JP2014085282A - Information acquisition device and object detection device - Google Patents

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謙司 永冨
Katsumi Umeda
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information acquisition device and an object detection device employing the information acquisition device that easily enable a design of a dot pattern such that uniqueness of the dot pattern is secured in a search range of a reference area, and so as to distribute dots at preliminarily set density and uniformly as much as possible.SOLUTION: The information acquisition device acquires distance information on the basis of a reference image imaged by a CMOS image sensor when a reference surface is irradiated with laser light having a dot pattern and an actual measurement image imaged by the CMOS image sensor when actually measured. Herein, the dot pattern is configured such that the dot pattern includes the same number of dots, any of a plurality of dot units U0 to U4 different in a distribution from each other is arranged periodically in a lateral direction, and further the number of dot units included in one line and the number of dot units included in a line adjacent to the line are different from each other.

Description

本発明は、目標領域に光を投射したときの反射光の状態に基づいて目標領域内の物体を検出する物体検出装置および当該物体検出装置に用いて好適な情報取得装置に関する。   The present invention relates to an object detection apparatus that detects an object in a target area based on the state of reflected light when light is projected onto the target area, and an information acquisition apparatus suitable for use in the object detection apparatus.

従来、光を用いた物体検出装置が種々の分野で開発されている。いわゆる距離画像センサを用いた物体検出装置では、2次元平面上の平面的な画像のみならず、検出対象物体の奥行き方向の形状や動きを検出することができる。かかる物体検出装置では、レーザ光源やLED(Light Emitting Diode)から、予め決められた波長帯域の光が目標領域に投射され、その反射光がCMOSイメージセンサ等の受光素子により受光される。   Conventionally, object detection devices using light have been developed in various fields. An object detection apparatus using a so-called distance image sensor can detect not only a planar image on a two-dimensional plane but also the shape and movement of the detection target object in the depth direction. In such an object detection apparatus, light in a predetermined wavelength band is projected from a laser light source or an LED (Light Emitting Diode) onto a target area, and the reflected light is received by a light receiving element such as a CMOS image sensor.

かかる距離画像センサとして、所定のドットパターンを持つレーザ光を目標領域に照射するタイプの距離画像センサが知られている(非特許文献1)。かかる距離画像センサでは、基準面にレーザ光を照射したときのドットパターンが撮像素子により撮像され、撮像されたドットパターンが基準ドットパターンとして保持される。そして、基準ドットパターンと、実測時に撮像された実測ドットパターンとが比較され、距離情報が取得される。具体的には、基準ドットパターン上に設定された参照領域の実測ドットパターン上における位置に基づいて、三角測量法により、当該参照領域に対する距離情報が取得される。   As such a distance image sensor, a distance image sensor of a type that irradiates a target region with laser light having a predetermined dot pattern is known (Non-Patent Document 1). In such a distance image sensor, a dot pattern when the reference surface is irradiated with laser light is picked up by the image pickup device, and the picked-up dot pattern is held as a reference dot pattern. Then, the reference dot pattern is compared with the actually measured dot pattern captured at the time of actual measurement, and distance information is acquired. Specifically, distance information with respect to the reference region is acquired by a triangulation method based on the position of the reference region set on the standard dot pattern on the measured dot pattern.

この場合、たとえば、参照領域に含まれるドットに最もマッチングするドットを含む領域が、実測ドットパターン上において探索される。そして、探索された領域が、参照領域の移動位置として取得される。かかる探索のため、参照領域に含まれるドットは、他の参照領域に含まれるドットから区別可能なユニークなパターンで配置される必要がある。このため、目標領域に照射されるレーザ光のドットパターンは、通常、不規則かつランダムなドットパターンとなっている。   In this case, for example, a region including a dot that most closely matches the dot included in the reference region is searched for on the actually measured dot pattern. The searched area is acquired as the movement position of the reference area. For such a search, the dots included in the reference area must be arranged in a unique pattern that can be distinguished from the dots included in other reference areas. For this reason, the dot pattern of the laser beam irradiated to the target area is usually an irregular and random dot pattern.

第19回日本ロボット学会学術講演会(2001年9月18−20日)予稿集、P1279−128019th Annual Conference of the Robotics Society of Japan (September 18-20, 2001) Proceedings, P1279-1280

上記のように、物体検出装置では、参照領域の探索範囲において、ドットパターンのユニーク性が担保される必要がある。また、目標領域に照射されるドットは、予め設定された密度で、且つ、なるべく均一に分布するのが望ましい。しかしながら、このような条件を満たすように、ドットパターンを設計するのは困難である。   As described above, in the object detection apparatus, it is necessary to ensure the uniqueness of the dot pattern in the search range of the reference area. Further, it is desirable that the dots irradiated to the target area are distributed as uniformly as possible with a preset density. However, it is difficult to design a dot pattern so as to satisfy such a condition.

本発明は、この点に鑑みてなされたものであり、参照領域の探索範囲においてドットパターンのユニーク性が担保され、且つ、ドットが予め設定された密度で、且つ、なるべく均一に分布するよう、ドットパターンを容易に設計可能な情報取得装置およびそれを用いた物体検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of this point, and the uniqueness of the dot pattern is ensured in the search range of the reference region, and the dots are distributed as uniformly as possible with a preset density. An object of the present invention is to provide an information acquisition device capable of easily designing a dot pattern and an object detection device using the information acquisition device.

本発明の第1の態様は、情報取得装置に関する。この態様に係る情報取得装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光を所定のドットパターンで目標領域に投射する投射光学系と、前記投射光学系に対して第1の方向に並ぶように配置され、前記目標領域をイメージ
センサにより撮像する受光光学系と、実測時に前記イメージセンサにより撮像された実測画像に基づいて、前記目標領域に含まれる物体までの距離に関する距離情報を取得する距離取得部と、を備える。前記ドットパターンは、同じ数のドットを含み、且つ、互いに異なる分布の複数の単位領域の何れかが、前記第1の方向に周期的に並び、さらに、前記第1の方向の行に含まれる前記単位領域の種類の数と、当該行に対して前記第1の方向に垂直な第2の方向に隣接する行に含まれる前記単位領域の種類の数とが互いに異なるように構成されている。
A first aspect of the present invention relates to an information acquisition device. The information acquisition apparatus according to this aspect is arranged so as to be aligned in a first direction with respect to the projection optical system that projects laser light emitted from a laser light source onto a target area with a predetermined dot pattern. A light receiving optical system that images the target area with an image sensor, and a distance acquisition unit that acquires distance information related to a distance to an object included in the target area based on an actual image captured by the image sensor during actual measurement; . The dot pattern includes the same number of dots, and any of a plurality of unit regions having different distributions is periodically arranged in the first direction, and further included in a row in the first direction. The number of types of unit regions and the number of types of unit regions included in a row adjacent to the row in a second direction perpendicular to the first direction are different from each other. .

本発明の第2の態様は、物体検出装置に関する。この態様に係る物体検出装置は、上記第1の態様に係る情報取得装置と、前記距離情報に基づいて、所定の対象物体を検出する物体検出部と、を備える。   A 2nd aspect of this invention is related with an object detection apparatus. The object detection apparatus according to this aspect includes the information acquisition apparatus according to the first aspect and an object detection unit that detects a predetermined target object based on the distance information.

本発明によれば、参照領域の探索範囲においてドットパターンのユニーク性が担保され、且つ、ドットが予め設定された密度で、且つ、なるべく均一に分布するよう、ドットパターンを容易に設計可能な情報取得装置およびそれを用いた物体検出装置を提供することができる。   According to the present invention, the dot pattern can be easily designed so that the uniqueness of the dot pattern is ensured in the search range of the reference area, and the dots are distributed as uniformly as possible in a preset density. An acquisition apparatus and an object detection apparatus using the acquisition apparatus can be provided.

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態により何ら制限されるものではない。   The effects and significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the embodiment described below is merely an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to the following embodiment.

実施の形態に係る物体検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the object detection apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係る情報取得装置と情報処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the information acquisition apparatus and information processing apparatus which concern on embodiment. 実施の形態に係る目標領域に対するレーザ光の照射状態とイメージセンサ上のレーザ光の受光状態を示す図である。It is a figure which shows the irradiation state of the laser beam with respect to the target area | region which concerns on embodiment, and the light reception state of the laser beam on an image sensor. 実施の形態に係る参照パターンの生成方法を説明する図である。It is a figure explaining the production | generation method of the reference pattern which concerns on embodiment. 実施の形態に係る距離検出手法を説明する図である。It is a figure explaining the distance detection method which concerns on embodiment. 実施例1に係るドットパターンの設計方法を説明する図である。6 is a diagram for explaining a dot pattern design method according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係るドットパターンのユニーク性について説明する図である。It is a figure explaining the uniqueness of the dot pattern which concerns on Example 1. FIG. 実施例2に係るドットパターンの設計方法を示す図である。6 is a diagram illustrating a dot pattern design method according to Embodiment 2. FIG. 実施例3に係るドットパターンの設計方法を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a dot pattern design method according to a third embodiment. 実施例4に係るドットパターンの設計方法を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a dot pattern design method according to Example 4; 実施例5に係るドットパターンの設計方法を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a dot pattern design method according to Example 5; 実施例6に係るドットパターンの設計方法を示す図である。It is a figure which shows the design method of the dot pattern which concerns on Example 6. FIG. 実施例7に係るドットパターンの設計方法を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a dot pattern design method according to a seventh embodiment.

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下に示す実施の形態において、CMOSイメージセンサ240は、請求項に記載の「イメージセンサ」に相当する。X軸方向とY軸方向は、それぞれ、請求項に記載の「第1の方向」と「第2の方向」に相当する。DOE140は、請求項に記載の「回折光学素子」に相当する。ただし、上記請求項と本実施の形態との対応の記載はあくまで一例であって、請求項に係る発明を本実施の形態に限定するものではない。   In the embodiment described below, the CMOS image sensor 240 corresponds to an “image sensor” recited in the claims. The X-axis direction and the Y-axis direction correspond to a “first direction” and a “second direction” recited in the claims, respectively. The DOE 140 corresponds to a “diffractive optical element” recited in the claims. However, the description of the correspondence between the above claims and the present embodiment is merely an example, and the invention according to the claims is not limited to the present embodiment.

まず、図1に本実施の形態に係る物体検出装置1の概略構成を示す。図1に示すように、物体検出装置1は、情報取得装置2と、情報処理装置3とを備えている。テレビ4は、情報処理装置3からの信号によって制御される。   First, FIG. 1 shows a schematic configuration of an object detection apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the object detection device 1 includes an information acquisition device 2 and an information processing device 3. The television 4 is controlled by a signal from the information processing device 3.

情報取得装置2は、目標領域全体に赤外光を投射し、その反射光をCMOSイメージセンサにて受光することにより、目標領域に存在する物体各部までの距離(以下、「3次元距離情報」という)を取得する。取得された3次元距離情報は、ケーブル5を介して情報処理装置3に送られる。   The information acquisition device 2 projects infrared light over the entire target area, and receives the reflected light with a CMOS image sensor, whereby the distance to each part of the object existing in the target area (hereinafter, “three-dimensional distance information”). Get). The acquired three-dimensional distance information is sent to the information processing apparatus 3 via the cable 5.

情報処理装置3は、たとえば、テレビ制御用のコントローラやゲーム機、パーソナルコンピュータ等である。情報処理装置3は、情報取得装置2から受信した3次元距離情報に基づき、目標領域における物体を検出し、検出結果に基づきテレビ4を制御する。   The information processing device 3 is, for example, a television control controller, a game machine, a personal computer, or the like. The information processing device 3 detects an object in the target area based on the three-dimensional distance information received from the information acquisition device 2, and controls the television 4 based on the detection result.

たとえば、情報処理装置3は、受信した3次元距離情報に基づき人を検出するとともに、3次元距離情報の変化から、その人の動きを検出する。たとえば、情報処理装置3がテレビ制御用のコントローラである場合、情報処理装置3には、受信した3次元距離情報からその人のジェスチャを検出するとともに、ジェスチャに応じてテレビ4に制御信号を出力するアプリケーションプログラムがインストールされている。   For example, the information processing device 3 detects a person based on the received three-dimensional distance information and detects the movement of the person from the change in the three-dimensional distance information. For example, when the information processing device 3 is a television control controller, the information processing device 3 detects the person's gesture from the received three-dimensional distance information and outputs a control signal to the television 4 in accordance with the gesture. The application program to be installed is installed.

また、たとえば、情報処理装置3がゲーム機である場合、情報処理装置3には、受信した3次元距離情報からその人の動きを検出するとともに、検出した動きに応じてテレビ画面上のキャラクタを動作させ、ゲームの対戦状況を変化させるアプリケーションプログラムがインストールされている。   For example, when the information processing device 3 is a game machine, the information processing device 3 detects the person's movement from the received three-dimensional distance information, and displays a character on the television screen according to the detected movement. An application program that operates and changes the game battle situation is installed.

