JP2001112026A - Three-dimensional image detector - Google Patents

Three-dimensional image detector

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JP2001112026A
JP2001112026A JP2000228151A JP2000228151A JP2001112026A JP 2001112026 A JP2001112026 A JP 2001112026A JP 2000228151 A JP2000228151 A JP 2000228151A JP 2000228151 A JP2000228151 A JP 2000228151A JP 2001112026 A JP2001112026 A JP 2001112026A
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Shuzo Seo
修三 瀬尾
Nobuhiro Tani
信博 谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional image detector that emits a range finding light to detect the distance and uses one light source to efficiently conduct range finding and optical communication. SOLUTION: A light source 14 emits a pulse-modulated laser beam according to a binary data stream of transmission data. A photo diode provided inside an image pickup lens 11 receives the laser beam reflected on an object. The signal charges produced by the laser beam received by the photo diode are stored matching the trail of the pulse of the pulse-modulated laser beam. The distance to the object is detected from the stored signal charges. On the other hand, a light receiving device 51 placed in the emitter area of the laser beam receives and detects the pulse-modulated laser beam and outputs it to a computer 50.

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
ーブルにより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 by 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かつ通信効率のよい3次元
画像検出装置を得ることを目的としている。
An object of the present invention is to provide a three-dimensional image detecting apparatus which can transfer data to a computer without using a cable and has high communication efficiency.

【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、光源を制御して被写体に測
距光を照射させ、被写体からの反射光を撮像素子で受光
し、反射光により蓄積した信号電荷に基づいて被写体ま
での距離を検出する距離情報検出手段と、光源を制御し
て通信光を照射させ、空間を伝送路とした光通信を行な
う情報伝達手段とを備え、通信光の発光に同期させて撮
像素子における信号電荷の蓄積を行ない、通信光を測距
光として用いることにより通信光と測距光とが重畳して
光源から照射され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 sensor capable of accumulating electric charges corresponding to a received light amount; Distance light detecting means for irradiating distance light, receiving reflected light from the object by the image sensor, detecting the distance to the object based on signal charges accumulated by the reflected light, and irradiating communication light by controlling the light source Information communication means for performing optical communication using a space as a transmission path, accumulating signal charges in an image sensor in synchronization with emission of communication light, and using communication light as distance measuring light to communicate with communication light. It is characterized in that the light from the light source is emitted while being superimposed on the distance measuring light.

【0006】好ましくは距離情報検出手段において、測
距光が所定の回数繰り返し照射され、繰り返し毎に信号
電荷が撮像素子に蓄積される。
Preferably, in the distance information detecting means, the distance measuring light is repeatedly irradiated a predetermined number of times, and a signal charge is accumulated in the image pickup element at each repetition.

【0007】情報伝達手段における通信光の発光は、好
ましくは2値データの1と0の何れかに対応する。また
好ましくは通信光は、パルス変調されたレーザ光であ
る。通信光により送信されるデータ列は好ましくは、デ
ータ列をデータのビット数毎に区切るためのデータ区切
信号を含む。
The light emission of the communication light in the information transmitting means preferably corresponds to either binary data 1 or 0. Preferably, the communication light is a pulse-modulated laser light. The data stream transmitted by the communication light preferably includes a data separation signal for separating the data stream by the number of bits of data.

【0008】3次元画像検出装置は好ましくは、撮像素
子が受光量に応じて電荷が蓄積する複数の光電変換素子
と光電変換素子に隣接して設けられた信号電荷保持部と
からなる。このとき好ましくは撮像素子における信号電
荷の蓄積は、光電変換素子に蓄積した電荷を掃出すため
の電荷掃出信号の立ち下がりにより開始し、光電変換素
子に蓄積した電荷を信号電荷保持部へ転送するための電
荷転送信号の立ち下がりにより終了する。またより好ま
しくは電荷転送信号は、電荷掃出信号の立ち下がりと同
時に立ち上がる。
[0008] The three-dimensional image detection device preferably comprises a plurality of photoelectric conversion elements in which the image pickup element accumulates electric charges in accordance with the amount of received light, and a signal charge holding portion provided adjacent to the photoelectric conversion elements. At this time, the accumulation of the signal charges in the imaging element preferably starts at the fall of the charge sweeping signal for sweeping out the charges accumulated in the photoelectric conversion element, and transfers the charge accumulated in the photoelectric conversion element to the signal charge holding unit. The operation ends when the charge transfer signal falls. More preferably, the charge transfer signal rises at the same time as the fall of the charge sweeping signal.

【0009】例えば3次元画像検出装置における電荷転
送信号は、周期的なパルス信号である基準電荷転送信号
とデータ列のパルス信号の立ち下がりに同期して生成さ
れるデータ同期パルス信号との論理積により生成され
る。また電荷掃出信号は、データ同期パルス信号と基準
電荷転送信号から半周期位相が遅れた同一周期のパルス
信号である基準電荷掃出信号との論理積により生成され
る。このときデータ同期パルス信号は基準掃出信号と同
期し、そのパルス幅は基準電荷転送信号の1周期幅と相
等しい。
For example, a charge transfer signal in a three-dimensional image detecting device is a logical product of a reference charge transfer signal, which is a periodic pulse signal, and a data synchronization pulse signal generated in synchronization with a falling edge of a pulse signal in a data train. Generated by The charge sweeping signal is generated by the logical product of a data synchronization pulse signal and a reference charge sweeping signal which is a pulse signal having the same cycle as that of the reference charge transfer signal and delayed by a half cycle. At this time, the data synchronization pulse signal is synchronized with the reference sweep signal, and its pulse width is equal to one cycle width of the reference charge transfer signal.

【0010】好ましくは信号電荷の蓄積は、通信光の立
ち下がりに合わせてこ行われる。
Preferably, the accumulation of the signal charges is performed in accordance with the fall of the communication light.

【0011】好ましくは、測距光が所定の回数繰り返し
照射される期間である測距期間が、測距光と通信光が重
畳されて照射されるデータ転送区間と、データ転送区間
における測距光の照射回数が所定回数に満たない場合に
その回数を補充するための測距光が照射される光量補正
区間とを有する。
Preferably, the distance measuring period, which is a period in which the distance measuring light is repeatedly irradiated a predetermined number of times, includes a data transfer section in which the distance measuring light and the communication light are superimposed and irradiated, and a distance measuring light in the data transfer section. When the number of times of irradiation is less than the predetermined number, a light amount correction section for irradiating distance measurement light for supplementing the number of times is provided.

【0012】[0012]

【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。
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 a first embodiment of the present invention.

【0013】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、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17とV/Dモード切替スイッチ1
8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 and a liquid crystal display panel 16 are provided on the left side of the light emitting device 14 for distance measurement, and a mode switching dial 17 and a V / D mode switching switch 1 are provided on the right side.
8 are provided. The IC on the side of the camera body 10
A card insertion slot 19 for inserting a recording medium such as a memory card is formed, and a video output terminal 20 is provided.

【0014】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.

