[go: up one dir, main page]

JP2000241131A - Range finder device and imaging device - Google Patents

Range finder device and imaging device

Info

Publication number
JP2000241131A
JP2000241131A JP11360822A JP36082299A JP2000241131A JP 2000241131 A JP2000241131 A JP 2000241131A JP 11360822 A JP11360822 A JP 11360822A JP 36082299 A JP36082299 A JP 36082299A JP 2000241131 A JP2000241131 A JP 2000241131A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
unit
subject
range finder
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11360822A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000241131A5 (en
Inventor
Kenya Uomori
謙也 魚森
Takeo Azuma
健夫 吾妻
Kazuo Nobori
一生 登
Atsushi Morimura
淳 森村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP11360822A priority Critical patent/JP2000241131A/en
Publication of JP2000241131A publication Critical patent/JP2000241131A/en
Publication of JP2000241131A5 publication Critical patent/JP2000241131A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Exposure Control For Cameras (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度の高い3次元位置情報が安定して得られ
るレンジファインダ装置を提供する。 【解決手段】 光源部10は3次元計測のために被写体
1に光を投射する。カメラ部20は光源部10からの投
射光の被写体1での反射光を受ける。距離測定センサ1
01は被写体1までの概略距離を測定し、露光制御部1
02は距離測定センサ101によって測定された概略距
離に基づいて、光源部10の光出力およびシャッター部
104の開閉動作を制御する。これにより、例えば被写
体1が移動してもそれに応じて投射光の強度が制御され
るので、精度の高い3次元位置情報を常に得ることがで
きる。
(57) [Problem] To provide a range finder device capable of stably obtaining highly accurate three-dimensional position information. SOLUTION: A light source unit 10 projects light onto a subject 1 for three-dimensional measurement. The camera section 20 receives the reflected light of the projection light from the light source section 10 on the subject 1. Distance measuring sensor 1
01 measures the approximate distance to the subject 1, and the exposure control unit 1
Reference numeral 02 controls the light output of the light source unit 10 and the opening / closing operation of the shutter unit 104 based on the approximate distance measured by the distance measurement sensor 101. Thereby, for example, even if the subject 1 moves, the intensity of the projection light is controlled in accordance with the movement, so that highly accurate three-dimensional position information can always be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体の3次元位
置情報を測定するレンジファインダ装置、および撮像装
置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a range finder device for measuring three-dimensional position information of a subject and an imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図22は従来のレンジファインダ装置の
構成例を示す図である。図22において、光源部10は
第1および第2の光源11A,11Bを備えており、各
光源11A,11Bの光投射側にはフィルタ12A,1
2Bがそれぞれ設けられている。第1および第2の光源
11A,11Bの出力光はハーフミラー13によって合
成され、この合成光はスリット14および回転ミラー1
5を介して被写体1に投射される。各光源11A,11
Bの出力波長は赤外領域に設定されている。
2. Description of the Related Art FIG. 22 is a diagram showing a configuration example of a conventional range finder device. In FIG. 22, a light source unit 10 includes first and second light sources 11A and 11B, and filters 12A and 1B are provided on the light projection side of each of the light sources 11A and 11B.
2B are provided. Output lights from the first and second light sources 11A and 11B are combined by a half mirror 13, and the combined light is
5 is projected onto the subject 1. Each light source 11A, 11
The output wavelength of B is set in the infrared region.

【0003】図23はフィルタ12Aおよびフィルタ1
2Bの特性の一例を示す図である。フィルタ12Aおよ
びフィルタ12Bは、図23(a)に示すように、互い
に異なる波長の光が選択されて通過するようになってい
る。あるいは図23(b)に示すように、波長の高低に
よって、光を分離する。
FIG. 23 shows a filter 12A and a filter 1
It is a figure showing an example of the characteristic of 2B. As shown in FIG. 23A, the filters 12A and 12B are configured to select and pass light having different wavelengths from each other. Alternatively, as shown in FIG. 23B, light is separated according to the level of the wavelength.

【0004】カメラ部20は距離計測のための第1およ
び第2の撮像素子22A,22Bを備えており、各撮像
素子22A,22Bの受光側には、光源部に設けられた
フィルタ12Aおよびフィルタ12Bとそれぞれ同一特
性を有するフィルタ23Aおよびフィルタ23Bが設け
られている。これにより、各撮像素子22A,22B
は、被写体1の反射光から、第1の光源11Aの出力光
と第2の光源11Bの出力光とをそれぞれ分離して受光
することができる。また、カメラ部20は可視領域の光
を受ける第3の撮像素子22Cを備えており、この撮像
素子22Cの出力信号からカラー信号処理部27によっ
て被写体1のテクスチャ画像(カラー画像)が生成され
る。
The camera section 20 has first and second image pickup devices 22A and 22B for distance measurement, and a light-receiving side of each of the image pickup devices 22A and 22B has a filter 12A and a filter provided in the light source section. A filter 23A and a filter 23B having the same characteristics as those of the filter 12B are provided. Thereby, each of the image sensors 22A, 22B
Can receive the output light of the first light source 11A and the output light of the second light source 11B separately from the reflected light of the subject 1. Further, the camera unit 20 includes a third image sensor 22C that receives light in the visible region, and a color signal processing unit 27 generates a texture image (color image) of the subject 1 from an output signal of the image sensor 22C. .

【0005】図24(a)は投射光の光強度と投射角度
θとの関係を示す図である。図24(a)に示すよう
に、光源コントローラ16は回転ミラー15による合成
光の投射角度の変化に合わせて、各光源11A,11B
の光強度IA,IBを制御する。これにより、光強度比
IA/IBは図24(b)のように変化する。図24
(b)から分かるように、光強度比IA/IBと投射角
度θとは1対1の対応関係があり、光強度比IA/IB
が求まればそのときの投射角度θが一義的に特定でき
る。投射角度θが特定されれば、図24(c)に示すよ
うに被写体までの距離Zを求めることができる。
FIG. 24A shows the relationship between the light intensity of the projection light and the projection angle θ. As shown in FIG. 24A, the light source controller 16 adjusts each of the light sources 11A and 11B in accordance with a change in the projection angle of the combined light by the rotating mirror 15.
Are controlled. Accordingly, the light intensity ratio IA / IB changes as shown in FIG. FIG.
As can be seen from (b), there is a one-to-one correspondence between the light intensity ratio IA / IB and the projection angle θ, and the light intensity ratio IA / IB
Is obtained, the projection angle θ at that time can be uniquely specified. When the projection angle θ is specified, the distance Z to the subject can be obtained as shown in FIG.

【0006】以下、図22に示す従来のレンジファイン
ダ装置の動作について説明する。
The operation of the conventional range finder shown in FIG. 22 will be described below.

【0007】まず、光源部10において、第1および第
2の光源11A,11Bが光を出力する。これらの出力
光はフィルタ12Aおよびフィルタ12Bを通ってハー
フミラー13によって合成され、合成された光はスリッ
ト14によって縦方向に細長い線状のスリット光に加工
される。このスリット光は回転制御部17によって制御
される回転ミラー15によって反射され、被写体1側に
投射される。
First, in the light source unit 10, the first and second light sources 11A and 11B output light. These output lights are combined by the half mirror 13 through the filters 12A and 12B, and the combined light is processed by the slit 14 into a slit light elongated in the vertical direction. The slit light is reflected by the rotating mirror 15 controlled by the rotation control unit 17 and is projected on the subject 1 side.

【0008】被写体1に投射された光の反射光がカメラ
部20に入射され、各撮像素子22A,22B,22C
はレンズ21およびハーフミラー24A,24Bを介し
て反射光を受ける。このとき、第1および第2の撮像素
子22A,22Bが受ける光は、その受光側に設けられ
たフィルタ23A,23Bによって、合成光から分離さ
れた単一波長の光となる。
[0008] The reflected light of the light projected on the subject 1 is incident on the camera unit 20, and the image pickup devices 22A, 22B, 22C
Receives reflected light via the lens 21 and the half mirrors 24A and 24B. At this time, the light received by the first and second imaging elements 22A and 22B becomes light of a single wavelength separated from the combined light by the filters 23A and 23B provided on the light receiving side.

【0009】第1光源信号処理部25は第1の撮像素子
22Aの出力を受けて、第1の光源11Aから出力され
た光の反射光成分による画像信号を出力し、第2光源信
号処理部26は第2の撮像素子22Bの出力を受けて、
第2の光源11Bから出力された光の反射光成分による
画像信号を出力する。距離計算部30は第1光源信号処
理部25および第2光源信号処理部26から出力される
画像信号を用いて、各画素毎に、光強度比を計算する。
そして、図24(b)に示すような対応関係に基づい
て、各画素毎に、投射角度θを特定する。
The first light source signal processing unit 25 receives the output of the first image pickup device 22A, outputs an image signal based on a reflected light component of the light output from the first light source 11A, and outputs a second light source signal processing unit. 26 receives the output of the second image sensor 22B,
An image signal based on a reflected light component of the light output from the second light source 11B is output. The distance calculation unit 30 calculates the light intensity ratio for each pixel using the image signals output from the first light source signal processing unit 25 and the second light source signal processing unit 26.
Then, the projection angle θ is specified for each pixel based on the correspondence as shown in FIG.

【0010】ここで、撮像素子の各画素位置とレンズ2
1の中心とがなす視線とレンズ21の光軸とによって決
定される視線角度φ(図22参照)は、各画素位置と1
対1に対応した既知の値である。また、レンズ21と回
転ミラー15の回転中心との距離D(図22参照)も既
知である。
Here, each pixel position of the image sensor and the lens 2
The line-of-sight angle φ (see FIG. 22) determined by the line of sight formed by the center of 1 and the optical axis of the lens 21 is 1 pixel
It is a known value corresponding to one to one. The distance D between the lens 21 and the center of rotation of the rotating mirror 15 (see FIG. 22) is also known.

【0011】したがって、距離計算部30は、三角測量
の原理により、各画素毎に、投射角度θ、視線角度φお
よび距離Dを次式に代入して、各画素に対応する被写体
1上の各点とカメラ部20との距離Zを算出することが
できる。
Therefore, the distance calculation unit 30 substitutes the projection angle θ, the line-of-sight angle φ, and the distance D into the following equation for each pixel according to the principle of triangulation, and calculates the distance on the subject 1 corresponding to each pixel. The distance Z between the point and the camera unit 20 can be calculated.

【0012】 Z=(tanθ・tanφ/tanθ−tanφ)・D …(1) このようにして、被写体1上の各点の3次元位置情報を
得ることができる。
Z = (tan θ · tan φ / tan θ−tan φ) · D (1) In this manner, three-dimensional position information of each point on the subject 1 can be obtained.

【0013】また、被写体1の3次元位置情報ととも
に、第3の撮像素子22Cの出力からカラー信号処理部
27によって、被写体1のテクスチャ画像(カラー画
像)が得られる。
Further, a texture image (color image) of the subject 1 is obtained by the color signal processing section 27 from the output of the third image sensor 22C together with the three-dimensional position information of the subject 1.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レンジファインダ装置では、次のような問題がある。
However, the conventional range finder has the following problems.

【0015】まず、従来のレンジファインダ装置では、
光源部10の光出力の調整はその使用者によって行われ
ており、実際には、使用者の経験に基づいて、あるいは
試行錯誤によって、適切な設定がなされていた。このた
め、例えば初心者がレンジファインダ装置を利用する場
合には、光出力を適切に設定することが困難であるた
め、精度の高い距離情報が必ずしも得られない。また、
被写体が移動する場合には、その都度光出力の再調整が
必要になり、このため時間や手間がかかるという問題も
あった。さらには、被写体が接近し過ぎている場合に、
光源部の出力光が過度に強いと、被写体に悪い影響を与
える可能性があった。
First, in a conventional range finder device,
Adjustment of the light output of the light source unit 10 is performed by the user, and in practice, appropriate settings have been made based on the experience of the user or by trial and error. For this reason, for example, when a beginner uses a range finder device, it is difficult to appropriately set the optical output, so that highly accurate distance information cannot always be obtained. Also,
When the subject moves, the light output needs to be readjusted each time, which causes a problem that it takes time and labor. Furthermore, if the subject is too close,
If the output light of the light source unit is excessively strong, the subject may be adversely affected.

【0016】また、従来のレンジファインダ装置では、
他の問題もあった。図25は3次元計測を行うときの映
像信号の信号レベルを示す図である。図25において、
Lは映像信号全体の信号レベル、LAは反射光成分の信
号レベル、LBは被写体の画像成分(背景光)の信号レ
ベルである。3次元位置情報の精度を高めるためには、
反射光成分の信号レベルLAのS/N比がより高くなる
ように、光源部10の光出力を高く設定すればよい。し
かしながら、カメラ部20のダイナミックレンジは決ま
っているので、反射光成分の信号レベルLAを上げるの
には限界がある。一方、通常の2次元画像を得るために
は、被写体の画像成分の信号レベルLBも、ある程度の
レベルが必要になる。したがって、被写体の反射光成分
のS/N比を十分に改善できず、これが3次元位置情報
の精度向上の妨げになっていた。
In a conventional range finder,
There were other problems as well. FIG. 25 is a diagram illustrating signal levels of video signals when performing three-dimensional measurement. In FIG.
L is the signal level of the entire video signal, LA is the signal level of the reflected light component, and LB is the signal level of the image component (background light) of the subject. In order to improve the accuracy of three-dimensional position information,
The light output of the light source unit 10 may be set high so that the S / N ratio of the signal level LA of the reflected light component becomes higher. However, since the dynamic range of the camera section 20 is determined, there is a limit in increasing the signal level LA of the reflected light component. On the other hand, in order to obtain a normal two-dimensional image, the signal level LB of the image component of the subject also needs to have a certain level. Therefore, the S / N ratio of the reflected light component of the subject cannot be sufficiently improved, which has hindered the improvement of the accuracy of the three-dimensional position information.

