光以外に外光等
の成分も含まれており、これに起因する誤差も存在す
る。これら反射率や外光等に起因する誤差を補正する方
法については、次の距離情報検出動作と情報伝達動作の
フローチャートの説明において詳述する。
However, the reflected light detected by the CCD 28 is affected by the reflectance of the surface of the subject. Therefore, the distance information obtained via the reflected light includes an error caused by the reflectance. In addition, the reflected light detected by the CCD 28 includes components such as external light in addition to the reflected light from the subject, and there is an error due to this. The method of correcting the error caused by the reflectance, the external light, and the like will be described in detail in the following description of the flowchart of the distance information detecting operation and the information transmitting operation.

【0035】図12〜図14は距離情報検出動作および
情報伝達動作のフローチャートであり、図9〜図11は
距離補正情報、反射率情報および反射率補正情報の検出
動作におけるタイミングチャートである。
FIGS. 12 to 14 are flowcharts of the distance information detecting operation and the information transmitting operation, and FIGS. 9 to 11 are timing charts in the detecting operation of the distance correcting information, the reflectance information and the reflectance correcting information.

【0036】ステップ101においてレリーズスイッチ
15が全押しされていることが確認されるとステップ1
02が実行され、ビデオ(V)モードと距離測定(D)
モードのいずれが選択されているかが判定される。これ
らのモード間における切替はV/Dモード切替スイッチ
18を操作することによって行なわれる。レリーズスイ
ッチ15が全押しされていなければ、この処理は終了す
る。
When it is confirmed in step 101 that the release switch 15 is fully depressed, step 1 is executed.
02 is executed, video (V) mode and distance measurement (D)
It is determined which of the modes is selected. Switching between these modes is performed by operating the V / D mode switch 18. If the release switch 15 has not been fully pressed, this processing ends.

【0037】Dモードが選択されているとき、ステップ
103において垂直同期信号が出力されるとともに測距
光制御が開始される。すなわち発光装置14が駆動さ
れ、パルス状の測距光S3が断続的に出力される。次い
でステップ104が実行され、CCD28による検知制
御が開始される。すなわち図8を参照して説明した距離
情報検出動作が開始され、電荷掃出し信号S1と電荷転
送信号S9が交互に出力されて、距離情報の信号電荷S
11が垂直転送部52において積分される。
When the D mode is selected, in step 103, a vertical synchronizing signal is output, and distance measuring light control is started. That is, the light emitting device 14 is driven, and the pulse-shaped ranging light S3 is output intermittently. Next, step 104 is executed, and the detection control by the CCD 28 is started. That is, the distance information detection operation described with reference to FIG. 8 is started, and the charge sweeping signal S1 and the charge transfer signal S9 are alternately output, and the signal charge S of the distance information is output.
11 is integrated in the vertical transfer unit 52.

【0038】ステップ105では、距離情報検出動作の
開始から1フィールド期間が終了したか否か、すなわち
新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定される。
1フィールド期間が終了すると、1フィールド期間にわ
たる信号電荷S11の積分が完了し、積分された信号電
荷がステップ106においてCCD28から出力され
る。この積分された信号電荷は距離情報に対応し、ステ
ップ107において画像メモリ34に一時的に記憶され
る。ステップ108では測距光制御がオフ状態に切換え
られ、発光装置14の発光動作が停止する。
In step 105, it is determined whether one field period has elapsed from the start of the distance information detection operation, that is, whether a new vertical synchronizing signal has been output.
When one field period ends, integration of the signal charges S11 over one field period is completed, and the integrated signal charges are output from the CCD 28 in step 106. This integrated signal charge corresponds to the distance information, and is temporarily stored in the image memory 34 in step 107. In step 108, the ranging light control is switched to the off state, and the light emitting operation of the light emitting device 14 is stopped.

