JP2001275133A - Three-dimensional image detector - Google Patents

Three-dimensional image detector

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JP2001275133A
JP2001275133A JP2000088376A JP2000088376A JP2001275133A JP 2001275133 A JP2001275133 A JP 2001275133A JP 2000088376 A JP2000088376 A JP 2000088376A JP 2000088376 A JP2000088376 A JP 2000088376A JP 2001275133 A JP2001275133 A JP 2001275133A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional image detector utilizing the operation of an electronic shutter that can accurately detect the distance up to an object without being effected by the temperature of the circuit of the detector. SOLUTION: A CCD drive circuit 30 receives a pulse signal Pd0 from a system control circuit. A circuit in the CCD drive circuit 30 not used for driving a CCD is used to generate a pulse signal Pd1 corresponding to the pulse signal Pd0 and the pulse signal Pd1 is outputted to a waveform shaping circuit 22. The waveform shaping circuit shapes the level of the pulse signal Pd1 and its waveform and outputs the resulting pulse signal Pd3 to an LD pulse generating circuit 22. The LD pulse generating circuit 22 generates pulse signal Pd4 having a pulse width enough to control a light emitting element control circuit 44 on the basis of the pulse signal Pd3 is generated and outputted to the light emitting element control circuit 44. The light emitting element control circuit 44 outputs a pulse signal ϕ Pd to control a light emitting element (LD).

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】従来被写体までの距離を画素毎に検出す
る3次元画像検出装置としては、「Measurement Scienc
e and Technology」(S. Christie 他、vol.6, p1301-1
308, 1995 年)に記載された3次元画像検出装置や、国
際公開97/01111号公報に開示された3次元画像検出装置
などが知られている。これらの3次元画像検出装置で
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と組み合わさ
れたメカニカルまたは液晶素子等からなる電気光学的シ
ャッタのシャッタ動作を制御することにより、被写体ま
での距離に対応する電気信号をCCDの画素毎に検出す
ることができる。この電気信号からCCDの各画素に対
応する被写体までの距離が検出される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a three-dimensional image detecting apparatus for detecting a distance to a subject for each pixel, a "Measurement Scienc"
e and Technology "(S. Christie et al., vol. 6, p1301-1
308, 1995) and the three-dimensional image detection device disclosed in WO 97/01111. In these three-dimensional image detection devices, the subject is irradiated with pulse-modulated laser light, and the reflected light is received by a two-dimensional CCD sensor and converted into an electric signal. At this time, by controlling the shutter operation of an electro-optical shutter including a mechanical or liquid crystal element combined with the two-dimensional CCD, an electric signal corresponding to the distance to the subject can be detected for each pixel of the CCD. From this electric signal, the distance to the subject corresponding to each pixel of the CCD is detected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電子シャッ
タ動作を利用して3次元画像検出を行う3次元画像検出
装置であって、回路内の温度に影響されることなく正確
に被写体までの距離を検出できる3次元画像検出装置を
得ることを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a three-dimensional image detecting apparatus for detecting a three-dimensional image by using an electronic shutter operation, and is capable of accurately detecting a subject without being affected by a temperature in a circuit. An object is to obtain a three-dimensional image detection device capable of detecting a distance.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明に関わる3次元画
像検出装置は、被写体に測距光を照射するための光源
と、第1の制御パルス信号に基づいて、光源駆動パルス
信号を出力し、光源の発光動作を制御する発光動作制御
手段と、撮像素子駆動パルス信号に基づいて動作し、被
写体からの反射光を受光して、その受光量に応じた信号
電荷を蓄積可能な撮像素子と、光源の発光動作と撮像素
子における電子シャッタ動作を連動させる制御手段と、
制御手段に基づいて、第1の制御パルス信号と撮像素子
駆動パルス信号を出力する撮像素子駆動回路とを備えた
ことを特徴としている。
A three-dimensional image detecting apparatus according to the present invention outputs a light source driving pulse signal based on a first control pulse signal and a light source for irradiating a subject with distance measuring light. A light emitting operation control means for controlling a light emitting operation of the light source, and an image sensor which operates based on an image sensor driving pulse signal, receives reflected light from a subject, and can accumulate signal charges according to the received light amount. Control means for interlocking the light emission operation of the light source and the electronic shutter operation in the image sensor,
An image sensor driving circuit for outputting a first control pulse signal and an image sensor driving pulse signal based on the control means is provided.

【0005】発光動作制御手段は好ましくは、第1の制
御パルス信号の波形を整形した第2の制御パルス信号を
出力する波形整形回路と、第2の制御パルス信号に基づ
いて光源の発光動作を制御する光源駆動回路とを備え
る。
[0005] The light emission operation control means preferably outputs a second control pulse signal obtained by shaping the waveform of the first control pulse signal, and controls the light emission operation of the light source based on the second control pulse signal. And a light source driving circuit for controlling.

【0006】撮像素子駆動回路の駆動速度が遅く、光源
駆動パルス信号のパルス幅の信号を処理できない場合に
は、発光動作制御手段は好ましくは、第2の制御パルス
信号に基づいて、パルス幅が光源駆動パルス信号のパル
ス幅に調整された第3の制御パルス信号を生成する光源
制御パルス発生回路を備え、前記光源駆動回路は前記第
3の制御パルス信号に基づいて制御される。このとき光
源制御パルス発生回路は例えば、第2の制御パルス信号
の位相を所定時間遅延する遅延回路と、遅延回路により
その位相が遅延されたパルス信号を反転する反転回路
と、第2の制御パルス信号と反転回路により反転された
パルス信号との否定和をとるNOR回路とを備える。
When the driving speed of the image sensor driving circuit is slow and the signal of the pulse width of the light source driving pulse signal cannot be processed, the light emission operation control means preferably adjusts the pulse width based on the second control pulse signal. A light source control pulse generation circuit that generates a third control pulse signal adjusted to a pulse width of the light source drive pulse signal; and the light source drive circuit is controlled based on the third control pulse signal. At this time, the light source control pulse generation circuit includes, for example, a delay circuit that delays the phase of the second control pulse signal by a predetermined time, an inversion circuit that inverts the pulse signal whose phase is delayed by the delay circuit, and a second control pulse. A NOR circuit for calculating a negative sum of the signal and the pulse signal inverted by the inverting circuit.

【0007】波形整形回路は好ましくは、第1の制御パ
ルス信号の信号レベルを調整するための分圧回路を備え
る。これにより、撮像素子駆動回路から出力される第1
の制御パルス信号の信号レベルを発光動作制御手段にお
ける信号レベルに変換することができる。
[0007] The waveform shaping circuit preferably includes a voltage dividing circuit for adjusting the signal level of the first control pulse signal. Thereby, the first signal output from the image sensor driving circuit is output.
Can be converted into the signal level of the light emission operation control means.

【0008】撮像素子駆動回路の駆動速度が速く、光源
駆動回路の制御に用いられるパルス幅の狭いパルス信号
を撮像素子駆動回路において処理できる場合には、光源
駆動パルス信号とパルス幅が等しい第4の制御パルス信
号を制御手段から出力し、このパルス信号に基づいて、
第1の制御パルス信号が撮像素子駆動回路から出力され
る。
If the driving speed of the image sensor driving circuit is high and a pulse signal having a narrow pulse width used for controlling the light source driving circuit can be processed by the image sensor driving circuit, the fourth pulse having the same pulse width as the light source driving pulse signal is used. From the control means, and based on this pulse signal,
A first control pulse signal is output from the image sensor driving circuit.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の第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。
図1を参照して第2の実施形態において用いられるカメ
ラ型の3次元画像検出装置について説明する。
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.
A camera-type three-dimensional image detection device used in the second embodiment will be described with reference to FIG.

【0010】カメラ本体10の前面において、撮影レン
ズ11の左上にはファインダ窓12が設けられ、右上に
はストロボ13が設けられている。カメラ本体10の上
面において、撮影レンズ11の真上には、測距光である
レーザ光を照射する発光装置(光源)14が配設されて
いる。発光装置14の左側にはレリーズスイッチ15、
液晶表示パネル16が設けられ、右側にはモード切替ダ
イヤル17とV/Dモード切替スイッチ18が設けられ
ている。カメラ本体10の側面には、ICメモリカード
等の記録媒体を挿入するためのカード挿入口19が形成
され、またビデオ出力端子20、インターフェースコネ
クタ21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. A light emitting device (light source) 14 for irradiating a laser beam, which is a distance measuring light, is provided on the upper surface of the camera body 10 and directly above the taking lens 11. On the left side of the light emitting device 14, a release switch 15,
A liquid crystal display panel 16 is provided, and a mode change dial 17 and a V / D mode change switch 18 are provided on the right side. On the side surface of the camera body 10, a card insertion slot 19 for inserting a recording medium such as an IC memory card is formed, and a video output terminal 20 and an interface connector 21 are provided.

