JP2001119722A

JP2001119722A - ３次元画像検出システムと３次元画像検出装置

Info

Publication number: JP2001119722A
Application number: JP29711799A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamamoto; 山本　　清
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2001-04-27
Anticipated expiration: 2019-10-19
Also published as: JP4315545B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被写体までの距離を画素毎に検出可能な複数
の３次元画像検出装置（カメラ）により多方向から被写
体を撮影して、被写体の全体的な３次元形状を表す座標
データを得る。【解決手段】被写体Ｓを取り囲んで例えば６台のカメ
ラ１０ａ〜１０ｆを配置する。カメラ１０ａからレーザ
光線を照射し、被写体Ｓ上に投影されるレーザ光のスポ
ットを３つ、カメラ１０ａと１０ｂにおいて検出する。
次にカメラ１０ｂからレーザ光線を照射し、カメラ１０
ｂと１０ｃにおいてレーザ光のスポットを３個検出す
る。これを順次カメラ１０ｃから１０ｆへと行ない、最
後に１０ｆと１０ａにおいて行なう。各カメラで被写体
までの距離情報を検出し、各カメラを基準とした座標系
で被写体の３次元的な形状を表す。検出された３個のス
ポットの位置に基づいて各カメラを基準とした座標系を
単一の座標系へ変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝播時間測定法
を用いて被写体の３次元形状等を検出する３次元画像検
出システム及び３次元画像検出装置に関する。

【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３次元画像検
出装置で被写体の３次元形状を検出する場合、１つの方
向からの撮影では、被写体の部分的な３次元形状しか検
出できない。被写体の全体的な３次元形状を検出するに
は、複数の異なる方向から被写体を撮影する必要があ
る。しかし、異なる方向から撮影して得られる被写体の
座標データは、異なる座標系に基づくものであり、これ
らの座標データを基に被写体を一体的に表すには、各座
標系によって表された被写体の座標データを１つの座標
系に変換する必要がある。従来これらの変換は、各方向
から得られた被写体の３次元的な画像をコンピュータの
ディスプレイ上に表示し、被写体の視覚的特徴点を手が
かりに３次元グラフィックソフトなどを用いて手動で一
体的な被写体画像を合成することにより行われている。

【０００４】本発明は、被写体を複数の方向から撮影
し、各撮影により得られる被写体の３次元形状を表す座
標データを１つの座標系に合成するための３次元画像検
出システム及び３次元画像検出装置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３次元画像検出
システムは、被写体までの距離情報を画素毎に検出する
第１及び第２の３次元画像検出装置を備えた３次元画像
検出システムであって、第１及び第２の３次元画像検出
装置の少なくとも一方に設けられ非直線状に配列する３
つ以上の光のスポットを被写体に投影するスポット光発
光装置と、第１及び第２の３次元画像検出装置の双方に
設けられ投影された光のスポットが、撮像面上に結像さ
れているか否かを検出し、結像されている場合、その光
のスポットが結像する撮像面上の位置を検出するスポッ
ト位置認識手段と、第１及び第２の３次元画像検出装置
の少なくとも一方に設けられ第１及び第２の３次元画像
検出装置の撮像面にそれぞれ結像された光のスポットの
間における対応関係を認識する対応関係認識手段とを備
え、第１及び第２の３次元画像検出装置の各撮像面にお
いてスポット位置認識手段により少なくとも３つ以上の
スポットが検出されることをを特徴としている。

【０００６】スポット光発光装置が照射する光は好まし
くは、レーザ光線である。また、好ましくは、スポット
光発光装置が３個以上のスポット光発光素子を備え、光
のスポットはそれぞれ異なるスポット光発光素子から投
射される光りによるものである。より好ましくはスポッ
ト光発光素子は、３次元画像検出装置の鏡筒の縁周りに
円環状に等間隔で配置されている。

【０００７】好ましくは、対応関係認識手段は、各スポ
ット光発光素子を１個づつ発光させることにより、第１
及び第２の３次元画像検出装置において検出される光の
スポットの間における対応関係を認識する。

【０００８】第１及び第２の３次元画像検出装置は好ま
しくは、第１及び第２の３次元画像検出装置間において
通信を行なうための通信手段を備え、スポット光発光装
置が備えられた第１又は第２の３次元画像検出装置が、
各スポット光発光素子を１個づつ発光させるとともに各
スポット光発光素子を識別するための発光素子識別コー
ドを通信手段によりもう一方の３次元画像検出装置に送
信し、対応関係識別手段が発光素子識別コードにより各
３次元画像検出装置において検出される光のスポットの
間における対応関係を認識する。

【０００９】例えば、スポット光発光装置を備えない３
次元画像装置のスポット位置認識手段において、投影さ
れた光のスポットが検出されない場合に検出されないこ
とを知らせるための信号を、光のスポットが検出された
場合に検出されたことを知らせるための信号を、スポッ
ト光発光装置を備えた３次元画像検出装置に送信するこ
とにより、光のスポットがスポット光発光装置を備えな
い３次元画像検出装置において３つ以上検出されたか否
かを第１の３次元画像検出装置において判定可能であ
る。

【００１０】好ましくは、Ｎ台の３次元画像検出装置を
備えた３次元画像検出システムにおいて、全ての３次元
画像検出装置に、対となる３次元画像検出装置が少なく
とも１台存在し、一対の３次元画像検出装置の一方が第
１の３次元画像検出装置として機能し、他方が第２の３
次元画像検出装置として機能する。より好ましくは、Ｎ
台の３次元画像検出装置を備えた３次元画像検出システ
ムの１回の駆動において、全ての３次元画像検出装置が
１回だけ第１及び第２の３次元画像装置として機能す
る。またこのとき好ましくは、Ｎ台の３次元画像検出装
置の各々を識別するための装置識別コードを、各３次元
画像検出装置において生成する。

【００１１】３次元画像検出システムは好ましくは、第
１及び第２の３次元画像検出装置の各々において検出さ
れる被写体までの距離情報から、第１及び第２の３次元
画像検出装置を基準とした第１の座標系及び第２の座標
系それぞれにおいて被写体の３次元形状を表す第１の座
標データと第２の座標データを算出する座標データ算出
手段を備える。またこのときより好ましくは、３次元画
像検出システムは、スポット位置認識手段により検出さ
れる３つの光のスポットに基づいて、第１の座標系と第
２の座標系との間での座標変換を行なう座標変換手段を
備える。

【００１２】本発明の３次元画像検出装置は、上述の３
次元画像検出システムにおいて用いられ、被写体までの
距離情報を画素毎に検出する３次元画像検出装置であっ
て、被写体に投影された光のスポットが結像する撮像面
上の位置を検出するスポット位置認識手段または非直線
状に配列する３つ以上の光のスポットを被写体に投影す
るためのスポット光発光装置の少なくとも一方を備え
る。

【００１３】３次元画像検出装置は好ましくは、スポッ
ト位置認識手段を備えた第１及び第２の３次元画像検出
装置の一方の３次元画像検出装置であって、第１及び第
２の３次元画像検出装置の撮像面において検出される光
のスポットの間における対応関係を認識する対応関係認
識手段を備える。このときより好ましくは、スポット光
発光装置を備える。