【0039】ステップ109〜112では、距離補正情
報の検出動作(図9参照)が行なわれる。まずステップ
109では、垂直同期信号が出力されるとともにCCD
28による検知制御が開始される。すなわち発光装置1
4の発光動作が行なわれることなく、光源が消灯された
状態で、電荷掃出し信号S21と電荷転送信号S22が
交互に出力される。電荷蓄積時間TU1は図8に示す距離
情報検出動作と同じであるが、被計測物体に測距光が照
射されないため(符号S23)、反射光は存在せず(符
号S24)。したがって、距離情報の信号電荷は発生し
ないが、CCD28には外光等の外乱成分が入射するた
め、この外乱成分に対応した信号電荷S25が発生し、
電荷転送信号S22の出力によって、それまでフォトダ
イオードに蓄積していた信号電荷S26が垂直転送部へ
転送される。この信号電荷S26は、外乱成分が距離情
報に及ぼす影響を補正するための、電荷蓄積時間TU1
対する距離補正情報に対応している。
In steps 109 to 112, an operation of detecting distance correction information (see FIG. 9) is performed. First, in step 109, the vertical synchronizing signal is output and the CCD
28 starts detection control. That is, the light emitting device 1
In the state where the light source is turned off without performing the light emitting operation of No. 4, the charge discharge signal S21 and the charge transfer signal S22 are output alternately. The charge accumulation time T U1 is the same as the distance information detection operation shown in FIG. 8, but since the object to be measured is not irradiated with the distance measurement light (reference S23), there is no reflected light (reference S24). Accordingly, no signal charge of the distance information is generated, but a disturbance component such as external light is incident on the CCD 28, so that a signal charge S25 corresponding to the disturbance component is generated.
By the output of the charge transfer signal S22, the signal charges S26 accumulated in the photodiode up to that time are transferred to the vertical transfer unit. This signal charge S26 corresponds to distance correction information for the charge accumulation time T U1 for correcting the influence of the disturbance component on the distance information.

【0040】ステップ110では、距離補正情報の検出
動作の開始から1フィールド期間が終了したか否か、す
なわち新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定さ
れる。1フィールド期間が終了すると信号電荷S26の
1フィールド期間にわたる積分が完了し、ステップ11
1においてこの積分された信号電荷がCCD28から出
力される。この積分された信号電荷は距離補正情報に対
応し、ステップ112において画像メモリ34に一時的
に記憶される。
In step 110, it is determined whether one field period has elapsed from the start of the operation of detecting the distance correction information, that is, whether a new vertical synchronizing signal has been output. When one field period ends, integration of the signal charge S26 over one field period is completed, and step 11 is performed.
At 1, the integrated signal charge is output from the CCD 28. This integrated signal charge corresponds to the distance correction information, and is temporarily stored in the image memory 34 in step 112.

【0041】ステップ113〜117では、反射率情報
の検出動作(図10参照)が行なわれる。ステップ11
3では、垂直同期信号が出力されるとともに測距光制御
が開始され、パルス状の測距光S33が断続的に出力さ
れる。ステップ114では、CCD28による検知制御
が開始され、電荷掃出し信号S31と電荷転送信号S3
5が交互に出力される。電荷掃出し信号S31が出力さ
れることによって、フォトダイオードにおける蓄積電荷
量はゼロになる(符号S32)。電荷掃出し信号S31
の出力が終了すると、測距光S33が出力され、CCD
には反射光S34が入射する。反射光S34が消滅した
後、電荷転送信号S35が出力される。すなわち反射率
情報の検出動作は、電荷掃出し信号S31の出力が終了
してから電荷転送信号S35の出力が終了するまでの電
荷蓄積期間TU2内に、反射光S34の全てが受光される
ように制御される。
In steps 113 to 117, an operation of detecting reflectance information (see FIG. 10) is performed. Step 11
In 3, the vertical synchronization signal is output and the distance measurement light control is started, and the pulsed distance measurement light S33 is output intermittently. In step 114, the detection control by the CCD 28 is started, and the charge discharge signal S31 and the charge transfer signal S3
5 are output alternately. By outputting the charge sweeping signal S31, the accumulated charge amount in the photodiode becomes zero (reference S32). Charge sweep signal S31
Is completed, the ranging light S33 is output and the CCD
Is reflected light S34. After the reflected light S34 has disappeared, a charge transfer signal S35 is output. That is, the operation of detecting the reflectance information is performed such that all of the reflected light S34 is received within the charge accumulation period T U2 from the end of the output of the charge sweep signal S31 to the end of the output of the charge transfer signal S35. Controlled.

