JP4623843B2

JP4623843B2 - ３次元画像入力装置

Info

Publication number: JP4623843B2
Application number: JP2001057847A
Authority: JP
Inventors: 伸一垣内; 修三瀬尾; 信博谷; 山本　　清
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: US6734450B2; JP2002262308A; US20020148947A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体を撮像して得られた輝度情報に基づいて３次元情報を得る３次元画像入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、立体映像メディアのニーズが高まっており、被写体の距離情報を検出できる３次元画像入力装置が実用に供されている。被写体の距離情報、特にその奥行情報を検出する方式には様々なものがあり、例えば高速シャッタ機能を有するカメラと、測距光の発光強度を経過時間に応じて変化させる変調手段とを組み合わせたものが知られている。この方式では、発光強度変調した測距光を被写体に照射し、光源からの遠近に応じて生じる反射光の遅れを高速シャッタカメラで検出し、奥行情報を得る。
【０００３】
光源には、電流によって発光強度を調節できるＬＥＤが好適に用いられ、複数個のＬＥＤを直列につないで同時に調節していた。しかし、ＬＥＤの発光強度は周囲の温度に依存するために、発光強度をモニタしながらフィードバック制御を行う必要がある。特に、単一のＬＥＤに対して広範囲に渡る発光強度の変化を制御するためには制御回路が複雑かつ大型化するなどの問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであり、測距光を発光する光源に対して安定した光量制御を簡単な回路構成で行うことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の３次元画像入力装置は、測距光を被写体に照射するための発光部を複数備えた光源と、測距光の発光強度を経過時間に応じて変調する変調手段と、変調のタイミングに応じて被写体により反射された測距光を検出して被写体の輝度情報を得る撮像手段と、輝度情報に基づいて被写体の距離情報を得る距離情報取得手段とを備え、複数の発光部の発光強度が互いに異なっており、変調手段が発光すべき発光部を選択すると共に各発光部の発光強度を独立して制御することによって測距光の発光強度を変調することを特徴とする。これにより、変調手段は発光部に対して一定の発光強度を制御するだけでよく、制御回路の構成を簡単にできる。
【０００６】
３次元画像入力装置は、具体的には、変調手段が測距光の発光強度を段階的に増加させるとともに撮像手段が測距光の発光強度増加のタイミングに応じて第１の輝度情報を得る一方、変調手段が測距光の発光強度を段階的に減少させるとともに撮像手段が測距光の発光強度減少のタイミングに応じて第２の輝度情報を得、距離情報取得手段が第１および第２の輝度情報を用いて距離情報を算出することが好ましい。これにより、被写体表面の反射率や測距光の空間上の強度ムラに依存しない正確な距離情報が得られる。
【０００７】
３次元画像入力装置に用いられる発光素子は、具体的には発光部が、撮像レンズを備えた鏡筒の外周に環状に配され直列につながれた複数個のＬＥＤを有することが好ましく、このとき変調手段が各ＬＥＤへの供給電流を同時に制御する。これにより、測距光の安定した発光強度変調が簡単な制御回路で行える。
【０００８】
３次元画像入力装置の光源は、例えば最も発光強度の低い環状の第１発光部と、第１発光部から径方向外側に向かって順に並ぶ環状の第２、第３、第４および第５発光部を備えてもよく、さらに第１ないし第５発光部の発光強度比が１：２：４：８：１６であってもよい。これにより、ムラのない測距光を照射できるとともに発光させるべき発光部を選択することによってデジタル的に３２段階に容易に強度変調することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、３次元画像入力装置の外観を示す斜視図である。３次元画像入力装置１０は、略直方体のボディ１２と、このボディ１２の正面１２ａに設けられた鏡筒１４とを備える。鏡筒１４内には複数のレンズ群から成る撮影光学系１６が設けられ、ボディ１２内の撮像素子、例えばＣＣＤ１８の撮像面には撮影光学系１６により光学的被写体像が結像される。
