JP5201825B2 - 距離画像取得装置及び方法 - Google Patents
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ここで、Iは、秒毎の各画素での受光量、dは、撮像素子30から測距対象物32の各部分までの距離dである。
このように式(2)中には、反射率の係数α(i,j)が入っているので、複数の反射率の測距対象物が混在した場合には、正確に測距することはできない。そこで、反射率の影響を除去する必要がある。
ここで、式(2)を式(3)で割れば、反射率の影響が除去された式(4)が得らる。
・・・(4)
これより次の式(5)のように距離dの情報を得ることができる。
d=D+W−(1/2)・Rl(i,j)/R2(i,j)・c{(2W/c)+IW}
・・・(5)
以上、測距原理について説明したが、実際には、照射光(反射光)に外光の影響があるため、このままでは誤測距を引き起こす。そこで、外光を除去する工夫をする必要がある。
Claims (13)
- 対象物に向けて赤外光を照射する発光素子と、
前記対象物からの反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子で受光した受光データに基づいて前記対象物までの距離を演算する距離演算部とを備え、
前記受光素子は、波長λ1の赤外光を中心とする第1のバンドパスフィルタと、波長λ1より大きな波長λ2の赤外光を中心とし前記第1のバンドパスフィルタとは光透過領域が重複しない第2のバンドパスフィルタとが、画素毎に所定の配置で配列されたカラーフィルタを有し、
前記発光素子は、波長λ2の赤外光を照射し、
前記受光素子に前記第1のバンドパスフィルタから入射した第1の受光量に対して外光の光源種に応じた係数を乗算して、前記受光素子に前記第2のバンドパスフィルタから入射した第2の受光量から減算することにより前記外光の影響を除去して距離画像を取得することを特徴とする距離画像取得装置。 - 前記所定の配置は、前記第1のバンドパスフィルタと前記第2のバンドパスフィルタと
が交互に配置された列と、前記第1のバンドパスフィルタのみが配置された列とが交互に
並べられた配置であることを特徴とする請求項1に記載の距離画像取得装置。 - 前記所定の配置は、前記第1のバンドパスフィルタと前記第2のバンドパスフィルタと
が画素毎に交互に千鳥状に配列された配置であることを特徴とする請求項1に記載の距離
画像取得装置。 - 対象物に向けて赤外光を照射する発光素子と、
前記対象物からの反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子で受光した受光データに基づいて前記対象物までの距離を演算する距離演算部と、
画像生成部を備え、
前記受光素子は、3原色フィルタであるRフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタと、波長λ1の赤外光を中心とする第1のバンドパスフィルタと、波長λ1より大きな波長λ2の赤外光を中心とし前記第1のバンドパスフィルタとは光透過領域が重複しない第2のバンドパスフィルタとが、画素毎に所定の配置で配列されたカラーフィルタを有し、
前記発光素子は、波長λ2の赤外光を照射し、
前記受光素子に前記第1のバンドパスフィルタから入射した第1の受光量に対して外光の光源種に応じた係数を乗算して、前記受光素子に前記第2のバンドパスフィルタから入射した第2の受光量から減算することにより前記外光の影響を除去して距離画像を取得するとともに前記受光素子に前記3原色フィルタから入射した受光データから画像生成部においてカラー画像を生成することを特徴とする距離画像取得装置。 - 前記所定の配置は、前記Rフィルタと前記Gフィルタを交互に並べた列と、前記Gフィ
ルタと前記Bフィルタを交互に並べた列と、前記第1のバンドパスフィルタと前記第2の
バンドパスフィルタを交互に並べた列を交互に並べた配置であることを特徴とする請求項
4に記載の距離画像取得装置。 - 前記所定の配置は、前記Rフィルタと前記Bフィルタを交互に並べた列と、Gフィルタ
を一つおきに並べた間に前記第1のバンドパスフィルタと前記第2のバンドパスフィルタ
を交互に配置した列を並べた配置であることを特徴とする請求項4に記載の距離画像取得
装置。 - 対象物に向けて赤外光を照射する発光素子と、
前記対象物からの反射光を2つの光に分ける分光手段と、
前記分光された2つの光をそれぞれ受光する2つの受光素子と、
前記各受光素子で受光した受光データに基づいて前記対象物までの距離を演算する距離演算部と、
画像生成部を備え、
前記2つの受光素子の一方は、波長λ1の赤外光を中心とする第1のバンドパスフィルタが全画素に配置されたカラーフィルタを有し、他方は、3原色フィルタであるRフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタと、波長λ1より大きな波長λ2の赤外光を中心とし前記第1のバンドパスフィルタとは光透過領域が重複しない第2のバンドパスフィルタとが画素毎に所定の配置で配列されたカラーフィルタを有し、