図2は、情報取得装置2と情報処理装置3の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the information acquisition device 2 and the information processing device 3.

情報取得装置2は、光学部の構成として、投射光学系100と受光光学系200とを備えている。投射光学系100と受光光学系200は、X軸方向に並ぶように、情報取得装置2に配置される。   The information acquisition apparatus 2 includes a projection optical system 100 and a light receiving optical system 200 as a configuration of the optical unit. The projection optical system 100 and the light receiving optical system 200 are arranged in the information acquisition device 2 so as to be aligned in the X-axis direction.

投射光学系100は、レーザ光源110と、コリメータレンズ120と、ミラー130と、回折光学素子(DOE:Diffractive Optical Element)140を備えている。また
、受光光学系200は、アパーチャ210と、撮像レンズ220と、フィルタ230と、CMOSイメージセンサ240とを備えている。この他、情報取得装置2は、回路部の構成として、CPU(Central Processing Unit)21と、レーザ駆動回路22と、撮像信
号処理回路23と、入出力回路24と、メモリ25を備えている。
The projection optical system 100 includes a laser light source 110, a collimator lens 120, a mirror 130, and a diffractive optical element (DOE) 140. The light receiving optical system 200 includes an aperture 210, an imaging lens 220, a filter 230, and a CMOS image sensor 240. In addition, the information acquisition apparatus 2 includes a CPU (Central Processing Unit) 21, a laser driving circuit 22, an imaging signal processing circuit 23, an input / output circuit 24, and a memory 25 as a circuit unit.

レーザ光源110は、受光光学系200から離れる方向(X軸負方向)に波長830nm程度の狭波長帯域のレーザ光を出力する。コリメータレンズ120は、レーザ光源110から出射されたレーザ光を略平行光に変換する。   The laser light source 110 outputs laser light in a narrow wavelength band having a wavelength of about 830 nm in a direction away from the light receiving optical system 200 (X-axis negative direction). The collimator lens 120 converts the laser light emitted from the laser light source 110 into substantially parallel light.

ミラー130は、コリメータレンズ120側から入射されたレーザ光をDOE140に向かう方向(Z軸方向)に反射する。   The mirror 130 reflects the laser light incident from the collimator lens 120 side in the direction toward the DOE 140 (Z-axis direction).

DOE140は、入射面に回折パターンを有する。この回折パターンによる回折作用により、DOE140に入射したレーザ光は、所定のドットパターンのレーザ光に変換されて、目標領域に照射される。   The DOE 140 has a diffraction pattern on the incident surface. Due to the diffractive action of this diffraction pattern, the laser light incident on the DOE 140 is converted into laser light having a predetermined dot pattern and irradiated onto the target area.

DOE140の回折パターンは、たとえば、ステップ型の回折格子が所定のパターンで形成された構造とされる。回折格子は、コリメータレンズ120により略平行光とされたレーザ光をドットパターンのレーザ光に変換するよう、パターンとピッチが調整されている。DOE140は、ミラー130から入射されたレーザ光を、放射状に広がるドットパターンのレーザ光として、目標領域に照射する。   The diffraction pattern of the DOE 140 has, for example, a structure in which a step type diffraction grating is formed in a predetermined pattern. The pattern and pitch of the diffraction grating are adjusted so as to convert the laser light that has been made substantially parallel light by the collimator lens 120 into laser light of a dot pattern. The DOE 140 irradiates the target region with the laser beam incident from the mirror 130 as a laser beam having a dot pattern that spreads radially.

なお、このように、投射光学系100が、ドットパターンを生成するためにDOE140を備える構成は、請求項9に記載の構成の一例である。   In addition, the configuration in which the projection optical system 100 includes the DOE 140 in order to generate a dot pattern is an example of the configuration according to claim 9.

目標領域から反射されたレーザ光は、アパーチャ210を介して撮像レンズ220に入射する。   The laser light reflected from the target area enters the imaging lens 220 via the aperture 210.

アパーチャ210は、撮像レンズ220のFナンバーに合うように、外部からの光に絞りを掛ける。撮像レンズ220は、アパーチャ210を介して入射された光をCMOSイメージセンサ240上に集光する。フィルタ230は、レーザ光源110の出射波長(830nm程度)を含む赤外の波長帯域の光を透過し、可視光の波長帯域の光をカットするバンドパスフィルタである。   The aperture 210 stops the light from the outside so as to match the F number of the imaging lens 220. The imaging lens 220 collects the light incident through the aperture 210 on the CMOS image sensor 240. The filter 230 is a bandpass filter that transmits light in the infrared wavelength band including the emission wavelength (about 830 nm) of the laser light source 110 and cuts light in the visible wavelength band.

CMOSイメージセンサ240は、撮像レンズ220にて集光された光を受光して、画素毎に、受光量に応じた信号(電荷)を撮像信号処理回路23に出力する。ここで、CMOSイメージセンサ240は、各画素における受光から高レスポンスでその画素の信号(電荷)を撮像信号処理回路23に出力できるよう、信号の出力速度が高速化されている。   The CMOS image sensor 240 receives the light collected by the imaging lens 220 and outputs a signal (charge) corresponding to the amount of received light to the imaging signal processing circuit 23 for each pixel. Here, in the CMOS image sensor 240, the output speed of the signal is increased so that the signal (charge) of the pixel can be output to the imaging signal processing circuit 23 with high response from the light reception in each pixel.

本実施の形態において、CMOSイメージセンサ240の撮像有効領域(センサとして信号を出力する領域)は、VGA(横640画素×縦480画素)のサイズである。CMOSイメージセンサ240の撮像有効領域は、XGA(横1024画素×縦768画素)のサイズや、SXGA(横1280画素×縦1024画素)のサイズ等、他のサイズであっても良い。   In the present embodiment, the effective imaging area (area for outputting a signal as a sensor) of the CMOS image sensor 240 has a size of VGA (horizontal 640 pixels × vertical 480 pixels). The imaging effective area of the CMOS image sensor 240 may have other sizes such as an XGA (horizontal 1024 pixels × vertical 768 pixels) size or an SXGA (horizontal 1280 pixels × vertical 1024 pixels) size.

CPU21は、メモリ25に格納された制御プログラムに従って各部を制御する。かかる制御プログラムによって、CPU21には、レーザ光源110を制御するためのレーザ制御部21aと、3次元距離情報を生成するための距離取得部21bの機能が付与される。   The CPU 21 controls each unit according to a control program stored in the memory 25. With this control program, the CPU 21 is provided with the functions of a laser control unit 21a for controlling the laser light source 110 and a distance acquisition unit 21b for generating three-dimensional distance information.

レーザ駆動回路22は、CPU21からの制御信号に応じてレーザ光源110を駆動する。   The laser drive circuit 22 drives the laser light source 110 according to a control signal from the CPU 21.

撮像信号処理回路23は、CMOSイメージセンサ240を制御して、所定の撮像間隔で、CMOSイメージセンサ240により生成された各画素の信号(電荷)をライン毎に順次取り込む。そして、取り込んだ信号を順次CPU21に出力する。CPU21は、撮像信号処理回路23から供給される信号(撮像信号)をもとに、情報取得装置2から検出対象物体の各部までの距離を、距離取得部21bによる処理によって算出する。入出力回路24は、情報処理装置3とのデータ通信を制御する。   The imaging signal processing circuit 23 controls the CMOS image sensor 240 to sequentially take in the signal (charge) of each pixel generated by the CMOS image sensor 240 for each line at a predetermined imaging interval. Then, the captured signals are sequentially output to the CPU 21. Based on the signal (imaging signal) supplied from the imaging signal processing circuit 23, the CPU 21 calculates the distance from the information acquisition device 2 to each part of the detection target object by processing by the distance acquisition unit 21b. The input / output circuit 24 controls data communication with the information processing device 3.

情報処理装置3は、CPU31と、入出力回路32と、メモリ33を備えている。なお、情報処理装置3には、図2に示す構成の他、テレビ4との通信を行うための構成や、CD−ROM等の外部メモリに格納された情報を読み取ってメモリ33にインストールするためのドライブ装置等が配されるが、便宜上、これら周辺回路の構成は図示省略されている。   The information processing apparatus 3 includes a CPU 31, an input / output circuit 32, and a memory 33. In addition to the configuration shown in FIG. 2, the information processing apparatus 3 is configured to communicate with the television 4 and to read information stored in an external memory such as a CD-ROM and install it in the memory 33. However, the configuration of these peripheral circuits is not shown for the sake of convenience.

CPU31は、メモリ33に格納された制御プログラム(アプリケーションプログラム)に従って各部を制御する。かかる制御プログラムによって、CPU31には、画像中の物体を検出するための物体検出部31aと、物体の動きに応じて、テレビ4の機能を制御するための機能制御部31bの機能が付与される。かかる制御プログラムは、たとえば、図示しないドライブ装置によってCD−ROMから読み取られ、メモリ33にインストー
ルされる。
The CPU 31 controls each unit according to a control program (application program) stored in the memory 33. With this control program, the CPU 31 is provided with the functions of an object detection unit 31a for detecting an object in the image and a function control unit 31b for controlling the function of the television 4 according to the movement of the object. . Such a control program is read from a CD-ROM by a drive device (not shown) and installed in the memory 33, for example.

物体検出部31aは、情報取得装置2から供給される3次元距離情報から画像中の物体の形状を抽出し、抽出した物体形状の動きを検出する。機能制御部31bは、物体検出部31aによる検出結果に基づき、上記のように、テレビ4の機能を制御する。   The object detection unit 31a extracts the shape of the object in the image from the three-dimensional distance information supplied from the information acquisition device 2, and detects the movement of the extracted object shape. The function control unit 31b controls the function of the television 4 as described above based on the detection result by the object detection unit 31a.

入出力回路32は、情報取得装置2とのデータ通信を制御する。   The input / output circuit 32 controls data communication with the information acquisition device 2.

投射光学系100と受光光学系200は、投射光学系100の投射中心と受光光学系200の撮像中心がX軸に平行な直線上に並ぶように、X軸方向に所定の距離をもって並んで設置される。投射光学系100と受光光学系200の設置間隔は、情報取得装置2と目標領域の基準面との距離に応じて、設定される。   The projection optical system 100 and the light receiving optical system 200 are installed side by side with a predetermined distance in the X axis direction so that the projection center of the projection optical system 100 and the imaging center of the light receiving optical system 200 are aligned on a straight line parallel to the X axis. Is done. The installation interval between the projection optical system 100 and the light receiving optical system 200 is set according to the distance between the information acquisition device 2 and the reference plane of the target area.

次に、情報取得装置2による3次元距離情報の取得方法について説明する。   Next, a method for acquiring three-dimensional distance information by the information acquisition device 2 will be described.

図3(a)は、目標領域に対するレーザ光の照射状態を模式的に示す図、図3(b)は、CMOSイメージセンサ240におけるレーザ光の受光状態を模式的に示す図である。なお、図3(b)には、便宜上、目標領域に平坦な面(スクリーン)とスクリーンの前に人物が存在するときの受光状態が示されている。   FIG. 3A is a diagram schematically showing the irradiation state of the laser light on the target region, and FIG. 3B is a diagram schematically showing the light receiving state of the laser light in the CMOS image sensor 240. For convenience, FIG. 3B shows a flat surface (screen) in the target area and a light receiving state when a person is present in front of the screen.

図3(a)に示すように、投射光学系100からは、ドットパターンを持ったレーザ光(以下、このパターンを持つレーザ光の全体を「DP光」という)が、目標領域に照射される。図3(a)には、DP光の光束領域が実線の枠によって示されている。DP光の光束中には、DOE140による回折作用により生成されるドット領域(以下、単に「ドット」という)が、DOE140による回折作用によるドットパターンに従って点在している。ドットは、レーザ光源110からのレーザ光がDOE140によって分岐されることにより生成される。   As shown in FIG. 3A, the projection optical system 100 irradiates a target region with laser light having a dot pattern (hereinafter, the entire laser light having this pattern is referred to as “DP light”). . In FIG. 3A, the light flux region of DP light is indicated by a solid line frame. In the light flux of DP light, dot regions (hereinafter simply referred to as “dots”) generated by the diffraction action by the DOE 140 are scattered according to the dot pattern by the diffraction action by the DOE 140. The dots are generated when the laser light from the laser light source 110 is branched by the DOE 140.

目標領域に平坦な面(スクリーン)と人物が存在すると、DP光は、図3(b)のように、CMOSイメージセンサ240上に分布する。図3(a)に示す目標領域上におけるDt0の光は、CMOSイメージセンサ240上では、図3(b)に示すDt0’の位置に入射する。スクリーンの前の人物の像は、CMOSイメージセンサ240上では、上下左右が反転して撮像される。   When a flat surface (screen) and a person are present in the target area, DP light is distributed on the CMOS image sensor 240 as shown in FIG. The light of Dt0 on the target area shown in FIG. 3A enters the position of Dt0 ′ shown in FIG. 3B on the CMOS image sensor 240. An image of a person in front of the screen is taken upside down on the CMOS image sensor 240 in the vertical and horizontal directions.

