WO2007102195A1 - 撮影装置、及び撮影方法 - Google Patents

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WO2007102195A1
WO2007102195A1 PCT/JP2006/304322 JP2006304322W WO2007102195A1 WO 2007102195 A1 WO2007102195 A1 WO 2007102195A1 JP 2006304322 W JP2006304322 W JP 2006304322W WO 2007102195 A1 WO2007102195 A1 WO 2007102195A1
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light
pattern
projected
unit
pattern light
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PCT/JP2006/304322
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Sachiko Kitagawa
Eigo Segawa
Morito Shiohara
Osafumi Nakayama
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Fujitsu Limited
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2513—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object with several lines being projected in more than one direction, e.g. grids, patterns

Definitions

  • the present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method for detecting a shape or the like by irradiating an object with pattern light. Specifically, the present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method for detecting the shape of an object using pattern light by visible light.
  • an imaging apparatus that projects pattern light from the front of a vehicle and captures reflected light with a camera to detect an obstacle ahead.
  • a light source of invisible region light such as infrared rays and an optical filter having an intensity distribution so as to change the transmittance corresponding to the formation pattern are provided and irradiated with an optical filter.
  • a three-dimensional image capturing apparatus that measures the distance to an object using pattern light is disclosed (for example, Patent Document 1 below).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-27501
  • Patent Document 2 JP 2004-328240 A
  • pattern light when used as a sight light, the pattern light is visible to the human eye and is not suitable for use in a general environment such as a road or a store.
  • an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can project a pattern of visible light that is invisible to the human eye and can capture the pattern. And providing a shooting method.
  • the present invention provides a light projecting unit that projects light including visible light pattern light, an image capturing unit that captures an image of the visible light, and light projection of the pattern light.
  • the projection unit is controlled so that the period of time is less than 1Z60 seconds, and the imaging unit is controlled so as to capture an image projected by the pattern light while the pattern light is being projected.
  • a control unit a control unit.
  • the light projecting unit projects a plurality of types of pattern light
  • the control unit sets a period of time during which all types of the pattern light are projected as one cycle.
  • the light projecting unit is controlled so that the time interval of one cycle is projected to be smaller than 1Z60 seconds.
  • the light projecting unit projects one type of pattern light and uniform light
  • the control unit generates the one type of pattern light and the uniform light.
  • the light projection time is set as one cycle, and the light projecting unit is controlled so that the time interval of the one cycle is smaller than 1Z60 seconds.
  • the present invention provides the imaging apparatus, wherein the plurality of types of pattern light constituting the one period or the one type of pattern light constituting the one period and the uniform light are respectively time-averaged. When the brightness is added, the overall brightness is approximately constant.
  • the present invention is characterized in that, in the photographing apparatus, the pattern light is configured as a slit-like or lattice-like pattern.
  • the present invention is characterized in that, in the photographing apparatus, the light projecting unit is constituted by a light emitting diode or a liquid crystal shutter.
  • the present invention projects light including visible light pattern light in order to achieve the above object.
  • the light projecting period of the pattern light is set to be less than 1Z60 seconds.
  • the pattern light is projected from a unit, and the pattern light is projected, and the image of the pattern light is captured by the imaging unit.
  • the present invention it is possible to provide a photographing apparatus and a photographing method capable of projecting a visible light pattern that is invisible to the human eye and photographing the pattern.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of pattern light and an example of its time average brightness.
  • FIG. 3 (A) shows an example of how the pattern light is projected
  • FIG. 3 (B) shows an example of timing of pattern light projection
  • FIG. 3 (C) shows an example of photographing timing.
  • FIG. 4 (A) is a diagram showing an example in which the light projecting unit is configured by an LED
  • FIG. 4 (B) is a diagram showing an example in which the light projecting unit is configured by a liquid crystal shutter.
  • FIG. 5 (A) is a diagram showing an example of slit-shaped pattern light
  • FIG. 5 (B) is a diagram showing an example of lattice-shaped pattern light.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of pattern projection timing.
  • FIG. 7A shows an example of slit-shaped pattern light and uniform light
  • FIG. 7B shows an example of lattice-shaped pattern light and uniform light.
  • FIG. 8 (A) is an example of how the pattern projection is viewed
  • FIG. 8 (B) is an example of timing of pattern projection
  • FIG. 8 (C) is an example of timing of photographing.
  • Fig. 9 is an example of pattern light that can be seen by human eyes
  • Fig. 9 (B) is an example of pattern light reflected on the camera
  • Fig. 9 (C) and Fig. 9 (D) are images taken.
  • Timing control unit 40 Imaging control unit
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a photographing apparatus 1 to which the present invention is applied.
  • the photographing apparatus 1 includes a light projecting unit 10, a light projecting control unit 20, a timing control unit 30, an image capturing control unit 40, and an image capturing unit.