【0015】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、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。またCCD駆動
回路30は、V/D切替回路22から出力されるCCD
駆動パルスにより制御される。
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, the lens drive circuit 27, and the imaging signal processing circuit 33 are controlled by a system control circuit 35. The CCD driving circuit 30 is provided with a CCD output from the V / D switching circuit 22.
It is controlled by the driving pulse.

【0016】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.

【0017】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 via an interface cable, the image signal read from the image memory 34 can be transmitted to the computer. The system control circuit 35 is connected to the image recording device 43 via the recording medium control circuit 42. Therefore, the image signal read from the image memory 34 is
Can be recorded on a recording medium M such as an IC memory card mounted on the PC.

【0018】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。また発光素
子制御回路44は、ディレイ回路45からのパルス信号
により制御される。このパルス信号は、データパルス出
力回路29から出力されるデータパルス信号をディレイ
回路45で遅延したものである。またデータパルス信号
は、送信データが時系列のパルス信号として出力された
ものである。
The light emitting device 14 includes a light emitting element 14a and an illumination lens 14b. The light emitting operation of the light emitting element 14a is controlled by a light emitting element control circuit 44. The light emitting element control circuit 44 is controlled by a pulse signal from the delay circuit 45. This pulse signal is obtained by delaying the data pulse signal output from the data pulse output circuit 29 by the delay circuit 45. The data pulse signal is obtained by transmitting transmission data as a time-series pulse signal.

【0019】発光素子14aはレーザダイオード(L
D)であり、照射されるレーザ光は測距光と通信光を重
畳したものである。このレーザ光は照明レンズ14bを
介して被写体の全体および光通信のための受光器を含む
領域に照射される。被写体において反射したレーザ光が
撮影レンズ11に入射してCCD28で検出されること
により、被写体の距離情報が検出される。また照射され
たレーザ光には通信光が重畳されているので、コンピュ
ータに接続された受光器がこのレーザ光を受光検出する
ことによりデータがコンピュータへ送信される。データ
パルス出力回路29からディレイ回路45へ出力される
データパルス信号は、同時にCCD駆動パルス変換回路
46およびカウント回路39にも出力される。
The light emitting element 14a is a laser diode (L
D), and the irradiated laser light is obtained by superposing distance measuring light and communication light. This laser light is applied to the entire subject and an area including a light receiver for optical communication via the illumination lens 14b. The laser beam reflected by the subject enters the photographic lens 11 and is detected by the CCD 28, whereby the distance information of the subject is detected. Further, since the communication light is superimposed on the irradiated laser light, the data is transmitted to the computer when the photodetector connected to the computer detects and receives the laser light. The data pulse signal output from the data pulse output circuit 29 to the delay circuit 45 is also output to the CCD drive pulse conversion circuit 46 and the count circuit 39 at the same time.

【0020】DモードCCD駆動パルス発生回路23で
は、距離情報を検出する際に基準となる基準CCD駆動
パルスが生成され、CCD駆動パルス変換回路46へ出
力される。CCD駆動パルス変換回路46では、CCD
における信号電荷の蓄積が、データパルス信号に基づく
発光素子14aの発光動作に同期して行なわれるよう
に、データパルス信号に基づいて基準CCD駆動パルス
を変換する。変換されたCCD駆動パルスは、その後V
/D切替回路22を経てCCD駆動回路30へ出力され
る。
In the D-mode CCD drive pulse generation circuit 23, a reference CCD drive pulse which is used as a reference when detecting distance information is generated and output to the CCD drive pulse conversion circuit 46. In the CCD drive pulse conversion circuit 46, the CCD
The reference CCD drive pulse is converted based on the data pulse signal so that the accumulation of the signal charge in is performed in synchronization with the light emitting operation of the light emitting element 14a based on the data pulse signal. The converted CCD drive pulse is
The signal is output to the CCD driving circuit 30 via the / D switching circuit 22.

【0021】VモードCCD駆動パルス発生回路24で
は、通常のビデオ制御を行なう際のCCD駆動パルスが
生成され、V/D切替回路22を経てCCD駆動回路3
0へ出力される。V/D切替回路22は、V/Dモード
切替スイッチ18で設定されたモードに合わせて、Vモ
ードCCD駆動パルス発生回路24またはCCD駆動パ
ルス変換回路46からのCCD駆動パルスをCCD駆動
回路30へ出力する。V/D切替回路22、VモードC
CD駆動パルス発生回路24およびDモードCCD駆動
パルス発生回路23は、システムコントロール回路35
により制御される。
In the V-mode CCD drive pulse generating circuit 24, a CCD drive pulse for performing a normal video control is generated.
Output to 0. The V / D switching circuit 22 sends the CCD driving pulse from the V-mode CCD driving pulse generating circuit 24 or the CCD driving pulse converting circuit 46 to the CCD driving circuit 30 in accordance with the mode set by the V / D mode switch 18. Output. V / D switching circuit 22, V mode C
The CD drive pulse generation circuit 24 and the D mode CCD drive pulse generation circuit 23 include a system control circuit 35.
Is controlled by

【0022】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(表示素子)16とが接続されている。
The system control circuit 35 is connected to a switch group 45 including a release switch 15, a mode switching dial 17, and a V / D mode switching switch 18, and a liquid crystal display panel (display element) 16.

【0023】図3は、距離情報の検出と光通信とを行な
うときの様子を模式的に表したものである。
FIG. 3 schematically shows a state when detecting distance information and performing optical communication.

【0024】距離情報の検出は、発光装置14から被写
体Sにレーザ光を照射し、被写体Sからの反射光を撮像
レンズ11を介してCCD28(図2)で受光すること
により行われる。一方コンピュータ50へのデータ送信
は、発光装置14から照射されたレーザ光を照射領域U
内に配置された受光器51で受光検出することにより行
われる。受光器51で検出された光は、電気信号に変換
され受信データとしてコンピュータ50に送られ所定の
処理を施されてディスプレイ等(図示せず)に表示され
る。
The detection of distance information is performed by irradiating the subject S with laser light from the light emitting device 14 and receiving the reflected light from the subject S via the imaging lens 11 by the CCD 28 (FIG. 2). On the other hand, when transmitting data to the computer 50, the laser light emitted from the light emitting device
The detection is performed by detecting light received by the light receiver 51 disposed in the inside. The light detected by the light receiver 51 is converted into an electric signal, sent to the computer 50 as received data, subjected to predetermined processing, and displayed on a display or the like (not shown).

【0025】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.

【0026】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.

【0027】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 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).

【0028】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 this 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.

【0029】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.

【0030】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.

【0031】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。
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 swept to the substrate 53 side by the charge sweeping signal, the signal charges accumulated in the photodiode 51 are changed by the charge transfer signal to the vertical transfer unit 5.
It is transferred to the two sides. By repeating such an operation, signal charges are integrated in the vertical transfer unit 52, and a so-called electronic shutter operation is realized.

【0032】図8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。なお本実施形態の距離情報検出動作では、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、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。
FIG. 8 is a timing chart in the distance information detecting operation. The distance information detecting operation in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 6 to 8. In the distance information detecting operation of the present embodiment, unlike the description of the principle of the distance measurement performed with reference to FIG. 5, in order to reduce noise due to the influence of external light, the distance measurement light is reflected from the falling edge of the pulse. The timing chart is configured so that the light can be detected, and the state is switched to the undetectable state after the pulse of the reflected light has fallen, but it is not different in principle.