【００１１】
ボディ上面１２ｂには撮影開始等を指示するためのレリーズボタン２２、再生モードまたは撮影モードを選択するためのモード切替ダイヤル２４、撮影枚数等の情報を表示するための液晶表示パネル２６が設けられる。撮影モード設定時には、後述する測距光による距離情報検出が行われると共に２次元静止画像が検出され、距離情報は２次元静止画像のデータに貼付けられる。ボディ側面１２ｃには、ＩＣメモリカード等の画像記録媒体（図３；符号４０）を挿入するためのカード挿入口２８、画像をビデオ信号としてモニタ装置（図３；符号３６）等に出力するためのビデオ出力端子３０、画像をパーソナルコンピュータ（図３；符号３８）等に出力するためのインターフェースコネクタ３２が設けられる。図示しないボディ背面にはＬＣＤモニタ（図３；符号３４）が設けられ、撮影すべき被写体像が動画としてスルー表示され、また既に撮影された画像が動画または静止画で再生表示される。
【００１２】
鏡筒１４の外周には、発光強度変調された測距光を被写体に照射する光源６０が一体的に設けられる。光源６０は、発光部である同心状に設けられた第１〜第５光源リング６１、６２、６３、６４および６５を備え、各光源リング６１、６２、６３、６４および６５には複数のＬＥＤ１６１、１６２、１６３、１６４および１６５が周方向に均等に配される。ＬＥＤ１６１、１６２、１６３、１６４および１６５は、被写体に向かって測距光を出射する。ＬＥＤは小型、長寿命、低消費電力、供給電流量によって調光できる等の利点を有し、光源として好適である。
【００１３】
第１光源リング６１上に配されたＬＥＤ１６１は、同時に点灯または消灯し、点灯時には一定の発光強度で測距光を出射する。他のＬＥＤ１６２、１６３、１６４および１６５についても同様、第２、第３、第４または第５光源リング６２、６３、６４または６５毎に点灯または消灯する。即ち、第１〜第５光源リング６１、６２、６３、６４または６５の点灯および消灯はそれぞれ独立に制御され、また各光源リング６１、６２、６３、６４または６５の光出力はそれぞれ一定値に制御される。
【００１４】
第１光源リング６１の全てのＬＥＤ１６１のみが点灯したときの光出力を強度Ｒ１で表し、同様に第２〜第５光源リング毎の光出力を強度Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５で表すと、これら発光強度の相関関係は下記の（１）式により示される。
【００１５】
Ｒ５＝Ｒ４×２＝Ｒ３×２²＝Ｒ２×２³＝Ｒ１×２⁴ ・・・（１）
【００１６】
最も内側の第１光源リング６１の強度Ｒ１が最も小さく、外側に向かって２倍ずつ発光強度が増加し、最も外側の第５光源リング６５の強度Ｒ５は強度Ｒ１の１６倍である。なお、各光源リング６１、６２、６３、６４または６５におけるＬＥＤの数および大きさは特に限定されるものではなく、強度Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５が（１）式を満たせばよい。
【００１７】
このように、光源６０は発光強度の異なる第１〜第５光源リング６１、６２、６３、６４または６５を備えており、点灯すべき光源リングの組合せを変えることによって、全て消灯した状態（発光強度０）から全て点灯した状態（発光強度［Ｒ１×３１］）まで３２段階に発光強度を変化させることができる。下記の表は発光強度のレベルと点灯すべき光源リングとの関係を示す表である。表中の「ＯＮ」は点灯を示し、「ＯＦＦ」は消灯を示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
図２は従来の発光強度変調制御と、本実施形態の発光強度変調制御との構成の違いを示す図である。図２（ａ）は従来の発光強度制御にかかる構成のブロック図を示し、図２（ｂ）は本実施形態における発光強度制御にかかる構成のブロック図を示す。従来、光源６０’の発光強度は、システムコントロール回路５０’の指令信号に基づいて駆動する電源供給回路８６０’によって調節されていた。しかし、複数のＬＥＤで光源６０’を構成した場合、ＬＥＤの発光強度は周囲の温度に依存するために、検出器８６１によって発光強度をモニタしながら増減制御回路８６２を設けてフィードバック制御を行う必要がある。特に、単一のＬＥＤに対して広範囲に渡る発光強度の変化を制御するためには発光強度変調制御回路８６’が複雑かつ大型化するなどの問題があった。