【００１４】また３次元画像検出装置は好ましくは、対
応関係認識手段において用いるデータを入力するための
データ入力手段を備える。

【００１５】

【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り、３次
元画像検出システムにおいて用いられる。

【００１６】カメラ本体１０の前面において、撮影レン
ズ１１の左上にはファインダ窓１２が設けられ、右上に
はストロボ１３が設けられている。撮像レンズ１１の外
周縁には円環状のマーキング用の発光装置（スポット光
発光装置）２２が配設されており、この発光装置２２に
は６個の発光素子（スポット光発光素子）２２ａが等間
隔に配置されている。発光素子２２ａは、マーキング用
のレーザ光を照射するためのものである。カメラ本体１
０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、リ
ンク撮影モード設定スイッチ１８、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が設けら
れている。カメラ本体１０の図中右側面には、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１
９が形成されている他、ビデオ出力端子２０、インター
フェースコネクタ２１ａ、２１ｃが設けられている。ま
た、カメラ本体１０の図中左側面（図示せず）には、イ
ンターフェースコネクタ２１ｂが設けられている。

【００１７】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。

【００１８】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の撮像面に
は、撮影レンズ１１によって被写体像が形成され、これ
によりＣＣＤ２８においては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３
２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３３におい
てガンマ補正等の処理を施され、画像メモリ３４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。

【００１９】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。

【００２０】画像メモリ３４から読み出された画像信号
は、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ることにより、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２１ａ、２
１ｂ、２１ｃに接続されている。インターフェースコネ
クタ２１ａ、２１ｂは、複数のカメラを連動して撮影を
行なうリンク撮影モードにおいて、他のカメラとの接続
に用いる。インターフェースコネクタ２１ｃは、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るためのものであ
る。システムコントロール回路３５は、記録媒体制御回
路４２を介してデータ記録装置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、データ記録装置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。

【００２１】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
１４ａ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。また、
複数の発光素子２２ａもレーザダイオードであり、発光
素子２２ａは発光素子制御回路４１によって制御され
る。発光素子２２ａから照射されたレーザ光は、被写体
表面にスポット状に投射され、特徴点を表すマーカーと
しての役割を果たし、座標変換行列を求める際に参照さ
れる。

【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、リンク撮
影モード設定スイッチ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。

【００２３】次に図３〜図５を参照して本発明の一実施
形態である３次元画像検出システムの概略について説明
する。

【００２４】図３は、被写体Ｓの撮影方法を模式的に表
したものである。６台のカメラ１０ａ〜１０ｆは、図
１、図２に示されたカメラであり、被写体Ｓを取り囲ん
で略等間隔で配置され、各カメラの撮像レンズは被写体
Ｓに向けられている。隣合うカメラはそれぞれインター
フェースケーブル５０により接続されており、６台のカ
メラ１０ａ〜１０ｆは、環状のネットワークを形成し、
全体として１つの３次元画像検出システムを構成してい
る。オペレーターが、例えばカメラ１０ａのリンク撮影
モード設定スイッチ１８を押してリンク撮影モードを立
ち上げると、インターフェースケーブル５０により接続
されたカメラ１０ｂ〜カメラ１０ｆにおいても順次リン
ク撮影モードが立ち上げられる。カメラの数は、必要に
応じて変更可能であるが、本システムを構成するには少
なくとも２以上のカメラが必要である。なお、以後の説
明では、カメラ１０ａのリンク撮影モード設定スイッチ
１８を操作してリンク撮影モードを立ち上げたことを前
提として説明を行なう。

【００２５】各カメラでは、被写体Ｓまでの距離データ
が検出され、この距離データに基づいて算出される被写
体Ｓの３次元形状を表す座標データは、各カメラを基準
とした座標系によるものである。従って、各カメラを基
準とした座標系による被写体Ｓの座標データを合成し
て、単一の座標系による被写体Ｓの全体的な座標データ
を得るには、あるカメラを基準とした座標系から他のカ
メラを基準とした座標系に変換できなければならない。
リンク撮影モードでは、この座標変換を行なう座標変換
行列を求める際に参照される参照点を検出するためのリ
ンク撮影が行なわれ、その後に被写体までの距離情報
や、画像情報が検出される。

【００２６】リンク撮影は相互にインターフェースケー
ブル５０で直接接続された２台のカメラを１組として行
われる。すなわちカメラ１０ａと１０ｂ、カメラ１０ｂ
と１０ｃ、カメラ１０ｃと１０ｄ、…、カメラ１０ｆと
１０ａなどがそれぞれ１組としてリンク撮影が行われ
る。リンク撮影では、２台のカメラの一方がマーキング
用のレーザ光を照射し、被写体表面に投影されたスポッ
トを２台のカメラで各々検出して座標変換の際に参照点
として用いる。なお２台のカメラのうちマーキング用の
レーザ光を照射するカメラをマスターカメラ、もう一方
のカメラをスレーブカメラと呼ぶ。

【００２７】図４は、リンク撮影モードを設定した際に
カメラ１０ａにおいて実行されるプログラムのフローチ
ャートであり、図５はその他のカメラ１０ｂ〜１０ｆに
おいて実行されるプログラムのフローチャートである。

【００２８】まず、オペレータがカメラ１０ａのリンク
撮影モード設定スイッチ１８を押すと、カメラ１０ａに
おいてステップ１００のカメラリンク処理が実行され
る。カメラリンク処理では、カメラ１０ａ〜カメラ１０
ｆを連動して制御するための初期処理が行なわれる。カ
メラ１０ａにおいて実行されるカメラリンク処理（ステ
ップ１００）に連動して、カメラ１０ｂ〜カメラ１０ｆ
の各カメラにおいてもカメラリンク処理（ステップ２０
０）が実行される。各カメラ間の連動（リンク）が成功
すると、すなわち接続された各カメラの電源がオン状態
に設定され、各カメラが通信可能な状態に設定されてい
ることが確認されると、カメラ１０ａのカメラリンク処
理（ステップ１００）においてリンクが成功したことを
表すフラッグが立てられる。

【００２９】カメラ１０ａのステップ１０１において、
各カメラ間でのリンクが成功したか否かが上述のフラッ
グを参照することにより判定される。リンクが失敗した
と判定されると、液晶表示パネル１６などにリンクが失
敗したことを伝える警告が表示され、リンク撮影モード
の設定は解除される。これにより３次元画像検出システ
ムの撮影動作は終了する。一方、リンクが成功したと判
定されると、ステップ１０２においてカメラ１０ａをマ
スターカメラとしたリンク撮影が行なわれ、同時にカメ
ラ１０ｂでは、ステップ２０１が実行され、スレーブカ
メラとしてのリンク撮影が行なわれる。すなわち、カメ
ラ１０ａとカメラ１０ｂを１組としたリンク撮影が行な
われる。カメラ１０ａ、カメラ１０ｂのリンク撮影が成
功すると、リンク撮影が成功したことを表すフラッグ
が、それぞれのステップ１０２、２０１において立てら
れる。なお、カメラ１０ａとカメラ１０ｂを１組とした
リンク撮影が行なわれている間、カメラ１０ｃ〜カメラ
１０ｆでは、後述するようにリンク撮影のための待機状
態となる（ステップ２０１）。

【００３０】ステップ１０３（カメラ１０ａ）、ステッ
プ２０２（カメラ１０ｂ）では、リンク撮影が成功した
か否かが上述のフラッグによりそれぞれ判定される。リ
ンク撮影が失敗したと判定されると、リンク撮影モード
の設定はそれぞれ解除されこの３次元画像検出システム
の撮影動作は終了する。

【００３１】一方、リンク撮影が成功したと判定される
と、カメラ１０ａではステップ１０４に処理が移り、カ
メラ１０ｆをマスターカメラとし、自らをスレーブカメ
ラとしたリンク撮影が行なわれるまで待機状態となる。
カメラ１０ｂでは、ステップ２０３に処理が移り、カメ
ラ１０ｂをマスターカメラとしたリンク撮影が開始され
る。このときカメラ１０ｃでは、ステップ２０１での待
機状態が解除され、スレーブカメラとしてのリンク撮影
が開始する。すなわち、カメラ１０ｂ、カメラ１０ｃを
１組としたリンク撮影が行われる。各カメラでのリンク
撮影が成功するとリンク撮影が成功したことを表すフラ
ッグが、それぞれのステップ２０３（カメラ１０ｂ）、
ステップ２０１（カメラ１０ｃ）において立てられる。