【0017】さらには、例えばコンピュータビジョンの
分野では、被写体の距離情報から背景画像と前景画像と
を区別し、この結果を用いて前景画像のみを切り出す技
術が一般に知られている。ところが、テレビ電話のよう
なシステムでは、人の顔(前景)を背景から切り出す機
能は要望されているものの、被写体の距離情報を求める
こと自体は必ずしも必要ではない。このため、被写体の
距離情報を用いないで、背景画像と前景画像とを区別で
きる機能が実現できるのが好ましい。
Furthermore, in the field of computer vision, for example, a technique is generally known in which a background image and a foreground image are distinguished from subject distance information, and only the foreground image is cut out using the result. However, in a system such as a videophone, although a function of cutting out a person's face (foreground) from the background is desired, it is not always necessary to obtain distance information of a subject. For this reason, it is preferable that a function capable of distinguishing a background image from a foreground image can be realized without using distance information of a subject.

【0018】前記の問題に鑑み、本発明は、精度の高い
3次元位置情報が安定して得られ、また、被写体に対す
る安全性が高いレンジファインダ装置を提供することを
課題とする。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a range finder device which can stably obtain high-accuracy three-dimensional position information and has high security for a subject.

【0019】また、本発明は、被写体の距離情報を用い
ないで、背景画像と前景画像とを区別できる撮像装置を
提供することを課題とする。
Another object of the present invention is to provide an image pickup apparatus capable of distinguishing a background image from a foreground image without using distance information of a subject.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1の発明が講じた解決手段は、被写体に投
射した光の反射光を受けて前記被写体の3次元位置情報
を測定するレンジファインダ装置として、前記光を投射
する光源部と、被写体からの反射光を受けるカメラ部
と、前記被写体の距離情報に基づいて、前記光源部の光
出力および前記カメラ部の露出条件のうちの少なくとも
いずれか一方を制御する制御部とを備えたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, a solution taken by the invention of claim 1 is to measure three-dimensional position information of the object by receiving reflected light of light projected on the object. A light source unit that projects the light, a camera unit that receives reflected light from a subject, and a light output unit of the light source unit and an exposure condition of the camera unit based on distance information of the subject. And a control unit for controlling at least one of the above.

【0021】請求項1の発明によると、光源部の光出力
およびカメラ部の露出条件のうち少なくともいずれか一
方は、被写体の距離情報に基づいて、制御される。この
ため、例えば被写体が移動してもそれに応じて投射光の
強度、または受光信号のレベルが制御されるので、精度
の高い3次元位置情報を常に得ることができる。また、
被写体が近づき過ぎた場合でも、投射光が被写体に悪影
響を与えないように動作することも可能になる。
According to the first aspect of the present invention, at least one of the light output of the light source unit and the exposure condition of the camera unit is controlled based on distance information of the subject. For this reason, even if the subject moves, for example, the intensity of the projection light or the level of the light reception signal is controlled in accordance with the movement, so that highly accurate three-dimensional position information can always be obtained. Also,
Even when the subject is too close, it is possible to operate so that the projection light does not adversely affect the subject.

【0022】請求項2の発明では、前記請求項1のレン
ジファインダ装置は、前記被写体までの距離を測定する
距離測定センサを備え、前記制御部は、前記距離測定セ
ンサの出力を前記被写体の距離情報として用いて制御を
行うものとする。
According to a second aspect of the present invention, the range finder device of the first aspect further includes a distance measuring sensor for measuring a distance to the object, and the control unit outputs an output of the distance measuring sensor to the distance of the object. Control shall be performed using the information.

【0023】請求項3の発明では、前記請求項1のレン
ジファインダ装置は、前記カメラ部から出力された映像
信号から距離画像を求める距離計算部を備え、前記制御
部は、前記距離計算部によって得られた距離画像を前記
被写体の距離情報として用いて制御を行うものとする。
According to a third aspect of the present invention, the range finder device of the first aspect further includes a distance calculating unit that obtains a distance image from a video signal output from the camera unit, and the control unit controls the distance calculating unit. Control is performed using the obtained distance image as the distance information of the subject.

【0024】また、請求項4の発明が講じた解決手段
は、被写体に投射した光の反射光を受けて前記被写体の
3次元位置情報を測定するレンジファインダ装置であっ
て、前記光を投射する光源部と、被写体からの反射光を
撮るカメラ部と、前記カメラ部から出力される映像信号
のレベル情報に基づいて、前記光源部の光出力および前
記カメラ部の露出条件のうち少なくともいずれか一方を
制御する制御部とを備えたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a range finder for measuring three-dimensional position information of a subject by receiving reflected light of the light projected on the subject, wherein the light is projected. A light source unit, a camera unit that captures reflected light from a subject, and at least one of a light output of the light source unit and an exposure condition of the camera unit based on level information of a video signal output from the camera unit. And a control unit for controlling the

【0025】請求項4の発明によると、光源部の光出力
およびカメラ部の露出条件のうち少なくともいずれか一
方は、カメラ部から出力される映像信号のレベル情報に
基づいて、制御される。このため、例えば被写体が移動
してもそれに応じて投射光の強度、または受光信号のレ
ベルが制御されるので、精度の高い3次元位置情報を常
に得ることができる。
According to the present invention, at least one of the light output of the light source unit and the exposure condition of the camera unit is controlled based on the level information of the video signal output from the camera unit. For this reason, even if the subject moves, for example, the intensity of the projection light or the level of the light reception signal is controlled in accordance with the movement, so that highly accurate three-dimensional position information can always be obtained.

【0026】請求項5の発明では、前記請求項1または
4のレンジファインダ装置における制御部は、前記距離
情報または前記レベル情報から、前記被写体までの距離
が第1の閾値以上であると判定したときは前記光源部の
光出力を相対的に大きく設定する一方、第2の閾値以下
であると判定したときは前記光源部の光出力を相対的に
小さく設定するものとする。
According to a fifth aspect of the present invention, the control unit in the range finder device according to the first or fourth aspect determines from the distance information or the level information that the distance to the subject is greater than or equal to a first threshold. In this case, the light output of the light source unit is set to be relatively large, while when it is determined that the light output is equal to or less than the second threshold value, the light output of the light source unit is set to be relatively small.

【0027】請求項6の発明では、前記請求項1または
4のレンジファインダ装置におけるカメラ部の露出条件
は、絞り、撮像素子の感度、およびシャッタ速度のうち
の少なくとも1つによって設定されるものとする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the range finder according to the first or fourth aspect, the exposure condition of the camera section is set by at least one of the aperture, the sensitivity of the image sensor, and the shutter speed. I do.

【0028】請求項7の発明では、前記請求項1または
4のレンジファインダ装置は、開閉自在に構成され、閉
状態のとき前記光源部の投射光を遮断するシャッタ部を
備え、前記制御部は、前記シャッタ部の開閉状態を切替
制御するものとする。
According to a seventh aspect of the present invention, the range finder device of the first or fourth aspect is configured to be openable and closable, and includes a shutter unit for blocking the light emitted from the light source unit when the range finder device is in a closed state. The switching of the open / close state of the shutter unit is controlled.

【0029】また、請求項8の発明が講じた解決手段
は、被写体に投射した光の反射光を受けて、前記被写体
の3次元位置情報を測定するレンジファインダ装置とし
て、前記光を投射する光源部と、前記光源部からの投射
光の前記被写体での反射光を受け、かつ、2次元画像を
撮像可能なカメラ部と、3次元計測のために前記光源部
が前記光を投射するとき、前記反射光の信号レベルが十
分高くなるよう、被写体の画像成分の信号レベルを、2
次元画像撮像のときよりも低く抑える制御部とを備えた
ものである。
The invention according to claim 8 is a light source for projecting the light as a range finder device which receives reflected light of the light projected on the subject and measures three-dimensional position information of the subject. And the camera unit capable of receiving a reflected light of the projection light from the light source unit on the subject and capturing a two-dimensional image, and when the light source unit projects the light for three-dimensional measurement, The signal level of the image component of the subject is set to 2 so that the signal level of the reflected light is sufficiently high.
And a control unit that suppresses the temperature to a lower level than when capturing a two-dimensional image.

【0030】請求項8の発明によると、被写体の画像成
分の信号レベルは、3次元計測の際には、2次元画像撮
像のときよりも、低く抑えられる。このため、光源部か
ら投射した光の被写体での反射光の信号レベルのS/N
比が向上し、かつ、2次元画像の画質は劣化しない。し
たがって、3次元位置情報の精度が向上する。
According to the eighth aspect of the present invention, the signal level of the image component of the object is suppressed to be lower in three-dimensional measurement than in two-dimensional image pickup. Therefore, the S / N of the signal level of the light reflected by the subject of the light projected from the light source unit
The ratio is improved, and the image quality of the two-dimensional image is not deteriorated. Therefore, the accuracy of the three-dimensional position information is improved.

【0031】請求項9の発明では、前記請求項8のレン
ジファインダ装置は、前記カメラ部は、当該カメラ部へ
の入射光量を調整するフィルタ部を備え、前記制御部
は、前記フィルタ部の光透過率を、3次元計測のときは
相対的に低くし、2次元画像撮像のときは相対的に高く
するものとする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the range finder device according to the eighth aspect, the camera section includes a filter section for adjusting an amount of light incident on the camera section, and the control section includes a light section of the filter section. The transmittance is relatively low when performing three-dimensional measurement, and relatively high when capturing two-dimensional images.

【0032】請求項10の発明では、前記請求項9のレ
ンジファインダ装置におけるフィルタ部は、液晶素子を
有し、この液晶素子への印加電圧によって光透過率が制
御可能に構成されているものとする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the range finder device according to the ninth aspect, the filter section has a liquid crystal element, and the light transmittance can be controlled by a voltage applied to the liquid crystal element. I do.

【0033】請求項11の発明では、前記請求項8のレ
ンジファインダ装置における制御部は、前記カメラ部の
露出条件を制御するものとする。
According to an eleventh aspect of the present invention, the control unit in the range finder device of the eighth aspect controls the exposure condition of the camera unit.

【0034】請求項12の発明では、前記請求項11の
レンジファインダ装置におけるカメラ部の露出条件は、
絞り、撮像素子の感度、およびシャッター速度のうちの
少なくとも1つによって設定されるものとする。
In the twelfth aspect of the present invention, the exposure condition of the camera section in the range finder device of the eleventh aspect is
It is set by at least one of the aperture, the sensitivity of the image sensor, and the shutter speed.

【0035】また、請求項13の発明が講じた解決手段
は、撮像装置として、光を投射しかつ投射光の光特性が
投射方向に応じて変化する光源部と、2次元画像を撮像
しかつ前記光源部からの投射光の被写体での反射光を受
けるカメラ部と、前記被写体での反射光における光特性
に基づいて、前記2次元画像において前景と背景とを区
別する前景・背景区別部とを備えたものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an image pickup apparatus, comprising: a light source section for projecting light and changing a light characteristic of the projected light in accordance with a projection direction; A camera unit that receives the reflected light of the projection light from the light source unit at the subject, and a foreground / background distinguishing unit that distinguishes between the foreground and the background in the two-dimensional image based on the light characteristics of the reflected light at the subject. It is provided with.

【0036】請求項13の発明によると、2次元画像に
おいて前景と背景との区別が、光源部から投射した光の
被写体での反射光における光特性に基づいて、なされ
る。したがって、距離情報を用いないで、前景と背景と
を区別することができる。
According to the thirteenth aspect, in the two-dimensional image, the foreground and the background are distinguished based on the light characteristics of the light projected from the light source and reflected by the subject. Therefore, the foreground and the background can be distinguished without using the distance information.

【0037】請求項14の発明では、前記請求項13の
撮像装置は、前記前景・背景区別部による区別結果を用
いて、前記2次元画像から前景または背景を切り出す切
り出し部を備えたものとする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the imaging device according to the thirteenth aspect includes a cutout unit that cuts out a foreground or a background from the two-dimensional image using a result of the discrimination by the foreground / background discriminating unit. .

【0038】請求項15の発明では、前記請求項13の
撮像装置における光源部は、光強度特性が投射方向に応
じて変化し、かつ、その変化パタンが互いに異なる第1
および第2の光を投射するものとし、前記前景・背景区
別部は、前記第1の光の反射光と前記第2の光の反射光
との光強度比を用いて前景と背景との区別を行うものと
する。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the light source section of the imaging device according to the thirteenth aspect, the light intensity characteristic varies according to the projection direction, and the variation patterns thereof are different from each other.
And the second light is projected, and the foreground / background distinguishing unit distinguishes between the foreground and the background by using a light intensity ratio of the reflected light of the first light and the reflected light of the second light. Shall be performed.

【0039】請求項16の発明では、前記請求項13の
撮像装置における光源部は、光強度特性が投射方向に応
じて変化する光を投射するものとし、前記前景・背景区
別部は、前記光の反射光の光強度を用いて前景と背景と
の区別を行うものとする。
According to a sixteenth aspect of the present invention, the light source unit in the imaging device according to the thirteenth aspect projects light whose light intensity characteristic changes according to a projection direction, and the foreground / background discriminating unit includes the light source. The foreground and the background are distinguished by using the light intensity of the reflected light.

【0040】請求項17の発明では、前記請求項13の
撮像装置は、前景と背景とを区別するための基準となる
閾値を被写体に応じて決定する閾値決定部を備えたもの
とする。
According to a seventeenth aspect of the present invention, the imaging apparatus according to the thirteenth aspect includes a threshold value determining unit for determining a threshold value as a reference for distinguishing between the foreground and the background in accordance with the subject.