図4(a)〜(c)は、上記距離検出手法に用いられる参照パターンの設定方法を説明する図である。   4A to 4C are diagrams for explaining a reference pattern setting method used in the distance detection method.

図4(a)に示すように、投射光学系100から所定の距離Lsの位置に、Z軸方向に垂直な平坦な反射平面RSが配置される。出射されたDP光は、反射平面RSによって反射され、受光光学系200のCMOSイメージセンサ240に入射する。これにより、CMOSイメージセンサ240から、撮像有効領域内の画素毎の電気信号が出力される。出力された画素毎の電気信号の値(画素値)は、図2のメモリ25上に展開される。   As shown in FIG. 4A, a flat reflection plane RS perpendicular to the Z-axis direction is disposed at a position at a predetermined distance Ls from the projection optical system 100. The emitted DP light is reflected by the reflection plane RS and enters the CMOS image sensor 240 of the light receiving optical system 200. Thereby, an electrical signal for each pixel in the effective imaging area is output from the CMOS image sensor 240. The output electric signal value (pixel value) for each pixel is developed on the memory 25 of FIG.

以下、反射平面RSからの反射によって得られた全画素値からなる画像を「基準画像」と称し、反射平面RSを「基準面」と称する。図4(b)に示すように、基準画像上に、「参照パターン領域」が設定される。なお、図4(b)には、CMOSイメージセンサ240の背面側から受光面をZ軸正方向に透視した状態が図示されている。図5(a)、(b)においても、これと同様である。   Hereinafter, an image composed of all pixel values obtained by reflection from the reflection plane RS is referred to as a “reference image”, and the reflection plane RS is referred to as a “reference plane”. As shown in FIG. 4B, a “reference pattern region” is set on the standard image. FIG. 4B shows a state in which the light receiving surface is seen through in the positive direction of the Z axis from the back side of the CMOS image sensor 240. The same applies to FIGS. 5A and 5B.

こうして設定された参照パターン領域に対して、所定の大きさを有する複数のセグメン
ト領域が設定される。セグメント領域の大きさは、得られる距離情報による物体の輪郭抽出精度、CPU21に対する距離検出の演算量の負荷および後述する距離検出手法によるエラー発生率を考慮して決定される。
A plurality of segment areas having a predetermined size are set for the reference pattern area set in this way. The size of the segment area is determined in consideration of the contour extraction accuracy of the object based on the obtained distance information, the load of the calculation amount of distance detection for the CPU 21, and the error occurrence rate by the distance detection method described later.

本実施の形態では、セグメント領域の大きさは、横15画素×縦15画素に設定される。   In the present embodiment, the size of the segment area is set to 15 horizontal pixels × 15 vertical pixels.

図4(c)を参照して、参照パターン領域に設定されるセグメント領域について説明する。なお、図4(c)には、便宜上、各セグメント領域の大きさが横9画素×縦9画素で示され、各セグメント領域の中央の画素が×印で示されている。   With reference to FIG.4 (c), the segment area | region set to a reference pattern area | region is demonstrated. In FIG. 4C, for the sake of convenience, the size of each segment area is indicated by 9 pixels wide × 9 pixels high, and the center pixel of each segment area is indicated by a cross.

セグメント領域は、図4(c)に示すように、隣り合うセグメント領域が参照パターン領域に対してX軸方向およびY軸方向に1画素間隔で並ぶように設定される。すなわち、あるセグメント領域は、このセグメント領域のX軸方向およびY軸方向に隣り合うセグメント領域に対して1画素ずれた位置に設定される。このとき、各セグメント領域には、固有のパターンでドットが点在する。セグメント領域内の画素値のパターンは、後述する探索範囲L0において、セグメント領域毎に異なっている。   As shown in FIG. 4C, the segment areas are set such that adjacent segment areas are arranged at intervals of one pixel in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the reference pattern area. That is, a certain segment area is set at a position shifted by one pixel with respect to a segment area adjacent to the segment area in the X-axis direction and the Y-axis direction. At this time, each segment area is dotted with dots in a unique pattern. The pattern of pixel values in the segment area is different for each segment area in a search range L0 described later.

こうして、CMOSイメージセンサ240上における参照パターン領域の位置に関する情報と、参照パターン領域に含まれる全画素の画素値(参照パターン)と、参照パターン領域に対して設定されるセグメント領域の情報が、図2のメモリ25に記憶される。メモリ25に記憶されるこれらの情報を、以下、「参照テンプレート」と称する。   Thus, information on the position of the reference pattern area on the CMOS image sensor 240, pixel values (reference patterns) of all pixels included in the reference pattern area, and segment area information set for the reference pattern area are shown in FIG. 2 memory 25. These pieces of information stored in the memory 25 are hereinafter referred to as “reference templates”.

図2のCPU21は、投射光学系100から検出対象物体の各部までの距離を算出する際に、参照テンプレートを参照する。CPU21は、距離を算出する際に、参照テンプレートから得られる各セグメント領域内のドットパターンのずれ量に基づいて、物体の各部までの距離を算出する。   The CPU 21 in FIG. 2 refers to the reference template when calculating the distance from the projection optical system 100 to each part of the detection target object. When calculating the distance, the CPU 21 calculates the distance to each part of the object based on the shift amount of the dot pattern in each segment area obtained from the reference template.

たとえば、図4(a)に示すように距離Lsよりも近い位置に物体がある場合、参照パターン上の所定のセグメント領域Snに対応するDP光(DPn)は、物体によって反射され、セグメント領域Snとは異なる領域Sn’に入射する。投射光学系100と受光光学系200はX軸方向に隣り合っているため、セグメント領域Snに対する領域Sn’の変位方向はX軸に平行となる。図4(a)の場合、物体が距離Lsよりも近い位置にあるため、領域Sn’は、セグメント領域Snに対してX軸正方向に変位する。物体が距離Lsよりも遠い位置にあれば、領域Sn’は、セグメント領域Snに対してX軸負方向に変位する。   For example, as shown in FIG. 4A, when an object is present at a position closer than the distance Ls, DP light (DPn) corresponding to a predetermined segment area Sn on the reference pattern is reflected by the object, and the segment area Sn. It is incident on a different region Sn ′. Since the projection optical system 100 and the light receiving optical system 200 are adjacent to each other in the X-axis direction, the displacement direction of the region Sn ′ with respect to the segment region Sn is parallel to the X-axis. In the case of FIG. 4A, since the object is located at a position closer than the distance Ls, the region Sn 'is displaced in the X-axis positive direction with respect to the segment region Sn. If the object is at a position farther than the distance Ls, the region Sn ′ is displaced in the negative X-axis direction with respect to the segment region Sn.

セグメント領域Snに対する領域Sn’の変位方向と変位量(図4(a)に示す画素ずれ量D)をもとに、投射光学系100からDP光(DPn)が照射された物体の部分までの距離Lrが、距離Lsを用いて、三角測量法に基づき算出される。同様にして、他のセグメント領域に対応する物体の部分について、投射光学系100からの距離が算出される。かかる算出手法の詳細は、たとえば、上記非特許文献1(第19回日本ロボット学会学術講演会(2001年9月18−20日)予稿集、P1279−1280)に示されている。   Based on the displacement direction and displacement amount of the region Sn ′ with respect to the segment region Sn (pixel displacement amount D shown in FIG. 4A), the projection optical system 100 reaches the portion of the object irradiated with DP light (DPn). The distance Lr is calculated based on the triangulation method using the distance Ls. Similarly, the distance from the projection optical system 100 is calculated for the part of the object corresponding to another segment area. The details of this calculation method are described in, for example, Non-Patent Document 1 (The 19th Annual Conference of the Robotics Society of Japan (September 18-20, 2001) Proceedings, P1279-1280).

かかる距離算出では、参照テンプレートのセグメント領域Snが、実測時においてどの位置に変位したかが検出される。この検出は、実測時にCMOSイメージセンサ240上に照射されたDP光から得られたドットパターンと、セグメント領域Snに含まれるドットパターンとを照合することによって行われる。以下、実測時にCMOSイメージセンサ240上の撮像有効領域に照射されたDP光から得られた全画素値からなる画像を、「実
測画像」と称する。実測時のCMOSイメージセンサ240の撮像有効領域は、基準画像取得時と同様に、たとえば、VGA(横640画素×縦480画素)のサイズである。
In this distance calculation, it is detected to which position the segment area Sn of the reference template has been displaced during actual measurement. This detection is performed by collating the dot pattern obtained from the DP light irradiated onto the CMOS image sensor 240 at the time of actual measurement with the dot pattern included in the segment region Sn. Hereinafter, an image made up of all the pixel values obtained from the DP light irradiated to the imaging effective area on the CMOS image sensor 240 at the time of actual measurement will be referred to as “measured image”. The effective imaging area of the CMOS image sensor 240 at the time of actual measurement is, for example, the size of VGA (horizontal 640 pixels × vertical 480 pixels), as in the case of acquiring the reference image.

図5(a)〜(c)は、かかる距離検出の手法を説明する図である。図5(a)は、CMOSイメージセンサ240上における基準画像に設定された参照パターン領域を示す図であり、図5(b)は、実測時のCMOSイメージセンサ240上の実測画像を示す図であり、図5(c)は、実測画像に含まれるDP光のドットパターンと、参照テンプレートのセグメント領域に含まれるドットパターンとの照合方法を説明する図である。なお、便宜上、図5(a)、(b)には、一部のセグメント領域のみが示されており、図5(c)には、各セグメント領域の大きさが、横9画素×縦9画素で示されている。   FIGS. 5A to 5C are diagrams for explaining such a distance detection method. FIG. 5A is a diagram showing a reference pattern area set in a standard image on the CMOS image sensor 240, and FIG. 5B is a diagram showing an actually measured image on the CMOS image sensor 240 at the time of actual measurement. FIG. 5C is a diagram for explaining a matching method between the dot pattern of the DP light included in the actually measured image and the dot pattern included in the segment area of the reference template. For convenience, FIGS. 5 (a) and 5 (b) show only a part of the segment areas, and FIG. 5 (c) shows the size of each segment area as horizontal 9 pixels × vertical 9 Shown in pixels.

図5(a)のセグメント領域Siの実測時における変位位置を探索する場合、図5(b)に示すように、実測画像上において、セグメント領域Siと同じ位置にある領域Si0を中心にX軸方向に+α画素および−α画素の範囲が探索範囲L0に設定される。探索時には、セグメント領域Siが探索範囲L0において1画素ずつX軸方向に送られ、各送り位置において、セグメント領域Siのドットパターンと実測画像上のドットパターンとが比較される。以下、実測画像上の各送り位置に対応する領域を、「比較領域」と称する。探索範囲L0には、セグメント領域Siと同じサイズの比較領域が1画素おきに設定される。探索範囲L0は、取得しようとする距離の範囲に応じて設定される。取得しようとする距離の範囲が広い程、探索範囲L0は広くなる。   When searching for the displacement position at the time of actual measurement of the segment region Si in FIG. 5A, as shown in FIG. 5B, the X axis is centered on the region Si0 at the same position as the segment region Si on the actual measurement image. A range of + α pixels and −α pixels in the direction is set as the search range L0. At the time of search, the segment area Si is sent in the X-axis direction pixel by pixel in the search range L0, and the dot pattern on the segment area Si is compared with the dot pattern on the measured image at each feed position. Hereinafter, a region corresponding to each feed position on the actually measured image is referred to as a “comparison region”. In the search range L0, comparison areas having the same size as the segment area Si are set every other pixel. The search range L0 is set according to the range of distances to be acquired. The wider the range of distances to be acquired, the wider the search range L0.

こうして設定された探索範囲L0において、セグメント領域SiをX軸方向に1画素ずつ送りながら、各送り位置において、セグメント領域Siのドットパターンと、各送り位置の比較領域のドットパターンとのマッチング度合いが求められる。このようにセグメント領域Siを探索範囲L0内においてX軸方向にのみ送るのは、上記のように、通常、セグメント領域のドットパターンは、実測時において、X軸方向でのみ変位するためである。   In the search range L0 set in this way, while the segment area Si is fed one pixel at a time in the X-axis direction, the matching degree between the dot pattern of the segment area Si and the dot pattern of the comparison area at each feed position is set at each feed position. Desired. The reason why the segment area Si is sent only in the X-axis direction within the search range L0 is that the dot pattern in the segment area is normally displaced only in the X-axis direction during measurement as described above.