【0033】垂直同期信号(図示せず)の出力に同期し
て電荷掃出信号(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TS (パルス幅)は調整可能であり、図示例では、
電荷掃出信号S1の立ち下がりと略同時に測距光S3が
オフするように調整されている。
A charge sweeping signal (pulse signal) S 1 is output in synchronization with the output of the vertical synchronization signal (not shown), whereby unnecessary charges accumulated in the photodiode 51 are swept toward the substrate 53. Then, the accumulated charge amount in the photodiode 51 becomes zero (reference S2). After the start of the output of the charge sweeping signal S1, a pulse-shaped ranging light S3 having a constant pulse width is output. The period T S (pulse width) during which the ranging light S3 is output can be adjusted.
The adjustment is made so that the distance measurement light S3 is turned off almost simultaneously with the fall of the charge sweeping signal S1.

【0034】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)。電荷掃出信号S1の出
力が停止され、略同時に電荷転送信号S9が出力される
と、フォトダイオード51では、反射光S4の受光によ
る電荷蓄積および垂直転送部52への転送が開始され
る。これにより外光と反射光S4とに起因する信号電荷
S5が、フォトダイオード51で発生蓄積されるととも
に垂直転送部52へ転送される。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
する電荷蓄積は継続し(符号S8)、蓄積された電荷は
垂直転送部52へ転送される。
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, no charge is accumulated in the photodiode 51 while the charge sweeping signal S1 is being output (reference S2). When the output of the charge sweeping signal S1 is stopped and the charge transfer signal S9 is output almost simultaneously, the photodiode 51 starts to accumulate charges by receiving the reflected light S4 and transfer the charges to the vertical transfer unit 52. As a result, the signal charge S5 caused by the external light and the reflected light S4 is generated and accumulated in the photodiode 51 and is transferred to the vertical transfer unit 52. When the reflected light S4 disappears (reference S6), in the photodiode 51, the charge accumulation based on the reflected light ends (reference S7), but the charge accumulation due to only the external light continues (reference S8), and the accumulated charge Is transferred to the vertical transfer unit 52.

【0035】フォトダイオード51から垂直転送部52
への電荷転送は、電荷転送信号S9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S9の出力が終了するまでにフォトダ
イオード51で蓄積された信号電荷S11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。
From the photodiode 51 to the vertical transfer unit 52
The transfer of the charges to is completed by the end of the output of the charge transfer signal S9 (reference S10). That is, although the charge accumulation continues in the photodiode 51 due to the presence of external light, the signal charge S11 accumulated in the photodiode 51 is transferred to the vertical transfer unit 52 until the output of the charge transfer signal S9 ends. . The charge S14 accumulated after the output of the charge transfer signal ends remains in the photodiode 51 as it is.

【0036】このように電荷掃出信号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TU1
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 U1 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 the period, the signal charge corresponding to the distance to the subject is accumulated in the photodiode 51. The charge accumulated in the photodiode 51 until the end of the reception of the reflected light S4 (reference S6) is transferred to the vertical transfer unit 52 as a signal charge S12 (hatched portion) corresponding to the distance information of the subject,
Other signal charges S13 are caused only by external light.

【0037】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の間、信号電荷は垂直転送部52へ転送され
る。
After a lapse of a predetermined time from the output of the charge transfer signal S9, the charge sweeping signal S1 is output again, and the unnecessary charges accumulated in the photodiode 51 after the transfer of the signal charges to the vertical transfer unit 52 are transferred to the substrate 53. Is discharged in the direction of. That is, accumulation of signal charges in the photodiode 51 is newly started. Then, the signal charge is transferred to the vertical transfer unit 52 during the charge accumulation period T U1 in the same manner as described above.

【0038】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、所定の回数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と見
なすことができる。
The vertical transfer section 5 of such signal charges S11
The transfer operation to No. 2 is repeated a predetermined number of times until the next vertical synchronization signal is output. As a result, the signal charge S11 is integrated in the vertical transfer unit 52, 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. For example, it corresponds to distance information to the subject. Since the signal charge S13 is smaller than the signal charge S12, the signal charge S11 can be regarded as the signal charge S12.

【0039】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、3次元画像データとして、CCD28の外部に取り
出される。
The detection operation of the signal charge S11 described above 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), and is taken out of the CCD 28 as three-dimensional image data.

【0040】次に距離情報検出動作のフローチャートで
ある図9を参照して距離情報検出動作について説明す
る。
Next, the distance information detecting operation will be described with reference to FIG. 9 which is a flowchart of the distance information detecting operation.

【0041】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。
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.

【0042】Dモードが選択されているとき、ステップ
103において後に説明する測距通信重畳処理が行なわ
れる。その後ステップ104において測距光制御が実行
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が出力される。次いでステップ105が実行
され、CCD28による検知制御が実行される。すなわ
ち図8を参照して説明した距離情報検出動作が実行さ
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S11が垂直転送部52に
おいて積分される。ステップ104、ステップ105で
実行される発光素子14a及びCCD28の制御は、ス
テップ103で出力されたLD駆動パルス及びCCD駆
動パルスにしたがって行われる。
When the D mode is selected, a ranging communication superimposition process described later is performed in step 103. Thereafter, in step 104, distance measurement light control is executed. That is, the light emitting device 14 is driven, and the pulsed ranging light S3 is output. Next, step 105 is executed, and the detection control by the CCD 28 is executed. That is, the distance information detection operation described with reference to FIG. 8 is performed, the charge sweeping signal S1 and the charge transfer signal S9 are alternately output, and the signal charge S11 of the distance information is integrated in the vertical transfer unit 52. The control of the light emitting element 14a and the CCD 28 performed in steps 104 and 105 is performed according to the LD drive pulse and the CCD drive pulse output in step 103.

【0043】ステップ106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していないときには、処理はス
テップ103へ戻り次の測距通信重畳処理が行われる。
1フィールド期間が終了するとステップ107へ進み、
垂直転送部52で積分された信号電荷S11がCCD2
8から出力される。この積分された信号電荷はステップ
108において画像メモリ34に一時的に記憶される。
ステップ109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 106, 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.
If one field period has not ended, the process returns to step 103 and the next distance measurement communication superimposition process is performed.
When one field period ends, the process proceeds to step 107,
The signal charge S11 integrated by the vertical transfer unit 52 is transferred to the CCD 2
8 is output. This integrated signal charge is temporarily stored in the image memory 34 in step 108.
In step 109, 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110では、距離データの演算処
理が行なわれ、ステップ111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する。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112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113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114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
動作は終了する。
In step 110, the arithmetic processing of the distance data is performed. In step 111, the distance data is stored in the image memory 34, and the detecting operation ends. On the other hand, when it is determined in step 102 that the V mode is selected, the distance measuring light control is switched to the off state in step 112, and the normal photographing operation (CCD video control) by the CCD 28 is turned on in step 113. , And the image data captured in step 114 is stored in the image memory 34, and this detection operation ends.