【0041】請求項18の発明では、前記請求項17の
撮像装置における閾値決定部は、被写体での反射光の各
画素における光特性の分布に基づいて前記閾値を決定す
るものとする。
In the eighteenth aspect of the present invention, the threshold value deciding unit in the imaging device according to the seventeenth aspect determines the threshold value based on a distribution of light characteristics of each pixel of the reflected light from the subject.

【0042】請求項19の発明では、前記請求項17の
撮像装置における閾値決定部は、被写体の表面反射率を
用いて前記閾値を決定するものとする。
According to a nineteenth aspect of the present invention, the threshold value determining unit in the imaging device of the seventeenth aspect determines the threshold value using the surface reflectance of the subject.

【0043】請求項20の発明では、前記請求項19の
撮像装置は、被写体までの距離を測定する距離測定セン
サを備え、前記閾値決定部は、前記距離測定センサの測
定結果を用いて被写体の表面反射率を求めるものとす
る。
According to a twentieth aspect of the present invention, the imaging device according to the nineteenth aspect includes a distance measuring sensor for measuring a distance to the subject, and the threshold value determining unit uses the measurement result of the distance measuring sensor to detect the subject. The surface reflectance shall be determined.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0045】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の
実施形態に係るレンジファインダ装置の構成を示す図で
ある。図1において、図22に示す従来の構成と共通の
要素には図22と同一の符号を付しており、ここではそ
の詳細な説明を省略する。
(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a range finder device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, components common to those in the conventional configuration shown in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 22, and detailed description thereof will be omitted.

【0046】図1において、距離測定センサ101は、
本レンジファインダ装置と被写体1との間の概略距離
(平均的な距離)を測定する。この距離測定センサ10
1は超音波の反射を利用した距離センサ等によって実現
される。制御部としての露光制御部102は、距離測定
センサ101から出力された距離情報に応じて、光源コ
ントローラ16およびシャッタ部104の動作を制御す
る。光源コントローラ16は光源部10の光出力(光
量)を調整する。シャッタ部104は開閉自在に構成さ
れており、光源部10の光投射側前面に配置されてい
る。露光制御部102からの指令に応じて閉状態になる
と、光照射経路を遮断し、光源部10の投射光を遮断す
る。
In FIG. 1, the distance measuring sensor 101 is
The approximate distance (average distance) between the present rangefinder device and the subject 1 is measured. This distance measuring sensor 10
1 is realized by a distance sensor or the like using reflection of ultrasonic waves. The exposure control unit 102 as a control unit controls the operations of the light source controller 16 and the shutter unit 104 according to the distance information output from the distance measurement sensor 101. The light source controller 16 adjusts the light output (light amount) of the light source unit 10. The shutter unit 104 is configured to be openable and closable, and is arranged on the front surface of the light source unit 10 on the light projection side. When it is closed according to a command from the exposure control unit 102, the light irradiation path is shut off and the projection light of the light source unit 10 is shut off.

【0047】図2を参照して、図1のレンジファインダ
装置の動作について説明する。図2において、(a)は
被写体1までの距離Lと光源部10の光出力との関係を
示す図、(b)は被写体1までの距離Lとシャッタ部1
04の動作との関係を示す図である。
The operation of the range finder shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2A is a diagram showing the relationship between the distance L to the subject 1 and the light output of the light source unit 10, and FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the distance L to the subject 1 and the shutter unit 1.
It is a figure which shows the relationship with the operation of 04.

【0048】まず、距離測定センサ101が被写体1ま
での距離の測定を行い、距離測定結果Lを露光制御部1
02に送る。ここでは、光源部10からの光投射は行わ
れない。露光制御部102は送られてきた距離測定結果
Lから、被写体1が、第1領域(至近距離)、第2領域
(中間距離)または第3領域(遠距離)のいずれの領域
に存在するかを、予め定めた第1および第2の基準値l
1,l2に基づいて判断する。すなわち、ここでの判断
は次のように行われる。 (1)0 ≦L≦l1 のとき 第1領域 (2)l1<L<l2 のとき 第2領域 (3)l2≦L のとき 第3領域
First, the distance measuring sensor 101 measures the distance to the subject 1, and outputs the distance measurement result L to the exposure control unit 1.
Send to 02. Here, light projection from the light source unit 10 is not performed. The exposure control unit 102 determines whether the subject 1 exists in the first area (close distance), the second area (intermediate distance), or the third area (long distance) based on the transmitted distance measurement result L. With the first and second reference values l
The determination is made based on 1,12. That is, the determination here is performed as follows. (1) First area when 0 ≦ L ≦ l1 (2) Second area when l1 <L <l2 (3) Third area when l2 ≦ L

【0049】露光制御部102は、被写体1が存在する
領域に応じて、それぞれ、以下のように動作する。
The exposure control section 102 operates as follows according to the area where the subject 1 exists.

【0050】(1)被写体1が第1領域に存在するとき この場合は、被写体1が本レンジファインダ装置に接近
し過ぎているので、被写体1への光の照射を避ける。し
たがって、露光制御部102は、図2(a)に示すよう
に光源部10の光出力を相対的に小さく設定し、また図
2(b)に示すようにシャッタ部104を閉状態にし
て、被写体1に光が照射されないようにする。ただしこ
のとき、光源部10の光出力を完全にOFF状態にはし
ない方が好ましい。この場合、完全にOFF状態にする
場合に比べて、光源部10の光出力の立ち上げをより早
く行うことができる。
(1) When the subject 1 exists in the first area In this case, since the subject 1 is too close to the present rangefinder device, irradiation of the subject 1 with light is avoided. Accordingly, the exposure control unit 102 sets the light output of the light source unit 10 to be relatively small as shown in FIG. 2A, and closes the shutter unit 104 as shown in FIG. The light is not applied to the subject 1. However, at this time, it is preferable not to completely turn off the light output of the light source unit 10. In this case, the light output of the light source unit 10 can be started up more quickly than in the case where the light source unit 10 is completely turned off.

【0051】ここで、被写体1への光の照射を避けるの
は、照射される光パワーから被写体1を保護するためで
ある。特に、光源部10の光がレーザ光である場合、被
写体1が至近距離にあるとき、与えられるエネルギー密
度が高くなり、被写体1になんらかの悪影響を及ぼす可
能性もあり得るからである。
Here, the reason why the irradiation of the subject 1 with light is avoided is to protect the subject 1 from the irradiated light power. In particular, when the light from the light source unit 10 is a laser beam, when the subject 1 is at a close distance, the applied energy density increases, and there is a possibility that the subject 1 may have some adverse effect.

【0052】この場合、被写体1に光が投射されないの
で、3次元位置情報の測定は実行されない。3次元位置
情報の測定を実行するためには、被写体1を本レンジフ
ァインダ装置から遠ざけて、適切な位置に移動させる必
要がある。
In this case, since no light is projected on the subject 1, measurement of three-dimensional position information is not executed. In order to execute the measurement of the three-dimensional position information, it is necessary to move the subject 1 away from the range finder device and to an appropriate position.

【0053】(2)被写体1が第2領域に存在するとき この場合、露光制御部102は、図2(b)に示すよう
にシャッタ部104を開状態にするとともに、図2
(a)に示すように、カメラ部20から出力される画像
信号のレベルが適正なレンジに収まるように、光源部1
0の光出力を制御する。これにより、光量不足や光量過
多を防止することができ、反射光成分について常に高い
S/N比を維持できるので、精度の高い3次元位置情報
を測定することができる。
(2) When Subject 1 Exists in Second Region In this case, the exposure control unit 102 opens the shutter unit 104 as shown in FIG.
As shown in (a), the light source unit 1 is controlled so that the level of the image signal output from the camera unit 20 falls within an appropriate range.
0 light output is controlled. This makes it possible to prevent a light quantity shortage or an excessive light quantity, and to always maintain a high S / N ratio for the reflected light component, so that it is possible to measure highly accurate three-dimensional position information.

【0054】(3)被写体1が第3領域に存在するとき この場合、被写体1は本レンジファインダ装置から遠く
離れているので、光源部10からできるだけ強い光を投
射する必要がある。したがって、露光制御部102は、
図2(b)に示すようにシャッター部104を開状態に
するとともに、図2(a)に示すように、光源部10の
光出力を相対的に強く、好ましくは最大にする。
(3) When Subject 1 Exists in Third Region In this case, since the subject 1 is far away from the present rangefinder device, it is necessary to project as strong light from the light source unit 10 as possible. Therefore, the exposure control unit 102
As shown in FIG. 2B, the shutter unit 104 is opened, and as shown in FIG. 2A, the light output of the light source unit 10 is relatively strong, and preferably maximized.

【0055】被写体1が第2または第3領域に存在する
ときは、上記(2)(3)で述べた動作の後に、従来と
同様の3次元位置情報測定の動作が行われる。
When the subject 1 exists in the second or third area, after the operations described in the above (2) and (3), the same three-dimensional position information measuring operation as in the related art is performed.

【0056】なお、ここでは、被写体1までの距離を3
種類の領域に分けて、光源部10の光出力を調整するも
のとしたが、光出力調整の方法はこれに限られるもので
はない。例えば、第1の基準値l1と第2の基準値l2
とを同一の値にして、2種類の領域に分けて光出力を行
ってもよい。または、領域をさらに細かく分けて、より
精密な光出力調整を行ってもかまわない。
Here, the distance to the subject 1 is set to 3
Although the light output of the light source unit 10 is adjusted for each type of area, the method of adjusting the light output is not limited to this. For example, a first reference value l1 and a second reference value l2
May be set to the same value, and light output may be performed in two types of regions. Alternatively, the light output may be adjusted more precisely by further dividing the area.

【0057】また、光源部10の光出力調整の代わり
に、または光源部10の光出力調整に加えて、カメラ部
20の露光条件を調整するようにしてもよい。カメラ部
20の露光条件の制御は、例えば絞り、撮像素子の感
度、またはシャッター速度を制御することによって実現
される。例えば第2領域において、光源部10の光出力
を100%に設定し、カメラ部20の露光条件を、カメ
ラ部20から出力される画像信号のレベルが適正なレン
ジに収まるように、制御してもよい。
Further, instead of adjusting the light output of the light source unit 10, or in addition to adjusting the light output of the light source unit 10, the exposure condition of the camera unit 20 may be adjusted. The control of the exposure condition of the camera unit 20 is realized by controlling, for example, the aperture, the sensitivity of the image sensor, or the shutter speed. For example, in the second area, the light output of the light source unit 10 is set to 100%, and the exposure condition of the camera unit 20 is controlled so that the level of the image signal output from the camera unit 20 falls within an appropriate range. Is also good.

【0058】また、シャッター部104を省き、光源部
10の光出力調整や、カメラ部20の露光条件の調整の
みを行ってもかまわない。
The shutter unit 104 may be omitted, and only the light output adjustment of the light source unit 10 and the adjustment of the exposure condition of the camera unit 20 may be performed.

【0059】図3は光源部10の他の構成例を示す図で
ある。図3(a)に示す構成では、各光源11A,11
Bの前に光透過率可変フィルタ41A,41Bが設けら
れており、光を掃引するのではなく、パターン光を投射
するように構成されている。図3(b)に示すように、
光透過率可変フィルタ41A,41Bの光透過率は、光
透過位置に応じて異なっている。また、光源11A,1
1Bとしてレーザのような単色光源を用いる場合には、
フィルタ12A,12Bは必要ない。
FIG. 3 is a diagram showing another example of the configuration of the light source unit 10. As shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 3A, each of the light sources 11A, 11A
Variable light transmittance filters 41A and 41B are provided before B, and are configured to project pattern light instead of sweeping light. As shown in FIG.
The light transmittance of the light transmittance variable filters 41A and 41B differs depending on the light transmission position. Further, the light sources 11A, 1
When using a monochromatic light source such as a laser as 1B,
Filters 12A and 12B are not required.

【0060】図4はカメラ部の露光条件をそのシャッタ
ー速度で制御する場合を示す図である。シャッタ速度に
よって露光制御を行う場合には、光源部10は、投射光
を掃引するタイプではなく、図3に示すようなパターン
光を投射するタイプであることが必要である。この場
合、図4(a)に示すように光源部10の発光期間Tを
一定にし、図4(b)に示すように、1垂直期間におけ
るカメラ部20の露光時間T0をシャッター速度の制御
によって変更すればよい。もちろん、カメラ部20の露
光時間T0を一定にして、光源部10の発光期間Tを可
変にしてもかまわない。この場合、T0≧Tとなる。
FIG. 4 is a diagram showing a case where the exposure conditions of the camera section are controlled by the shutter speed. In the case where exposure control is performed based on the shutter speed, the light source unit 10 needs to be of a type that projects pattern light as shown in FIG. 3 instead of a type that sweeps projection light. In this case, the light emission period T of the light source unit 10 is fixed as shown in FIG. 4A, and the exposure time T0 of the camera unit 20 in one vertical period is controlled by controlling the shutter speed as shown in FIG. 4B. You can change it. Of course, the exposure time T0 of the camera unit 20 may be fixed, and the light emission period T of the light source unit 10 may be variable. In this case, T0 ≧ T.

【0061】なお、本実施形態では、被写体の距離情報
を得るための手段として距離測定センサ101を設けた
が、このような手段は必ずしも設ける必要はない。この
場合は、距離計算部30によって得られた距離画像を被
写体の距離情報として用いて、光源部10の光出力やカ
メラ部20の露光条件の制御を行えばよい。ただし、被
写体の存在領域を確認するためにとりあえずまず距離情
報が必要になるので、最初は、被写体への光照射を行う
必要がある。このときにはまだ被写体までの距離が分か
らないので、光源部10の光出力は必要最小限に低く抑
えることが望ましい。
In the present embodiment, the distance measuring sensor 101 is provided as a means for obtaining distance information of a subject, but such a means is not necessarily required. In this case, the light output of the light source unit 10 and the exposure condition of the camera unit 20 may be controlled using the distance image obtained by the distance calculation unit 30 as the distance information of the subject. However, since the distance information is first required to confirm the area where the subject exists, it is necessary to first irradiate the subject with light. At this time, since the distance to the subject has not yet been determined, it is desirable that the light output of the light source unit 10 be suppressed to a necessary minimum.