【0042】このようにフォトダイオードでは、 反射光
S34を受光している間は反射光S34と外光に起因す
る信号電荷S36が蓄積され、また、反射光S34を受
光していない間は外光のみに起因する信号電荷S37、
S38が蓄積される。そして電荷転送信号S35の出力
により、それまでのフォトダイオードに蓄積されていた
信号電荷S39が垂直転送部へ転送される。この信号電
荷S39は反射率情報に対応し、外光に基く成分S’3
9を含んでいる。
As described above, in the photodiode, while the reflected light S34 is being received, the reflected light S34 and the signal charges S36 caused by the external light are accumulated, and while the reflected light S34 is not received, the external light is received. Signal charge S37 caused only by
S38 is accumulated. Then, by the output of the charge transfer signal S35, the signal charges S39 stored in the photodiode up to that time are transferred to the vertical transfer unit. This signal charge S39 corresponds to the reflectance information, and is a component S′3 based on external light.
9 is included.

【0043】ステップ115では、反射率情報検出動作
の開始から1フィールド期間が終了したか否か、すなわ
ち新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定され
る。1フィールド期間が終了すると信号電荷S39の1
フィールド期間にわたる積分が完了し、ステップ116
においてこの積分された信号電荷がCCD28から出力
される。この積分された信号電荷は反射率情報に対応
し、ステップ117において画像メモリ34に一時的に
記憶される。ステップ118では測距光制御がオフ状態
に切換えられ、発光装置14の発光動作が停止する。
In step 115, it is determined whether one field period has elapsed since the start of the reflectance information detection operation, that is, whether a new vertical synchronizing signal has been output. When one field period ends, one of the signal charges S39 becomes one.
The integration over the field period is complete and step 116
, The integrated signal charge is output from the CCD 28. This integrated signal charge corresponds to the reflectance information, and is temporarily stored in the image memory 34 in step 117. In step 118, the ranging light control is switched to the off state, and the light emitting operation of the light emitting device 14 is stopped.

【0044】ステップ119〜122では、反射率補正
情報の検出動作(図11参照)が行なわれる。ステップ
119では、垂直同期信号が出力されるとともにCCD
28による検知制御が開始される。すなわち発光装置1
4の発光動作が行なわれることなく、光源が消灯された
状態で、電荷掃出し信号S41と電荷転送信号S42が
交互に出力される。電荷蓄積時間TU2は図10に示す反
射率情報検出動作と同じであるが、被計測物体に測距光
が照射されないため(符号S43)、反射光は存在せず
(符号S44)。したがって、反射率情報の信号電荷は
発生しないが、CCD28には外光等の外乱成分に対応
した信号電荷S46が発生する。この信号電荷S46
は、外乱成分が電荷蓄積時間TU2に対する反射率情報に
及ぼす影響を補正するための反射率補正情報に対応して
いる。
In steps 119 to 122, the operation of detecting the reflectance correction information (see FIG. 11) is performed. In step 119, the vertical synchronizing signal is output and the CCD
28 starts detection control. That is, the light emitting device 1
In the state where the light source is turned off without performing the light emitting operation of No. 4, the charge sweeping signal S41 and the charge transfer signal S42 are output alternately. The charge accumulation time T U2 is the same as that of the reflectance information detecting operation shown in FIG. 10, but since the object to be measured is not irradiated with the distance measuring light (reference S43), there is no reflected light (reference S44). Accordingly, no signal charge of the reflectance information is generated, but a signal charge S46 corresponding to a disturbance component such as external light is generated in the CCD 28. This signal charge S46
Corresponds to reflectance correction information for correcting the influence of the disturbance component on the reflectance information for the charge accumulation time T U2 .

