JP2011069726A - Distance image acquisition apparatus - Google Patents

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Shigeki Nakase
重樹 仲瀬
Shigeyuki Nakamura
重幸 中村
Hiromi Shimano
弘己 嶋野
Michihito Hirayanagi
通人 平柳
Takuya Matsumoto
拓也 松本
Original Assignee
Hamamatsu Photonics Kk
浜松ホトニクス株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distance image acquisition apparatus which can suppress relative errors between pixels of distance images caused by the bending of a fiber bundle image guide. <P>SOLUTION: The distance image acquisition apparatus 1 includes a flexible armored body 3, a light source 21, a first light-guide fiber 7, a second light-guide fiber 9, a fiber bundle image guide 11 for receiving reflected light and emitting it from a base face 11T, an optical path alteration member 15 for altering the optical path of light emitted from the light source 21 and making it incident onto the fiber bundle image guide 11 as self-calibration light 21E, a distance image sensor 23 for outputting a first output signal corresponding to a first light propagation delay time, and a signal processing part 25 for computing a distance image of an object to be measured 33. The signal processing part 25 computes a second light propagation delay time on the basis of a second output signal of the distance image sensor 23 which has received the self-calibration light 21E and calibrates a distance image for each plurality of pixels on the basis of this. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、距離画像取得装置に関する。   The present invention relates to a distance image acquisition device.

測定対象物までの距離画像を測定可能な内視鏡が知られている。これらの内視鏡は、屈曲可能な外装体を備えている。測定対象物の反射光は、外装体内に設けられたイメージガイドとしてのファイババンドル型イメージガイドによって、内視鏡の先端部から基端部に導かれ、イメージセンサに入射する。イメージセンサは、測定対象物の距離画像情報を出力する。このような構成の内視鏡は、外装体を屈曲させても測定可能なため、例えば、体腔内等の狭い場所に存在する測定対象物の距離画像を測定することができる。   An endoscope capable of measuring a distance image to a measurement object is known. These endoscopes include a bendable outer body. The reflected light of the measurement object is guided from the distal end portion of the endoscope to the proximal end portion by the fiber bundle type image guide as an image guide provided in the exterior body, and enters the image sensor. The image sensor outputs distance image information of the measurement object. Since the endoscope having such a configuration can be measured even when the exterior body is bent, for example, it is possible to measure a distance image of a measurement object present in a narrow place such as a body cavity.

下記特許文献1に記載の内視鏡は、その基端部に2つの光源を備えている。それらの光源からの出射光は、光ガイドファイバによって内視鏡先端部に導かれ、内視鏡先端部に設けられた測定対象物までの発散照射距離の異なる2つのレンズからそれぞれ測定対象物に照射される。そして、2つの光源の出射光の測定対象物による反射光を独立に測定し、それらの強度比から、2つのレンズから測定対象物までの距離が演算される。このような測定方法によって、測定対象物の距離画像が取得される。   The endoscope described in Patent Document 1 below includes two light sources at its base end. Outgoing light from these light sources is guided to the endoscope tip by a light guide fiber, and the two diverging irradiation distances to the measurement object provided at the endoscope tip are respectively changed to the measurement object. Irradiated. And the reflected light by the measuring object of the emitted light of two light sources is measured independently, and the distance from two lenses to a measuring object is calculated from those intensity ratios. A distance image of the measurement object is acquired by such a measurement method.

距離画像を取得する他の測定方法として、飛翔時間(Time of Flight、TOF)計測法(以下、「TOF法」という。)が知られている。TOF法は、光源が出射光を出射してから、その光が測定対象物で反射して受光素子に到達するまでの時間を基に、測定対象物までの距離を測定する方法である。このような距離測定を、距離画像の複数の画素に対応する測定対象物の複数の領域について行うことにより、画素値として測定対象物までの距離値を有する距離画像が得られる。   As another measurement method for obtaining a distance image, a flight time (TOF) measurement method (hereinafter referred to as “TOF method”) is known. The TOF method is a method of measuring the distance to the measurement object based on the time from when the light source emits the emitted light until the light is reflected by the measurement object and reaches the light receiving element. By performing such distance measurement for a plurality of regions of the measurement object corresponding to the plurality of pixels of the distance image, a distance image having a distance value to the measurement object as a pixel value is obtained.

下記特許文献2に記載の内視鏡は、基端部に設けられた1つの光源と、その光源の出射光を先端部に導いて測定対象物に照射する光ガイドファイバと、照射光の測定対象物による反射光を先端部において受光するファイババンドル型イメージガイドと、ファイババンドル型イメージガイドによって導かれた反射光を受光するTOF法のイメージセンサを備えている。測定対象物の複数の領域からの反射光は、ファイババンドル型イメージガイド内の複数の光ファイバによってそれぞれ独立してイメージセンサに導かれる。   An endoscope described in Patent Document 2 below includes one light source provided at a base end portion, a light guide fiber that guides emitted light from the light source to the distal end portion, and irradiates a measurement target, and measurement of irradiation light. A fiber bundle type image guide that receives reflected light from the object at the tip portion and a TOF image sensor that receives the reflected light guided by the fiber bundle type image guide are provided. Reflected light from a plurality of regions of the measurement object is independently guided to the image sensor by a plurality of optical fibers in the fiber bundle type image guide.

特開2002−65581号公報JP 2002-65581 A 国際公開第2005/027739号パンフレットInternational Publication No. 2005/027739 Pamphlet

上記特許文献1に記載の内視鏡においては、測定原理上、2つの光源から測定対象物に照射する光の強度を互いに等しくする必要がある。これらの光の強度に差があると、距離測定に誤差が生じてしまう。しかし、このような光の強度の差は、例えば、内視鏡への汚れの付着や光源の径時劣化等が原因で生じてしまうため、強度差が生じることを完全に防ぐのは困難である。そのため、上記特許文献1に記載の内視鏡と同様な方法で距離画像を取得する内視鏡では、測定対象物に照射される光強度の変動に起因して、距離画像における距離の誤差が大きくなってしまう。   In the endoscope described in Patent Document 1, it is necessary to make the intensities of light irradiated from two light sources to a measurement object equal to each other based on the measurement principle. If there is a difference between these light intensities, an error occurs in the distance measurement. However, such a difference in light intensity is caused by, for example, dirt on the endoscope or deterioration of the light source over time, so it is difficult to completely prevent the difference in intensity. is there. Therefore, in an endoscope that acquires a distance image in the same manner as the endoscope described in Patent Document 1, a distance error in the distance image is caused by a variation in light intensity irradiated to the measurement object. It gets bigger.

それに対して、上記特許文献2に記載の内視鏡のようにTOF法によって距離画像を取得する内視鏡においては、光源が測定対象物に光を照射してから、その反射光を受光素子が受光するまでの時間を基に距離を演算しているため、測定対象物に照射される光強度の変動に起因して、距離画像に誤差が生じることはない。   On the other hand, in an endoscope that acquires a distance image by the TOF method as in the endoscope described in Patent Document 2, a light source irradiates light to a measurement object, and then reflects the reflected light to a light receiving element. Since the distance is calculated based on the time until the light is received, an error does not occur in the distance image due to the fluctuation of the light intensity applied to the measurement object.

光源が測定対象物に光を照射してから、その反射光を受光素子が受光するまでの時間には、内視鏡の外装体内に設けられたファイババンドル型イメージガイド内を反射光が伝搬する時間も含まれる。測定対象物までの距離の算出においては、このような反射光がファイババンドル型イメージガイド内を伝搬するのに必要な時間(ファイババンドル型イメージガイドにおける光伝搬遅延時間)を考慮する必要がある。   During the time from when the light source irradiates the measurement object to when the light receiving element receives the reflected light, the reflected light propagates through the fiber bundle type image guide provided in the exterior body of the endoscope. Time is also included. In calculating the distance to the measurement object, it is necessary to consider the time required for such reflected light to propagate through the fiber bundle image guide (light propagation delay time in the fiber bundle image guide).

しかしながら、内視鏡の外装体が屈曲している場合、内部のファイババンドル型イメージガイドも屈曲する。そして、屈曲部の内側と外側において、ファイババンドル型イメージガイドを構成する各光ファイバの屈曲態様が異なる。典型的には、屈曲部の内側にある光ファイバは、曲率半径が相対的に小さく屈曲するのに対して、屈曲部の外側にある光ファイバは、曲率半径が相対的に大きく屈曲する。そのため、上述の反射光のファイババンドル型イメージガイドにおける光伝搬遅延時間は、屈曲部の内側と外側において、互いに異なることになる。その結果、演算された距離画像において、各画素間の画素値(測定対象物の各領域までの距離値)に誤差が生じてしまう。即ち、ファイババンドル型イメージガイドの屈曲に起因して、距離画像の各画素間に相対的な誤差が生じてしまう。上記特許文献1及び2においては、このようなファイババンドル型イメージガイドの屈曲に起因する誤差については、何も言及されていない。   However, when the endoscope outer body is bent, the inner fiber bundle image guide is also bent. And the bending aspect of each optical fiber which comprises a fiber bundle type image guide differs in the inner side and the outer side of a bending part. Typically, an optical fiber inside the bent portion is bent with a relatively small radius of curvature, whereas an optical fiber outside the bent portion is bent with a relatively large radius of curvature. Therefore, the optical propagation delay time in the above-described reflected light fiber bundle image guide is different between the inside and the outside of the bent portion. As a result, in the calculated distance image, an error occurs in the pixel value between the pixels (distance value to each region of the measurement object). That is, due to the bending of the fiber bundle type image guide, a relative error occurs between the pixels of the distance image. In the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, there is no mention of errors caused by such bending of the fiber bundle type image guide.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ファイババンドル型イメージガイドの屈曲に起因して距離画像の各画素間に相対的な誤差が生じることを抑制することが可能なTOF法に基づく距離画像取得装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and it is possible to suppress the occurrence of a relative error between pixels of a distance image due to bending of a fiber bundle image guide. An object of the present invention is to provide a distance image acquisition device based on the above.

上述の課題を解決するため、本発明に係る距離画像取得装置は、測定対象物の距離画像を測定する距離画像取得装置であって、長尺状の可撓性外装体と、測定対象物へ投光するための投光光を出射する光源と、可撓性外装体内に可撓性外装体の基端部から先端部まで延びるように設けられ、光源から出射した投光光を基端面で受光し、受光した投光光を先端面から出射させる第1光ガイドファイバと、可撓性外装体内に可撓性外装体の基端部から先端部まで延びるように設けられ、光源の出射光を基端面で受光し、受光した出射光を先端面から出射させる第2光ガイドファイバと、可撓性外装体内に前記可撓性外装体の基端部から先端部まで延びるように設けられ、投光光の測定対象物による反射光を先端面で受光し、受光した反射光を基端面から出射させるファイババンドル型イメージガイドと、第2光ガイドファイバの先端面から出射する光源の出射光の光行路を変更し、自己校正光としてファイババンドル型イメージガイドの先端面に入射させる光行路変更部材と、ファイババンドル型イメージガイドの基端面から出射する光を受光するように設けられ、距離画像の複数の画素のそれぞれに対応する複数の受光領域を有すると共に、測定対象物による反射光を受光することにより、光源が投光光を出射してから複数の受光領域のそれぞれが反射光を受光するまでのそれぞれの第1光伝搬遅延時間に対応する第1出力信号を出力する飛翔時間式の距離画像センサと、距離画像センサの第1出力信号に基づき、測定対象物の距離画像を演算する信号処理部と、を備え、信号処理部は、自己校正光を受光した距離画像センサの第2出力信号に基づき、光源が出射光を出射してから距離画像センサの複数の受光領域のそれぞれが自己校正光を受光するまでのそれぞれの第2光伝搬遅延時間を演算し、信号処理部は、測定対象物の距離画像を演算する際、第2光伝搬遅延時間に基づいて複数の画素ごとに距離画像を校正することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a distance image acquisition device according to the present invention is a distance image acquisition device that measures a distance image of a measurement object, and includes a long flexible exterior body and a measurement object. A light source that emits light for projecting light, and a flexible exterior body that is provided so as to extend from the proximal end portion to the distal end portion of the flexible exterior body. A first light guide fiber that receives light and emits the received projection light from the distal end surface, and is provided in the flexible exterior body so as to extend from the proximal end portion to the distal end portion of the flexible exterior body, and is emitted from the light source And a second light guide fiber that emits the received emitted light from the distal end surface, and is provided in the flexible exterior body so as to extend from the proximal end portion to the distal end portion of the flexible exterior body, The reflected light from the measurement object of the projected light is received by the tip surface, and the received reflected light is the base end. The optical path of the fiber bundle type image guide emitted from the optical fiber and the optical path of the emitted light of the light source emitted from the distal end face of the second light guide fiber are changed, and the optical path is changed to be incident on the distal end face of the fiber bundle type image guide as self-calibration light. It is provided to receive the light emitted from the member and the base end face of the fiber bundle type image guide, and has a plurality of light receiving areas corresponding to each of the plurality of pixels of the distance image, and receives the reflected light from the measurement object As a result, the flight time type that outputs the first output signal corresponding to each first light propagation delay time from when the light source emits the projection light until each of the plurality of light receiving regions receives the reflected light. A distance image sensor, and a signal processing unit that calculates a distance image of the measurement object based on the first output signal of the distance image sensor, the signal processing unit Based on the second output signal of the distance image sensor that has received the self-calibration light, each of the second light-receiving areas from when the light source emits the emitted light until each of the plurality of light-receiving regions of the distance image sensor receives the self-calibration light. The light propagation delay time is calculated, and the signal processing unit calibrates the distance image for each of a plurality of pixels based on the second light propagation delay time when calculating the distance image of the measurement object.