上記マッチング度合いの検出時には、セグメント領域Siの各画素の画素値と、比較領域の対応する画素の画素値との差分が求められる。そして、求めた差分を比較領域の全ての画素について加算した値Rsadが、類似度を示す値として取得される。   At the time of detecting the matching degree, the difference between the pixel value of each pixel in the segment area Si and the pixel value of the corresponding pixel in the comparison area is obtained. A value Rsad obtained by adding the obtained difference to all the pixels in the comparison region is acquired as a value indicating the similarity.

たとえば、図5(c)のように、一つのセグメント領域中に、n列×m行の画素が含まれている場合、セグメント領域のi列、j行の画素の画素値T(i,j)と、比較領域のi列、j行の画素の画素値I(i,j)との差分が求められる。そして、セグメント領域の全ての画素について差分が求められ、その差分の総和により、図5(c)に示す式の値Rsadが求められる。値Rsadが小さい程、セグメント領域と比較領域との間の類似度が高い。   For example, as shown in FIG. 5C, when pixels in n columns × m rows are included in one segment area, the pixel values T (i, j) of the pixels in i columns and j rows in the segment area. ) And the pixel value I (i, j) of the pixel in the comparison area i column and j row. Then, the difference is obtained for all the pixels in the segment area, and the value Rsad of the equation shown in FIG. 5C is obtained from the sum of the differences. The smaller the value Rsad, the higher the degree of similarity between the segment area and the comparison area.

こうして、セグメント領域Siについて、探索範囲L0内の全ての比較領域に対して値Rsadが求められる。そして、求めた値Rsadが最小の比較領域が、セグメント領域Siの移動領域として検出される。   In this way, the value Rsad is obtained for all the comparison regions within the search range L0 for the segment region Si. Then, the comparison area having the minimum obtained value Rsad is detected as the movement area of the segment area Si.

図5(b)の例では、セグメント領域Siに含まれるドットは、実測画像上において、比較領域Cjの位置に移動している。したがって、この場合、比較領域Cjに対する値Rsadが最小となり、比較領域Cjがセグメント領域Siの移動領域として検出される。そして、比較領域Cjと、セグメント領域Siと同じ位置にある領域Si0との間の、X軸方向における画素ずれ量が取得される。この画素ずれ量は、図4(a)に示す画素ずれ量Dに相当する。その後、この画素ずれ量Dをもとに、上記のように三角測量法に基づいて、セグメント領域Siに対する距離情報が取得される。   In the example of FIG. 5B, the dots included in the segment area Si have moved to the position of the comparison area Cj on the measured image. Therefore, in this case, the value Rsad for the comparison area Cj is minimized, and the comparison area Cj is detected as the movement area of the segment area Si. Then, a pixel shift amount in the X-axis direction between the comparison region Cj and the region Si0 located at the same position as the segment region Si is acquired. This pixel shift amount corresponds to the pixel shift amount D shown in FIG. Thereafter, based on this pixel shift amount D, distance information with respect to the segment region Si is acquired based on the triangulation method as described above.

ところで、このように基準画像上に設定されたセグメント領域の実測画像上における位置を探索する際には、セグメント領域の移動位置以外の位置において、セグメント領域内の全てのドットが実測画像上のドットに重なり合うことを避ける必要がある。セグメント領域の移動位置以外の位置でドットが重なり合うと、その位置における値Rsadが小さくなり、セグメント領域に対する探索がエラーとなり易く、結果、距離情報の精度が低下する惧れがある。   By the way, when searching for the position of the segment area set on the reference image on the actual measurement image in this way, all the dots in the segment area are dots on the actual measurement image at positions other than the movement position of the segment area. It is necessary to avoid overlapping. If dots overlap at a position other than the movement position of the segment area, the value Rsad at that position becomes small, and the search for the segment area tends to cause an error, and as a result, the accuracy of the distance information may decrease.

また、目標領域に照射されるドットは、予め設定された密度で、且つ、なるべく均一に分布するよう、設定される必要がある。   Further, the dots irradiated to the target area need to be set so as to be distributed as uniformly as possible with a preset density.

ドットの密度が低くなると、セグメント領域内に含まれるドットの数が少なくなり、ドット分布のユニーク性が低下する。他方、ドットの密度が高くなると、ドット間の間隔が狭くなり、CMOSイメージセンサ240上において、一つの画素に複数のドットが掛かり易くなる。このため、目標領域に照射されるドットパターンは、セグメント領域に含まれるドットのユニーク性を担保しつつ、一つの画素に複数のドットが掛かりにくくなるようなドットの密度となるように設定される必要がある。   As the dot density decreases, the number of dots included in the segment area decreases, and the uniqueness of the dot distribution decreases. On the other hand, when the density of dots increases, the interval between dots becomes narrow, and a plurality of dots are likely to be applied to one pixel on the CMOS image sensor 240. For this reason, the dot pattern irradiated to the target area is set to have a dot density that makes it difficult for a plurality of dots to be applied to one pixel while ensuring the uniqueness of the dots included in the segment area. There is a need.

また、ドットが目標領域において不均一であると、一つのセグメント領域に含まれるドットの数が不安定となり、含まれるドットの数に応じて、各セグメント領域のユニーク性が変動する。したがって、目標領域に照射されるドットパターンは、なるべくドットが均一に分布するように設定される必要がある。   If the dots are non-uniform in the target area, the number of dots included in one segment area becomes unstable, and the uniqueness of each segment area varies depending on the number of dots included. Therefore, the dot pattern irradiated to the target area needs to be set so that the dots are distributed as uniformly as possible.

しかしながら、このような条件を満たすように、ドットのパターンを設計するのは困難である。   However, it is difficult to design a dot pattern so as to satisfy such a condition.

そこで、本実施の形態では、目標領域において、ドットパターンが以上の条件を満たすように、所定の規則に従って、ドットパターンが構成されている。以下、ドットパターンの具体的構成例(実施例1〜7)について説明する。   Therefore, in the present embodiment, the dot pattern is configured according to a predetermined rule so that the dot pattern satisfies the above conditions in the target area. Hereinafter, specific configuration examples (Examples 1 to 7) of the dot pattern will be described.

<実施例1>
図6(a)〜(c)は、実施例1に係るドットパターンの構成例を示す図である。図6(a)〜(c)には、基準面にドットパターンが照射された際にCMOSイメージセンサ240上に入射するドットパターンが示されている。本実施例では、説明の便宜上、CMOSイメージセンサ240上の画素の位置と対応付けて、ドットパターンの説明が行われる。図6(a)および図6(c)に示された升目は、CMOSイメージセンサ240上の一つの画素に対応する領域を示している。また、図6(a)、(c)において、ハッチングが付された領域は、ドットが存在する領域を示している。図7(a)以降の図においても、図6(a)、(c)と同様、CMOSイメージセンサ240上の画素と対応付けて、ドットのパターンが説明される。
<Example 1>
6A to 6C are diagrams illustrating a configuration example of a dot pattern according to the first embodiment. 6A to 6C show dot patterns that enter the CMOS image sensor 240 when the reference pattern is irradiated with the dot patterns. In this embodiment, for convenience of description, the dot pattern is described in association with the position of the pixel on the CMOS image sensor 240. The squares shown in FIGS. 6A and 6C indicate a region corresponding to one pixel on the CMOS image sensor 240. In FIGS. 6A and 6C, hatched regions indicate regions where dots are present. In the drawings after FIG. 7A, the dot pattern is described in association with the pixels on the CMOS image sensor 240, as in FIGS. 6A and 6C.

図6(a)は、ドットユニットU0〜U4の構成を示す図である。   FIG. 6A is a diagram illustrating the configuration of the dot units U0 to U4.

ドットユニットU0〜U4は、ドットパターンを設計する際の最小単位である。本実施例において、ドットユニットU0〜U4は、縦4画素、横4画素の大きさに設定されている。ドットユニットU0〜U4は、互いに異なる画素位置に、ドットを一つだけ含んでいる。すなわち、ドットユニットU0〜U4中の画素位置を(縦方向の画素位置,横方向の画素位置)と表すと、ドットユニットU0は、(1,1)の画素位置にドットを含んでいる。また、ドットユニットU1〜U4は、それぞれ、(2,3)、(2,2)、(3,2)、(3,3)の位置にドットを含んでいる。   The dot units U0 to U4 are minimum units when designing a dot pattern. In the present embodiment, the dot units U0 to U4 are set to a size of 4 vertical pixels and 4 horizontal pixels. The dot units U0 to U4 include only one dot at different pixel positions. That is, when the pixel position in the dot units U0 to U4 is expressed as (vertical pixel position, horizontal pixel position), the dot unit U0 includes a dot at the pixel position (1, 1). The dot units U1 to U4 include dots at positions (2, 3), (2, 2), (3, 2), and (3, 3), respectively.

以下では、説明の便宜上、ドットユニットU0〜U4に対して、それぞれ、ユニット番号0〜4を割り当てて説明が行われる。   Hereinafter, for convenience of explanation, unit numbers 0 to 4 are assigned to the dot units U0 to U4, respectively.

なお、ドットユニットU0〜U4は、請求項に記載の「単位領域」に相当する。また、図6(a)のように、ドットユニットU0〜U4が、一つだけドットを含む構成は、請求項8に記載の構成の一例である。   The dot units U0 to U4 correspond to “unit areas” recited in the claims. Further, as shown in FIG. 6A, the configuration in which the dot units U0 to U4 include only one dot is an example of the configuration according to claim 8.

図6(b)は、ドットパターン上におけるドットユニットU0〜U4の配置例を示す図である。図6(b)中に示す数字は、ドットユニットU0〜U4に割り当てられたユニット番号を示している。ここでは、ドットユニットU0〜U4の何れかを、横方向(X軸方向)に15個、縦方向(Y軸方向)に3個並べることによって、一つのユニットグループGが生成されている。   FIG. 6B is a diagram illustrating an arrangement example of the dot units U0 to U4 on the dot pattern. The numbers shown in FIG. 6B indicate the unit numbers assigned to the dot units U0 to U4. Here, one unit group G is generated by arranging any one of the dot units U0 to U4 in the horizontal direction (X-axis direction) and three in the vertical direction (Y-axis direction).

ユニットグループGの最上段は、ユニット番号0のドットユニットU0のみからなっている。ユニットグループGの中段には、ユニット番号0、1、3の3種のドットユニットU0、U1、U3が周期的に配置されている。ユニットグループGの最下段は、ユニット番号0、1、2、3、4の5種のドットユニットU0〜U4が周期的に配置されている。   The uppermost stage of the unit group G consists of only the dot unit U0 with unit number 0. In the middle part of the unit group G, three types of dot units U0, U1, U3 of unit numbers 0, 1, and 3 are periodically arranged. At the bottom of the unit group G, five types of dot units U0 to U4 of unit numbers 0, 1, 2, 3, and 4 are periodically arranged.

図6(c)は、ユニットグループGにおけるドットの分布を示す図である。本実施例では、このように構成されたユニットグループGが、横方向(X軸方向)および縦方向(Y軸方向)に繰り返し配置されることにより、ドットパターンが構成される。ここで、ドットパターンの領域は、CMOSイメージセンサ240の撮像有効領域のサイズよりも大きくなっている。たとえば、CMOSイメージセンサ240の撮像有効領域がVGA(横640画素×縦480画素)のサイズである場合、ドットパターンの領域は、図6(c)のユニットグループG(横60画素×縦12画素)が横方向に12個並び縦方向に44個並ぶ大きさに設定される。   FIG. 6C is a diagram showing the distribution of dots in the unit group G. In the present embodiment, the unit group G configured as described above is repeatedly arranged in the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction) to form a dot pattern. Here, the area of the dot pattern is larger than the size of the effective imaging area of the CMOS image sensor 240. For example, when the effective imaging area of the CMOS image sensor 240 is VGA (640 horizontal pixels × 480 vertical pixels), the dot pattern area is the unit group G (60 horizontal pixels × 12 vertical pixels) shown in FIG. ) Is set to a size such that 12 are arranged in the horizontal direction and 44 are arranged in the vertical direction.

このようにユニットグループGを横方向(X軸方向)に並べたときの、横方向に並ぶ一連のユニットグループからなる一つの行が、請求項に記載の「行」に相当する。また、図6(b)のように、各行において、所定のドットユニットが周期的に配置され、且つ、上下方向(Y軸方向)に隣り合う2つの行に含まれるドットユニットの種類の数が互い異なる構成は、請求項1に記載の構成の一例である。また、図6(b)のように、ドットユニットの種類の数が互いに異なる3つの行の組合せが、互いに隣接するように上下方向(Y軸方向)に並ぶ構成は、請求項3に記載の構成の一例である。   Thus, when the unit groups G are arranged in the horizontal direction (X-axis direction), one row made up of a series of unit groups arranged in the horizontal direction corresponds to a “row” described in the claims. Further, as shown in FIG. 6B, predetermined dot units are periodically arranged in each row, and the number of types of dot units included in two rows adjacent in the vertical direction (Y-axis direction) is as follows. The different configurations are examples of the configuration described in claim 1. Moreover, as shown in FIG. 6B, a configuration in which combinations of three rows having different numbers of types of dot units are arranged in the vertical direction (Y-axis direction) so as to be adjacent to each other is described in claim 3. It is an example of a structure.