【0062】なお、本明細書において、距離画像とは、
各画素について、カメラからの距離または3次元座標系
における奥行き値が示された画像のことをいう。前者は
球座標系(r,θ,φ)のrに相当するものであり、後
者は直角座標系(x,y,z)のzに相当するものであ
る。
In this specification, the distance image is
An image in which a distance from a camera or a depth value in a three-dimensional coordinate system is indicated for each pixel. The former corresponds to r in the spherical coordinate system (r, θ, φ), and the latter corresponds to z in the rectangular coordinate system (x, y, z).

【0063】また、距離計算部30によって得られる距
離画像は、カメラ部20から出力される画像信号の信号
レベルが適切でない場合等には、大きな誤差を含む可能
性がある。例えば被写体1が非常に遠方にある場合、投
射した光の反射光については微少な信号しか得られない
ので、距離画像のS/N比が低くなる。このようなS/
N比の低い距離画像を被写体の距離情報として用いて制
御を行うことは、システムが不安定になる要因になる。
言い換えると、本実施形態のように、距離画像を得る構
成とは別個に距離測定センサ101のような手段を設け
て、この手段による測定結果を被写体の距離情報として
用いる方が、より安定した制御を実現できる。
The distance image obtained by the distance calculator 30 may include a large error when the signal level of the image signal output from the camera 20 is not appropriate. For example, when the subject 1 is very far away, only a small signal can be obtained for the reflected light of the projected light, so that the S / N ratio of the distance image is low. Such S /
Performing control using a distance image with a low N ratio as distance information of a subject becomes a cause of system instability.
In other words, as in the present embodiment, it is more stable to provide a means such as the distance measurement sensor 101 separately from the configuration for obtaining the distance image and use the measurement result obtained by this means as the distance information of the subject. Can be realized.

【0064】また、被写体の距離情報の代わりに、カメ
ラ部20から出力される映像信号のレベル情報に基づい
て、光源部10の光出力またはカメラ部20の露出条件
を制御するようにしてもよい。
The light output of the light source unit 10 or the exposure condition of the camera unit 20 may be controlled based on the level information of the video signal output from the camera unit 20 instead of the subject distance information. .

【0065】また、本実施形態では、光強度比を用いて
3次元計測を行うレンジファインダ装置を例にとって説
明したが、光波長などの他の光特性を用いる構成であっ
てもかまわない。なお、光波長を用いる場合には、図1
に示すカメラ部20の代わりに、反射光の光波長を計測
できるカメラが必要となる。また、投射光の光特性と投
射角度との対応関係を利用する構成に限らず、例えば、
光の掃引開始から各ホトセンサに光が到達するまでの経
過時間を実測するような構成であっても、もちろんかま
わない(A.Gruss,S.Tada,T.Kanade,“A VLSI Smart Sen
sor for Fast Range Imaging”,in Proceedings of the
1992 IEEE/RSJ International Conference on Intelli
gent Robots and Systems,pp.349-358,July 1992) 。
In this embodiment, the range finder apparatus for performing three-dimensional measurement using the light intensity ratio has been described as an example. However, a configuration using other light characteristics such as light wavelength may be used. In the case where an optical wavelength is used, FIG.
A camera that can measure the light wavelength of the reflected light is required instead of the camera unit 20 shown in FIG. Further, the present invention is not limited to the configuration using the correspondence between the optical characteristics of the projection light and the projection angle.
A configuration in which the elapsed time from the start of light sweep to the arrival of light at each photosensor may be measured (A.Gruss, S.Tada, T.Kanade, “A VLSI Smart Sen
sor for Fast Range Imaging ”, in Proceedings of the
1992 IEEE / RSJ International Conference on Intelli
gent Robots and Systems, pp. 349-358, July 1992).

【0066】(第2の実施形態)図5は本発明の第2の
実施形態に係るレンジファインダ装置の構成図である。
図5では、図22に示す従来の構成と共通の要素には同
一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略
する。図5に示すレンジファインダ装置は、光源部10
から投射した光の被写体1での反射光をカメラ部310
で受けて、これにより被写体1の3次元位置情報を測定
する。また、カメラ部310はカラー画像(2次元画
像)を撮像可能である。3次元位置情報の測定の動作は
従来と同様である。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a configuration diagram of a range finder device according to a second embodiment of the present invention.
5, the same elements as those of the conventional configuration shown in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The range finder device shown in FIG.
Of the light projected from the camera 1 on the subject 1
, Thereby measuring the three-dimensional position information of the subject 1. The camera unit 310 can capture a color image (two-dimensional image). The operation of measuring the three-dimensional position information is the same as the conventional one.

【0067】カメラ部310は、レンズ312、絞り3
13および撮像素子(CCD)314を有し、さらにレ
ンズ312の前にフィルタ部としてのND(Neutral De
nsity )フィルタ素子311が設けられている。NDフ
ィルタ素子311は液晶素子を有し、この液晶素子への
印加電圧によって光透過率が制御可能に構成されてい
る。制御部としての露光制御部301は、カメラ部31
0から出力された画像信号に基づいて、カメラ部310
の絞り313若しくはNDフィルタ素子311等の制
御、または光源部10の光出力(光量)を調整するため
の制御を行う。
The camera section 310 includes a lens 312, an aperture 3
13 and an image pickup device (CCD) 314, and an ND (Neutral Deflector) as a filter unit before the lens
nsity) Filter element 311 is provided. The ND filter element 311 has a liquid crystal element, and the light transmittance can be controlled by a voltage applied to the liquid crystal element. The exposure control unit 301 as a control unit includes the camera unit 31
0 based on the image signal output from the
Control of the aperture 313 or the ND filter element 311 of the light source unit 10 or control for adjusting the light output (light amount) of the light source unit 10 is performed.

【0068】図6は図5のレンジファインダ装置の動作
とNDフィルタ素子311の光透過率との関係を示すグ
ラフである。図6に示すように、ここでは、3次元計測
を行う、すなわち距離画像を撮像する第1期間T1と、
カラー画像を撮像する第2期間T2とが交互に設けられ
ている。NDフィルタ素子311の光透過率は、露光制
御部301によって、第1の期間T1では相対的に低
く、第2の期間T2では相対的に高く設定される。また
光源部10は、露光制御部301および光源制御部16
によって、第1の期間T1では従来の3次元計測の場合
と同様に制御され、第2の期間T2ではOFF状態に制
御される。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the operation of the range finder device of FIG. 5 and the light transmittance of the ND filter element 311. As shown in FIG. 6, here, a first period T1 in which three-dimensional measurement is performed, that is, a distance image is captured,
The second period T2 for capturing a color image is provided alternately. The light transmittance of the ND filter element 311 is set by the exposure control unit 301 to be relatively low in the first period T1 and to be relatively high in the second period T2. The light source unit 10 includes an exposure control unit 301 and a light source control unit 16.
Thus, control is performed in the first period T1 in the same manner as in the case of the conventional three-dimensional measurement, and control is performed in the OFF state in the second period T2.

【0069】図7はカメラ部310の撮像素子314の
感度と光の波長との関係を示すグラフである。光源部1
0の投射光の波長は近赤外領域に設定されている。カメ
ラ部310の撮像素子314の感度は図7のように調整
されており、カメラ部310への入射光のうち、可視領
域の光がカラー画像の撮像に用いられ、近赤外領域の光
が3次元計測すなわち距離画像の撮像に用いられる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the sensitivity of the image sensor 314 of the camera unit 310 and the wavelength of light. Light source unit 1
The wavelength of the projection light of 0 is set in the near infrared region. The sensitivity of the image sensor 314 of the camera unit 310 is adjusted as shown in FIG. 7, and among the light incident on the camera unit 310, light in the visible region is used for capturing a color image, and light in the near-infrared region is used. It is used for three-dimensional measurement, that is, imaging of a distance image.

【0070】図8を用いて、本実施形態に係るレンジフ
ァインダ装置の技術的な特徴について説明する。同図
中、(a)は3次元計測を行う第1の期間T1における
映像信号の信号レベル、(b)は2次元画像撮像を行う
第2の期間T2における映像信号の信号レベルを示す。
The technical features of the range finder device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, (a) shows the signal level of the video signal in the first period T1 in which three-dimensional measurement is performed, and (b) shows the signal level of the video signal in the second period T2 in which two-dimensional imaging is performed.

【0071】本実施形態では、2次元画像の画質を劣化
させることなく、精度の高い3次元計測を実現するため
に、第1期間T1と第2期間T2とにおいて、絞り31
3やNDフィルタ素子311等の設定を切り替える。す
なわち、3次元計測のとき、光源部10の投射光の反射
光の信号レベルLAが十分高くなるように、被写体の画
像成分の信号レベルLBを、2次元画像撮像のときのカ
ラー画像成分の信号レベルL2よりも低く抑える。
In this embodiment, in order to realize highly accurate three-dimensional measurement without deteriorating the image quality of the two-dimensional image, the diaphragm 31 is used in the first period T1 and the second period T2.
3 and the setting of the ND filter element 311 and the like are switched. That is, at the time of three-dimensional measurement, the signal level LB of the image component of the subject is changed so that the signal level LB of the reflected light of the projection light of the light source unit 10 becomes sufficiently high. Keep it lower than level L2.

【0072】例えば具体的には、第2期間T2では、露
光制御部301はNDフィルタ素子311の光透過率を
相対的に高く、好ましくは最大に設定する。そして、カ
ラー画像成分の信号レベルL2が飽和レベルに達しない
程度に大きくなるように、カメラ部310の露出条件例
えば絞り、撮像素子の感度またはシャッター速度を制御
する。ここでの制御は、カラー画像が適正露光の状態、
例えば画素値の平均値が所定の基準レベル以上または画
素値のピーク値が最大輝度の状態になるように、行えば
よい。
For example, specifically, in the second period T 2, the exposure control section 301 sets the light transmittance of the ND filter element 311 to be relatively high, preferably to the maximum. Then, the exposure condition of the camera unit 310, for example, the aperture, the sensitivity of the image sensor, or the shutter speed is controlled so that the signal level L2 of the color image component does not reach the saturation level. The control here is that the color image is properly exposed,
For example, the operation may be performed such that the average value of the pixel values is equal to or higher than a predetermined reference level or the peak value of the pixel values has the maximum luminance.

【0073】また、第1期間T1では、露光制御部30
1はNDフィルタ素子311の光透過率を相対的に低く
設定し、背景光すなわち被写体の画像成分の信号レベル
LBを小さく抑える。そして、距離画像の信号レベルL
1がカメラ部310の撮像素子のレンジ幅を越えない程
度に大きくなるように、カメラ部310の露出条件を制
御する。このとき、NDフィルタ素子311の光透過率
を低く設定したことによって、実質的な距離画像成分で
ある光源部10からの投射光の反射光の信号レベルLA
も小さくなる。このため、光源部10の光出力(光量)
を高く設定し、実質的な距離画像成分LAを大きくする
のが好ましい。これによって、S/N比の高い距離画像
を得ることができる。
In the first period T1, the exposure controller 30
Numeral 1 sets the light transmittance of the ND filter element 311 relatively low, and suppresses the background light, that is, the signal level LB of the image component of the subject to a low level. Then, the signal level L of the distance image
The exposure condition of the camera section 310 is controlled so that 1 becomes larger than the range width of the image sensor of the camera section 310. At this time, by setting the light transmittance of the ND filter element 311 low, the signal level LA of the reflected light of the projected light from the light source unit 10 which is a substantial distance image component is obtained.
Is also smaller. Therefore, the light output (light amount) of the light source unit 10
Is set high, and the substantial distance image component LA is preferably increased. Thereby, a range image having a high S / N ratio can be obtained.

【0074】さらに、第2期間T2内の最後に光源部1
0の光をOFF状態にする第3期間T3を設け、この第
3期間T3において、NDフィルタ素子311の光透過
率を、カラー画像成分の信号レベルができるだけ抑制さ
れるように制御してもよい。この場合も、光源部10の
光出力を高く設定しておけば、第1期間T1において距
離画像のレンジ幅L1が小さくなる、という不都合を避
けることができる。
Further, at the end of the second period T2,
A third period T3 in which the light of 0 is turned off may be provided, and in this third period T3, the light transmittance of the ND filter element 311 may be controlled so that the signal level of the color image component is suppressed as much as possible. . Also in this case, if the light output of the light source unit 10 is set high, it is possible to avoid the disadvantage that the range width L1 of the range image is reduced in the first period T1.

【0075】なお、NDフィルタ素子311の透過率の
制御と併せて、光源部10の光出力のレベルをアップ・
ダウンさせる制御を行ってもかまわない。なお、ここで
の光出力の制御とは、図24に示すような光強度の変化
パターンは維持したまま、光量全体のレベルをアップダ
ウンさせる制御のことである。
In addition to the control of the transmittance of the ND filter element 311, the level of the light output of the light source 10 is increased.
Control for down may be performed. Here, the control of the light output is a control of increasing or decreasing the level of the entire light amount while maintaining the light intensity change pattern as shown in FIG.

【0076】なお、NDフィルタ素子311の光透過率
を制御する代わりに、図4に示すように、カメラ部31
0のシャッター時間(例えばCCDの電子シャッタ機能
を用いる)を変化させて、入射光量を制御してもよい。
この場合は、光源部10がパターン光を投射する必要が
ある。
Instead of controlling the light transmittance of the ND filter element 311, as shown in FIG.
The incident light amount may be controlled by changing the shutter time of 0 (for example, using the electronic shutter function of the CCD).
In this case, the light source unit 10 needs to project the pattern light.

