JP2002315022A - ３次元画像検出装置 - Google Patents

３次元画像検出装置

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JP2002315022A JP2001116674A JP2001116674A JP2002315022A JP 2002315022 A JP2002315022 A JP 2002315022A JP 2001116674 A JP2001116674 A JP 2001116674A JP 2001116674 A JP2001116674 A JP 2001116674A JP 2002315022 A JP2002315022 A JP 2002315022A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元画像検出装置において広い測距レンジ
を確保するとともに短時間で測距を行う。 【解決手段】 パルス変調されたＲＧＢの測距光を光源
１４Ｒ、１４Ｇ、１４ＢからＢＧＲの順で順次間断なく
被写体に照射する。被写体からの反射光を撮像レンズ１
１、ＲＧＢの色フィルタアレイを備えるフィルタ２８ｆ
を介してＣＣＤ２８の撮像面で結像する。所定の蓄積期
間においてＲＧＢの色フィルタがそれぞれ設けられたＣ
ＣＤ２８の各画素で受光された反射光を検出する。ＲＧ
Ｂに対応する各画素で検出される電荷量からをそれぞれ
近測距レンジ、中測距レンジ、遠測距レンジにある被写
体の距離を算出する。隣接するＲＧＢの画素から対応す
る被写体までの距離を算出する。

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
出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、被計測物体（被写体）の３次元形
状を計測する能動方式の３次元画像検出装置として、例
えば「Measurement Science and Technology」（S. Chr
istie他、vol.6, p1301-1308, 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。「Meas
urement Science and Technology」に記載された装置で
は、パルス変調されたレーザ光が被写体の全体に照射さ
れ、その反射光がイメージインテンシファイアが取付け
られた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。イメージインテンシファイアはレーザ光
のパルス発光に同期したゲートパルスによってシャッタ
制御される。この構成によれば、露光期間に受光される
反射光の光量が被写体までの距離に相関することとな
り、被写体の距離に応じた出力がＣＣＤの各画素毎に得
られる。一方、国際公開97/01111号公報に記載された装
置では、パルス変調されたレーザ光等の光が被写体の全
体に照射され、その反射光がメカニカル又は液晶素子等
から成る電気光学的シャッタと組み合わされた２次元Ｃ
ＣＤセンサによって受光され、電気信号に変換される。
そのシャッタは、測距光のパルスとは異なるタイミング
で制御され、距離情報がＣＣＤの各画素毎に得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの３次元画像検
出装置において広い測距レンジを得るには、蓄積ゲート
幅を大きく取る必要がある。しかし、ＣＣＤの受光素子
に蓄積できる電荷量には限界があるため蓄積ゲート幅を
大きく取ると受光素子がオーバーフローを起こしてしま
う可能性がある。また、測距レンジを分割して測距する
場合、分割された範囲毎に画像信号の読み出しを行う必
要があるため、測距完了までに多くの時間が必要とされ
る。
【０００４】本発明は、広い測距レンジが得られるとと
もに短時間で測距が行える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
装置は、パルス変調された第１の波長の光を第１の測距
光として被写体に照射する第１の光源と、パルス変調さ
れた第２の波長の光を第２の測距光として被写体に照射
する第２の光源と、第１の波長を含む第１の帯域の光を
検出し対応する電荷を蓄積する第１の画素と、第２の波
長を含む第２の帯域の光を検出し対応する電荷を蓄積す
る第２の画素とを有する２次元撮像素子と、第１及び第
２の光源の駆動を制御し、第２の測距光を、第１の測距
光の出力後かつ第１の測距光の出力終了前に出力する光
源制御手段と、２次元撮像素子の駆動を制御し、第１及
び第２の画素における電荷の蓄積を所定の長さの蓄積期
間に行う撮像素子制御手段と、蓄積期間に、少なくとも
第１又は第２の画素の一方において対応する第１又は第
２の測距光の被写体からの反射光を検出し、この検出に
対応して蓄積された電荷に基づいて被写体までの距離情
報を、隣接する第１及び第２の画素から算出する距離情
報検出手段とを備え、蓄積期間の所定の長さが、第１及
び第２の測距光のパルス幅よりも大きく、蓄積期間が第
２の測距光の出力終了後に開始することを特徴としてい
る。
【０００６】２次元撮像素子を、通常のカラー画像を撮
像する撮像素子と兼用するには、第１及び第２の帯域
が、赤、緑、青のなかの何れかの２つの色の帯域にそれ
ぞれ対応し、第１及び第２の波長が、赤、緑、青のなか
の何れかの２つの波長にそれぞれ対応することが好まし
い。また、第１及び第２の帯域の光は、例えば色フィル
タにより選択的に濾光される。
【０００７】第１の測距光のパルス幅と第２の測距光の
パルス幅と蓄積期間の所定の長さとを実質的に等しくす
ると蓄積期間の長さに無駄を無くすことができる。ま
た、第１の測距光の出力の終了と第２の測距光の出力の
開始とが実質的に同時であると、第１及び第２の測距光
のパルス幅を全て測距レンジにあてることができる。
【０００８】更に好ましくは、３次元画像検出装置はパ