  • the light projecting unit 10 is for projecting pattern light. Details will be described later.
  • the light projecting control unit 20 controls the light projecting unit 10 so that the pattern light is projected from the light projecting unit 10 for a predetermined period.
  • the timing control unit 30 outputs a timing control signal to the light projection control unit 20 and the imaging control unit 40.
  • the light projecting control unit 20 controls the light projecting unit 10 based on this timing control signal.
  • the image capturing unit 50 captures an image including the reflected light of the pattern light projected from the light projecting unit 10.
  • the image capturing control unit 40 controls the image capturing unit 50 based on the timing control signal from the timing control unit 30 so that the image capturing unit 50 captures an image.
  • timing control unit 30 may be in the light projection control unit 20 or in the imaging control unit 40.
  • FIG. 2 is an example of pattern light projected from the light projecting unit 10.
  • the slit-shaped pattern lights A and B are alternately projected in a short time from the light projecting unit 10. If the period of alternating light is one cycle and the period is short, the time average of the brightness (luminance) of the pattern lights A and B is as shown on the right side of FIG. That is, the slit patterns of the pattern lights A and B cannot be recognized by human eyes. As shown on the right side of Fig. 2, the brightness that is visible to the human eye is about half as bright as the bright parts of Noturn light A and B.
  • FIG. 3 (A) is an example of how the human eye can see the pattern projection. As shown in Fig. 2, when non-turned lights A and B are alternately projected at a certain period, the eyes can be seen with a certain brightness.
  • FIG. 3B shows an example of pattern projection timing. Pattern light A for "a” seconds Then, the pattern light B is emitted for “a” seconds. If the time interval “a + b” for projecting non-turn light A and pattern light B is one cycle, the cycle “a + b” is set to a time interval smaller than “1Z60” seconds.
  • the pattern lights A and B have a substantially constant brightness to the human eye as shown in FIG. 2 and FIG. 3 (A). Visible and unable to see slit-like pattern. That is, even if the pattern light of visible light is projected, the pattern cannot be recognized by human eyes.
  • an image is picked up by the image pickup unit 50 while the pattern lights A and B are projected. If the imaging unit 50 is configured with a visible camera installed for other purposes, it is not necessary to provide a dedicated camera separately, and costs do not increase.
  • the slit-shaped pattern light is projected onto the captured image, it can be used as an image for shape measurement.
  • the reason why the period of the pattern light is set to a time interval smaller than “1Z60” seconds will be considered.
  • the intensity of light and the critical fusion frequency when light is blinked, As the intensity of light increases, the critical fusion frequency gradually increases as the light intensity increases. However, even if the light intensity is increased, the critical fusion frequency does not exceed “60” Hz.
  • the brightness is an average value of luminance.
  • This law is generally called Talbot—Plateau's law.
  • Fig. 2 when taking the time average of the brightness (or intensity) of the light from the pattern lights A and B, it is this law that the brightness (or intensity) of the bright part of the pattern lights A and B is half. It is.
  • FIG. 1 shows an example in which the light emitter 10 is composed of LEDs (Light Emitting Diodes) 11. It is. It is composed of a plurality of LEDs 11 and a light emission controller 12 that controls the light emission of the LEDs 11.
  • the plurality of LEDs 11 correspond to the light projecting unit 10 in FIG. 1, and the light emission control unit 12 corresponds to the light projecting control unit 20 in FIG.
  • the light emission control unit 12 causes all LEDs 11 in the first row from the left to emit light, and does not emit light in the second row.
  • the pattern light B shown in FIG. 2 can be configured.
  • the pattern light A can be configured by causing all LEDs 11 in the first row from the left to emit light, causing the second row to emit light, and repeating this alternately. Then, the light emission control unit 12 controls so that the cycle of the pattern lights A and B is switched at a time interval smaller than “1Z60” seconds.
  • the LED 11 is made to emit light and not emit light every other column, and every other column emits and does not emit light.
  • the pattern lights A and B are switched by inputting a timing control signal from the timing control unit 30 to the light emission control unit 12 and switching based on the control signal. Therefore, the timing control unit 30 outputs a timing control signal to the light emission control unit 12 so that the period of the pattern lights A and B becomes a time interval smaller than “1Z60” seconds.
  • FIG. 4B shows an example in which the light projecting unit 10 is configured by a liquid crystal shutter 16.
  • the light source 15 and the liquid crystal shutter 16 correspond to the light projecting unit 10 in FIG. 1, and the transmission control unit 17 that controls transmission and non-transmission of the liquid crystal shutter 16 corresponds to the light projection control unit 20.
  • the liquid crystal shutter 16 is provided with a shutter in the vertical direction, and the pattern light A and B shown in FIG. Can be configured.