【0011】図2は図1に示すカメラの回路構成を示す
ブロック図である。撮影レンズ11の中には絞り25が
設けられている。絞り25の開度はアイリス駆動回路2
6によって調整される。撮影レンズ11の焦点調節動作
およびズーミング動作はレンズ駆動回路27によって制
御される。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the camera shown in FIG. An aperture 25 is provided in the taking lens 11. The opening of the aperture 25 is determined by the iris drive circuit 2.
Adjusted by 6. The focus adjustment operation and the zooming operation of the taking lens 11 are controlled by a lens drive circuit 27.

【0012】撮影レンズ11の光軸上にはCCD(撮像
素子)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、システムコントロール
回路35からCCD駆動回路(撮像素子駆動回路)30
へ出力されるCCD駆動用のパルス信号によって制御さ
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、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。
A CCD (image pickup device) 28 is provided on the optical axis of the taking lens 11. 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 readout operation in the CCD 28 are performed by the system control circuit 35 by a CCD driving circuit (imaging element driving circuit) 30.
Is controlled by a CCD driving pulse signal output to the CPU. The charge signal, that is, the image signal, read from the CCD 28 is amplified by the amplifier 31 and the A / D converter 3
At 2, the analog signal is converted to a digital signal. The digital image signal is subjected to processing such as gamma correction in the imaging signal processing circuit 33 and is temporarily stored in the image memory 34. 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.

【0013】画像信号は画像メモリ34から読み出さ
れ、LCD駆動回路36に供給される。LCD駆動回路
36は画像信号に応じて動作し、これにより画像表示L
CDパネル37には、画像信号に対応した画像が表示さ
れる。
The image signal is read from the image memory 34 and supplied to the LCD drive circuit 36. The LCD drive circuit 36 operates in accordance with the image signal, and thereby the image display L
An image corresponding to the image signal is displayed on the CD panel 37.

【0014】また画像メモリ34から読み出された画像
信号はTV信号エンコーダ38に送られ、ビデオ出力端
子20を介して、カメラ本体10の外部に設けられたモ
ニタ装置39に伝送可能である。システムコントロール
回路35はインターフェース回路40に接続され、イン
ターフェース回路40はインターフェースコネクタ21
に接続されている。したがって画像メモリ34から読み
出された画像信号は、インターフェースコネクタ21に
接続されたコンピュータ41に伝送可能である。またシ
ステムコントロール回路35は、記録媒体制御回路42
を介して画像記録装置43に接続されている。したがっ
て画像メモリ34から読み出された画像信号は、画像記
録装置43に装着されたICメモリカード等の記録媒体
Mに記録可能である。
The image signal read from the image memory 34 is sent to a TV signal encoder 38 and can be transmitted via a video output terminal 20 to a monitor device 39 provided outside the camera body 10. The system control circuit 35 is connected to the interface circuit 40, and the interface circuit 40 is connected to the interface connector 21.
It is connected to the. Therefore, the image signal read from the image memory 34 can be transmitted to the computer 41 connected to the interface connector 21. The system control circuit 35 includes a recording medium control circuit 42
Is connected to the image recording device 43 via the. Therefore, the image signal read from the image memory 34 can be recorded on a recording medium M such as an IC memory card mounted on the image recording device 43.

【0015】発光装置14には発光素子14aと照明レ
ンズ14bが設けられ、発光素子14aの発光動作はシ
ステムコントロール回路35から出力されるパルス信号
に基づいて制御される。発光素子14aを制御するため
にシステムコントロール回路35から出力されるパルス
信号は、CCD駆動回路30を介して波形整形回路22
へ出力され、その波形が整えられる。波形整形回路22
において整形されたパルス信号は、LDパルス発生回路
(光源制御パルス発生回路)23に入力され、LDパル
ス発生回路23は、入力されたパルス信号に基づいてL
Dパルスを生成する。発光素子制御回路(光源駆動回
路)44は、LDパルス信号に基づいて発光素子14a
の発光動作を制御する。発光素子14aは測距光である
レーザ光を照射するものであり、このレーザ光は照明レ
ンズ14bを介して被写体の全体に照射される。被写体
において反射した光は撮影レンズ11に入射する。この
光をCCD28によって検出することにより、後述する
ように被写体の距離情報が計測される。
The light emitting device 14 is provided with a light emitting element 14a and an illumination lens 14b, and the light emitting operation of the light emitting element 14a is controlled based on a pulse signal output from a system control circuit 35. The pulse signal output from the system control circuit 35 for controlling the light emitting element 14a is supplied to the waveform shaping circuit 22 via the CCD driving circuit 30.
And the waveform is adjusted. Waveform shaping circuit 22
The pulse signal shaped in is input to an LD pulse generation circuit (light source control pulse generation circuit) 23, and the LD pulse generation circuit 23 outputs L based on the input pulse signal.
Generate a D pulse. The light emitting element control circuit (light source driving circuit) 44 controls the light emitting element 14a based on the LD pulse signal.
Is controlled. The light emitting element 14a irradiates a laser beam, which is a distance measuring light, and the laser beam irradiates the entire subject through the illumination lens 14b. Light reflected by the subject enters the photographing lens 11. By detecting this light by the CCD 28, distance information of the subject is measured as described later.

【0016】システムコントロール回路35には、レリ
ーズスイッチ15、モード切替ダイヤル17、V/Dモ
ード切替スイッチ18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.

【0017】次に図3および図4を参照して、第1の実
施形態における距離測定の原理について説明する。なお
図4において横軸は時間tである。
Next, the principle of distance measurement in the first embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 4, the horizontal axis is time t.

【0018】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.

【0019】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 changed 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).

【0020】第1の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3次元形状
を示す3次元画像のデータを一括して入力している。
In the first embodiment, by utilizing the above-described principle, a plurality of photodiodes provided in the CCD 28 and arranged two-dimensionally detect the amount of received light A. The distance to each point on the surface is detected, and data of a three-dimensional image showing the three-dimensional shape of the subject S is input collectively.

【0021】図5は、CCD28に設けられるフォトダ
イオード51と垂直転送部52の配置を示す図である。
図6は、CCD28を基板53に垂直な平面で切断して
示す断面図である。このCCD28は従来公知のインタ
ーライン型CCDであり、不要電荷の掃出しにVOD
(縦型オーバーフロードレイン)方式を用いたものであ
る。
FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of the photodiode 51 and the vertical transfer unit 52 provided on the CCD 28.
FIG. 6 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.

【0022】フォトダイオード51と垂直転送部52は
n型基板53の面に沿って形成されている。フォトダイ
オード51は2次元的に格子状に配列され、垂直転送部
52は所定の方向(図5において上下方向)に1列に並
ぶフォトダイオード51に隣接して設けられている。垂
直転送部52は、1つのフォトダイオード51に対して
4つの垂直転送電極52a、52b、52c、52dを
有している。垂直転送電極52a、52b、52c、5
2dにはそれぞれφV1、φV2、φV3、φV4の電
位が垂直転送信号として印加され、4つのポテンシャル
の井戸がそれぞれ形成可能である。これらの井戸の深さ
を制御することにより、従来公知のように信号電荷をC
CD28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 (vertical direction in FIG. 5). The vertical transfer section 52 has four vertical transfer electrodes 52a, 52b, 52c, and 52d for one photodiode 51. Vertical transfer electrodes 52a, 52b, 52c, 5
The potentials of φV1, φV2, φV3, and φV4 are applied to 2d as vertical transfer signals, and four potential wells can be formed. By controlling the depth of these wells, the signal charge is reduced to C
It can be output from CD28. The number of vertical transfer electrodes can be freely changed according to the purpose.

【0023】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.

【0024】図7は距離情報検出動作におけるタイミン
グチャートであり、図1、図2、図5〜図7を参照して
第1の実施形態における距離情報検出動作について説明
する。なお第1の実施形態の距離情報検出動作では、図
4を参照して行なった距離測定の原理の説明とは異な
り、外光の影響による雑音を低減するために測距光のパ
ルスの立ち下がりから反射光を検知可能な状態に定め、
反射光のパルスが立ち下がった後に検知不可能な状態に
切換えるようにタイミングチャートを構成しているが原
理的には何ら異なるものではない。
FIG. 7 is a timing chart in the distance information detecting operation. The distance information detecting operation in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 5 to 7. In the distance information detecting operation of the first embodiment, unlike the description of the principle of the distance measurement performed with reference to FIG. 4, the falling of the pulse of the distance measuring light is used to reduce noise due to the influence of external light. Determined to be able to detect reflected light from
Although the timing chart is configured to switch to the undetectable state after the pulse of the reflected light has fallen, there is no difference in principle.