【0045】次にステップ110において実行される演
算処理の内容を図8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 110 will be described with reference to FIG. 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 the following formula: Sn = kRIt. Here, k is a proportionality constant, which varies depending on the F number, magnification, and the like of the taking lens.

【0046】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=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。
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 = Σk · R · I · T D = k · N · R · I · T D ··· (3) and composed. The pulse width T D can be expressed as T D = δ · t = 2r / C (4) At this time, the distance r to the subject can be expressed as follows: r = C · SM 10 / (2 · k · N · R · I) (5) Therefore, if the proportional constant k, the reflectance R, and the luminance I are obtained in advance, the distance r can be obtained.

【0047】図10は、ステップ103において実行さ
れる測距通信重畳処理のフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart of the ranging communication superimposing process executed in step 103.

【0048】ステップ201において送信データの有無
が確認される。送信データが存在する場合には、ステッ
プ202でデータ(例えば8ビット分)がメモリ34か
ら読み出され、データパルス出力回路29においてデー
タパルス信号に変換されディレイ回路45やカウント回
路39、CCD駆動パルス変換回路46へ出力される。
ステップ203では、データパルス信号がディレイ回路
45において遅延され、発光素子14aを制御するため
のLD駆動パルスとして発光素子制御回路44へ出力さ
れる。また、このときCCD駆動パルス変換回路46で
は、データパルス信号に基づく発光素子14aの発光動
作に合わせて、フォトダイオード51での電荷蓄積が行
なえるように、DモードCCD駆動パルス発生回路で生
成されたCCD駆動パルスを変換する。これにより測距
通信重畳処理は終了する。
In step 201, the presence or absence of transmission data is confirmed. If there is transmission data, data (for example, 8 bits) is read from the memory 34 in step 202 and converted into a data pulse signal in the data pulse output circuit 29, and the delay circuit 45, the count circuit 39, the CCD drive pulse Output to the conversion circuit 46.
In step 203, the data pulse signal is delayed by the delay circuit 45, and is output to the light emitting element control circuit 44 as an LD drive pulse for controlling the light emitting element 14a. At this time, in the CCD drive pulse conversion circuit 46, the D-mode CCD drive pulse generation circuit generates a charge so that charge can be accumulated in the photodiode 51 in accordance with the light emitting operation of the light emitting element 14a based on the data pulse signal. The CCD drive pulse is converted. Thereby, the ranging communication superimposition processing ends.

【0049】一方ステップ201において、送信データ
が存在しないと判定されると、ステップ204におい
て、ダミーデータがシステムコントロール回路35で生
成される。これは送信すべきデータが存在しない場合で
も、発光素子14aからレーザ光を照射して距離情報の
検出を行なうためである。すなわち、生成されたダミー
データは、送信情報としての意味はなく、距離情報の検
出のための測距光を発光するタイミングを指示する信号
としてのみ機能する。ダミーデータは、データパルス出
力回路29へ出力されるとともにデータパルス信号に変
換され、ディレイ回路45やカウント回路39、CCD
駆動パルス変換回路46へ出力される。
On the other hand, when it is determined in step 201 that there is no transmission data, in step 204, dummy data is generated by the system control circuit 35. This is because even when there is no data to be transmitted, laser light is emitted from the light emitting element 14a to detect distance information. In other words, the generated dummy data has no meaning as transmission information, and functions only as a signal for instructing a timing of emitting distance measuring light for detecting distance information. The dummy data is output to a data pulse output circuit 29 and converted into a data pulse signal.
It is output to the drive pulse conversion circuit 46.

【0050】その後ステップ203では、ダミーデータ
のデータパルス信号がディレイ回路45において遅延さ
れ、発光素子14aを制御するためのLD駆動パルスと
して発光素子制御回路44へ出力される。また、ダミー
データのデータパルス信号に基づく発光素子14aの発
光動作に合わせてフォトダイオード51での電荷蓄積動
作が行われるように、DモードCCD駆動パルス発生回
路で生成されたCCD駆動パルスがCCD駆動パルス変
換回路46で変換される。これにより測距通信重畳処理
は終了する。
Thereafter, in step 203, the data pulse signal of the dummy data is delayed by the delay circuit 45 and output to the light emitting element control circuit 44 as an LD drive pulse for controlling the light emitting element 14a. Also, the CCD driving pulse generated by the D-mode CCD driving pulse generation circuit is used to drive the CCD 51 so that the charge accumulation operation in the photodiode 51 is performed in accordance with the light emitting operation of the light emitting element 14a based on the data pulse signal of the dummy data. It is converted by the pulse conversion circuit 46. Thereby, the ranging communication superimposition processing ends.

【0051】次に図11、図12を参照して測距通信重
畳処理について説明する。図11は、CCD駆動パルス
変換回路46の回路構成をより詳しく示したブロック図
であり、カメラ全体のブロック図(図2)のうち測距通
信重畳処理に関係する部分だけが図示されている。また
図12は、図11の回路から出力される各パルス信号、
フォトダイオード51での蓄積期間、LDの発光パルス
のシーケンスを示している。
Next, the ranging communication superimposing process will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a block diagram showing the circuit configuration of the CCD drive pulse conversion circuit 46 in more detail, and shows only a portion related to distance measurement communication superimposition processing in the block diagram of the entire camera (FIG. 2). FIG. 12 shows each pulse signal output from the circuit of FIG.
The sequence of the light emission pulse of the LD during the accumulation period in the photodiode 51 is shown.

【0052】図12(a)は、データパルス出力回路2
9から出力されるデータパルス信号である。一対のパル
スS21は、送信データをデータのビット数毎に区切る
ためのデータ区切信号である。すなわち、パルスS21
の立上りから次のパルスS21の立上りまでの区間Td
が1つのデータ区間となる。送信データは、例えば8ビ
ットデータであり、このとき送信データは、8ビットの
データ毎にデータ区切信号S21によって区切られる。
各データ区間における8ビットのデータパルスは、デー
タ区間内の区間TP において出力される。区間TP は8
つの基本区間からなり、各基本区間は8ビットデータの
1ビットに対応する。ある基本区間において、パルスが
オン状態であればその基本区間に対応するビットは1で
あり、オフ状態であれば0である。
FIG. 12A shows the data pulse output circuit 2
9 is a data pulse signal output from FIG. The pair of pulses S21 is a data separation signal for separating transmission data for each bit number of data. That is, the pulse S21
Td from the rise of the pulse to the rise of the next pulse S21
Becomes one data section. The transmission data is, for example, 8-bit data. At this time, the transmission data is separated by a data separation signal S21 for each 8-bit data.
Data pulses of 8 bits in each data section is output in the interval T P in the data section. Section TP is 8
Each basic section corresponds to one bit of 8-bit data. In a certain basic section, the bit corresponding to the basic section is 1 when the pulse is on, and 0 when the pulse is off.