図6(c)を参照して分かるとおり、ドットユニットU0〜U4を図6(a)のように構成すると、ドットパターン上に分布するドットは、互いに2画素以上離れるようになる。   As can be seen with reference to FIG. 6C, when the dot units U0 to U4 are configured as shown in FIG. 6A, the dots distributed on the dot pattern are separated from each other by two or more pixels.

このように、ドットユニットU0〜U4を組み合わせたときにドットが2画素以上離れるようにドットユニットU0〜U4が設定される構成は、請求項6に記載の構成の一例である。このようにドットユニットU0〜U4を構成すると、CMOSイメージセンサ240上において、一つの画素に複数のドットが重なることを防止することができ、距離情報を適正に取得することができる。   Thus, the configuration in which the dot units U0 to U4 are set so that the dots are separated by two or more pixels when the dot units U0 to U4 are combined is an example of the configuration according to claim 6. When the dot units U0 to U4 are configured in this way, it is possible to prevent a plurality of dots from overlapping one pixel on the CMOS image sensor 240, and it is possible to appropriately acquire distance information.

本実施例では、上記のとおり、ユニットグループGの最上段、中段、最下段に含まれるドットユニットの種類の数が、それぞれ、1、3、5であるため、1、3、5の最小公倍数である15のドットユニットが横方向に並ぶ区間(ユニットグループGのX軸方向の幅に相当)は、ドットのユニーク性が担保される。たとえば、縦12画素、横12画素の領
域をユニットグループGに設定すると、この領域を1画素ずつ横方向にずらしても、15ユニット分の画素範囲(15×4=60)においては、ある位置においてこの領域内に含まれるドットが、他の位置においてこの領域に含まれるドットと完全に一致することは無い。このように、本実施例では、横方向に15個並ぶドットユニットの範囲(横方向に60画素の範囲)において、ドットのユニーク性が担保される。
In this embodiment, as described above, since the number of types of dot units included in the uppermost, middle, and lowermost stages of the unit group G is 1, 3, and 5, respectively, the least common multiple of 1, 3, and 5 In the section where the 15 dot units are arranged in the horizontal direction (corresponding to the width of the unit group G in the X-axis direction), the uniqueness of the dots is secured. For example, if an area of 12 pixels in the vertical direction and 12 pixels in the horizontal direction is set in the unit group G, even if this area is shifted in the horizontal direction by one pixel at a time, in a pixel range for 15 units (15 × 4 = 60), a certain position In this case, the dots included in this region do not completely coincide with the dots included in this region at other positions. Thus, in this embodiment, the uniqueness of the dots is ensured in the range of 15 dot units arranged in the horizontal direction (range of 60 pixels in the horizontal direction).

図7(a)、(b)は、上記のように構成されたドットパターンと、上述のセグメント領域との関係を示す図である。なお、図7(a)、(b)では、CMOSイメージセンサ240の撮像有効領域の左上隅にユニットグループGの左上隅が位置付けられた場合が例示されている。図7(a)は、撮像有効領域の左上隅近傍のドットの分布を示し、図7(b)は、撮像有効領域の左上隅近傍のドットユニットの分布を示している。   FIGS. 7A and 7B are diagrams showing the relationship between the dot pattern configured as described above and the segment area described above. 7A and 7B illustrate a case where the upper left corner of the unit group G is positioned at the upper left corner of the imaging effective area of the CMOS image sensor 240. FIG. 7A shows the distribution of dots near the upper left corner of the effective imaging area, and FIG. 7B shows the distribution of dot units near the upper left corner of the effective imaging area.

上記のように、本実施例では、横方向に15個並ぶドットユニットの範囲(横方向に60画素の範囲)において、ドットのユニーク性が担保される。したがって、CMOSイメージセンサ240の撮像有効領域の左上隅に設定されたセグメント領域S1に含まれるドットが、横方向にドットユニットが15個並ぶ区間(60画素)において、他のセグメント領域に含まれるドットと完全に一致することは無い。したがって、本実施例のようにドットパターンが構成される場合、図5(b)に示す探索範囲L0は、60画素以下に設定される。   As described above, in this embodiment, the uniqueness of dots is ensured in the range of 15 dot units arranged in the horizontal direction (range of 60 pixels in the horizontal direction). Therefore, the dots included in the segment area S1 set in the upper left corner of the effective imaging area of the CMOS image sensor 240 are dots included in other segment areas in a section (60 pixels) in which 15 dot units are arranged in the horizontal direction. And never exactly match. Therefore, when the dot pattern is configured as in this embodiment, the search range L0 shown in FIG. 5B is set to 60 pixels or less.

なお、本実施例では、図7(b)に示すように、セグメント領域S1に含まれるドットユニットは、セグメント領域S1から横方向(X軸方向)に60画素離れたセグメント領域S61に含まれるドットユニットと完全に一致する。また、セグメント領域S1に含まれるドットユニットは、セグメント領域S1から下方向(Y軸方向)に12画素離れたセグメント領域Skに含まれるドットユニットと完全に一致する。   In this embodiment, as shown in FIG. 7B, the dot units included in the segment area S1 are dots included in the segment area S61 that is 60 pixels away from the segment area S1 in the horizontal direction (X-axis direction). Matches the unit exactly. Further, the dot units included in the segment area S1 completely coincide with the dot units included in the segment area Sk that is 12 pixels away from the segment area S1 in the downward direction (Y-axis direction).

本実施例では、ユニットグループGの最上段のドットユニットの繰り返し周期が1ユニット(4画素)であるため、ユニットグループGを構成する15ユニット分の画素範囲(15×4=60)であっても、セグメント領域S1の上から1〜4画素の領域と下から1〜3画素の領域に含まれるドットは、横方向に1ユニット周期毎(4画素毎)に現れるセグメント領域の上から1〜4画素の領域と下から1〜3画素の領域に含まれるドットと重なり合う。また、ユニットグループGの中段のドットユニットの繰り返し周期は3ユニット(12画素)であるため、セグメント領域S1の上から5〜8画素の領域に含まれるドットは、セグメント領域S1から横方向に3ユニット周期毎(12画素毎)に現れるセグメント領域の上から5〜8画素の領域に含まれるドットと重なり合う。   In this embodiment, since the repetition cycle of the uppermost dot unit of the unit group G is 1 unit (4 pixels), the pixel range for 15 units constituting the unit group G (15 × 4 = 60) In addition, the dots included in the region of 1 to 4 pixels from the top and the region of 1 to 3 pixels from the bottom of the segment region S1 are 1 to It overlaps with the dots included in the 4-pixel area and the 1-3-pixel area from the bottom. Further, since the repetition period of the middle dot unit of the unit group G is 3 units (12 pixels), the dots included in the area of 5 to 8 pixels from the top of the segment area S1 are 3 in the horizontal direction from the segment area S1. It overlaps with dots included in the 5 to 8 pixel area from the top of the segment area that appears every unit cycle (every 12 pixels).

したがって、たとえば、セグメント領域S1から横方向に36画素目(3ユニット×12周期)に現れるセグメント領域S37は、図7(a)に示すように、セグメント領域S1に対して、上から1〜8画素の領域(破線で囲まれた領域)のドットと、下から1〜3画素の領域(破線で囲まれた領域)のドットが重なる。しかし、この場合も、セグメント領域S37は、上から9〜12画素の領域において、セグメント領域S1とドットが重ならないため、この領域におけるユニーク性によって、セグメント領域S1から区別され得る。   Therefore, for example, the segment area S37 appearing at the 36th pixel (3 units × 12 cycles) in the horizontal direction from the segment area S1 is 1-8 from the top with respect to the segment area S1, as shown in FIG. The dots in the pixel area (area surrounded by the broken line) overlap the dots in the area of 1 to 3 pixels (area surrounded by the broken line) from the bottom. However, in this case as well, the segment area S37 can be distinguished from the segment area S1 by the uniqueness in this area because the dot does not overlap the segment area S1 in the area of 9 to 12 pixels from the top.

また、ユニットグループGの最下段のドットユニットの繰り返し周期は5ユニット(20画素)であるため、セグメント領域S1の上から9〜12画素の領域に含まれるドットは、セグメント領域S1から横方向に5ユニット周期毎(20画素毎)に現れるセグメント領域の上から9〜12画素の領域に含まれるドットと一致する。したがって、たとえば、セグメント領域S1から横方向に20画素目(5ユニット×4周期)に現れるセグメント領域S21は、図7(a)に示すように、セグメント領域S1に対して、上から1〜4
画素の領域(破線で囲まれた領域)のドットと、上から9〜15画素の領域(破線で囲まれた領域)のドットが重なる。しかし、この場合も、セグメント領域S21は、上から5〜8画素の領域において、セグメント領域S1とドットが重ならないため、この領域におけるユニーク性によって、セグメント領域S1から区別され得る。
Further, since the repetition cycle of the lowermost dot unit of the unit group G is 5 units (20 pixels), the dots included in the area of 9 to 12 pixels from the top of the segment area S1 are laterally extended from the segment area S1. It coincides with dots included in the region of 9 to 12 pixels from the top of the segment region appearing every 5 unit cycles (every 20 pixels). Therefore, for example, the segment area S21 appearing at the 20th pixel (5 units × 4 cycles) in the horizontal direction from the segment area S1 is 1 to 4 from the top with respect to the segment area S1, as shown in FIG.
The dots in the pixel area (area surrounded by the broken line) overlap with the dots in the area of 9 to 15 pixels (area surrounded by the broken line) from the top. However, in this case as well, since the segment area S21 is not overlapped with the segment area S1 in the area of 5 to 8 pixels from the top, it can be distinguished from the segment area S1 by the uniqueness in this area.

以上のように、本実施例によれば、5種類のドットユニットU0〜U4を規則的に配置することによりドットパターンが構成されるため、ドットパターンを容易に設計することができる。また、ドットを一つだけ含むドットユニットU0〜U4を互いに隣接するように並べて配置することによりドットパターンが構成されるため、ドットパターン上におけるドットの分布を均一にすることができる。さらに、ドットユニットU0〜U4におけるドットの密度がドットパターンにおけるドットの密度に対応するため、ドットユニットU0〜U4に含まれるドットの数を調整することにより、ドットパターンの密度を容易に調整することができる。本実施例では、縦4画素、横4画素の16画素の領域からなるドットユニットU0〜U4に対して1画素分のドットが設定されるため、ドットパターン上におけるドットの密度は、1/16(≒6%)となる。   As described above, according to this embodiment, since the dot pattern is configured by regularly arranging the five types of dot units U0 to U4, the dot pattern can be easily designed. Further, since the dot pattern is configured by arranging the dot units U0 to U4 including only one dot so as to be adjacent to each other, the distribution of dots on the dot pattern can be made uniform. Further, since the dot density in the dot units U0 to U4 corresponds to the dot density in the dot pattern, the dot pattern density can be easily adjusted by adjusting the number of dots included in the dot units U0 to U4. Can do. In the present embodiment, since the dot for one pixel is set for the dot units U0 to U4 composed of the area of 16 pixels of 4 pixels vertically and 4 pixels horizontally, the dot density on the dot pattern is 1/16. (≈6%).

<実施例2>
図8(a)、(b)は、実施例2に係るドットパターンの構成例を示す図である。図8(a)、(b)は、上記実施例1について示した図7(a)、(b)に対応するものである。
<Example 2>
8A and 8B are diagrams illustrating a configuration example of a dot pattern according to the second embodiment. FIGS. 8A and 8B correspond to FIGS. 7A and 7B shown for the first embodiment.

