JP2017198477A - 距離画像生成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
撮像範囲に向けて変調された照明光を照射する光源と、
複数の画素を有し、前記撮像範囲から前記画素ごとに入射した入射光の強度に関係して生成した前記画素ごとの電荷の蓄積電荷量を外部から読出し可能にしている撮像素子と、
前記光源から出射する照明光と該照明光が前記撮像範囲の測距対象に反射して前記撮像素子の前記画素に入射した反射光との前記画素ごとの位相差を、前記撮像素子から読出した前記画素ごとの蓄積電荷量の読出し値に基づいて検出する位相差検出部と、
該位相差検出部が検出した前記画素ごとの前記位相差に基づいて前記画素ごとに前記測距対象までの計測距離を算出する距離計測部と、
該距離計測部が前記画素ごとに算出した前記計測距離に基づいて前記撮像範囲の距離画像を生成する画像生成部とを備え、
前記距離計測部は、前記画素ごとの前記位相差に基づいて前記画素ごとに前記測距対象までの暫定距離を算出し、前記反射光の入射強度としての反射光強度と、外乱光の入射強度としての外乱光強度と、前記撮像素子の温度とのうち少なくとも1つを前記暫定距離の補正因子として、該補正因子の検出値に基づいて前記画素ごとに前記暫定距離の補正量を算出し、前記画素ごとに前記暫定距離と前記補正量とに基づいて前記計測距離を算出することを特徴とする。
Claims (8)
- 撮像範囲に向けて変調された照明光を照射する光源と、
複数の画素を有し、前記撮像範囲から各画素に入射した入射光の強度に関係して生成した各画素の電荷の蓄積電荷量を外部から読出し可能にしている撮像素子と、
前記光源から出射する照明光と該照明光が前記撮像範囲の測距対象に反射して前記撮像素子の前記画素に入射した反射光との前記画素ごとの位相差を、前記撮像素子から読出した前記画素ごとの蓄積電荷量の読出し値に基づいて検出する位相差検出部と、
該位相差検出部が検出した前記画素ごとの前記位相差に基づいて前記画素ごとに前記測距対象までの計測距離を算出する距離計測部と、
該距離計測部が前記画素ごとに算出した前記計測距離に基づいて前記撮像範囲の距離画像を生成する画像生成部とを備え、
前記距離計測部は、前記画素ごとの前記位相差に基づいて前記画素ごとに前記測距対象までの暫定距離を算出し、前記反射光の入射強度としての反射光強度と、外乱光の入射強度としての外乱光強度と、前記撮像素子の温度とのうち少なくとも1つを前記暫定距離の補正因子として、該補正因子の検出値に基づいて前記画素ごとに前記暫定距離の補正量を算出し、前記画素ごとに前記暫定距離と前記補正量とに基づいて前記計測距離を算出することを特徴とする距離画像生成装置。 - 請求項1記載の距離画像生成装置において、
前記補正因子の値と前記補正量との関係を規定する常数付き関係式を保存する記憶部を備え、
前記距離計測部は、前記画素ごとに検出した前記補正因子の検出値を、前記記憶部に保存されている前記常数付き関係式に適用して、前記画素ごとに前記補正量を算出することを特徴とする距離画像生成装置。 - 請求項2記載の距離画像生成装置において、
前記常数付き関係式は、各補正因子ごとにその検出値と前記補正量との画素ごとの関係特性を常数値の変更により規定する式として、全画素に共通に設定され、前記距離計測部は、画素ごとに設定された常数値を適用された前記常数付き関係式に基づいて前記前記画素ごとの前記補正量を算出することを特徴とする距離画像生成装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の距離画像生成装置において、
前記撮像素子は、前記画素ごとに、長さが前記照明光の1周期未満の等しい長さで、開始が前記照明光の周期の1/4ずつ順番に遅らせた第1期間、第2期間、第3期間及び第4期間における前記入射光の強度に関係する第1電荷量の電荷、第2電荷量の電荷、第3電荷量の電荷及び第4電荷量の電荷をそれぞれ蓄積する第1電荷蓄積部、第2電荷蓄積部、第3電荷蓄積部及び第4電荷蓄積部を有し、
前記撮像素子は、前記第1電荷量、前記第2電荷量、前記第3電荷量及び前記第4電荷量をそれぞれ第1値、第2値、第3値及び第4値として外部から読出し可能とされ、
前記距離計測部は、前記光源の消灯期間における前記第1値、前記第2値、前記第3値及び前記第4値のうちの1つ又は2つ以上の和に基づいて前記外乱光強度の検出値を算出することを特徴とする距離画像生成装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の距離画像生成装置において、