【0045】ステップ120では、反射率補正情報の検
出動作の開始から1フィールド期間が終了したか否か、
すなわち新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定
される。1フィールド期間が終了すると信号電荷S47
の1フィールド期間にわたる積分が完了し、ステップ1
21においてこの積分された信号電荷がCCD28から
出力される。この積分された信号電荷は反射率補正情報
に対応し、ステップ122において画像メモリ34に一
時的に記憶される。
In step 120, it is determined whether or not one field period has elapsed since the start of the operation of detecting the reflectance correction information.
That is, it is determined whether a new vertical synchronization signal has been output. When one field period ends, the signal charges S47
Is completed over one field period of
At 21, the integrated signal charges are output from the CCD 28. The integrated signal charge corresponds to the reflectance correction information, and is temporarily stored in the image memory 34 in step 122.

【0046】ステップ123では、ステップ103〜1
22において得られた距離情報、距離補正情報、反射率
情報および反射率補正情報を用いて距離データの演算処
理が行なわれ、ステップ124において距離データが画
像メモリ34に記憶されてこの検出動作は終了し、ステ
ップ128以下の情報伝達動作が実行される。一方、ス
テップ102においてVモードが選択されていると判定
されたとき、ステップ125において測距光制御がオフ
状態に切換えられるとともに、ステップ126において
CCD28による通常の撮影動作(CCDビデオ制御)
がオン状態に定められ、ステップ127で撮像された画
像データが画像メモリ34に記憶されてこの検出動作は
終了し、ステップ128以下の情報伝達動作が実行され
る。
In step 123, steps 103-1
The arithmetic processing of the distance data is performed using the distance information, the distance correction information, the reflectance information and the reflectance correction information obtained in step 22, the distance data is stored in the image memory 34 in step 124, and this detection operation is completed. Then, the information transmission operation of step 128 and subsequent steps is executed. On the other hand, when it is determined in step 102 that the V mode is selected, in step 125, the distance measuring light control is switched to the off state, and in step 126, a normal photographing operation by the CCD 28 (CCD video control)
Is set to the ON state, the image data captured in step 127 is stored in the image memory 34, this detection operation ends, and the information transmission operation of step 128 and subsequent steps is executed.

【0047】ステップ128〜ステップ130では情報
伝達動作に関する処理が行なわれる。ステップ128で
は、情報伝達モードが設定されているか否かが判定され
る。情報伝達モードが設定されていると判定されると処
理はステップ129に移る。一方ステップ128で情報
伝達モードが設定されていないと判定されたときには、
データはステップ131において記録媒体Mに記録さ
れ、その後処理はステップ101へ戻る。情報伝達モー
ドの設定は情報伝達モード設定ボタン24を操作するこ
とにより行われる。すなわち情報伝達モード設定ボタン
24を一度押すと情報伝達モードが設定され、もう一度
押すとその設定が解除される。
In steps 128 to 130, processing relating to the information transmission operation is performed. In step 128, it is determined whether the information transmission mode is set. If it is determined that the information transmission mode has been set, the process proceeds to step 129. On the other hand, when it is determined in step 128 that the information transmission mode is not set,
The data is recorded on the recording medium M in step 131, and then the process returns to step 101. The information transmission mode is set by operating the information transmission mode setting button 24. That is, once the information transmission mode setting button 24 is pressed, the information transmission mode is set, and when it is pressed again, the setting is released.

【0048】ステップ129では、データを送信のため
の準備が完了しているか否かが判定される。データを送
信のための準備が完了しているとステップ130で発光
装置14から送信データの変調信号にしたがってパルス
変調された通信光が照射される。データが全て送信され
ると処理はステップ101に戻り次にレリーズスイッチ
15が全押されるまで待機状態となる。またステップ1
29でデータ送信のための準備が完了していないと判断
されたときには、ステップ129が繰り返し実行され準
備が完了するまで待機する。
In step 129, it is determined whether the preparation for data transmission is completed. When the preparation for data transmission is completed, in step 130, the light emitting device 14 emits communication light pulse-modulated according to the modulation signal of the transmission data. When all the data has been transmitted, the process returns to step 101 and waits until the release switch 15 is fully pressed. Step 1
If it is determined in step 29 that the preparation for data transmission is not completed, step 129 is repeatedly executed, and waits until the preparation is completed.