上記実施例1では、ドットパターンを構成する全てのユニットグループGにおいて、その最上段に配置されるドットユニットが、ユニット番号0のドットユニットU0に固定された。これに対し、実施例2では、ユニットグループGの最上段を埋めるドットユニットが、図8(b)のように、縦方向に並ぶユニットグループ毎に変更される。すなわち、ドットパターンの最上部に配置されるユニットグループGでは、その最上段にユニット番号0のドットユニットU0が横方向に1ユニットの周期で配置され、このユニットグループGの下側に隣接するユニットグループGでは、その最上段にユニット番号1のドットユニットU1が横方向に1ユニットの周期で配置される。以下、同様に、ユニットグループGの配置位置が下方向に一つずれる毎に、最上段に配置されるドットユニットのユニット番号が、2、3、4と変更される。そして、最上段にユニット番号4のドットユニットU4が配置されたユニットグループGの下には、再び、その最上段にユニット番号0のドットユニットU0が配置される。以下、同様に、ユニットグループGの配置位置が下方向に一つずれる毎に、最上段に配置されるドットユニットのユニット番号が、1、2、3、4、0、1、2、…と変更される。   In the first embodiment, in all the unit groups G constituting the dot pattern, the dot unit arranged at the uppermost stage is fixed to the dot unit U0 of unit number 0. On the other hand, in the second embodiment, the dot unit filling the uppermost stage of the unit group G is changed for each unit group arranged in the vertical direction as shown in FIG. That is, in the unit group G arranged at the uppermost part of the dot pattern, the dot unit U0 of unit number 0 is arranged at a period of one unit in the horizontal direction at the uppermost stage, and the unit adjacent to the lower side of the unit group G In the group G, the dot unit U1 of unit number 1 is arranged at the uppermost stage at a cycle of one unit in the horizontal direction. Hereinafter, similarly, every time the arrangement position of the unit group G is shifted downward, the unit number of the dot unit arranged in the uppermost stage is changed to 2, 3, and 4. Then, under the unit group G in which the dot unit U4 with the unit number 4 is arranged at the uppermost stage, the dot unit U0 with the unit number 0 is again arranged at the uppermost stage. Hereinafter, similarly, every time the unit group G is shifted downward, the unit number of the dot unit arranged at the top is 1, 2, 3, 4, 0, 1, 2,. Be changed.

したがって、本実施例では、図8(b)に示すように、上から2行目と3行目の組が、3行間隔の周期で、下方向に繰り返し配置されることとなる。このように、互いに隣接する2つの行の組が、下方向に所定の周期で繰り返し配置される構成は、請求項2に記載の構成の一例である。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8B, the pair of the second row and the third row from the top is repeatedly arranged in the downward direction at intervals of three rows. In this way, a configuration in which a set of two rows adjacent to each other is repeatedly arranged in a downward direction with a predetermined period is an example of a configuration according to claim 2.

本実施例においても、上記実施例1と同様、ドットパターンの設計を容易に行うことができる。また、ドットパターン上におけるドットの密度を所望に値に容易に調整することができ、さらに、ドットパターン上にドットを均一に分布させることができる。ただし、本実施例では、ユニットグループGの配置位置が下方向に一つずれる毎に、ユニットグループGの最上段に配置されるドットユニットのユニット番号が変更されるため、その分、上記実施例1に比べて設計がやや複雑になる。   Also in this embodiment, the dot pattern can be easily designed as in the first embodiment. Further, the density of dots on the dot pattern can be easily adjusted to a desired value, and the dots can be uniformly distributed on the dot pattern. However, in this embodiment, the unit number of the dot unit arranged in the uppermost stage of the unit group G is changed every time the arrangement position of the unit group G is shifted downward by one. Compared to 1, the design is slightly more complicated.

<実施例3>
図9(a)〜(c)は、実施例3に係るドットパターンの構成例を示す図である。図9
(a)、(b)は、上記実施例1について示した図6(a)、(b)に対応するものであり、図9(c)は、上記実施例1について示した図7(a)に対応するものである。
<Example 3>
9A to 9C are diagrams illustrating a configuration example of a dot pattern according to the third embodiment. FIG.
FIGS. 9A and 9B correspond to FIGS. 6A and 6B shown for the first embodiment, and FIG. 9C shows FIG. 7A shown for the first embodiment. ).

上記実施例1では、ユニットグループGの最上段に1種類のドットユニットU0が配置されたが、実施例3では、図9(b)に示すように、ユニットグループGの最上段に2種類のドットユニットU0、U1が周期的に配置されている。図9(a)に示すドットユニットU0〜U4の構成は、上記実施例1と同じである。なお、図9(b)には、上記実施例1におけるユニットグループGの右方向の終端位置が、符号Mによって示されている。また、図9(b)において、太線の枠は、ユニットグループGを示している。   In the first embodiment, one type of dot unit U0 is arranged at the uppermost stage of the unit group G. However, in the third embodiment, as shown in FIG. The dot units U0 and U1 are periodically arranged. The configuration of the dot units U0 to U4 shown in FIG. 9A is the same as that of the first embodiment. In FIG. 9B, the right end position of the unit group G in the first embodiment is indicated by the symbol M. In FIG. 9B, a bold frame indicates a unit group G.

このように、ユニットグループGの最上段に2種類のドットユニットU0、U1が配置されると、ドットパターンを構成する各行に含まれるドットユニットの種類の数が、全ての行において2以上となる。この構成は、請求項5に記載の構成の一例である。   As described above, when two types of dot units U0 and U1 are arranged at the top of the unit group G, the number of types of dot units included in each row constituting the dot pattern is 2 or more in all rows. . This configuration is an example of the configuration described in claim 5.

このように、ユニットグループGの最上段に配置されるドットユニットの種類を2種類とすると、ユニットグループGは、最上段、中段、最下段に含まれるドットユニットの種類の数が、それぞれ、2、3、5となり、2、3、5の最小公倍数である30のユニットが横方向に並ぶ区間は、ドットのユニーク性が担保される。したがって、この構成例の場合、図5(b)に示す探索範囲L0を、実施例1の60画素から120画素に引き伸ばすことができる。   As described above, assuming that there are two types of dot units arranged in the uppermost stage of the unit group G, the number of types of dot units included in the uppermost, middle, and lowermost stages of the unit group G is 2 respectively. In the section in which 30 units, which are the least common multiples of 2, 3, and 5, are arranged in the horizontal direction, the uniqueness of the dots is ensured. Therefore, in the case of this configuration example, the search range L0 shown in FIG. 5B can be extended from 60 pixels in Embodiment 1 to 120 pixels.

また、本実施例のようにユニットグループGの最上段に配置されるドットユニットの種類を2種類とすると、最上段のドットユニットの繰り返し周期が2ユニット(8画素)となるため、図9(c)に示すセグメント領域S1の上から1〜4画素の領域と下から1〜3画素に含まれるドットは、セグメント領域S1から横方向に2ユニット周期毎(8画素毎)に現れるセグメント領域の上から1〜4画素の領域と下から1〜3画素に含まれるドットと重なり合うこととなる。このように、本実施例では、最上段のドットユニットの繰り返し周期が上記実施例1から変更されたため、上記実施例1では、図8(a)に示すように、セグメント領域S1が、上から1〜4画素の領域と下から1〜3画素の領域において、セグメント領域S1から20画素目および36画素目に現れるセグメント領域S21、S37のドットと重なっていたが、本実施例では、図9(c)に示すようにセグメント領域S1は、上から1〜4画素の領域と下から1〜3画素の領域においても、これらセグメント領域S21、S37のドットと重ならなくなる。したがって、本実施例によれば、上記実施例1に比べてセグメント領域S1のユニーク性を高めることができる。   Further, when the number of types of dot units arranged in the uppermost stage of the unit group G is two types as in the present embodiment, the repetition cycle of the uppermost dot unit is 2 units (8 pixels). The dots included in the region of 1 to 4 pixels from the top and 1 to 3 pixels from the bottom of the segment region S1 shown in c) are the segment regions that appear every 2 unit periods (every 8 pixels) in the horizontal direction from the segment region S1. It overlaps with the dot contained in the area | region of 1-4 pixels from the top, and 1-3 pixels from the bottom. As described above, in this embodiment, since the repetition cycle of the uppermost dot unit is changed from that in the first embodiment, in the first embodiment, as shown in FIG. In the area of 1 to 4 pixels and the area of 1 to 3 pixels from the bottom, it overlapped with the dots of the segment areas S21 and S37 appearing in the 20th and 36th pixels from the segment area S1, but in this embodiment, in FIG. As shown in (c), the segment area S1 does not overlap the dots of the segment areas S21 and S37 even in the area of 1 to 4 pixels from the top and the area of 1 to 3 pixels from the bottom. Therefore, according to the present embodiment, the uniqueness of the segment area S1 can be enhanced as compared with the first embodiment.

なお、セグメント領域S1から右側に60画素目に現れるセグメント領域S61では、上から5〜12画素の領域のドットがセグメント領域S1と重なる。しかし、この場合も、セグメント領域S61は、上から1〜4画素の領域と、下から1〜3の領域において、セグメント領域S1とドットが重ならないため、この領域におけるユニーク性によって、セグメント領域S1から区別され得る。同様に、図9(b)のMよりも左側に設定されたセグメント領域は、自身から右方向に60画素目に現れるセグメント領域と、上から5〜12画素の領域においてドットが重なるが、上から1〜4画素の領域と、下から1〜3の領域において、ドットが重ならないため、この領域によってユニーク性が担保される。   In the segment area S61 that appears at the 60th pixel on the right side of the segment area S1, dots in the area of 5 to 12 pixels from the top overlap the segment area S1. However, in this case as well, since the segment area S61 is not overlapped with the segment area S1 in the area of 1 to 4 pixels from the top and the area from 1 to 3 from the bottom, the segment area S1 is unique due to the uniqueness in this area. Can be distinguished from Similarly, in the segment area set to the left of M in FIG. 9B, the dot overlaps with the segment area appearing at the 60th pixel in the right direction from itself, in the area of 5 to 12 pixels from the top. Since the dots do not overlap in the 1 to 4 pixel area and the 1 to 3 area from below, the uniqueness is ensured by this area.

本実施例においても、上記実施例1、2と同様、ドットパターンの設計を容易に行うことができる。また、ドットパターン上におけるドットの密度を所望に値に容易に調整することができ、さらに、ドットパターン上にドットを均一に分布させることができる。また、上記のように、上記実施例1、2に比べて、探索範囲L0を2倍に引き伸ばすことができ、さらに、セグメント領域のユニーク性を高めることができる。   Also in this embodiment, the dot pattern can be easily designed as in the first and second embodiments. Further, the density of dots on the dot pattern can be easily adjusted to a desired value, and the dots can be uniformly distributed on the dot pattern. Further, as described above, the search range L0 can be doubled as compared with the first and second embodiments, and the uniqueness of the segment area can be further improved.

なお、本実施例では、図9(b)に示すように、一の行に含まれるドットユニットの種類の数が、他の行に含まれるドットユニットの種類の数の整数倍とならないように、ドットパターンが構成される。この構成は、請求項4に記載の構成の一例である。また、本実施例では、図9(b)に示すように、上下に並ぶ3つの行の組が、互いに隣接するように、上下方向(Y軸方向)に繰り返し配置される。この構成は、請求項3に記載の構成の一例である。さらに、本実施例では、図9(b)に示すように、各行に含まれるドットユニットの種類の数が、全ての行において2以上となる。この構成は、請求項5に記載の構成の一例である。   In this embodiment, as shown in FIG. 9B, the number of types of dot units included in one row is not an integral multiple of the number of types of dot units included in other rows. A dot pattern is formed. This configuration is an example of a configuration described in claim 4. In the present embodiment, as shown in FIG. 9B, a set of three rows arranged vertically is repeatedly arranged in the vertical direction (Y-axis direction) so as to be adjacent to each other. This configuration is an example of a configuration described in claim 3. Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 9B, the number of types of dot units included in each row is 2 or more in all rows. This configuration is an example of the configuration described in claim 5.

<実施例4>
図10(a)〜(c)は、実施例4に係るドットパターンの構成例を示す図である。図10(a)〜(c)は、それぞれ、上記実施例3について示した図9(a)〜(c)に対応するものである。
<Example 4>
10A to 10C are diagrams illustrating a configuration example of a dot pattern according to the fourth embodiment. FIGS. 10A to 10C correspond to FIGS. 9A to 9C shown for the third embodiment.

上記実施例3では、ドットパターンを構成する全てのユニットグループGにおいて、その最上段に配置されるドットユニットが、ユニット番号0、1のドットユニットU0、U1に固定された。これに対し、実施例4では、ユニットグループGの最上段を埋めるドットユニットが、図10(b)のように、縦方向に並ぶユニットグループ毎に変更される。すなわち、ドットパターンの最上部に配置されるユニットグループGでは、その最上段にユニット番号0、1のドットユニットU0、U1が横方向に2ユニットの周期で配置され、このユニットグループGの下側に隣接するユニットグループGでは、その最上段にユニット番号0、2のドットユニットU0、U2が横方向に2ユニットの周期で配置される。以下、同様に、ユニットグループGの配置位置が下方向に一つずれる毎に、最上段に配置されるドットユニットのユニット番号が、(0、3)、(0、4)、(0、1)、(0、2)、(0、3)…と変更される。   In the third embodiment, in all the unit groups G constituting the dot pattern, the dot unit arranged at the uppermost stage is fixed to the dot units U0 and U1 with unit numbers 0 and 1. On the other hand, in the fourth embodiment, the dot unit filling the uppermost stage of the unit group G is changed for each unit group arranged in the vertical direction as shown in FIG. That is, in the unit group G arranged at the uppermost part of the dot pattern, the dot units U0 and U1 of unit numbers 0 and 1 are arranged at a period of two units in the horizontal direction at the uppermost stage. In the unit group G adjacent to the dot unit, the dot units U0 and U2 with unit numbers 0 and 2 are arranged at the uppermost stage in a cycle of 2 units in the horizontal direction. Hereinafter, similarly, every time the unit group G is shifted downward, the unit numbers of the dot units arranged at the uppermost level are (0, 3), (0, 4), (0, 1). ), (0, 2), (0, 3).