ルス変調された第３の波長の光を第３の測距光として被
写体に照射する第３の光源を備え、２次元撮像素子は第
３の波長を含む第３の帯域の光を検出し対応する電荷を
蓄積する第３の画素を有し、光源制御手段は第３の測距
光を第２の測距光の出力後かつ第１の測距光の出力終了
前に出力し、撮像素子制御手段は第３の画素における電
荷の蓄積を蓄積期間に行い、距離情報検出手段は蓄積期
間に少なくとも第１又は第２又は第３の画素の一つにお
いて、対応する第１又は第２又は第３の測距光の被写体
からの反射光を検出し、この検出に対応して蓄積された
電荷に基づいて被写体までの距離情報を、隣接する第１
及び第２及び第３の画素から算出し、蓄積期間の所定の
長さが、第１及び第２及び第３の測距光のパルス幅より
も大きく、蓄積期間が第３の測距光の出力終了後に開始
する。これにより３色表色系により被写体のカラー画像
を撮像する撮像素子を距離情報の検出に用いることがで
きるとともにより広い測距レンジが得られる。
【０００９】このとき第１及び第２及び第３の帯域の各
々は、赤、緑、青の色の帯域にそれぞれ重複することな
く対応し、第１及び第２及び第３の波長の各々は、赤、
緑、青の色の波長に重複することなく対応していること
が好ましい。
【００１０】
【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１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。
【００１１】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（対物部）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
距のための測距光を射出する光源装置１４が配設されて
おり、光源装置１４には、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の測距光をそれぞれ射出する３つの光源１４
Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂが設けられている。光源装置１４の
左側にはレリーズスイッチ１５及び液晶表示パネル１６
が設けられ、また右側にはモード切替ダイヤル１７が設
けられている。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。
【００１２】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
２６によって調整される。撮影レンズ１１の焦点調節動
作及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。
【００１３】撮影レンズ１１の光軸上にはその表面にフ
ィルタ２８ｆが設けられたＣＣＤ（2次元撮像素子）２
８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、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それぞれア
ンプ３１において増幅され、Ａ／Ｄ変換器３２において
アナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル
の画像信号は撮像信号処理回路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及び撮
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。
【００１４】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。
【００１５】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。また記録媒体Ｍに一旦記録された
画像信号は必要に応じて記録媒体Ｍから読み出され、シ
ステムコントロール回路３５を介してＬＣＤパネル３７
に表示することができる。
【００１６】システムコントロール回路３５には、発光
素子制御回路４４が接続されている。発光装置１４に設
けられた光源１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂは、例えばＲＧＢ
に対応する発光素子１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂと照明レン
ズ１８Ｌとからなり、発光素子は例えばレーザダイオー
ドである。発光素子１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ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
１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂから照射されるＲＧＢのビーム
状のレーザ光は、それぞれ照明レンズ１８Ｌを介して拡
散され被写体の全体に測距光として照射される。被写体
において反射した光は撮影レンズ１１に入射し、ＣＣＤ
２８において画像信号として検出される。後述するよう
に、この画像信号から被写体までの距離が画素毎に算出
される。
【００１７】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から成るス
イッチ群４７と、液晶表示パネル（表示素子）１６とが
接続されている。
【００１８】次に図３及び図４を参照して、ＣＣＤを用
いた本実施形態における距離測定の基本的な原理につい
て説明する。なお図４において横軸は時間ｔである。
【００１９】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。光源から射
出された測距光が、被写体で反射され距離測定装置Ｂに
おいて反射光として検出されるまでに進む距離Ｒ（ここ