【0049】次にステップ123において実行される演
算処理の内容を図8〜図11を参照して説明する。反射
率Rの被写体が照明され、この被写体が輝度Iの2次光
源と見做されてCCDに結像された場合を想定する。こ
のとき、電荷蓄積時間tの間にフォトダイオードに発生
した電荷が積分されて得られる出力Snは、 Sn=k・R・I・t ・・・(2) で表される。ここでkは比例定数で、撮影レンズのFナ
ンバーや倍率等によって変化する。
Next, the contents of the arithmetic processing executed in step 123 will be described with reference to FIGS. It is assumed that a subject having a reflectance R is illuminated, and the subject is regarded as a secondary light source having a luminance I and is imaged on a CCD. At this time, the output Sn obtained by integrating the charge generated in the photodiode during the charge accumulation time t is represented by: Sn = kR.I.t (2) Here, k is a proportionality constant, which varies depending on the F number, magnification, and the like of the taking lens.

【0050】被写体がレーザ等の光源からの光で照明さ
れる場合、輝度Iはその光源による輝度IS と背景光に
よる輝度IB との合成されたものとなり、 I=IS +IB ・・・(3) と表せる。
[0050] When the object is illuminated with light from a light source such as a laser, the luminance I becomes were synthesized with the luminance I B by the luminance I S and the background light due to the light source, I = I S + I B · ·・ (3)

【0051】図8に示されるように電荷蓄積時間を
U1、測距光S3のパルス幅をTS 、距離情報の信号電
荷S12のパルス幅をTD とし、1フィールド期間中の
その電荷蓄積時間がN回繰り返されるとすると、得られ
る出力SM10は、 SM10=Σ(k・R(IS ・TD +IB ・TU1)) =k・N・R(IS ・TD +IB ・TU1) ・・・(4) となる。なお、パルス幅TD は TD =δ・t =2r/C ・・・(5) と表せる。
As shown in FIG. 8, the charge storage time is T U1 , the pulse width of the distance measuring light S3 is T S , and the pulse width of the distance information signal charge S12 is T D, and the charge storage during one field period is performed. When the time is to be repeated N times, the output SM 10 obtained, SM 10 = Σ (k · R (I S · T D + I B · T U1)) = k · N · R (I S · T D + I B · T U1 ) (4) The pulse width T D can be expressed as T D = δ · t = 2r / C (5)

【0052】図10に示されるようにパルス状の電荷蓄
積時間TU2が、測距光S23の期間(パルス幅)TS
りも十分大きく、反射光の単位受光時間を全部含むよう
に制御された場合に得られる出力SM20は、 SM20=Σ(k・R(IS ・TS +IB ・TU2)) =k・N・R(IS ・TS +IB ・TU2) ・・・(6) となる。
As shown in FIG. 10, the pulse-shaped charge accumulation time T U2 is controlled to be sufficiently longer than the period (pulse width) T S of the distance measuring light S23 and to include the entire unit light receiving time of the reflected light. output SM 20 obtained when the, SM 20 = Σ (k · R (I S · T S + I B · T U2)) = k · N · R (I S · T S + I B · T U2) ·・ ・ (6)

【0053】図9に示されるように発光を止めて、図8
と同じ時間幅でのパルス状の電荷蓄積を行なった場合に
得られる出力SM11は、 SM11=Σ(k・R・IB ・TU1) =k・N・R・IB ・TU1 ・・・(7) となる。同様に、図11に示されるような電荷蓄積を行
なった場合に得られる出力SM21は、 SM21=Σ(k・R・IB ・TU2) =k・N・R・IB ・TU2 ・・・(8) となる。
Light emission is stopped as shown in FIG.
Output SM 11 obtained when performing a pulsed charge accumulation at the same time width is, SM 11 = Σ (k · R · I B · T U1) = k · N · R · I B · T U1 (7) Similarly, the output SM 21 obtained when performing charge accumulation as shown in Figure 11, SM 21 = Σ (k · R · I B · T U2) = k · N · R · I B · T U2 (8)

【0054】(4)、(6)、(7)、(8)式から、 SD =(SM10−SM11)/(SM20−SM21) =TD /TS ・・・(9) が得られる。From the equations (4), (6), (7) and (8), S D = (SM 10 −SM 11 ) / (SM 20 −SM 21 ) = T D / T S (9) ) Is obtained.