【0053】図12の各データ区間に付された8桁の2
進数は、各データ区間で出力される8ビットの送信デー
タを表している。これら8桁の2進数の各桁は、区間T
P の基本区間と1対1に対応している。すなわち2進数
の1桁目は区間TP の右から1番目の基本区間B1、2
桁目は右から2番目の基本区間B2に対応している。各
桁は順番に各基本区間に対応しており、8桁目は右から
8番目(一番左)の基本区間B8に対応している。例え
ば左から2番目のデータ区間で出力される送信データは
00101000であり、4桁目と6桁目のみが1なの
で、右から4つ目の基本区間と6つ目の基本区間のみパ
ルスがオン状態となり、他の基本区間ではオフ状態とな
る。すなわちパルスS22は6桁目、パルスS23は4
桁目の1を表している。また、 左から3番目のデータ区
間の8桁の2進データは、11100001であり、上
位3桁の数が連続して1なので、これに対応する左から
3つの基本区間は全てパルスがオン状態となる。この場
合上位3桁は3つのパルスが連続して1つのパルスS2
4となる。
The eight-digit 2 added to each data section in FIG.
The radix represents 8-bit transmission data output in each data section. Each of these eight binary digits is represented by the interval T
One-to-one correspondence with the basic section of P. That binary number 1 digit first basic intervals from the right interval T P B1,2
The digit corresponds to the second basic section B2 from the right. Each digit corresponds to each basic section in order, and the eighth digit corresponds to the eighth (leftmost) basic section B8 from the right. For example, the transmission data output in the second data section from the left is 00101000, and since only the fourth and sixth digits are 1, the pulse is ON only in the fourth and sixth basic sections from the right. State and the off state in other basic sections. That is, the pulse S22 is the sixth digit, and the pulse S23 is the fourth digit.
Represents the first digit. Also, the 8-digit binary data in the third data section from the left is 111100001, and the upper three digits are consecutive 1s, so that the corresponding three basic sections from the left have pulses in the ON state. Becomes In this case, the upper three digits are one pulse S2 in which three pulses are successively formed.
It becomes 4.

【0054】これらのデータパルス(図12(a))
は、ディレイ回路45を介してLD駆動パルスとして発
光素子駆動回路44へ送られる。図12(h)は、この
ときの発光素子(LD)14aの発光パルス(LD発光
パルス)を表している。LD発光パルスは、データパル
ス(図12(a))がΔtだけ遅延されたものであり、
発光素子14aは各データ区間の2進データに対応して
発光する。
These data pulses (FIG. 12A)
Is sent to the light emitting element drive circuit 44 as an LD drive pulse via the delay circuit 45. FIG. 12H illustrates a light emission pulse (LD light emission pulse) of the light emitting element (LD) 14a at this time. The LD emission pulse is a data pulse (FIG. 12A) delayed by Δt.
The light emitting element 14a emits light corresponding to the binary data in each data section.

【0055】また、発光パルスは測距光としても用いら
れるので、前述の基本区間の幅は測距光のパルス幅TS
に相当する。本実施形態では、反射光の立ち下がりを利
用して測距を行なうので、フォトダイオード51での蓄
積期間は、LD発光パルスの立ち下がりに合わせて設け
られなければならない。すなわち、CCD駆動パルス変
換回路46は、DモードCCD駆動パルス発生回路23
で生成される基準CCD駆動パルスを、図12(h)の
LD発光パルスの立ち下がりに合わせて電荷蓄積を行う
CCD駆動パルスに変換しなければならない。
Further, since the light emission pulse is also used as distance measuring light, the width of the basic section is the pulse width T S of the distance measuring light.
Is equivalent to In the present embodiment, since the distance measurement is performed using the fall of the reflected light, the accumulation period in the photodiode 51 must be provided in accordance with the fall of the LD light emission pulse. That is, the CCD drive pulse conversion circuit 46 is the D-mode CCD drive pulse generation circuit 23.
Must be converted into a CCD drive pulse for accumulating electric charge in accordance with the falling edge of the LD light emission pulse in FIG.

【0056】図12(c)、図12(e)に示される周
期的なパルスは、DモードCCD駆動パルス発生回路2
3で生成される基準CCD駆動パルスである。図12
(c)は電荷掃出動作の基準となる基準掃出パルスであ
り、図12(e)は電荷転送動作の基準となる基準転送
パルスである。CCD駆動パルス変換回路46に入力さ
れたデータパルス信号は、まずデータ同期パルス発生回
路47でデータ同期パルス(図12(b))に変換され
AND回路48、49へ出力される。AND回路49で
は、データ同期パルスとDモードCCD駆動パルス発生
回路23から出力される基準掃出パルス(図12
(c))との論理積(AND)がとられ、図12(d)
で示されるパルスに変換される。このパルスは、掃出パ
ルスとしてV/D切替回路22へ出力される。一方AN
D回路48では、データ同期パルスとDモードCCD駆
動パルス発生回路23から出力される基準転送パルス
(図12(e))との論理積(AND)がとられ、図1
2(f)に示されるパルスに変換され、転送パルスとし
てV/D切替回路22へ出力される。
The periodic pulses shown in FIGS. 12C and 12E correspond to the D-mode CCD drive pulse generation circuit 2.
3 is a reference CCD drive pulse generated in FIG. FIG.
FIG. 12C shows a reference sweep pulse serving as a reference for the charge sweeping operation, and FIG. 12E shows a reference transfer pulse serving as a reference for the charge transfer operation. The data pulse signal input to the CCD drive pulse conversion circuit 46 is first converted into a data synchronization pulse (FIG. 12B) by a data synchronization pulse generation circuit 47 and output to AND circuits 48 and 49. In the AND circuit 49, the data synchronization pulse and the reference sweep pulse output from the D-mode CCD drive pulse generation circuit 23 (FIG. 12)
The logical product (AND) with (c)) is obtained, and FIG.
Is converted to a pulse represented by This pulse is output to the V / D switching circuit 22 as a sweep pulse. On the other hand, AN
In the D circuit 48, the logical product (AND) of the data synchronization pulse and the reference transfer pulse (FIG. 12 (e)) output from the D mode CCD drive pulse generation circuit 23 is obtained, and FIG.
2 (f), and is output to the V / D switching circuit 22 as a transfer pulse.

【0057】図12(d)の掃出パルスと図12(f)
の転送パルスは、CCD駆動パルスとしてV/D切替回
路22を経てCCD駆動回路30へ出力されCCD28
のフォトダイオード51における電荷の掃出動作と電荷
の転送動作を制御する。図8を参照して説明したよう
に、フォトダイオード51における電荷の蓄積は、電荷
掃出信号(掃出パルス)S1が立ち下がったと略同時に
立ち上がる電荷転送信号(転送パルス)S9がオン状態
の期間(S9のパルス幅)TU1において行われるので、
データパルスが図12(a)のようなパルスで表される
とき、基準掃出パルスと基準転送パルスは、図12
(d)、図12(f)のように変換され、フォトダイオ
ード51における電荷蓄積は図12(g)で示されるタ
イミングで行われる。これによりフォトダイオード51
での電荷の蓄積動作は、常にLD発光パルス(図12
(h))が立ち下がるタイミングに合わせて行われる。
The sweep pulse shown in FIG. 12D and the sweep pulse shown in FIG.
Is transferred to the CCD driving circuit 30 through the V / D switching circuit 22 as a CCD driving pulse, and is output to the CCD 28.
Of the photodiode 51 and the charge transfer operation. As described with reference to FIG. 8, charge accumulation in the photodiode 51 is performed during a period in which the charge transfer signal (transfer pulse) S9 that rises almost simultaneously with the fall of the charge sweep signal (sweep pulse) S1 is on. (Pulse width of S9) Since it is performed at T U1 ,
When the data pulse is represented by a pulse as shown in FIG. 12A, the reference sweep pulse and the reference transfer pulse
(D), conversion is performed as shown in FIG. 12 (f), and charge accumulation in the photodiode 51 is performed at the timing shown in FIG. 12 (g). Thereby, the photodiode 51
The operation of accumulating the charges is always performed by the LD light emission pulse (FIG. 12).
(H)) is performed in accordance with the falling timing.