では距離測定装置Ｂと被写体Ｓとの往復の距離２ｒ）は Ｒ＝２ｒ＝δ・ｔ・Ｃ ・・・（１） により得られる。ただしＣは光速である。
【００２０】例えば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り換えるように反射光
検知期間Ｔを設ける。すなわち、反射光検知期間Ｔは、
反射光の立ち上がりが、反射光検知期間Ｔが開始する前
にＣＣＤにおいて受光され、その立下りが反射光検知期
間内にＣＣＤにおいて受光されるように定められる。図
４に示されるように、この反射光検知期間Ｔにおける受
光量Ａは距離ｒに相関する。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）大
きくなるため、受光量Ａから被写体までの距離が算定さ
れる。
【００２１】本実施形態では上述した原理を利用してＣ
ＣＤ２８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（画素）においてそれぞれ受光量Ａを検出
することにより、被写体Ｓの３次元形状を表す距離情報
が求められる。すなわち、各フォトダイオードにおいて
検出された受光量Ａに基づいて、カメラ本体１０からＣ
ＣＤ２８の各フォトダイオードに対応する被写体Ｓ上の
各点までの距離情報がフォトダイオード（画素）毎に画
像信号（３次元画像）として検出される。
【００２２】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。
【００２３】フォトダイオード５１と垂直転送部（信号
電荷保持部）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、５２
ｂ、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。
【００２４】基板５３の表面に形成されたｐ型井戸の中
にフォトダイオード５１が形成され、ｐ型井戸とｎ型基
板５３の間に印加される逆バイアス電圧によってｐ型井
戸が完全空乏化される。この状態において、入射光（被
写体からの反射光）の光量に応じた電荷がフォトダイオ
ード５１において蓄積される。基板電圧Ｖsub を所定値
以上に大きくすると、フォトダイオード５１に蓄積した
電荷は、基板５３側に掃出される。これに対し、転送ゲ
ート部５４に電荷転送信号（電圧信号）が印加されたと
き、フォトダイオード５１に蓄積した電荷は垂直転送部
５２に転送される。すなわち電荷掃出し信号によって電
荷を基板５３側に掃出した後、フォトダイオード５１に
蓄積した信号電荷が、電荷転送信号によって垂直転送部
５２側に転送される。このような動作により、いわゆる
電子シャッタ動作が実現される。
【００２５】図７は、ＣＣＤ２８に搭載されるフィルタ
２８ｆの一例を示すものである。フィルタ２８ｆは原色
（ＲＧＢ）ベイヤー方式の色フィルタアレイであり、図
７には色フィルタアレイの一部のみが示されている。Ｒ
ＧＢの文字が記された領域は、それぞれＲの色フィル
タ、Ｇの色フィルタ、Ｂの色フィルタに対応する。Ｒ、
Ｇ、Ｂの色フィルタは、２次元的に配列されたＣＣＤ２
８のフォトダイオード５１に各々の対応する。すなわ
ち、Ｒの色フィルタが設けられたフォトダイオード５１
では、Ｒの色フィルタを透過した光のみが受光・検出さ
れ、Ｇの色フィルタが設けられたフォトダイオード５１
では、Ｇの色フィルタを透過した光のみが受光・検出さ
れる。同様にＢの色フィルタが設けられたフォトダイオ
ード５１では、Ｂの色フィルタを透過した光のみが受光
・検出される。なお、１つの画素は隣接するフォトダイ
オード５１からＲＧＢのデータを得る。
【００２６】図８に、ＲＧＢ色フィルタの透過率特性の
一例を示す。曲線Ｔｒ、Ｔｇ、ＴｂはそれぞれＲＧＢの
色フィルタの透過率特性を表しており、それぞれ波長λ
ｒ、λｇ、λｂで最も透過率が高くその両側では減少し
ている。一方、曲線Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂは、それぞれ光源
１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂのスペクトル特性を示してい
る。光源１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂのスペクトル特性は、
それぞれ波長λｒ、λｇ、λｂに鋭いピークを持つ。し
たがって、光源１４Ｒから射出される測距光は、Ｒの色
フィルタが設けられたフォトダイオード５１のみで受光
・検出され、Ｇ、Ｂの色フィルタが設けられたフォトダ
イオードでは殆んど検出されない。同様に光源１４Ｇ、
１４Ｂから射出される測距光は、それぞれＧ、Ｂの色フ
ィルタが設けられたフォトダイオード５１のみで受光・
検出され、その他のフォトダイオードでは殆んど検出さ
れない。
【００２７】次に、本実施形態の距離情報検出動作につ
いて図９を参照して説明する。被写体までの距離を図
３、図４を参照して説明した原理により測定する場合に
は、極めて高速な電子シャッタ動作が要求されるため、
１回のシャッタ動作では十分な信号出力を得られない。
したがって、本実施形態の距離情報検出動作では、上述
の電子シャッタ動作を例えば１フィールド期間に渡り所
定の回数繰り返し行うことにより、垂直転送部５２にお
いて信号電荷を積分し、より大きな信号出力を得てい
る。図９は、垂直転送部５２において信号電荷の積分を
行う本実施形態の距離情報検出動作のタイミングチャー
トである。
【００２８】垂直同期信号（図示せず）が出力されフィ
ールド期間（２つの垂直同期信号によって挟まれる期間
であり１／６０秒とは限らない）が開始すると、ＣＣＤ
２８では前述した電子シャッタ動作により所定のタイミ
ングで期間ＴU1の蓄積期間が繰り返し設けられ、各フォ
トダイオード５１ではこの期間に受光した光量に対応し
た信号電荷が蓄積される。図９において横軸は時間であ
り、1フィールド期間に繰り返される蓄積期間のうち２
つの蓄積期間ＳA11、ＳA12が例示されている。これらの