【００３２】カメラ１０ｂでは、ステップ２０４におい
てリンク撮影（カメラ１０ｂをマスターカメラとしたリ
ンク撮影）が成功したか否かが上述のフラッグを参照し
て行われる。一方、カメラ１０ｃでは、ステップ２０２
においてリンク撮影（カメラ１０ｂをマスターカメラと
したリンク撮影）が成功したか否かが上述のフラッグを
参照して行われる。カメラ１０ｂ、カメラ１０ｃにおい
てリンク撮影が失敗したと判定されると、リンク撮影モ
ードの設定はそれぞれ解除されこの３次元画像検出シス
テムの撮影動作は終了する。

【００３３】リンク撮影が成功したと判定されると、カ
メラ１０ｂでは、ステップ２０５に処理が移り、カメラ
１０ａからの撮影終了信号（後述）が受信されたか否か
が判定される。すなわち、カメラ１０ａからの撮影終了
信号（ＥＮＤ）待ち状態となる。また、カメラ１０ｃで
は、ステップ２０３に処理が移り、これを契機にカメラ
１０ｄのステップ２０１における待機状態が解除され、
カメラ１０ｃとカメラ１０ｄを１組としたリンク撮影
（カメラ１０ｃがマスター、カメラ１０ｄがスレーブ）
が開始する。以下同様に、カメラ１０ｄとカメラ１０
ｅ、カメラ１０ｅとカメラ１０ｆのリンク撮影が行なわ
れ、カメラ１０ｂ〜カメラ１０ｅのカメラは全てステッ
プ２０５の待機状態となる。すなわち、各カメラは自ら
がスレーブカメラとしてリンク撮影をしたときのマスタ
ーカメラからの撮影終了信号待ち状態となる。

【００３４】カメラ１０ｆのスレーブカメラとしてのリ
ンク撮影（ステップ２０１）が成功して終了すると、カ
メラ１０ｆはマスターカメラとしてのリンク撮影（ステ
ップ２０３）を開始する。一方カメラ１０ａでは、ステ
ップ１０４での待機状態が解除され、スレーブカメラと
してのリンク撮影が開始される。リンク撮影が成功する
と、そのことを表すフラッグがカメラ１０ａ、カメラ１
０ｆの各々のステップ１０４、ステップ２０３で立てら
れ、それぞれステップ１０５、ステップ２０４において
リンク撮影が成功したか否かが判定される。リンク撮影
が失敗したと判定されると、リンク撮影モードの設定が
解除され、この３次元画像検出システムの撮影動作は終
了する。

【００３５】リンク撮影が成功したと判定されると、カ
メラ１０ｆではステップ２０５に処理が移り、カメラ１
０ｅからの撮影終了信号待ち状態となる。また、カメラ
１０ａでは、ステップ１０６に処理が移り、距離情報検
出動作が実行され、被写体までの距離データが取得さ
れ、ステップ１０７において、画像情報検出動作が実行
され、被写体の画像データが取得される。

【００３６】その後カメラ１０ａでは、撮影終了信号が
ステップ１０８においてカメラ１０ｂに向けて出力さ
れ、ステップ１０９において各種データ（マーキングに
関する情報や距離データ、画像データなど）が記録媒体
Ｍに記録される。ステップ１１０では、カメラ１０ｆか
らの撮影終了信号を受けるまで待機状態となる。カメラ
１０ｆから撮影終了信号を受信すると、カメラ１０ａに
おける３次元画像検出システムの撮影動作は終了する。

【００３７】撮影終了信号は、そのカメラにおいて実行
される距離情報検出動作や画像情報検出動作における撮
影が終了したことを示す信号である。カメラ１０ｂにお
いて、撮影終了信号を受信すると、ステップ２０５で撮
影終了信号の受信待ち状態であったカメラ１０ｂの処理
は、ステップ２０６、ステップ２０７へと移り、距離情
報検出動作、画像情報検出動作が実行され、被写体の距
離データ、画像データが取得される。その後ステップ２
０８において、カメラ１０ｂはカメラ１０ｃに撮影終了
信号を出力し、ステップ２０９で、取得された各種デー
タが記録媒体Ｍに記録され、カメラ１０ｂにおける３次
元画像検出システムの撮影動作は終了する。

【００３８】以下同様に、各カメラにおいて距離情報検
出動作、画像情報検出動作が実行されとともに次のカメ
ラに撮影終了信号を出力し、各カメラにおいて取得され
た各種のデータが、記録媒体Ｍに記録され、各カメラに
おける３次元画像検出システムの撮影動作が全て終了す
る。すなわち、撮影終了信号はカメラ１０ａ、カメラ１
０ｂ、カメラ１０ｃ、・・・、と順次出力され、最後に
カメラ１０ｆから出力された撮影終了信号がカメラ１０
ａにおいて受信されることにより、接続された全てのカ
メラの撮影動作が終了する。

【００３９】次に図６〜図９及び次の表１を参照してス
テップ１００、ステップ２００において実行されるカメ
ラリンク処理について説明する。

【００４０】表１は、インターフェースケーブル５０を
介してカメラ間で通信される代表的な信号の一覧を表し
たものである。

【表１】Ｍはマスターカメラ、Ｓはスレーブカメラを表してお
り、’→’記号はマスターカメラ、スレーブカメラ間で
のデータの伝送方向を表している。カメラリンク処理に
用いられる信号は、１ビット信号であるリンク撮影モー
ド信号（ＭＯＤＥ）と３ビット信号であるカメラ識別信
号（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）である。３ビット信号の照明識
別信号（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）と、１ビット信号のＯＫ信
号（ＯＫ＿ＡＣＫ）、ＮＧ信号（ＮＧ＿ＡＣＫ）、撮影
終了信号（ＥＮＤ）は、後のリンク撮影動作において用
いられる。

【００４１】図６は、ステップ１００、すなわちカメラ
１０ａで実行されるカメラリンク処理のフローチャート
であり、図７は、ステップ２００、すなわちカメラ１０
ｂ〜カメラ１０ｆで実行されるカメラリンク処理のフロ
ーチャートである。

【００４２】まずステップ３００で、カメラ１０ａ、カ
メラ１０ｂ間のリンク撮影モード（ＭＯＤＥ）信号（送
信側）がハイレベルに設定され、ステップ３０１でカメ
ラ識別番号（送信側）が１にセットされるとともにカメ
ラ１０ｂへ出力される。その後ステップ３０２において
タイマがリセットされ、ステップ３０３でカメラ１０
ｆ、カメラ１０ａ間のＭＯＤＥ信号（受信側）がハイレ
ベルであるか否かが判定される。受信側のＭＯＤＥ信号
がハイレベルでないと判定されるとステップ３０６にお
いてタイマが所定の時間を超過していないか否かが判定
される。所定時間経過していないと判定されると、ステ
ップ３０３に再び処理は戻り、受信側のＭＯＤＥ信号が
ハイレベルであるか否かが判定される。またステップ３
０６でタイマの時間が所定時間を超過していると判定さ
れると、カメラリンク処理が成功したことを表すフラッ
グをリセットしてこの処理は終了する。

【００４３】一方ステップ３０３において受信側のＭＯ
ＤＥ信号はハイレベルであると判定されると、ステップ
３０４において、受信側のカメラ識別番号が１であるか
否かが判定される。受信側のカメラ識別番号が１である
と判定されるとステップ３０６に処理は移り、タイマの
時間が所定時間を超過しているか否かが判定される。ス
テップ３０４において受信側のカメラ識別番号が１でな
いと判定されると、ステップ３０５においてカメラリン
ク処理が成功したこと表すフラッグが立てられ、この処
理は終了する。

