JP2001091253A - 測距装置の地図座標検出システム - Google Patents
測距装置の地図座標検出システムInfo
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- JP2001091253A JP2001091253A JP27253299A JP27253299A JP2001091253A JP 2001091253 A JP2001091253 A JP 2001091253A JP 27253299 A JP27253299 A JP 27253299A JP 27253299 A JP27253299 A JP 27253299A JP 2001091253 A JP2001091253 A JP 2001091253A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/02—Details
- G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
- G01C3/08—Use of electric radiation detectors
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画素毎に被写体までの距離を検出するカメラ
型の測距装置において、任意の画素に対応する被写体の
地図上の座標を得る。 【解決手段】 被写体に測距光を照射して、被写体から
の反射光をＣＣＤ２８で受光し、その受光量からＣＣＤ
２８の各画素に対応する被写体までの距離を検出する。
ＧＰＳアンテナ５０およびＧＰＳ受信回路２２、方位セ
ンサー４６、傾斜角度センサー４８を備える。衛星から
の信号を受信してカメラの経緯度を検出する。画素毎に
検出された被写体までの距離と、方位センサー４６によ
り検出されたカメラの方位と、傾斜角度センサー４８に
より検出されたカメラの傾きとから、任意の画素に対応
する被写体の相対位置をカメラを基点に求める。被写体
のカメラからの相対位置とカメラの経緯度とから、任意
の画素に対応する被写体の経緯度を検出する。
型の測距装置において、任意の画素に対応する被写体の
地図上の座標を得る。 【解決手段】 被写体に測距光を照射して、被写体から
の反射光をＣＣＤ２８で受光し、その受光量からＣＣＤ
２８の各画素に対応する被写体までの距離を検出する。
ＧＰＳアンテナ５０およびＧＰＳ受信回路２２、方位セ
ンサー４６、傾斜角度センサー４８を備える。衛星から
の信号を受信してカメラの経緯度を検出する。画素毎に
検出された被写体までの距離と、方位センサー４６によ
り検出されたカメラの方位と、傾斜角度センサー４８に
より検出されたカメラの傾きとから、任意の画素に対応
する被写体の相対位置をカメラを基点に求める。被写体
のカメラからの相対位置とカメラの経緯度とから、任意
の画素に対応する被写体の経緯度を検出する。
Description
【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測距装置の地
図座標検出システムに関する。
を用いて被写体の３次元形状等を検出する測距装置の地
図座標検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来被写体までの距離を画素毎に検出す
る測距装置としては、「MeasurementScience and Techn
ology」（S. Christie 他、vol.6, p1301-1308, 1995
年）に記載されたものや、国際公開97/01111号公報に開
示されたものなどが知られている。これらの測距装置で
は、パルス変調されたレーザ光が被写体に照射され、そ
の反射光が２次元ＣＣＤセンサーによって受光され、電
気信号に変換される。このとき２次元ＣＣＤのシャッタ
動作を制御することにより、被写体までの距離に相関す
る電気信号をＣＣＤの各画素毎に検出することができ
る。この電気信号からＣＣＤの各画素毎に対応する被写
体までの距離が検出される。
る測距装置としては、「MeasurementScience and Techn
ology」（S. Christie 他、vol.6, p1301-1308, 1995
年）に記載されたものや、国際公開97/01111号公報に開
示されたものなどが知られている。これらの測距装置で
は、パルス変調されたレーザ光が被写体に照射され、そ
の反射光が２次元ＣＣＤセンサーによって受光され、電
気信号に変換される。このとき２次元ＣＣＤのシャッタ
動作を制御することにより、被写体までの距離に相関す
る電気信号をＣＣＤの各画素毎に検出することができ
る。この電気信号からＣＣＤの各画素毎に対応する被写
体までの距離が検出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの測距装置で
は、測距装置と被写体までの相対的な距離をＣＣＤの各
画素毎に求めることはできるが、被写体の地図上の絶対
座標を求めることはできない。
は、測距装置と被写体までの相対的な距離をＣＣＤの各
画素毎に求めることはできるが、被写体の地図上の絶対
座標を求めることはできない。
【０００４】本発明は、画素毎に被写体までの距離を検
出する測距装置において、被写体の地図上の座標を検出
する測距装置の地図座標検出システムを得ることを目的
としている。
出する測距装置において、被写体の地図上の座標を検出
する測距装置の地図座標検出システムを得ることを目的
としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の測距装置の地図
座標検出システムは、撮影された画像の各画素に対応す
る被写体までの距離を検出する測距装置において、測距
装置の地図上における絶対座標を検出する座標検出手段
と、測距装置の方位を検出する方位検出手段と、被写体
までの距離と測距装置の絶対座標と方位とから、画像の
任意の画素に対応する被写体の地図上の座標である地図
座標を算出する被写体位置算出手段とを備えることを特