蓄積期間に同期して、所定のパルス幅ＴSを有するパル
ス状のＲＧＢの測距光ＳR1、ＳG1、ＳB1がそれぞれ光源
１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂから出力される。測距光ＳR1、
ＳG1、ＳB1は蓄積期間ＳA11、ＳA12の間に例えばＳB1、
ＳG1、Ｓ R1の順で出力される。各測距光ＳB1、ＳG1、Ｓ
R1は間断のないように連続して出力される。本実施形態
では、測距光ＳB1の出力終了と略同時に測距光ＳG1が出
力され、測距光ＳG1の出力終了と略同時に測距光ＳR1が
出力される。また、本実施形態では、測距光ＳR1の出力
は蓄積期間ＳA12が開始する直前に終了する。
【００２９】測距光ＳR1、ＳG1、ＳB1は、それぞれ被写
体表面において反射され、ＲＧＢの色フィルタが設けら
れた各フォトダイオードにおいて受光される。パルスＳ
R1’、ＳG1’、ＳB1’は、Ｒの色フィルタ、Ｇの色フィ
ルタ、Ｂの色フィルタが設けられたフォトダイオードに
おける受光量を示しており、測距光ＳR1、ＳG1、ＳB1に
それぞれ対応する。図９では、測距光ＳR1、ＳG1に対応
するパルスＳR1’、Ｓ G1’の一部が蓄積期間ＳA12にお
いて受光されている。斜線部ＳR11’、ＳR12’、
ＳG11’、ＳG12’、ＳB12’は蓄積期間ＳA12における各
フォトダイオードの受光量を示している。すなわち、Ｃ
ＣＤ２８ではこの受光量に対応した信号電荷が検出され
る。なお、斜線部ＳR11’、ＳG11’は被写体で反射され
た測距光に起因するものであり、斜線部ＳR12’、
ＳG12’、ＳB12’は外光に起因するものである。
【００３０】図９において、パルスＳR1’、ＳG1’、Ｓ
B1’が受光される各フォトダイオードは隣接したフォト
ダイオードであり、例えば１つの絵素を構成する。した
がって、測距光ＳR1、ＳG1、ＳB1が被写体に反射され、
これらのフォトダイオードに到達するまでの距離は各々
略等しい。すなわち、図９の例では測距光ＳR1、ＳG1、
ＳB1が各フォトダイオードに到達するまでの時間は全て
ＴD＝ＴS＋Ｔdである。ＴDは式（１）のδ・ｔに対応す
るので、時間ＴDを算出することにより被写体までの距
離が算出される。ここで測距光のパルス幅ＴSは既知な
ので、斜線部ＳG 11’に対応する時間Ｔdを求めれば、被
写体までの距離を計算することができる。なお、被写体
までの距離の算出方法については後述する。
【００３１】このように期間ＴU1の間に、フォトダイオ
ード５１には、被写体までの距離に対応して信号電荷が
蓄積される。ＣＣＤ２８の各フォトダイオード５１に蓄
積された電荷は、蓄積期間が終了する度に垂直転送部５
２へ転送される。以上の説明では、蓄積期間ＳA12に関
してのみ説明したが、蓄積期間ＳA11や1フィールド期間
における他の蓄積期間においても同様に、測距光の出
力、信号電荷の蓄積・転送が行われる。これにより垂直
転送部５２では、各蓄積期間に蓄積された信号電荷が1
フィールド期間に渡り積分される。１フィールドの期間
に積分される信号電荷は、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。なお測距光の発光タイミングは、計測される被写体
の距離に応じて調整されるものであり、そのタイミング
は図９に示されたタイミングに限定されるものではな
い。また、以上説明した信号電荷の検出動作は１組のＲ
ＧＢの色フィルタに対応するフォトダイオードに関する
ものであり、全てのフォトダイオード５１においてもこ
のような検出動作が行なわれる。１フィールド期間に渡
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ＣＣＤ２
８から出力される。
【００３２】しかし、ＣＣＤ２８で検出される反射光
は、被写体の表面の反射率の影響を受けている。したが
って、この反射光を介して得られた距離情報は反射率に
起因する誤差を含んでいる。また、ＣＣＤ２８により検
出された反射光には、図９で説明したように、被写体か
らの反射光以外に外光等の成分も含まれており、これに
起因する誤差も存在する。これらの誤差を補正する方法
について、距離情報検出動作のフローチャートである図
１０、１１及び、図１２〜図１４のタイミングチャート
を参照して説明する。
【００３３】ステップ１０１においてレリーズスイッチ
１５が全押しされていることが確認されるとステップ１
０３が実行され、垂直同期信号が出力されるとともに測
距光制御が開始される。すなわち、発光装置１４の各光
源１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂが駆動され、パルス状の測距
光（ＳR1、ＳG1、ＳB1など）が、図９に示されたタイミ
ングで出力される。次にステップ１０４が実行され、Ｃ
ＣＤ２８による検知制御が開始される。すなわち、図９
を参照して説明した距離情報検出動作が開始され、被写
体までの距離に相関し、図９の斜線部で示された光量に
対応する電荷が垂直転送部５２において積分される。
【００３４】ステップ１０５では、距離情報検出動作の
開始から１フィールド期間が終了したか否か、すなわち
新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定される。
１フィールド期間が終了するとステップ１０６へ進み、
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１０７において画像メモリ３４に一
時的に記憶される。ステップ１０８では、測距光制御が
オフ状態に切換えられ、発光装置１４（光源１４Ｒ、１
４Ｇ、１４Ｂ）の発光動作が停止する。
【００３５】ステップ１０９〜ステップ１１２では、距
離補正情報の検出動作が行われる。まず、ステップ１０
９では、垂直同期信号が出力されたのちＣＣＤ２８によ
る検知制御が開始される。すなわち、図１２に示される
ように、発光装置１４の発光動作が行われることなく、