【0055】上述したように測距光S3と反射光S4に
はそれぞれ外光等の外乱成分(背景光による輝度IB
が含まれている。(9)式のTD /TS は、測距光S3
を照射したときの被写体からの反射光S4の光量を、測
距光S3の光量によって正規化したものであり、これ
は、測距光S3の光量(図8の信号電荷S11に相当)
から外乱成分(図9の信号電荷S26に相当)を除去し
た値と、反射光S4の光量(図10の信号電荷S39に
相当)から外乱成分(図11の信号電荷S’39に相
当)を除去した値との比に等しい。
[0055] disturbance component of each outside light or the like and the distance measuring light S3 are in the reflected light S4 as described above (luminance I B due to the background light)
It is included. T D / T S in equation (9) is the distance measuring light S3
The amount of reflected light S4 from the subject when the light is irradiated is normalized by the amount of distance measuring light S3, which is the amount of distance measuring light S3 (corresponding to signal charge S11 in FIG. 8).
The disturbance component (corresponding to the signal charge S'39 in FIG. 11) is calculated from the value obtained by removing the disturbance component (corresponding to the signal charge S26 in FIG. 9) from the light amount of the reflected light S4 (corresponding to the signal charge S39 in FIG. 10). Equal to the ratio with the value removed.

【0056】(9)式の各出力値SM10、SM11、SM
20、SM21はステップ107、112、117、122
において、距離情報、距離補正情報、反射率情報、反射
率補正情報として格納されている。したがって、これら
の情報に基いて、TD /TSが得られる。パルス幅Ts
は既知であるから、(5)式とTD /TS から距離rが
得られる。
Each output value SM 10 , SM 11 , SM of the equation (9)
20 and SM 21 correspond to steps 107, 112, 117 and 122
, Are stored as distance information, distance correction information, reflectance information, and reflectance correction information. Therefore, T D / T S is obtained based on these pieces of information. Pulse width T s
Is known, the distance r is obtained from the equation (5) and T D / T S.

【0057】図15は、コンピュータ46上で実行され
る光通信受信動作のフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart of the optical communication receiving operation executed on the computer 46.

【0058】初め受光器47は、測距光が変調された周
波数域の光を検知するように設定されており、ステップ
201において測距光が受光器47で受光されたことが
確認されると、ステップ202でタイマーがスタートさ
れる。ステップ203では、タイマーがスタートされて
から所定時間が経過したか否かが判定される。所定時間
経過していないときにはステップ204において通信が
開始されたか否かが判定される。すなわち受光器47が
測距光の例えば10倍の周波数域に変調された通信光を
検出したか否かが調べられる。未だ通信光が検出されて
いないときには、再びステップ203でタイマーの経過
時間が所定時間を超えていないかが判定され、所定時間
を越えていれば処理はステップ201に戻り次の測距光
が検出されるまで待機する。
First, the light receiver 47 is set so as to detect light in the frequency range in which the distance measuring light is modulated. When it is confirmed in step 201 that the distance measuring light has been received by the light receiver 47. , A timer is started in step 202. In step 203, it is determined whether a predetermined time has elapsed since the timer was started. If the predetermined time has not elapsed, it is determined in step 204 whether communication has started. That is, it is checked whether or not the light receiver 47 has detected the communication light modulated in a frequency range, for example, ten times the frequency of the distance measuring light. If the communication light has not been detected yet, it is determined again at step 203 whether the elapsed time of the timer has exceeded the predetermined time, and if it has exceeded the predetermined time, the process returns to step 201 and the next distance measuring light is detected. Wait until