  • transmission and non-transmission may be performed every other row. If the liquid crystal shutter 16 is switched so that the transmission controller 17 switches the pattern light A and B so that the period of the pattern lights A and B is smaller than “1Z60” seconds, the human eye can see the steady light as in the above example. Recognizes. Furthermore, the pattern lights A and B can be photographed even if the imaging unit 50 is configured with a visible camera.
  • the slit-shaped pattern lights A and B are stored in a memory in the light projection control unit 20 (or outside the light projection control unit), and the timing control signal from the timing control unit 30 is stored. Based on the above, the light projection control unit 20 may read out the pattern to cause the light to be projected.
  • each pattern light may be projected at different time intervals using three or more types of pattern light.
  • the time for one cycle is a time interval smaller than “1Z60” seconds.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example using four types of pattern lights Al, Bl, A2, and B2. That is, Figure 5
  • the brightness shown on the right side of Fig. 5 (B) can be obtained by setting one period to a time interval smaller than "1/60" seconds ( The human eye recognizes that the brightness is about half that of the bright part of the pattern.
  • pattern light A1 is projected for “Ta” time
  • pattern light A2 is projected for “Tb” time
  • pattern light B1 is projected for “Ta” time
  • pattern light B2 is projected for “Tb”.
  • the imaging unit 50 is configured with a visible camera, and the imaging unit 50 is within the time “Ta” and “Tb” when the pattern lights Al, Bl, A2, and B2 are projected. If an image is captured, an image including each pattern can be captured.
  • the timing control unit 30 outputs a timing control signal to the imaging control unit 40 within this time, and the imaging control unit 40 should capture an image based on the timing control signal.
  • the following may be performed. That is, when the light projecting unit 10 is an LED 11, as shown in FIG. 4A, adjacent LEDs 11 may emit light and emit light alternately. Furthermore, a group may be formed by a plurality of LEDs 11, and light emission and non-light emission may be alternately performed in adjacent groups.
  • the liquid crystal shutter 16 is configured to control transmission and non-transmission not only in the vertical direction but also in the horizontal direction. Is made to correspond to each lattice point of the lattice pattern, the lattice pattern light A2 and B2 can be configured.
  • the light is stored in the memory within the light projecting control unit 20 (or outside the light projecting control unit 20).
  • the pattern may be stored, and the light projecting control unit 20 may read out each pattern and project the light based on the timing control signal from the timing control unit 30.
  • the time interval for projecting the slit-shaped pattern light Al, A2 is the same "Ta" time
  • the lattice-shaped pattern light A2 is described as the same “Tb” time.
  • the same effects as the above-described example can be obtained even when the time for projecting all the pattern lights Al, B1, A2, and B2 is different.
  • the pattern light Al, the pattern light A2, the pattern light Bl, and the pattern light B2 are described in this order.
  • the pattern lights Al, Bl, A2, and B2 may be projected in any order. In this case, the same effect as the above-described example is achieved.
  • the pattern light projection time is shortened, and the pattern light is projected.
  • 07 (A) is an example of slit-shaped pattern light and uniform light. Slit pattern light
  • FIG. 7B shows an example when pattern light is formed in a lattice pattern.
  • a substantially constant brightness that prevents the human eye from recognizing the pattern continues. Looks like.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of timing by pattern light and uniform light.
  • pattern light and uniform light are projected for ⁇ a '' seconds and ⁇ b '' seconds respectively, and the time interval ⁇ a + b '' for one cycle is less than ⁇ 1Z60 '' seconds. If it is an interval, as shown in Fig. 8 (A), it is recognized as constant light of constant brightness by human eyes. Then, imaging is performed by the imaging unit 50 within a time interval of “a” seconds when the pattern light is projected (see FIG. 8C).
  • the human eye recognizes it as steady light, and an image including the pattern light is captured by the imaging unit 50 configured with a visible camera. It becomes possible to do.
  • the control time for projecting the non-turn light can be reduced as compared with the above example. Furthermore, when the pattern is stored in the memory and projected, the memory capacity can be reduced because of one type of pattern light.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example when the photographing apparatus 1 is mounted on the vehicle 100.
  • the light projecting unit 10 is disposed in front of the vehicle 100 (headlight)
  • the imaging unit 50 configured by an in-vehicle camera (visible camera) is disposed in the vehicle 100.
  • the imaging unit 50 can be installed anywhere as long as it can capture the front of the vehicle 100! ,.
  • FIG. 9 (A) although the pattern light is projected by the light projecting unit 10 of the photographing apparatus 1 described above, it is recognized as light from a normal headlight by human eyes. To do.
  • FIG. 9 (B) since the pattern light is projected, if the imaging unit 50 images the front of the vehicle 100 at the timing when the pattern light is projected, FIG. Take a picture as shown in C) or (D).
  • Fig. 9 (C) shows an example of an image when there is no obstacle ahead
  • Fig. 9 (D) shows an example when there is an obstacle ahead. Therefore, for example, an obstacle ahead can be detected from a captured image during night driving.