【0025】垂直同期信号(図示せず)の出力に同期し
て電荷掃出し信号(パルス信号)S1が出力され、これ
によりフォトダイオード51に蓄積していた不要電荷が
基板53の方向に掃出され、フォトダイオード51にお
ける蓄積電荷量はゼロになる(符号S2)。電荷掃出し
信号S1の出力の開始の後、一定のパルス幅を有するパ
ルス状の測距光S3が出力される。測距光S3が出力さ
れる期間(パルス幅)は調整可能であり、図示例では、
電荷掃出し信号S1の出力と同時に測距光S3がオフす
るように調整されている。
A charge discharge signal (pulse signal) S1 is output in synchronization with the output of the vertical synchronization signal (not shown), whereby unnecessary charges accumulated in the photodiode 51 are discharged in the direction of the substrate 53. Then, the accumulated charge amount in the photodiode 51 becomes zero (reference S2). After the start of output of the charge sweeping signal S1, pulse-shaped ranging light S3 having a constant pulse width is output. The period (pulse width) during which the ranging light S3 is output can be adjusted.
The adjustment is performed so that the distance measurement light S3 is turned off simultaneously with the output of the charge sweeping signal S1.

【0026】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)。
The distance measuring light S3 is reflected by the object, and
It is incident on D28. That is, although the reflected light S4 from the subject is received by the CCD 28, the charge sweeping signal S1
Is not stored in the photodiode 51 (reference S2). Charge sweep signal S1
Is stopped, the photodiode 51 starts to accumulate charges by receiving the reflected light S4, and the reflected light S4
4 and the external light generate signal charges S5. When the reflected light S4 disappears (reference S6), the photodiode 51 ends the charge accumulation based on the reflected light (reference S7).
Charge accumulation due to only external light continues (reference S8).

【0027】その後、電荷転送信号S9が出力される
と、フォトダイオード51に蓄積された電荷が垂直転送
部52に転送される。この電荷転送は、電荷転送信号の
出力の終了(符号S10)によって完了する。すなわ
ち、外光が存在するためにフォトダイオード51では電
荷蓄積が継続するが、電荷転送信号の出力が終了するま
でフォトダイオード51に蓄積されていた信号電荷S1
1が垂直転送部52へ転送される。電荷転送信号の出力
終了後に蓄積している電荷S14は、そのままフォトダ
イオード51に残留する。
Thereafter, when the charge transfer signal S9 is output, the charges accumulated in the photodiode 51 are transferred to the vertical transfer section 52. This charge transfer is completed when the output of the charge transfer signal ends (reference S10). In other words, the charge accumulation in the photodiode 51 continues due to the presence of external light, but the signal charge S1 accumulated in the photodiode 51 until the output of the charge transfer signal ends.
1 is transferred to the vertical transfer unit 52. The charge S14 accumulated after the output of the charge transfer signal ends remains in the photodiode 51 as it is.

【0028】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。
As described above, the period T from the end of the output of the charge sweeping signal S1 to the end of the output of the charge transfer signal S9.
During U1 , the photodiode 51 accumulates signal charges corresponding to the distance to the subject. Then, the reflected light S4
Until the end of light reception (reference S6), the charges accumulated in the photodiode 51 are transferred to the vertical transfer unit 52 as signal charges S12 (hatched portion) corresponding to the distance information of the subject,
Other signal charges S13 are caused only by external light.

【0029】電荷転送信号S9の出力から一定時間が経
過した後、再び電荷掃出し信号S1が出力され、垂直転
送部52への信号電荷の転送後にフォトダイオード51
に蓄積された不要電荷が基板53の方向へ掃出される。
すなわち、フォトダイオード51において新たに信号電
荷の蓄積が開始する。そして、上述したのと同様に、電
荷蓄積期間TU1が経過したとき、信号電荷は垂直転送部
52へ転送される。
After a predetermined time has elapsed from the output of the charge transfer signal S9, the charge sweeping signal S1 is output again, and after the transfer of the signal charge to the vertical transfer unit 52, the photodiode 51
Unnecessary charges accumulated in the substrate 53 are swept toward the substrate 53.
That is, accumulation of signal charges in the photodiode 51 is newly started. Then, as described above, when the charge accumulation period T U1 has elapsed, the signal charge is transferred to the vertical transfer unit 52.

【0030】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。
The vertical transfer section 5 of such signal charges S11
2 is repeatedly executed until the next vertical synchronization signal is output. As a result, in the vertical transfer unit 52, the signal charge S11 is integrated, and the signal charge S11 integrated in a period of one field (a period sandwiched between two vertical synchronization signals) is regarded as a period in which the subject is stationary. If possible, it corresponds to distance information to the subject. Since the signal charge S13 is smaller than the signal charge S12, the signal charge S11 can be regarded as being equal to the signal charge S12.

【0031】以上説明した信号電荷S11の検出動作は
1つのフォトダイオード51に関するものであり、全て
のフォトダイオード51においてこのような検出動作が
行なわれる。1フィールドの期間における検出動作の結
果、各フォトダイオード51に隣接した垂直転送部52
の各部位には、そのフォトダイオード51によって検出
された距離情報が保持される。この距離情報は垂直転送
部52における垂直転送動作および図示しない水平転送
部における水平転送動作によってCCD28から出力さ
れる。
The 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).

【0032】図8は第1の実施形態における距離情報検
出動作のプログラムのフローチャートである。図8を参
照して第1の実施形態における距離情報検出動作につい
て説明する。
FIG. 8 is a flowchart of a program of a distance information detecting operation according to the first embodiment. The distance information detecting operation in the first embodiment will be described with reference to FIG.

【0033】ステップ101では、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り行われ
る。
In step 101, it is determined whether the video (V) mode or the distance measurement (D) mode is selected. Switching between these modes is performed by V / D
This is performed by operating the mode changeover switch 18.

【0034】Dモードが選択されているとき、ステップ
102において垂直同期信号が出力されるとともに測距
光制御が開始される。すなわち発光装置14が駆動さ
れ、パルス状の測距光S3が断続的に出力される。次い
でステップ103が実行され、CCD28による検知制
御が開始される。すなわち図7を参照して説明した距離
情報検出動作が開始され、電荷掃出信号S1と電荷転送
信号S9が交互に出力されて、距離情報の信号電荷S1
1が垂直転送部52において積分される。
When the D mode is selected, in step 102, a vertical synchronizing signal is output, and distance measuring light control is started. That is, the light emitting device 14 is driven, and the pulse-shaped ranging light S3 is output intermittently. Next, step 103 is executed, and the detection control by the CCD 28 is started. That is, the distance information detection operation described with reference to FIG. 7 is started, and the charge sweeping signal S1 and the charge transfer signal S9 are alternately output, and the signal charge S1 of the distance information is output.
1 is integrated in the vertical transfer unit 52.

【0035】ステップ104では、距離情報検出動作の
開始から1フィールド期間が終了したか否か、すなわち
新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定される。
1フィールド期間が終了するとステップ105へ進み、
垂直転送部52において積分された距離情報の信号電荷
がCCD28から出力される。この信号電荷はステップ
106において画像メモリ34に一時的に記憶される。
In step 104, it is determined whether one field period has elapsed from the start of the distance information detection operation, that is, whether a new vertical synchronizing signal has been output.
When one field period ends, the process proceeds to step 105,
The signal charge of the distance information integrated in the vertical transfer unit 52 is output from the CCD 28. This signal charge is temporarily stored in the image memory 34 in step 106.

【0036】ステップ107では測距光制御がオフ状態
に切換えられ、発光装置14の発光動作が停止する。ス
テップ108では、距離データの演算処理が行なわれ、
この距離情報検出動作のプログラムは終了する。
In step 107, the distance measuring light control is switched to the off state, and the light emitting operation of the light emitting device 14 is stopped. In step 108, arithmetic processing of distance data is performed,
The program for the distance information detection operation ends.

【0037】一方、ステップ101においてVモードが
選択されていると判断されると、ステップ109におい
て測距光の制御がオフ状態に設定される。ステップ11
0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るとともに被写体に関す
る画像情報の検出が行われ、距離情報検出動作のプログ
ラムは終了する。
On the other hand, if it is determined in step 101 that the V mode has been selected, the control of the distance measuring light is set to off in step 109. Step 11
In the case of 0, the normal photographing operation (CCD video control) by the CCD 28 is set to the ON state, the image information on the subject is detected, and the program of the distance information detecting operation ends.

【0038】次にステップ108において実行される演
算処理の内容を図7を参照して説明する。
Next, the contents of the arithmetic processing executed in step 108 will be described with reference to FIG.

【0039】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。
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 S obtained by integrating the charge generated in the photodiode during the charge storage time t is obtained.
n is represented by: Sn = k · R · I · t (2) Here, k is a proportionality constant, which varies depending on the F number, magnification, and the like of the taking lens.

【0040】図7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. 7, the charge accumulation time is T U1 , the pulse width of the distance measurement light S3 is T S , and the pulse width of the signal charge S12 of the distance information is T D, and the charge accumulation during one field period. 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.