【0077】また、本実施形態では、NDフィルタ素子
の光透過率およびカメラ部の露光条件の双方を制御する
ものとしたが、これに限らず、いずれか一方を制御する
構成でもかまわない。
In this embodiment, both the light transmittance of the ND filter element and the exposure condition of the camera unit are controlled. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which either one is controlled may be used.

【0078】またここでは、第1及び第2の期間T1,
T2が交互の場合を示したが、本発明はこれに限られる
ものではなく、例えば期間T1,T2のうちの一方の期
間が連続することがあってもかまわない。また、3次元
計測と2次元画像撮像とにおいてサンプリング周期を同
一にする必要はなく、例えば3次元計測のサンプリング
周期を長く設定してもかまわない。
Here, the first and second periods T1,
Although the case where T2 is alternated has been described, the present invention is not limited to this. For example, one of the periods T1 and T2 may be continuous. Further, it is not necessary to make the sampling cycle the same between the three-dimensional measurement and the two-dimensional image capturing, and for example, the sampling cycle of the three-dimensional measurement may be set longer.

【0079】図9は本実施形態に係るレンジファインダ
装置における光源部およびカメラ部の他の構成例を示す
図である。図9に示すように、光源部10Aは1個の光
源51を用いて構成することができる。この場合、図1
0に示すように、3次元計測を行う第1期間T1におい
て、2種類のパターン光を時分割に投射させればよい。
FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the light source section and the camera section in the range finder device according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the light source unit 10A can be configured using one light source 51. In this case, FIG.
As shown in FIG. 0, in the first period T1 in which three-dimensional measurement is performed, two types of pattern lights may be projected in a time-division manner.

【0080】(第3の実施形態)図11は本発明の第3
の実施形態に係る撮像装置としてのテレビ電話システム
の構成図である。図11では、図5に示す構成と共通の
要素には同一の符号を付しており、ここではその詳細な
説明を省略する。ここでは、被写体711は人の顔であ
る。
(Third Embodiment) FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention.
1 is a configuration diagram of a videophone system as an imaging device according to an embodiment. In FIG. 11, the same elements as those in the configuration shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Here, the subject 711 is a human face.

【0081】図12(a)は図11に示す撮像装置の時
分割処理を表す図である。図12(a)に示すように、
本実施形態では、赤外フラッシュランプ701aを点灯
させその反射光を用いて前景と背景の区別を行う第1期
間T1と、カラー画像(2次元画像)を撮像し前景画像
のみを切り出す第2期間T2とを、交互に実行する。
FIG. 12A is a diagram showing the time-division processing of the imaging apparatus shown in FIG. As shown in FIG.
In the present embodiment, a first period T1 in which the infrared flash lamp 701a is turned on to distinguish the foreground from the background using the reflected light, and a second period in which a color image (two-dimensional image) is captured and only the foreground image is cut out And T2 are executed alternately.

【0082】図11に示すように、光源部701は赤外
フラッシュランプ701aおよび透過型液晶表示素子7
01bを有する。赤外フラッシュランプ701aは光源
制御部702からの指令によって、第1期間T1におい
て2回点灯し(tA,tB)、被写体711に赤外線を
照射する。透過型液晶表示素子701bは光の通過位置
に応じて光透過率が異なるフィルタ素子であり、光透過
率の分布パタンとして2種類のパタンが設定可能になっ
ている。この光透過率の分布パタンは、光源制御部70
2からの指令によって、赤外フラッシュランプ701a
の点灯毎に切り替えられる。この結果、被写体711へ
の投射光の光強度パタンは図12(b)のようになる。
図12(b)において、光強度パタンIAがタイミング
tAにおける光の光強度特性に、光強度パタンIBがタ
イミングtBにおける光の光強度特性に、それぞれ対応
する。光強度パターンIA,IBは投射角度θに応じて
変化する。
As shown in FIG. 11, the light source section 701 includes an infrared flash lamp 701a and a transmission type liquid crystal display element 7.
01b. In response to a command from the light source control unit 702, the infrared flash lamp 701a is turned on twice (tA, tB) in the first period T1, and irradiates the subject 711 with infrared light. The transmission type liquid crystal display element 701b is a filter element having a different light transmittance depending on a light passing position, and two types of patterns can be set as a light transmittance distribution pattern. This light transmittance distribution pattern is
2, the infrared flash lamp 701a
Is switched every time is turned on. As a result, the light intensity pattern of the light projected on the subject 711 is as shown in FIG.
In FIG. 12B, the light intensity pattern IA corresponds to the light intensity characteristic of the light at the timing tA, and the light intensity pattern IB corresponds to the light intensity characteristic of the light at the timing tB. The light intensity patterns IA and IB change according to the projection angle θ.

【0083】カラー信号処理部703は第2期間T2で
撮像したカラー画像を処理する。前景・背景区別部とし
ての前景判断部704はカメラ部310からの出力信号
によって、前景と背景とを区別する。切り出し部705
は前景判断部704による区別結果を用いて、カラー信
号処理部703の出力画像から前景画像を切り出す。テ
レビ電話部706は、切り出し部705から出力された
前景画像および受話器707からの音声信号を電話回線
708を介して電話の相手側に送り出す。制御部709
は、NDフィルタ素子311、絞り313および光源制
御部702に対しては第2の実施形態における露光制御
部301と同様の制御を行い、これに加えて、カラー信
号処理部703および前景判断部704に対しても処理
のタイミング等の制御を行う。
The color signal processing section 703 processes the color image picked up in the second period T2. A foreground determining unit 704 as a foreground / background distinguishing unit distinguishes a foreground from a background based on an output signal from the camera unit 310. Cut-out part 705
Extracts a foreground image from the output image of the color signal processing unit 703 using the discrimination result by the foreground determination unit 704. The videophone unit 706 sends the foreground image output from the cutout unit 705 and the audio signal from the receiver 707 to the other party of the telephone via the telephone line 708. Control unit 709
Controls the ND filter element 311, the aperture 313, and the light source control unit 702 in the same manner as the exposure control unit 301 in the second embodiment, and additionally performs a color signal processing unit 703 and a foreground determination unit 704. , The timing of the processing is controlled.

【0084】図13を参照して、図11に示すテレビ電
話システムの動作について説明する。図13(a)は図
12(b)と同一の図であり、被写体711への投射光
の光強度パタンIA,IBを示す。また図13(b)は
光強度比IA/IBと投射角度θとの関係を示す。光強
度比IA/IBと投射角度θとの間には1対1の対応関
係があり、光強度比IA/IBが得られればその光の投
射角度θが一義的に特定できる。
The operation of the videophone system shown in FIG. 11 will be described with reference to FIG. FIG. 13A is the same as FIG. 12B, and shows the light intensity patterns IA and IB of the light projected on the subject 711. FIG. 13B shows the relationship between the light intensity ratio IA / IB and the projection angle θ. There is a one-to-one correspondence between the light intensity ratio IA / IB and the projection angle θ, and if the light intensity ratio IA / IB is obtained, the projection angle θ of the light can be uniquely specified.

【0085】カメラ部310の撮像素子314は、第1
期間T1において、赤外フラッシュランプ701aの2
回の光照射による反射光を受光する。前景判断部704
は撮像素子314からの画像信号を用いて、各画素毎
に、光強度比IA0/IB0を求める。そして図13
(c)に示すように、この光強度比IA0/IB0か
ら、各画素が前景であるか背景であるかを判定する。す
なわち、求めた光強度比IA0/IB0が、所定の判定
基準RTHよりも大きい値であるときは、その画素は前景
(人の顔)に対応するものと判定する一方、判定基準R
THよりも小さい値であるときは、背景に対応するものと
判定する。このような判定を全ての画素について行い、
この判定結果を切り出し部705に出力する。
The image pickup device 314 of the camera unit 310
In the period T1, the infrared flash lamp 701a
Light reflected by the second light irradiation is received. Foreground judgment unit 704
Calculates the light intensity ratio IA0 / IB0 for each pixel using the image signal from the image sensor 314. And FIG.
As shown in (c), it is determined from the light intensity ratio IA0 / IB0 whether each pixel is a foreground or a background. That is, when the obtained light intensity ratio IA0 / IB0 is a value larger than the predetermined criterion R TH , the pixel is determined to correspond to the foreground (human face), while the criterion R
If the value is smaller than TH, it is determined to correspond to the background. Such a determination is made for all pixels,
This determination result is output to the cutout unit 705.

【0086】図13(d)を用いて、上記のような判定
が可能な理由について説明する。
The reason why the above determination is possible will be described with reference to FIG.

【0087】図11に示すように、テレビ電話システム
の場合、カメラ部310の前に存在する被写体711の
中心位置Pは、平均的な位置として予め定めることがで
きる。したがって、このようにして定めた中心位置Pに
対応する投射角度θTHを、基準角度として用いればよ
い。図11から分かるように、投射角度が基準角度θTH
よりも大きいときは、被写体711は中心位置Pよりも
近くにあり、反対に、投射角度が基準角度θTHよりも小
さいときは、被写体711は中心位置Pよりも遠くにあ
る。そして、上述したように投射角度と光強度比とは1
対1の関係にあるので、基準角度θTHに対応する光強度
比RTHを基準として用いることによって、求めた光強度
比から直接に、背景か前景かの判定を行うことができ
る。
As shown in FIG. 11, in the case of the videophone system, the center position P of the subject 711 existing in front of the camera unit 310 can be predetermined as an average position. Therefore, the projection angle θ TH corresponding to the center position P thus determined may be used as the reference angle. As can be seen from FIG. 11, the projection angle is the reference angle θ TH
If the projection angle is smaller than the reference angle θ TH , the subject 711 is farther than the center position P when the projection angle is smaller than the reference angle θ TH . Then, as described above, the projection angle and the light intensity ratio are 1
Since there is a one-to-one relationship, by using the light intensity ratio R TH corresponding to the reference angle θ TH as a reference, it is possible to directly determine the background or the foreground from the obtained light intensity ratio.

【0088】次に第2期間T2において、カメラ部31
0は被写体711のカラー画像の撮像を行う。カラー信
号処理部703はカメラ部310からの撮像信号を得て
所定の処理を行い、切り出し部705にカラー画像信号
を出力する。切り出し部705は前景判断部704の判
定結果を用いて、カラー信号処理部703から送られた
カラー画像信号から前景画像のみを切り出し、テレビ電
話部706に出力する。テレビ電話部706はこの前景
画像と受話器707からの音声信号とを電話回線708
を介して出力する。
Next, in the second period T2, the camera unit 31
0 captures a color image of the subject 711. The color signal processing unit 703 obtains an imaging signal from the camera unit 310, performs predetermined processing, and outputs a color image signal to the cutout unit 705. The cutout unit 705 cuts out only the foreground image from the color image signal sent from the color signal processing unit 703 using the determination result of the foreground determination unit 704, and outputs it to the videophone unit 706. The videophone unit 706 converts the foreground image and the audio signal from the receiver 707 into a telephone line 708.
Output via.

【0089】なお、図14(a),(b)に示すよう
に、判定基準RTHにヒステリシス特性を持たせてもよ
い。これにより、ノイズに強い判定を行うことができ
る。
As shown in FIGS. 14A and 14B, the criterion R TH may have a hysteresis characteristic. This makes it possible to make a determination that is strong against noise.

【0090】なお、ここでは、光強度比を求めて背景・
前景の判定を行う場合について説明したが、これに限ら
ず、例えば光強度そのものから判定を行ってもかまわな
い。この場合、図15(a)に示すように、タイミング
t2(またはt1)で照射された光の反射光の撮像素子
314による観測値(光強度IB)から、予め定めた基
準光強度ITHを用いて、背景・前景の判定を直接行うこ
とができる。これは、図15(b)に示すように、投射
角度θと光強度とが1対1の関係にあるためである。た
だし、光強度比を用いた場合と異なり、光強度そのもの
は被写体711表面の色によって異なる。このため、光
強度比を用いた場合と同程度の精度で前景・背景の区別
を行うためには、基準光強度ITHを被写体711の表面
の色に応じて変える必要がある。
In this case, the light intensity ratio is calculated to determine the background
The case where the determination of the foreground is performed has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the determination may be performed based on the light intensity itself. In this case, as shown in FIG. 15A, a predetermined reference light intensity I TH is calculated from the observed value (light intensity IB) of the reflected light of the light emitted at the timing t2 (or t1) by the image sensor 314. This can be used to directly determine the background / foreground. This is because there is a one-to-one relationship between the projection angle θ and the light intensity, as shown in FIG. However, unlike the case where the light intensity ratio is used, the light intensity itself differs depending on the color of the surface of the subject 711. For this reason, in order to distinguish between the foreground and the background with the same level of accuracy as when the light intensity ratio is used, it is necessary to change the reference light intensity ITH according to the color of the surface of the subject 711.

【0091】なお、ここでは、光源として赤外フラッシ
ュランプを用いたが、連続発光するランプを用いてもか
まわない。この場合は、カメラ部310に可視光のみを
撮像する撮像素子と赤外光のみを撮像する撮像素子とを
設ける必要がある。また、図24に示すように、光強度
を時間的に変調し、投射方向を掃引させてもかまわな
い。
Although the infrared flash lamp is used as the light source here, a lamp that emits light continuously may be used. In this case, it is necessary to provide the camera unit 310 with an image sensor that captures only visible light and an image sensor that captures only infrared light. Further, as shown in FIG. 24, the light intensity may be temporally modulated to sweep the projection direction.

【0092】また、前景を切り出す代わりに、背景を切
り出すように構成することも容易に可能である。
It is also possible to easily cut out the background instead of cutting out the foreground.