  • the light projecting unit 10 is arranged in the headlight, and the front of the vehicle 100 can be photographed.
  • the imaging unit 50 is arranged.
  • the light projecting unit 10 is disposed so that the vehicle 100 is turned off (tilt lamp), and the imaging unit 50 is disposed at a position where the rear of the vehicle 100 can be photographed.
  • the light projecting unit 10 is arranged in a lighting device in a room or a store.
  • the imaging unit 50 may be a commercially available surveillance camera. As described above, if the non-turn light is set to a time interval smaller than “1 Z60” seconds as described above, and the interior of the room is photographed by the surveillance camera within the time interval, the same effect as the above example is achieved. .
  • the present invention is suitable for use in an imaging device that detects an object such as the front of a vehicle.
  • the present invention is suitable for use in a photographing apparatus that detects the presence or absence of a passerby in a facility or a store and an object.

Abstract

　撮影装置において、可視光のパターン光を含む光を投光する投光部と、前記可視光の映像を撮像する撮像部と、前記パターン光の投光される周期を１／６０秒より小さくなるように前記投光部を制御するとともに、前記パターン光が投光されている間に前記パターン光により投影された映像を撮像するように前記撮像部を制御する制御部とを備える。

Description

明 細 書
撮影装置、及び撮影方法
技術分野
[0001] 本発明は、パターン光を物体に照射して形状等を検知する撮影装置及び撮影方 法に関する。詳しくは、可視光によるパターン光を用いて物体の形状等を検知する撮 影装置及び撮影方法に関する。
背景技術
[0002] 従来から、例えば車両の前面よりパターン光を投光して反射光をカメラで撮影し、 前方の障害物を検知するようにした撮影装置がある。
[0003] この種の従来技術として、赤外線などの不可視領域光の光源と、形成パターンに対 応させて透過率を変化させるよう強度分布を持たせた光学フィルタとを備え、光学フ ィルタカ 照射したパターン光を用いて物体までの距離を測定する 3次元画像撮像 装置が開示されている (例えば、以下の特許文献 1)。
[0004] また、赤外線投光器からのスリット光を撮影エリアに照射してカメラで撮影し、撮影し たスリット光照射画像とスリット光未照射画像との差分画像データを演算することで、 撮影エリアにおける立体物の存在を推定するようにした周辺画像表示装置も開示さ れている（例えば、以下の特許文献 2)。
特許文献 1：特開 2002— 27501号公報
特許文献 2：特開 2004— 328240号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、上記従来技術は、いずれも赤外線などの不可視光をパターン光とし ているため、その反射光を撮影するには特殊なカメラが必要である。従って、装置全 体のコスト増を招く。更に、そのようなカメラで撮影した画像は反射率が可視光と異な るため、可視光による画像と比較して若干異なるものとなる。
[0006] 一方、パターン光を可視光とすると、一般に普及している可視カメラを使用すること ができ、特殊なカメラが必要ないため、コスト増にはならない。しかし、パターン光を可 視光とすると、人の目にそのパターン光が見えてしまい、例えば道路や店舗などの一 般の環境での使用には不向きである。
[0007] そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、人の目には 見えな 、可視光のパターンを投光し、そのパターンを撮影することのできる撮影装置 や撮影方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0008] 上記目的を達成するために、本発明は、可視光のパターン光を含む光を投光する 投光部と、 前記可視光の映像を撮像する撮像部と、前記パターン光の投光される 周期を 1Z60秒より小さくなるように前記投光部を制御するとともに、前記パターン光 が投光されている間に前記パターン光により投影された映像を撮像するように前記撮 像部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