徴としている。
座標検出システムは、撮影された画像の各画素に対応す
る被写体までの距離を検出する測距装置において、測距
装置の地図上における絶対座標を検出する座標検出手段
と、測距装置の方位を検出する方位検出手段と、被写体
までの距離と測距装置の絶対座標と方位とから、画像の
任意の画素に対応する被写体の地図上の座標である地図
座標を算出する被写体位置算出手段とを備えることを特
徴としている。
【０００６】測距装置の地図座標検出システムは好まし
くは、画像を表示するための画像表示手段と、画像表示
手段により表示される画像の任意の画素を選択するため
の入力手段と、被写体位置算出手段で算出される画像の
任意の画素に対応する被写体の地図座標から任意の画素
に対応する被写体を地図に関連する情報と対応づける地
図情報対応付手段と、地図情報対応付手段により、入力
手段を駆動して選択された画素に対応する被写体の地図
に関連する情報を求め、選択された画素付近に地図に関
連する情報を重ねて表示するスーパーインポーズ手段と
を備える。
くは、画像を表示するための画像表示手段と、画像表示
手段により表示される画像の任意の画素を選択するため
の入力手段と、被写体位置算出手段で算出される画像の
任意の画素に対応する被写体の地図座標から任意の画素
に対応する被写体を地図に関連する情報と対応づける地
図情報対応付手段と、地図情報対応付手段により、入力
手段を駆動して選択された画素に対応する被写体の地図
に関連する情報を求め、選択された画素付近に地図に関
連する情報を重ねて表示するスーパーインポーズ手段と
を備える。
【０００７】例えば、入力手段はタッチパネルを利用し
ている。例えば地図に関連する情報は、地図座標に存在
する施設等の名称である。
ている。例えば地図に関連する情報は、地図座標に存在
する施設等の名称である。
【０００８】好ましくは地図座標は、経緯と緯度の絶対
座標である。
座標である。
【０００９】測距装置の地図座標検出システムは好まし
くは、傾斜角を検出する傾斜角検出手段を備え、被写体
位置算出手段が、被写体までの距離と、測距装置の絶対
座標と、測距装置の方位と傾斜角とを用いて被写体の地
図座標を算出する。
くは、傾斜角を検出する傾斜角検出手段を備え、被写体
位置算出手段が、被写体までの距離と、測距装置の絶対
座標と、測距装置の方位と傾斜角とを用いて被写体の地
図座標を算出する。
【００１０】例えば座標検出手段は、ＧＰＳ（Ground P
ositioning System ）を利用して絶対座標を検出する。
ositioning System ）を利用して絶対座標を検出する。
【００１１】
【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。
を参照して説明する。図１は、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。
【００１２】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発光装置１４が配設されている。発
光装置１４の左側にはレリーズスイッチ１５、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、インタ
ーフェースコネクタ２１、ＧＰＳ（Ground Positioning
System ）アンテナ用コネクタ１８が設けられている。
また、カメラ本体１０の背面（図１０参照）には画像表
示ＬＣＤ液晶パネル３７と、撮像モードと再生モードを
切り替えるＲＥＣ／ＰＬＡＹ切替スイッチ２９が設けら
れている。
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発光装置１４が配設されている。発
光装置１４の左側にはレリーズスイッチ１５、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、インタ
ーフェースコネクタ２１、ＧＰＳ（Ground Positioning
System ）アンテナ用コネクタ１８が設けられている。
また、カメラ本体１０の背面（図１０参照）には画像表
示ＬＣＤ液晶パネル３７と、撮像モードと再生モードを
切り替えるＲＥＣ／ＰＬＡＹ切替スイッチ２９が設けら
れている。
【００１３】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。
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。
【００１４】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。
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。
【００１５】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。
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。
【００１６】カメラをカメラ本体１０の外部に設けられ
たモニタ装置３９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３
８、ビデオ出力端子２０を介してモニタ装置３９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４１とインターフェースケーブ
ルを介して接続すれば、画像メモリ３４から読み出され
た画像信号をコンピュータ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。
たモニタ装置３９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３
８、ビデオ出力端子２０を介してモニタ装置３９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４１とインターフェースケーブ