本発明に係る距離画像取得装置においては、信号処理部は、自己校正光を受光した飛翔時間式(TOF式)の距離画像センサの第2出力信号から、第2光伝搬遅延時間を演算している。ファイババンドル型イメージガイドが屈曲している場合、距離画像センサの上記複数の受光領域にそれぞれ対応するファイババンドル型イメージガイド内の複数の光伝搬領域ごとに、この第2光伝搬遅延時間はばらつく可能性がある。そして、第2光伝搬遅延時間がばらついている場合、第1光伝搬遅延時間も同様のばらつきを含むことになるため、第1光伝搬遅延時間のみから距離画像を演算すると、ファイババンドル型イメージガイドの屈曲に起因して距離画像の各画素間に相対的な誤差が生じてしまう。   In the distance image acquisition device according to the present invention, the signal processing unit calculates the second light propagation delay time from the second output signal of the flight time type (TOF type) distance image sensor that has received the self-calibration light. Yes. When the fiber bundle image guide is bent, the second light propagation delay time can vary for each of the plurality of light propagation regions in the fiber bundle image guide corresponding to the plurality of light receiving regions of the distance image sensor. There is sex. When the second light propagation delay time varies, the first light propagation delay time includes the same variation. Therefore, when the distance image is calculated from only the first light propagation delay time, the fiber bundle type image guide As a result, a relative error occurs between the pixels of the distance image.

しかし、信号処理部は、距離画像センサの上記複数の受光領域のそれぞれについて第2光伝搬遅延時間を演算している。これにより、ファイババンドル型イメージガイドがある屈曲態様の場合において、上記複数の光伝搬領域ごとに、第2光伝搬遅延時間を把握することができる。そして、信号処理部は、第1出力信号から測定対象物の距離画像を演算する際、第2光伝搬遅延時間に基づいて複数の画素ごとに距離画像を校正する。その結果、ファイババンドル型イメージガイドの屈曲に起因する距離画像の各画素間の相対的な誤差が抑制される。   However, the signal processing unit calculates the second light propagation delay time for each of the plurality of light receiving regions of the distance image sensor. Thereby, in the case of a bending mode with a fiber bundle type image guide, the second light propagation delay time can be grasped for each of the plurality of light propagation regions. The signal processing unit calibrates the distance image for each of the plurality of pixels based on the second light propagation delay time when calculating the distance image of the measurement object from the first output signal. As a result, the relative error between the pixels of the distance image due to the bending of the fiber bundle image guide is suppressed.

さらに、本発明に係る距離画像取得装置は、第1光ガイドファイバの先端面から出射する投光光の平行度を向上させ、平行度が向上した投光光を測定対象物に投光する投光光学部材と、測定対象物による反射光の集光度を向上させ、集光度が向上した反射光をファイババンドル型イメージガイドの先端面に受光させる受光光学部材と、をさらに備えることが好ましい。これにより、測定対象物に投光される光の強度が強くなり、ファイババンドル型イメージガイドに入射する測定対象物の反射光の強度が強くなるため、より高精度の距離画像を得ることができる。   Furthermore, the distance image acquisition device according to the present invention improves the parallelism of the projection light emitted from the distal end surface of the first light guide fiber, and projects the projection light with the improved parallelism onto the measurement object. It is preferable to further include an optical optical member, and a light receiving optical member that improves the concentration of the reflected light from the measurement object and receives the reflected light with the improved concentration on the tip surface of the fiber bundle type image guide. As a result, the intensity of the light projected on the measurement object is increased, and the intensity of the reflected light of the measurement object incident on the fiber bundle image guide is increased, so that a more accurate distance image can be obtained. .

さらに、本発明に係る距離画像取得装置において、光源の出射光が第1光ガイドファイバの基端面に入射する状態と、光源の出射光が第2光ガイドファイバの基端面に入射する状態との間で、光源の出射光の入射状態を可逆的に切り替える切り替え器をさらに備えることが好ましい。これにより、必要な光源の数が減少するため、装置の構成が簡略化される。   Furthermore, in the distance image acquisition device according to the present invention, a state in which the light emitted from the light source is incident on the proximal end surface of the first light guide fiber and a state in which the light emitted from the light source is incident on the proximal end surface of the second light guide fiber. It is preferable to further include a switch that reversibly switches the incident state of the light emitted from the light source. This reduces the number of necessary light sources and simplifies the configuration of the device.

さらに、本発明に係る距離画像取得装置において、第2光ガイドファイバは、ファイババンドル型イメージガイド内に設けられていることが好ましい。これにより、第2光ガイドファイバの先端面から出射する光は、ファイババンドル型イメージガイドの先端面から出射することになる。そして、ファイババンドル型イメージガイドの先端面から出射した光は、光行路変更部材の働きにより、自己校正光として再びファイババンドル型イメージガイドの先端面に入射する。この際、ファイババンドル型イメージガイドの先端面から出射した光は、光行路変更部材によって略180度進行方向が変更される。そのため、ファイババンドル型イメージガイドの先端面において、自己校正光の空間的な強度分布は均一化される。その結果、信号処理部は、第2光伝搬遅延時間をより高精度で演算することができるため、より高精度の距離画像を得ることができる。   Furthermore, in the distance image acquisition device according to the present invention, it is preferable that the second light guide fiber is provided in a fiber bundle type image guide. Thereby, the light emitted from the distal end surface of the second light guide fiber is emitted from the distal end surface of the fiber bundle type image guide. Then, the light emitted from the front end surface of the fiber bundle type image guide again enters the front end surface of the fiber bundle type image guide as self-calibration light by the action of the optical path changing member. At this time, the traveling direction of the light emitted from the front end surface of the fiber bundle type image guide is changed by about 180 degrees by the optical path changing member. Therefore, the spatial intensity distribution of the self-calibration light is made uniform on the tip surface of the fiber bundle type image guide. As a result, the signal processing unit can calculate the second light propagation delay time with higher accuracy, and thus can obtain a more accurate distance image.

さらに、本発明に係る距離画像取得装置において、光行路変更部材は、受光光学部材と一体形成されていることが好ましい。これにより、必要な部材の数が減少するため、装置の構成が簡略化される。   Furthermore, in the distance image acquisition device according to the present invention, the optical path changing member is preferably formed integrally with the light receiving optical member. Thereby, since the number of required members decreases, the structure of an apparatus is simplified.

さらに、本発明に係る距離画像取得装置において、光行路変更部材は、鏡面部材又は光拡散部材であることが好ましい。これにより、光行路変更部材として鏡面部材又は光拡散部材を備える距離画像取得装置が得られる。   Furthermore, in the distance image acquisition apparatus according to the present invention, the optical path changing member is preferably a mirror surface member or a light diffusing member. Thereby, the distance image acquisition apparatus provided with a mirror surface member or a light-diffusion member as an optical path change member is obtained.

また、本発明に係る距離画像取得装置において、第1光ガイドファイバと第2光ガイドファイバは、一つの光ガイドファイバであることが好ましい。これにより、距離画像取得装置が備える光ガイドファイバの数が減少するため、可撓性外装体を細くすることが可能となる。   In the distance image acquisition device according to the present invention, it is preferable that the first light guide fiber and the second light guide fiber are one light guide fiber. Thereby, since the number of light guide fibers with which the distance image acquisition device is provided is reduced, the flexible exterior body can be made thin.

この場合、上記光源は、第1波長の光を出射する状態と、当該第1波長とは異なる第2波長の光を出射する状態とを切り替えることができ、光行路変更部材は、第1波長の光を選択的に透過させ、第2波長の光を選択的に反射する波長選択ミラーであり、波長選択ミラーを透過した第1波長の光は、投光光として測定対象物に投光され、波長選択ミラーで反射した第2波長の光は、自己校正光としてファイババンドル型イメージガイドの先端面に入射することが好ましい。これにより、第1光ガイドファイバと第2光ガイドファイバが一つの光ガイドファイバである場合において、機械的な可動部材を用いることなく、一つの光ガイドファイバの先端面から出射する光を、投光光と自己校正光に分けることができる。その結果、装置を小型化することができる。   In this case, the light source can switch between a state in which the light having the first wavelength is emitted and a state in which the light having the second wavelength different from the first wavelength is emitted. Is a wavelength selection mirror that selectively transmits light of the second wavelength and selectively reflects light of the second wavelength, and the light of the first wavelength that has passed through the wavelength selection mirror is projected onto the measurement object as projection light. The light of the second wavelength reflected by the wavelength selection mirror is preferably incident on the tip surface of the fiber bundle type image guide as self-calibrating light. As a result, when the first light guide fiber and the second light guide fiber are one light guide fiber, the light emitted from the tip surface of one light guide fiber can be projected without using a mechanical movable member. It can be divided into light and self-calibration light. As a result, the apparatus can be reduced in size.

さらに、本発明に係る距離画像取得装置は、予備光源と、可撓性外装体内に少なくとも可撓性外装体の基端部から先端部まで延びるように設けられ、予備光源から出射した出射光を第1端面で受光し、受光した出射光を第2端面から出射させる第3光ガイドファイバと、第3光ガイドファイバの第2端面から出射する出射光を受光する受光素子と、予備光源が光を出射してから、その光を受光素子が受光するまでの時間を基に、第3ガイドファイバにおける予備光源の出射光の光伝搬遅延時間を演算する遅延時間演算部と、をさらに備えることが好ましい。   Further, the distance image acquisition device according to the present invention is provided with a preliminary light source and a flexible exterior body so as to extend at least from the base end portion to the distal end portion of the flexible exterior body. A third light guide fiber that receives light from the first end face and emits the received emitted light from the second end face; a light receiving element that receives the emitted light emitted from the second end face of the third light guide fiber; A delay time calculating unit that calculates the light propagation delay time of the outgoing light of the auxiliary light source in the third guide fiber based on the time from when the light is received until the light receiving element receives the light. preferable.

これにより、予備光源の出射光の光伝搬遅延時間から、ファイババンドル型イメージガイドの屈曲態様の変化度合いを把握することができる。その結果、ファイババンドル型イメージガイドの屈曲態様の変化度合いが所定量以上となった場合に、光源から光を出射して自己校正光の光伝搬遅延時間を演算するという使用方法が可能となる。   Thereby, the change degree of the bending mode of the fiber bundle type image guide can be grasped from the light propagation delay time of the outgoing light of the auxiliary light source. As a result, when the degree of change in the bending state of the fiber bundle type image guide becomes a predetermined amount or more, a usage method is possible in which light is emitted from the light source and the light propagation delay time of the self-calibration light is calculated.

本発明によれば、ファイババンドル型イメージガイドの屈曲に起因して距離画像の各画素間に相対的な誤差が生じることを抑制することが可能なTOF法に基づく距離画像取得装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the range image acquisition apparatus based on TOF method which can suppress that a relative error arises between each pixel of a range image resulting from the bending of a fiber bundle type image guide is provided. .

距離画像取得装置の一部を切断して示す概略図である。It is the schematic which cut | disconnects and shows a part of distance image acquisition apparatus. 距離画像取得装置の模式的な構成図である。It is a typical block diagram of a distance image acquisition apparatus. ファイババンドル型イメージガイドの長さ方向に直交する平面で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the plane orthogonal to the length direction of a fiber bundle type image guide. 距離画像センサの模式的な構成図である。It is a typical block diagram of a distance image sensor. 距離画像取得装置の模式的な構成図である。It is a typical block diagram of a distance image acquisition apparatus. 可撓性外装体の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of a flexible exterior body. 距離画像センサの模式的な構成図である。It is a typical block diagram of a distance image sensor. 距離画像の測定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the measuring method of a distance image. 距離画像計測モジュールの構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of a distance image measurement module. 計測モードの切り替え態様の例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the example of the switching mode of a measurement mode. 距離画像を模式的に示す図である。It is a figure which shows a distance image typically. 距離画像取得装置の模式的な構成図である。It is a typical block diagram of a distance image acquisition apparatus. 距離画像取得装置の模式的な構成図である。It is a typical block diagram of a distance image acquisition apparatus. 距離画像取得装置の模式的な構成図である。It is a typical block diagram of a distance image acquisition apparatus. 計測モードの切り替え態様の例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the example of the switching mode of a measurement mode.

以下、実施の形態に係る距離画像取得装置について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、可能な場合には同一要素には同一符号を用いる。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。   Hereinafter, a distance image acquisition device according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same elements when possible. In addition, the dimensional ratios in the components in the drawings and between the components are arbitrary for easy viewing of the drawings.

(第1実施形態)
まず、第1実施形態に係る距離画像取得装置について説明する。
(First embodiment)
First, the distance image acquisition device according to the first embodiment will be described.

図1は、本実施形態の距離画像取得装置の一部を切断して示す概略図であり、図2は、本実施形態の距離画像取得装置の模式的な構成図である。なお、図2においては、あくまで模式的に距離画像取得装置を示しており、投光光学部材13や受光光学部材17において光行路を曲げて示しているが、実際の距離画像取得装置においては必ずしも光行路を曲げる必要はない。   FIG. 1 is a schematic view showing a part of the distance image acquisition device of the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the distance image acquisition device of the present embodiment. In FIG. 2, the distance image acquisition device is schematically shown, and the light path is bent in the light projecting optical member 13 and the light receiving optical member 17. However, in the actual distance image acquisition device, There is no need to bend the light path.

図1に示すように、本実施形態の距離画像取得装置1は、可撓性外装体3と、本体部5と、第1光ガイドファイバ7と、第2光ガイドファイバ9と、ファイババンドル型イメージガイド11と、投光光学部材13と、光行路変更部材15と、受光光学部材17とを備えている。また、図2に示すように、本体部5は、光源21、距離画像センサ23、及び、信号処理部25を有する距離画像計測モジュール27と、切り替え器29とを備えている。   As shown in FIG. 1, the distance image acquisition device 1 of the present embodiment includes a flexible exterior body 3, a main body 5, a first light guide fiber 7, a second light guide fiber 9, and a fiber bundle type. An image guide 11, a light projecting optical member 13, an optical path changing member 15, and a light receiving optical member 17 are provided. As shown in FIG. 2, the main body 5 includes a distance image measurement module 27 having a light source 21, a distance image sensor 23, and a signal processing unit 25, and a switch 29.