[0009] また、本発明は、前記撮影装置において、前記投光部は複数種類の前記パターン 光を投光し、 前記制御部は全種類の前記パターン光が投光される時間を一周期と し前記一周期の時間間隔を 1Z60秒より小さく投光されるように前記投光部を制御 することを特徴とする。
[0010] 更に、本発明は、前記撮影装置において、前記投光部は一種類のパターン光と均 一光とを投光し、前記制御部は前記一種類のパターン光と前記均一光とが投光され る時間を一周期とし前記一周期の時間間隔を 1Z60秒より小さく投光されるように前 記投光部を制御することを特徴とする。
[0011] 更に、本発明は、前記撮影装置において、前記一周期を構成する前記複数種類 のパターン光又は前記一周期を構成する前記一種類のパターン光と前記均一光を 夫々時間平均して夫々の明るさを加算したとき、全体の明るさは略一定となることを 特徴とする。
[0012] 更に、本発明は、前記撮影装置において、前記パターン光はスリット状又は格子状 のパターンで構成されることを特徴とする。
[0013] 更に、本発明は、前記撮影装置において、前記投光部は発光ダイオード又は液晶 シャッターで構成されることを特徴とする。
[0014] また、本発明は、上記目的を達成するために、可視光のパターン光を含む光を投 光する投光部と、前記可視光の映像を撮像する撮像部とを備える撮影装置における 撮影方法にぉ 、て、前記パターン光の投光される周期を 1Z60秒より小さくなるよう に前記投光部から前記パターン光を投光させ、前記パターン光が投光されて 、る間 に前記撮像部により前記パターン光の投影された映像を撮像することを特徴とする。 発明の効果
[0015] 本発明によれば、人の目には見えな 、可視光のパターンを投光して、そのパターン を撮影することのできる撮影装置や撮影方法を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]図 1は、撮影装置の構成例を示す図である。
[図 2]図 2は、パターン光の例とその時間平均の明るさの例を示す図である。
[図 3]図 3 (A)はパターン投光に対する見え方の例、図 3 (B)はパターン投光のタイミ ングの例、図 3 (C)は撮影タイミングの例を示す図である。
[図 4]図 4 (A)は投光部を LEDにより構成した例、図 4 (B)は投光部を液晶シャッター により構成した例を示す図である。
[図 5]図 5 (A)はスリット状のパターン光の例、図 5 (B)は格子状のパターン光の例を 示す図である。
[図 6]図 6はパターン投光タイミングの例を示す図である。
[図 7]図 7 (A)はスリット状のパターン光と均一光の例を示し、図 7 (B)は格子状のバタ ーン光と均一光の例を示す図である。
[図 8]図 8 (A)はパターン投光に対する見え方の例、図 8 (B)はパターン投光のタイミ ング例、図 8 (C)は撮影のタイミング例を示す図である。
[図 9]図 9 (A)は人間の目にみえるパターン光の例、図 9 (B)はカメラに映るパターン 光の例、図 9 (C)及び図 9 (D)は撮影された画像の例を示す。
符号の説明
[0017] 10 :投光部 20 :投光制御部
30 :タイミング制御部 40 :撮像制御部
50 :撮像部 発明を実施するための最良の形態
[0018] 本発明を実施するための最良の形態について以下説明する。
[0019] 図 1は、本発明が適用される撮影装置 1の構成例を示す図である。撮影装置 1は、 投光部 10と、投光制御部 20と、タイミング制御部 30と、撮像制御部 40、及び撮像部
50を備える。
[0020] 投光部 10は、パターン光を投光するためのものである。詳細は後述する。
[0021] 投光制御部 20は、投光部 10からパターン光を所定の周期期間投光させるように、 投光部 10を制御する。
[0022] タイミング制御部 30は、投光制御部 20と撮像制御部 40にタイミング制御信号を出 力する。投光制御部 20は、このタイミング制御信号に基づいて投光部 10を制御する
[0023] 撮像部 50は、投光部 10から投光されたパターン光の反射光を含む映像を撮像す る。
[0024] 撮像制御部 40は、タイミング制御部 30からのタイミング制御信号に基づ 、て、撮像 部 50が映像を撮影するように撮像部 50を制御する。
[0025] 尚、このタイミング制御部 30は、投光制御部 20内にあってもよいし、撮像制御部 40 内にあってもよい。
[0026] 図 2は、投光部 10から投光されるパターン光の例である。スリット状の 2種類のパタ ーン光 A、 Bがある。投光部 10からこのスリット状のパターン光 A、 Bをあるタイミングで 交互に短時間で投光する。交互に投光する期間を一周期として、その周期期間を短 くとつた場合、パターン光 A、 Bの明るさ (輝度）の時間平均は図 2の右側のようになる 。すなわち、そのパターン光 A、 Bのスリット模様は人の目で認識することができなくな る。人の目に見える明るさは、図 2の右側に示すように、ノターン光 A、 Bの明るい部 分の略半分の明るさとなる。