ルを介して接続すれば、画像メモリ３４から読み出され
た画像信号をコンピュータ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。
【００１７】発光装置１４は発光素子１４ａと照明レン
ズ１４ｂにより構成され、発光素子１４ａの発光動作は
発光素子制御回路４４によって制御される。発光素子１
４ａはレーザダイオード（ＬＤ）であり、照射されるレ
ーザ光は被写体の距離を検出するための測距光として用
いられる。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。被写体で反射したレーザ光が
撮影レンズ１１に入射し、ＣＣＤ２８で検出されること
により被写体までの距離情報が検出される。
ズ１４ｂにより構成され、発光素子１４ａの発光動作は
発光素子制御回路４４によって制御される。発光素子１
４ａはレーザダイオード（ＬＤ）であり、照射されるレ
ーザ光は被写体の距離を検出するための測距光として用
いられる。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。被写体で反射したレーザ光が
撮影レンズ１１に入射し、ＣＣＤ２８で検出されること
により被写体までの距離情報が検出される。
【００１８】ＧＰＳアンテナ５０はＧＰＳアンテナ用コ
ネクタ１８を介してＧＰＳ受信回路２２に接続されお
り、ＧＰＳ受信回路２２はシステムコントロール回路３
５に接続されている。したがって、カメラは衛星からの
信号を受信することにより、そのときの経度、緯度、高
度を検出でき、検出された経度、緯度、高度はシステム
コントロール回路３５へ出力される。またカメラには方
位センサー４６、傾斜角度センサー４８が備えられてお
り、カメラのレンズが向けられている方位およびカメラ
の傾斜角が、方位センサー４６、傾斜角度センサー４８
からの信号に基いて、方位検出回路４７、傾斜角度検出
回路４９により検出される。方位検出回路４７、傾斜角
度検出回路４９はシステムコントロール回路３５にそれ
ぞれ接続されており、検出された方位および傾斜角度
は、システムコントロール回路３５へ出力される。
ネクタ１８を介してＧＰＳ受信回路２２に接続されお
り、ＧＰＳ受信回路２２はシステムコントロール回路３
５に接続されている。したがって、カメラは衛星からの
信号を受信することにより、そのときの経度、緯度、高
度を検出でき、検出された経度、緯度、高度はシステム
コントロール回路３５へ出力される。またカメラには方
位センサー４６、傾斜角度センサー４８が備えられてお
り、カメラのレンズが向けられている方位およびカメラ
の傾斜角が、方位センサー４６、傾斜角度センサー４８
からの信号に基いて、方位検出回路４７、傾斜角度検出
回路４９により検出される。方位検出回路４７、傾斜角
度検出回路４９はシステムコントロール回路３５にそれ
ぞれ接続されており、検出された方位および傾斜角度
は、システムコントロール回路３５へ出力される。
【００１９】スーパーインポーズ回路２４は、ＬＣＤ駆
動回路３６、ＴＶ信号エンコーダ３８、システムコント
ロール回路３５に接続されており、文字情報などを画像
表示ＬＣＤパネル３７やモニター装置３９に表示される
画像に重畳する。重畳される文字情報は、インターフェ
ース回路４０を介してコンピュータ４１からシステムコ
ントロール回路３５へ送られたもので、地図情報に関す
るものである。
動回路３６、ＴＶ信号エンコーダ３８、システムコント
ロール回路３５に接続されており、文字情報などを画像
表示ＬＣＤパネル３７やモニター装置３９に表示される
画像に重畳する。重畳される文字情報は、インターフェ
ース回路４０を介してコンピュータ４１からシステムコ
ントロール回路３５へ送られたもので、地図情報に関す
るものである。
【００２０】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、ＲＥＣ／
ＰＬＡＹ切替スイッチ２９から成るスイッチ群４５と、
液晶表示パネル（表示素子）１６、タッチパネル２３と
が接続されている。
ーズスイッチ１５、モード切替ダイヤル１７、ＲＥＣ／
ＰＬＡＹ切替スイッチ２９から成るスイッチ群４５と、
液晶表示パネル（表示素子）１６、タッチパネル２３と
が接続されている。
【００２１】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について説明する。なお図４
において横軸は時間ｔである。
態における距離測定の原理について説明する。なお図４
において横軸は時間ｔである。
【００２２】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。
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。
【００２３】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。
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。
【００２４】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。
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。
【００２５】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。
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。
【００２６】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，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。
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，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。