図1に示すように、可撓性外装体3は長尺状の部材であり、例えば、管状である。可撓性外装体3の基端部3Tは、本体部5に接続されている。可撓性外装体3は、例えばワイヤーメッシュやスパイラルチューブで構成されており、屈曲させることが可能である。   As shown in FIG. 1, the flexible exterior body 3 is a long member, for example, a tubular shape. A base end portion 3T of the flexible exterior body 3 is connected to the main body portion 5. The flexible exterior body 3 is made of, for example, a wire mesh or a spiral tube, and can be bent.

第1光ガイドファイバ7、第2光ガイドファイバ9、及び、ファイババンドル型イメージガイド11は、それぞれ可撓性外装体3内に、可撓性外装体3の先端部3Lから基端部3Tまで延びるように設けられている。第1光ガイドファイバ7は、その基端面7Tで受光した光を、その先端面7Rに導いて先端面7Rから出射させるための光ファイバである。同様に、第2光ガイドファイバ9は、その基端面9Tで受光した光を、その先端面9Rに導いて先端面9Rから出射させるための光ファイバである。ファイババンドル型イメージガイド11は、その先端面11Rで受光した光を、その基端面11Tに導いて基端面11Tから出射させるための光ファイババンドルである。可撓性外装体3が屈曲すると、第1光ガイドファイバ7、第2光ガイドファイバ9、及び、ファイババンドル型イメージガイド11は、可撓性外装体3の屈曲態様に合わせて屈曲する。ファイババンドル型イメージガイド11は、開口率を高くする観点から、GI型(GradedIndex型)の光ファイバを多数束ねたファイババンドルであることが好ましい。   The first light guide fiber 7, the second light guide fiber 9, and the fiber bundle type image guide 11 are respectively in the flexible exterior body 3 from the distal end portion 3L to the proximal end portion 3T of the flexible exterior body 3. It is provided to extend. The first light guide fiber 7 is an optical fiber for guiding the light received by the base end surface 7T to the front end surface 7R and emitting it from the front end surface 7R. Similarly, the second light guide fiber 9 is an optical fiber for guiding the light received by the base end surface 9T to the front end surface 9R and emitting it from the front end surface 9R. The fiber bundle type image guide 11 is an optical fiber bundle for guiding the light received by the distal end surface 11R to the proximal end surface 11T and emitting it from the proximal end surface 11T. When the flexible sheath 3 is bent, the first light guide fiber 7, the second light guide fiber 9, and the fiber bundle type image guide 11 are bent in accordance with the bending manner of the flexible sheath 3. The fiber bundle type image guide 11 is preferably a fiber bundle in which a number of GI type (Graded Index type) optical fibers are bundled from the viewpoint of increasing the aperture ratio.

図2に示すように、光源21は、投光光21Aを出射する。光源21は、例えば、パルス状の投光光21Aを所定の周期で出射する。光源21としては、例えば、高速LED(発光ダイオード)、レーザダイオード、又は、VCSEL(垂直共振器面発光レーザ)等を用いることができる。   As shown in FIG. 2, the light source 21 emits the projection light 21A. For example, the light source 21 emits pulsed projection light 21A at a predetermined cycle. As the light source 21, for example, a high-speed LED (light emitting diode), a laser diode, or a VCSEL (vertical cavity surface emitting laser) can be used.

切り替え器29は、光源21の出射光が第1光ガイドファイバ7の基端面7Tに入射する第1状態と、光源21の出射光が第2光ガイドファイバ9の基端面9Tに入射する第2状態との間で、光源21の出射光の入射状態を可逆的に切り替える機能を有する素子である。図2は、上記第1状態を示しており、投光光21Aは第1光ガイドファイバ7の基端面7Tに入射する。切り替え器29としては、例えば、電磁的な駆動を用いる可動ミラーやシャッタ、電圧により光路が変化する結晶等を用いることができる。   The switch 29 includes a first state in which light emitted from the light source 21 is incident on the proximal end surface 7T of the first light guide fiber 7, and a second state in which light emitted from the light source 21 is incident on the proximal end surface 9T of the second light guide fiber 9. It is an element which has the function to switch the incident state of the emitted light of the light source 21 reversibly between states. FIG. 2 shows the first state, and the projection light 21 </ b> A is incident on the base end surface 7 </ b> T of the first light guide fiber 7. As the switch 29, for example, a movable mirror using electromagnetic driving, a shutter, a crystal whose optical path is changed by voltage, or the like can be used.

上記第1状態は、距離画像取得装置1によって測定対象物33までの距離画像を測定するための状態(以下、「距離画像計測モード」という)であり、上記第2状態は、距離画像取得装置1の距離画像の校正用データを取得するための状態(以下、「自己校正データ計測モード」という)である。   The first state is a state for measuring the distance image to the measurement object 33 by the distance image acquisition device 1 (hereinafter referred to as “distance image measurement mode”), and the second state is the distance image acquisition device. This is a state for acquiring calibration data for one distance image (hereinafter referred to as “self-calibration data measurement mode”).

(距離画像計測モード)
距離画像計測モードについて説明する。図2に示すように、距離画像計測モードにおいては、投光光21Aは第1光ガイドファイバ7の基端面7Tに入射し、先端面7Rに導かれ、投光光21Bとして先端面7Rから出射する。投光光21Bは、投光光学部材13に入射する。投光光学部材13は、入射した光を平行化して出射する機能を有する光学部材である。この場合の平行化とは、平行度を向上させることを意味する。そのため、投光光学部材13は、投光光21Bの平行度を向上させ、平行度が向上した投光光21Cを測定対象物33に投光する。投光光学部材13としては、例えば、コリメートレンズを用いることができる。このコリメートレンズとしては、例えば、平凸レンズ等の凸レンズを用いることができる。投光光21Cは、後述の反射光33Aの強度を向上させる観点から、略平行光であることが好ましい。また、投光光学部材13は、複数のレンズを組み合わせた光学系であってもよい。
(Distance image measurement mode)
The distance image measurement mode will be described. As shown in FIG. 2, in the distance image measurement mode, the projection light 21A is incident on the proximal end surface 7T of the first light guide fiber 7, guided to the distal end surface 7R, and emitted from the distal end surface 7R as the projection light 21B. To do. The projection light 21 </ b> B is incident on the projection optical member 13. The light projecting optical member 13 is an optical member having a function of collimating and emitting incident light. Parallelization in this case means improving parallelism. Therefore, the projecting optical member 13 improves the parallelism of the projecting light 21 </ b> B, and projects the projecting light 21 </ b> C with improved parallelism onto the measurement object 33. For example, a collimating lens can be used as the light projecting optical member 13. As this collimating lens, for example, a convex lens such as a plano-convex lens can be used. The projected light 21C is preferably substantially parallel light from the viewpoint of improving the intensity of the reflected light 33A described later. The light projecting optical member 13 may be an optical system in which a plurality of lenses are combined.

投光光21Cは測定対象物33に投光され、測定対象物33の表面において反射光33Aが生じる。反射光33Aは、受光光学部材17に入射する。受光光学部材17は、反射光33Aの集光度を向上させて反射光33Bとして出射する。反射光33Bは、ファイババンドル型イメージガイド11の先端面11Rに入射する。受光光学部材17としては、例えば、凸レンズを用いることができ、複数のレンズを組み合わせた光学系を用いることもできる。   The projected light 21 </ b> C is projected onto the measurement object 33, and reflected light 33 </ b> A is generated on the surface of the measurement object 33. The reflected light 33 </ b> A enters the light receiving optical member 17. The light receiving optical member 17 improves the concentration of the reflected light 33A and emits it as reflected light 33B. The reflected light 33 </ b> B is incident on the distal end surface 11 </ b> R of the fiber bundle type image guide 11. As the light receiving optical member 17, for example, a convex lens can be used, and an optical system in which a plurality of lenses are combined can also be used.

ファイババンドル型イメージガイド11は、先端面11Rで受光した反射光33Bを、基端面11Tに導き、反射光33Cとして基端面11Tから出射する。この詳細を、図3を参照しながら説明する。   The fiber bundle type image guide 11 guides the reflected light 33B received by the distal end surface 11R to the proximal end surface 11T and emits the reflected light 33C from the proximal end surface 11T as reflected light 33C. The details will be described with reference to FIG.

図3は、ファイババンドル型イメージガイドの長さ方向に直交する平面で切断した断面図である。図3に示すように、ファイババンドル型イメージガイド11は、束ねられた複数の光ファイバ11Fを有している。複数の光ファイバ11Fは、例えば、管状の可撓性部材11A内に挿入され、両端のみ固定されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the length direction of the fiber bundle type image guide. As shown in FIG. 3, the fiber bundle type image guide 11 has a plurality of optical fibers 11 </ b> F bundled. The plurality of optical fibers 11F are inserted into, for example, a tubular flexible member 11A, and are fixed only at both ends.

ファイババンドル型イメージガイド11は、可撓性部材11Aに沿って先端面11Rから基端面11Tまで延びる複数の光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44からなる光伝搬領域群11Gを有している。複数の光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44のそれぞれは、後述の距離画像37の複数の画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44のそれぞれと一対一に対応している(図11参照)。   The fiber bundle type image guide 11 includes a plurality of light propagation regions 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, extending from the distal end surface 11R to the proximal end surface 11T along the flexible member 11A. It has a light propagation region group 11G composed of 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, 11R43, and 11R44. Each of the plurality of light propagation regions 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, 11R43, 11R44 is a plurality of pixels P11 of the distance image 37 described later. , P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43, and P44, one-to-one correspondence (see FIG. 11).

光伝搬領域群11Gの各光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44内の各光ファイバ11Fは、測定対象物33の複数の表面領域でそれぞれ生じた複数の反射光をそれぞれ個別に先端面11Rから基端面11Tまで伝搬させる。測定対象物33の複数の表面領域で生じた複数の反射光の集合が、反射光33B(図2参照)となる。図3においては、光伝搬領域群11Gの各光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44のそれぞれと測定対象物33の複数の表面領域のそれぞれとは一対一に対応している。測定対象物33の複数の表面領域のそれぞれは、後述の距離画像37の複数の画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44のそれぞれと一対一に対応する。   Each optical fiber 11F in each light propagation region 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, 11R43, 11R44 of the light propagation region group 11G is measured. A plurality of reflected lights respectively generated in a plurality of surface regions of the object 33 are individually propagated from the distal end surface 11R to the proximal end surface 11T. A set of a plurality of reflected lights generated in a plurality of surface regions of the measurement object 33 becomes reflected light 33B (see FIG. 2). In FIG. 3, each of the light propagation regions 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, 11R43, and 11R44 of the light propagation region group 11G is measured. Each of the plurality of surface regions of the object 33 has a one-to-one correspondence. Each of the plurality of surface regions of the measurement object 33 includes a plurality of pixels P11, P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, which will be described later. One-to-one correspondence with each of P43 and P44.

なお、本実施形態においては、複数の光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44のそれぞれは、一本の光ファイバ11Fと対応しているが、複数本の光ファイバ11Fと対応していてもよい。また、一本の光ファイバ11Fが各光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44のうちの複数と対応していてもよい。   In the present embodiment, each of the plurality of light propagation regions 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, 11R43, 11R44 is one. However, it may correspond to a plurality of optical fibers 11F. Further, one optical fiber 11F corresponds to a plurality of the light propagation regions 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, 11R43, 11R44. You may do it.

図2に示すように、ファイババンドル型イメージガイド11によって先端面11Rから基端面11Tまで導かれた反射光33Bは、反射光33Cとして基端面11Tから出射し、反射光33Cは、距離画像センサ23に入射する。   As shown in FIG. 2, the reflected light 33B guided from the distal end surface 11R to the proximal end surface 11T by the fiber bundle type image guide 11 is emitted from the proximal end surface 11T as reflected light 33C, and the reflected light 33C is emitted from the distance image sensor 23. Is incident on.

距離画像センサ23の詳細について、図4を参照しながら説明する。図4は、距離画像センサの模式的な構成図である。距離画像センサ23は、TOF法に基づいた距離画像センサ(飛翔時間式の距離画像センサ)である。距離画像センサ23は、反射光33C(図2参照)を受光する受光領域群23Rを有する。受光領域群23Rは、複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44からなる。複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44のそれぞれは、後述の距離画像37の複数の画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44のそれぞれと一対一に対応している(図11参照)。   Details of the distance image sensor 23 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the distance image sensor. The distance image sensor 23 is a distance image sensor (flight time type distance image sensor) based on the TOF method. The distance image sensor 23 includes a light receiving region group 23R that receives the reflected light 33C (see FIG. 2). The light receiving region group 23R includes a plurality of light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, 23R44. Each of the plurality of light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, 23R44 is a plurality of pixels P11 of the distance image 37 described later. Each of P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43, and P44 has a one-to-one correspondence (see FIG. 11).

また、複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44のそれぞれは、反射光33Cのうち光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44のそれぞれから出射した光を受光する。そのため、複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44のそれぞれは、測定対象物33の上述の複数の表面領域のそれぞれと一対一に対応している。図4においては、複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44のそれぞれと、測定対象物33の複数の表面領域のそれぞれとの対応関係を示すために、測定対象物33を破線で示している。   Further, each of the plurality of light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, and 23R44 is the light propagation region 11R11 of the reflected light 33C. , 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, 11R43, and 11R44. Therefore, each of the plurality of light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, 23R44 There is a one-to-one correspondence with each of the surface regions. In FIG. 4, a plurality of light receiving areas 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, 23R44, and a plurality of measurement objects 33 are shown. In order to show the correspondence with each of the surface regions, the measurement object 33 is indicated by a broken line.