【0059】例えば送信開始信号が受光器47で検出さ
れ、ステップ204で通信が開始されたと判定される
と、ステップ130でカメラから送信されてくる光信号
が受光器47で検出され、距離データや画像データとし
てコンピュータ46に入力される。ステップ205で
は、受信された信号が例えば送信終了信号であるか否か
が判定される。受信信号が送信終了信号であれば、この
受信動作は終了し処理はステップ201へ戻り次の測距
光が受光されるまで待機する。送信終了信号でなければ
次の信号が受信される。
For example, if the transmission start signal is detected by the photodetector 47 and it is determined in step 204 that the communication has been started, the optical signal transmitted from the camera is detected by the photodetector 47 in step 130, and the distance data and the The data is input to the computer 46 as image data. In step 205, it is determined whether the received signal is, for example, a transmission end signal. If the received signal is a transmission end signal, the receiving operation is terminated, and the process returns to step 201 to wait until the next distance measuring light is received. If not, the next signal is received.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上のように 本発明は、ケーブルを介
することなくデータをコンピュータへ転送でき操作性の
よい小型軽量な3次元画像検出装置が得られる。
As described above, according to the present invention, a small and lightweight three-dimensional image detecting device which can transfer data to a computer without a cable and has good operability can be obtained.

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

【図1】本発明の一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。
FIG. 1 is a perspective view of a camera-type three-dimensional image detection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すカメラの回路構成を示すブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the camera shown in FIG.

【図3】距離情報検出動作と光通信動作を行なったとき
の状態を模式的に表した図である。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a state when a distance information detecting operation and an optical communication operation are performed.

【図4】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。
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of distance measurement using distance measurement light.

【図5】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。
FIG. 5 Distance measuring light, reflected light, gate pulse, and CCD
FIG. 4 is a diagram showing a distribution of the amount of light received by the light source.

【図6】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。
FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement of a photodiode and a vertical transfer unit provided in a CCD.

【図7】CCDを基板に垂直な平面で切断して示す断面
図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the CCD cut along a plane perpendicular to the substrate.

【図8】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。
FIG. 8 is a timing chart of a distance information detecting operation for detecting data relating to a distance to a subject.

【図9】距離補正情報の検出動作のタイミングチャート
である。
FIG. 9 is a timing chart of a detection operation of distance correction information.

【図10】反射率情報の検出動作のタイミングチャート
である。
FIG. 10 is a timing chart of an operation of detecting reflectance information.

【図11】反射率補正情報の検出動作のタイミングチャ
ートである。
FIG. 11 is a timing chart of the operation of detecting the reflectance correction information.

【図12】距離情報検出動作及び光通信動作のフローチ
ャートである。
FIG. 12 is a flowchart of a distance information detecting operation and an optical communication operation.

【図13】距離情報検出動作及び光通信動作のフローチ
ャートである。
FIG. 13 is a flowchart of a distance information detecting operation and an optical communication operation.

【図14】距離情報検出動作及び光通信動作のフローチ
ャートである。
FIG. 14 is a flowchart of a distance information detecting operation and an optical communication operation.

【図15】コンピュータで実行される光通信受信動作の
フローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart of an optical communication receiving operation executed by a computer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 発光装置 51 フォトダイオード 14 light emitting device 51 photodiode