【００２７】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５
２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。
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５
２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。
【００２８】図７は距離情報検出動作におけるタイミン
グチャートであり、図１、図２、図５〜図７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。なお本実施形態の距離情報検出動作では、図４を参
照して行なった距離測定の原理の説明とは異なり、外光
の影響による雑音を低減するために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。
グチャートであり、図１、図２、図５〜図７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。なお本実施形態の距離情報検出動作では、図４を参
照して行なった距離測定の原理の説明とは異なり、外光
の影響による雑音を低減するために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。
【００２９】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。
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。
【００３０】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と外光とに起因する信号電荷Ｓ５が発生する。反射光
Ｓ４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）。
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と外光とに起因する信号電荷Ｓ５が発生する。反射光
Ｓ４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）。
【００３１】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。
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。
【００３２】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、被写体の距離情報と対応した信号電
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。
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、被写体の距離情報と対応した信号電
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。
【００３３】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。
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。
【００３４】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。なお信号電荷Ｓ１３は信号電荷Ｓ１２に比べ微小で
あるため信号電荷Ｓ１１は信号電荷Ｓ１２と等しいと見
なすことができる。
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。なお信号電荷Ｓ１３は信号電荷Ｓ１２に比べ微小で
あるため信号電荷Ｓ１１は信号電荷Ｓ１２と等しいと見
なすことができる。
【００３５】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。
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。
【００３６】次に３次元画像検出動作のフローチャート
である図８を参照して３次元画像検出動作について説明
する。なお３次元画像検出動作は、撮像モードと再生モ
ードを切り替えるＲＥＣ／ＰＬＡＹ切替スイッチ２９を
ＲＥＣ（撮像モード）に設定して行われる。
である図８を参照して３次元画像検出動作について説明
する。なお３次元画像検出動作は、撮像モードと再生モ
ードを切り替えるＲＥＣ／ＰＬＡＹ切替スイッチ２９を
ＲＥＣ（撮像モード）に設定して行われる。
【００３７】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、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１０３が実行され、ＣＣＤ２８による検知制
御が開始される。すなわち図７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Ｓ１
１が垂直転送部５２において積分される。
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、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１０３が実行され、ＣＣＤ２８による検知制
御が開始される。すなわち図７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Ｓ１
１が垂直転送部５２において積分される。
【００３８】ステップ１０４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ステップ１０５へ進み、