光源１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂが消灯された状態で、上述
した電子シャッタ動作が繰り返し実行され、図９に示さ
れたタイミングと同様のタイミングでＴU1の蓄積期間Ｓ
A2が設けられる。距離補正情報の検出動作（図１２）で
は、被写体にＲＧＢの測距光が照射されないため、ＲＧ
Ｂの測距光の反射光は存在しない。したがって、各蓄積
期間ＳA2において距離情報の信号電荷は発生しない。し
かし、ＣＣＤ２８には外光等の外乱成分が入射するた
め、ＲＧＢの各色フィルタに対応するフォトダイオード
５１には、この外乱成分に対応した信号電荷ＳR22’、
ＳG22’、ＳB22’がそれぞれ発生する。この信号電荷Ｓ
R22’、ＳG22’、ＳB22’はＴU1の蓄積期間ＳA2におけ
る距離補正情報に対応している。なお、信号電荷
ＳR22’、ＳG22’、ＳB22’の蓄積期間ＳA2における蓄
積動作は１フィールド期間に渡り繰り返し行われ、垂直
転送部５２において保持・積分される。
【００３６】ステップ１１０では、距離補正情報の検出
動作の開始から１フィール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１１１にお
いて、距離補正情報の信号電荷ＳR22’、ＳG22’、Ｓ
B22’がＣＣＤ２８から出力される。距離補正情報の信
号電荷ＳR22’、ＳG22’、ＳB22’はステップ１１２に
おいて画像メモリ３４に一時的に記憶される。
【００３７】ステップ１１３〜ステップ１１７では、反
射率情報の検出動作が行われる。ステップ１１３では、
垂直同期信号が出力された後、測距光制御が開始され
る。図１３に示されるように、反射率情報検出動作で
は、図９の距離情報検出動作とは異なり、ＲＧＢの光源
１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂからは、略同時にパルス状の測
距光ＳR3、ＳG3、ＳB3が断続的に出力される。測距光Ｓ
R3、ＳG3、ＳB3のパルス幅はＴSであり、図９に示され
た測距光ＳR1、ＳG1、ＳB1のパルス幅に等しい。ステッ
プ１１４では、ＣＣＤ２８による検知制御が開始され
る。すなわち、図１３に示されるように、光源１４Ｒ、
１４Ｇ、１４Ｂから測距光が出力された後、所定のタイ
ミングで上述した電子シャッタ動作が実行され、ＴU2の
蓄積期間ＳA3が設けられる。蓄積期間ＳA3は、光源装置
１４から照射された測距光ＳR3、ＳG3、ＳB3の全てがこ
の期間内に受光されるように制御される。すなわち、Ｃ
ＣＤ２８のＲＧＢの各フォトダイオード５１には、ＴS
のパルス幅を持つ測距光ＳR3、ＳG 3、ＳB3そのものに対
応する信号電荷ＳR3’、ＳG3’、ＳB3’及び、斜線部で
示された信号電荷ＳR32’、ＳG32’、ＳB32’が蓄積さ
れる。斜線部で示された信号電荷ＳR32’、ＳG32’、Ｓ
B32’は、蓄積期間ＳA3に各フォトダイオード５１に入
射する外光により発生する電荷である。
【００３８】したがって信号電荷ＳR3’、ＳG3’、
ＳB3’は、被写体までの距離とは関係せず、被写体の表
面の反射率に依存する反射率情報に対応している。上述
した反射率情報に対応する信号電荷ＳR3’、ＳG3’、Ｓ
B3’と外光成分に対応する信号電荷ＳR32’、ＳG32’、
ＳB32’の蓄積動作は、１フィールド期間に渡り繰り返
し行われ、垂直転送部５２において保持・積分される。
【００３９】ステップ１１５では、反射率情報検出動作
の開始から１フィールド期間が終了したか否か、すなわ
ち新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定され
る。１フィールド期間が終了するとステップ１１６へ進
み、反射率情報の信号電荷ＳR3’、ＳG3’、ＳB3’と外
光成分の信号電荷ＳR32’、ＳG32’、ＳB32’とがＣＣ
Ｄ２８から出力される。これらの信号電荷はステップ１
１７において画像メモリ３４に一時的に記憶される。ス
テップ１１８では測距光制御がオフ状態に切換えられ、
発光装置１４（光源１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ）の発光動
作が停止する。
【００４０】ステップ１１９〜ステップ１２２では、反
射率補正情報の検出動作が行われる。ステップ１１９で
は、垂直同期信号が出力されたのちＣＣＤ２８による検
知制御が開始される。すなわち、図１４に示されるよう
に、発光装置１４の発光動作が行われることなく、光源
１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂが消灯された状態で、上述した
電子シャッタ動作が繰り返し実行され、図１３に示され
たタイミングと同様のタイミングでＴU2の蓄積期間ＳA4
が設けられる。反射率補正情報の検出動作（図１４）で
は、被写体にＲＧＢの測距光が照射されないため、ＲＧ
Ｂの測距光の反射光は存在しない。したがって、各蓄積
期間ＳA4において距離情報の信号電荷は発生しない。し
かし、ＣＣＤ２８には外光等の外乱成分が入射するた
め、ＲＧＢの各色フィルタに対応するフォトダイオード
５１には、この外乱成分に対応した信号電荷ＳR42’、
ＳG42’、ＳB42’がそれぞれ発生する。この信号電荷Ｓ
R42’、ＳG42’、ＳB42’はＴU2の蓄積期間ＳA4におけ
る距離補正情報に対応している。なお、信号電荷
ＳR42’、ＳG42’、ＳB42’の蓄積期間ＳA4における蓄
積動作は１フィールド期間に渡り繰り返し行われ、垂直
転送部５２において保持・積分される。
【００４１】ステップ１２０では、反射率補正情報の検
出動作の開始から１フィールド期間が終了したか否か、
すなわち新たに垂直同期信号が出力されたか否かが判定
される。１フィールド期間が終了するとステップ１２１
において、反射率補正情報の信号電荷ＳR42’、
ＳG42’、ＳB42’がＣＣＤ２８から出力され、ステップ
１２２において画像メモリ３４に一時的に記憶される。