【００２０】
しかし本実施形態の３次元画像入力装置１０においては、発光させるべきＬＥＤ１６１〜１６５を選択回路８６３により選択するだけで光量制御を行っており、各ＬＥＤ１６１〜１６５についてはそれぞれ一定の発光強度で点灯させるあるいは消灯させるように制御するだけでよいので、検出器や増減制御回路は必要なく、発光強度変調制御回路８６が比較的簡単で小型化でき、かつ安定した光量制御が行える。これにより正確な輝度情報、ひいては距離情報を得ることができる。また、各光源リング６１〜６５の発光強度の比は１：２：４：８：１６となっているため、測距光の強度レベルを３２段階にデジタル的に変化させることができる。
【００２１】
図３は、３次元画像入力装置１０の構成を示すブロック図である。撮影光学系１６を構成するレンズ群の一部は、システムコントロール回路５０の制御下にあるレンズ駆動回路５２によって光軸方向に相対移動し、焦点調節およびズーミングが行われる。撮影光学系１６のレンズ群の間には絞り４２が設けられ、この絞り４２の開度はシステムコントロール回路５０の制御下にあるアイリス駆動回路５４によって調整される。
【００２２】
撮影光学系１６により形成された光学的被写体像はＣＣＤ１８の撮像面に結像され、ここで被写体像に対応した電荷が発生する。ＣＣＤ１８における電荷の蓄積動作や電荷の読出動作等はＣＣＤ駆動回路５６によって制御される。また、ＣＣＤ１８は所定電圧のパルスが印可されることにより不要電荷を掃き捨てる電子シャッタとしての機能を有し、数ナノ秒オーダーの高速シャッタ動作が可能である。
【００２３】
ＣＣＤ１８から読み出された電荷信号すなわちアナログの画像信号は、アンプ５８において増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２６０においてデジタル信号に変換される。デジタルの画像信号は画像信号処理回路２６２においてガンマ補正処理やホワイトバランス処理等の所定の画像処理を施され、画像メモリ２６４に一時的に格納される。
【００２４】
ＣＣＤ駆動回路５６は、２Ｄ駆動パルス発生回路６６または３Ｄ駆動パルス発生回路６８から出力されるパルス信号により制御され、２Ｄ／３Ｄ切替回路７０により何れか一方の回路から出力されるパルス信号が選択される。２Ｄ駆動パルス発生回路６６からのパルス信号は、ＣＣＤ１８において通常の撮影動作を行ない被写体の２次元カラー画像を得るためのパルス信号である。一方、３Ｄ駆動パルス発生回路６８からのパルス信号は、ＣＣＤ１８において距離情報を得る際に用いられるパルス信号である。２Ｄ／３Ｄ切替回路７０は、システムコントロール回路５０の制御に基づいて、２Ｄ駆動パルス発生回路６６または３Ｄ駆動パルス発生回路６８から出力されるパルス信号のいずれか一方を選択する。
【００２５】
画像メモリ２６４に一時的に記憶された１フレーム分の画像信号は、画像メモリ２６４から読み出され、ＬＣＤ駆動回路７２に供給される。ＬＣＤ駆動回路７２は画像信号に応じて動作し、これによりＬＣＤモニタ３４には、画像信号に対応した画像が表示される。上記一連の動作は撮影モード時設定時には所定時間毎に繰り返し行われ、これによりＬＣＤモニタ３４に被写体像が動画として表示される。
【００２６】
撮像された被写体像は、３次元画像入力装置１０の外部に設けられたモニタ装置３６で視認することもでき、モニタ装置３６はケーブル７４によりビデオ出力端子３０に接続される。画像メモリ２６４から読み出されたデジタル画像信号はビデオ信号エンコーダ７６によってビデオ信号にエンコードされ、モニタ装置３６に伝送される。
【００２７】
動画が表示された状態でレリーズボタン２２を全押しすると、測距光による測距動作が行われ、その時点で画像メモリ２６４に格納されている１フレーム分の画像信号と、この画像信号に対応する距離情報とはシステムコントロール回路５０に読み出されて、所定の規格に従った３次元画像データに変換される。この３次元画像データは必要に応じて画像記録媒体４０に記録できる。ボディ１２にはカード読取装置７８が内蔵され、画像記録媒体４０はカード挿入口２８から挿入されてカード読取装置７８に装着される。カード読取装置７８の書込動作および読出動作は記録媒体制御回路８０により制御される。