垂直転送部５２において積分された距離情報の信号電荷
がＣＣＤ２８から出力される。この信号電荷はステップ
１０６において画像メモリ３４に一時的に記憶される。
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ステップ１０５へ進み、
垂直転送部５２において積分された距離情報の信号電荷
がＣＣＤ２８から出力される。この信号電荷はステップ
１０６において画像メモリ３４に一時的に記憶される。
【００３９】ステップ１０７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。ス
テップ１０８では、距離データの演算処理が行なわれ、
ステップ１０９において距離データが画像メモリ３４に
一時的に記憶される。
に切換えられ、発光装置１４の発光動作が停止する。ス
テップ１０８では、距離データの演算処理が行なわれ、
ステップ１０９において距離データが画像メモリ３４に
一時的に記憶される。
【００４０】ステップ１１０では、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、距離情報検出動作において撮像された被写体と同一
の被写体の画像が撮像され画像データとして検出され
る。検出された画像データは、ステップ１１１において
画像メモリ３４に一時的に記憶される。
常の撮影動作（ＣＣＤビデオ制御）がオン状態に定めら
れ、距離情報検出動作において撮像された被写体と同一
の被写体の画像が撮像され画像データとして検出され
る。検出された画像データは、ステップ１１１において
画像メモリ３４に一時的に記憶される。
【００４１】ステップ１１２では、方位センサー４６に
より撮像レンズの向いている方位が検出され、ステップ
１１３では、カメラの傾斜角度が傾斜角度センサー４８
により検出される。ステップ１１４では、ＧＰＳアンテ
ナ５０で受信された衛星からの信号をＧＰＳ受信回路２
２で解析して、カメラの位置座標である経度、緯度、高
度を求める。ステップ１１４では、ステップ１０９、ス
テップ１１１においてメモリ３４に一時的に記憶された
距離データおよび画像データがステップ１１２〜ステッ
プ１１３で得られた方位データ、傾斜角度データ、位置
座標データ（経度、緯度、高度）とともに１つのファイ
ルとして記録倍媒体Ｍに記録されこのルーチンは終了す
る。
より撮像レンズの向いている方位が検出され、ステップ
１１３では、カメラの傾斜角度が傾斜角度センサー４８
により検出される。ステップ１１４では、ＧＰＳアンテ
ナ５０で受信された衛星からの信号をＧＰＳ受信回路２
２で解析して、カメラの位置座標である経度、緯度、高
度を求める。ステップ１１４では、ステップ１０９、ス
テップ１１１においてメモリ３４に一時的に記憶された
距離データおよび画像データがステップ１１２〜ステッ
プ１１３で得られた方位データ、傾斜角度データ、位置
座標データ（経度、緯度、高度）とともに１つのファイ
ルとして記録倍媒体Ｍに記録されこのルーチンは終了す
る。
【００４２】次にステップ１０８において実行される演
算処理の内容を図７を参照して説明する。
算処理の内容を図７を参照して説明する。
【００４３】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Ｓ
ｎ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。
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Ｓ
ｎ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。
【００４４】図７に示されるように電荷蓄積時間を
ＴU1、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＝Σｋ・Ｒ・Ｉ・ＴD ＝ｋ・Ｎ・Ｒ・Ｉ・ＴD ・・・（３） となる。なお、パルス幅ＴD は ＴD ＝δ・ｔ ＝２ｒ／Ｃ ・・・（４） と表せる。このとき被写体までの距離ｒは ｒ＝Ｃ・ＳＭ10／（２・ｋ・Ｎ・Ｒ・Ｉ） ・・・（５） で表せる。したがって比例定数ｋ、反射率Ｒ、輝度Ｉを
予め求めておけば距離ｒが求められる。
ＴU1、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＝Σｋ・Ｒ・Ｉ・ＴD ＝ｋ・Ｎ・Ｒ・Ｉ・ＴD ・・・（３） となる。なお、パルス幅ＴD は ＴD ＝δ・ｔ ＝２ｒ／Ｃ ・・・（４） と表せる。このとき被写体までの距離ｒは ｒ＝Ｃ・ＳＭ10／（２・ｋ・Ｎ・Ｒ・Ｉ） ・・・（５） で表せる。したがって比例定数ｋ、反射率Ｒ、輝度Ｉを
予め求めておけば距離ｒが求められる。
【００４５】図９は、ＲＥＣ／ＰＬＡＹ切替スイッチを
再生（ＰＬＡＹ）モードに設定して、撮影された画像を
ＬＣＤ等に表示し、被写体の地図上の座標を検出するプ
ログラムのフローチャートである。
再生（ＰＬＡＹ）モードに設定して、撮影された画像を
ＬＣＤ等に表示し、被写体の地図上の座標を検出するプ
ログラムのフローチャートである。
【００４６】ステップ２０１において、ＲＥＣ／ＰＬＡ
Ｙ切替スイッチが再生（ＰＬＡＹ）モードに設定されて
いることが確認されると、処理はステップ２０２へ進
む。ステップ２０２では、図８のステップ１１５におい
て記録媒体Ｍに記録されたデータから画像データが読み
出され、ＬＣＤパネル３７に再生表示される。
Ｙ切替スイッチが再生（ＰＬＡＹ）モードに設定されて
いることが確認されると、処理はステップ２０２へ進
む。ステップ２０２では、図８のステップ１１５におい
て記録媒体Ｍに記録されたデータから画像データが読み
出され、ＬＣＤパネル３７に再生表示される。
【００４７】ステップ２０３では、タッチパネル２３か
ら再生画像中の特定の被写体を選択するための入力があ
ったか否かが判定される。タッチパネル２３からの入力
がないとステップ２０７でＲＥＣ／ＰＬＡＹ切替スイッ
チが切り替えられ、再生（ＰＬＡＹ）モードが解除され
ていないかが判定される。再生（ＰＬＡＹ）モードが解