距離画像計測モードにおいて、距離画像センサ23は、反射光33C(図2参照)を受光することにより、光源21が投光光21Aを出射してから、複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44のそれぞれが反射光33Cを受光するまでのそれぞれの時間(以下、「第1光伝搬遅延時間」という。)に対応する第1出力信号を生成して信号処理部25(図2参照)に出力する。   In the distance image measurement mode, the distance image sensor 23 receives the reflected light 33C (see FIG. 2), so that after the light source 21 emits the projection light 21A, the plurality of light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, and 23R14. , 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, and 23R44 each receiving the reflected light 33C (hereinafter referred to as “first light propagation delay time”) .) Is generated and output to the signal processing unit 25 (see FIG. 2).

図4においては、各受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44内に示した数字によって、この第1出力信号を概念的に示している。これらの数字は、値が小さい程、第1光伝搬遅延時間が短い、即ち、距離画像取得装置1から測定対象物33の各表面領域までの距離が近いことを示している。このように、距離画像センサ23は、各受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44ごとに、測定対象物33の各表面領域までの距離を測定し、各表面領域までの距離に対応する第1出力信号を生成して出力する。   In FIG. 4, the first output is represented by the numbers shown in the respective light receiving areas 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, and 23R44. The signal is shown conceptually. These numbers indicate that the smaller the value is, the shorter the first light propagation delay time is, that is, the distance from the distance image acquisition device 1 to each surface region of the measurement object 33 is shorter. As described above, the distance image sensor 23 measures the measurement object for each of the light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, and 23R44. The distance to each surface area 33 is measured, and a first output signal corresponding to the distance to each surface area is generated and output.

距離画像センサ23の第1出力信号の生成方法としては、例えば、電荷振り分け方式と、閾値をよぎった時間を測定する方式を挙げることができる。電荷振り分け方式の場合、距離画像センサ23は、光源21が投光光21Aを出射してから各受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44がそれぞれ反射光33Cを受光するまでの時間に比例した大きさの電荷を、各受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44ごとに蓄積することにより、第1出力信号を生成する。具体的には、各受光領域にて、例えば、AとBの2つの蓄積部を設定し、反射光が遅延時間に比例してAとBに分配されて蓄積され、その比率を計算することにより、遅延時間および距離が算出されることになる。また、閾値をよぎった時間を測定する方式の場合、閾値をよぎるまでの時間に応じて、高速のクロックを計数するか、その時間に応じて一定電流を積分し、時間に応じた電圧を得ることで、距離画像センサ23は第1出力信号を生成する。   As a method for generating the first output signal of the distance image sensor 23, for example, a charge distribution method and a method of measuring a time crossing a threshold can be cited. In the case of the charge distribution method, the distance image sensor 23 receives each of the light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34 after the light source 21 emits the projection light 21A. , 23R41, 23R42, 23R43, and 23R44 each have a charge proportional to the time until the reflected light 33C is received, and the light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, and 23R32 , 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, and 23R44, the first output signal is generated. Specifically, in each light receiving area, for example, two storage units A and B are set, and the reflected light is distributed and stored in A and B in proportion to the delay time, and the ratio is calculated. Thus, the delay time and the distance are calculated. In addition, in the case of a method of measuring the time crossing the threshold, a high-speed clock is counted according to the time until the threshold is crossed, or a constant current is integrated according to the time to obtain a voltage corresponding to the time. Thus, the distance image sensor 23 generates the first output signal.

図2に示すように、信号処理部25は、距離画像センサ23から第1出力信号を受け取り、この第1出力信号に基づいて、測定対象物33の距離画像を演算する。この距離画像の演算は、信号処理部25によって距離画像センサ23の第1出力信号から上記第1光伝搬遅延時間を演算し、その第1光伝搬遅延時間に基づいて距離画像取得装置1から上述の測定対象物33の各表面領域までの距離を演算することにより行うことができる。このようにして、距離画像計測モードにおいては、測定対象物33の距離画像を計測する。   As shown in FIG. 2, the signal processing unit 25 receives the first output signal from the distance image sensor 23 and calculates a distance image of the measurement object 33 based on the first output signal. For the calculation of the distance image, the signal processor 25 calculates the first light propagation delay time from the first output signal of the distance image sensor 23, and based on the first light propagation delay time, the distance image acquisition device 1 calculates the distance image. This can be done by calculating the distance to each surface region of the measurement object 33. Thus, the distance image of the measurement object 33 is measured in the distance image measurement mode.

なお、このように信号処理部25によって第1出力信号に基づいて距離画像を演算する際、詳細は後述するように、自己校正データ計測モードにおいて取得された距離画像の自己校正データに基づいて、距離画像を校正する。   In addition, when calculating the distance image based on the first output signal by the signal processing unit 25 in this way, as will be described in detail later, based on the self-calibration data of the distance image acquired in the self-calibration data measurement mode, Calibrate the distance image.

(自己校正データ計測モード)
次に、自己校正データ計測モードについて説明する。図5は、本実施形態の距離画像取得装置の模式的な構成図である。図5に示すように、自己校正データ計測モードにおいては、投光光21Aは第2光ガイドファイバ9の基端面9Tに入射し、先端面9Rに導かれ、出射光21Dとして先端面9Rから出射する。出射光21Dは光行路変更部材15に入射する。光行路変更部材15は出射光21Dの光行路を変更し、自己校正光21Eとしてファイババンドル型イメージガイド11の先端面11Rに入射させる。
(Self-calibration data measurement mode)
Next, the self-calibration data measurement mode will be described. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the distance image acquisition apparatus of the present embodiment. As shown in FIG. 5, in the self-calibration data measurement mode, the projection light 21A is incident on the proximal end surface 9T of the second light guide fiber 9, is guided to the distal end surface 9R, and is emitted from the distal end surface 9R as the emitted light 21D. To do. The outgoing light 21 </ b> D enters the optical path changing member 15. The optical path changing member 15 changes the optical path of the outgoing light 21D and makes it incident on the distal end surface 11R of the fiber bundle type image guide 11 as self-calibrating light 21E.

光行路変更部材15としては、例えば、光反射部材や光拡散部材を用いることができる。光行路変更部材15として光反射部材を用いる場合、光行路変更部材15は、例えば出射光21Dが入射する位置にAl(アルミニウム)等の金属からなる反射膜を有する部材とすることができる。また、光行路変更部材15として光拡散部材を用いる場合、光行路変更部材15は、出射光21Dが入射する位置に凹凸加工された凹凸部を有する部材や、テープ等の光拡散部を有する部材とすることができる。   As the optical path changing member 15, for example, a light reflecting member or a light diffusing member can be used. When a light reflecting member is used as the optical path changing member 15, the optical path changing member 15 can be a member having a reflective film made of a metal such as Al (aluminum) at a position where the emitted light 21D is incident, for example. Further, when a light diffusing member is used as the optical path changing member 15, the optical path changing member 15 is a member having a concavo-convex portion processed into a concavo-convex shape at a position where the emitted light 21D is incident, or a member having a light diffusing portion such as a tape. It can be.

また、本実施形態においては、光行路変更部材15は受光光学部材17と別体であるが、光行路変更部材15と受光光学部材17は、一体形成されていてもよい。この場合、受光光学部材17の一部に光反射部材や光拡散部材を設けることができる。受光光学部材17の一部に光反射部材を設ける場合、例えば、受光光学部材17としてのレンズの一部にAl(アルミニウム)等の金属からなる反射膜を設けることができる。また、受光光学部材17の一部に光拡散部材を設ける場合、例えば、受光光学部材17としてのレンズの一部に、表面加工等によって凹凸を形成したり、テープ等の拡散部材を設けたりすることができる。   In the present embodiment, the optical path changing member 15 is separate from the light receiving optical member 17, but the optical path changing member 15 and the light receiving optical member 17 may be integrally formed. In this case, a light reflecting member or a light diffusing member can be provided on a part of the light receiving optical member 17. When a light reflecting member is provided on a part of the light receiving optical member 17, for example, a reflecting film made of a metal such as Al (aluminum) can be provided on a part of the lens as the light receiving optical member 17. Further, when a light diffusing member is provided on a part of the light receiving optical member 17, for example, an unevenness is formed on a part of the lens as the light receiving optical member 17 by surface processing or a diffusing member such as a tape is provided. be able to.

先端面11Rに入射した自己校正光21Eは、ファイババンドル型イメージガイド11によって先端面11Rから基端面11Tまで導かれ、自己校正光21Fとして距離画像センサ23に入射する。距離画像センサ23は、自己校正光21Fを受光することにより、光源21が投光光21Aを出射してから、複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44(図4参照)のそれぞれが自己校正光21Fを受光するまでのそれぞれの時間(以下、「第2光伝搬遅延時間」という。)に対応する第2出力信号を生成して信号処理部25に出力する。   The self-calibration light 21E incident on the distal end surface 11R is guided from the distal end surface 11R to the proximal end surface 11T by the fiber bundle type image guide 11, and is incident on the distance image sensor 23 as self-calibration light 21F. The distance image sensor 23 receives the self-calibration light 21F, and after the light source 21 emits the projection light 21A, the plurality of light receiving areas 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31. , 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, and 23R44 (see FIG. 4) correspond to respective times until the self-calibration light 21F is received (hereinafter referred to as “second optical propagation delay time”). The second output signal is generated and output to the signal processing unit 25.

ファイババンドル型イメージガイド11が略直線的な形状をなしている場合、各光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44ごとに、上記第2光伝搬遅延時間は略同じ値となる。それに対して、ファイババンドル型イメージガイド11が屈曲している場合、各光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44ごとに、上記第2光伝搬遅延時間はばらつく可能性がある。これについて、図6を参照しながら説明する。   When the fiber bundle type image guide 11 has a substantially linear shape, each light propagation region 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, For each of 11R43 and 11R44, the second optical propagation delay time has substantially the same value. On the other hand, when the fiber bundle type image guide 11 is bent, each light propagation region 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, 11R43 , 11R44, the second optical propagation delay time may vary. This will be described with reference to FIG.

図6は、可撓性外装体の模式的な断面図である。図6に示すように可撓性外装体3が屈曲している場合、第1光ガイドファイバ7、第2光ガイドファイバ9、及び、ファイババンドル型イメージガイド11も可撓性外装体3に合わせて屈曲する。ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲部11Bに着目すると、各光ファイバ11Fは、互いに屈曲態様が異なる。例えば、複数の光ファイバ11Fのうち、屈曲部11Bの最も外側の光ファイバ11FLは、相対的に緩やかに屈曲している(即ち、相対的に屈曲率が小さい)のに対して、屈曲部11Bのうち最も内側の光ファイバ11FSは、相対的に急峻に屈曲している(即ち、相対的に屈曲率が大きい)。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the flexible exterior body. When the flexible sheath 3 is bent as shown in FIG. 6, the first light guide fiber 7, the second light guide fiber 9, and the fiber bundle type image guide 11 are also aligned with the flexible sheath 3. And bend. Paying attention to the bent portion 11B of the fiber bundle type image guide 11, the optical fibers 11F have different bending modes. For example, among the plurality of optical fibers 11F, the outermost optical fiber 11FL of the bent portion 11B is bent relatively gently (that is, the bending rate is relatively small), whereas the bent portion 11B. Among them, the innermost optical fiber 11FS is bent relatively steeply (that is, the bending rate is relatively large).

そのため、例えば、最も外側の光ファイバ11FL内を伝搬する光は、光ファイバ11FL内で屈折する頻度が相対的に低いため、ファイババンドル型イメージガイド11の先端面11Rから基端面11Tまで伝搬するまでの光伝搬遅延時間が相対的に小さい。それに対して、最も内側の光ファイバ11FS内を伝搬する光は、光ファイバ11FS内で屈折する頻度が相対的に高いため、ファイババンドル型イメージガイド11の先端面11Rから基端面11Tまで伝搬するまでの光伝搬遅延時間が相対的に大きい。このように、可撓性外装体3が屈曲すると、ファイババンドル型イメージガイド11の各光ファイバ11Fの屈曲態様が互いに異なることに起因して、各光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44(図3参照)ごとに、上記第2光伝搬遅延時間はばらつく可能性がある。   Therefore, for example, since the light propagating in the outermost optical fiber 11FL is relatively refracted in the optical fiber 11FL, the light propagates from the distal end surface 11R of the fiber bundle type image guide 11 to the proximal end surface 11T. The optical propagation delay time is relatively small. On the other hand, the light propagating in the innermost optical fiber 11FS is relatively refracted in the optical fiber 11FS, so that the light propagates from the distal end surface 11R to the proximal end surface 11T of the fiber bundle type image guide 11. The optical propagation delay time is relatively large. As described above, when the flexible exterior body 3 is bent, the light propagation regions 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, and 11R21 are caused by the bending modes of the optical fibers 11F of the fiber bundle type image guide 11 being different from each other. , 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, 11R43, 11R44 (see FIG. 3), the second optical propagation delay time may vary.

図7は、自己校正データ計測モードにおける距離画像センサの模式的な構成図である。自己校正データ計測モードにおいて、距離画像センサ23は、上述のように、自己校正光21Fを受光することにより、複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44(図4参照)のそれぞれについて、第2光伝搬遅延時間に対応する第2出力信号を生成している。図7においては、各受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44内に示した数字によって、この第2出力信号を概念的に示している。これらの数値は、値が小さい程、第2光伝搬遅延時間が短いことを示している。   FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the distance image sensor in the self-calibration data measurement mode. In the self-calibration data measurement mode, the distance image sensor 23 receives the self-calibration light 21F as described above to thereby receive a plurality of light receiving areas 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, For each of 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, and 23R44 (see FIG. 4), the second output signal corresponding to the second optical propagation delay time is generated. In FIG. 7, the second output is represented by the numbers shown in the respective light receiving areas 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, and 23R44. The signal is shown conceptually. These numerical values indicate that the smaller the value is, the shorter the second light propagation delay time is.