【0041】次に図9〜図14を参照して、第1の実施
形態におけるCCD駆動回路30について説明する。
Next, the CCD drive circuit 30 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0042】図9は、従来の3次元画像検出装置におい
て、電子シャッタ動作を利用して距離情報の検出を行う
ときの回路構成を示すブロック図である。なお、本図で
はCCD駆動回路30および発光素子制御回路44の制
御に関わるブロックのみが示されている。
FIG. 9 is a block diagram showing a circuit configuration for detecting distance information using an electronic shutter operation in a conventional three-dimensional image detecting apparatus. In this figure, only blocks related to the control of the CCD drive circuit 30 and the light emitting element control circuit 44 are shown.

【0043】パルス信号SUB、パルス信号Vt、V1
は、システムコントロール回路35からCCD駆動回路
30へ出力される制御信号であり、CCD駆動回路30
はこれらの信号に対応するパルス信号φSUB、φV1
を出力してCCD28の駆動を制御する。パルス信号φ
SUBは電荷掃出し信号(図7の信号S1)に対応し、
パルス信号φV1は図5の垂直転送電極52aに印加さ
れる電荷転送信号(図7のS9)およびに垂直転送信号
に対応する。なお本図では、垂直転送電極52b〜52
dに印加される垂直転送信号φV2〜φV4については
省略されている。
The pulse signal SUB, the pulse signals Vt, V1
Is a control signal output from the system control circuit 35 to the CCD drive circuit 30;
Are pulse signals φSUB, φV1 corresponding to these signals.
To control the driving of the CCD 28. Pulse signal φ
SUB corresponds to the charge sweeping signal (signal S1 in FIG. 7),
The pulse signal φV1 corresponds to the charge transfer signal (S9 in FIG. 7) and the vertical transfer signal applied to the vertical transfer electrode 52a in FIG. In this figure, the vertical transfer electrodes 52b-52
The vertical transfer signals φV2 to φV4 applied to d are omitted.

【0044】一方パルス信号Pd0(第4の制御パルス
信号)は、システムコントロール回路35から発光素子
制御回路44へ出力される制御信号である。図に示され
るように従来の方法では、パルス信号Pd0はシステム
コントロール回路から直接発光素子制御回路44へ出力
される。
On the other hand, the pulse signal Pd0 (fourth control pulse signal) is a control signal output from the system control circuit 35 to the light emitting element control circuit 44. As shown in the figure, in the conventional method, the pulse signal Pd0 is directly output from the system control circuit to the light emitting element control circuit 44.

【0045】図10は、CCD駆動回路30の回路構成
を部分的に示したものである。図には、電荷掃出し信号
であるφSUB、電荷転送信号および垂直転送信号であ
るφV1の出力に関わる回路構成のみが示されている。
すなわち、垂直転送電極52b〜52dへ垂直転送信号
φV2 、φV3 、φV4 を出力する回路は省略されてい
る。
FIG. 10 partially shows the circuit configuration of the CCD drive circuit 30. In the figure, only the circuit configuration related to the output of φSUB as the charge sweeping signal, and the charge transfer signal and φV1 as the vertical transfer signal is shown.
That is, a circuit for outputting the vertical transfer signals φV2, φV3, φV4 to the vertical transfer electrodes 52b to 52d is omitted.

【0046】システムコントロール回路35からCCD
駆動回路30には、基準電位0V、パルス高さ5Vのパ
ルス信号SUB、Vt、V1が入力される。パルス信号
SUB、Vt、V1は、それぞれ電圧を変換するための
電圧変換回路(MOSドライバー回路)60、61、6
2に入力される。
From the system control circuit 35 to the CCD
Pulse signals SUB, Vt, and V1 having a reference potential of 0 V and a pulse height of 5 V are input to the drive circuit 30. The pulse signals SUB, Vt, and V1 are voltage conversion circuits (MOS driver circuits) 60, 61, and 6 for converting voltages, respectively.
2 is input.

【0047】電圧変換回路60にパルス信号SUBが入
力されると、これに対応してローレベルが−9V、ハイ
レベルが15Vのパルス信号(パルス高さ24VP-p
が出力される。このパルス信号はコンデンサCを介し+
10Vにバイアスされた電荷掃出し信号φSUBとして
CCD28へ送られる。すなわち、電荷掃出し信号φS
UBはローレベルが+10V、ハイレベルが+34Vの
パルス信号(パルス高さ24VP-P )としてCCD28
へ出力される。
When the pulse signal SUB is input to the voltage conversion circuit 60, a pulse signal having a low level of -9V and a high level of 15V (pulse height 24V Pp ) is correspondingly input.
Is output. This pulse signal is applied to the +
It is sent to the CCD 28 as a charge sweep signal φSUB biased to 10V. That is, the charge sweeping signal φS
UB is a CCD signal having a low level of +10 V and a high level of +34 V as a pulse signal (pulse height 24 V PP ).
Output to

【0048】電圧変換回路61にパルス信号Vtが入力
されると、これに対応して基準電位0V、パルス高さ1
5Vのパルス信号が出力される。また、電圧変換回路6
2にパルス信号V1が入力されると、これに対応してロ
ーレベルが−9V、ハイレベルが0Vのパルス信号が出
力される。電圧変換回路61、62から出力されたこれ
らのパルス信号は加算器64において合成され、電荷転
送信号および垂直転送信号であるφV1としてCCD2
8へ出力される。すなわち、φV1は−9V、0V、+
15Vの3つの電位レベルをもつパルス信号であり、0
Vと+15Vとの繰り返しパルスが電荷転送信号に対応
し、0Vと−9Vの繰り返しパルスが垂直転送信号に対
応する。
When the pulse signal Vt is input to the voltage conversion circuit 61, the reference potential is 0 V and the pulse height is 1
A 5 V pulse signal is output. The voltage conversion circuit 6
When the pulse signal V1 is input to 2, a low-level pulse signal of -9V and a high-level pulse signal of 0V are output. These pulse signals output from the voltage conversion circuits 61 and 62 are combined in an adder 64, and are converted into a charge transfer signal and a vertical transfer signal φV1 by the CCD2.
8 is output. That is, φV1 is -9V, 0V, +
A pulse signal having three potential levels of 15 V,
Repetitive pulses of V and + 15V correspond to the charge transfer signal, and repetitive pulses of 0V and -9V correspond to the vertical transfer signal.

【0049】図11は、発光素子制御回路44の構成を
示すブロック図である。発光素子制御回路44には、電
流スイッチング回路64と電流バイアス回路65とが備
えられている。電流バイアス回路65は、発光素子(L
D)14a(図2参照)が発光に至る閾値よりも僅かに
低いバイアス電流を発光素子14aに供給する。システ
ムコントロール回路35から基準電位0V、パルス高さ
5Vのパルス信号Pd0が電流スイッチング回路64に
入力されると、これに対応して発光素子制御回路44か
らパルス信号φPd(光源駆動パルス)が発光素子14
aへ出力される。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of the light emitting element control circuit 44. The light emitting element control circuit 44 includes a current switching circuit 64 and a current bias circuit 65. The current bias circuit 65 includes a light emitting element (L
D) A bias current slightly lower than a threshold value at which light is emitted from the light emitting element 14a (see FIG. 2) is supplied to the light emitting element 14a. When a pulse signal Pd0 having a reference potential of 0 V and a pulse height of 5 V is input from the system control circuit 35 to the current switching circuit 64, the pulse signal φPd (light source driving pulse) is correspondingly output from the light emitting element control circuit 44 to the light emitting element. 14
output to a.

【0050】図12は図9に示された従来の回路構成に
おいて距離情報検出動作を行うときのタイミングチャー
トであり、CCD駆動回路30および発光素子制御回路
44へ入力されるパルス信号SUB、Pd0、Vtのタ
イミングと、CCD駆動回路30および発光素子制御回
路44から出力されるパルス信号φSUB、φPd、φ
V1のタイミングが示されている。
FIG. 12 is a timing chart when a distance information detecting operation is performed in the conventional circuit configuration shown in FIG. 9, and shows pulse signals SUB, Pd0, inputted to the CCD driving circuit 30 and the light emitting element control circuit 44. Vt timing and pulse signals φSUB, φPd, φ output from the CCD drive circuit 30 and the light emitting element control circuit 44
The timing of V1 is shown.