除されていなければ、再びステップ２０３へ戻り、タッ
チパネルへの入力待ち状態が継続する。ステップ２０７
で再生（ＰＬＡＹ）モードが解除されていると判定され
たとき、このルーチンは終了する。
ら再生画像中の特定の被写体を選択するための入力があ
ったか否かが判定される。タッチパネル２３からの入力
がないとステップ２０７でＲＥＣ／ＰＬＡＹ切替スイッ
チが切り替えられ、再生（ＰＬＡＹ）モードが解除され
ていないかが判定される。再生（ＰＬＡＹ）モードが解
除されていなければ、再びステップ２０３へ戻り、タッ
チパネルへの入力待ち状態が継続する。ステップ２０７
で再生（ＰＬＡＹ）モードが解除されていると判定され
たとき、このルーチンは終了する。
【００４８】タッチパネル２３は、ＬＣＤパネル３７の
表面にシート状に重ねて配置されており、図１０のよう
にＬＣＤパネル３７に表示された画像の特定の位置を指
またはポインティングペンで触れると、触れられた点の
タッチパネル２３上の位置（アドレス）が検出される。
ステップ２０３において、画面上の特定の被写体が指ま
たはポインティングペンで指定され、タッチパネル２３
からの入力があると、処理はステップ２０４に移る。
表面にシート状に重ねて配置されており、図１０のよう
にＬＣＤパネル３７に表示された画像の特定の位置を指
またはポインティングペンで触れると、触れられた点の
タッチパネル２３上の位置（アドレス）が検出される。
ステップ２０３において、画面上の特定の被写体が指ま
たはポインティングペンで指定され、タッチパネル２３
からの入力があると、処理はステップ２０４に移る。
【００４９】ステップ２０４では、検出されたタッチパ
ネルのアドレス値に対応する画素を求め、この画素を中
心に所定の距離内にある画素に対応する距離データの平
均値を算出する。この距離データの平均値を指またはポ
インティングペン等で選択された被写体までの距離情報
Ｄとする。
ネルのアドレス値に対応する画素を求め、この画素を中
心に所定の距離内にある画素に対応する距離データの平
均値を算出する。この距離データの平均値を指またはポ
インティングペン等で選択された被写体までの距離情報
Ｄとする。
【００５０】ステップ２０５では、距離情報Ｄと方位デ
ータ、位置座標データから、選択された被写体の地図上
の位置が求められ、コンピュータ４１のメモリ４１Ｍに
記憶された地図に関する情報である地図データから、求
められた位置の場所データが取得される。場所データは
例えば、その位置にある施設などの名称である。ステッ
プ２０６では、ステップ２０５で得られた場所データを
再生画像中の選択された被写体付近に重ねて表示する。
その後処理は再びステップ２０２に戻り、同様の処理が
再生（ＰＬＡＹ）モードが解除されるまで繰り返し実行
される。
ータ、位置座標データから、選択された被写体の地図上
の位置が求められ、コンピュータ４１のメモリ４１Ｍに
記憶された地図に関する情報である地図データから、求
められた位置の場所データが取得される。場所データは
例えば、その位置にある施設などの名称である。ステッ
プ２０６では、ステップ２０５で得られた場所データを
再生画像中の選択された被写体付近に重ねて表示する。
その後処理は再びステップ２０２に戻り、同様の処理が
再生（ＰＬＡＹ）モードが解除されるまで繰り返し実行
される。
【００５１】次に図１１〜図１４を参照してステップ２
０５において、被写体の地図上の位置を求める方法につ
いて説明する。
０５において、被写体の地図上の位置を求める方法につ
いて説明する。
【００５２】図１１は、ＣＣＤ２８の受光面を正面から
見た図である。ＣＣＤ２８の横の長さは２×Ｗ0 であ
り、点ＰはＣＣＤ２８の受光面の中心から横にＷP の距
離にある画素を表している。図１２は、ＣＣＤ２８の受
光面と焦点Ｐf との関係を表した図であり、ｆは焦点距
離、角θ0 は画角である。角θp は点Ｐと焦点Ｐf を結
ぶ線分ＰＰf が光軸Ｌp となす角である。このとき画角
θ0 とθp は、 θ0 ＝２×ｔａｎ-1（Ｗ0 ／ｆ） ・・・（６） θp ＝ｔａｎ-1（Ｗp ／ｆ） ・・・（７） で表される。
見た図である。ＣＣＤ２８の横の長さは２×Ｗ0 であ
り、点ＰはＣＣＤ２８の受光面の中心から横にＷP の距
離にある画素を表している。図１２は、ＣＣＤ２８の受
光面と焦点Ｐf との関係を表した図であり、ｆは焦点距
離、角θ0 は画角である。角θp は点Ｐと焦点Ｐf を結
ぶ線分ＰＰf が光軸Ｌp となす角である。このとき画角
θ0 とθp は、 θ0 ＝２×ｔａｎ-1（Ｗ0 ／ｆ） ・・・（６） θp ＝ｔａｎ-1（Ｗp ／ｆ） ・・・（７） で表される。
【００５３】図１３は、カメラの位置を原点Ｏとして、
点Ｐの画素に対応する被写体の地図上の位置（点）Ｓp
を２次元的に図示したものである。Ｘ軸は東西軸に対応
し、Ｙ軸は南北軸に対応しており、東向きおよび北向き
を正にとっている。半直線（破線）Ｌp は、カメラの光
軸でありカメラの向いている向きに一致する。光軸Ｌ p
がＹ軸となす角をθn とし、Ｐの画素に対応する被写体
までの距離をＤp （点Ｐを中心とする距離情報Ｄ）とす
ると、点Ｓp の座標（Δｘ，Δｙ）は、 Δｘ＝Ｄp ×ｓｉｎ（θn ＋θp ） ・・・（８） Δｙ＝Ｄp ×ｃｏｓ（θn ＋θp ） ・・・（９） で表される。
点Ｐの画素に対応する被写体の地図上の位置（点）Ｓp
を２次元的に図示したものである。Ｘ軸は東西軸に対応
し、Ｙ軸は南北軸に対応しており、東向きおよび北向き
を正にとっている。半直線（破線）Ｌp は、カメラの光
軸でありカメラの向いている向きに一致する。光軸Ｌ p
がＹ軸となす角をθn とし、Ｐの画素に対応する被写体
までの距離をＤp （点Ｐを中心とする距離情報Ｄ）とす
ると、点Ｓp の座標（Δｘ，Δｙ）は、 Δｘ＝Ｄp ×ｓｉｎ（θn ＋θp ） ・・・（８） Δｙ＝Ｄp ×ｃｏｓ（θn ＋θp ） ・・・（９） で表される。
【００５４】ＧＰＳにより得られたカメラの経度をφ、