【0058】以上のように、発光素子14aの発光パル
スは、送信データに対応するデータパルス信号に基づい
て行われ、照射されたレーザ光は通信光としての役割を
果たす。また同時に電荷蓄積動作が、発光パルスの立ち
下がりに合わせて行なわれることにより照射されたレー
ザ光は測距光としての役割を果たし、通信光と測距光は
重畳される。
As described above, the light emission pulse of the light emitting element 14a is performed based on the data pulse signal corresponding to the transmission data, and the emitted laser light plays a role as communication light. At the same time, the laser light emitted by performing the charge accumulation operation in accordance with the fall of the light emission pulse plays a role as distance measuring light, and the communication light and the distance measuring light are superimposed.

【0059】次に図11〜図14を参照して光量補正処
理について説明する。
Next, the light amount correction processing will be described with reference to FIGS.

【0060】図12(a)で示すように、送信されるデ
ータパルスは各データ区間毎に異なるため、その発光パ
ルスの立ち下がりの数も各データ区間毎に異なる。また
測距のために行われる信号電荷の蓄積は、発光パルスの
立ち下がりに合わせて行われるため、電荷蓄積の回数は
各データ区間毎に異なる。例えば、図12(g)の各デ
ータ区間で行われる電荷蓄積の回数は、左から1番目の
データ区間では4回、2番目では2回、3番では2回で
ある。したがって、距離情報検出動作で実行される電荷
蓄積の総数(信号電荷の積分回数)が送信データにより
異なるため、出力SM10(総蓄積電荷量)も異なり、距
離の検出精度が劣化する。
As shown in FIG. 12A, the data pulse to be transmitted is different for each data section, so the number of falling edges of the light emission pulse is also different for each data section. In addition, the accumulation of the signal charge for the distance measurement is performed in accordance with the fall of the light emission pulse, and thus the number of times of charge accumulation differs for each data section. For example, the number of charge accumulations performed in each data section in FIG. 12G is four in the first data section from the left, twice in the second data section, and twice in the third data section. Therefore, since the total number of charge storage to be performed by the distance information detection operation (number of integrations of the signal charge) is different from the transmission data, also different output SM 10 (total accumulated charge amount), the distance detection accuracy is deteriorated.

【0061】本実施形態では、距離情報検出動作で実行
される信号電荷の積分回数を一定にし、出力SM10が送
信データに依存しないように光量補正処理が行われる。
図13は、光量補正処理を行うときに距離情報検出動作
で実行される発光動作のシーケンスを示している。
[0061] In this embodiment, the number of integrations of the signal charges performed by the distance information detection operation is constant, the output SM 10 is light intensity correction processing to be independent of the transmission data.
FIG. 13 shows a sequence of a light emission operation performed in the distance information detection operation when performing the light amount correction processing.

【0062】距離情報検出のための発光動作が行われる
測距期間(1フィールド期間)には、データパルス信号
にしたがって発光動作を行なうデータ転送区間と、測距
期間における積分回数(蓄積総数)を一定にするための
補正処理を行なう光量補正区間とが存在する。データパ
ルス出力回路29から出力されたデータパルス信号のパ
ルスの立ち下がり回数は、カウント回路39で計数され
ているので、データ転送区間の終了時には、データ転送
区間における蓄積回数(積分回数)が計数されている。
計数された蓄積回数から距離情報の検出に必要な残りの
蓄積回数が求められ、光量補正区間において残りの回数
分の発光と蓄積が行われる。例えば、距離情報検出動作
で実行される信号電荷の積分回数が60万回のとき、デ
ータ転送区間における蓄積回数(積分回数)が30万回
であれば、光量補正区間では30万回の発光および蓄積
が実行される。また、データ転送区間における蓄積回数
(積分回数)が40万回であれば、光量補正区間では2
0万回の発光および蓄積が実行される。なおデータ転送
区間と光量補正区間との間には、光量補正処理へ処理を
移すための切替期間が設けられている。
In a distance measuring period (one field period) in which a light emitting operation for detecting distance information is performed, a data transfer section in which a light emitting operation is performed in accordance with a data pulse signal, and the number of integrations (total number of accumulations) in the distance measuring period. There is a light amount correction section in which a correction process for making the light amount constant is performed. Since the number of falling edges of the pulse of the data pulse signal output from the data pulse output circuit 29 is counted by the counting circuit 39, the number of accumulations (the number of integrations) in the data transfer section is counted at the end of the data transfer section. ing.
The remaining number of accumulations necessary for detecting the distance information is obtained from the counted number of accumulations, and light emission and accumulation for the remaining number of times are performed in the light amount correction section. For example, if the number of signal charge integrations performed in the distance information detection operation is 600,000, and if the number of accumulations (number of integrations) in the data transfer section is 300,000, 300,000 light emission and emission in the light amount correction section are performed. The accumulation is performed. If the number of accumulations (the number of integrations) in the data transfer section is 400,000, the number of accumulations is 2 in the light amount correction section.
Light emission and accumulation of 100,000 times are performed. Note that a switching period is provided between the data transfer section and the light quantity correction section to shift the processing to the light quantity correction processing.

【0063】次に、光量補正区間における発光パルスお
よび蓄積期間のシーケンスについて説明する。図14
は、光量補正区間において図11の回路から出力される
各パルス信号、フォトダイオード51での蓄積期間、L
Dの発光パルスのシーケンスを示している。
Next, the sequence of the light emission pulse and the accumulation period in the light amount correction section will be described. FIG.
Are pulse signals output from the circuit of FIG. 11 in the light amount correction section, the accumulation period in the photodiode 51, L
4 shows a sequence of light emission pulses of D.