【００２８】
また、３次元画像データは外部のコンピュータ３８に伝送可能であり、このコンピュータ３８では画像の加工やプリンタなどへの出力が行われる。コンピュータはケーブル８２を介してインターフェースコネクタ３２に接続される。画像データはシステムコントロール回路５０からインターフェース回路８４を介してインターフェースコネクタ３２に出力される。
【００２９】
システムコントロール回路５０には、レリーズボタン２２およびモード切替ダイヤル２４を含むスイッチ群と、液晶表示パネル２６とが接続される。
【００３０】
光源６０の発光動作、即ちＬＥＤ１６１〜１６５それぞれの点灯および消灯動作は、発光強度変調制御回路８６によって制御される。発光強度変調制御回路８６はシステムコントロール回路５０の指令信号に従って発光すべきＬＥＤを選択し、これにより測距光の出力が調整される。測距光は経過時間に応じて強度変調され、強度が０レベルから徐々に増加して３１レベルまでに直線的に増加する、または３１レベルから直線的に０レベルに戻る。
【００３１】
図４は、本実施形態の距離情報検出の原理を模式的に示す図である。図中、光を三角帯状で示し、縦方向長さは光強度を示す。図４（ａ）は、経過時間と共に光強度が増加する光を被写体に照射し、一定時間経過後の受光する様子を示す。光源からの距離が異なる表面１００ａおよび１００ｂを有する被写体に発光強度が徐々に増加する光を同時に照射し、距離ｄ₁だけ離れた表面１００ａによる反射光を時間Ｔだけ受光したときの受光量をＡ１、光源から距離ｄ₂（ｄ₂＞ｄ₁）だけ離れた表面１００ｂによる反射光を時間Ｔだけ受光したときの受光量をＡ２とする。光源から遠い方の表面１００ｂによる反射においては、光が伝播する距離が相対的に長いため強度の低い反射光が受光され、受光量Ａ２は受光量Ａ１より少なくなる。
【００３２】
このように、発光強度を漸次増加させた光を照射して撮像すれば、被写体距離に応じて受光量の差、即ち輝度差が生じる。従って、被写体を画角内に収めてＣＣＤ１８により被写体からの反射光を検出すれば、被写体に関して画素単位での距離情報が一度に得られることとなる。
【００３３】
しかし、実際には、被写体表面の反射率は場所によって異なり、また拡散反射光の強度は距離の二乗に反比例して減少する。さらに検出された光には反射光以外の外光などの成分が含まれている。従って、検出された受光量はこれらに起因する誤差を含んでおり、これらを補正しなければ正確な被写体距離は求められない。そこで、本実施形態においては、図４（ｂ）に示すように、光強度が経過時間と共に減少する光を用いて同様の撮像を行って、得られた２種類の輝度情報に基づいて演算処理を行い、被写体距離を算出している。
【００３４】
図４（ｂ）においては、経過時間と共に光強度が減少する光を被写体１００の表面１００ａおよび１００ｂに同時に照射し、一定時間経過後の時間Ｔにおける受光量をそれぞれＢ１、Ｂ２とすると、表面１００ｂによる反射光の到達が遅れるために相対的に強度の高い反射光が受光され、受光量Ｂ２は受光量Ｂ１より多くなる。
【００３５】
図５は、強度変調された測距光を被写体表面１００ａに照射したときの反射光、反射光検知時間および受光量分布を示すタイミングチャートである。測距光の強度を、時間Ｈだけかけてレベル０から３１まで順に増加させると、反射光は２ｄ₁／Ｖ（Ｖ；光速）だけ遅れて到達する。ＣＣＤ１８の反射光検知タイミングを照射開始からＨ／４時間（但し、（Ｈ／４）＞（２ｄ₁／Ｖ））経過後とし、検知時間すなわちシャッタ時間をＴとする。このときの受光量Ａ１は下記の(２)式で示される。
【００３６】
【数１】

但し、Ｉｏは振幅、σは被写体の後方散乱断面積、ｖは光の速度である。
【００３７】
次に、時間Ｈの間に測距光をレベル３１から０まで順に強度減少させ、照射開始から時間Ｈ／４経過後、時間Ｔだけシャッタオープンさせると、このときの受光量Ｂ１は(３)式で表される。
【００３８】
【数２】

【００３９】
ここで受光量Ｂ１に対するＡ１の比をＲ（＝Ａ１／Ｂ１）とすると、被写体表面１００までの距離ｄ₁は（４）式で示される。