緯度をψとすると、点Ｓp の経緯度（φp ，ψp ）は、 φp ＝φ＋α・Δｘ ・・・（１０） ψp ＝ψ＋β・Δｙ ・・・（１１） により求められる。ここでα、βは、経緯度（φ，ψ）
での距離を経緯度角に変換するための係数である。
緯度をψとすると、点Ｓp の経緯度（φp ，ψp ）は、 φp ＝φ＋α・Δｘ ・・・（１０） ψp ＝ψ＋β・Δｙ ・・・（１１） により求められる。ここでα、βは、経緯度（φ，ψ）
での距離を経緯度角に変換するための係数である。
【００５５】したがって式（８）〜式（１１）から、点
Ｓp の経緯度（φp ，ψp ）は φp ＝φ＋Ｄp ×ｓｉｎ（θn ＋ｔａｎ-1（Ｗp ／ｆ）） ・・・（１２） ψp ＝ψ＋Ｄp ×ｃｏｓ（θn ＋ｔａｎ-1（Ｗp ／ｆ）） ・・・（１３） で算出される。
Ｓp の経緯度（φp ，ψp ）は φp ＝φ＋Ｄp ×ｓｉｎ（θn ＋ｔａｎ-1（Ｗp ／ｆ）） ・・・（１２） ψp ＝ψ＋Ｄp ×ｃｏｓ（θn ＋ｔａｎ-1（Ｗp ／ｆ）） ・・・（１３） で算出される。
【００５６】次に図１４を参照して、カメラが傾斜して
いる場合における図１１の点Ｐに対応する被写体の経緯
度（φp ’，ψp ’）を求める方法について説明する。
いる場合における図１１の点Ｐに対応する被写体の経緯
度（φp ’，ψp ’）を求める方法について説明する。
【００５７】図１４は、カメラの位置を原点Ｏとして、
点Ｐに対応する被写体の位置（点）Ｓp を３次元的に図
示したものである。Ｘ軸は東西軸にＹ軸は南北軸に対応
しており、Ｚ軸は鉛直方向に対応している。図１３と同
様、Ｘ軸とＹ軸に関しては東向きおよび北向きが正であ
る。Ｚ軸に関しては鉛直上向きを正にとっている。半直
線（破線）Ｌp は、カメラの向いている向きでありカメ
ラの光軸に一致する。点Ｓp ’は点をＳp を水平面へ射
影した点であり、半直線Ｌp ’は光軸Ｌp を水平面に射
影したものである。被写体までの距離Ｄp は、線分ＯＳ
p の長さに対応しており、Ｄp ’は線分ＯＳp を水平面
に射影した線分ＯＳp ’の長さ（距離）である。角θZ
は、線分ＯＳp と線分ＯＳp ’のなす角であるが、ここ
では光軸Ｌp が水平面となす角に等しく、カメラの傾斜
角度に一致する。角θp は、半直線Ｌp ’と線分Ｏ
Ｓp ’のなす角であり、θn ’は半直線Ｌp ’がＹ軸と
なす角である。
点Ｐに対応する被写体の位置（点）Ｓp を３次元的に図
示したものである。Ｘ軸は東西軸にＹ軸は南北軸に対応
しており、Ｚ軸は鉛直方向に対応している。図１３と同
様、Ｘ軸とＹ軸に関しては東向きおよび北向きが正であ
る。Ｚ軸に関しては鉛直上向きを正にとっている。半直
線（破線）Ｌp は、カメラの向いている向きでありカメ
ラの光軸に一致する。点Ｓp ’は点をＳp を水平面へ射
影した点であり、半直線Ｌp ’は光軸Ｌp を水平面に射
影したものである。被写体までの距離Ｄp は、線分ＯＳ
p の長さに対応しており、Ｄp ’は線分ＯＳp を水平面
に射影した線分ＯＳp ’の長さ（距離）である。角θZ
は、線分ＯＳp と線分ＯＳp ’のなす角であるが、ここ
では光軸Ｌp が水平面となす角に等しく、カメラの傾斜
角度に一致する。角θp は、半直線Ｌp ’と線分Ｏ
Ｓp ’のなす角であり、θn ’は半直線Ｌp ’がＹ軸と
なす角である。
【００５８】 点Ｐに対応する被写体の経緯度（φp ’，ψp ’）は、式（１２）、（１３） のＤp にＤp ’を、θn にθn ’を代入した式 φp ’＝φ＋Ｄp ’×ｓｉｎ（θn ’＋ｔａｎ-1（Ｗp ／ｆ）） ・・・（１４） ψp ’＝ψ＋Ｄp ’×ｃｏｓ（θn ’＋ｔａｎ-1（Ｗp ／ｆ）） ・・・（１５） によって求められる。ここでＤp ’は、 Ｄp ’＝Ｄp ×ｃｏｓθZ ・・・（１６） で表されるので、経緯度（φp ’，ψp ’）は φp ’＝φ＋Ｄp ×ｃｏｓθZ ×ｓｉｎ（θn ’＋ｔａｎ-1（Ｗp ／ｆ）） ・・・（１７） ψp ’＝ψ＋Ｄp ×ｃｏｓθZ ×ｃｏｓ（θn ’＋ｔａｎ-1（Ｗp ／ｆ）） ・・・（１８） によって算出される。
【００５９】以上のように本実施形態によれば、撮像さ
れた画像の任意の被写体の経緯度を検出できる３次元画
像装置が得られる。また、地図に関する情報を収めた地
図データを利用することにより、撮像された画像中の任
意の被写体の施設名称などを検索表示することができ
る。
れた画像の任意の被写体の経緯度を検出できる３次元画
像装置が得られる。また、地図に関する情報を収めた地
図データを利用することにより、撮像された画像中の任
意の被写体の施設名称などを検索表示することができ
る。
【００６０】本実施形態では、カメラ本体１０をコンピ
ュータ４１に接続し、地図データはコンピュータから読
み出されて用いられたが、予めカメラのメモリに記憶す
るか、記録媒体Ｍに記録して用いてもよい。またカメラ
本体１０で検出された、画像データ、距離データ、方位
データ、位置座標データ、傾斜角度データなどを接続さ
れたコンピュータ４１へ転送し、コンピュータ４１のデ
ィスプレイに表示された画像においてマウス等の入力装
置を用いて被写体を選択し、場所情報等を表示してもよ
い。
ュータ４１に接続し、地図データはコンピュータから読
み出されて用いられたが、予めカメラのメモリに記憶す
るか、記録媒体Ｍに記録して用いてもよい。またカメラ
本体１０で検出された、画像データ、距離データ、方位
データ、位置座標データ、傾斜角度データなどを接続さ
れたコンピュータ４１へ転送し、コンピュータ４１のデ
ィスプレイに表示された画像においてマウス等の入力装
置を用いて被写体を選択し、場所情報等を表示してもよ
い。
【００６１】本実施形態では、ＧＰＳアンテナ５０は、
ケーブルを介してカメラ本体１０の外部に設けられてい
るが、カメラ本体１０の内部に設けられてもよい。
ケーブルを介してカメラ本体１０の外部に設けられてい
るが、カメラ本体１０の内部に設けられてもよい。
【００６２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、画素毎に
被写体までの距離を検出する測距装置において、被写体