【００４２】ステップ１２３では、ステップ１０３〜ス
テップ１２２において得られた距離情報、距離補正情
報、反射率情報、反射率補正情報から被写体までの距離
に対応する距離データが演算される。ステップ１２３で
の演算により算出された距離データは、ステップ１２４
において、記録媒体Ｍ（図１参照）などのメモリに保存
される。
【００４３】その後ステップ１２５では、測距光制御が
オフ状態に設定さとともに、ステップ１２６においてＣ
ＣＤ２８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、被写体のカラー静止画像が撮影さ
れる。ステップ１２７では、撮影された静止画像の画像
データが記録媒体Ｍなどのメモリに保存される。以上に
よりこの距離情報検出のためのプログラムは終了する。
【００４４】次に、ステップ１２３において実行される
演算処理の内容を図９、図１２〜図１４及び図１５を参
照して説明する。本実施形態の距離情報検出動作では、
図９に示すようにパルス幅ＴSのＲＧＢの測距光ＳB1、
ＳG1、ＳR1を３ＴSの期間に渡り順次間断なく被写体に
照射し、その反射光の一部をパルス幅ＴSと略等しい期
間ＴU1の蓄積期間に検出することにより被写体までの距
離を算出している。本実施形態では、測距光ＳB1、
ＳG1、ＳR1各々のパルス幅ＴSと蓄積期間（ＳA11、Ｓ
A12等）の幅ＴU1とが略等しいので、測距光ＳB1、
ＳG1、ＳR1の一部が蓄積期間内にフォトダイオード５１
において受光される仕方には、被写体とカメラ本体との
間の距離に応じて図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の3通
りがある。
【００４５】図１５（ａ）は、被写体が相対的に近距離
のレンジにある場合に対応し、反射パルスＳR1’のみＲ
の色フィルタが設けられたフォトダイオードにおいて検
出される。このとき図９におけるＴDはＴdに等しく、検
出された反射パルスＳR1’の幅Ｔdが被写体までの距離
に対応する。図１５（ｂ）は、被写体が相対的に中距離
のレンジにある場合に対応し、反射パルスＳG1’のみ、
または反射パルスＳG1’と反射パルスＳR1’のみＧ、Ｒ
の色フィルタが設けられたそれぞれのフォトダイオード
において検出される。これは図９の場合に対応し、ＴD
は図９に示されるとおりＴd＋ＴSである。図１５（ｃ）
は被写体が相対的に遠距離のレンジにある場合に対応
し、反射パルスＳB1’のみ、または反射パルスＳB1’と
反射パルスＳG1’のみＢ、Ｇの色フィルタが設けられた
それぞれのフォトダイオードにおいて検出される。この
とき図９におけるＴDはＴd＋２ＴSに等しい。すなわ
ち、本実施形態では、Ｒの測距光及びフォトダイオード
は、相対的に近距離にある近測距レンジでの計測に用い
られ、Ｇの測距光及びフォトダイオードは相対的に中距
離にある中測距レンジでの計測に用いられ、Ｂの測距光
及びフォトダイオードは相対的に遠距離にある遠測距レ
ンジでの計測に用いられる。１つの画素に対応する被写
体までの距離は、これら周囲のＲＧＢのフォトダイオー
ドを用いて算出される。なお、ある画素に対応する被写
体が何れの測距レンジにあるのかを判定するには、上述
したようにその画素と周囲のＲＧＢそれぞれのフォトダ
イオードにおいて、反射パルスが検出されたか否かを判
定することにより行うことができる。
【００４６】ステップ１２３では、ＲＧＢに対応するフ
ォトダイオード毎に蓄積された信号電荷の有無が判定さ
れることにより、画素毎の被写体までの距離が近測距レ
ンジ、中測距レンジ、遠測距レンジの何れの測距レンジ
にあるのかが判定される。各画素の測距レンジが確定さ
れるとその測距レンジに対応して被写体までの距離が演
算される。以下被写体が中測距レンジにある場合（図９
または図１５（ｂ））を例に距離算出の演算について説
明する。なお、ＲＧＢに対応するフォトダイオード毎に
蓄積された信号電荷の有無を判定する際、外光成分によ
る影響は以下に述べる距離補正情報により補正される。
【００４７】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５１に発生した電荷が積分されて得られる出
力Ｓｎは、 Ｓｎ＝ｋ・Ｒ・Ｉ・ｔ ・・・（２） で表される。ここでｋは比例定数で、撮影レンズのＦナ
ンバーや倍率等によって変化する。
【００４８】被写体がレーザ等の光源からの光で照明さ
れる場合、輝度Ｉはその光源による輝度ＩSと背景光に
よる輝度ＩBとの合成されたものとなり、 Ｉ＝ＩS＋ＩB ・・・（３） と表せる。
【００４９】図９に示されるように蓄積期間ＳA12の蓄
積時間をＴU1、測距光ＳR1、ＳG1、ＳB1のパルス幅をＴ
S、蓄積期間ＳA12において受光される測距光ＳG1の反射
光のパルス幅をＴdとし、１フィールド期間中のその電
荷蓄積がＮ回繰り返されるとすると、Ｇの色フィルタが
設けられたフォトダイオードで得られる出力ＳＭ10は、 ＳＭ10＝Σ（ｋ・Ｒ（ＩS・Ｔd＋ＩB・ＴU1）） ＝ｋ・Ｎ・Ｒ（ＩS・Ｔd＋ＩB・ＴU1） ・・・（４） となる。なお、中測距レンジのときパルス幅Ｔdは測距
光のパルス幅ＴS、測距光の伝播時間ＴDや被写体までの
距離ｒと Ｔd＝ＴD−ＴS＝δ・ｔ−ＴS ＝２ｒ／Ｃ−ＴS ・・・（５） の関係にある。
【００５０】図１3に示されるように蓄積期間ＳA3の蓄
積時間ＴU2が、パルス状の測距光ＳR 3のパルス幅ＴSよ
りも十分大きく、反射光の単位受光時間を全部含むよう
に制御された場合にＧの色フィルタが設けられたフォト
ダイオードで得られる出力ＳＭ 20は、 ＳＭ20＝Σ（ｋ・Ｒ（ＩS・ＴS＋ＩB・ＴU2）） ＝ｋ・Ｎ・Ｒ（ＩS・ＴS＋ＩB・ＴU2） ・・・（６） となる。
【００５１】図１２に示されるように光源１４Ｒ、１４
Ｇ、１４Ｂの発光を止めて、図９と同じ蓄積時間ＴU1で
電荷蓄積（蓄積期間ＳA2）を行った場合に、Ｇの色フィ
ルタが設けられたフォトダイオードにおいて得られる出