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G08C 23/04 H04N 7/18 A 5C061 H04N 5/225 7/22 5C064 G01B 11/24 K 5J084 7/18 G01S 17/02 A 7/22 G08C 23/00 A (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 AA04 AA06 AA53 BB05 DD02 FF04 FF12 FF32 FF41 GG06 GG08 JJ03 JJ26 LL06 LL30 MM22 PP04 PP22 QQ03 QQ14 QQ24 SS02 SS13 UU00 UU05 2F073 AA33 AB02 BB01 BC04 CC01 CD11 DD01 FF08 FG11 GG01 GG07 GG08 2F112 AD03 BA02 CA08 FA03 FA20 FA50 GA10 5C022 AA01 AA13 AB12 AB15 AB17 AB19 AB24 AB65 AC03 AC32 AC42 AC51 AC54 AC69 AC75 AC78 AC80 5C054 CA04 CC00 CH02 DA05 EA01 EA03 EC03 FF02 GA04 GD03 GD09 HA05 5C061 AB03 AB10 AB12 AB14 AB17 AB21 5C064 EA01 EA03 5J084 AA05 AD01 BA03 BA34 BA36 BB02 CA03 CA61 CA70 EA04Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) G08C 23/04 H04N 7/18 A 5C061 H04N 5/225 7/22 5C064 G01B 11/24 K 5J084 7/18 G01S 17 / 02 A 7/22 G08C 23/00 A (72) Inventor Nobuhiro Tani 2-36-9 Maenocho, Itabashi-ku, Tokyo Asahi Gaku Kogyo Co., Ltd. F-term (reference) 2F065 AA04 AA06 AA53 BB05 DD02 FF04 FF12 FF32 FF41 GG06 GG08 JJ03 JJ26 LL06 LL30 MM22 PP04 PP22 QQ03 QQ14 QQ24 SS02 SS13 UU00 UU05 2F073 AA33 AB02 BB01 BC04 CC01 CD11 DD01 FF08 FG11 GG01 GG07 GG08 2F112 AD03 BA02 CA08 FA03 AC20 AB13 AC15 AB10 AB15 AC10 AC54 AC69 AC75 AC78 AC80 5C054 CA04 CC00 CH02 DA05 EA01 EA03 EC03 FF02 GA04 GD03 GD09 HA05 5C061 AB03 AB10 AB12 AB14 AB17 AB21 5C064 EA01 EA03 5J084 AA05 AD01 BA03 BA34 BA36 BB02 CA03 CA61 CA70 EA04

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光を照射するための光源と、 受光量に応じた電荷を蓄積可能な撮像素子と、 前記光源を発光して被写体に測距光を照射し、前記被写
体から反射光を前記撮像素子で受光することにより前記
被写体までの距離情報を検出する距離情報検出手段と、 前記光源の発光を制御して空間を伝送路とした通信光を
照射し、外部装置にデータを送信する情報伝達手段とを
備えることを特徴とする3次元画像検出装置。
A light source for irradiating light; an image sensor capable of accumulating electric charge according to an amount of received light; illuminating the light source to irradiate a subject with ranging light; Distance information detecting means for detecting distance information to the subject by receiving light with an imaging element; information for controlling light emission of the light source, irradiating communication light with a space as a transmission path, and transmitting data to an external device A three-dimensional image detection device, comprising: a transmission unit.
【請求項2】 前記測距光と前記通信光とのパルス周波
数変調域が異な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。
2. The method according to claim 1, wherein the distance measuring light and the communication light have different pulse frequency modulation ranges.
Dimensional image detection device.
【請求項3】 前記データが前記距離情報に関するもの
であ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. The three-dimensional image detecting apparatus according to claim 1, wherein the data is related to the distance information.
【請求項4】 前記被写体の映像を前記撮像素子で結像
し前記被写体の画像情報を検出する画像情報検出手段を
備え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。
4. The three-dimensional image detecting apparatus according to claim 1, further comprising image information detecting means for forming an image of the subject by the image sensor and detecting image information of the subject.
【請求項5】 前記データが前記画像情報に関するもの
であ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。
5. The three-dimensional image detecting device according to claim 4, wherein the data is related to the image information.
【請求項6】 前記情報伝達手段を駆動するか否かを選
択可能であ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。
6. The three-dimensional image detecting apparatus according to claim 1, wherein whether or not to drive the information transmitting means can be selected.
【請求項7】 請求項1に記載された通信光により送信
されるデータを受信するための受信制御が請求項1に記
載された測距光を受光することにより開始するように構
成されたことを特徴とする光通信受信装置。
7. A reception control for receiving data transmitted by the communication light according to claim 1 is configured to start by receiving the distance measurement light according to claim 1. An optical communication receiver characterized by the above-mentioned.
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Cited By (4)

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