信号処理部25は、第2出力信号から、第2光伝搬遅延時間を演算し、自己校正データとして保持する。このようにして、自己校正データ計測モードにおいては、自己校正データが計測される。   The signal processing unit 25 calculates the second light propagation delay time from the second output signal and holds it as self-calibration data. In this way, self-calibration data is measured in the self-calibration data measurement mode.

(測定方法)
次に、本実施形態の距離画像取得装置による距離画像の測定方法について説明する。図8は、距離画像の測定方法を示すフローチャートである。図8に示すように、本実施形態の距離画像取得装置による距離画像の測定方法は、主として、計測モード選択ステップS1、計測ステップS3、演算ステップS5、計測モードの判断ステップS7、自己校正データのメモリステップS9、距離画像の演算ステップS11、距離画像の出力ステップS13、及び、計測の継続を判断するステップS15を有している。
(Measuring method)
Next, a method for measuring a distance image by the distance image acquisition apparatus of the present embodiment will be described. FIG. 8 is a flowchart showing a distance image measurement method. As shown in FIG. 8, the distance image measurement method by the distance image acquisition apparatus of this embodiment mainly includes a measurement mode selection step S1, a measurement step S3, a calculation step S5, a measurement mode determination step S7, and self-calibration data. It includes a memory step S9, a distance image calculation step S11, a distance image output step S13, and a step S15 for determining the continuation of measurement.

このような距離画像の測定方法について、距離画像計測モジュールの詳細と共に説明する。図9は、距離画像計測モジュールの構成例を示す模式図である。図9に示すように、距離画像計測モジュール27は、光源21と、距離画像センサ23と、信号処理部25と、を備えている。信号処理部25は、制御回路25Aと、パルス発生回路25Bと、駆動回路25Cと、読取回路25Dと、演算回路25Eと、メモリ25Fと、インターフェース回路25Gと、各回路及びメモリ25Fに電源を供給する電源回路25Hと、を有している。   Such a distance image measurement method will be described together with details of the distance image measurement module. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the distance image measurement module. As shown in FIG. 9, the distance image measurement module 27 includes a light source 21, a distance image sensor 23, and a signal processing unit 25. The signal processing unit 25 supplies power to the control circuit 25A, the pulse generation circuit 25B, the drive circuit 25C, the reading circuit 25D, the arithmetic circuit 25E, the memory 25F, the interface circuit 25G, each circuit, and the memory 25F. Power supply circuit 25H.

制御回路25Aは、距離画像計測モジュール27全体の制御を司る。計測モード選択ステップS1において、制御回路25Aは、切り替え器29に光源切り替え信号を送る。これにより、距離画像計測モードを選択する場合、光源21の出射光が第1光ガイドファイバ7の基端面7Tに入射する第1状態に切り替えられ、自己校正データ計測モードを選択する場合、光源21の出射光が第2光ガイドファイバ9の基端面9Tに入射する第2状態に切り替えられる(図2及び図5参照)。   The control circuit 25A controls the entire distance image measurement module 27. In the measurement mode selection step S1, the control circuit 25A sends a light source switching signal to the switch 29. Thereby, when the distance image measurement mode is selected, the light emitted from the light source 21 is switched to the first state in which it enters the proximal end surface 7T of the first light guide fiber 7, and when the self-calibration data measurement mode is selected, the light source 21 Of the second light guide fiber 9 is switched to the second state in which it enters the base end face 9T (see FIGS. 2 and 5).

計測ステップS3において、制御回路25Aは、パルス発生回路25Bに計測開始の指令を出す。パルス発生回路25Bは、距離画像センサ23及び読取回路25Dに計測用のパルスを供給し、駆動回路25Cに光源21点灯用の同期信号を出力する。駆動回路25Cは、この同期信号に合わせて光源21を駆動させ、投光光21A(図2及び図5参照)を出射させる。距離画像計測モードの場合、距離画像センサ23は反射光33Cを受光し(図2参照)、自己校正データ計測モードの場合、距離画像センサ23は自己校正光21Fを受光する(図5参照)。   In the measurement step S3, the control circuit 25A issues a measurement start command to the pulse generation circuit 25B. The pulse generation circuit 25B supplies a pulse for measurement to the distance image sensor 23 and the reading circuit 25D, and outputs a synchronization signal for lighting the light source 21 to the drive circuit 25C. The drive circuit 25C drives the light source 21 in accordance with the synchronization signal, and emits the projection light 21A (see FIGS. 2 and 5). In the distance image measurement mode, the distance image sensor 23 receives the reflected light 33C (see FIG. 2), and in the self-calibration data measurement mode, the distance image sensor 23 receives the self-calibration light 21F (see FIG. 5).

演算ステップS5において、距離画像センサ23は、パルス発生回路25Bからの信号と、受光した反射光33C(又は自己校正光21F)と、を比較し、第1光伝搬遅延時間(又は第2光伝搬遅延時間)に対応した第1出力信号(又は第2出力信号)を、各受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44(図4及び図7参照)ごとに生成する。読取回路25Dは、距離画像センサ23に蓄積された第1出力信号(又は第2出力信号)を読み出し、演算回路25Eに送る。演算回路25Eは、第1出力信号(又は第2出力信号)から第1光伝搬遅延時間(又は第2光伝搬遅延時間)を演算する。   In the calculation step S5, the distance image sensor 23 compares the signal from the pulse generation circuit 25B with the received reflected light 33C (or the self-calibration light 21F), and the first light propagation delay time (or the second light propagation time). The first output signal (or the second output signal) corresponding to the delay time) is converted into each light receiving region 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, It is generated for each of 23R43 and 23R44 (see FIGS. 4 and 7). The reading circuit 25D reads the first output signal (or the second output signal) accumulated in the distance image sensor 23 and sends it to the arithmetic circuit 25E. The arithmetic circuit 25E calculates the first optical propagation delay time (or the second optical propagation delay time) from the first output signal (or the second output signal).

次に、計測モードの判断ステップS7において、制御回路25Aは計測モードを判断する。計測モードが自己校正データ計測モードである場合、自己校正データのメモリステップS9に進む。自己校正データのメモリステップS9においては、制御回路25Aは、演算回路25Eで演算された第2光伝搬遅延時間を、自己校正データとしてメモリ25Fに蓄積し、計測モード選択ステップS1に戻る。一方、計測モードが距離画像計測モードである場合、距離画像の演算ステップS11に進む。   Next, in measurement mode determination step S7, the control circuit 25A determines the measurement mode. If the measurement mode is the self-calibration data measurement mode, the process proceeds to memory step S9 for self-calibration data. In the memory step S9 for self-calibration data, the control circuit 25A accumulates the second light propagation delay time calculated by the calculation circuit 25E in the memory 25F as self-calibration data, and returns to the measurement mode selection step S1. On the other hand, when the measurement mode is the distance image measurement mode, the process proceeds to a distance image calculation step S11.

距離画像の演算ステップS11において、演算回路25Eは、第1光伝搬遅延時間に基づき、測定対象物33の距離画像を演算する。その際、演算回路25Eは、メモリ25Fに蓄積された自己校正データに基づいて、測定対象物33の距離画像を校正する。この校正は、距離画像センサ23の各受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44ごとに行う。具体的には、各受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44ごとに、第1光伝搬遅延時間から第2光伝搬遅延時間の値を減算することにより、校正光伝搬遅延時間を演算回路25Eで演算する。そして、演算回路25Eによって、校正光伝搬遅延時間に基づいて、測定対象物33の複数の表面領域までの距離をそれぞれ演算することにより、測定対象物33の距離画像を演算する。複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44のそれぞれは、後述の距離画像37の複数の画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44のそれぞれと一対一に対応しているため、上述の校正は、距離画像37の複数の画素ごとに行われる。   In the distance image calculation step S11, the calculation circuit 25E calculates a distance image of the measurement object 33 based on the first light propagation delay time. At that time, the arithmetic circuit 25E calibrates the distance image of the measurement object 33 based on the self-calibration data stored in the memory 25F. This calibration is performed for each light receiving region 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, 23R44 of the distance image sensor 23. Specifically, for each light receiving region 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, 23R44, the first light propagation delay time is The calibration light propagation delay time is calculated by the arithmetic circuit 25E by subtracting the value of the two light propagation delay times. Then, the distance image of the measurement object 33 is calculated by calculating the distances to the plurality of surface regions of the measurement object 33 based on the calibration light propagation delay time by the arithmetic circuit 25E. Each of the plurality of light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, 23R44 is a plurality of pixels P11 of the distance image 37 described later. P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43, and P44 have a one-to-one correspondence with each other. This is performed for each of a plurality of pixels.

なお、この校正は以下のように行ってもよい。まず、演算回路25Eによって、各受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44ごとに、第1光伝搬遅延時間に基づいて、測定対象物33の複数の表面領域までの非校正距離をそれぞれ演算する。そして、演算回路25Eによって、第2光伝搬遅延時間を仮想的に測定対象物までの距離に対応させた場合の校正仮想距離を演算する。そして、演算回路25Eによって、複数の画素のそれぞれについて非校正距離から校正仮想距離を減算することにより、測定対象物33の距離画像を演算してもよい。いずれの方法で校正を行う場合においても、演算回路25Eは、第1出力信号に基づき、測定対象物33の距離画像を演算し、その際、第2光伝搬遅延時間に基づいて複数の画素ごとに距離画像を校正することになる。   This calibration may be performed as follows. First, the first optical propagation delay time is determined by the arithmetic circuit 25E for each of the light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, 23R43, 23R44. Based on the above, non-calibration distances to the plurality of surface regions of the measurement object 33 are respectively calculated. Then, the arithmetic virtual circuit 25E calculates the calibration virtual distance when the second light propagation delay time is virtually associated with the distance to the measurement object. Then, the distance image of the measurement object 33 may be calculated by subtracting the calibration virtual distance from the non-calibration distance for each of the plurality of pixels by the arithmetic circuit 25E. Regardless of which method is used for calibration, the arithmetic circuit 25E calculates a distance image of the measurement object 33 based on the first output signal, and at this time, for each of a plurality of pixels based on the second light propagation delay time. The distance image will be calibrated.

その後、距離画像の出力ステップS13において、演算回路25Eで演算された距離画像は、インターフェース回路25Gを経由して距離画像信号として外部に出力される。   Thereafter, in the distance image output step S13, the distance image calculated by the calculation circuit 25E is output to the outside as a distance image signal via the interface circuit 25G.

距離画像計測モードと自己校正データ計測モードの切り替え態様は、距離画像取得装置1を使用する際の可撓性外装体3の屈曲の変化の度合いや、仕様として要求される距離画像の精度等により、適宜選択することができる。図10は、計測モードの切り替え態様の例を示すタイミングチャートである。距離画像取得装置1の使用時においては、図10(A)に示すように、距離画像計測モードと自己校正データ計測モードとで交互に繰り返し計測したり、図10(B)に示すように、所定の複数回数距離画像計測モードで計測した後に自己校正データ計測モードで1回計測する組み合わせを繰り返したり、図10(C)に示すように、距離画像計測モードでの計測を繰り返し、何らかの条件に従って外部トリガが制御回路25Aに入力された際に(図9参照)、自己校正データ計測モードで1回計測し、その後は再び外部トリガが入力されるまで距離画像計測モードでの計測を繰り返したりすることができる。   The mode of switching between the distance image measurement mode and the self-calibration data measurement mode depends on the degree of change in the bending of the flexible exterior body 3 when the distance image acquisition device 1 is used, the accuracy of the distance image required as a specification, and the like. Can be appropriately selected. FIG. 10 is a timing chart illustrating an example of a measurement mode switching mode. When the distance image acquisition device 1 is used, as shown in FIG. 10A, the distance image measurement mode and the self-calibration data measurement mode are alternately measured repeatedly, or as shown in FIG. The combination of measuring once in the predetermined distance image measurement mode and then measuring once in the self-calibration data measurement mode is repeated, or the measurement in the distance image measurement mode is repeated as shown in FIG. When an external trigger is input to the control circuit 25A (see FIG. 9), measurement is performed once in the self-calibration data measurement mode, and thereafter, measurement in the distance image measurement mode is repeated until the external trigger is input again. be able to.

図11は、上述のようにして得られる距離画像を模式的に示す図である。図11では、XYZ直交座標系において距離画像37を示している。図11では、X軸方向及びY軸方向に距離画像37の画素番号を設定することにより、XY平面内に距離画像37の複数の画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44を示している。また、複数の画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44にそれぞれ対応する複数の画素値V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、V31、V32、V33、V34、V41、V42、V43、V44をZ軸方向に設定している。   FIG. 11 is a diagram schematically showing a distance image obtained as described above. In FIG. 11, the distance image 37 is shown in the XYZ orthogonal coordinate system. In FIG. 11, by setting the pixel number of the distance image 37 in the X-axis direction and the Y-axis direction, a plurality of pixels P11, P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24 of the distance image 37 in the XY plane. , P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43, and P44. Also, a plurality of pixel values V11, V12, V13, respectively corresponding to the plurality of pixels P11, P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43, P44, respectively. V14, V21, V22, V23, V24, V31, V32, V33, V34, V41, V42, V43, and V44 are set in the Z-axis direction.

各画素値V11、V12、V13、V14、V21、V22、V23、V24、V31、V32、V33、V34、V41、V42、V43、V44は、距離画像取得装置1から測定対象物33の複数の表面領域のそれぞれまでの距離値である。距離画像37は、画素値としての複数の距離値の集合からなる画像である。   Each pixel value V11, V12, V13, V14, V21, V22, V23, V24, V31, V32, V33, V34, V41, V42, V43, V44 is a plurality of surfaces of the measurement object 33 from the distance image acquisition device 1. The distance value to each of the areas. The distance image 37 is an image composed of a set of a plurality of distance values as pixel values.