【００４０】
【数３】

【００４１】
従って、（４）式を用いて光強度増加時と減少時との輝度比により、被写体距離が算出できる。この被写体距離の算出は画素ごとに算出される。なお、以下の説明においては、光強度の増加時にＣＣＤ１８の全画素分の受光量のデータを第１の輝度情報と呼び、光強度減少時に得られた全画素分の受光量のデータを第２の輝度情報と呼ぶ。
【００４２】
次に、図６および図７のフローチャートと図８のタイミングチャートとを参照して、３次元画像入力装置１０における３次元画像検出動作を説明する。図６および図７は３次元画像入力装置１０のシステムコントロール回路５０において実行される３次元画像検出ルーチンであり、図８は３次元画像検出ルーチンにおける各処理を時系列に示すタイミングチャートである。
【００４３】
電源が投入される（図８（ａ））と３次元画像検出ルーチンが開始され、まずモード切替ダイヤル２４において撮影モードが選択されているか否かが判定される。撮影モードが選択されている場合にはステップＳ１０４においてスルー表示が実行される、具体的にはＣＣＤ１８によって被写体像が検出されてＬＣＤモニタ３４に表示される。続いてステップＳ１０６が実行され、レリーズボタン２２が全押しされたか否かが検出され、全押しされていなければステップＳ１０２に戻る。即ち、レリーズボタン２２が全押しされるまで、ＣＣＤ１８による被写体像の検出が繰り返し行われ、ＬＣＤモニタ３４に被写体像が動画として表示される。レリーズボタン２２が全押しされる（図８（ｂ））と、ステップＳ１１０以降が実行される。
【００４４】
一方、ステップＳ１０２において撮影モードが選択されていない、すなわち再生モードが選択されていると判定されると、ステップＳ１０８の再生表示が実行される。具体的には画像記録媒体４０から読み出されたデータに基づいてＬＣＤモニタ３４に画像が再現される。ステップＳ１０８が終了するとステップＳ１０２に戻る。
【００４５】
ステップＳ１１０では、測距光制御が開始される、即ち光源６０の駆動が開始されるとともに、ＣＣＤ１８によって第１および第２の輝度情報を検出すべく３Ｄ駆動パルス発生回路６８からのパルス信号が選択されて、ＣＣＤ１８の制御が開始される。
【００４６】
続いて、ステップＳ１１２では発光強度変調制御回路８６により発光強度が０レベルから３１レベルまで直線的に強度変調されるとともに、ＣＣＤ１８によって第１の輝度情報が検出される。ここで、１回の検出動作では必要な受光量が得られないため、発光動作および検出動作は繰り返し行われる。具体的には、０レベルから３２レベルに強度変調された測距光を所定時間毎に発光し（図８（ｃ））、所定のタイミング、例えば光源６０からの発光がＯＦＦとされたタイミング毎に、ＣＣＤ１８が反射光を検出する（図８（ｄ））。ＣＣＤ１８の各画素には反射光を繰り返し検出することにより信号電荷が蓄積され、所定回数の検出動作が終了すると、蓄積された信号電荷量、即ち所定回数分の信号電荷量の総和が第１の輝度情報として出力され、画像メモリ２６４に一時的に保持される。
【００４７】
そして第１の輝度情報の検出が完了してから一定時間が経過すると、ステップＳ１１６において今度は発光強度が３１レベルから０レベルまで直線的に強度変調されるとともに、ＣＣＤ１８によって所定のタイミングで第２の輝度情報が検出される（図８（ｅ））。ステップＳ１１６における発光動作および検出動作は、強度変調が逆である点以外はステップＳ１１２と同様である。従って、ステップＳ１１６により各画素について所定回分の発光により得られた受光量の総和が得られ、１フレーム分の情報量を有する第２の輝度情報が画像メモリ２６４に保持される。
【００４８】
第１および第２の輝度情報の検出が終了すると、ステップＳ１１８において測距光制御が終了させられる、即ち光源６０の駆動が終了するとともに、ＣＣＤ１８によって次に２次元静止画像を検出すべく３Ｄ駆動パルス発生回路６８からのパルス信号から２Ｄ駆動パルス発生回路６６からのパルス信号に切り替えられる。
【００４９】
ステップＳ１２０では、輝度情報検出のときと同じ画角でＣＣＤ１８によって１フレーム分の２次元カラー画像が検出され、所定の画像処理を受けた後画像メモリ２６４に格納される（図８（ｆ））。２次元静止画像の検出が完了するとＣＣＤ１８の駆動制御は終了する。
【００５０】