【0051】CCD駆動回路30は発光素子制御回路4
4に比べその駆動速度が遅く(扱えるパルス幅が大き
い)、信号が入力されてから出力されるまでの時間であ
る入出力伝搬遅延時間も長い。CCD駆動回路30の入
出力伝搬遅延時間Td1は数百ナノ秒(例えば100n
s)のオーダーであるのに対して、発光素子制御回路4
4の入出力伝搬遅延時間Td2は、数ナノ秒(例えば1
ns)のオーダーである。入出力伝搬遅延時間Td1、
Td2は温度依存性をもつので、温度が変化すると入出
力伝搬遅延時間も変動する。例えばTd1は100ns
±50nsの間で変動し、Td2は1ns±0.5ns
の間で変動する。したがって、回路内の温度が安定しな
い状態では入出力伝搬遅延時間も安定しない。CCD駆
動回路30や発光素子制御回路44は、電源が投入され
た直後や、入力される信号のパルス周波数が急激に変化
したときなどに回路内の温度が大きく変動する。このた
め入出力伝搬遅延時間Td1、Td2も変動して回路の
駆動速度が安定しない。
The CCD driving circuit 30 includes a light emitting element control circuit 4
4, the driving speed is slower (the pulse width that can be handled is larger), and the input / output propagation delay time, which is the time from signal input to signal output, is longer. The input / output propagation delay time Td1 of the CCD driving circuit 30 is several hundred nanoseconds (for example, 100 n
s), whereas the light emitting element control circuit 4
4 is several nanoseconds (for example, 1
ns). Input / output propagation delay time Td1,
Since Td2 has temperature dependency, the input / output propagation delay time also changes when the temperature changes. For example, Td1 is 100 ns
It fluctuates between ± 50 ns, and Td2 is 1 ns ± 0.5 ns
Fluctuate between Therefore, when the temperature in the circuit is not stable, the input / output propagation delay time is not stable. The temperature in the CCD drive circuit 30 and the light emitting element control circuit 44 greatly fluctuates immediately after the power is turned on or when the pulse frequency of the input signal changes rapidly. Therefore, the input / output propagation delay times Td1 and Td2 also fluctuate, and the driving speed of the circuit becomes unstable.

【0052】CCD駆動回路30の入出力伝搬遅延時間
Td1と発光素子制御回路44の入出力伝搬遅延時間T
d2とでは、そのオーダーが略2桁異なるため温度変化
による入出力伝搬遅延時間の変動にも略2桁の違いが生
ずる。例えば、温度変化によりCCD駆動回路30と発
光素子制御回路44の入出力伝搬遅延時間に数パーセン
トの変動が生じると、CCD駆動回路30ではナノ秒の
オーダーの変動が生じ、発光素子制御回路44では10
ピコ秒のオーダーの変動が生じる。
The input / output propagation delay time Td1 of the CCD drive circuit 30 and the input / output propagation delay time T of the light emitting element control circuit 44
Since the order of d2 differs from that of d2 by approximately two orders of magnitude, a change in input / output propagation delay time due to a temperature change also differs by approximately two orders of magnitude. For example, if the input / output propagation delay time of the CCD drive circuit 30 and the light emitting element control circuit 44 varies by several percent due to a temperature change, the CCD drive circuit 30 varies on the order of nanoseconds, and the light emitting element control circuit 44 10
Variations on the order of picoseconds occur.

【0053】入出力伝搬遅延時間Td1の変動量をΔT
d1、入出力伝搬遅延時間Td2の変動量をΔTd2と
すると、電荷掃出し信号であるφVtと電荷転送信号で
あるφV1の出力はΔTd1変動し、発光パルスである
φPdの出力はΔTd2変動する。したがって、測距光
の発光のタイミング(φPdの出力のタイミング)とC
CD28における信号電荷の蓄積のタイミング(φVS
UBとφV1との出力のタイミング)とは相対的に|Δ
Td1−ΔTd2|変動することとなる。ここで、ΔT
d1とΔTd2とでは2桁程オーダーが異なるので|Δ
Td1−ΔTd2|は略|ΔTd1|に等しい。
The variation of the input / output propagation delay time Td1 is represented by ΔT
Assuming that the amount of change in d1 and the input / output propagation delay time Td2 is ΔTd2, the output of the charge sweeping signal φVt and the output of the charge transfer signal φV1 change by ΔTd1, and the output of the light emitting pulse φPd changes by ΔTd2. Therefore, the light emission timing of the distance measuring light (the output timing of φPd) and C
Timing of accumulation of signal charge in CD28 (φVS
UB and the output timing of φV1) relative to | Δ
Td1−ΔTd2 |. Where ΔT
Since the order of two digits differs between d1 and ΔTd2, | Δ
Td1−ΔTd2 | is approximately equal to | ΔTd1 |.

【0054】入出力伝搬遅延時間Td1の変動量ΔTd
1は、回路内の温度により変動するので、発光と電荷蓄
積の相対的なタイミング|ΔTd1|は回路内の温度に
よって異なることとなる。前述したように、被写体まで
の距離は電荷掃出し信号と電荷転送信号に挟まれる電荷
蓄積期間内にCCD28において受光される被写体から
の反射光の光量に基づいて算出されるので、発光と電荷
蓄積の相対的なタイミング|ΔTd1|が温度依存性を
もつ回路では回路内の温度が安定するまで距離を正しく
算出することができない。
Variation ΔTd of input / output propagation delay time Td1
1 varies depending on the temperature in the circuit, so that the relative timing | ΔTd1 | of light emission and charge accumulation differs depending on the temperature in the circuit. As described above, the distance to the subject is calculated based on the amount of reflected light from the subject received by the CCD 28 during the charge accumulation period between the charge sweep signal and the charge transfer signal. In a circuit in which the relative timing | ΔTd1 | has a temperature dependency, the distance cannot be calculated correctly until the temperature in the circuit is stabilized.

【0055】図13は第1の実施形態における3次元画
像検出装置の回路構成を示すブロック図(図2)のうち
発光素子制御回路44の駆動に関わるブロックのみを示
したものである。
FIG. 13 is a block diagram showing the circuit configuration of the three-dimensional image detecting apparatus according to the first embodiment (FIG. 2), and shows only blocks related to driving of the light emitting element control circuit 44.

【0056】システムコントロール回路35から出力さ
れたパルス信号SUB、パルス信号Vt、V1およびパ
ルス信号Pd0は、全てCCD駆動回路30へ入力さ
れ、CCD駆動回路30はこれらの信号に対応するパル
ス信号φSUB、φV1(撮像素子駆動パルス信号)、
及びPd1(第1の制御パルス信号)を出力する。パル
ス信号φSUB、φV1はCCD28へ出力され、パル
ス信号Pd1は波形整形回路22へ出力される。パルス
信号Pd1はCCD駆動回路30の信号レベルであり、
ローレベルが0V、ハイレベルが+15Vのパルス信号
である。波形整形回路22では、抵抗R1、R2からな
る分圧器により、パルス信号Pd1をCMOSドライバ
回路69の動作レベルであるパルス信号Pd2(ローレ
ベル0V、ハイレベル+5V)に変換する。CMOSド
ライバ回路69からは、整形されたパルス信号Pd3
(第2の制御パルス信号)がローレベル0V、ハイレベ
ル+5VとしてLDパルス発生回路23へ出力される。
LDパルス発生回路23では、後述する方法によりパル
ス信号Pd3に基づいて発光素子制御回路44を制御す
るためのパルス信号Pd4(第3の制御パルス信号)が
生成出力される。発光素子制御回路44は、図11を参
照して説明したようにパルス信号Pd4(図11ではP
d)に対応するパルス信号φPdを発光素子(LD)1
4aに出力する。なお本図では、図9と同様に垂直転送
電極52b〜52dに印加される垂直転送信号φV2
φV4 については省略されている。
The pulse signal SUB, the pulse signals Vt, V1, and the pulse signal Pd0 output from the system control circuit 35 are all input to the CCD drive circuit 30, and the CCD drive circuit 30 generates a pulse signal φSUB corresponding to these signals. φV1 (imaging element drive pulse signal),
And Pd1 (first control pulse signal). The pulse signals φSUB and φV1 are output to the CCD 28, and the pulse signal Pd1 is output to the waveform shaping circuit 22. The pulse signal Pd1 is the signal level of the CCD drive circuit 30,
This is a pulse signal whose low level is 0V and whose high level is + 15V. In the waveform shaping circuit 22, the pulse signal Pd1 is converted into a pulse signal Pd2 (low level 0V, high level + 5V) which is an operation level of the CMOS driver circuit 69 by a voltage divider including resistors R1 and R2. The shaped pulse signal Pd3 is output from the CMOS driver circuit 69.
The (second control pulse signal) is output to the LD pulse generation circuit 23 as a low level of 0 V and a high level of +5 V.
The LD pulse generation circuit 23 generates and outputs a pulse signal Pd4 (third control pulse signal) for controlling the light emitting element control circuit 44 based on the pulse signal Pd3 by a method described later. The light emitting element control circuit 44 outputs the pulse signal Pd4 (P in FIG. 11) as described with reference to FIG.
The pulse signal φPd corresponding to d) is supplied to the light emitting element (LD) 1
4a. Note that, in this figure, the vertical transfer signals φV 2 to φV 2 to
φV 4 is omitted.

【0057】図14は、CCD駆動回路30の回路構成
を部分的に示したものである。図14を参照してシステ
ムコントロール回路35から出力されるパルス信号Pd
0に対応してCCD駆動回路30がパルス信号Pd1を
出力する方法について説明する。なお、図14には、図
10と同様に垂直転送信号φV2 、φV3 、φV4 に関
わる回路は省略されている。また、電圧変換回路60〜
62に関わる内容は図10を参照して既に説明したの
で、ここではパルス信号Pd0およびPd1に関わる回
路についてのみ説明する。
FIG. 14 partially shows a circuit configuration of the CCD drive circuit 30. Referring to FIG. 14, pulse signal Pd output from system control circuit 35
A method in which the CCD drive circuit 30 outputs the pulse signal Pd1 corresponding to 0 will be described. In FIG. 14, circuits relating to the vertical transfer signals φV2, φV3, φV4 are omitted as in FIG. Further, the voltage conversion circuits 60 to
Since the contents related to 62 have already been described with reference to FIG. 10, only the circuits related to the pulse signals Pd0 and Pd1 will be described here.