力ＳＭ１１は、斜線部ＳG12’に対応し、 ＳＭ11＝Σ（ｋ・Ｒ・ＩB・ＴU1） ＝ｋ・Ｎ・Ｒ・ＩB・ＴU1 ・・・（７） となる。同様に、図１４に示されるように光源１４Ｒ、
１４Ｇ、１４Ｂの発光を止めて、図１３の蓄積時間ＴU2
で電荷蓄積（蓄積期間ＳA4）を行った場合に、Ｇの色フ
ィルタが設けられたフォトダイオードにおいて得られる
出力ＳＭ21は、斜線部ＳG32’に対応し、 ＳＭ21＝Σ（ｋ・Ｒ・ＩB・ＴU2） ＝ｋ・Ｎ・Ｒ・ＩB・ＴU2 ・・・（８） となる。
【００５２】（４）、（６）、（７）、（８）式から、 Ｓd＝（ＳＭ10−ＳＭ11）／（ＳＭ20−ＳＭ21） ＝Ｔd／ＴS ・・・（９） が得られる。
【００５３】上述したように蓄積期間ＳA12に検出され
る信号電荷にはそれぞれ外光等の外乱成分（背景光によ
る輝度ＩB）が含まれている。（９）式のＴd／ＴSは、
測距光ＳG1を照射したときに蓄積期間ＳA12に受光され
る被写体からの反射光（斜線部ＳG11’に対応）の光量
を、パルス幅ＴSの測距光ＳG3が全て蓄積期間内に受光
されるときの光量（電荷ＳR3’に対応）によって正規化
したものである。これは、測距光ＳG3が全て蓄積期間内
に受光されるときの光量（電荷ＳR3’に対応）から外乱
成分（図９のＳG12’に相当）を除去した値と、測距光
ＳG1を照射したときに蓄積期間ＳA12に受光される被写
体からの反射光（斜線部ＳG11’に対応）の光量から外
乱成分（図１３の斜線部ＳG32’に相当）を除去した値
との比に等しい。
【００５４】（９）式の各出力値ＳＭ10、ＳＭ11、ＳＭ
20、ＳＭ21はステップ１０７、１１２、１１７、１２２
において、距離情報、距離補正情報、反射率情報、反射
率補正情報として格納されている。したがって、これら
の情報に基いて、Ｓd（＝Ｔd／ＴS）が得られる。パル
ス幅ＴS既知であるから、（５）式とＴd／ＴSから距離
ｒが得られる。すなわち ２ｒ＝Ｃ・ＴS・（（ＳＭ10−ＳＭ11）／（ＳＭ20−ＳＭ21）＋１） ・・・（１０） と表すことができる。
【００５５】式（５）は、被写体が中測距レンジにある
ときの関係式なので、これに基づく式（１０）も被写体
が中測距レンジにある場合の式である。被写体が近測距
レンジにあるときには、式（５）は、 Ｔd＝ＴD＝δ・ｔ＝２ｒ／Ｃ ・・・（５ａ） で置き換えられるので、式（１０）は、 ２ｒ＝Ｃ・ＴS・（ＳＭ10−ＳＭ11）／（ＳＭ20−ＳＭ21） ・・・（１０ａ ） で置き換えられる。また被写体が遠測距レンジにあると
きには、式（５）は、 Ｔd＝ＴD−２ＴS＝δ・ｔ−２ＴS ＝２ｒ／Ｃ−２ＴS ・・・（５ｂ） で置き換えられるので、式（１０）は、 ２ｒ＝Ｃ・ＴS・（（ＳＭ10−ＳＭ11）／（ＳＭ20−ＳＭ21）＋２） ・・・（１０ｂ） で置き換えられる。
【００５６】なお、上述した測距レンジの判定は、ＲＧ
Ｂの各フォトダイオードにおいて求められたＳＭ10、Ｓ
Ｍ11から算出されるＳＭ10−ＳＭ11の値を判定すること
により行われる。
【００５７】以上のように、本実施形態によれば、測距
光をＲＧＢの色成分に分離し、分離されたＲＧＢの測距
光を所定の順序で間断なく順次発光することにより、Ｒ
の色フィルタが設けられたフォトダイオード、Ｇの色フ
ィルタが設けられたフォトダイオード、Ｂの色フィルタ
が設けられたフォトダイオードにおいて、それぞれ異な
る測距レンジを測距可能とし、蓄積期間を大きくとるこ
となく大きな測距レンジを得ることができる。また、測
距レンジ毎にＣＣＤからの読み出しを行う必要がないの
で短時間に計測が可能である。更に本実施形態ではＲＧ
Ｂの測距光を用いるため、カラー画像を撮影するための
色フィルタアレイをそのまま用いることができる。これ
により、３次元画像を検出するためのＣＣＤと通常のカ
ラー静止画像を検出するためのＣＣＤを兼用することが
できる。
【００５８】なお、本実施形態では、Ｂの測距光の立下
りと略同時にＧの測距光が出力され、Ｇの測距光の立下
りと略同時にＲの測距光が出力されると言うように、各
測距光は間断なく連続して出力されるとともに、時間的
に重複しないように出力されたが、各測距光は重複して
出力されてもよい。また、本実施形態において、距離情
報検出動作における蓄積期間（ＳA12、ＳA12など）の蓄
積時間（ＴU1）は測距光のパルス幅（Ｔs）と略等しく
設定されたが、これよりも長く設定してもよい。
【００５９】色フィルタと測距光はＲＧＢに限定される
ものではなく、他の波長域の色フィルタとこれに対応す
る波長の測距光を用いてもよく、赤外領域などの可視光
以外の波長域を用いてもよい。また、本実施形態では、
色フィルタと測距光の組として、ＲＧＢの３つの組を用
いたが、４つ以上の組を用いてもよい。
【００６０】なお、本実施形態では、外光成分による影
響があるものとして、これらの補正を行ったが、外光成
分が無視できるときには、ＳＭ11、ＳＭ21を０として扱
ってもよい。
【００６１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、広い測
距レンジが得られるとともに短時間で測距が行える３次
元画像検出装置が得られる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における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】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４】測距光、反射光、ゲートパルス、及びＣＣＤが
受光する光量分布を示す図である。
【図５】ＣＣＤに設けられるフォトダイオードと垂直転
送部の配置を示す図である。
【図６】ＣＣＤを基板に垂直な平面で切断して示す断面
図である。
【図７】ＣＣＤの色フィルタアレイの一例を示す。
【図８】本実施形態におけるＲＧＢ色フィルタの透過率
特性と光源の分光特性を示す。
【図９】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１０】本実施形態のカメラ型の３次元画像検出装置