【0093】<第1変形例>図16は本実施形態に係る
テレビ電話システムの他の構成を示す図である。図16
では、図11と共通の構成要素には同一の符号を付して
いる。図11と異なるのは、前景と背景とを区別するた
めの基準となる閾値を被写体に応じて決定する閾値決定
部1201を備える点である。閾値決定部1201は、
各画素における反射光の光強度比の分布に基づいて、閾
値を決定する。具体的には、閾値決定部1201はカメ
ラ部310からの出力信号に基づいて、前景と背景の区
別の際の判定基準となる閾値を、モード法、P−タイル
法または判別基準法等の手法を用いて決定する。
<First Modification> FIG. 16 is a diagram showing another configuration of the videophone system according to the present embodiment. FIG.
Here, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 11 is different from FIG. 11 in that a threshold value determining unit 1201 that determines a threshold value as a reference for distinguishing a foreground from a background according to a subject is provided. The threshold determination unit 1201
The threshold is determined based on the distribution of the light intensity ratio of the reflected light at each pixel. More specifically, based on an output signal from the camera unit 310, the threshold determination unit 1201 determines a threshold used as a criterion for distinguishing between foreground and background by a method such as a mode method, a P-tile method, or a discrimination reference method. Is determined using

【0094】図17(a)はモード法による閾値決定を
示す図である。モード法では、各画素における反射光の
光特性の分布を表すヒストグラムの谷間における値を閾
値として決定する。ここで、撮像素子314から出力さ
れる各画素毎の明るさの比(図13(b)に示す光強度
比)から図17(a)のようなヒストグラムが得られた
とする。閾値決定部1201はヒストグラムの谷間を認
識し、この谷間における光強度比RTHを閾値として決定
する。これにより、閾値は被写体に応じて変化すること
になり、より精度の高い判定を行うことができる。閾値
決定部1201で決定された閾値は前景判断部704に
送られる。
FIG. 17A is a diagram showing the threshold value determination by the mode method. In the mode method, a value in a valley of a histogram representing the distribution of the light characteristics of the reflected light in each pixel is determined as a threshold. Here, it is assumed that a histogram as shown in FIG. 17A is obtained from the brightness ratio (light intensity ratio shown in FIG. 13B) of each pixel output from the image sensor 314. The threshold value determination unit 1201 recognizes a valley of the histogram, and determines the light intensity ratio R TH in this valley as a threshold. As a result, the threshold value changes according to the subject, and a more accurate determination can be made. The threshold value determined by the threshold value determination unit 1201 is sent to the foreground determination unit 704.

【0095】また、光強度比の分布の代わりに、光強度
自体の分布を用いてもかまわない。この場合には、図1
5(a)に示す基準光強度ITHが決定される。背景・前
景の区別のために光強度そのものを用いる場合には、上
述したように被写体711の色の影響を受けやすいの
で、このような閾値決定部1201を設けることは判定
精度の向上のために極めて有効である。
Further, the distribution of the light intensity itself may be used instead of the distribution of the light intensity ratio. In this case, FIG.
The reference light intensity I TH shown in FIG. 5 (a) is determined. In the case where the light intensity itself is used for distinguishing the background and the foreground, since the influence of the color of the subject 711 is liable as described above, the provision of such a threshold value determination unit 1201 is necessary for improving the determination accuracy. Extremely effective.

【0096】図17(b)はP−タイル法による閾値決
定を示す図である。P−タイル法では、累積ヒストグラ
ムにおける累積値が所定の値になるときの値を閾値とし
て決定する。ここで、撮像素子314から出力される各
画素毎の光強度比から図17(b)のような累積ヒスト
グラムが得られたとする。閾値決定部1201は累積ヒ
ストグラムから、累積頻度がP%になるときの光強度比
THを閾値として決定する。テレビ電話システムの場
合、カメラ画像全領域に対する前景(すなわち人の顔)
領域の割合はほぼ所定の比率になると考えられるので、
閾値決定のための累積頻度の値P%を予め定めることが
できる。
FIG. 17B is a diagram showing how the threshold value is determined by the P-tile method. In the P-tile method, a value when the cumulative value in the cumulative histogram becomes a predetermined value is determined as a threshold. Here, it is assumed that a cumulative histogram as shown in FIG. 17B is obtained from the light intensity ratio of each pixel output from the image sensor 314. The threshold value determination unit 1201 determines the light intensity ratio RTH when the cumulative frequency becomes P% from the cumulative histogram as a threshold value. In the case of a videophone system, the foreground (ie, human face) for the entire camera image area
Since the area ratio is expected to be almost a predetermined ratio,
The value P% of the cumulative frequency for determining the threshold can be determined in advance.

【0097】また、判別基準法では、閾値によって2分
される領域間のクラス間分散が最大になるように、閾値
を決定する。カメラ画像の全領域を領域R1と領域R2
とに分ける。領域R1,R2が占める面積の割合をそれ
ぞれω1 ,ω2 とし(ω1 +ω2 =1)、全領域におけ
る平均明るさをμT 、分散をσT 2 とし、領域R1,R
2の平均明るさをそれぞれμ1 ,μ2 とする。このと
き、クラス間分散σB 2(t)は、次式で表される。 σB 2(t)=ω1 (μ1 −μT 2 +ω2 (μ2 −μT 2 =ω1 ・ω2 (μ1 −μ2 2 …(2) 判別基準η(t)は、次式で表される。 η(t) =σB 2(t)/σT 2 …(3) このη(t)が最大になるときのtの値を求め、これを
閾値として決定する。
In the discriminant criterion method, the threshold value is determined so that the inter-class variance between the regions divided by the threshold value is maximized. The entire area of the camera image is defined as area R1 and area R2.
And divided into Regions R1, R2 are each omega 1 the ratio of the area occupied, and ω 2 (ω 1 + ω 2 = 1), the average brightness mu T in all areas, dispersed and sigma T 2, regions R1, R
The average brightness of No. 2 is μ 1 and μ 2 , respectively. At this time, the inter-class variance σ B 2 (t) is expressed by the following equation. σ B 2 (t) = ω 11 −μ T ) 2 + ω 22 −μ T ) 2 = ω 1 · ω 21 −μ 2 ) 2 ... (2) Criteria η (t ) Is represented by the following equation. η (t) = σ B 2 (t) / σ T 2 (3) The value of t when η (t) is maximized is determined, and this is determined as a threshold value.

【0098】なお、上述した3つの手法は2値化手法の
一例であり、他の2値化手法を用いて閾値を決定しても
もちろんかまわない。
The above three methods are examples of the binarization method, and the threshold value may be determined by using another binarization method.

【0099】<第2変形例>図18は本実施形態に係る
テレビ電話システムの他の構成を示す図である。図18
では、図16と同様に、図11と共通の構成要素には同
一の符号を付している。図11と異なるのは、超音波セ
ンサなどによる距離測定センサ1401を備える点であ
る。そして、閾値決定部1402は、撮像素子314か
らの信号と併せて、距離測定センサ1401からの距離
情報を用いて、被写体711に応じた閾値を決定する。
<Second Modification> FIG. 18 is a diagram showing another configuration of the videophone system according to the present embodiment. FIG.
Here, like FIG. 16, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. The difference from FIG. 11 is that a distance measuring sensor 1401 such as an ultrasonic sensor is provided. Then, the threshold value determination unit 1402 determines a threshold value according to the subject 711 using the distance information from the distance measurement sensor 1401 together with the signal from the image sensor 314.

【0100】具体的には、閾値決定部1402は、距離
測定センサ1401によって測定された被写体711ま
での距離情報および撮像素子314の出力信号から、被
写体711の表面反射率Rを求め、求めた表面反射率R
に基づいて、前景と背景の区別の際の判定基準となる閾
値を決定する。
More specifically, the threshold determination unit 1402 obtains the surface reflectance R of the subject 711 from the distance information to the subject 711 measured by the distance measuring sensor 1401 and the output signal of the image sensor 314, Reflectivity R
, A threshold is determined as a criterion for distinguishing between the foreground and the background.

【0101】以下、閾値の決定方法について、具体的に
説明する。
Hereinafter, a method for determining the threshold value will be specifically described.

【0102】距離測定センサ1401は被写体711ま
での概略距離rを検出し、閾値決定部1402に出力す
る。閾値決定部1402は概略距離rおよび撮像素子3
14からの出力である光強度IB(またはIA)から、
次式によって、被写体711の表面反射率Rを画素毎に
計算する。 R=IB・r2/(K・A) …(4) ただし、Kは光源の明るさ、Aは撮像素子314の感度
である。
The distance measuring sensor 1401 detects the approximate distance r to the subject 711 and outputs it to the threshold value determining unit 1402. The threshold value determining unit 1402 determines the approximate distance r and the image sensor 3
From the light intensity IB (or IA) output from 14,
The following equation is used to calculate the surface reflectance R of the subject 711 for each pixel. R = I B · r 2 / (K · A) (4) where K is the brightness of the light source and A is the sensitivity of the image sensor 314.

【0103】そして、求めた表面反射率Rから、光強度
IBの閾値すなわち図15に示す基準光強度ITHを決定
する。まず最初に、前景(被写体711の表面)が白で
あるときの閾値IWTHを決定する。この閾値IWTHの決
定は、オペレータがモニター(図示省略)を見ながら、
最適な切り出し画像が得られるように閾値を調整するこ
とによって行う。この決定は、本装置の設計若しくは製
造段階において、または本装置を最初に使用する前のキ
ャリブレーションとして行われる。
Then, a threshold value of the light intensity IB, that is, a reference light intensity I TH shown in FIG. 15 is determined from the obtained surface reflectance R. First, the threshold value IW TH when the foreground (the surface of the subject 711) is white is determined. The determination of the threshold value IW TH is performed while the operator looks at a monitor (not shown).
This is performed by adjusting a threshold value so that an optimal cutout image can be obtained. This determination is made at the design or manufacturing stage of the device or as a calibration prior to first use of the device.

【0104】式(4)から、前景が白であるときの基準
光強度IWTHは、基準となる白の表面反射率RW を用い
て、次式で表すことができる。 IWTH=RW ・S …(5) ただし、S=K・A/r2 したがって、前景の任意の表面反射率Rに対する基準光
強度ITHは、予め決定された基準光強度IWTHと白の表
面反射率RW とを用いて、次式で表される。 ITH=IWTH(R/RW ) …(6) このように、被写体711に応じて、式(4)によって
表面反射率Rを求め、式(6)によって基準光強度ITH
を決定することができる。
[0104] Equation (4), the reference light intensity IW TH when the foreground is white, with a surface reflectance R W white as a reference, can be expressed by the following equation. IW TH = R W · S (5) where S = K · A / r 2 Therefore, the reference light intensity I TH for an arbitrary surface reflectance R of the foreground is equal to the predetermined reference light intensity I W TH and white. by using the surface reflectance R W of, it is expressed by the following equation. I TH = IW TH (R / R W ) (6) In this way, the surface reflectance R is obtained by the equation (4) according to the subject 711, and the reference light intensity I TH is obtained by the equation (6).
Can be determined.

【0105】なお、光強度そのものから背景・前景を区
別する場合には、上述したように被写体711の色の影
響を受けやすいので、このような閾値決定部1402を
設けることは、判定精度の向上に極めて有効である。
When the background / foreground is distinguished from the light intensity itself, the influence of the color of the subject 711 is liable to be exerted as described above. Therefore, providing such a threshold value determination unit 1402 can improve the determination accuracy. It is extremely effective.

【0106】また、閾値決定部1402に距離情報を与
えるための手段として距離測定センサ1401を設ける
ものとしたが、距離測定センサ1401の代わりに、図
5に示すような距離計算部30を設けてもかまわない。
この場合、例えば距離計算部30において被写体711
の中心付近における距離の平均値を求め、この平均値を
概略距離rとして閾値決定部1402に与えるようにす
ればよい。
Further, the distance measuring sensor 1401 is provided as a means for giving the distance information to the threshold value determining unit 1402. However, instead of the distance measuring sensor 1401, a distance calculating unit 30 as shown in FIG. It doesn't matter.
In this case, for example, the subject 711 is
The average value of the distances in the vicinity of the center may be obtained, and this average value may be given to the threshold value determination unit 1402 as the approximate distance r.

【0107】図19は光源部701の他の構成例を示す
図である。図19に示す例では、2個の赤外LEDアレ
イ1501a,1501bを上下に、それぞれの照射光
が被写体711に向かうように配置しており、その前
に、光透過率が設定変更可能なフィルタ1502a,1
502bをそれぞれ設けている。フィルタ1502a,
1502bの光透過率は、その通過光の光強度IA,I
Bが図13(a)に示すように位置的に変化するよう
に、それぞれ調整されている。
FIG. 19 is a diagram showing another example of the configuration of the light source section 701. In the example shown in FIG. 19, two infrared LED arrays 1501a and 1501b are arranged up and down so that each irradiation light is directed toward the subject 711, and before that, a filter whose light transmittance can be changed. 1502a, 1
502b are provided. Filter 1502a,
The light transmittance of 1502b is the light intensity IA, I
B is adjusted so that it changes in position as shown in FIG.

【0108】また、図20に示すように、前景・背景を
区別するための閾値を撮像素子の画素の位置に応じて変
化させてもよい。これによって、撮像素子の各画素から
見た被写体の方向のズレを補正することができ、より正
確に前景・背景の区別を行うことができる。
As shown in FIG. 20, the threshold value for distinguishing between the foreground and the background may be changed according to the position of the pixel of the image sensor. This makes it possible to correct a deviation in the direction of the subject viewed from each pixel of the image sensor, and to more accurately distinguish between the foreground and the background.