前記撮像素子は、前記画素ごとに、長さが前記照明光の1周期未満の等しい長さで、開始が前記照明光の周期の1/4ずつ順番に遅らせた第1期間、第2期間、第3期間及び第4期間における前記入射光の強度に関係する第1電荷量の電荷、第2電荷量の電荷、第3電荷量の電荷及び第4電荷量の電荷をそれぞれ蓄積する第1電荷蓄積部、第2電荷蓄積部、第3電荷蓄積部及び第4電荷蓄積部を有し、
前記撮像素子は、前記第1電荷量、前記第2電荷量、前記第3電荷量及び前記第4電荷量をそれぞれ第1値、第2値、第3値及び第4値として外部から読出し可能とされ、
前記距離計測部は、前記撮像素子から読出された前記第1値、前記第2値、前記第3値及び前記第4値に基づいて、前記第1値と前記第3値との差分の二乗と、前記第2値と前記第4値との差分の二乗との和の二乗根を算出し、該二乗根に基づいて前記反射光強度の検出値を算出することを特徴とする距離画像生成装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の距離画像生成装置において、
前記撮像素子は、前記画素ごとに、長さが前記照明光の1周期未満の等しい長さで、開始が前記照明光の周期の1/4ずつ順番に遅らせた第1期間、第2期間、第3期間及び第4期間における前記入射光の強度に関係する第1電荷量の電荷、第2電荷量の電荷、第3電荷量の電荷及び第4電荷量の電荷をそれぞれ蓄積する第1電荷蓄積部、第2電荷蓄積部、第3電荷蓄積部及び第4電荷蓄積部を有し、
前記撮像素子は、前記第1電荷量、前記第2電荷量、前記第3電荷量及び前記第4電荷量をそれぞれ第1値、第2値、第3値及び第4値として外部から読出し可能とされ、
前記距離計測部は、前記撮像素子から読出された前記第1値、前記第2値、前記第3値及び前記第4値のうちの1つ又は2つ以上の和についての前記光源の点灯期間における値と消灯期間における値との差分に基づいて前記反射光強度の検出値を算出することを特徴とする距離画像生成装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の距離画像生成装置において、
前記撮像素子の全画素から前記蓄積電荷量を読出して、各画素の蓄積電荷量のデータから成るサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成処理を繰り返し実行し、連続して実行された複数のサブフレームデータ生成処理により生成された複数のサブフレームデータから成るフレームデータを生成するフレームデータ生成部を備え、
前記位相差検出部は、前記フレームデータに含まれる所定のサブフレームデータに基づいて前記位相差を検出し、
前記距離計測部は、前記位相差検出部が検出した前記位相差に基づいて算出した前記暫定距離と、前記フレームデータに含まれる前記所定のサブフレームデータとは別のサブフレームデータに基づいて算出した前記補正因子の検出値とに基づいて前記計測距離を算出することを特徴とする距離画像生成装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の距離画像生成装置において、
前記撮像素子の全画素から前記蓄積電荷量を読出して、各画素の蓄積電荷量のデータから成るサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成処理を繰り返し実行し、連続して実行された複数のサブフレームデータ生成処理により生成された複数のサブフレームデータから成るフレームデータを生成するフレームデータ生成部を備え、
前記位相差検出部は、前記フレームデータに含まれる第1種のサブフレームに基づいて前記位相差を検出し、
前記距離計測部は、前記第1種のサブフレームに加え第2種のサブフレームに基づいて前記補正因子の検出値を算出し、
前記フレームデータ生成部は、前記第1種のサブフレームデータと前記第2種のサブフレームデータとの両方を含む第1種のフレームデータと、前記第1種のサブフレームデータのみから成る第2種のフレームデータとの2種類のフレームデータを生成し、
前記距離計測部は、前記位相差検出部が前記第2種のフレームデータの前記第1種のサブフレームデータに基づいて算出した位相差に基づいて前記計測距離を算出するときは、前記位相差検出部が前記第2種のフレームデータの前記第1種のサブフレームデータに基づいて算出した位相差と前記フレームデータ生成部が生成した第1種のフレームデータの第2種のサブフレームデータに基づいて算出した前記補正因子の検出値とに基づいて前記計測距離を算出することを特徴とする距離画像生成装置。
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