本実施例においても、上記実施例3と同様の効果が奏され得る。ただし、本実施例では、ユニットグループGの配置位置が下方向に一つずれる毎に、ユニットグループGの最上段に配置されるドットユニットのユニット番号が変更されるため、その分、上記実施例3に比べて設計がやや複雑になる。   Also in the present embodiment, the same effect as in the third embodiment can be achieved. However, in this embodiment, the unit number of the dot unit arranged in the uppermost stage of the unit group G is changed every time the arrangement position of the unit group G is shifted downward by one. Compared to 3, the design is slightly more complicated.

なお、本実施例では、図10(b)に示すように、一の行に含まれるドットユニットの種類の数が、他の行に含まれるドットユニットの種類の数の整数倍とならないように、ドットパターンが構成される。この構成は、請求項4に記載の構成の一例である。また、本実施例では、図10(b)に示すように、上から2つ目の行と3つ目の行の組が、3ユニットの間隔で、上下方向に繰り返し配置される。この構成は、請求項2に記載の構成の一例である。さらに、本実施例では、図10(b)に示すように、各行に含まれるドットユニットの種類の数が、全ての行において2以上となる。この構成は、請求項5に記載の構成の一例である。   In this embodiment, as shown in FIG. 10B, the number of types of dot units included in one row is not an integral multiple of the number of types of dot units included in other rows. A dot pattern is formed. This configuration is an example of a configuration described in claim 4. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 10B, a set of the second row and the third row from the top is repeatedly arranged in the vertical direction at intervals of 3 units. This configuration is an example of the configuration described in claim 2. Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 10B, the number of types of dot units included in each row is 2 or more in all rows. This configuration is an example of the configuration described in claim 5.

<実施例5>
図11(a)〜(c)は、実施例5に係るドットパターンの構成例を示す図である。図11(a)、(b)は、それぞれ、上記実施例1について示した図6(a)、(b)に対応するものであり、図11(c)は、上記実施例1について示した図7(a)に対応するものである。
<Example 5>
FIGS. 11A to 11C are diagrams illustrating a configuration example of a dot pattern according to the fifth embodiment. 11 (a) and 11 (b) correspond to FIGS. 6 (a) and 6 (b) shown for the first embodiment, respectively, and FIG. 11 (c) shows the first embodiment. This corresponds to FIG.

図11(a)に示すように、本実施例では、ドットユニットU11〜U16が、縦5画素、横4画素の大きさに設定されている。また、ドットパターンの構成に使用されるドットユニットU11〜U16の種類が、6種類とされている。さらに、ドットユニットの最外周の画素位置にはドットが配置されないように、ドットユニットU11〜U16が構成
されている。
As shown in FIG. 11A, in this embodiment, the dot units U11 to U16 are set to have a size of 5 pixels vertically and 4 pixels horizontally. In addition, there are six types of dot units U11 to U16 used in the configuration of the dot pattern. Further, the dot units U11 to U16 are configured so that dots are not arranged at the pixel positions on the outermost periphery of the dot unit.

なお、ドットユニットU11〜U16は、請求項に記載の「単位領域」に相当する。図11(a)に示すようにドットユニットU11〜U16の最外周の画素位置にはドットが配置されない構成は、請求項7に記載の構成の一例である。また、図11(a)のように、ドットユニットU11〜U16にドットが一つだけ含まれる構成は、請求項8に記載の構成の一例である。   The dot units U11 to U16 correspond to “unit areas” recited in the claims. As shown in FIG. 11A, a configuration in which no dots are arranged at the outermost pixel positions of the dot units U11 to U16 is an example of a configuration according to claim 7. Further, as shown in FIG. 11A, the configuration in which only one dot is included in the dot units U <b> 11 to U <b> 16 is an example of the configuration according to claim 8.

図11(b)に示すように、本実施例では、ユニットグループGの最上段に、ユニット番号5のドットユニットU15のみが配置される。また、ユニットグループGの中段には、ユニット番号1、2、3、4、5、6の6種のドットユニットU11〜U16が周期的に配置される。ユニットグループGの最下段は、ユニット番号5、4、3、2、1の5種のドットユニットU5、U4、U3、U2、U1が周期的に配置される。   As shown in FIG. 11B, in the present embodiment, only the dot unit U15 of unit number 5 is arranged at the top of the unit group G. In the middle of the unit group G, six types of dot units U11 to U16 having unit numbers 1, 2, 3, 4, 5, and 6 are periodically arranged. At the bottom of the unit group G, five types of dot units U5, U4, U3, U2, and U1 with unit numbers 5, 4, 3, 2, and 1 are periodically arranged.

図11(c)は、ユニットグループGにおけるドットの分布を示す図である。本実施例においても、上記実施例1と同様、ユニットグループGが、横方向(X軸方向)および縦方向(Y軸方向)に繰り返し配置されることにより、ドットパターンが構成される。   FIG. 11C is a diagram showing the distribution of dots in the unit group G. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the unit group G is repeatedly arranged in the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction) to form a dot pattern.

本実施例において、ユニットグループGは、最上段、中段、最下段に含まれるドットユニットの種類の数が、それぞれ、1、6、5であるため、1、6、5の最小公倍数である30のユニットが横方向に並ぶ区間は、ドットのユニーク性が担保される。したがって、本実施例の場合、図5(b)に示す探索範囲L0は、120画素以下に設定される。   In the present embodiment, the unit group G is the least common multiple of 1, 6, and 5 because the number of types of dot units included in the uppermost, middle, and lowermost stages is 1, 6, and 5, respectively. In the section in which the units are arranged in the horizontal direction, the uniqueness of the dots is ensured. Therefore, in the case of the present embodiment, the search range L0 shown in FIG. 5B is set to 120 pixels or less.

なお、本実施例では、ユニットグループGの最上段のドットユニットの繰り返し周期は1ユニット(4画素)であり、また、中段のドットユニットの繰り返し周期は6ユニット(24画素)であるため、セグメント領域S1の上から1〜10画素の領域に含まれるドットは、セグメント領域S1から横方向に6ユニット周期毎(24画素毎)に現れるセグメント領域の上から1〜10画素の領域に含まれるドットと重なり合う。したがって、たとえば、セグメント領域S1から横方向に48画素目(6ユニット×2周期)に現れるセグメント領域S49は、図11(c)に示すように、セグメント領域S1に対して、上から1〜10画素の領域(破線で囲まれた領域)のドットが重なる。しかし、この場合も、セグメント領域S49は、上から11〜15画素の領域において、セグメント領域S1とドットが重ならないため、この領域におけるユニーク性によって、セグメント領域S1から区別され得る。   In this embodiment, the repetition cycle of the uppermost dot unit of the unit group G is 1 unit (4 pixels), and the repetition cycle of the middle dot unit is 6 units (24 pixels). The dots included in the region of 1 to 10 pixels from the top of the region S1 are dots included in the region of 1 to 10 pixels from the top of the segment region that appears every six unit periods (every 24 pixels) in the horizontal direction from the segment region S1. And overlap. Therefore, for example, the segment area S49 appearing at the 48th pixel (6 units × 2 cycles) in the horizontal direction from the segment area S1 is 1-10 from the top with respect to the segment area S1, as shown in FIG. Dots in a pixel region (region surrounded by a broken line) overlap. However, in this case as well, the segment area S49 can be distinguished from the segment area S1 by the uniqueness in this area because the dot does not overlap the segment area S1 in the area of 11 to 15 pixels from the top.

また、ユニットグループGの最下段のドットユニットの繰り返し周期は5ユニット(20画素)であるため、セグメント領域S1の上から11〜15画素の領域に含まれるドットは、セグメント領域S1から横方向に5ユニット周期毎(20画素毎)で現れるセグメント領域の上から11〜15画素の領域に含まれるドットと一致する。したがって、たとえば、セグメント領域S1から横方向に20画素目(5ユニット×4周期)に現れるセグメント領域S21は、図11(c)に示すように、セグメント領域S1に対して、上から1〜5画素の領域(破線で囲まれた領域)のドットと、上から11〜15画素の領域(破線で囲まれた領域)のドットが重なる。しかし、この場合も、セグメント領域S21は、上から6〜10画素の領域において、セグメント領域S1とドットが重ならないため、この領域におけるユニーク性によって、セグメント領域S1から区別され得る。   Further, since the repetition cycle of the lowermost dot unit of the unit group G is 5 units (20 pixels), the dots included in the region of 11 to 15 pixels from the top of the segment region S1 are laterally moved from the segment region S1. It coincides with dots included in the region of 11 to 15 pixels from the top of the segment region appearing every 5 unit cycles (every 20 pixels). Therefore, for example, the segment area S21 appearing at the 20th pixel (5 units × 4 periods) in the horizontal direction from the segment area S1 is 1-5 from the top with respect to the segment area S1, as shown in FIG. The dots in the pixel area (area surrounded by the broken line) overlap the dots in the area of 11 to 15 pixels (area surrounded by the broken line) from the top. However, in this case as well, since the segment area S21 is not overlapped with the segment area S1 in the area of 6 to 10 pixels from the top, it can be distinguished from the segment area S1 by the uniqueness in this area.

本実施例においても、上記実施例1と同様、ドットパターンの設計を容易に行うことができる。また、ドットパターン上におけるドットの密度を所望に値に容易に調整することができ、さらに、ドットパターン上にドットを均一に分布させることができる。また、上記のように、上記実施例1に比べて、探索範囲L0を2倍に引き伸ばすことができる。   Also in this embodiment, the dot pattern can be easily designed as in the first embodiment. Further, the density of dots on the dot pattern can be easily adjusted to a desired value, and the dots can be uniformly distributed on the dot pattern. Further, as described above, the search range L0 can be doubled compared to the first embodiment.

なお、本実施例では、図11(b)に示すように上下に並ぶ3つの行の組が、互いに隣接するように、上下方向(Y軸方向)に繰り返し配置される。この構成は、請求項3に記載の構成の一例である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 11B, a set of three rows arranged vertically is repeatedly arranged in the vertical direction (Y-axis direction) so as to be adjacent to each other. This configuration is an example of a configuration described in claim 3.

<実施例6>
図12(a)〜(c)は、実施例6に係るドットパターンの構成例を示す図である。図12(a)〜(c)は、それぞれ、上記実施例5について示した図11(a)〜(c)に対応するものである。
<Example 6>
12A to 12C are diagrams illustrating a configuration example of a dot pattern according to the sixth embodiment. FIGS. 12A to 12C correspond to FIGS. 11A to 11C shown for the fifth embodiment.

本実施例では、上記実施例5に比べて、ユニットグループGの最上段に配置されるドットユニットの種類が2種類に変更されている。すなわち、図12(b)に示すように、本実施例では、ユニットグループGの最上段に、ユニット番号5、6のドットユニットU15、U16が周期的に配置されている。   In this embodiment, compared to the fifth embodiment, the types of dot units arranged at the uppermost stage of the unit group G are changed to two types. That is, as shown in FIG. 12B, in this embodiment, the dot units U15 and U16 with unit numbers 5 and 6 are periodically arranged at the uppermost stage of the unit group G.

本実施例では、ユニットグループGの最上段、中段、最下段に含まれるドットユニットの種類の数が、それぞれ、2、6、5となる。しかしながら、2、6、5の最小公倍数は30であるため、上記実施例5と同様、30のユニットが横方向に並ぶ区間において、ドットのユニーク性が担保される。したがって、本実施例の場合、図5(b)に示す探索範囲L0は、上記実施例5と同様、120画素以下に設定される。   In this embodiment, the numbers of types of dot units included in the uppermost, middle, and lowermost stages of the unit group G are 2, 6, and 5, respectively. However, since the least common multiple of 2, 6, and 5 is 30, similarly to the fifth embodiment, the uniqueness of the dots is ensured in the section where 30 units are arranged in the horizontal direction. Therefore, in the present embodiment, the search range L0 shown in FIG. 5B is set to 120 pixels or less, as in the fifth embodiment.

ただし、本実施例では、ユニットグループGの最上段のドットユニットの種類が2種類に変更されたため、図12(c)に示すように、セグメント領域S21の上から1〜5画素の領域のドットがセグメント領域S1のドットと重ならなくなる。このため、本実施例では、上記実施例5に比べて、セグメント領域のユニーク性を高めることができる。   However, in this embodiment, since the type of the uppermost dot unit of the unit group G is changed to two types, as shown in FIG. 12C, the dots in the area of 1 to 5 pixels from the top of the segment area S21. Does not overlap with the dots in the segment area S1. For this reason, in a present Example, the uniqueness of a segment area | region can be improved compared with the said Example 5. FIG.