前記発光素子は、波長λ2の赤外光を照射し、
前記一方の受光素子に前記第1のバンドパスフィルタから入射した第1の受光量に対して外光の光源種に応じた係数を乗算して、前記他方の受光素子に前記第2のバンドパスフィルタから入射した第2の受光量から減算することにより前記外光の影響を除去して距離画像を取得するとともに前記他方の受光素子に前記3原色フィルタから入射した受光データから画像生成部においてカラー画像を生成することを特徴とする距離画像取得装置。 - 前記所定の配置は、RフィルタとBフィルタを交互に並べた列と、Gフィルタを一つお
きに並べた間に前記第2のバンドパスフィルタを配置した列とを並べた配置であることを
特徴とする請求項7に記載の距離画像取得装置。 - 対象物に向けて赤外光を照射する発光素子と、
前記対象物からの反射光を少なくとも2つの光に分ける分光手段と、
前記分光された光をそれぞれ受光する少なくとも2つの受光素子と、
前記各受光素子で受光した受光データに基づいて前記対象物までの距離を演算する距離演算部と、
画像生成部を備え、
前記少なくとも2つの受光素子のうち一つは、3原色フィルタであるRフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタのうち少なくとも1種類と波長λ1の赤外光を中心とする第1のバンドパスフィルタが画素毎に所定の配置で配列されたカラーフィルタを有し、前記少なくとも2つの受光素子のうち他の一つは、3原色フィルタであるRフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタのうち少なくとも1種類と、波長λ1より大きな波長λ2の赤外光を中心とし前記第1のバンドパスフィルタとは光透過領域が重複しない第2のバンドパスフィルタとが画素毎に所定の配置で配列されたカラーフィルタを有し、前記少なくとも2つの受光素子の中にR、G、B及び波長λ1、波長λ2の5種類の画素構成を有し、
前記発光素子は、波長λ2の赤外光を照射し、
前記第1のバンドパスフィルタから入射した第1の受光量に対して外光の光源種に応じた係数を乗算して、前記第2のバンドパスフィルタから入射した第2の受光量から減算することにより前記外光の影響を除去して距離画像を取得するとともに前記3原色フィルタから入射した受光データから画像生成部においてカラー画像を生成することを特徴とする距離画像取得装置。 - 前記一つの受光素子のカラーフィルタにおける前記所定の配置は、RフィルタとBフィ
ルタを交互に並べた列と、Gフィルタを一つおきに並べた間に前記第1のバンドパスフィ
ルタを配置した列とを並べた配置であり、前記他の一つの受光素子のカラーフィルタにお
ける前記所定の配置は、前記一つの受光素子のカラーフィルタにおける前記所定の配置に
おいて前記第1のバンドパスフィルタを前記第2のバンドパスフィルタに置き換えたもの
であることを特徴とする請求項9に記載の距離画像取得装置。 - 前記一つの受光素子のカラーフィルタにおける前記所定の配置は、Gフィルタと前記第
1のバンドパスフィルタとが画素毎に交互に千鳥状に配列された配置であり、前記他の一
つの受光素子のカラーフィルタにおける前記所定の配置は、前記第2のバンドパスフィル
タを千鳥状に配置した間にBフィルタとRフィルタを交互に配置したものであることを特
徴とする請求項9に記載の距離画像取得装置。 - 対象物に向けて波長λ2の赤外光を照射し、
前記波長λ2より小さい波長λ1の赤外光を中心とする第1のバンドパスフィルタと、波長λ2の赤外光を中心とし前記第1のバンドパスフィルタとは光透過領域が重複しない第2のバンドパスフィルタが画素毎に所定の配置で配列されたフィルタを通して、前記対象物からの反射光を受光し、
前記第1のバンドパスフィルタから入射した受光量に対して外光の光源種に応じた係数を乗算して、前記第2のバンドパスフィルタから入射した受光量から減算することにより前記外光の影響を除去して距離画像を取得することを特徴とする距離画像取得方法。 - 対象物に向けて波長λ2の赤外光を照射し、
前記対象物の反射光を2つの光に分光し、
前記分光された2つの光のうち一つを、波長λ1の赤外光を中心とする第1のバンドパスフィルタが各画素毎に配置されたカラーフィルタを通して受光し、前記分光された2つの光のうち他の一つを、3原色フィルタであるRフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタと、前記波長λ1より大きな波長λ2の赤外光を中心とし前記第1のバンドパスフィルタとは光透過領域が重複しない第2のバンドパスフィルタとが各画素毎に所定の配置で配列されたカラーフィルタを通して受光し、
前記第1のバンドパスフィルタから入射した受光量に対して外光の光源種に応じた係数を乗算して、前記第2のバンドパスフィルタから入射した受光量から減算することにより前記外光の影響を除去して距離画像を取得するとともに前記3原色フィルタを通して受光した受光データからカラー画像を生成することを特徴とする距離画像取得方法。
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