で実行されるプログラムのフローチャートの前半部であ
る。
【図１１】図１０のフローチャートの後半部である。
【図１２】距離補正情報の検出動作のタイミングチャー
トである。
【図１３】反射率情報の検出動作のタイミングチャート
である。
【図１４】反射率補正情報の検出動作のタイミングチャ
ートである。
【図１５】被写体が存在する測距レンジと、ＲＧＢ測距
光による被写体からの反射光が蓄積期間内に受光される
タイミングとの関係を示した図である。
【符号の説明】
１４ 光源装置 １４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ 光源 １８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ 発光素子（レーザダイオー
ド） ２８ ＣＣＤ ３０ ＣＣＤ駆動回路 ３５ システムコントロール回路 ４４ 発光素子制御回路
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA53 BB05 DD06 FF12 FF32 GG21 JJ03 JJ18 JJ24 JJ26 LL21 NN08 NN12 QQ03 QQ21 QQ24 QQ31 5C022 AA00 AB12 AB13 AB15 AB24 AB28 AB66 AC03 AC22 AC32 AC42 AC55 5C061 AB04 AB08 5J084 AA05 AD01 AD05 BA04 BA36 BB02 CA03 CA31 CA49 CA65 CA70

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パルス変調された第１の波長の光を第１
    の測距光として被写体に照射する第１の光源と、 パルス変調された第２の波長の光を第２の測距光として
    前記被写体に照射する第２の光源と、 前記第１の波長を含む第１の帯域の光を検出し対応する
    電荷を蓄積する第１の画素と、前記第２の波長を含む第
    ２の帯域の光を検出し対応する電荷を蓄積する第２の画
    素とを有する２次元撮像素子と、 前記第１及び第２の光源の駆動を制御し、前記第２の測
    距光を、前記第１の測距光の出力後かつ前記第１の測距
    光の出力終了前に出力する光源制御手段と、 前記２次元撮像素子の駆動を制御し、前記第１及び第２
    の画素における電荷の蓄積を所定の長さの蓄積期間に行
    う撮像素子制御手段と、 前記蓄積期間に、少なくとも前記第１又は第２の画素の
    一方において対応する前記第１又は第２の測距光の前記
    被写体からの反射光を検出し、この検出に対応して蓄積
    された電荷に基づいて前記被写体までの距離情報を、隣
    接する前記第１及び第２の画素から算出する距離情報検
    出手段とを備え、前記蓄積期間の所定の長さが、前記第
    １及び第２の測距光のパルス幅よりも大きく、前記蓄積
    期間が前記第２の測距光の出力終了後に開始することを
    特徴とする３次元画像検出装置。
  2. 【請求項２】 前記第１及び第２の帯域が、赤、緑、青
    のなかの何れかの２つの色の帯域にそれぞれ対応するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の３次元画像検出装置。
  3. 【請求項３】 前記第１及び第２の波長が、赤、緑、青
    のなかの何れかの２つの波長にそれぞれ対応することを
    特徴とする請求項１に記載の３次元画像検出装置。
  4. 【請求項４】 前記第１及び第２の帯域の光が、色フィ
    ルタにより選択的に濾光されたものであることを特徴と
    する請求項１に記載の３次元画像検出装置。
  5. 【請求項５】 前記第１の測距光のパルス幅と前記第２
    の測距光のパルス幅と前記蓄積期間の前記所定の長さと
    が実質的に等しい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. 【請求項６】 前記第１の測距光の出力の終了と前記第
    ２の測距光の出力の開始とが実質的に同時であることを
    特徴とする請求項１に記載の３次元画像検出装置。
  7. 【請求項７】 前記３次元画像検出装置がパルス変調さ
    れた第３の波長の光を第３の測距光として前記被写体に
    照射する第３の光源を備え、前記２次元撮像素子が前記
    第３の波長を含む第３の帯域の光を検出し対応する電荷
    を蓄積する第３の画素を有し、前記光源制御手段が、前
    記第３の測距光を、前記第２の測距光の出力後かつ前記
    第１の測距光の出力終了前に出力し、前記撮像素子制御
    手段が前記第３の画素における電荷の蓄積を前記蓄積期
    間に行い、距離情報検出手段が前記蓄積期間に少なくと
    も前記第１又は第２又は第３の画素の一つにおいて対応
    する前記第１又は第２又は第３の測距光の前記被写体か
    らの反射光を検出し、この検出に対応して蓄積された電
    荷に基づいて前記被写体までの距離情報を、隣接する前
    記第１及び第２及び第３の画素から算出し、前記蓄積期
    間の所定の長さが、前記第１及び第２及び第３の測距光
    のパルス幅よりも大きく、前記蓄積期間が前記第３の測
    距光の出力終了後に開始することを特徴とする請求項１
    に記載の３次元画像検出装置。
  8. 【請求項８】 前記第１及び第２及び第３の帯域の各々
    が、赤、緑、青の色の帯域にそれぞれ重複することなく
    対応していることを特徴とする請求項７に記載の３次元
    画像検出装置。
  9. 【請求項９】 前記第１及び第２及び第３の波長の各々
    が、赤、緑、青の色の波長に重複することなく対応して
    いることを特徴とする請求項７に記載の３次元画像検出
    装置。
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