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RANGE IMAGE MEASURING APPARATUS

Foreign code F160008865
File No. (S2015-0455-N0)
Posted date Oct 5, 2016
Country WIPO
International application number 2016JP054316
International publication number WO 2016133053
Date of international filing Feb 15, 2016
Date of international publication Aug 25, 2016
Priority data
  • P2015-032121 (Feb 20, 2015) JP
Title RANGE IMAGE MEASURING APPARATUS
Abstract This range image measuring apparatus 1 is provided with: imaging units 3 in which are arrayed a plurality of pixels Xijeach having a photoreception unit 12 for converting pulse light emitted from a light source 2 and reflected by a target object O to an electrical charge, in response to incidence of the pulse light, an electrical charge accumulation unit 13 for accumulating electrical charges transferred from the photoreception unit 12, a charge expulsion unit 14 for expelling electrical charges transferred from the photoreception unit 12, and a gate electrode 15 for controlling transfer of electrical charges from the photoreception unit 12 to the electrical charge accumulation unit 13 or to the charge expulsion unit 14, according to a plurality of control patterns P for controlling the charge transfer destination; and a control means 4 and a signal-processing circuit 5 for, on the basis of the plurality of control patterns P and a plurality of electrical charge quantities Q accumulated in the electrical charge accumulation unit 13, estimating the pulse light flight time from the light source 2 to the photoreception unit 12.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
Conventional, pulsed light is irradiated to the object, the reflected light pulses of light can be detected by measuring the time-of-flight distance measuring device has been known. For example, Patent Document 1 is a distance measurement apparatus described, the pulse width sufficiently shorter than the response time of the light receiving unit onto the object to the pulsed light is irradiated to the control of the timing, with reference to the timing of irradiation of the 2 types of the control of the phase pulse voltage applied to the gate voltage. Thus, in a light receiving part of the pulsed light incident in the conversion of the electric charge, is modulated in the charge storage unit and stored there. Then, these 2 kinds of phase-modulated by a pulse voltage of 1 and the second charge 2, the first and the second charge reading unit 1 read out as an electric signal of 2, 2 1 of the first and second calculation section calculates the first distance to the object according to an electric signal is calculated. Thus, the range of the object image is generated.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
対象物にて反射されたパルス光の入射に応じて当該パルス光を電荷に変換する受光部、
前記受光部に接続され、当該受光部から前記電荷が転送されると共に当該電荷を蓄積することで電荷信号を出力する電荷蓄積部、及び、
前記受光部に接続され、前記電荷の転送を制御する所定期間の複数の制御パターンに従い、当該受光部から前記電荷蓄積部への前記電荷の転送を制御するゲート部、
をそれぞれ有する複数の画素部が2次元状に配列された撮像素子と、
前記複数の制御パターンのそれぞれに従い前記ゲート部が前記電荷の転送を制御することで前記電荷蓄積部から出力された複数の前記電荷信号、及び、当該複数の制御パターンに基づき、前記受光部に至るまでの前記パルス光の光飛行時間を推定する処理部と、
を備える距離画像計測装置。
[請求項2]
前記処理部は、前記複数の電荷信号、及び、前記複数の制御パターンから逆問題を解くことで算出される光飛行時間ヒストグラムから前記光飛行時間を推定し、
前記光飛行時間ヒストグラムは、前記受光部から前記電荷蓄積部へ前記電荷が転送されたタイミングの頻度分布に対応している請求項1に記載の距離画像計測装置。
[請求項3]
前記処理部は、前記光飛行時間ヒストグラムのピーク位置から前記光飛行時間を推定する請求項2に記載の距離画像計測装置。
[請求項4]
前記処理部は、前記光飛行時間ヒストグラムのピーク位置の近傍における前記頻度分布の重心から前記光飛行時間を推定する請求項2に記載の距離画像計測装置。
[請求項5]
前記複数の制御パターンは、前記電荷の転送をオン/オフするランダムなパルス状のパターンである請求項1~4のいずれか一項に記載の距離画像計測装置。
[請求項6]
複数の前記撮像素子を有し、
同一の前記撮像素子に含まれる複数の前記ゲート部のそれぞれは、同一の前記制御パターンに従い前記電荷の転送を制御し、
互いに異なる前記撮像素子に含まれる複数の前記ゲート部のそれぞれは、互いに異なる前記複数の制御パターンに従い前記電荷の転送を制御する請求項1~5のいずれか一項に記載の距離画像計測装置。
[請求項7]
複数の前記撮像素子に含まれる複数の前記ゲート部のそれぞれは、同一の前記制御パターンに従い前記電荷の転送を制御し、
前記処理部は、複数の当該撮像素子のそれぞれから出力された複数の前記画素部の前記電荷信号を含む圧縮画像から、ステレオ法によりデプスマップを推定し、
前記処理部は、当該デプスマップから得られる視差情報に基づき前記圧縮画像の視差及び倍率を補正し、補正された複数の前記圧縮画像、及び、複数の前記制御パターンに基づき前記光飛行時間を推定し、
前記処理部は、前記画素部毎に求める距離として、所定距離以上の距離については当該光飛行時間から求まる距離を用いると共に、所定距離未満の距離については前記デプスマップにより得られる距離を用いる請求項6に記載の距離画像計測装置。
[請求項8]
1つの前記撮像素子を有し、
前記画素部は、それぞれ、複数の前記電荷蓄積部を有し、
前記画素部のそれぞれにおいて、前記ゲート部は、互いに異なる前記電荷蓄積部を前記電荷の転送先とする前記複数の制御パターンに順次従い、前記複数の電荷蓄積部への前記電荷の転送を制御する請求項1~5のいずれか一項に記載の距離画像計測装置。
[請求項9]
1つの前記撮像素子を有し、
前記画素部は、それぞれ、複数の前記電荷蓄積部を有し、
前記画素部のそれぞれにおいて、前記ゲート部は、前記電荷の転送先が互いに異なる前記複数の制御パターンを、前記電荷が複数の前記電荷蓄積部へ同時に転送されないように並列的に組み合わせた複合制御パターンに従い、前記電荷の転送を制御する請求項1~5のいずれか一項に記載の距離画像計測装置。
[請求項10]
互いに近接している前記複数の画素部に含まれる複数の前記ゲート部のそれぞれは、互いに異なる前記複数の制御パターンに従い前記電荷の転送を制御し、
前記処理部は、互いに近接している前記複数の画素部の有する前記電荷蓄積部によって出力された前記複数の電荷信号、及び、前記複数の制御パターンに基づき前記光飛行時間を推定する請求項1~5のいずれか一項に記載の距離画像計測装置。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION SHIZUOKA UNIVERSITY
  • Inventor
  • KAGAWA Keiichiro
  • KAWAHITO Shoji
  • MOCHIZUKI Futa
  • YASUTOMI Keita
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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