【0058】CCD駆動回路30内には多数の電圧変換
回路や加算器が設けられている。通常CCD28の駆動
には、これら多数設けられた電圧変換回路や加算器のう
ちの一部の回路のみが使用される。したがって、CCD
駆動回路30内には、使われていない電圧変換回路や加
算器が存在する。図14に示された電圧変換回路66、
67及び加算器68は、このようにCCD28の駆動に
は使用されていない電圧変換回路および加算器を示して
いる。
A number of voltage conversion circuits and adders are provided in the CCD drive circuit 30. Normally, to drive the CCD 28, only a part of these many voltage conversion circuits and adders is used. Therefore, the CCD
The drive circuit 30 includes unused voltage conversion circuits and adders. The voltage conversion circuit 66 shown in FIG.
The reference numeral 67 and the adder 68 indicate a voltage conversion circuit and an adder which are not used for driving the CCD 28 in this manner.

【0059】電圧変換回路66は、ローレベルが0V、
ハイレベルが+5Vのパルス信号が入力されると、ロー
レベルが0V、ハイレベルが+15Vのパルス信号を出
力する。また、電圧変換回路67は、ローレベルが0
V、ハイレベルが+5Vのパルス信号が入力されると、
ローレベルが−9V、ハイレベルが0Vのパルス信号を
出力する。しかし、電圧変換回路67には、常に+5V
の電圧が入力信号として印加されているので、電圧変換
回路67からは常に0Vの信号電圧が出力される。した
がって、電圧変換回路66、67から出力された信号を
加算器68により合成したパルス信号Pd1は、パルス
信号Pd0に対応してローレベルが0V、ハイレベルが
+15Vのパルス信号として出力される。
The voltage conversion circuit 66 has a low level of 0 V,
When a pulse signal having a high level of +5 V is input, a pulse signal having a low level of 0 V and a high level of +15 V is output. The voltage conversion circuit 67 sets the low level to 0.
When a pulse signal of V and a high level of +5 V is input,
A pulse signal having a low level of -9 V and a high level of 0 V is output. However, the voltage conversion circuit 67 always supplies +5 V
Is applied as an input signal, so that the voltage conversion circuit 67 always outputs a signal voltage of 0V. Therefore, the pulse signal Pd1 obtained by combining the signals output from the voltage conversion circuits 66 and 67 by the adder 68 is output as a pulse signal having a low level of 0V and a high level of + 15V corresponding to the pulse signal Pd0.

【0060】次に図15および図16を参照してLDパ
ルス発生回路23について説明する。
Next, the LD pulse generation circuit 23 will be described with reference to FIGS.

【0061】前述したようにLDパルス発生回路23に
は、ローレベルが0V、ハイレベルが+5Vのパルス信
号Pd3が入力される。パルス信号Pd3は、CCD駆
動回路30から出力されるパルス信号Pd1を整形した
ものなので、そのパルス幅は発光素子14aを制御する
ためのパルス信号に比べ大きい。したがって、LDパル
ス発生回路23では、パルス信号Pd3に基づいて発光
素子(LD)14aの制御のためのパルス幅が小さいパ
ルス信号Pd4が生成される。すなわちLDパルス発生
回路23に入力されたパルス信号Pd3は、ディレイ回
路55及びNOR回路57に入力される。ディレイ回路
55では、パルス信号Pd3がTd4だけ遅延されてパ
ルス信号Pd3’として出力される。パルス信号Pd
3’は反転回路56において反転され、パルス信号Pd
3”としてNOR回路57へ出力される。NOR回路5
7では、パルス信号Pd3とパルス信号Pd3”との否
定和がとられ、パルス幅がTd4のパルス信号Pd4と
して出力される。なお、遅延時間Td4は例えば20ナ
ノ秒である。
As described above, the pulse signal Pd3 whose low level is 0V and whose high level is + 5V is input to the LD pulse generation circuit 23. Since the pulse signal Pd3 is obtained by shaping the pulse signal Pd1 output from the CCD drive circuit 30, the pulse width is larger than the pulse signal for controlling the light emitting element 14a. Therefore, in the LD pulse generation circuit 23, a pulse signal Pd4 having a small pulse width for controlling the light emitting element (LD) 14a is generated based on the pulse signal Pd3. That is, the pulse signal Pd3 input to the LD pulse generation circuit 23 is input to the delay circuit 55 and the NOR circuit 57. In the delay circuit 55, the pulse signal Pd3 is delayed by Td4 and output as a pulse signal Pd3 '. Pulse signal Pd
3 ′ is inverted in the inverting circuit 56, and the pulse signal Pd
3 ”is output to the NOR circuit 57. The NOR circuit 5
7, a negative sum of the pulse signal Pd3 and the pulse signal Pd3 ″ is obtained, and the pulse signal is output as a pulse signal Pd4 having a pulse width of Td4. The delay time Td4 is, for example, 20 nanoseconds.

【0062】LDパルス発生回路23において生成され
たパルス信号Pd4は、発光素子制御回路44へ出力さ
れ、発光素子制御回路からは、前述したようにパルス信
号Pd4に対応してパルス信号φPdが発光素子(L
D)14aへ出力される。
The pulse signal Pd4 generated by the LD pulse generation circuit 23 is output to the light emitting element control circuit 44, and the light emitting element control circuit outputs the pulse signal φPd corresponding to the pulse signal Pd4 as described above. (L
D) Output to 14a.

【0063】図17は、第1の実施形態において距離情
報検出動作を行うときのタイミングチャートである。図
17にはシステムコントロール回路35から出力される
パルス信号SUB、Vt、Pd0と、CCD駆動回路3
0から出力されるパルス信号φSUB、φV1、Pd1
と、発光素子制御回路44から出力されるパルス信号φ
Pdの出力のタイミングが示されている。
FIG. 17 is a timing chart when the distance information detecting operation is performed in the first embodiment. FIG. 17 shows pulse signals SUB, Vt, Pd0 output from the system control circuit 35 and the CCD drive circuit 3
0, pulse signals φSUB, φV1, Pd1
And the pulse signal φ output from the light emitting element control circuit 44
The output timing of Pd is shown.

【0064】電荷掃出し信号φSUBおよび電荷転送信
号φV1に関しては図12のタイミングチャートと同様
であり、その入出力伝搬遅延時間はともにTd1であ
る。パルス信号Pd1は、CCD駆動回路30において
CCD28の駆動に用いられていない電圧変換回路6
6、67及び加算器68を用いて生成されているので、
パルス信号Pd0が入力されてからパルス信号Pd1が
出力されるまでの入出力伝搬遅延時間もTd1である。
また、入出力伝搬遅延時間の温度による変動量も電荷掃
出し信号φSUBおよび電荷転送信号φV1のそれと同
じである。
The charge discharge signal φSUB and the charge transfer signal φV1 are the same as those in the timing chart of FIG. 12, and the input and output propagation delay times are both Td1. The pulse signal Pd1 is supplied to the voltage conversion circuit 6 not used for driving the CCD 28 in the CCD drive circuit 30.
6, 67 and the adder 68,
The input / output propagation delay time from the input of the pulse signal Pd0 to the output of the pulse signal Pd1 is also Td1.
The variation of the input / output propagation delay time due to the temperature is the same as that of the charge sweeping signal φSUB and the charge transfer signal φV1.

【0065】CCD駆動回路30からパルス信号Pd1
が出力されてから、発光素子制御回路44からパルス信
号φPdが出力されるまでの時間、すなわち波形整形回
路22、LDパルス発生回路23、発光素子制御回路4
4において費やされる時間をTd3とするとき、パルス
信号Pd0が出力されてから発光素子制御回路44から
パルス信号φPdが出力されるまでの時間Td1’は、
Td1+Td3で表わされる。しかし、Td3は、数ナ
ノ秒(例えば2ns±1ns)のオーダーであり、Td
3はTd1に比べ2桁ほどオーダーが小さい。したがっ
てTd1+Td3においてTd3は無視することがで
き、Td1’はTd1とみなせる。
The pulse signal Pd1 from the CCD drive circuit 30
Is output until the pulse signal φPd is output from the light emitting element control circuit 44, that is, the waveform shaping circuit 22, the LD pulse generation circuit 23, and the light emitting element control circuit 4
4, the time Td1 ′ from when the pulse signal Pd0 is output to when the pulse signal φPd is output from the light emitting element control circuit 44 is Td3.
It is represented by Td1 + Td3. However, Td3 is on the order of a few nanoseconds (eg, 2 ns ± 1 ns) and Td3
3 is about two orders of magnitude smaller than Td1. Therefore, Td3 can be ignored in Td1 + Td3, and Td1 'can be regarded as Td1.