【0064】システムコントロール回路35では、カウ
ント回路39で計数されたデータ転送区間の発光パルス
の立ち下がり数(蓄積回数)から光量補正区間において
必要な発光および蓄積の回数を算出し、算出された回数
の発光および蓄積を行なうためのダミーデータを生成す
る。生成されたダミーデータは、データパルス出力回路
29を介してデータパルス(図14(a))として出力
される。ダミーデータのデータパルスは、図12を参照
して説明した送信データのデータパルスと同様に、デー
タ区切信号S21によって8ビット単位で区切られ、基
本区間の幅等も同じである。またダミーデータは、ディ
レイ回路45やCCD駆動パルス変換回路46におい
て、送信データのときと同様の処理を施され、発光素子
制御回路44かやCCD駆動回路30へそれぞれLD駆
動パルス、CCD駆動パルスとして出力される。すなわ
ちダミーデータのデータパルスが図14(a)で表され
るとき、掃出パルスと転送パルスはそれぞれ図14
(d)、(f)のようになり、フォトダイオード51で
の電荷の蓄積動作は、図14(g)のタイミングで行わ
れる。また発光素子14aの発光パルスは、図14
(e)のようにダミーデータのデータパルスの出力から
Δt遅延されている。
The system control circuit 35 calculates the number of times of light emission and accumulation required in the light quantity correction section from the number of falling light pulses (number of accumulations) of the light emission pulse in the data transfer section counted by the count circuit 39, and calculates the calculated number of times. To generate dummy data for performing light emission and accumulation. The generated dummy data is output as a data pulse (FIG. 14A) via the data pulse output circuit 29. Similar to the data pulse of the transmission data described with reference to FIG. 12, the data pulse of the dummy data is divided in 8-bit units by the data division signal S21, and the width of the basic section is the same. The dummy data is subjected to the same processing as the transmission data in the delay circuit 45 and the CCD drive pulse conversion circuit 46, and is sent to the light emitting element control circuit 44 and the CCD drive circuit 30 as an LD drive pulse and a CCD drive pulse, respectively. Is output. That is, when the data pulse of the dummy data is represented in FIG.
As shown in (d) and (f), the charge accumulation operation in the photodiode 51 is performed at the timing shown in FIG. The light emission pulse of the light emitting element 14a is shown in FIG.
As shown in (e), the output of the data pulse of the dummy data is delayed by Δt.

【0065】データパルスの出力において各基本区間は
隣接しているので、隣接する基本区間のパルスがオン状
態のとき、隣接する基本区間で出力されるパルスは連続
した1つのパルスとなってしまう。例えば、図12
(a)のS24のように、上位3ビットに対応する基本
区間はパルス幅が3×TS の1つのパルスとなる。ま
た、前述したように、被写体の距離情報を検出するため
の信号電荷の蓄積は、LD発光パルスの立ち下がりを利
用して行われる。したがって、データパルスが8ビット
の場合、1つの光量補正区間において被写体までの距離
情報を含む信号電荷を蓄積できる回数の上限は、データ
パルスが1ビットおきにオン状態のときでありその数は
4回である。図12(a)は、距離情報検出動作におけ
る一定の積分回数に対して、蓄積回数が例えば10回足
りない場合を例示している。左から1番目と2番目の光
量補正区間では、上限の4回にわたって発光光源14a
の発光およびフォトダイオード51での信号電荷の蓄積
が行われ、3番目の光量補正区間では、残りの2回が行
われている。
Since the basic sections are adjacent to each other in the output of the data pulse, when the pulses of the adjacent basic sections are in the ON state, the pulses output in the adjacent basic sections become one continuous pulse. For example, FIG.
As in S24 of (a), the basic section corresponding to the upper 3 bits is one pulse having a pulse width of 3 × T S. Further, as described above, the accumulation of the signal charges for detecting the distance information of the subject is performed using the falling edge of the LD light emission pulse. Therefore, when the data pulse is 8 bits, the upper limit of the number of times that the signal charge including the distance information to the subject can be stored in one light amount correction section is when the data pulse is in the ON state every other bit and the number is 4 Times. FIG. 12A illustrates a case where the number of accumulations is, for example, less than 10 with respect to a fixed number of integrations in the distance information detection operation. In the first and second light amount correction sections from the left, the light emitting light sources 14a
And the accumulation of signal charges in the photodiode 51 is performed, and the remaining two times are performed in the third light amount correction section.

【0066】次に図15を参照してコンピュータ50上
で実行される光通信の受信動作について説明する。
Next, the receiving operation of the optical communication executed on the computer 50 will be described with reference to FIG.

【0067】ステップ301で発光素子14aの発光パ
ルス(図12(h))が受光器51で検出されると、ス
テップ302において発光装置14から送信されてくる
データパルス信号の検出が受光器51で開始される。ス
テップ302で一連のデータの受信が終了するとステッ
プ303に処理が移る。受信されたデータが被写体の画
像データや距離データであれば、ステップ303におい
て画像処理等が施され、必要に応じてコンピュータ50
に接続されたディスプレイ等に出力される。ステップ3
04では受信動作を終了するか否かが判定される。例え
ばコンピュータ50のキーボードなどのキーに割り当て
られた終了ボタンが押されていると、この受信動作は終
了する。また終了ボタンが押されなければステップ30
1に戻り再び受信待機状態となる。
When the light emitting pulse (FIG. 12 (h)) of the light emitting element 14a is detected by the light receiving device 51 at step 301, the data pulse signal transmitted from the light emitting device 14 is detected by the light receiving device 51 at step 302. Be started. When a series of data has been received in step 302, the process proceeds to step 303. If the received data is image data or distance data of a subject, image processing or the like is performed in step 303, and if necessary, the computer 50
Is output to a display or the like connected to. Step 3
At 04, it is determined whether the receiving operation is to be ended. For example, if the end button assigned to a key such as the keyboard of the computer 50 is pressed, the receiving operation ends. If the end button is not pressed, step 30
It returns to 1 and enters the reception standby state again.

【0068】なお本実施形態において、フォトダイオー
ド51での電荷の蓄積動作は、LD発光パルス(図12
(h))が立ち下がるのと略同時に行われたが、蓄積動
作はLD発光パルスの立ち下がりまたは立ち上がりと一
定の位相差をもって同期してもよい。
In this embodiment, the operation of accumulating charges in the photodiode 51 is performed by an LD light emission pulse (FIG. 12).
Although (h)) is performed almost simultaneously with the fall, the accumulation operation may be synchronized with the fall or rise of the LD emission pulse with a certain phase difference.

【0069】以上のように本実施形態によれば、1つの
発光装置14を用いて光通信と距離検出が行なえ、かつ
通信光と測距光が重畳されることにより、光通信と距離
検出を同時に行なうことができる。
As described above, according to the present embodiment, optical communication and distance detection can be performed by using one light emitting device 14, and optical communication and distance detection can be performed by superimposing communication light and distance measurement light. Can be done simultaneously.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、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かつ
通信効率のよい3次元画像検出装置が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a three-dimensional image detecting apparatus which can transfer data to a computer without using a cable and has high communication efficiency.

【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によりデータを送信
するときの様子を模式的に表した図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a state when data is transmitted by a distance information detection operation and optical communication.

【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】距離情報検出動作のフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart of a distance information detecting operation.

【図10】測距通信重畳処理のフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart of a ranging communication superimposing process.

【図11】測距通信重畳処理に係る回路の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a circuit related to distance measurement communication superimposition processing.

【図12】データ転送時のデータパルス、蓄積期間、L
D発光パルス等のシーケンスを示す図である。
FIG. 12 shows a data pulse, an accumulation period, and L during data transfer.
It is a figure which shows the sequence of D light emission pulse etc.