【0109】また、図21に示すように、閾値の逆数1
/RTHと画素の水平位置の逆数であるΦとの関係が、次
式を満たすように、閾値RTHを定めてもかまわない。 1/RTH=k1・Φ+k2 …(7) (ただし、k1,k2は所定の係数) これは、図11において、カメラ部310または光源7
01から被写体711を見込む角度θPが小さい場合
に、被写体711の奥行き位置に応じて閾値RTHを定め
る、ということを近似している。また、角度φの逆数を
Φとして用いてもよい。また、式(7)では一次直線関
数を用いたが、単調に変化する関数であればどのような
関数を用いてもかまわない。
Also, as shown in FIG. 21, the reciprocal of the threshold 1
The threshold value RTH may be determined so that the relationship between / RTH and Φ which is the reciprocal of the horizontal position of the pixel satisfies the following expression. 1 / R TH = k1 · Φ + k2 (7) (where k1 and k2 are predetermined coefficients) In FIG.
It is approximate that the threshold value R TH is determined according to the depth position of the subject 711 when the angle θP at which the subject 711 is seen from 01 is small. Further, the reciprocal of the angle φ may be used as Φ. Further, although a linear function is used in equation (7), any function may be used as long as the function changes monotonically.

【0110】[0110]

【発明の効果】以上のように本発明によると、例えば被
写体が移動しても、それに応じて投射光の強度や反射光
信号のレベルが制御されるので、精度の高い3次元位置
情報を常に得ることができる。また、2次元画像の画質
を劣化させることなく、反射光信号のS/N比を向上さ
せることができ、したがって、3次元位置情報の精度が
向上する。また、反射光の光特性を用いることによっ
て、距離情報を用いないで、前景と背景とを区別するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, even when a subject moves, for example, the intensity of the projected light and the level of the reflected light signal are controlled in accordance therewith, so that highly accurate three-dimensional position information is always obtained. Obtainable. Further, the S / N ratio of the reflected light signal can be improved without deteriorating the image quality of the two-dimensional image, and thus the accuracy of the three-dimensional position information is improved. In addition, by using the optical characteristics of the reflected light, the foreground and the background can be distinguished without using distance information.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係るレンジファイン
ダ装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a range finder device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の動作を示す図であり、(a)は被
写体までの距離と光源部の光出力との関係を示す図、
(b)は被写体までの距離とシャッタ部の動作との関係
を示す図である。
2A and 2B are diagrams showing an operation of the apparatus of FIG. 1, wherein FIG. 2A shows a relationship between a distance to a subject and a light output of a light source unit;
FIG. 4B is a diagram illustrating a relationship between a distance to a subject and an operation of a shutter unit.

【図3】(a),(b)は光源部の他の構成例を示す図
である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating another configuration example of a light source unit.

【図4】カメラ部の露光条件をシャッター速度で制御す
る場合を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a case where exposure conditions of a camera unit are controlled by a shutter speed.

【図5】本発明の第2の実施形態に係るレンジファイン
ダ装置の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a range finder device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5の装置の動作とNDフィルタ素子の光透過
率との関係を示す図である。
6 is a diagram showing the relationship between the operation of the device of FIG. 5 and the light transmittance of the ND filter element.

【図7】図5の装置のカメラ部のCCDの感度と光の波
長との関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the sensitivity of the CCD of the camera unit of the apparatus of FIG. 5 and the wavelength of light.

【図8】本発明の第2の実施形態の技術的な特徴を説明
するための図であり、(a)は3次元計測を行う第1期
間T1における映像信号の信号レベルを表す図、(b)
は2次元画像撮像を行う第2期間T2における映像信号
の信号レベルを表す図である。
FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining technical features of the second embodiment of the present invention, in which FIG. 8A illustrates a signal level of a video signal in a first period T1 in which three-dimensional measurement is performed; b)
FIG. 4 is a diagram illustrating a signal level of a video signal in a second period T2 in which a two-dimensional image is captured.

【図9】レンジファインダ装置における光源部およびカ
メラ部の他の構成例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating another configuration example of the light source unit and the camera unit in the range finder device.

【図10】2種類のパターン光を時分割に投射する場合
のタイミングを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing timing when two types of pattern light are projected in a time-division manner.

【図11】本発明の第3の実施形態に係る撮像装置を用
いたテレビ電話システムの構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of a videophone system using an imaging device according to a third embodiment of the present invention.

【図12】(a)は図11に示す装置の動作を示す図、
(b)は2種類の光強度パターンを示す図である。
12A is a diagram showing the operation of the device shown in FIG. 11,
(B) is a figure which shows two types of light intensity patterns.

【図13】(a)〜(d)は光強度比から前景・背景を
区別する方法を示す図である。
FIGS. 13A to 13D are diagrams showing a method for distinguishing foreground and background from light intensity ratios.

【図14】(a),(b)は前景・背景の区別基準にヒ
ステリシス特性を持たせた場合を示す図である。
FIGS. 14A and 14B are diagrams showing a case where a hysteresis characteristic is given to a reference for distinguishing between foreground and background.

【図15】(a),(b)は光強度そのものから背景・
前景を区別する方法を示す図である。
15 (a) and (b) show the light intensity itself as the background
It is a figure showing the method of distinguishing foreground.

【図16】本発明の第3の実施形態に係る構成であっ
て、閾値決定部を設けた場合の構成を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration according to a third embodiment of the present invention, in which a threshold determination unit is provided.

【図17】(a)はモード法を用いた閾値決定を示す
図、(b)はP−タイル法を用いた閾値決定を示す図で
ある。
FIGS. 17A and 17B are diagrams illustrating determination of a threshold using a mode method, and FIG. 17B is a diagram illustrating determination of a threshold using a P-tile method.

【図18】本発明の第3の実施形態に係る構成であっ
て、距離センサおよび閾値決定部を設けた場合の構成を
示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration according to a third embodiment of the present invention, in which a distance sensor and a threshold value determination unit are provided.

【図19】光源部の他の構成例を示す図である。FIG. 19 is a diagram illustrating another configuration example of the light source unit.

【図20】閾値を画素位置に応じて変える例を示す図で
ある。
FIG. 20 is a diagram illustrating an example in which a threshold is changed according to a pixel position.

【図21】閾値を画素位置に応じて変える例を示す図で
ある。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example in which a threshold is changed according to a pixel position.

【図22】従来のレンジファインダ装置の構成図であ
る。
FIG. 22 is a configuration diagram of a conventional range finder device.

【図23】(a),(b)は図22の装置に設けられた
光学フィルタの特性を示す図である。
FIGS. 23A and 23B are diagrams showing characteristics of an optical filter provided in the apparatus of FIG.

【図24】(a)は投射光の光強度と投射角度との関係
を示す図、(b)は光強度比と投射角度との関係を示す
図、(c)は投射角度と被写体までの距離との関係を示
す図である。
24A is a diagram showing the relationship between the light intensity of the projection light and the projection angle, FIG. 24B is a diagram showing the relationship between the light intensity ratio and the projection angle, and FIG. It is a figure showing the relation with distance.

【図25】従来のレンジファインダ装置における3次元
計測時の映像信号の信号レベルを示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing signal levels of video signals at the time of three-dimensional measurement in a conventional range finder device.

【符号の説明】 1,711 被写体 10,701 光源部 20,310 カメラ部 30 距離画像 101 距離測定センサ 102,301 露光制御部(制御部) 104 シャッター部 311 NDフィルタ素子(フィルタ部) 704 前景判断部(前景・背景区別部) 705 切り出し部 1201,1402 閾値決定部 1401 距離測定センサ[Description of Signs] 1,711 subject 10,701 light source unit 20,310 camera unit 30 distance image 101 distance measurement sensor 102,301 exposure control unit (control unit) 104 shutter unit 311 ND filter element (filter unit) 704 foreground judgment Unit (foreground / background distinction unit) 705 cutout unit 1201, 1402 threshold value determination unit 1401 distance measurement sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 7/28 H04N 5/225 Z H04N 5/225 7/14 // H04N 7/14 13/02 13/02 G03B 3/00 A (72)発明者 登 一生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 森村 淳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03B 7/28 H04N 5/225 Z H04N 5/225 7/14 // H04N 7/14 13/02 13 / 02 G03B 3/00 A (72) Inventor Issei No. 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体に投射した光の反射光を受けて、
前記被写体の3次元位置情報を測定するレンジファイン
ダ装置であって、 前記光を投射する光源部と、 前記光源部からの投射光の前記被写体での反射光を、受
けるカメラ部と、 前記被写体の距離情報に基づいて、前記光源部の光出力
および前記カメラ部の露出条件のうちの少なくともいず
れか一方を、制御する制御部とを備えたことを特徴とす
るレンジファインダ装置。
1. Receiving reflected light of light projected on a subject,
A range finder device for measuring three-dimensional position information of the subject, a light source unit that projects the light, a camera unit that receives reflected light of the projection light from the light source unit on the subject, and A range finder device comprising: a control unit that controls at least one of a light output of the light source unit and an exposure condition of the camera unit based on distance information.
【請求項2】 請求項1記載のレンジファインダ装置に
おいて、 前記被写体までの距離を測定する距離測定センサを備
え、 前記制御部は、前記距離測定センサの出力を前記被写体
の距離情報として用いて、制御を行うことを特徴とする
レンジファインダ装置。
2. The range finder device according to claim 1, further comprising: a distance measuring sensor that measures a distance to the subject, wherein the control unit uses an output of the distance measuring sensor as distance information of the subject. A range finder device for performing control.
【請求項3】 請求項1記載のレンジファインダ装置に
おいて、 前記カメラ部から出力された映像信号から、距離画像を
求める距離計算部を備え、 前記制御部は、前記距離計算部によって得られた距離画
像を前記被写体の距離情報として用いて、制御を行うこ
とを特徴とするレンジファインダ装置。
3. The range finder device according to claim 1, further comprising: a distance calculation unit that obtains a distance image from a video signal output from the camera unit, wherein the control unit calculates a distance obtained by the distance calculation unit. A range finder device, wherein control is performed using an image as distance information of the subject.
【請求項4】 被写体に投射した光の反射光を受けて、
前記被写体の3次元位置情報を測定するレンジファイン
ダ装置であって、 前記光を投射する光源部と、 前記光源部からの投射光の前記被写体での反射光を、受
けるカメラ部と、 前記カメラ部から出力される映像信号のレベル情報に基
づいて、前記光源部の光出力および前記カメラ部の露出
条件のうち少なくともいずれか一方を制御する制御部と
を備えたことを特徴とするレンジファインダ装置。
4. Receiving reflected light of light projected on a subject,
A range finder device for measuring three-dimensional position information of the subject, a light source unit that projects the light, a camera unit that receives reflected light of the projection light from the light source unit on the subject, and a camera unit. A control unit for controlling at least one of a light output of the light source unit and an exposure condition of the camera unit based on level information of a video signal output from the camera.
【請求項5】 請求項1または4記載のレンジファイン
ダ装置において、 前記制御部は、 前記距離情報または前記レベル情報から、前記被写体ま
での距離が第1の閾値以上であると判定したときは、前
記光源部の光出力を相対的に大きく設定する一方、第2
の閾値以下であると判定したときは、前記光源部の光出
力を相対的に小さく設定するものであることを特徴とす
るレンジファインダ装置。
5. The range finder device according to claim 1, wherein the control unit determines, based on the distance information or the level information, that a distance to the subject is equal to or greater than a first threshold. While the light output of the light source unit is set to be relatively large, the second
A range finder device for setting the light output of the light source unit to a relatively small value when it is determined that the light output value is equal to or less than the threshold value.
【請求項6】 請求項1または4記載のレンジファイン
ダ装置において、 前記カメラ部の露出条件は、絞り、撮像素子の感度、お
よびシャッタ速度のうちの少なくとも1つによって設定
されることを特徴とするレンジファインダ装置。
6. The range finder according to claim 1, wherein an exposure condition of the camera unit is set by at least one of an aperture, a sensitivity of an image sensor, and a shutter speed. Range finder device.
【請求項7】 請求項1または4記載のレンジファイン
ダ装置において、 開閉自在に構成され、閉状態のとき前記光源部の投射光
を遮断するシャッタ部を備え、 前記制御部は、前記シャッタ部の開閉状態を切替制御す
ることを特徴とするレンジファインダ装置。
7. The range finder device according to claim 1, further comprising: a shutter configured to be openable and closable, and blocking a projection light of the light source unit in a closed state, wherein the control unit includes a shutter unit. A range finder device that switches between open and closed states.
【請求項8】 被写体に投射した光の反射光を受けて、
前記被写体の3次元位置情報を測定するレンジファイン
ダ装置であって、 前記光を投射する光源部と、 前記光源部からの投射光の前記被写体での反射光を受
け、かつ、2次元画像を撮像可能なカメラ部と、 3次元計測のために前記光源部が前記光を投射すると
き、前記反射光の信号レベルが十分高くなるよう、被写
体の画像成分の信号レベルを、2次元画像撮像のときよ
りも低く抑える制御部とを備えていることを特徴とする
レンジファインダ装置。
8. Receiving reflected light of light projected on a subject,
A range finder device for measuring three-dimensional position information of the subject, comprising: a light source unit for projecting the light; a reflected light of the projected light from the light source unit on the subject; and capturing a two-dimensional image A possible camera unit, and when the light source unit projects the light for three-dimensional measurement, the signal level of the image component of the subject is adjusted so that the signal level of the reflected light is sufficiently high when capturing a two-dimensional image. A range finder device comprising: a control unit that keeps the range finder low.
【請求項9】 請求項8記載のレンジファインダ装置に
おいて、 前記カメラ部は、当該カメラ部への入射光量を調整する
フィルタ部を備え、 前記制御部は、前記フィルタ部の光透過率を、3次元計
測のときは相対的に低くし、2次元画像撮像のときは相
対的に高くすることを特徴とするレンジファインダ装
置。
9. The range finder device according to claim 8, wherein the camera unit includes a filter unit for adjusting an amount of light incident on the camera unit, and the control unit sets the light transmittance of the filter unit to 3 A range finder device, which is relatively low during dimension measurement and relatively high during two-dimensional image capturing.
【請求項10】 請求項9記載のレンジファインダ装置
において、 前記フィルタ部は、液晶素子を有し、この液晶素子への
印加電圧によって光透過率が制御可能に構成されている
ことを特徴とするレンジファインダ装置。
10. The range finder device according to claim 9, wherein the filter section has a liquid crystal element, and the light transmittance can be controlled by a voltage applied to the liquid crystal element. Range finder device.
【請求項11】 請求項8記載のレンジファインダ装置
において、 前記制御部は、前記カメラ部の露出条件を制御すること
を特徴とするレンジファインダ装置。
11. The range finder device according to claim 8, wherein said control unit controls an exposure condition of said camera unit.
【請求項12】 請求項11記載のレンジファインダ装
置において、 前記カメラ部の露出条件は、絞り、撮像素子の感度、お
よびシャッター速度のうちの少なくとも1つによって設
定されることを特徴とするレンジファインダ装置。
12. The range finder according to claim 11, wherein an exposure condition of said camera unit is set by at least one of an aperture, a sensitivity of an image sensor, and a shutter speed. apparatus.
【請求項13】 光を投射し、かつ、投射光の光特性が
投射方向に応じて変化する光源部と、 2次元画像を撮像し、かつ、前記光源部からの投射光の
被写体での反射光を受けるカメラ部と、 前記被写体での反射光における光特性に基づいて、前記
2次元画像において、前景と背景とを区別する前景・背
景区別部とを備えたことを特徴とする撮像装置。
13. A light source unit for projecting light and changing a light characteristic of the projection light in accordance with a projection direction, capturing a two-dimensional image, and reflecting a projection light from the light source unit on a subject An imaging apparatus, comprising: a camera unit that receives light; and a foreground / background distinguishing unit that distinguishes between a foreground and a background in the two-dimensional image based on light characteristics of light reflected by the subject.
【請求項14】 請求項13記載の撮像装置において、 前記前景・背景区別部による区別結果を用いて、前記2
次元画像から、前景または背景を切り出す切り出し部を
備えたことを特徴とする撮像装置。
14. The image pickup apparatus according to claim 13, wherein the foreground / background discriminating unit uses a result of the discrimination to obtain the two-dimensional image.
An imaging apparatus comprising: a cutout unit that cuts out a foreground or a background from a two-dimensional image.
【請求項15】 請求項13記載の撮像装置において、 前記光源部は、光強度特性が投射方向に応じて変化し、
かつ、その変化パタンが互いに異なる第1および第2の
光を、投射するものであり、 前記前景・背景区別部は、前記第1の光の反射光と前記
第2の光の反射光との光強度比を用いて、前景と背景と
の区別を行うことを特徴とする撮像装置。
15. The imaging device according to claim 13, wherein the light source unit has a light intensity characteristic that changes in accordance with a projection direction.
And the first and second lights whose change patterns are different from each other are projected, and the foreground / background discriminating unit is configured to project the reflected light of the first light and the reflected light of the second light. An imaging apparatus characterized in that a foreground and a background are distinguished by using a light intensity ratio.
【請求項16】 請求項13記載の撮像装置において、 前記光源部は、光強度特性が投射方向に応じて変化する
光を投射するものであり、 前記前景・背景区別部は、前記光の反射光の光強度を用
いて、前景と背景との区別を行うことを特徴とする撮像
装置。
16. The imaging device according to claim 13, wherein the light source unit projects light whose light intensity characteristic changes according to a projection direction, and the foreground / background distinction unit reflects the light. An imaging apparatus characterized in that a foreground and a background are distinguished by using light intensity of light.
【請求項17】 請求項13記載の撮像装置において、 前景と背景とを区別するための基準となる閾値を、被写
体に応じて決定する閾値決定部を備えていることを特徴
とする撮像装置。
17. The imaging apparatus according to claim 13, further comprising a threshold value determination unit that determines a threshold value, which is a reference for distinguishing between the foreground and the background, according to a subject.
【請求項18】 請求項17記載の撮像装置において、 前記閾値決定部は、被写体での反射光の各画素における
光特性の分布に基づいて、前記閾値を決定するものであ
ることを特徴とする撮像装置。
18. The imaging apparatus according to claim 17, wherein the threshold value determining unit determines the threshold value based on a distribution of light characteristics of each pixel of reflected light from the subject. Imaging device.
【請求項19】 請求項17記載の撮像装置において、 前記閾値決定部は、被写体の表面反射率を用いて、前記
閾値を決定するものであることを特徴とする撮像装置。
19. The imaging apparatus according to claim 17, wherein the threshold value determination unit determines the threshold value using a surface reflectance of a subject.
【請求項20】 請求項19記載の撮像装置において、 被写体までの距離を測定する距離測定センサを備え、 前記閾値決定部は、前記距離測定センサの測定結果を用
いて、被写体の表面反射率を求めるものであることを特
徴とする撮像装置。
20. The imaging device according to claim 19, further comprising a distance measurement sensor that measures a distance to the subject, wherein the threshold value determination unit determines a surface reflectance of the subject by using a measurement result of the distance measurement sensor. An imaging device characterized by what is required.
JP11360822A 1998-12-22 1999-12-20 Range finder device and imaging device Pending JP2000241131A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11360822A JP2000241131A (en) 1998-12-22 1999-12-20 Range finder device and imaging device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10-365688 1998-12-22
JP36568898 1998-12-22
JP11360822A JP2000241131A (en) 1998-12-22 1999-12-20 Range finder device and imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000241131A true JP2000241131A (en) 2000-09-08
JP2000241131A5 JP2000241131A5 (en) 2006-11-24