【００４４】カメラ１０ａにおいて図６で示されたカメ
ラリンク処理が行なわれている間、カメラ１０ｂ〜カメ
ラ１０ｆでは、図７で示されるカメラリンク処理が行な
われる。ステップ４００で、受信側のＭＯＤＥ信号がハ
イレベルであると判定されると、処理はステップ４０１
へ移行し、送信側のＭＯＤＥ信号がハイレベルに設定さ
れる。例えばカメラ１０ａからのＭＯＤＥ信号がハイレ
ベルに設定され、これをカメラ１０ｂが受信すると、カ
メラ１０ｂはカメラ１０ｃへのＭＯＤＥ信号をハイレベ
ルに設定する。ステップ４０２では、受信したカメラ識
別番号ｎに１を加算したものを送信側のカメラ識別番号
に設定して次のカメラへ出力する。例えば、カメラ１０
ｂはカメラ１０ａからカメラ識別番号１を受信し、カメ
ラ識別番号２をカメラ１０ｃに出力する。すなわち６台
のカメラ１０ａ〜１０ｆは、カメラ識別番号１、２、
…、６にそれぞれ対応する。

【００４５】図８は、各カメラ間におけるＭＯＤＥ信号
の立ち上げ及び立ち下げのシーケンスを示したものであ
る。すなわち、図８（ａ）はカメラ１０ａとカメラ１０
ｂ、図８（ｂ）はカメラ１０ｂとカメラ１０ｃ、図８
（ｃ）はカメラ１０ｃとカメラ１０ｄ、図８（ｄ）はカ
メラ１０ｄとカメラ１０ｅ、図８（ｅ）はカメラ１０ｅ
とカメラ１０ｆ、図８（ｆ）はカメラ１０ｆとカメラ１
０ａ間のＭＯＤＥ信号の立ち上げ及び立ち下げのシーケ
ンスを表している。ステップ３００での送信側のＭＯＤ
Ｅ信号をハイレベルに設定することにより、カメラ１０
ａ、カメラ１０ｂ間のＭＯＤＥ信号は、ＳＨ１において
ハイレベルに設定される。ハイレベルのＭＯＤＥ信号を
受信したカメラ１０ｂはカメラ１０ｂ、カメラ１０ｃ間
のＭＯＤＥ信号をＳＨ２においてハイレベルに設定す
る。このように順次各カメラ間のＭＯＤＥ信号がハイレ
ベルに設定され、ＳＨ６では全てのカメラ間のＭＯＤＥ
信号がハイレベルに設定される。

【００４６】一方、各カメラは割り込み処理で常時受信
側のＭＯＤＥ信号を監視しており、受信側のＭＯＤＥ信
号がローレベルに設定されると、自らの送信側のＭＯＤ
Ｅ信号をローレベルに設定した後、実行されている撮影
動作をそれぞれ強制終了する。例えば、カメラ１０ａが
送信側のＭＯＤＥ信号をＳＬ１においてローレベルに設
定すると、それを検知したカメラ１０ｂもＳＬ２におい
て送信側のＭＯＤＥ信号をローレベルにした後、撮影動
作を強制終了する。以下同様にカメラ１０ｃ〜カメラ１
０ｆが各ＭＯＤＥ信号をローレベルに設定して、自らの
撮影動作を強制終了する。したがって、ＳＬ６では、全
てのカメラにおいて図４、図５のフローチャートで示さ
れた撮影動作は終了している。なお、受信側のＭＯＤＥ
信号の監視は、全てのカメラにおいて常時行なわれてい
るので、何れかのカメラが送信側のＭＯＤＥ信号をロー
レベルに設定すれば、各カメラのＭＯＤＥ信号が順次ロ
ーレベルに設定され、カメラ１０ａの送信側のＭＯＤＥ
信号をローレベルに設定したときと同様に全てのカメラ
の撮影動作を終了させることができる。

【００４７】図９は、ステップ３０１、ステップ４０２
において出力されるカメラ識別信号の例を示したもので
ある。図９（ａ）は、カメラ１０ａからカメラ１０ｂへ
出力されるカメラ識別信号を表しており、図９（ｂ）、
図９（ｃ）は、カメラ１０ｂからカメラ１０ｃ、カメラ
１０ｃからカメラ１０ｄへ出力されるカメラ識別信号を
それぞれ表している。

【００４８】カメラ識別信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３はそれぞ
れ３桁の２進数の各桁に対応しており、Ｃ１は１桁目、
Ｃ２は２桁目、Ｃ３は３桁目に対応する。したがって、
カメラ識別番号１（２進表記で０１）を出力する図９
（ａ）では、送信側のＭＯＤＥ信号がハイレベルに設定
されると略同時に、カメラ識別信号Ｃ１にパルス信号が
出力される。同様にカメラ識別番号２（２進表記で１
０）を出力する図９（ｂ）では、ＭＯＤＥ信号がハイレ
ベルに設定されると略同時に、カメラ識別信号Ｃ２にパ
ルス信号が出力される。また、カメラ識別番号３（２進
表記で１１）を出力する図９（ｃ）では、ＭＯＤＥ信号
がハイレベルに設定されると略同時に、カメラ識別信号
Ｃ１、Ｃ２にそれぞれパルス信号が出力される。

【００４９】次に図１０〜図１２を参照して図４及び図
５のステップ１０２、ステップ２０３とステップ１０
４、ステップ２０１で実行されるマスターカメラでのリ
ンク撮影と、スレーブカメラでのリンク撮影について説
明する。

【００５０】図１０は、マスターカメラにおいて実行さ
れるリンク撮影動作のフローチャートである。初めにス
テップ５００、ステップ５０１において変数Ｍと変数Ｌ
がそれぞれ０と１に初期設定される。変数Ｍは、リンク
撮影動作により検出されたスポットの数に対応する。変
数Ｌは照明識別番号であり、カメラに設けられた発光素
子２２の各々に対応する数である。例えば図１におい
て、一番上の発光素子２２から時計周りに順に１、２、
…、６と各発光素子２２が対応している。

【００５１】ステップ５０２では、カメラ識別番号がス
レーブカメラに出力される。ステップ５０３では、照明
識別番号Ｌの発光素子２２からレーザ光が被写体に向け
て照射されるとともに、照射されている発光素子２２の
照明識別番号Ｌをスレーブカメラに送出する。なお、照
明識別番号Ｌは、カメラ識別番号と同様に３ビットの照
明識別信号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３によってスレーブカメラに
送出される。

【００５２】ステップ５０４では、スレーブカメラから
のＯＫ＿ＡＣＫ信号が受信されたか否かが判定される。
ＯＫ＿ＡＣＫ信号は、発光素子２２から照射されたマー
キング用のレーザ光によるスポットがスレーブカメラに
おいて検出されたときに、スレーブカメラからマスター
カメラへ送出される信号である。ＯＫ＿ＡＣＫ信号が受
信されていないと判定されるとステップ５０５におい
て、スレーブカメラからのＮＧ＿ＡＣＫ信号が受信され
たか否かが判定される。ＮＧ＿ＡＣＫ信号は、発光素子
２２から照射されたマーキング用のレーザ光によるスポ
ットがスレーブカメラにおいて検出されないときに、ス
レーブカメラからマスターカメラへ送出される信号であ
る。ＮＧ＿ＡＣＫ信号が受信されていないと判定される
と再びステップ５０４に戻り、ＯＫ＿ＡＣＫ信号の受信
がないか判定される。