の地図上の座標を検出できる測距装置の地図座標検出シ
ステムを得ることができる。
被写体までの距離を検出する測距装置において、被写体
の地図上の座標を検出できる測距装置の地図座標検出シ
ステムを得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態であるカメラ型の測距
装置の斜視図である。
装置の斜視図である。
【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。
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。
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。
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。
離情報検出動作のタイミングチャートである。
【図８】３次元画像検出動作のフローチャートである。
【図９】再生（ＰＬＡＹ）モードのときに実行されるプ
ログラムのフローチャートである。
ログラムのフローチャートである。
【図１０】カメラの背面に設けられたＬＣＤパネルの画
像表示例とＲＥＣ／ＰＬＡＹ切替スイッチの図である。
像表示例とＲＥＣ／ＰＬＡＹ切替スイッチの図である。
【図１１】ＣＣＤ受光面とタッチパネルにより選択され
た画素点との関係を示す図である。
た画素点との関係を示す図である。
【図１２】ＣＣＤ受光面と画角との関係を示す図であ
る。
る。
【図１３】カメラを原点とした座標系で画素に対応する
被写体の位置と光軸との関係を２次元的に表した図であ
る。
被写体の位置と光軸との関係を２次元的に表した図であ
る。
【図１４】カメラの傾斜を考慮して、画素に対応する被
写体の位置と光軸との関係をカメラを原点として表した
図である。
写体の位置と光軸との関係をカメラを原点として表した
図である。
２２ ＧＰＳ受信回路 ４６ 方位センサー
フロントページの続き (72)発明者 垣内 伸一 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 (72)発明者 山本 清 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） 5C022 AA13 AB00 AB62 AB68 AC00 AC01 AC13 AC42 AC69
Claims (7)
- 【請求項１】 撮影された画像の各画素に対応する被写
体までの距離を検出する測距装置において、 前記測距装置の地図上における絶対座標を検出する座標
検出手段と、 前記測距装置の方位を検出する方位検出手段と、 前記距離と前記絶対座標と前記方位とから、前記画像の
任意の画素に対応する前記被写体の地図上の座標である
地図座標を算出する被写体位置算出手段とを備えること
を特徴とする測距装置の地図座標検出システム。 - 【請求項２】 前記画像を表示するための画像表示手段
と、 前記画像表示手段により表示される前記画像の任意の画
素を選択するための入力手段と、 前記被写体位置算出手段で算出される前記画像の任意の
画素に対応する被写体の地図座標から、前記任意の画素
に対応する前記被写体を地図に関連する情報と対応づけ
る地図情報対応付手段と、 前記地図情報対応付手段により、前記入力手段を駆動し
て選択された画素に対応する前記被写体の地図に関連す
る情報を求め、選択された前記画素付近に前記地図に関
連する情報を重ねて表示するスーパーインポーズ手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の測距装置の
地図座標検出システム。 - 【請求項３】 前記入力手段がタッチパネルを利用して
いることを特徴とする請求項２に記載の測距装置の地図
座標検出システム。 - 【請求項４】 前記地図に関連する情報が、地図座標に
存在する施設等の名称であることを特徴とする請求項２
に記載の測距装置の地図座標検出システム。 - 【請求項５】 前記地図座標が、経緯と緯度の絶対座標
であることを特徴とする請求項１に記載の測距装置の地
図座標検出システム。 - 【請求項６】 ３次元画像検出装置の傾斜角を検出する
傾斜角検出手段を備え、前記被写体位置算出手段が、前
記３次元計測手段を駆動することにより得られた各画素
に対応する距離と、前記絶対座標と、前記方位と、前記
傾斜角とを用いて前記被写体の地図座標を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の測距装置の地図座標検出
システム。 - 【請求項７】 前記座標検出手段が、ＧＰＳ（Ground P
ositioning System）を利用して前記絶対座標を検出す
ることを特徴とする請求項１に記載の測距装置の地図座
標検出システム。
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| JP27253299A JP3875817B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 測距装置の地図座標検出システム |
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| JP3875817B2 JP3875817B2 (ja) | 2007-01-31 |
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ID=17515217
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| JP27253299A Expired - Fee Related JP3875817B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 測距装置の地図座標検出システム |
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