Family

ID=26581154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11360822A Pending JP2000241131A (en) 1998-12-22 1999-12-20 Range finder device and imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000241131A (en)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005189145A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Watanabe Denki Kogyo Kk Method for measuring light intensity using headlight tester and system thereof
US7237919B2 (en) 2000-10-20 2007-07-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Range finder, three-dimensional measuring method and light source apparatus
JP2007327803A (en) * 2006-06-07 2007-12-20 Denso Corp Vehicle surrounding monitoring device
JP2010025906A (en) * 2008-07-24 2010-02-04 Panasonic Electric Works Co Ltd Distance image sensor
JP2010025699A (en) * 2008-07-17 2010-02-04 Shibaura Mechatronics Corp Position recognition device of substrate and imaging recognition method
JP2010160035A (en) * 2009-01-08 2010-07-22 Nissan Motor Co Ltd Distance measuring apparatus and distance measuring method
JP2011029790A (en) * 2009-07-22 2011-02-10 Honda Motor Co Ltd Imaging system
JP2012070103A (en) * 2010-09-21 2012-04-05 Olympus Imaging Corp Imaging device and image communication system
JP2014119428A (en) * 2012-12-19 2014-06-30 Fujitsu Semiconductor Ltd Distance measuring device and distance measuring method
EP2869023A1 (en) 2013-10-30 2015-05-06 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus and image processing method
JP2015087244A (en) * 2013-10-30 2015-05-07 キヤノン株式会社 Image processor and image processing method
KR20150089675A (en) * 2014-01-28 2015-08-05 엘지이노텍 주식회사 Camera correction module, camera system and controlling method of camera system
JP2016142727A (en) * 2015-02-05 2016-08-08 三菱重工業株式会社 Fringe pattern image acquisition device, fringe pattern image acquisition method, three-dimensional position specification device, three-dimensional position specification method, and program
WO2016163355A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 三菱電機株式会社 Displacement measurement device
US9560250B2 (en) 2013-06-26 2017-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Information processing apparatus, measurement system, control system, light amount determination method and storage medium
US9714829B2 (en) 2013-06-26 2017-07-25 Canon Kabushiki Kaisha Information processing apparatus, assembly apparatus, information processing method, and storage medium that generate a measurement pattern having different amounts of irradiation light depending on imaging regions
JP2019190973A (en) * 2018-04-24 2019-10-31 株式会社ザクティ Inner-conduit imaging system
CN114520881A (en) * 2020-11-18 2022-05-20 成都极米科技股份有限公司 Exposure parameter adjusting method and device, computer equipment and readable storage medium
US20220214458A1 (en) * 2016-09-16 2022-07-07 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device and electronic device
WO2024004052A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04 楽天モバイル株式会社 Video streaming with provided information superimposed on video

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7237919B2 (en) 2000-10-20 2007-07-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Range finder, three-dimensional measuring method and light source apparatus
JP2005189145A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Watanabe Denki Kogyo Kk Method for measuring light intensity using headlight tester and system thereof
JP2007327803A (en) * 2006-06-07 2007-12-20 Denso Corp Vehicle surrounding monitoring device
JP2010025699A (en) * 2008-07-17 2010-02-04 Shibaura Mechatronics Corp Position recognition device of substrate and imaging recognition method
JP2010025906A (en) * 2008-07-24 2010-02-04 Panasonic Electric Works Co Ltd Distance image sensor
JP2010160035A (en) * 2009-01-08 2010-07-22 Nissan Motor Co Ltd Distance measuring apparatus and distance measuring method
JP2011029790A (en) * 2009-07-22 2011-02-10 Honda Motor Co Ltd Imaging system
JP2012070103A (en) * 2010-09-21 2012-04-05 Olympus Imaging Corp Imaging device and image communication system
JP2014119428A (en) * 2012-12-19 2014-06-30 Fujitsu Semiconductor Ltd Distance measuring device and distance measuring method
US9595107B2 (en) 2012-12-19 2017-03-14 Socionext Inc. Distance measurement apparatus and distance measurement method
US9560250B2 (en) 2013-06-26 2017-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Information processing apparatus, measurement system, control system, light amount determination method and storage medium
US9714829B2 (en) 2013-06-26 2017-07-25 Canon Kabushiki Kaisha Information processing apparatus, assembly apparatus, information processing method, and storage medium that generate a measurement pattern having different amounts of irradiation light depending on imaging regions
EP2869023A1 (en) 2013-10-30 2015-05-06 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus and image processing method
JP2015087244A (en) * 2013-10-30 2015-05-07 キヤノン株式会社 Image processor and image processing method
US10257428B2 (en) 2013-10-30 2019-04-09 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus and image processing method that adjust, based on a target object distance, at least one of brightness of emitted pattern light and an exposure amount
US9819872B2 (en) 2013-10-30 2017-11-14 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus and image processing method that adjust, based on a target object distance, at least one of brightness of emitted pattern light and an exposure amount
KR20150089675A (en) * 2014-01-28 2015-08-05 엘지이노텍 주식회사 Camera correction module, camera system and controlling method of camera system
KR102158025B1 (en) * 2014-01-28 2020-09-21 엘지이노텍 주식회사 Camera correction module, camera system and controlling method of camera system
JP2016142727A (en) * 2015-02-05 2016-08-08 三菱重工業株式会社 Fringe pattern image acquisition device, fringe pattern image acquisition method, three-dimensional position specification device, three-dimensional position specification method, and program
JPWO2016163355A1 (en) * 2015-04-09 2017-04-27 三菱電機株式会社 Displacement measuring device
WO2016163355A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 三菱電機株式会社 Displacement measurement device
US20220214458A1 (en) * 2016-09-16 2022-07-07 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device and electronic device
US12061264B2 (en) 2016-09-16 2024-08-13 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device and electronic device
US12130362B2 (en) 2016-09-16 2024-10-29 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device and electronic device
US12146963B2 (en) * 2016-09-16 2024-11-19 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device and electronic device
US12306305B2 (en) 2016-09-16 2025-05-20 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device and electronic device
JP2019190973A (en) * 2018-04-24 2019-10-31 株式会社ザクティ Inner-conduit imaging system
CN114520881A (en) * 2020-11-18 2022-05-20 成都极米科技股份有限公司 Exposure parameter adjusting method and device, computer equipment and readable storage medium
CN114520881B (en) * 2020-11-18 2023-08-18 成都极米科技股份有限公司 Exposure parameter adjustment method, device, computer equipment and readable storage medium
WO2024004052A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04 楽天モバイル株式会社 Video streaming with provided information superimposed on video
JPWO2024004052A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04
JP7524501B2 (en) 2022-06-28 2024-07-29 楽天グループ株式会社 Video distribution that overlays information provided on the video

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6876392B1 (en) Rangefinder for obtaining information from a three-dimensional object
JP2000241131A (en) Range finder device and imaging device
US8134637B2 (en) Method and system to increase X-Y resolution in a depth (Z) camera using red, blue, green (RGB) sensing
US11212512B2 (en) System and method of imaging using multiple illumination pulses
JP2000241131A5 (en)
US8830227B2 (en) Depth-based gain control
JP4452891B2 (en) Method and apparatus for optimizing capture device settings with depth information
CN115280752B (en) Multi-optical imaging and shared emitters for active depth sensing
US11792383B2 (en) Method and system for reducing returns from retro-reflections in active illumination system
US20040183939A1 (en) Camera having AF function
TWI801637B (en) Infrared pre-flash for camera
CN107493428A (en) Shooting control method and device
US10764562B2 (en) Depth generation system with adjustable light intensity
JP3414624B2 (en) Real-time range finder
WO2022196109A1 (en) Measurement device, measurement method, and information processing device
WO2006130734A2 (en) Method and system to increase x-y resolution in a depth (z) camera using red, blue, green (rgb) sensing
JP7730668B2 (en) Image processing device, imaging device, image processing method and program
US6744982B2 (en) Distance-measuring device of camera and focusing method of camera
KR20240157544A (en) Camera device and method for setting-up a focus in the camera device
JP2001154089A (en) Range finder
JP2000330000A (en) Range-finding device
JP2000047097A (en) Range finder
JP2001154088A (en) Range finder
JP2001154087A (en) Range finder
JP2000352743A (en) Camera

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061011

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061011

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080911

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080924

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081121

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090210