【００５３】ステップ５０５においてＮＧ＿ＡＣＫ信号
が受信されたと判定されると、ステップ５０６において
照明識別番号Ｌがその最大値であるＬ_maxと等しいか否
かが判定される。本実施形態のカメラの発光素子２２の
数は６個なので、Ｌ_max＝６である。Ｌ＝Ｌ_maxではな
いと判定されると、ステップ５０７において、照明識別
番号Ｌに１が加算され処理は再びステップ５０２へ戻り
次の発光素子２２からのレーザ光の照射が行われる。

【００５４】一方、ステップ５０４において、ＯＫ＿Ａ
ＣＫ信号が受信されたと判定されると、ステップ５０８
において変数Ｍに１が加算される。ステップ５０９で
は、照明識別番号Ｌのレーザ光により被写体表面にでき
たスポットの画面における位置（画素の位置）の認識す
るためのスポット位置認識処理が行なわれる。その後ス
テップ５１０において照明識別番号Ｌと認識されたスポ
ットの位置が画像メモリ３４に一時的に記憶される。

【００５５】ステップ５１１では、変数Ｍが３であるか
否かが判定される。Ｍ≠３と判定されたときには、ステ
ップ５０６においてＬ＝Ｌ_maxが判定される。一方ステ
ップ５１１においてＭ＝３であると判定されると、ステ
ップ５１２においてリンク撮影が成功したことを表すフ
ラッグが立てられ、このマスターカメラでのリンク撮影
動作のサブルーチンは終了する。また、ステップ５０６
においてＬ＝Ｌ_maxであると判定されると、ステップ５
１３においてリンク撮影が成功したことを表すフラッグ
がリセットされるとともに、ＭＯＤＥ信号がローレベル
に設定され、このマスターカメラでのリンク撮影動作の
サブルーチンは終了する。

【００５６】一方、スレーブカメラでのリンク撮影動作
のサブルーチンは、図１１のフローチャートで示され
る。

【００５７】ステップ６００では、検出されたスポット
の数を表す変数Ｍの値が０に初期設定される。ステップ
６０１では、マスターカメラからのカメラ識別信号（カ
メラ識別番号）が受信されたか否かが判定され、カメラ
識別信号が受信されたと判定されると、ステップ６０２
において照明識別信号（照明識別番号Ｌ）が受信された
か否かが判定される。照明識別信号が受信されると、ス
テップ６０３において、マスターカメラの照明識別番号
Ｌから照射されたレーザ光によるスポットのＣＣＤ２８
の画面における位置を認識するスポット位置認識処理が
行なわれる。ステップ６０３では、スポット位置が認識
された場合には、スポット位置が認識されたことを表す
フラッグが立てられ、それ以外のときには、同フラッグ
がリセットされる。

【００５８】ステップ６０４では、ステップ６０３のス
ポット位置認識処理で、照明識別番号Ｌの発光素子２２
によるスポットの位置が認識できたか否かが、スポット
位置が認識されたことを表すフラッグによって判定され
る。スポットの位置が認識されなかったと判定される
と、ステップ６０５においてＮＧ＿ＡＣＫ信号がマスタ
ーカメラへ送信される。その後ステップ６０６において
受信された照明識別番号ＬがＬ_maxに等しいか否かが判
定され、等しくないと判定されるとステップ６０１に再
び処理が戻る。

【００５９】一方、ステップ６０４で照明識別番号Ｌに
よるスポットの位置が認識されたと判定されると、ステ
ップ６０８で変数Ｍに１が加算された後、ステップ６０
９においてＯＫ＿ＡＣＫ信号がマスターカメラに送信さ
れる。その後ステップ６１０において照明識別番号と認
識されたスポットの位置が画像メモリ３４に記憶され、
ステップ６１１で、変数Ｍが３であるか否かが判定され
る。Ｍ＝３であると判定されるとステップ６１２におい
てリンク撮影が成功したことを表すのフラッグが立てら
れ、このスレーブカメラにおけるリンク撮影動作のサブ
ルーチンは終了する。またステップ６１１においてＭ≠
３であると判定されると、ステップ６０６へ処理が移
る。ステップ６０６においてＬ＝Ｌ_maxであると判定さ
れるとステップ６０７においてスレーブカメラにおける
リンク撮影が成功したことを表すフラッグがリセットさ
れ、このスレーブカメラにおけるリンク撮影動作のサブ
ルーチンは終了する。

【００６０】次に図１２を参照してステップ５０９、ス
テップ６０３のスポット位置認識処理について説明す
る。図１２はスポット位置認識処理のサブルーチンのフ
ローチャートである。

【００６１】ステップ７００では、画素値の２値化処理
が行われる。すなわち、ＣＣＤ２８において左からｉ番
目、上からｊ番目の画素を（ｉ，ｊ）で表すとき、画素
（ｉ，ｊ）において画素値ρ（ｉ，ｊ）が閾値Γ以上で
あれば１、閾値Γよりも小さければ０を対応させる。関
数Ｂ（ρ（ｉ，ｊ））は、この様な２値化関数を表して
いる。このとき、Ｂ（ρ（ｉ，ｊ））＝１となる画素
は、スポットを構成する画素の１つに対応している。

【００６２】ステップ７０１では、Ｂ（ｉ，ｊ）、Ｂ
（ｉ，ｊ）×ｉ、Ｂ（ｉ，ｊ）×ｊの総和ＳＭ_B、ＳＭ
_i、ＳＭ_jがそれぞれ求められる。ステップ７０２で
は、ＳＭ _B＝０であるか否かが判定される。ＳＭ_B≠０
と判定されたときにはステップ７０３に処理が移り、Ｂ
（ρ（ｉ，ｊ））＝１となる画素により構成されたスポ
ットの図心（ｉ₀，ｊ₀）がスポット位置として求めら
れる。なお、図心（ｉ₀，ｊ₀）は、数値を四捨五入す
る関数をＩｎｔとすると、ｉ₀＝Ｉｎｔ（ＳＭ_i／ＳＭ_B）ｊ₀＝Ｉｎｔ（ＳＭ_j／ＳＭ_B）によって算出される。

【００６３】ステップ７０４では、スポット位置が認識
されたことを表すフラッグが立てられてこのサブルーチ
ンは終了する。一方、ステップ７０２においてＳＭ_Bが
０であると判定されると、ステップ７０５において、ス
ポット位置の認識されたことを表すフラッグがリセット
され、このサブルーチンは終了する。

【００６４】図１３は、カメラ１０ａをマスターカメ
ラ、カメラ１０ｂをスレーブカメラとしてリンク撮影が
行われたときの各信号のシーケンスを例示したものであ
る。

【００６５】Ｔ１では、カメラ識別番号１と照明識別番
号１に対応するカメラ識別信号と照明識別信号とがカメ
ラ１０ａからカメラ１０ｂへと略同時に出力されてい
る。すなわち、カメラ識別信号Ｃ１及び照明識別信号Ｌ
１のみがパルス信号として出力されている。Ｔ１’で
は、カメラ１０ｂからカメラ１０ａにＯＫ＿ＡＣＫ信号
がパルス信号として出力され、照明識別番号１によるス
ポットが検出さたことをマスターカメラであるカメラ１
０ａに知らせている。

【００６６】Ｔ２では、再びカメラ識別番号１が出力さ
れ、略同時に照明識別番号２に対応する照明識別信号が
出力されている。すなわち、カメラ識別信号Ｃ１及び照
明識別信号Ｌ２のみがパルス信号として出力されてい
る。Ｔ２’では、カメラ１０ｂからカメラ１０ａにＮＧ
＿ＡＣＫ信号がパルス信号として出力され、照明識別番
号２によるスポットが検出されなかったことをマスター
カメラであるカメラ１０ａに知らせている。以下同様
に、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６では照明識別番号３、４、
５、６に対応する３ビットで表された照明識別信号がマ
スターカメラからスレーブカメラへ送られ、Ｔ３’、Ｔ
４’、Ｔ５’、Ｔ６’ではそれぞれＯＫ＿ＡＣＫ信号、
ＮＧ＿ＡＣＫ信号、ＮＧ＿ＡＣＫ信号、ＯＫ＿ＡＣＫ信
号がスレーブカメラからマスターカメラへと送られてい
る。したがって、このリンク撮影動作では、スレーブカ
メラであるカメラ１０ｂにおいて３個のスポットが認識
（検知）されたので、リンク撮影が成功したことを表す
フラッグが立てられる。