なお、本実施形態においては、距離画像37の画素数は16個としたが、当然のことながら、距離画像37の画素数は特に制限されない。距離画像37の画素数が本実施形態の個数よりも多い場合、距離画像37の画素のそれぞれと一対一に対応するように、距離画像センサ23の複数の受光領域の数も増え(図4及び図7参照)、複数の受光領域のそれぞれと一対一に対応するようにファイババンドル型イメージガイド11の光伝搬領域の数も増える。   In the present embodiment, the number of pixels of the distance image 37 is 16. However, as a matter of course, the number of pixels of the distance image 37 is not particularly limited. When the number of pixels of the distance image 37 is larger than the number of the present embodiment, the number of light receiving regions of the distance image sensor 23 also increases so as to correspond to each of the pixels of the distance image 37 (FIG. 4 and FIG. 4). As shown in FIG. 7, the number of light propagation regions of the fiber bundle image guide 11 is increased so as to correspond one-to-one with each of the plurality of light receiving regions.

上述のような本実施形態の距離画像取得装置1においては、信号処理部25は、自己校正光21Fを受光した距離画像センサ23の第2出力信号から、第2光伝搬遅延時間を演算している(図5、図7、及び図9参照)。ファイババンドル型イメージガイド11が屈曲している場合、距離画像センサ23の複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44にそれぞれ対応するファイババンドル型イメージガイド11内の複数の光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44ごとに、この第2光伝搬遅延時間はばらつく可能性がある(図3、図6、及び図7参照)。そして、第2光伝搬遅延時間がばらついている場合、第1光伝搬遅延時間も同様のばらつきを含むことになるため、第1光伝搬遅延時間のみから距離画像37を演算すると、ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲に起因して距離画像37の各画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44間に相対的な誤差が生じてしまう(図11参照)。   In the distance image acquisition device 1 of the present embodiment as described above, the signal processing unit 25 calculates the second light propagation delay time from the second output signal of the distance image sensor 23 that has received the self-calibration light 21F. (See FIGS. 5, 7, and 9). When the fiber bundle type image guide 11 is bent, a plurality of light receiving areas 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, A plurality of light propagation regions 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, 11R43 in the fiber bundle image guide 11 respectively corresponding to 23R43, 23R44, The second optical propagation delay time may vary for each 11R44 (see FIGS. 3, 6, and 7). When the second light propagation delay time varies, the first light propagation delay time also includes the same variation. Therefore, when the distance image 37 is calculated only from the first light propagation delay time, the fiber bundle image Relative to each pixel P11, P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43, P44 of the distance image 37 due to the bending of the guide 11 An error occurs (see FIG. 11).

しかし、信号処理部25は、上述のように距離画像センサ23の複数の受光領域23R11、23R12、23R13、23R14、23R21、23R22、23R23、23R24、23R31、23R32、23R33、23R34、23R41、23R42、23R43、23R44のそれぞれについて第2光伝搬遅延時間を演算している(図7参照)。これにより、ファイババンドル型イメージガイド11がある屈曲態様の場合において、複数の光伝搬領域11R11、11R12、11R13、11R14、11R21、11R22、11R23、11R24、11R31、11R32、11R33、11R34、11R41、11R42、11R43、11R44ごとに、第2光伝搬遅延時間を把握することができる。そして、信号処理部25は、第1出力信号から測定対象物33の距離画像37を演算する際、第2光伝搬遅延時間に基づいて複数の画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44ごとに距離画像37を校正する。その結果、ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲に起因する距離画像37の各画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44間の相対的な誤差が抑制される。そのため、本実施形態の距離画像取得装置1は、距離画像の測定が可能な内視鏡として、特に好適に用いることができる。   However, as described above, the signal processing unit 25 includes the plurality of light receiving regions 23R11, 23R12, 23R13, 23R14, 23R21, 23R22, 23R23, 23R24, 23R31, 23R32, 23R33, 23R34, 23R41, 23R42, and 23R43. , 23R44, the second optical propagation delay time is calculated (see FIG. 7). Thereby, in the case of the bending mode with the fiber bundle type image guide 11, a plurality of light propagation regions 11R11, 11R12, 11R13, 11R14, 11R21, 11R22, 11R23, 11R24, 11R31, 11R32, 11R33, 11R34, 11R41, 11R42, The second light propagation delay time can be grasped for each of 11R43 and 11R44. When the signal processing unit 25 calculates the distance image 37 of the measurement object 33 from the first output signal, the signal processing unit 25 has a plurality of pixels P11, P12, P13, P14, P21, P22, based on the second light propagation delay time. The distance image 37 is calibrated for each of P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43, and P44. As a result, each pixel P11, P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43 of the distance image 37 due to the bending of the fiber bundle image guide 11 The relative error between P44 is suppressed. Therefore, the distance image acquisition apparatus 1 according to the present embodiment can be particularly preferably used as an endoscope capable of measuring a distance image.

さらに、本実施形態に係る距離画像取得装置1は、第1光ガイドファイバ7の先端面7Rから出射する投光光21Bの平行度を向上させ、平行度が向上した投光光21Cを測定対象物33に投光する投光光学部材13と、測定対象物33による反射光33Aの集光度を向上させ、集光度が向上した反射光33Bをファイババンドル型イメージガイド11の先端面11Rに受光させる受光光学部材17と、をさらに備えている(図2参照)。これにより、測定対象物33に投光される投光光21Cの強度が強くなり、ファイババンドル型イメージガイド11に入射する測定対象物33の反射光33Bの強度が強くなるため、より高精度の距離画像37を得ることができる。   Furthermore, the distance image acquisition device 1 according to the present embodiment improves the parallelism of the projection light 21B emitted from the distal end surface 7R of the first light guide fiber 7, and the projection light 21C with improved parallelism is a measurement target. The light projecting optical member 13 that projects the object 33 and the concentration of the reflected light 33 </ b> A by the measurement object 33 are improved, and the reflected light 33 </ b> B with the improved concentration is received by the distal end surface 11 </ b> R of the fiber bundle type image guide 11. And a light receiving optical member 17 (see FIG. 2). As a result, the intensity of the projection light 21C projected onto the measurement object 33 is increased, and the intensity of the reflected light 33B of the measurement object 33 incident on the fiber bundle image guide 11 is increased. A distance image 37 can be obtained.

さらに、本実施形態に係る距離画像取得装置1は、光源21と、光源21の投光光21Aが第1光ガイドファイバ7の基端面7Tに入射する第1状態と、光源21の投光光21Aが第2光ガイドファイバ9の基端面7Tに入射する第2状態との間で、光源21の投光光21Aの入射状態を可逆的に切り替える切り替え器29を備えている(図2及び図5参照)。これにより、必要な光源の数が減少するため、距離画像取得装置1の構成が簡略化されている。   Furthermore, the distance image acquisition device 1 according to the present embodiment includes a light source 21, a first state in which the light projection light 21 </ b> A of the light source 21 is incident on the proximal end surface 7 </ b> T of the first light guide fiber 7, and the light projection light of the light source 21. A switch 29 is provided for reversibly switching the incident state of the projection light 21A of the light source 21 between the second state where 21A is incident on the base end surface 7T of the second light guide fiber 9 (FIGS. 2 and 2). 5). Thereby, since the number of required light sources decreases, the structure of the distance image acquisition apparatus 1 is simplified.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る距離画像取得装置について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a distance image acquisition device according to the second embodiment will be described.

図12は、自己校正データ計測モードにおける本実施形態の距離画像取得装置の模式的な構成図である。図12に示すように、本実施形態の距離画像取得装置1aは、第2光ガイドファイバ9の位置、ファイババンドル型イメージガイド11aの構成、及び、光行路変更部材15aの位置の点において、第1実施形態の距離画像取得装置1と異なる。   FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the distance image acquisition apparatus of the present embodiment in the self-calibration data measurement mode. As shown in FIG. 12, the distance image acquisition device 1a of the present embodiment is the first in terms of the position of the second light guide fiber 9, the configuration of the fiber bundle type image guide 11a, and the position of the optical path changing member 15a. It is different from the distance image acquisition device 1 of the embodiment.

具体的には、本実施形態のファイババンドル型イメージガイド11aは、内部に第2光ガイドファイバ9を有している。即ち、第2光ガイドファイバ9は、ファイババンドル型イメージガイド11aの内部に埋め込まれている。第2光ガイドファイバ9の先端面9Rは、ファイババンドル型イメージガイド11aの先端面11aRに含まれ、第2光ガイドファイバ9の基端面9Tは、ファイババンドル型イメージガイド11aの基端面11aTに含まれている。また、本実施形態の光行路変更部材15aは、受光光学部材17と一体形成されている。具体的には、例えば受光光学部材17の一部に、光行路変更部材15aとしての光反射部材や光拡散部材が設けられている。   Specifically, the fiber bundle type image guide 11a of the present embodiment has a second light guide fiber 9 inside. That is, the second light guide fiber 9 is embedded in the fiber bundle image guide 11a. The distal end surface 9R of the second light guide fiber 9 is included in the distal end surface 11aR of the fiber bundle type image guide 11a, and the proximal end surface 9T of the second optical guide fiber 9 is included in the proximal end surface 11aT of the fiber bundle type image guide 11a. It is. Further, the optical path changing member 15 a of this embodiment is formed integrally with the light receiving optical member 17. Specifically, for example, a part of the light receiving optical member 17 is provided with a light reflecting member or a light diffusing member as the light path changing member 15a.

本実施形態の自己校正データ計測モードにおいては、第1実施形態における場合と同様に、光源21の投光光21Aは、第2光ガイドファイバ9の基端面9Tに入射して、先端面9Rから出射光21Dとして出射する。そして、出射光21Dは光行路変更部材15aによって光行路が変更され、自己校正光21Eとしてファイババンドル型イメージガイド11aの先端面11aRに入射する。自己校正光21Eは、ファイババンドル型イメージガイド11aによって基端面11aTに導かれ、基端面11aTから自己校正光21Fとして出射し、距離画像センサ23に入射する。   In the self-calibration data measurement mode of the present embodiment, similarly to the case of the first embodiment, the projection light 21A of the light source 21 is incident on the proximal end surface 9T of the second light guide fiber 9 and from the distal end surface 9R. The light is emitted as emitted light 21D. Then, the outgoing light 21D has its optical path changed by the optical path changing member 15a, and is incident on the front end surface 11aR of the fiber bundle type image guide 11a as self-calibration light 21E. The self-calibration light 21E is guided to the base end face 11aT by the fiber bundle type image guide 11a, is emitted from the base end face 11aT as self-calibration light 21F, and enters the distance image sensor 23.

上述のような本実施形態の距離画像取得装置1aによっても、第1実施形態の距離画像取得装置1と同様の理由により、ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲に起因する距離画像37の各画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44間の相対的な誤差が抑制される。   Also by the distance image acquisition device 1a of the present embodiment as described above, each pixel P11 of the distance image 37 resulting from the bending of the fiber bundle image guide 11 for the same reason as the distance image acquisition device 1 of the first embodiment. , P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43, P44, relative errors are suppressed.

さらに、上述のような本実施形態の距離画像取得装置1aにおいては、第2光ガイドファイバ9は、ファイババンドル型イメージガイド11内に設けられている。これにより、第2光ガイドファイバ9の先端面9Rから出射する出射光21Dは、ファイババンドル型イメージガイド11aの先端面11aRから出射することになる。そして、ファイババンドル型イメージガイド11aの先端面11aRから出射した出射光21Dは、光行路変更部材15aの働きにより、自己校正光21Eとして再びファイババンドル型イメージガイド11aの先端面11aRに入射する。この際、ファイババンドル型イメージガイド11aの先端面11aRから出射した出射光21Dは、光行路変更部材15aによって略180度進行方向が変更される。そのため、ファイババンドル型イメージガイド11aの先端面11aRにおいて、自己校正光21Eの空間的な強度分布は均一化される。その結果、信号処理部25は、第2光伝搬遅延時間をより高精度で演算することができるため、より高精度の距離画像37を得ることができる。   Furthermore, in the distance image acquisition device 1a of the present embodiment as described above, the second light guide fiber 9 is provided in the fiber bundle type image guide 11. Thereby, the emitted light 21D emitted from the distal end surface 9R of the second light guide fiber 9 is emitted from the distal end surface 11aR of the fiber bundle type image guide 11a. The emitted light 21D emitted from the tip surface 11aR of the fiber bundle type image guide 11a is incident on the tip surface 11aR of the fiber bundle type image guide 11a again as self-calibration light 21E by the action of the optical path changing member 15a. At this time, the traveling direction of the outgoing light 21D emitted from the distal end surface 11aR of the fiber bundle type image guide 11a is changed by about 180 degrees by the optical path changing member 15a. Therefore, the spatial intensity distribution of the self-calibration light 21E is made uniform on the distal end surface 11aR of the fiber bundle type image guide 11a. As a result, the signal processing unit 25 can calculate the second light propagation delay time with higher accuracy, and thus can obtain a more accurate distance image 37.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係る距離画像取得装置について説明する。
(Third embodiment)
Next, a distance image acquisition device according to the third embodiment will be described.

図13は、本実施形態の距離画像取得装置の模式的な構成図である。図13に示すように、本実施形態の距離画像取得装置1bは、光源21bの構成、光行路変更部材15bの構成、及び、第2光ガイドファイバ9を備えていない点において、第1実施形態の距離画像取得装置1と異なる。   FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the distance image acquisition apparatus of the present embodiment. As shown in FIG. 13, the distance image acquisition device 1b of the present embodiment is the first embodiment in that the configuration of the light source 21b, the configuration of the optical path changing member 15b, and the second light guide fiber 9 are not provided. Different from the distance image acquisition apparatus 1 of FIG.