【図13】測距期間におけるデータ転送区間と光量補正
区間との関係を模式的に表した図である。
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a relationship between a data transfer section and a light amount correction section during a distance measurement period.

【図14】光量補正時のデータパルス、蓄積期間、LD
発光パルス等のシーケンスを示す図である。
FIG. 14 shows a data pulse, an accumulation period, and an LD during light quantity correction.
It is a figure showing a sequence of a light emission pulse etc.

【図15】コンピュータで実行される受信動作のフロー
チャートである。
FIG. 15 is a flowchart of a receiving operation executed by the 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) H01L 27/148 G02B 7/11 F H04B 10/105 G03B 3/00 A 10/10 H01L 27/14 B 10/22 H04B 9/00 R H04N 5/225 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/148 G02B 7/11 F H04B 10/105 G03B 3/00 A 10/10 H01L 27/14 B 10 / 22 H04B 9/00 R H04N 5/225

Claims (11)

【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、 前記光源を制御して被写体に測距光を照射させ、前記被
写体からの反射光を前記撮像素子で受光し、前記反射光
により蓄積した信号電荷に基づいて前記被写体までの距
離を検出する距離情報検出手段と、 前記光源を制御して通信光を照射させ、空間を伝送路と
した光通信を行なう情報伝達手段とを備え、 前記通信光の発光に同期させて前記撮像素子における前
記信号電荷の蓄積を行ない、前記通信光を測距光として
用いることにより前記通信光と前記測距光とが重畳して
前記光源から照射され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 a received light amount; controlling the light source so as to irradiate a subject with ranging light; Distance information detecting means for detecting the distance to the subject based on the signal charge accumulated by the reflected light, received by the image sensor, and irradiating communication light by controlling the light source, thereby setting the space as a transmission path. An information transmitting unit for performing optical communication, wherein the signal charge is accumulated in the image sensor in synchronization with emission of the communication light, and the communication light and the distance measurement are performed by using the communication light as distance measurement light. A three-dimensional image detection device, wherein light is emitted from the light source in a superimposed manner.
【請求項2】 前記距離情報検出手段において、前記測
距光が所定の回数繰り返し照射され、繰り返し毎に信号
電荷が前記撮像素子に蓄積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。
2. The three-dimensional apparatus according to claim 1, wherein the distance information detecting means repeatedly irradiates the distance measuring light a predetermined number of times, and accumulates a signal charge in the image sensor at each repetition. Image detection device.
【請求項3】 前記情報伝達手段において、前記通信光
の発光が、2値データの1と0の何れかに対応すること
を特徴とする請求項1に記載の3次元画像検出装置。
3. The three-dimensional image detecting apparatus according to claim 1, wherein, in the information transmitting means, the emission of the communication light corresponds to one of binary data 1 and 0.
【請求項4】 前記通信光がパルス変調されたレーザ光
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。
4. The three-dimensional image detecting device according to claim 1, wherein the communication light is a pulse-modulated laser light.
【請求項5】 前記通信光により送信されるデータ列
が、前記データ列をデータのビット数毎に区切るための
データ区切信号を含む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 detection apparatus according to claim 4, wherein the data sequence transmitted by the communication light includes a data segmentation signal for segmenting the data sequence for each bit number of data. .
【請求項6】 前記撮像素子が受光量に応じて電荷が蓄
積する複数の光電変換素子と前記光電変換素子に隣接し
て設けられた信号電荷保持部とから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。
6. The image pickup device according to claim 1, wherein the image pickup device comprises a plurality of photoelectric conversion elements for accumulating electric charges according to the amount of received light, and a signal charge holding portion provided adjacent to the photoelectric conversion elements. 3. The three-dimensional image detection device according to item 1.
【請求項7】 前記撮像素子における前記信号電荷の蓄
積が、前記光電変換素子に蓄積した電荷を掃出すための
電荷掃出信号の立ち下がりにより開始し、前記光電変換
素子に蓄積した電荷を前記信号電荷保持部へ転送するた
めの電荷転送信号の立ち下がりにより終了することを特
徴とする請求項6に記載の3次元画像検出装置。
7. The accumulation of the signal charge in the image pickup device starts at a fall of a charge sweeping signal for sweeping out the charge accumulated in the photoelectric conversion element, and the charge accumulated in the photoelectric conversion element is stored in the image pickup device. 7. The three-dimensional image detecting apparatus according to claim 6, wherein the operation is terminated when a charge transfer signal for transferring to the signal charge holding unit falls.
【請求項8】 前記電荷転送信号が、前記電荷掃出信号
の立ち下がりと同時に立ち上がることを特徴とする請求
項7に記載の3次元画像検出装置。
8. The three-dimensional image detection device according to claim 7, wherein the charge transfer signal rises simultaneously with a fall of the charge sweep signal.
【請求項9】 前記電荷転送信号が、周期的なパルス信
号である基準電荷転送信号と前記データ列のパルス信号
の立ち下がりに同期して生成されるデータ同期パルス信
号との論理積により生成され、 前記電荷掃出信号が、前記データ同期パルス信号と前記
基準電荷転送信号から半周期位相が遅れた同一周期のパ
ルス信号である基準電荷掃出信号との論理積により生成
され、 前記データ同期パルス信号が前記基準掃出信号と同期
し、そのパルス幅が前記基準電荷転送信号の1周期幅と
相等しいことを特徴とする請求項8に記載の3次元画像
検出装置。
9. The charge transfer signal is generated by a logical product of a reference charge transfer signal, which is a periodic pulse signal, and a data synchronization pulse signal generated in synchronization with a falling edge of the pulse signal of the data train. Wherein the charge sweep signal is generated by the logical product of the data synchronization pulse signal and a reference charge sweep signal that is a pulse signal of the same cycle delayed by half a phase from the reference charge transfer signal; 9. The three-dimensional image detecting apparatus according to claim 8, wherein a signal is synchronized with the reference sweep signal, and a pulse width thereof is equal to one cycle width of the reference charge transfer signal.
【請求項10】 前記信号電荷の蓄積が前記通信光の立
ち下がりに合わせて行わ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。
10. The method according to claim 1, wherein the accumulation of the signal charge is performed in accordance with a fall of the communication light.
3. The three-dimensional image detection device according to item 1.
【請求項11】 前記測距光が前記所定の回数繰り返し
照射される期間である測距期間が、前記測距光と前記通
信光が重畳されて照射されるデータ転送区間と、前記デ
ータ転送区間における前記測距光の照射回数が前記所定
回数に満たない場合にその回数を補充するために測距光
が照射される光量補正区間とを有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。
11. A distance measurement period in which the distance measurement light is repeatedly irradiated for the predetermined number of times, a data transfer period in which the distance measurement light and the communication light are superimposed and irradiated, and a data transfer period. 3. The three-dimensional light source according to claim 2, further comprising: a light amount correction section in which the distance measuring light is irradiated to supplement the number of times of irradiation of the distance measuring light when the number of times of the distance measuring light is less than the predetermined number. Image detection device.
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