【００６７】以上の方法により、各カメラにおいてそれ
ぞれ３個のスポットが認識されると、各カメラにおいて
検出された被写体の距離データから単一の座標系で表さ
れた被写体の座標データを得ることができ、例えばカメ
ラ１０ａの液晶表示パネル１６などに全てのリンク撮影
が成功した旨が表示される。

【００６８】次に図４、図５のステップ１０６、ステッ
プ２０６において実行される距離情報検出動作について
説明する。

【００６９】まず、図１４および図１５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１５において横軸は時間ｔである。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】図１６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１７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Ｖ
ＯＤ（縦型オーバーフロードレイン）方式を用いたもの
である。

【００７４】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１６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。

【００７５】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。

【００７６】図１８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１６〜図１８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１
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。

【００７７】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。

【００７８】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）。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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Ｔ_U1が経過したとき、信号電荷は垂直転送部
５２へ転送される。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】図１９は、図４のステップ１０６および図
５のステップ２０６において実行される距離情報検出動
作のフローチャートである。図１９を参照して距離情報
検出動作について説明する。なお、距離情報検出動作
は、モード切替ダイヤル１７の設定をＤモードに設定す
ることにより、独立して駆動することもできる。このと
きカメラでは他のカメラと連動することなく、独立して
距離情報検出動作が実行される。

【００８５】ステップ８０１では、垂直同期信号が出力
されるとともに測距光制御が開始される。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８０２が実行され、ＣＣＤ
２８による検知制御が開始される。すなわち図１８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Ｓ１１が垂直転送部５２において積分さ
れる。

【００８６】ステップ８０３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８０４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
８０５において画像メモリ３４に一時的に記憶される。

【００８７】ステップ８０６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８０７では、距離データの演算処理が行なわれ、
ステップ８０８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、このサブルーチンは終了する。

【００８８】次にステップ８０７において実行される演
算処理の内容を図１８を参照して説明する。

【００８９】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。

【００９０】図１８に示されるように電荷蓄積時間をＴ
_U1、測距光Ｓ３のパルス幅をＴ_S、距離情報の信号電荷
Ｓ１２のパルス幅をＴ_D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・Ｔ_D ＝ｋ・Ｎ・Ｒ・Ｉ・Ｔ_D ・・・（３）となる。なお、パルス幅Ｔ_DはＴ_D＝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。

【００９１】次に図２０を参照して図４、図５のステッ
プ１０７、ステップ２０７において実行される画像情報
検出動作について説明する。なお、画像情報検出動作も
距離情報検出動作と同様に、モード切替ダイアル１７を
Ｖモードに設定することにより、独立して駆動すること
ができる。すなわち、モード切替ダイアル１７がＶモー
ドに設定されているカメラにおいては、他のカメラと連
動することなく独立して距離情報検出動作が実行され
る。

【００９２】ステップ９０１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９０２において
画像メモリ３４に一時的に記憶され、このサブルーチン
は終了する。

【００９３】以上の３次元画像検出システムの撮影動作
により、カメラ１０ａ〜カメラ１０ｆにおいて取得され
データは、コンピュータ４１に転送され合成される。カ
メラからコンピュータへのデータの転送は、各カメラの
記録媒体Ｍをコンピュータ４１に設けられたデータ読取
装置４６（図２参照）に装着してコンピュータに読み込
むか、インターフェースコネクタ２１ｃに接続されたイ
ンターフェースケーブルを介してコンピュータ４１へ転
送される。

【００９４】次に図２１〜図２６を参照して、リンク撮
影動作により検出された３個のスポットを用いて各カメ
ラにより検出された被写体までの距離データから、被写
体の全体的な３次元形状を表す座標データを得る方法に
ついて説明する。

【００９５】まず、各カメラにおいて検出される被写体
までの距離データから、各カメラを基準とした座標系に
おける被写体の座標値を算出する方法について説明す
る。

【００９６】図２１は、カメラの撮影光学系における焦
点Ｐ_fを座標原点に取ったカメラ座標系ｘｙｚと、ＣＣ
Ｄ２８上の任意の点Ｐ（画素）と、それに対応する被写
体表面上の点Ｑとの関係を模式的に示している。ｙ軸は
光軸Ｌｐに一致しており、ｚ軸はＣＣＤ２８の垂直軸に
並行に取られ、その向きは上向きである。またｘ軸はＣ
ＣＤ２８の水平軸に並行にとられている。点Ｐ_cはＣＣ
Ｄ２８の受光面と光軸Ｌｐの交点であり、受光面の中心
に一致する。点ＱはＣＣＤ２８上の点Ｐの画素に対応す
る被写体上の点であり、その座標は（ｘ_Q，ｙ_Q，
ｚ_Q）である。平面Πは点Ｑを含むＣＣＤ２８に平行な
平面である。点Ｑ_Cは光軸Ｌｐ（ｙ軸）と平面Πの交点
であり、その座標は（０，ｙ_Q，０）である。

【００９７】図２２は、ＣＣＤ２８の受光面を正面から
見た図である。ＣＣＤ２８の水平、垂直方向の長さはそ
れぞれ２×Ｈ₀、２×Ｖ₀である。点ＰはＣＣＤ２８の
中心Ｐ_Cから左へＨ_P、上へＶ_Pの距離にある。点Ｐ_H
は、点ＰからＣＣＤ２８の水平軸Ｌ_Hへ下ろした垂線の
足である。また点Ｐ_Vは、点ＰからＣＣＤ２８の垂直軸
Ｌ_Vへ下ろした垂線の足である。

【００９８】図２３は、焦点Ｐ_fとＣＣＤ２８との関係
を焦点Ｐ_fとＣＣＤ２８の水平軸Ｌ _Hを含む平面上で表
したものであり、角Θ₀は水平画角、ｆは焦点距離であ
る。線分Ｐ_fＰ_Hが光軸Ｌｐとなす角をΘ_Pとすると、
角Θ_Pは、 Θ_P＝ｔａｎ^-1（Ｈ_p／ｆ）・・・（６）によって求められる。

【００９９】図２４は、焦点Ｐ_fとＣＣＤ２８との関係
を焦点Ｐ_fとＣＣＤ２８の垂直軸Ｌ _Vを含む平面上で表
したものであり、角θ₀は垂直画角である。線分Ｐ_fＰ
_Vが光軸Ｌｐとなす角をθ_Pとすると、角θ_Pは、 θ_P＝ｔａｎ^-1（Ｖ_p／ｆ）・・・（７）によって求められる。

【０１００】焦点Ｐ_fと点Ｐを結ぶ線分Ｐ_fＰの長さ
は、線分Ｐ_fＰ_Hと線分Ｐ_CＰ_Vの長さから、Ｐ_fＰ＝（Ｐ_fＰ_H ²＋Ｐ_CＰ_V ²）^1/2 ・・・（８）によって求められる。ここで、（８）式のＰ_fＰ_H、Ｐ
_CＰ_Vは、Ｐ_CＰ_V＝Ｖ_P、Ｐ_fＰ_H＝ｆ／ｃｏｓΘ_P なので、Ｐ_fＰ＝（（ｆ／ｃｏｓΘ_P）²＋Ｖ_P ²）^1/2 ・・・（９）と表すことができる。