具体的には、本実施形態の本体部5bの距離画像計測モジュール27bが有する光源21bは、第1波長λ1の投光光21Abを出射する状態と、第1波長λ1とは異なる第2波長λ2の投光光21Abを出射する状態とを切り替えることができる。また、本実施形態の光行路変更部材15bは、第1波長λ1の光を選択的に透過させ、第2波長λ2の光を選択的に反射する波長選択ミラーである。   Specifically, the light source 21b included in the distance image measurement module 27b of the main body 5b of the present embodiment emits the projection light 21Ab having the first wavelength λ1 and the second wavelength λ2 different from the first wavelength λ1. It is possible to switch the state of emitting the projected light 21Ab. The optical path changing member 15b of the present embodiment is a wavelength selection mirror that selectively transmits light having the first wavelength λ1 and selectively reflects light having the second wavelength λ2.

第1光ガイドファイバ7の基端面7Tに入射した投光光21Abは、先端面7Rに導かれ、投光光21Bbとして先端面7Rから出射する。そして、投光光21Bbは、光行路変更部材15bに入射する。投光光21Bbが第1波長λ1の光である場合は、光行路変更部材15bを透過し、投光光学部材13を経由して、投光光21Cbとして測定対象物33に投光される。一方、投光光21Bbが第2波長λ2の光である場合は、光行路変更部材15bで反射し、自己校正光21Ebとしてファイババンドル型イメージガイド11の基端面11Tに入射する。   The projection light 21Ab incident on the base end surface 7T of the first light guide fiber 7 is guided to the distal end surface 7R, and is emitted from the distal end surface 7R as the projection light 21Bb. Then, the projection light 21Bb is incident on the optical path changing member 15b. When the projection light 21Bb is light having the first wavelength λ1, it passes through the optical path changing member 15b and is projected onto the measurement object 33 as the projection light 21Cb via the projection optical member 13. On the other hand, when the projection light 21Bb is light having the second wavelength λ2, it is reflected by the optical path changing member 15b and enters the base end face 11T of the fiber bundle type image guide 11 as self-calibration light 21Eb.

そのため、本実施形態では、第1光ガイドファイバ7が第2光ガイドファイバ9の機能を兼ねている。なお、光源21bは、第1波長λ1の光を出射する第1波長光源と、第2波長λ2の光を出射する第2波長光源の2つの光源で構成されていてもよい。   Therefore, in the present embodiment, the first light guide fiber 7 also functions as the second light guide fiber 9. The light source 21b may be composed of two light sources, a first wavelength light source that emits light of the first wavelength λ1 and a second wavelength light source that emits light of the second wavelength λ2.

上述のような本実施形態の距離画像取得装置1bによっても、第1実施形態の距離画像取得装置1と同様の理由により、ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲に起因する距離画像37の各画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44間の相対的な誤差が抑制される。   Also by the distance image acquisition device 1b of the present embodiment as described above, each pixel P11 of the distance image 37 resulting from the bending of the fiber bundle type image guide 11 for the same reason as the distance image acquisition device 1 of the first embodiment. , P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43, P44, relative errors are suppressed.

さらに、本実施形態の距離画像取得装置1bにおいては、上述のように第1光ガイドファイバ7が第2光ガイドファイバ9の機能を兼ねている。これにより、距離画像取得装置1bが備える光ガイドファイバの数が減少するため、可撓性外装体3を細くすることが可能となる。   Furthermore, in the distance image acquisition device 1b of the present embodiment, the first light guide fiber 7 also functions as the second light guide fiber 9 as described above. Thereby, since the number of the light guide fibers with which the distance image acquisition apparatus 1b is provided decreases, it becomes possible to make the flexible exterior body 3 thin.

さらに、本実施形態の距離画像取得装置1bは、上述のような波長選択ミラーを光行路変更部材15bとして備えているため、機械的な可動部材を用いることなく、一つの第1光ガイドファイバ7の基端面7Tから出射する光を、投光光21Cbと自己校正光21Ebに分けることができる。その結果、距離画像取得装置1bを小型化することができる。   Further, since the distance image acquisition device 1b of the present embodiment includes the wavelength selection mirror as described above as the optical path changing member 15b, one first light guide fiber 7 is used without using a mechanical movable member. The light emitted from the base end face 7T can be divided into the projection light 21Cb and the self-calibration light 21Eb. As a result, the distance image acquisition device 1b can be reduced in size.

(第4実施形態)
次に、第4実施形態に係る距離画像取得装置について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a distance image acquisition device according to the fourth embodiment will be described.

図14は、自己校正データ計測モードにおける本実施形態の距離画像取得装置の模式的な構成図である。図14に示すように、本実施形態の距離画像取得装置1cは、第3光ガイドファイバ41をさらに備える点、及び、本体部5cが遅延時間演算部51をさらに備える点において、第1実施形態の距離画像取得装置1と異なる。   FIG. 14 is a schematic configuration diagram of the distance image acquisition apparatus of the present embodiment in the self-calibration data measurement mode. As shown in FIG. 14, the distance image acquisition device 1 c of the present embodiment is the first embodiment in that the third light guide fiber 41 is further provided, and that the main body unit 5 c is further provided with a delay time calculation unit 51. Different from the distance image acquisition apparatus 1 of FIG.

第3光ガイドファイバ41は、可撓性外装体3の内部において、可撓性外装体3の基端部から先端部まで延びて屈曲し、さらに可撓性外装体3の先端部から基端部まで延びる光ファイバである。第3光ガイドファイバ41の2つの端面(第1端面41T1及び第2端面41T2)は、可撓性外装体3の基端部に設けられている。   The third light guide fiber 41 extends and bends from the proximal end portion of the flexible exterior body 3 to the distal end portion inside the flexible exterior body 3, and further, extends from the distal end portion of the flexible exterior body 3 to the proximal end. It is an optical fiber extending to the part. Two end faces (first end face 41T1 and second end face 41T2) of the third light guide fiber 41 are provided at the base end portion of the flexible sheath 3.

遅延時間演算部51は、予備光源43と、受光素子45と、駆動回路47と、計測回路49と、を有している。   The delay time calculation unit 51 includes a preliminary light source 43, a light receiving element 45, a drive circuit 47, and a measurement circuit 49.

第3光ガイドファイバ41及び遅延時間演算部51は、ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲を検知するための屈曲検知機構である。計測回路49は、駆動回路47に屈曲検知開始の指令を出す。駆動回路47は、予備光源43を駆動させ、予備光源43から例えばパルス状の出射光が出射される。予備光源43の出射光は、第3光ガイドファイバ41の第1端面41T1に入射する。第3光ガイドファイバ41は、第1端面41T1で受光した出射光を、第2端面41T2に導き、受光素子45に向けて出射する。受光素子45は、第2端面41T2から出射されて光を受光し、計測回路49に受光信号を送る。計測回路49は、予備光源43が出射光を出射してから計測回路49が光を受光するまでの光伝搬遅延時間(予備光源43の出射光の光伝搬遅延時間)から、ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲を検知する。即ち、可撓性外装体3が屈曲し、それに合わせてファイババンドル型イメージガイド11も屈曲すると、第3光ガイドファイバ41も可撓性外装体3に合わせて屈曲するため、上記光伝搬遅延時間が変化する。この光伝搬遅延時間の変化から、ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲を検知することができる。計測回路49は、屈曲検知信号を、信号処理部25に送る。   The third light guide fiber 41 and the delay time calculation unit 51 are a bending detection mechanism for detecting the bending of the fiber bundle type image guide 11. The measurement circuit 49 issues a command to start bending detection to the drive circuit 47. The drive circuit 47 drives the auxiliary light source 43 and emits, for example, pulsed emitted light from the auxiliary light source 43. The outgoing light from the auxiliary light source 43 enters the first end face 41T1 of the third light guide fiber 41. The third light guide fiber 41 guides the emitted light received by the first end face 41T1 to the second end face 41T2 and emits it toward the light receiving element 45. The light receiving element 45 receives the light emitted from the second end face 41T2 and sends a light reception signal to the measurement circuit 49. The measurement circuit 49 calculates the fiber bundle type image guide from the light propagation delay time (the light propagation delay time of the emitted light of the preliminary light source 43) from when the preliminary light source 43 emits the emitted light until the measuring circuit 49 receives the light. 11 bends are detected. That is, when the flexible outer casing 3 is bent and the fiber bundle type image guide 11 is bent accordingly, the third light guide fiber 41 is also bent according to the flexible outer casing 3, so that the light propagation delay time is increased. Changes. It is possible to detect the bending of the fiber bundle type image guide 11 from the change in the light propagation delay time. The measurement circuit 49 sends a bending detection signal to the signal processing unit 25.

上述のような本実施形態の距離画像取得装置1cによっても、第1実施形態の距離画像取得装置1と同様の理由により、ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲に起因する距離画像37の各画素P11、P12、P13、P14、P21、P22、P23、P24、P31、P32、P33、P34、P41、P42、P43、P44間の相対的な誤差が抑制される。   Also by the distance image acquisition device 1c of the present embodiment as described above, each pixel P11 of the distance image 37 resulting from the bending of the fiber bundle type image guide 11 for the same reason as the distance image acquisition device 1 of the first embodiment. , P12, P13, P14, P21, P22, P23, P24, P31, P32, P33, P34, P41, P42, P43, P44, relative errors are suppressed.

さらに、上述のような本実施形態の距離画像取得装置1cによれば、予備光源43の出射光の光伝搬遅延時間から、ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲態様の変化度合いを把握することができるため、ファイババンドル型イメージガイド11の屈曲態様の変化度合いが所定量以上となった場合に、切り替え器29によって自己校正データ計測モードに切り替え、光源21から光を出射して自己校正光21Eの光伝搬遅延時間を演算するという使用方法が可能となる。   Furthermore, according to the distance image acquisition device 1c of the present embodiment as described above, the degree of change in the bending state of the fiber bundle image guide 11 can be grasped from the light propagation delay time of the light emitted from the auxiliary light source 43. Therefore, when the degree of change in the bending mode of the fiber bundle type image guide 11 exceeds a predetermined amount, the switch 29 switches to the self-calibration data measurement mode, emits light from the light source 21, and emits light of the self-calibration light 21E. The usage method of calculating the propagation delay time becomes possible.

図15は、本実施形態における計測モードの切り替え態様の例を示すタイミングチャートである。図15に示すように、距離画像取得装置1cの使用時においては、距離画像計測モードでの計測を繰り返し、遅延時間演算部51が所定量以上の屈曲を検知した場合に、自己校正データ計測モードで1回計測し、その後は再び遅延時間演算部51が所定量以上の屈曲を検知するまで、距離画像計測モードでの計測を繰り返すという使用方法が可能となる。   FIG. 15 is a timing chart showing an example of a measurement mode switching mode in the present embodiment. As shown in FIG. 15, when using the distance image acquisition device 1c, the measurement in the distance image measurement mode is repeated, and the self-calibration data measurement mode is detected when the delay time calculation unit 51 detects a bend of a predetermined amount or more. The measurement method can be used in such a manner that the measurement in the distance image measurement mode is repeated until the delay time calculation unit 51 detects the bending of a predetermined amount or more again.

なお、上述の屈曲検知機構(第3光ガイドファイバ41及び遅延時間演算部51)を、第2実施形態の距離画像取得装置1aや第3実施形態の距離画像取得装置1bがさらに備えていてもよい。   Note that the above-described bending detection mechanism (the third light guide fiber 41 and the delay time calculation unit 51) may be further provided in the distance image acquisition device 1a of the second embodiment or the distance image acquisition device 1b of the third embodiment. Good.

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.

例えば、上述の第1〜第4実施形態の距離画像取得装置1、1a、1b、1cは、それぞれ1つの光源(光源21又は光源21b)を備えているが(図2、図5、図12、図13、及び図14参照)、それぞれ2つの光源(第1光源と第2光源)を備えていてもよい。この場合、第1実施形態、第2実施形態、及び第4実施形態(図2、図5、図12、及び図14)において、距離画像取得装置1、1a、1cは、切り替え器29を備えている必要はなく、第1光源の出射光は、第1光ガイドファイバ7の基端面7Tに入射し、第2光源の出射光は、第2光ガイドファイバ9の基端面9Tに入射する。また、第3実施形態(図13)において、第1光源は、第1波長λ1の光を含む出射光を第1光ガイドファイバ7の基端面7Tに向けて出射し、第2光源は、第2波長λ2の光を含む出射光を第1光ガイドファイバ7の基端面7Tに向けて出射する。   For example, the distance image acquisition devices 1, 1a, 1b, and 1c of the first to fourth embodiments described above each include one light source (light source 21 or light source 21b) (FIGS. 2, 5, and 12). , FIG. 13 and FIG. 14), each may include two light sources (first light source and second light source). In this case, in the first embodiment, the second embodiment, and the fourth embodiment (FIGS. 2, 5, 12, and 14), the distance image acquisition devices 1, 1a, and 1c include a switch 29. The light emitted from the first light source is incident on the proximal end surface 7T of the first light guide fiber 7, and the light emitted from the second light source is incident on the proximal end surface 9T of the second light guide fiber 9. In the third embodiment (FIG. 13), the first light source emits outgoing light including light having the first wavelength λ1 toward the base end surface 7T of the first light guide fiber 7, and the second light source Outgoing light including light having two wavelengths λ <b> 2 is emitted toward the base end face 7 </ b> T of the first light guide fiber 7.

また、上述の第1〜第4実施形態の距離画像取得装置1、1a、1b、1cにおいて、距離画像センサ23は、測定対象物33のイメージ画像(グレイスケールイメージやカラーイメージ)を測定する機能をさらに有していてもよい。この場合、測定対象物33のイメージ画像と対応させた態様の距離画像を得ることができる。   In the distance image acquisition devices 1, 1a, 1b, and 1c of the first to fourth embodiments described above, the distance image sensor 23 functions to measure an image image (grayscale image or color image) of the measurement object 33. May further be included. In this case, a distance image in a mode corresponding to the image image of the measurement object 33 can be obtained.