【0066】温度変動によるTd1’の変動量ΔTd
1’もTd3の変動量ΔTd3のオーダーがΔTd1に
比べ2桁ほど小さいことから、ΔTd1とみなすことが
できる。すなわち、CCD駆動回路内の温度が変化する
とき、測距光の発光のタイミング(φPdの出力のタイ
ミング)とCCD28における信号電荷の蓄積のタイミ
ング(φSUBとφV1の出力のタイミング)とは、と
もにΔTd1変動することとなり、測距光の発光及び信
号電荷の蓄積の相対的なタイミングは、CCD駆動回路
30内の温度が変化しても略一定である。したがって、
被写体までの距離を回路内の温度に影響されることなく
常に正確に検出することができる。
The variation ΔTd of Td1 ′ due to temperature variation
1 ′ can also be regarded as ΔTd1, since the order of the variation ΔTd3 of Td3 is about two orders of magnitude smaller than ΔTd1. That is, when the temperature in the CCD drive circuit changes, both the timing of the emission of the ranging light (the timing of the output of φPd) and the timing of the accumulation of the signal charge in the CCD 28 (the timing of the output of φSUB and φV1) are ΔTd1. Therefore, the relative timing of the emission of the distance measurement light and the accumulation of the signal charge is substantially constant even if the temperature in the CCD drive circuit 30 changes. Therefore,
The distance to the subject can always be accurately detected without being affected by the temperature in the circuit.

【0067】以上のように、第1の実施形態によれば、
CCDの駆動に使用されていないCCD駆動回路内の回
路を光源の発光動作を制御するためのパルス信号の出力
に利用することにより、CCD駆動回路内の温度に影響
されることなく常に正確に被写体までの距離を検出でき
る。
As described above, according to the first embodiment,
By using a circuit in the CCD drive circuit that is not used for driving the CCD to output a pulse signal for controlling the light emitting operation of the light source, the subject can always be accurately detected without being affected by the temperature in the CCD drive circuit. The distance to can be detected.

【0068】次に図18、図19を参照して本発明の第
2の実施形態のカメラ型の3次元画像検出装置について
説明する。第2の実施形態の3次元画像検出装置の構成
は、第1の実施形態の3次元画像検出装置の構成と略同
じである。しかし、第2の実施形態では、第1の実施形
態とは異なり、駆動速度の速いCCD駆動回路が用いら
れている。したがって、第1の実施形態のようにLDパ
ルス発生回路23を備える必要がなく、発光素子制御回
路へ出力されるパルス信号の処理過程が第1の実施形態
とは異なる。なお、その他の構成は第1の実施形態と同
じなので、第1の実施形態と重複する説明は省略し、第
1の実施形態と構成が異なる部分についてのみ説明を行
う。
Next, a camera type three-dimensional image detecting apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The configuration of the three-dimensional image detection device according to the second embodiment is substantially the same as the configuration of the three-dimensional image detection device according to the first embodiment. However, in the second embodiment, unlike the first embodiment, a CCD driving circuit having a high driving speed is used. Therefore, unlike the first embodiment, it is not necessary to include the LD pulse generation circuit 23, and the process of processing the pulse signal output to the light emitting element control circuit is different from that of the first embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description overlapping with the first embodiment will be omitted, and only the portions different in the configuration from the first embodiment will be described.

【0069】図18は、第2の実施形態における3次元
画像検出装置の回路構成を示すブロック図である。CC
D駆動回路30’と、発光素子制御回路44との間に
は、波形整形回路22のみが設けられており、第1の実
施形態のようにLDパルス発生回路23は設けられてい
ない。
FIG. 18 is a block diagram showing a circuit configuration of a three-dimensional image detection device according to the second embodiment. CC
Only the waveform shaping circuit 22 is provided between the D drive circuit 30 'and the light emitting element control circuit 44, and the LD pulse generating circuit 23 is not provided as in the first embodiment.

【0070】図19は図18に示されたブロック図のう
ち発光素子制御回路44の駆動に関わるブロックのみを
示したものである。
FIG. 19 shows only blocks related to driving of the light emitting element control circuit 44 in the block diagram shown in FIG.

【0071】システムコントロール回路35から出力さ
れたパルス信号SUB、パルス信号Vt、V1およびパ
ルス信号Pd0は、全てCCD駆動回路30’へ入力さ
れ、CCD駆動回路30’はこれらの信号に対応するパ
ルス信号φSUB、φV1、Pd1を出力する。パルス
信号φSUB、φV1はCCD28へ出力され、パルス
信号Pd1は波形整形回路22へ出力される。パルス信
号Pd1は図19を参照して説明したように波形整形回
路により、その信号レベルとパルス波形が整形されパル
ス信号Pd3(ローレベル0V、ハイレベル+5V)と
して発光素子制御回路44へ出力される。発光素子制御
回路44は、図11を参照して説明したように、入力さ
れるパルス信号Pd3(図11ではPd0)に基づいて
パルス信号φPdを発光素子(LD)14aに出力す
る。なお本図では、図9や図13と同様に垂直転送電極
52b〜52dに印加される垂直転送信号φV2 〜φV
4 については省略されている。
The pulse signal SUB, the pulse signals Vt, V1, and the pulse signal Pd0 output from the system control circuit 35 are all input to the CCD driving circuit 30 ', and the CCD driving circuit 30' outputs the pulse signals corresponding to these signals. φSUB, φV1, and Pd1 are output. The pulse signals φSUB and φV1 are output to the CCD 28, and the pulse signal Pd1 is output to the waveform shaping circuit 22. The pulse level of the pulse signal Pd1 is shaped by the waveform shaping circuit as described with reference to FIG. 19, and is output to the light emitting element control circuit 44 as the pulse signal Pd3 (low level 0V, high level + 5V). . As described with reference to FIG. 11, the light emitting element control circuit 44 outputs the pulse signal φPd to the light emitting element (LD) 14a based on the input pulse signal Pd3 (Pd0 in FIG. 11). Note that, in this figure, the vertical transfer signals φV 2 to φV 2 applied to the vertical transfer electrodes 52b to 52d are similar to FIGS.
4 has been omitted.

【0072】第2の実施形態で使用されるCCD駆動回
路30’の入出力伝搬遅延時間は第1の実施形態で使用
されるCCD駆動回路30と略同じであるが、前述した
ようにCCD駆動回路30’は、CCD駆動回路30に
比べ駆動速度が速い。すなわち、CCD駆動回路30’
は、発光素子(LD)14aを制御するためのパルス信
号φPdと同じパルス幅をもつパルス信号を処理するこ
とができる。したがって、CCD駆動回路30’には、
パルス信号φPdと同じパルス幅をもつパルス信号Pd
0が入力され、CCD駆動回路30’から出力されるパ
ルス信号Pd1や波形整形回路22から出力されるパル
ス信号Pd3のパルス幅もパルス信号φPdと同じであ
る。これにより、第2の実施形態では、LDパルス発生
回路23を設ける必要がない。
The input / output propagation delay time of the CCD drive circuit 30 'used in the second embodiment is substantially the same as that of the CCD drive circuit 30 used in the first embodiment. The driving speed of the circuit 30 'is higher than that of the CCD driving circuit 30. That is, the CCD drive circuit 30 '
Can process a pulse signal having the same pulse width as the pulse signal φPd for controlling the light emitting element (LD) 14a. Therefore, the CCD drive circuit 30 'includes
Pulse signal Pd having the same pulse width as pulse signal φPd
When 0 is input, the pulse width of the pulse signal Pd1 output from the CCD drive circuit 30 'and the pulse width of the pulse signal Pd3 output from the waveform shaping circuit 22 are the same as the pulse signal φPd. Thus, in the second embodiment, there is no need to provide the LD pulse generation circuit 23.

【0073】第2の実施形態においても、第1の実施形
態と同様にその距離情報検出動作のタイミングチャート
は図17で示される。なお、第2の実施形態において、
図17のTd3は、波形整形回路22および発光素子制
御回路44において費やされる時間に相当する。
In the second embodiment, a timing chart of the distance information detecting operation is shown in FIG. 17 as in the first embodiment. Note that in the second embodiment,
Td3 in FIG. 17 corresponds to the time spent in the waveform shaping circuit 22 and the light emitting element control circuit 44.

【0074】以上のように、第2の実施形態でも第1の
実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained in the second embodiment.