【０１０１】線分Ｐ_fＱの長さと、線分Ｐ_fＰの長さの
比Ｐ_fＰ／Ｐ_fＱをμとすると、点Ｑの座標成分ｘ_Q、
ｙ_Q、ｚ_Qは、ｘ_Q＝Ｈ_P／μ ・・・（１０）ｙ_Q＝Ｖ_P／μ ・・・（１１）ｚ_Q＝ｆ／μ ・・・（１２）で算出される。焦点距離ｆおよびＣＣＤ２８の任意の画
素に対応する点Ｐまでの距離Ｈ_P、Ｖ_Pは既知である。
また、線分Ｐ_fＱの長さは、焦点Ｐ_fから点Ｐに対応す
る被写体の点Ｑまでの距離であり、焦点距離ｆは既知な
ので、ステップ８０７の演算処理の結果を用いて算出可
能である。点Ｐは、ＣＣＤ２８の１つの画素を代表した
ものであり、上述の計算はＣＣＤ２８の全ての画素に対
して可能であり、全ての画素（点Ｐ）に対応する被写体
（点Ｑ）の座標（ｘ_Q，ｙ_Q，ｚ_Q）が算出される。

【０１０２】次に、参照点である３個のスポットに基づ
いて、あるカメラ（スレーブカメラ）を基準とした座標
系ｘ’ｙ’ｚ’をリンク撮影において対を成したカメラ
（マスターカメラ）を基準とした座標系ｘｙｚへ変換す
る方法について説明する。

【０１０３】図２５、図２６は人頭模型の正面に据えた
カメラと、模型の左斜め前に据えたカメラで撮影した画
像を表しており、図２５は、マスターカメラにより撮影
された画像、図２６はスレーブカメラにより撮影された
画像にそれぞれ対応している。

【０１０４】図２５における３個のスポットＳｐ₁、Ｓ
ｐ₂、Ｓｐ₃は、図２６における３個のスポットＳ
ｐ₁’、Ｓｐ₂’、Ｓｐ₃’にそれぞれ対応し、同一ス
ポットを２つの異なる方向から撮影したものである。座
標系ｘｙｚにおける３個のスポットＳｐ₁、Ｓｐ₂、Ｓ
ｐ₃の座標（位置ベクトル）をそれぞれ（ｘ₁，ｙ₁，
ｚ ₁）、（ｘ₂，ｙ₂，ｚ₂）、（ｘ₃，ｙ₃，ｚ₃）
とし、座標系ｘ’ｙ’ｚ’における３個のスポットＳｐ
₁’、Ｓｐ₂’、Ｓｐ₃’の座標をそれぞれ（ｘ₁’，
ｙ₁’，ｚ₁’）、（ｘ₂’，ｙ₂’，ｚ₂’）、（ｘ
₃’，ｙ₃’，ｚ₃’）とする。これらの座標は図２１
〜図２４を参照して説明した方法により算出することが
できる。

【０１０５】座標系ｘ’ｙ’ｚ’から座標系ｘｙｚへの
座標変換は、並行移動分を（Δｘ，Δｙ，Δｚ）で表す
と、直交変換（回転）Ｔ_rにより

【数１】のように行なえる。直交変換Ｔ_rの成分α_ijは、参照点
である３個のスポットの座標値から以下のように求める
ことができる。

【０１０６】Ｓｐ₁からＳｐ₂、Ｓｐ₂からＳｐ₃、Ｓ
ｐ₃からＳｐ₁への変位ベクトルをそれぞれ、 ΔＳｐ₁＝（ｘ₂−ｘ₁，ｙ₂−ｙ₁，ｚ₂−ｚ₁） ΔＳｐ₂＝（ｘ₃−ｘ₂，ｙ₃−ｙ₂，ｚ₃−ｚ₂） ΔＳｐ₃＝（ｘ₁−ｘ₃，ｙ₁−ｙ₃，ｚ₁−ｚ₃）とし、Ｓｐ₁’からＳｐ₂’、Ｓｐ₂’からＳｐ₃’、
Ｓｐ₃’からＳｐ₁’への変位ベクトルをそれぞれ、 ΔＳｐ₁’＝（ｘ₂’−ｘ₁’，ｙ₂’−ｙ₁’，
ｚ₂’−ｚ₁’） ΔＳｐ₂’＝（ｘ₃’−ｘ₂’，ｙ₃’−ｙ₂’，
ｚ₃’−ｚ₂’） ΔＳｐ₃’＝（ｘ₁’−ｘ₃’，ｙ₁’−ｙ₃’，
ｚ₁’−ｚ₃’）とすると、変位ベクトルは、座標系の並行移動に関して
不変なので、

【数２】となり、これにより直交変換Ｔ_rの成分α_ijを求めるこ
とができる。また、並行移動（Δｘ，Δｙ，Δｚ）は、
求められた直交変換Ｔ_rと、例えばＳｐ₁（Ｓｐ ₁’）
の座標値から

【数３】と求められる。

【０１０７】以上により、あるスレーブカメラを基準と
した座標系で求めらた被写体の座標データを、マスター
カメラを基準とした座標系に変換することができる。各
カメラは隣り合うカメラの一方に対してマスターカメラ
であり、他方に対してはスレーブカメラなので、各組に
おいて求められる座標変換を繰り返し実行することによ
り、任意のカメラを基準とした座標系で表された被写体
の座標値を所定のカメラを基準とした座標系に変換する
ことができる。したがって、被写体の全体的な３次元形
状を単一の座標系によって表すことができる。

【０１０８】なお、本実施形態では、３個のスポット
（参照点）がマスターカメラ及びスレーブカメラ双方に
おいて認識されたか否かの判定は、リンク撮影動作中に
おいて行われた。しかし、予め６個の発光素子２２を全
て同時に発光させて３個以上の同一スポットが認識され
るか否かを判定してもよく、そのためのモードを各カメ
ラに設けてもよい。また、本実施形態では、スポットは
撮影の目的である被写体表面上に投影されたが、目的と
する被写体付近に存在し、撮影領域内にある目的としな
い被写体表面上に投影されていてもよい。

【０１０９】本実施形態では、３個のスポットを座標変
換のための参照点として認識したが、直線状にない４個
以上のスポットを認識するようにしてもよく、このとき
認識された４個以上のスポットを用いて、より高い精度
で座標変換の式を算出してもよい。

【０１１０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被写体を
複数の方向から撮影し、各撮影により得られる被写体の
３次元形状を表す座標データを１つの座標系に合成する
ための３次元画像検出システム及び３次元画像検出装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【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。

【図３】３次元画像検出システムの構成を模式的に表し
た図である。

【図４】マスターカメラにおいて実行される３次元画像
検出システムの撮影動作のプログラムのフローチャート
である。

【図５】スレーブカメラにおいて実行される３次元画像
検出システムの撮影動作のプログラムのフローチャート
である。

【図６】リンク撮影モードを最初に立ち上げたカメラに
おいて実行されるカメラリンク処理のプログラムのフロ
ーチャートである。

【図７】図６のカメラ以外のカメラにおいて実行される
カメラリンク処理のプログラムのフローチャートであ
る。

【図８】各カメラ間におけるＭＯＤＥ信号の立ち上げ及
び立ち下げのシーケンスを示したものである。

【図９】カメラ識別信号の送信状態を例示したものであ
る。

【図１０】マスターカメラにおいて実行されるリンク撮
影動作のプログラムのフローチャートである。

【図１１】スレーブカメラにおいて実行されるリンク撮
影動作のプログラムのフローチャートである。

【図１２】スポット位置認識処理のプログラムのフロー
チャートである。

【図１３】リンク撮影時において出力される各信号のシ
ーケンスである。

【図１４】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１５】測距光、反射光、ゲートパルス、およびＣＣ
Ｄが受光する光量分布を示す図である。