ステップＳ１２２においては第１および第２の輝度情報が画像メモリ２６４からシステムコントロール回路５０に読み出されて、上記（４）式に基づいて距離情報が画素毎に算出される（図８（ｇ））。この１フレーム分の距離情報は、ステップＳ１２４においてテクスチャ・マッピング法によって２次元カラー画像のデータと合成され、これにより１フレーム分の３次元画像データが得られる（図８（ｈ））。
【００５１】
３次元画像データは、ステップＳ１２６においてＪＰＥＧ等の適当な圧縮形式に基づいて圧縮された（図８（ｉ））後、ステップＳ１２８において記録媒体制御回路８０に出力されて、画像記録媒体４０に書き込まれる（図８（ｊ））。ステップＳ１２８が終了すると、一連の３次元画像検出処理は終了したとみなされ、最初のステップＳ１０２に戻る。
【００５２】
このように、発光強度変調した測距光を用いて正確な距離情報を得る３次元画像入力装置１０において、発光させるべきＬＥＤ１６１〜１６５の数を変化させることによって光量制御を行っているので、発光強度変調制御回路８６が比較的簡単で小型化でき、かつ安定した光量制御が行える。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の３次元画像入力装置は、光源の光量制御を発光部即ちＬＥＤの数で制御するため、制御回路の構成を簡単にでき、かつ安定した光量制御ができるというという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である３次元画像入力装置の外観を示す斜視図である。
【図２】従来の発光強度変調回路と、本実施形態の発光強度変調回路との構成の違いを示すブロック図である。
【図３】図１に示す３次元画像入力装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】測距光による距離測定の原理を説明するための模式図である。
【図５】測距光、反射光、反射光検知時間および受光量分布を示す図である。
【図６】図１に示す３次元画像入力装置における３次元画像入力処理の前半部分を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す３次元画像入力装置における３次元画像入力処理の後半部分を示すフローチャートである。
【図８】図１に示す３次元画像入力装置における３次元画像入力動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０３次元画像入力装置
１８ＣＣＤ（撮像手段）
５０システムコントロール回路（距離情報取得手段）
６０光源
６１、６２、６３、６４、６５光源リング（発光部）
８６発光強度変調回路（変調手段）
１６１、１６２、１６３、１６４、１６５ＬＥＤ

Claims

測距光を被写体に照射するための発光部を複数備えた光源と、測距光の発光強度を経過時間に応じて変調する変調手段と、変調のタイミングに応じて被写体により反射された前記測距光を検出して被写体の輝度情報を得る撮像手段と、前記輝度情報に基づいて被写体の距離情報を得る距離情報取得手段とを備え、複数の発光部の発光強度が互いに異なっており、前記変調手段が発光すべき前記発光部を選択すると共に各発光部の発光強度を独立して制御することによって前記測距光の発光強度を変調し、前記変調手段が前記測距光の発光強度を経過時間に応じて増加させるとともに前記撮像手段が前記測距光の発光強度増加のタイミングに応じて第１の輝度情報を得る一方、前記変調手段が前記測距光の発光強度を経過時間に応じて減少させるとともに前記撮像手段が前記測距光の発光強度減少のタイミングに応じて第２の輝度情報を得、前記距離情報取得手段が前記第１および第２の輝度情報を用いて前記距離情報を算出することを特徴とする３次元画像入力装置。
前記発光部が、撮像レンズを備えた鏡筒の外周に環状に配され直列につながれた複数個のＬＥＤを有し、前記変調手段が前記各ＬＥＤへの供給電流を同時に制御することを特徴とする請求項１に記載の３次元画像入力装置。
前記光源が、最も発光強度の低い環状の第１発光部と、前記第１発光部から径方向外側に向かって順に並ぶ環状の第２、第３、第４および第５発光部を備え、前記第１ないし第５発光部の発光強度比が１：２：４：８：１６であることを特徴とする請求項１に記載の３次元画像入力装置。