【0075】なお、本実施形態の説明では、CCD駆動
回路や発光素子制御回路へ入力される信号パルスとして
正転パルスを用いて説明を行ったが、これらの回路へ入
力される信号は反転パルスであってもよい。
In this embodiment, the description has been made using the normal rotation pulse as the signal pulse input to the CCD driving circuit and the light emitting element control circuit. However, the signal input to these circuits is the inverted pulse. It may be.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子シャ
ッタ動作を利用して3次元画像検出を行う3次元画像検
出装置であって、回路内の温度に影響されることなく正
確に被写体までの距離を検出できる3次元画像検出装置
を得ることができる。
As described above, according to the present invention, there is provided a three-dimensional image detecting apparatus for detecting a three-dimensional image by using an electronic shutter operation, and accurately detects an object without being affected by a temperature in a circuit. A three-dimensional image detecting device capable of detecting the distance to the three-dimensional image detecting device can be obtained.

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

【図1】本発明の第1の実施形態で用いられるカメラ型
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 used in a first 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】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. 3 is a diagram for explaining the principle of distance measurement using ranging light.

【図4】測距光、反射光、ゲートパルス、およびCCD
が受光する光量分布を示す図である。
FIG. 4 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5】CCDに設けられるフォトダイオードと垂直転
送部の配置を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of a photodiode and a vertical transfer unit provided in a CCD.

【図6】CCDを基板に垂直な平面で切断して示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the CCD cut along a plane perpendicular to the substrate.

【図7】距離情報検出動作のタイミングチャートであ
る。
FIG. 7 is a timing chart of a distance information detecting operation.

【図8】距離情報検出動作のプログラムのフローチャー
トである。
FIG. 8 is a flowchart of a program of a distance information detecting operation.

【図9】従来のCCD駆動回路を用いて電子シャッタに
よる距離情報の検出を行うときの回路構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating a circuit configuration when distance information is detected by an electronic shutter using a conventional CCD drive circuit.

【図10】CCD駆動回路の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a CCD drive circuit.

【図11】発光素子制御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 light emitting element control circuit.

【図12】従来の方法により距離情報検出動作を行った
場合の入出力伝搬遅延時間を考慮したタイミングチャー
トである。
FIG. 12 is a timing chart in consideration of an input / output propagation delay time when a distance information detection operation is performed by a conventional method.

【図13】第1の実施形態において距離情報検出動作を
行うときの回路構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a circuit configuration when a distance information detection operation is performed in the first embodiment.

【図14】CCD駆動回路の一部の回路を用いてパルス
信号Pd0からパルス信号Pd1を生成するときの構成
を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration when a pulse signal Pd1 is generated from a pulse signal Pd0 using a part of the CCD drive circuit.

【図15】LDパルス発生回路の回路構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an LD pulse generation circuit.

【図16】LDパルス発生回路においてパルス信号Pd
4を生成するときのタイミングチャートである。
FIG. 16 shows a pulse signal Pd in an LD pulse generation circuit.
4 is a timing chart when generating No. 4;

【図17】第1の実施形態において距離情報検出動作を
行うときの入出力伝播遅延時間を考慮したタイミングチ
ャートである。
FIG. 17 is a timing chart in consideration of an input / output propagation delay time when a distance information detection operation is performed in the first embodiment.

【図18】第2の実施形態における3次元画像検出装置
の回路構成を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a three-dimensional image detection device according to a second embodiment.

【図19】第2の実施形態において距離情報検出動作を
行うときの回路構成を示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram illustrating a circuit configuration when a distance information detection operation is performed in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 発光装置 28 CCD 22 波形整形回路 30、30’CCD駆動回路 44 発光素子制御回路 Reference Signs List 14 light emitting device 28 CCD 22 waveform shaping circuit 30, 30 'CCD driving circuit 44 light emitting element control circuit

───────────────────────────────────────────────────── 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) G03B 7/093 H04N 5/335 P 5J084 H04N 5/225 G01B 11/24 K 5/335 G01S 17/88 Z Fターム(参考) 2F065 AA06 AA53 DD11 EE00 FF12 FF42 GG04 GG06 GG08 GG12 JJ03 JJ18 JJ26 LL04 LL06 LL30 NN02 NN11 QQ03 QQ11 QQ14 QQ24 QQ32 QQ47 SS02 SS13 2H002 CC00 JA00 JA11 ZA01 ZA03 5C022 AA13 AB28 AB38 AC42 AC52 AC69 5C024 BX01 CY17 EX11 GY01 5C061 AA20 AB03 AB06 AB08 5J084 AA05 AD01 BA04 BA36 BB02 BB35 CA03 CA31 CA61 CA70 EA04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) G03B 7/093 H04N 5/335 P 5J084 H04N 5/225 G01B 11/24 K 5/335 G01S 17/88 Z F-term (reference) 2F065 AA06 AA53 DD11 EE00 FF12 FF42 GG04 GG06 GG08 GG12 JJ03 JJ18 JJ26 LL04 LL06 LL30 NN02 NN11 QQ03 QQ11 QQ14 QQ24 QQ32 QQ47 SS02 SS13 2H002 CC00 JA00A11 ACA 5C061 AA20 AB03 AB06 AB08 5J084 AA05 AD01 BA04 BA36 BB02 BB35 CA03 CA31 CA61 CA70 EA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体に測距光を照射するための光源
と、 第1の制御パルス信号に基づいて、光源駆動パルス信号
を出力し、前記光源の発光動作を制御する発光動作制御
手段と、 撮像素子駆動パルス信号に基づいて動作し、前記被写体
からの反射光を受光して、その受光量に応じた信号電荷
を蓄積可能な撮像素子と、 前記光源の発光動作と前記撮像素子における電子シャッ
タ動作を連動させる制御手段と、 前記制御手段に基づいて、前記第1の制御パルス信号と
撮像素子駆動パルス信号を出力する撮像素子駆動回路と
を備えたことを特徴とする3次元画像検出装置。
A light source for irradiating a subject with distance measuring light; a light emitting operation control means for outputting a light source driving pulse signal based on a first control pulse signal to control a light emitting operation of the light source; An image sensor that operates based on an image sensor drive pulse signal, receives reflected light from the subject, and can accumulate signal charges according to the amount of received light; a light emitting operation of the light source; and an electronic shutter in the image sensor A three-dimensional image detection apparatus, comprising: a control unit for linking operations; and an image sensor driving circuit that outputs the first control pulse signal and the image sensor driving pulse signal based on the control unit.
【請求項2】 前記発光動作制御手段が、前記第1の制
御パルス信号の波形を整形した第2の制御パルス信号を
出力する波形整形回路と、前記第2の制御パルス信号に
基づいて前記光源の発光動作を制御する光源駆動回路と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の3次元画像
検出装置。
2. A waveform shaping circuit for outputting a second control pulse signal obtained by shaping a waveform of the first control pulse signal, wherein the light emitting operation control means includes: a light source based on the second control pulse signal; The three-dimensional image detection device according to claim 1, further comprising: a light source driving circuit that controls a light emission operation of the three-dimensional image.
【請求項3】 前記発光動作制御手段が、前記第2の制
御パルス信号に基づいて、パルス幅が前記光源駆動パル
ス信号のパルス幅に調整された第3の制御パルス信号を
生成する光源制御パルス発生回路を備え、前記光源駆動
回路が前記第3の制御パルス信号に基づいて制御される
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。
3. A light source control pulse for generating a third control pulse signal having a pulse width adjusted to a pulse width of the light source drive pulse signal, based on the second control pulse signal, The three-dimensional image detection device according to claim 2, further comprising a generation circuit, wherein the light source drive circuit is controlled based on the third control pulse signal.
【請求項4】 前記光源制御パルス発生回路が、前記第
2の制御パルス信号の位相を所定時間遅延する遅延回路
と、前記遅延回路によりその位相が遅延されたパルス信
号を反転する反転回路と、前記第2の制御パルス信号と
前記反転回路により反転されたパルス信号との否定和を
とるNOR回路とを備えることを特徴とする請求項3に
記載の3次元画像検出装置。
4. A delay circuit for delaying a phase of the second control pulse signal by a predetermined time, an inversion circuit for inverting a pulse signal whose phase is delayed by the delay circuit, 4. The three-dimensional image detection device according to claim 3, further comprising a NOR circuit that performs a negative sum of the second control pulse signal and the pulse signal inverted by the inversion circuit. 5.
【請求項5】 前記波形整形回路が、前記第1の制御パ
ルス信号の信号レベルを調整するための分圧回路を備え
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。
5. The three-dimensional image detection device according to claim 2, wherein the waveform shaping circuit includes a voltage dividing circuit for adjusting a signal level of the first control pulse signal.
【請求項6】 前記光源駆動パルス信号とパルス幅が等
しく前記制御手段より出力される第4の制御パルス信号
に基づいて、前記第1の制御パルス信号が出力されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の3次元画像検出装置。
6. The first control pulse signal is output based on a fourth control pulse signal output from the control means, the pulse width being equal to the light source drive pulse signal. 3. The three-dimensional image detection device according to 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009236657A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Panasonic Electric Works Co Ltd Distance measuring apparatus
JP2009236650A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Panasonic Electric Works Co Ltd Light emitting device and spatial information detector using it
WO2010119482A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 トヨタ自動車株式会社 Distance detecting apparatus and method employed therein

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