[0027] 図 3 (A)は、パターン投光に対する人の目の見え方の例である。図 2に示すような、 ノターン光 A、 Bを交互にある一定の周期で投光すると、人の目には一定の明るさで 見ることができる。
[0028] 図 3 (B)は、パターン投光のタイミング例を示すものである。パターン光 Aを「a」秒間 投光し、その後パターン光 Bを同じく「a」秒間投光する。ノターン光 Aとパターン光 B とを投光する時間間隔「a + b」を一周期とすると、その周期「a + b」を「1Z60」秒より 小さい時間間隔とする。
[0029] 本実施例では、このように時間間隔をとることで、図 2や図 3 (A)に示すように、パタ ーン光 A、 Bは人の目には略一定の明るさで見え、スリット状のパターンを見ることが できなくなる。即ち、可視光のパターン光を投光しても人の目にはそのパターンを認 識することができない。
[0030] そして、図 3 (C)に示すように、各パターン光 A、 Bが投光されている間に夫々撮像 部 50で映像を撮像する。撮像部 50が他の用途で設置された可視カメラで構成すれ ば、別途専用のカメラを設ける必要がなくコスト増を招くことがない。
[0031] 撮像された映像には、スリット状のパターン光が投影されるため、形状測定用の映 像として利用することができる。
[0032] 次に、このパターン光の周期を「1Z60」秒より小さい時間間隔にした理由について 考察する。例えば、「感覚 +知覚心理学ノ、ンドブック」（和田陽平著、誠信書房)の p2 38にも記載されているように、光の強さと臨界融合周波数 (光を明滅させたときに、そ の明滅が人の目で認識できず定常光に見える光の周波数)との関係は、光の強さを 強くするほど、臨界融合周波数は除々に大きな値をとる。しかし、光の強さを強くして も、臨界融合周波数は「60」 Hzを超えない。
[0033] つまり、照明を「60」Hz以上の周波数で明滅すると、人の目にはその明滅が気付か れない、或いは気にならなくなる。即ち、定常光に見えることになる。従って、図 2に示 すようにスリット状のパターン光 A、 Bを「1Z60」秒より小さい時間間隔で投光しても、 スリット状の模様は人の目には認識できず、定常光として認識する。
[0034] 尚、このように明滅する光が融合して人の目に見えるときにその明るさは、輝度の平 均値となる。一般にこの法則は Talbot— Plateauの法則と呼ばれる。図 2で、パター ン光 A、 Bによる光の輝度 (又は強度）の時間平均を取ると、パターン光 A、 Bの明るい 部分の輝度 (又は強度）の半分となるのは、この法則によるものである。
[0035] 次にパターン光 A、 Bを投光するための投光部 10の構成例について説明する。図 4
(A)は LED (発光ダイオード： Light Emitting Diode) 11により投光部 10を構成した例 である。複数の LEDl lと、 LEDl lの発光を制御する発光制御部 12とから構成され る。複数の LED11が図 1の投光部 10に対応し、発光制御部 12が図 1の投光制御部 20に対応する。
[0036] 例えば、発光制御部 12により、左から一列目の全 LED11を発光させ、 2列目は発 光させないようにする。これを交互に繰り返すことにより、図 2に示す、パターン光 Bを 構成することができる。また、左から 1列目の全 LED 11を発光させず、 2列目を発光 させ、これを交互に繰り返すことでパターン光 Aを構成することができる。そして、バタ ーン光 A、 Bの周期が「1Z60」秒より小さい時間間隔で切り替わるよう発光制御部 12 により制御する。
[0037] 勿論、パターン光 A、 Bを構成するために、 1列おきに LED11を発光、非発光を行 わせるのではなぐ 2列おきなど、複数列おきに発光、非発光を行わせるようにしても よい。
[0038] 尚、パターン光 A、 Bの切替えは、タイミング制御部 30からのタイミング制御信号が 発光制御部 12に入力されて、この制御信号に基づいて切替えが行われる。従って、 タイミング制御部 30は、パターン光 A、 Bの周期が「1Z60」秒より小さい時間間隔と なるようにタイミング制御信号を発光制御部 12に出力する。
[0039] 図 4 (B)は、投光部 10を液晶シャッター 16により構成した例である。光源 15と液晶 シャッター 16が、図 1の投光部 10に対応し、液晶シャッター 16の透過、非透過を制 御する透過制御部 17が投光制御部 20に対応する。
[0040] 液晶シャッター 16は、図 4 (B)に示すように、垂直方向にシャッターを備え、各列お きにシャッターを透過、非透過とすることで、図 2に示すパターン光 A、 Bを構成するこ とができる。勿論、前述の例と同様に、複数列おきに透過、非透過としてもよい。そし て、透過制御部 17がパターン光 A、 Bの周期が「1Z60」秒より小さい時間間隔となる ように液晶シャッター 16を切替えるようにすれば、前述の例と同様に定常光として人 の目は認識する。更に、撮像部 50を可視カメラで構成してもそのパターン光 A、 Bを 撮影することができる。
[0041] スリット状のパターン光 A、 Bは、例えば、投光制御部 20内（又は投光制御部外)の メモリにそのパターンを記憶しておき、タイミング制御部 30からのタイミング制御信号 に基づいて投光制御部 20がそのパターンを読み出すことで、投光させるようにしても よい。