なお、本実施例では、図12(b)に示すように、上下に並ぶ3つの行の組が、互いに隣接するように、上下方向(Y軸方向)に繰り返し配置される。この構成は、請求項3に記載の構成の一例である。さらに、本実施例では、図12(b)に示すように、各行に含まれるドットユニットの種類の数が、全ての行において2以上となる。この構成は、請求項5に記載の構成の一例である。   In this embodiment, as shown in FIG. 12B, a set of three rows arranged vertically is repeatedly arranged in the vertical direction (Y-axis direction) so as to be adjacent to each other. This configuration is an example of a configuration described in claim 3. Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 12B, the number of types of dot units included in each row is 2 or more in all rows. This configuration is an example of the configuration described in claim 5.

<実施例7>
図13(a)〜(c)は、実施例7に係るドットパターンの構成例を示す図である。図13(a)〜(c)は、それぞれ、上記実施例5について示した図11(a)〜(c)に対応するものである。
<Example 7>
13A to 13C are diagrams illustrating a configuration example of a dot pattern according to the seventh embodiment. FIGS. 13A to 13C correspond to FIGS. 11A to 11C shown for the fifth embodiment.

本実施例では、上記実施例5に比べて、ユニットグループGの最上段に配置されるドットユニットの種類が4種類に変更されている。すなわち、図13(b)に示すように、本実施例では、ユニットグループGの最上段に、ユニット番号5、6、2、1のドットユニットU15、U16、U12、U11が周期的に配置されている。   In the present embodiment, compared to the fifth embodiment, the types of dot units arranged at the uppermost stage of the unit group G are changed to four types. That is, as shown in FIG. 13B, in this embodiment, the dot units U15, U16, U12, and U11 having unit numbers 5, 6, 2, and 1 are periodically arranged in the uppermost stage of the unit group G. ing.

本実施例では、ユニットグループGの最上段、中段、最下段に含まれるドットユニットの種類の数が、それぞれ、4、6、5となる。したがって、4、6、5の最小公倍数である120のユニットが横方向に並ぶ区間において、ドットのユニーク性が担保される。したがって、本実施例の場合、図5(b)に示す探索範囲L0は、480画素(4画素×120ユニット)に引き伸ばされる。   In this embodiment, the numbers of types of dot units included in the uppermost, middle, and lowermost stages of the unit group G are 4, 6, and 5, respectively. Therefore, the uniqueness of the dots is ensured in the section in which 120 units, which are the least common multiples of 4, 6, and 5, are arranged in the horizontal direction. Therefore, in this embodiment, the search range L0 shown in FIG. 5B is extended to 480 pixels (4 pixels × 120 units).

なお、本実施例では、図13(b)に示すように、一の行に含まれるドットユニットの種類の数が、他の行に含まれるドットユニットの種類の数の整数倍とならないように、ド
ットパターンが構成される。この構成は、請求項4に記載の構成の一例である。また、本実施例では、図13(b)に示すように、上下に並ぶ3つの行の組が、互いに隣接するように上下方向(Y軸方向)に繰り返し配置される。この構成は、請求項3に記載の構成の一例である。さらに、本実施例では、図13(b)に示すように、各行に含まれるドットユニットの種類の数が、全ての行において2以上となる。この構成は、請求項5に記載の構成の一例である。
In this embodiment, as shown in FIG. 13B, the number of types of dot units included in one row is not an integral multiple of the number of types of dot units included in other rows. A dot pattern is formed. This configuration is an example of a configuration described in claim 4. In this embodiment, as shown in FIG. 13B, a set of three rows arranged vertically is repeatedly arranged in the vertical direction (Y-axis direction) so as to be adjacent to each other. This configuration is an example of a configuration described in claim 3. Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 13B, the number of types of dot units included in each row is 2 or more in all rows. This configuration is an example of the configuration described in claim 5.

以上、本発明の実施の形態および実施例1〜7について説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施例1〜7に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記の他に種々の変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention and Examples 1-7 were demonstrated, this invention is not restrict | limited to the said embodiment and Examples 1-7 at all, and Embodiment of this invention In addition to the above, various modifications can be made.

たとえば、上記実施例1〜7では、ドットユニットU0〜U4、U11〜U16がドットを一つだけ含む例が示されが、ドットユニットに含まれるドットの数は、1つに限られるものではなく、ドットパターン上におけるドットの密度に応じて、適宜、変更可能である。また、ドットユニットのサイズも、上記実施例1〜7に示されたものに限られるものではなく、ドットパターン上におけるドットの密度に応じて、適宜、変更可能である。   For example, in the first to seventh embodiments, an example in which the dot units U0 to U4 and U11 to U16 include only one dot is shown, but the number of dots included in the dot unit is not limited to one. Depending on the dot density on the dot pattern, it can be appropriately changed. Further, the size of the dot unit is not limited to that shown in the first to seventh embodiments, and can be appropriately changed according to the density of dots on the dot pattern.

また、上記実施の形態では、三角測量法を用いて距離情報が求められたが、距離情報の取得方法はこれに限られるものではなく、たとえば、図4(a)を参照して説明した画素ずれ量Dをそのまま距離情報として取得しても良い。   In the above embodiment, the distance information is obtained using the triangulation method. However, the distance information acquisition method is not limited to this. For example, the pixel described with reference to FIG. The deviation amount D may be acquired as it is as distance information.

また、上記実施の形態では、基準画像に設定されたセグメント領域を、実測画像上において探索するようにしたが、実測画像上に設定された領域のドットパターンに対応するセグメント領域を、基準画像上で探索するようにしても良い。   In the above embodiment, the segment area set in the reference image is searched on the actual measurement image. However, the segment area corresponding to the dot pattern of the area set on the actual measurement image is searched on the reference image. You may make it search with.

また、上記実施の形態では、目標領域に照射されるレーザ光の波長帯以外の波長帯の光を除去するためにフィルタ230を配したが、たとえば、目標領域に照射されるレーザ光以外の光の信号成分を、CMOSイメージセンサ240から出力される信号から除去する回路構成が配されるような場合には、フィルタ230が省略され得る。 また、上記実施の形態では、受光素子として、CMOSイメージセンサ240を用いたが、これに替えて、CCDイメージセンサを用いることもできる。さらに、投射光学系100および受光光学系200の構成も、適宜変更可能である。   Further, in the above embodiment, the filter 230 is disposed to remove light in a wavelength band other than the wavelength band of the laser light irradiated to the target region. For example, light other than the laser light irradiated to the target region is used. In the case where a circuit configuration for removing the signal component from the signal output from the CMOS image sensor 240 is arranged, the filter 230 may be omitted. In the above embodiment, the CMOS image sensor 240 is used as the light receiving element, but a CCD image sensor may be used instead. Furthermore, the configurations of the projection optical system 100 and the light receiving optical system 200 can be changed as appropriate.

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。   In addition, the embodiment of the present invention can be variously modified as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.

1 … 物体検出装置
2 … 情報取得装置
3 … 情報処理装置
21b … 距離取得部
100 … 投射光学系
110 … レーザ光源
200 … 受光光学系
240 … CMOSイメージセンサ(イメージセンサ)
140 … DOE(回折光学素子)
U0〜U4 … ドットユニット(単位領域)
U11〜U16 … ドットユニット(単位領域)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Object detection apparatus 2 ... Information acquisition apparatus 3 ... Information processing apparatus 21b ... Distance acquisition part 100 ... Projection optical system 110 ... Laser light source 200 ... Light reception optical system 240 ... CMOS image sensor (image sensor)
140 ... DOE (diffractive optical element)
U0 to U4 ... Dot unit (unit area)
U11 to U16 ... dot unit (unit area)

Claims (10)

レーザ光源から出射されたレーザ光を所定のドットパターンで目標領域に投射する投射光学系と、
前記投射光学系に対して第1の方向に並ぶように配置され、前記目標領域をイメージセンサにより撮像する受光光学系と、
実測時に前記イメージセンサにより撮像された実測画像に基づいて、前記目標領域に含まれる物体までの距離に関する距離情報を取得する距離取得部と、を備え、
前記ドットパターンは、同じ数のドットを含み、且つ、互いに異なる分布の複数の単位領域の何れかが、前記第1の方向に周期的に並び、さらに、前記第1の方向の行に含まれる前記単位領域の種類の数と、当該行に対して前記第1の方向に垂直な第2の方向に隣接する行に含まれる前記単位領域の種類の数とが互いに異なるように構成されている、
ことを特徴とする情報取得装置。
A projection optical system that projects laser light emitted from a laser light source onto a target area with a predetermined dot pattern;
A light receiving optical system that is arranged in a first direction with respect to the projection optical system, and that images the target area by an image sensor;
A distance acquisition unit that acquires distance information regarding a distance to an object included in the target area based on an actual measurement image captured by the image sensor at the time of actual measurement;
The dot pattern includes the same number of dots, and any of a plurality of unit regions having different distributions is periodically arranged in the first direction, and further included in a row in the first direction. The number of types of unit regions and the number of types of unit regions included in a row adjacent to the row in a second direction perpendicular to the first direction are different from each other. ,
An information acquisition apparatus characterized by that.
請求項1に記載の情報取得装置において、
前記ドットパターンは、互いに隣接し、且つ、自身が含む単位領域の種類の数が互いに異なる複数の行の組合せが前記第2の方向に周期的に配置されるように構成されている、ことを特徴とする情報取得装置。
The information acquisition device according to claim 1,
The dot pattern is configured such that combinations of a plurality of rows adjacent to each other and having different numbers of types of unit regions included in the dot pattern are periodically arranged in the second direction. A characteristic information acquisition device.
請求項2に記載の情報取得装置において、
前記ドットパターンは、前記複数の行の組合せが前記第2の方向に隣接するように構成されている、
ことを特徴とする情報取得装置。
The information acquisition device according to claim 2,
The dot pattern is configured such that a combination of the plurality of rows is adjacent in the second direction.
An information acquisition apparatus characterized by that.
請求項2または3に記載の情報取得装置において、
前記組合せに含まれる前記行は、一の行に含まれる前記単位領域の種類の数が、他の行に含まれる前記単位領域の種類の数の整数倍とならないように構成される、
ことを特徴とする情報取得装置。
In the information acquisition device according to claim 2 or 3,
The rows included in the combination are configured such that the number of types of unit regions included in one row is not an integral multiple of the number of types of unit regions included in another row.
An information acquisition apparatus characterized by that.
請求項1ないし4の何れか一項に記載の情報取得装置において、
前記ドットパターンは、前記行に含まれる前記単位領域の種類の数が、全ての前記行において2以上である、
ことを特徴とする情報取得装置。
In the information acquisition device according to any one of claims 1 to 4,
In the dot pattern, the number of types of the unit regions included in the row is 2 or more in all the rows.
An information acquisition apparatus characterized by that.
請求項1ないし5の何れか一項に記載の情報取得装置において、
前記単位領域は、互いに隣接するように任意に組み合わされたときに、前記イメージセンサ上において、ドットが2画素以上離れるように構成されている、
ことを特徴とする情報取得装置。
In the information acquisition device according to any one of claims 1 to 5,
The unit regions are configured such that dots are separated by two or more pixels on the image sensor when arbitrarily combined so as to be adjacent to each other.
An information acquisition apparatus characterized by that.
請求項6に記載の情報取得装置において、
前記単位領域は、前記イメージセンサ上において、前記単位領域に最外周の画素位置にドットが含まれないように構成されている、
ことを特徴とする情報取得装置。
The information acquisition apparatus according to claim 6,
The unit area is configured such that no dot is included in the outermost pixel position in the unit area on the image sensor.
An information acquisition apparatus characterized by that.
請求項1ないし7の何れか一項に記載の情報取得装置において、
前記単位領域は、ドットを一つだけ含む、
ことを特徴とする情報取得装置。
In the information acquisition device according to any one of claims 1 to 7,
The unit area includes only one dot,
An information acquisition apparatus characterized by that.
請求項1ないし8の何れか一項に記載の情報取得装置において、
前記投射光学系は、回折作用により前記ドットパターンを生成する回折光学素子を含む

ことを特徴とする情報取得装置。
In the information acquisition device according to any one of claims 1 to 8,
The projection optical system includes a diffractive optical element that generates the dot pattern by diffractive action,
An information acquisition apparatus characterized by that.
請求項1ないし9の何れか一項に記載の情報取得装置と、
前記距離情報に基づいて、所定の対象物体を検出する物体検出部と、を備える、
ことを特徴とする物体検出装置。
An information acquisition device according to any one of claims 1 to 9,
An object detection unit that detects a predetermined target object based on the distance information,
An object detection apparatus characterized by that.
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