また、上述の第1〜第4実施形態の距離画像取得装置1、1a、1b、1cにおいて、距離画像センサ23とは別体のイメージ画像センサ(グレイスケールイメージセンサやカラーイメージセンサ)をさらに有していてもよい。この場合も、測定対象物33のイメージ画像と対応させた態様の距離画像を得ることができる。   Further, the distance image acquisition devices 1, 1a, 1b, and 1c of the first to fourth embodiments described above further include an image image sensor (grayscale image sensor or color image sensor) separate from the distance image sensor 23. You may do it. Also in this case, it is possible to obtain a distance image in a mode corresponding to the image of the measurement object 33.

1、1a、1b、1c・・・距離画像取得装置、3・・・可撓性外装体、5、5b、5c・・・本体部、7・・・第1光ガイドファイバ、9・・・第2光ガイドファイバ、11、11a・・・ファイババンドル型イメージガイド、13・・・投光光学部材、15、15a、15b・・・光行路変更部材、21、21b・・・光源(第1光源、第2光源)、21A、21B、21C・・・投光光、23・・・距離画像センサ、25・・・信号処理部、27・・・距離画像計測モジュール、33・・・測定対象物、33A、33B、33C・・・反射光。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b, 1c ... Distance image acquisition apparatus, 3 ... Flexible exterior body, 5, 5b, 5c ... Main-body part, 7 ... 1st light guide fiber, 9 ... 2nd light guide fiber, 11, 11a ... Fiber bundle type image guide, 13 ... Projection optical member, 15, 15a, 15b ... Optical path changing member, 21, 21b ... Light source (first Light source, second light source), 21A, 21B, 21C... Projection light, 23... Distance image sensor, 25... Signal processing unit, 27. Object, 33A, 33B, 33C ... reflected light.

Claims (9)

測定対象物の距離画像を測定する距離画像取得装置であって、
長尺状の可撓性外装体と、
前記測定対象物へ投光するための投光光を出射する光源と、
前記可撓性外装体内に前記可撓性外装体の基端部から先端部まで延びるように設けられ、前記光源から出射した前記投光光を基端面で受光し、受光した当該投光光を先端面から出射させる第1光ガイドファイバと、
前記可撓性外装体内に前記可撓性外装体の前記基端部から前記先端部まで延びるように設けられ、前記光源の出射光を基端面で受光し、受光した当該出射光を先端面から出射させる第2光ガイドファイバと、
前記可撓性外装体内に前記可撓性外装体の前記基端部から前記先端部まで延びるように設けられ、前記投光光の前記測定対象物による反射光を先端面で受光し、受光した当該反射光を基端面から出射させるファイババンドル型イメージガイドと、
前記第2光ガイドファイバの前記先端面から出射する前記光源の前記出射光の光行路を変更し、自己校正光として前記ファイババンドル型イメージガイドの前記先端面に入射させる光行路変更部材と、
前記ファイババンドル型イメージガイドの前記基端面から出射する光を受光するように設けられ、前記距離画像の複数の画素のそれぞれに対応する複数の受光領域を有すると共に、前記測定対象物による前記反射光を受光することにより、前記光源が前記投光光を出射してから前記複数の受光領域のそれぞれが前記反射光を受光するまでのそれぞれの第1光伝搬遅延時間に対応する第1出力信号を出力する飛翔時間式の距離画像センサと、
前記距離画像センサの前記第1出力信号に基づき、前記測定対象物の前記距離画像を演算する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、前記自己校正光を受光した前記距離画像センサの第2出力信号に基づき、前記光源が前記出射光を出射してから前記距離画像センサの前記複数の受光領域のそれぞれが前記自己校正光を受光するまでのそれぞれの第2光伝搬遅延時間を演算し、
前記信号処理部は、前記測定対象物の前記距離画像を演算する際、前記第2光伝搬遅延時間に基づいて前記複数の画素ごとに前記距離画像を校正することを特徴とする距離画像取得装置。
A distance image acquisition device for measuring a distance image of a measurement object,
A long flexible outer casing;
A light source that emits projection light for projecting onto the measurement object;
The flexible exterior body is provided so as to extend from the proximal end portion to the distal end portion of the flexible exterior body. The projected light emitted from the light source is received by the proximal end surface, and the received projected light is received. A first light guide fiber that is emitted from the distal end surface;
It is provided in the flexible exterior body so as to extend from the base end portion to the distal end portion of the flexible exterior body, receives the emitted light of the light source at the proximal end surface, and receives the received emitted light from the distal end surface A second light guide fiber to be emitted;
The flexible exterior body is provided so as to extend from the base end portion to the distal end portion of the flexible exterior body, and the reflected light from the measurement object of the projected light is received at the distal end surface and received. A fiber bundle type image guide for emitting the reflected light from the base end surface;
An optical path changing member that changes the optical path of the emitted light of the light source that exits from the distal end face of the second light guide fiber, and that enters the distal end face of the fiber bundle type image guide as self-calibrating light;
The reflected light from the measurement object is provided so as to receive light emitted from the base end face of the fiber bundle type image guide, and has a plurality of light receiving regions corresponding to a plurality of pixels of the distance image. The first output signal corresponding to each first light propagation delay time from when the light source emits the projected light to when each of the plurality of light receiving regions receives the reflected light. A flight time type distance image sensor to output,
A signal processing unit that calculates the distance image of the measurement object based on the first output signal of the distance image sensor;
With
The signal processing unit, based on the second output signal of the distance image sensor that has received the self-calibration light, each of the plurality of light receiving regions of the distance image sensor after the light source emits the emitted light. Calculate each second light propagation delay time until the self-calibration light is received,
The signal processing unit calibrates the distance image for each of the plurality of pixels based on the second light propagation delay time when calculating the distance image of the measurement object. .
前記第1光ガイドファイバの前記先端面から出射する前記投光光の平行度を向上させ、平行度が向上した当該投光光を前記測定対象物に投光する投光光学部材と、
前記測定対象物による前記反射光の集光度を向上させ、集光度が向上した当該反射光を前記ファイババンドル型イメージガイドの先端面に受光させる受光光学部材と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の距離画像取得装置。
A light projecting optical member that improves the parallelism of the projected light emitted from the distal end surface of the first light guide fiber, and projects the projected light with improved parallelism onto the measurement object;
A light receiving optical member for improving the light collection degree of the reflected light by the measurement object, and for receiving the reflected light with the improved light collection degree on the tip surface of the fiber bundle type image guide;
The distance image acquisition device according to claim 1, further comprising:
前記光源の出射光が前記第1光ガイドファイバの基端面に入射する状態と、前記光源の前記出射光が前記第2光ガイドファイバの基端面に入射する状態との間で、前記光源の前記出射光の入射状態を可逆的に切り替える切り替え器をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の距離画像取得装置。   Between the state in which the emitted light of the light source is incident on the proximal end surface of the first light guide fiber and the state in which the emitted light of the light source is incident on the proximal end surface of the second light guide fiber The range image acquisition apparatus according to claim 1, further comprising a switch that reversibly switches the incident state of the emitted light. 前記第2光ガイドファイバは、前記ファイババンドル型イメージガイド内に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の距離画像取得装置。   The distance image acquisition device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second light guide fiber is provided in the fiber bundle type image guide. 前記光行路変更部材は、前記受光光学部材と一体形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の距離画像取得装置。   The distance image acquiring apparatus according to claim 1, wherein the optical path changing member is integrally formed with the light receiving optical member. 前記光行路変更部材は、鏡面部材又は光拡散部材であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の距離画像取得装置。   The distance image acquiring apparatus according to claim 1, wherein the optical path changing member is a mirror member or a light diffusing member. 前記第1光ガイドファイバと前記第2光ガイドファイバは、一つの光ガイドファイバであることを特徴とする請求項1又は2に記載の距離画像取得装置。   The distance image acquisition apparatus according to claim 1, wherein the first light guide fiber and the second light guide fiber are one light guide fiber. 前記光源は、第1波長の光を出射する状態と、当該第1波長とは異なる第2波長の光を出射する状態とを切り替えることができ、
前記光行路変更部材は、前記第1波長の光を選択的に透過させ、前記第2波長の光を選択的に反射する波長選択ミラーであり、
前記波長選択ミラーを透過した前記第1波長の光は、前記投光光として前記測定対象物に投光され、
前記波長選択ミラーで反射した前記第2波長の光は、前記自己校正光として前記ファイババンドル型イメージガイドの前記先端面に入射することを特徴とする請求項7に記載の距離画像取得装置。
The light source can switch between a state of emitting light of a first wavelength and a state of emitting light of a second wavelength different from the first wavelength,
The optical path changing member is a wavelength selection mirror that selectively transmits the light of the first wavelength and selectively reflects the light of the second wavelength,
The light of the first wavelength transmitted through the wavelength selection mirror is projected onto the measurement object as the projection light,
8. The distance image acquisition apparatus according to claim 7, wherein the light having the second wavelength reflected by the wavelength selection mirror is incident on the distal end surface of the fiber bundle type image guide as the self-calibration light.
予備光源と、
前記可撓性外装体内に少なくとも前記可撓性外装体の基端部から先端部まで延びるように設けられ、前記予備光源から出射した出射光を第1端面で受光し、受光した当該出射光を第2端面から出射させる第3光ガイドファイバと、
前記第3光ガイドファイバの前記第2端面から出射する前記出射光を受光する受光素子と、
前記予備光源が光を出射してから、その光を前記受光素子が受光するまでの時間を基に、前記第3ガイドファイバにおける前記予備光源の前記出射光の光伝搬遅延時間を演算する遅延時間演算部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
A spare light source;
The flexible exterior body is provided so as to extend at least from the base end portion to the distal end portion of the flexible exterior body, and the emitted light emitted from the preliminary light source is received by the first end surface, and the received emitted light is received. A third light guide fiber that emits light from the second end face;
A light receiving element that receives the emitted light emitted from the second end face of the third light guide fiber;
A delay time for calculating a light propagation delay time of the emitted light of the preliminary light source in the third guide fiber based on a time from when the preliminary light source emits light until the light receiving element receives the light. An arithmetic unit;
The distance image acquisition device according to claim 1, further comprising:
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015081780A (en) * 2013-10-21 2015-04-27 本田技研工業株式会社 Distance measuring system, and correcting data acquiring method
JP2015172551A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 スタンレー電気株式会社 Distance image generation device and distance image generation method
JP2016001143A (en) * 2014-06-12 2016-01-07 株式会社東京精密 Multipoint distance measuring device and shape measuring apparatus
JP2019512710A (en) * 2016-03-19 2019-05-16 ベロダイン ライダー, インク. Integrated illumination and detection for 3D imaging based on LIDAR
US11082010B2 (en) 2018-11-06 2021-08-03 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for TIA base current detection and compensation
USRE48688E1 (en) 2006-07-13 2021-08-17 Velodyne Lidar Usa, Inc. High definition LiDAR system
US11137480B2 (en) 2016-01-31 2021-10-05 Velodyne Lidar Usa, Inc. Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS565508A (en) * 1979-06-26 1981-01-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Production of bundle fiber for image transmission
JPS5790103U (en) * 1980-11-26 1982-06-03
JPH0293525A (en) * 1988-09-30 1990-04-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Direct transmission system for light image information
JPH0432736A (en) * 1990-05-30 1992-02-04 Hamamatsu Photonics Kk Group delay measuring instrument for optical element
JPH0763855A (en) * 1993-08-30 1995-03-10 Hamamatsu Photonics Kk Apparatus for optical measurement
JPH0868721A (en) * 1993-09-22 1996-03-12 Asahi Optical Co Ltd Evaluation method of focusing of optical system, adjusting method, focusing evaluation device, adjustment device, and chart device
JP2001066247A (en) * 1999-08-26 2001-03-16 Japan Science & Technology Corp Photometric apparatus
JP2002191554A (en) * 2000-12-26 2002-07-09 Asahi Optical Co Ltd Electronic endoscope provided with three-dimensional image detector
JP2008268069A (en) * 2007-04-23 2008-11-06 Hitachi Ltd Chemiluminescence detection device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS565508A (en) * 1979-06-26 1981-01-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Production of bundle fiber for image transmission
JPS5790103U (en) * 1980-11-26 1982-06-03
JPH0293525A (en) * 1988-09-30 1990-04-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Direct transmission system for light image information
JPH0432736A (en) * 1990-05-30 1992-02-04 Hamamatsu Photonics Kk Group delay measuring instrument for optical element
JPH0763855A (en) * 1993-08-30 1995-03-10 Hamamatsu Photonics Kk Apparatus for optical measurement
JPH0868721A (en) * 1993-09-22 1996-03-12 Asahi Optical Co Ltd Evaluation method of focusing of optical system, adjusting method, focusing evaluation device, adjustment device, and chart device
JP2001066247A (en) * 1999-08-26 2001-03-16 Japan Science & Technology Corp Photometric apparatus
JP2002191554A (en) * 2000-12-26 2002-07-09 Asahi Optical Co Ltd Electronic endoscope provided with three-dimensional image detector
JP2008268069A (en) * 2007-04-23 2008-11-06 Hitachi Ltd Chemiluminescence detection device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE48688E1 (en) 2006-07-13 2021-08-17 Velodyne Lidar Usa, Inc. High definition LiDAR system
JP2015081780A (en) * 2013-10-21 2015-04-27 本田技研工業株式会社 Distance measuring system, and correcting data acquiring method
JP2015172551A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 スタンレー電気株式会社 Distance image generation device and distance image generation method
JP2016001143A (en) * 2014-06-12 2016-01-07 株式会社東京精密 Multipoint distance measuring device and shape measuring apparatus
US11137480B2 (en) 2016-01-31 2021-10-05 Velodyne Lidar Usa, Inc. Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging
JP2019512710A (en) * 2016-03-19 2019-05-16 ベロダイン ライダー, インク. Integrated illumination and detection for 3D imaging based on LIDAR
US11073617B2 (en) 2016-03-19 2021-07-27 Velodyne Lidar Usa, Inc. Integrated illumination and detection for LIDAR based 3-D imaging
US11082010B2 (en) 2018-11-06 2021-08-03 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for TIA base current detection and compensation

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