[0042] 前述の例では、 2種類のパターン光 A、 Bを一定間隔に投光する場合について説 明した。それ以外にも、 3種類以上のパターン光で各パターン光を異なる時間間隔で 投光させるようにしてもよい。勿論、 1周期分の時間は「1Z60」秒より小さい時間間隔 とする。
[0043] 図 5は、 4種類のパターン光 Al、 Bl、 A2、 B2による例を示す図である。即ち、図 5
(A)に示すスリット状のパターン光 Al、 B1と、図 5 (B)に示す格子状のパターン光 A 2、 B2である o
[0044] 2つのパターン光 A1、A2の明るさをカ卩算して全体の明るさの時間平均をとると、図 5 (A)の右側に示す明るさとなる。つまり、 2つのパターン光 A1、A2を交互に投光し 、その一周期を「1Z60」秒より小さい時間間隔とすると、図 5 (A)の右側に示すように 、人の目には一定の明るさでその光を認識する。明るさは、パターンの明るい部分の 略半分の明るさとなる。
[0045] また、格子状のパターン光 A2、 B2についても同様に、その一周期を「1/60」秒よ り小さい時間間隔とすることで、図 5 (B)の右側に示す明るさ (パターンの明るい部分 の略半分の明るさ）として人の目は認識する。
[0046] そして、これら 4種類のパターン光 Al、 Bl、 A2、 B2を異なる間隔で交互に投光さ せるようにする。図 6はパターン投光タイミングの例を示す。
[0047] 即ち、パターン光 A1を「Ta」時間投光し、パターン光 A2を「Tb」時間投光し、パタ ーン光 B1を「Ta」時間投光し、パターン光 B2を「Tb」時間投光する。 2 * (Ta+Tb) < (1Z60)秒、とすることで、前述の例と同様の理由により、格子状やスリット状のパ ターンを人の目は認識することがなくなる。
[0048] この場合も、撮像部 50を可視カメラで構成し、各パターン光 Al、 Bl、 A2、 B2が投 光されて!ヽる時間「Ta」、「Tb」内で撮像部 50がその映像を撮像するようにすれば、 各パターンを含む映像を撮影することができる。タイミング制御部 30は、この時間内 に各々タイミング制御信号を撮像制御部 40に出力し、撮像制御部 40はタイミング制 御信号に基づ ヽて映像を撮像するようにすればょ ヽ。 [0049] 尚、格子状のパターン光 A2、 B2を投光させるには、次のようにすればよい。即ち、 投光部 10が LED11のときは、図 4 (A)に示すように、隣り合う LED11が交互に発光 、非発光となるようにすればよい。更に、複数個の LED11でグループを構成し、隣り 合うグループで交互に発光、非発光としてもよい。
[0050] また、投光部 10を液晶シャッター 16により構成したときは、例えば、液晶シャッター 16が垂直方向のみならず水平方向も透過、非透過を制御するように構成して、各格 子点を格子状のパターンの各格子点に対応するようにすれば、格子状のパターン光 A2、 B2を構成できる。
[0051] 更に、スリット状や格子状のパターン Al、 Bl、 A2、 B2を投光部 10から投光させる ために、投光制御部 20内（又は投光制御部 20外)のメモリにそのパターンを記憶し ておき、投光制御部 20はタイミング制御部 30からのタイミング制御信号に基づ 、て、 各パターンを読み出して投光させるようにしてもょ 、。
[0052] 上述の例では、 4種類のパターン光 Al、 Bl、 A2、 B2のうち、スリット状のパターン 光 Al、 A2を投光する時間間隔は同じ「Ta」時間、格子状のパターン光 A2、 B2を投 光する時間間隔は同じ「Tb」時間として説明した。勿論、すべてのパターン光 Al、 B 1、 A2、 B2を投光させる時間を異なる時間としても上述の例と同様の作用効果を奏 する。
[0053] また、上述の例では、 2種類のパターン光 Al、 Bl、 A2、 B2の投光される時間順を
、パターン光 Al、パターン光 A2、パターン光 Bl、パターン光 B2の順で説明した。勿 論、それ以外にも、任意の順番で各パターン光 Al、 Bl、 A2、 B2を投光させてもよ い。この場合も上述の例と同様の作用効果を奏する。
[0054] 次に、他のパターン光の例について説明する。パターン光の投光時間を短くし、パ ターン光が投光されて 、な 、ときは均一光を投光した例である。
[0055] 07 (A)は、スリット状のパターン光と均一光との例である。スリット状のパターン光を
「a」秒、均一光を「b」秒とすれば、一周期「a + b」を「1Z60」秒より小さい時間間隔と すると、人の目に見える明るさは、図 7 (A)に示すようになる。
[0056] この場合の明るさの強度の違いは、（a + b) Z (a + b) : bZ (a + b) = l : b (a + b)と なる。ここで、「a」を小さくすると、 bZ (a + b) 1となり、人の目には略一定の明るさが 継続しているように見える。
[0057] 図 7 (B)は、パターン光を格子状にしたときの例である。この場合も、図 7 (A)と同様 に、格子状のパターン光を投光する時間を小さくとることで、人の目にはパターンを 認識することがなぐ略一定の明るさが継続して 、るように見える。