【図１６】ＣＣＤに設けられるフォトダイオードと垂直
転送部の配置を示す図である。

【図１７】ＣＣＤを基板に垂直な平面で切断して示す断
面図である。

【図１８】被写体までの距離に関するデータを検出する
距離情報検出動作のタイミングチャートである。

【図１９】距離情報検出動作のフローチャートである。

【図２０】画像情報検出動作のフローチャートである。

【図２１】焦点Ｐ_fを座標原点にとったカメラ座標系ｘ
ｙｚと、ＣＣＤ２８上の任意の点Ｐと、それに対応する
被写体表面上の点Ｑとの関係を模式的に表した図であ
る。

【図２２】ＣＣＤ２８の正面図である。

【図２３】カメラの撮影光学系における焦点とＣＣＤ２
８との関係を示す水平断面図である。

【図２４】カメラの撮影光学系における焦点とＣＣＤ２
８との関係を示す垂直断面図である。

【図２５】人頭模型を正面から撮影したときの画像を表
している。

【図２６】人頭模型を左斜め前から撮影したときの画像
を表している。

【符号の説明】

１０カメラ本体（３次元画像検出装置）２２発光装置（スポット光発光装置）２２ａ発光素子（スポット光発光素子）２８ＣＣＤ（撮像面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA04 AA06 AA17 AA19 AA53 BB29 EE00 FF09 FF12 FF42 GG06 GG08 GG13 GG17 HH04 JJ03 JJ05 JJ18 JJ26 LL04 LL06 LL30 NN02 NN11 PP22 QQ00 QQ03 QQ05 QQ14 QQ21 QQ23 QQ24 QQ25 QQ27 QQ28 SS02 SS09 SS13 5B057 BA02 CD20 DA07 DB03 DC03 DC09 5C022 AB61 AB68 AC42 AC69 5C061 AB04 AB06 AB08 AB24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体までの距離情報を画素毎に検出す
る第１及び第２の３次元画像検出装置を備えた３次元画
像検出システムであって、前記第１及び第２の３次元画像検出装置の少なくとも一
方に設けられ、非直線状に配列する３つ以上の光のスポ
ットを前記被写体に投影するスポット光発光装置と、前記第１及び第２の３次元画像検出装置の双方に設けら
れ、投影された前記光のスポットが結像する撮像面上の
位置を検出するスポット位置認識手段と、前記第１及び第２の３次元画像検出装置の少なくとも一
方に設けられ、前記第１及び第２の３次元画像検出装置
の撮像面にそれぞれ結像された光のスポットの間におけ
る対応関係を認識する対応関係認識手段とを備え、前記第１及び第２の３次元画像検出装置の各撮像面にお
いて前記スポット位置認識手段により少なくとも３つ以
上のスポットが検出されることを特徴とする３次元画像
検出システム。
【請求項２】前記スポット光発光装置が照射する光
が、レーザ光線であることを特徴とする請求項１に記載
の３次元画像検出システム。
【請求項３】前記スポット光発光装置が３個以上のス
ポット光発光素子を備え、前記光のスポットがそれぞれ
異なるスポット光発光素子から投射される光によるもの
であることを特徴とする請求項１に記載の３次元画像検
出システム。
【請求項４】前記スポット光発光素子が前記３次元画
像検出装置の鏡筒の縁周りに円環状に等間隔で配置され
ることを特徴とする請求項３に記載の３次元画像検出シ
ステム。
【請求項５】前記対応関係認識手段が、前記各スポッ
ト光発光素子を１個づつ発光させることにより、前記第
１及び第２の３次元画像検出装置において検出される光
のスポットの間における対応関係を認識することを特徴
とする請求項３に記載の３次元画像検出システム。
【請求項６】前記第１及び第２の３次元画像検出装置
が、前記第１及び第２の３次元画像検出装置間において通信
を行なうための通信手段を備え、前記スポット光発光装
置が備えられた前記第１又は第２の３次元画像検出装置
が、前記各スポット光発光素子を１個づつ発光させると
ともに前記各スポット光発光素子を識別するための発光
素子識別コードを前記通信手段によりもう一方の３次元
画像検出装置に送信し、前記対応関係識別手段が前記発
光素子識別コードにより前記各３次元画像検出装置にお
いて検出される光のスポットの間における対応関係を認
識することを特徴とする請求項５に記載の３次元画像検
出システム。
【請求項７】前記スポット光発光装置を備えない３次
元画像装置の前記スポット位置認識手段において、投影
された光のスポットが検出されない場合に検出されない
ことを知らせるための信号を、光のスポットが検出され
た場合に検出されたことを知らせるための信号を、前記
スポット光発光装置を備えた３次元画像検出装置に送信
することにより、前記光のスポットが前記スポット光発
光装置を備えない３次元画像検出装置において３つ以上
検出されたか否かを前記第１の３次元画像検出装置にお
いて判定可能であることを特徴とする請求項６に記載の
３次元画像検出システム。
【請求項８】Ｎ台の３次元画像検出装置を備えた３次
元画像検出システムにおいて、全ての３次元画像検出装置の各々は、少なくとも他の１
つの３次元画像検出装置と対として用いられ、一対の３
次元画像検出装置の一方が前記第１の３次元画像検出装
置として機能し、他方が前記第２の３次元画像検出装置
として機能することを特徴とする請求項１に記載の３次
元画像検出システム。
【請求項９】前記Ｎ台の３次元画像検出装置を備えた
３次元画像検出システムの１回の駆動において、全ての
３次元画像検出装置が１回だけ前記第１及び第２の３次
元画像装置として機能することを特徴とする請求項８に
記載の３次元画像検出システム。
【請求項１０】前記Ｎ台の３次元画像検出装置の各々
を識別するための装置識別コードを、前記各３次元画像
検出装置において生成することを特徴とする請求項８に
記載の３次元画像検出システム。
【請求項１１】前記第１及び第２の３次元画像検出装
置の各々において検出される前記被写体までの距離情報
から、前記第１及び第２の３次元画像検出装置を基準と
した第１の座標系及び第２の座標系それぞれにおいて前
記被写体の３次元形状を表す第１の座標データと第２の
座標データを算出する座標データ算出手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の３次元画像検出システ
ム。
【請求項１２】前記スポット位置認識手段により検出
される３つの光のスポットに基づいて、前記第１の座標
系と前記第２の座標系との間での座標変換を行なう座標
変換手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の
３次元画像検出システム。
【請求項１３】請求項１に記載された３次元画像検出
システムにおいて用いられ、被写体までの距離情報を画
素毎に検出する３次元画像検出装置であって、前記被写
体に投影された光のスポットが結像する撮像面上の位置
を検出するスポット位置認識手段または非直線状に配列
する３つ以上の光のスポットを前記被写体に投影するた
めのスポット光発光装置の少なくとも一方を備えること
を特徴とする請求項１４に記載の３次元画像検出装置。
【請求項１４】前記スポット位置認識手段を備えた第
１及び第２の３次元画像検出装置の一方の３次元画像検
出装置であって、前記第１及び第２の３次元画像検出装
置の撮像面において検出される光のスポットの間におけ
る対応関係を認識する対応関係認識手段を備えることを
特徴とする請求項１３に記載の３次元画像検出装置。
【請求項１５】前記スポット光発光装置を備えること
を特徴とする請求項１４に記載の３次元画像検出装置。
【請求項１６】前記対応関係認識手段で用いるデータ
を入力するためのデータ入力手段を備えることを特徴と
する請求項１４に記載の３次元画像検出装置。