[0058] 図 8は、パターン光と均一光によるタイミング例等を示す図である。図 8 (B)に示すよ うに、パターン光と均一光を夫々「a」秒、「b」秒投光し、その一周期分の時間間隔「a +b」を「1Z60」秒より小さい時間間隔とすれば、図 8 (A)に示すように、人の目には 一定の明るさの定常光として認識する。そして、パターン光が投光されている「a」秒 の時間間隔内で撮像部 50で撮像する（図 8 (C)参照)。
[0059] 従って、この例の場合も、パターン光が可視光であっても、人の目には定常光と認 識し、可視カメラで構成された撮像部 50によりパターン光を含む画像を撮影すること が可能となる。
[0060] 更に、パターン光は一種類のため、ノターン光を投光させるための制御時間を上 述の例と比較して少なくさせることができる。更に、そのパターンをメモリに記憶させて 投光させる場合には、一種類のパターン光のためメモリ容量を少なくすることができる
[0061] 図 9は、本撮影装置 1が車両 100に搭載された場合の例を示す図である。即ち、投 光部 10は車両 100の前消灯 (ヘッドライト）に配置され、車載カメラ (可視カメラ)で構 成される撮像部 50が車両 100に配置される。撮像部 50は車両 100前方を撮影でき る位置であればどの位置に設置されてもよ！、。
[0062] 図 9 (A)に示すように、上述した本撮影装置 1の投光部 10によって、パターン光が 投光されているものの、人の目には通常のヘッドライトからの光として認識する。実際 には、図 9 (B)に示すように、パターン光が投光されているため、このパターン光が投 光されているタイミングで撮像部 50で車両 100の前方を撮像すると、図 9 (C)又は同 図 (D)に示すように映像を撮影する。図 9 (C)は前方に何も障害物がない場合の映 像例、図 9 (D)が前方に障害物がある場合の例である。従って、例えば、撮影された 映像から夜間走行中に前方の障害物を検知することができる。
[0063] 図 9の例では、ヘッドライトに投光部 10が配置され、車両 100の前方を撮影できるよ うに撮像部 50が配置されている例を示した。例えば、車両 100の後消灯 (ティルラン プ）に投光部 10が配置され、撮像部 50が車両 100の後方を撮影できる位置に配置 させるようにしてちょい。
[0064] 更に、図 9の例では、車両 100に本撮影装置 1が配置された例を示した力 それ以 外にも、例えば、室内や店舗の照明装置に投光部 10が配置され、撮像部 50として 市販の監視カメラにより構成してもよい。ノターン光は上述したようにその一周期を「1 Z60」秒より小さい時間間隔とし、その時間間隔内で監視カメラで室内の様子等を撮 影すれば、上述の例と同様の作用効果を奏する。
[0065] 上述したいずれの例の場合も、パターン光として垂直方向（縦方向）のスリット状の パターンを用いて説明した。それ以外にも、例えば、水平方向（横方向）のスリット状 のパターンを用いても上述した例と同様の作用効果を奏する。
産業上の利用可能性
[0066] 本発明は、車両の前方等の対象物を検知する撮影装置に利用して好適である。ま た、本発明は、施設内や店舗内の通行者の有無や対象物を検知する撮影装置に利 用して好適である。

Claims

請求の範囲
[1] 可視光のパターン光を含む光を投光する投光部と、
前記可視光の映像を撮像する撮像部と、
前記パターン光の投光される周期を 1Z60秒より小さくなるように前記投光部を制御 するとともに、前記パターン光が投光されている間に前記パターン光により投影され た映像を撮像するように前記撮像部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする撮影装置。
[2] 前記投光部は複数種類の前記パターン光を投光し、
前記制御部は全種類の前記パターン光が投光される時間を一周期とし前記一周 期の時間間隔を 1Z60秒より小さく投光されるように前記投光部を制御することを特 徴とする請求項 1記載の撮影装置。
[3] 前記投光部は一種類のパターン光と均一光とを投光し、
前記制御部は前記一種類のパターン光と前記均一光とが投光される時間を一周期 とし前記一周期の時間間隔を 1Z60秒より小さく投光されるように前記投光部を制御 することを特徴とする請求項 1記載の撮影装置。
[4] 前記一周期を構成する前記複数種類のパターン光又は前記一周期を構成する前 記一種類のパターン光と前記均一光を夫々時間平均して夫々の明るさを加算したと き、全体の明るさは略一定となることを特徴とする請求項 2又は 3記載の撮影装置。
[5] 前記パターン光はスリット状又は格子状のパターンで構成されることを特徴とする請 求項 1乃至 4記載の撮影装置。
[6] 前記投光部は発光ダイオード又は液晶シャッターで構成されることを特徴とする請 求項 1乃至 5記載の撮影装置。
[7] 可視光のパターン光を含む光を投光する投光部と、前記可視光の映像を撮像する 撮像部とを備える撮影装置における撮影方法において、
前記パターン光の投光される周期を 1Z60秒より小さくなるように前記投光部から前 記パターン光を投光させ、
前記パターン光が投光されている間に前記撮像部により前記パターン光の投影され た映像を撮像する、 ことを特徴とする撮影方法。
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