JP2003324751A - 情報入力装置 - Google Patents
情報入力装置Info
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- JP2003324751A JP2003324751A JP2002131133A JP2002131133A JP2003324751A JP 2003324751 A JP2003324751 A JP 2003324751A JP 2002131133 A JP2002131133 A JP 2002131133A JP 2002131133 A JP2002131133 A JP 2002131133A JP 2003324751 A JP2003324751 A JP 2003324751A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は比較的低価格な装置を用いて自然画
像と距離画像を同時に取得でき、実時間処理が可能な情
報入力装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 発光制御部９によって制御された光源９
から発せられた光を撮像対象物体６に照射し、この反射
光画像５を撮像レンズ３、波長制限フィルタ２を通過さ
せイメージセンサ１へと撮像する。また、光源９は発光
させず、自然画像４のみを同様に撮像し、前記反射光画
像５と自然画像４のそれぞれを画素信号分離部１２にお
いてＲＧＢ信号に分離後、各信号に信号処理し画像処理
部１７で両画像の差分を計算し、この差分信号が撮像対
象物体６からイメージセンサ１までの距離情報を表わ
す。
像と距離画像を同時に取得でき、実時間処理が可能な情
報入力装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 発光制御部９によって制御された光源９
から発せられた光を撮像対象物体６に照射し、この反射
光画像５を撮像レンズ３、波長制限フィルタ２を通過さ
せイメージセンサ１へと撮像する。また、光源９は発光
させず、自然画像４のみを同様に撮像し、前記反射光画
像５と自然画像４のそれぞれを画素信号分離部１２にお
いてＲＧＢ信号に分離後、各信号に信号処理し画像処理
部１７で両画像の差分を計算し、この差分信号が撮像対
象物体６からイメージセンサ１までの距離情報を表わ
す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、３次元空間内で
の情報入力を行うための情報入力装置に関する。
の情報入力を行うための情報入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】 画像から物体の形状や動きを検出した
り、その物体の３次元形状や距離などの情報の取得が要
求される。従来、画像から物体の形状や動きを検出する
ためには高度な画像解析技術を用いて、検出する必要が
あった。またこれらの画像解析を実行するには、高性能
の計算機が必要であり、民生用途にはなかなか適用され
ない一因となっている。またこれら画像解析による検出
は、環境の条件に大きく影響を受け易い。例えば複雑な
背景下で物体を切り出すときや、動きのある背景下で物
体のみを抽出するのは非常に難しい技術であった。
り、その物体の３次元形状や距離などの情報の取得が要
求される。従来、画像から物体の形状や動きを検出する
ためには高度な画像解析技術を用いて、検出する必要が
あった。またこれらの画像解析を実行するには、高性能
の計算機が必要であり、民生用途にはなかなか適用され
ない一因となっている。またこれら画像解析による検出
は、環境の条件に大きく影響を受け易い。例えば複雑な
背景下で物体を切り出すときや、動きのある背景下で物
体のみを抽出するのは非常に難しい技術であった。
【０００３】放送業界などでは、クロマキー技術を用い
て人物だけを切り出して別に作成した背景などに張り付
けた映像を生成している。これは予め単色の背景（ブル
ーバック）の前に人物を配し撮像し、背景の色を映像か
ら取り除くことで、人物のみを切り出す手法を用いてい
る。
て人物だけを切り出して別に作成した背景などに張り付
けた映像を生成している。これは予め単色の背景（ブル
ーバック）の前に人物を配し撮像し、背景の色を映像か
ら取り除くことで、人物のみを切り出す手法を用いてい
る。
【０００４】一方、レンジファインという距離画像を検
出する技術がある。これは、スポット光或いはスリット
光を対象物体に照射し、その反射光の受光位置から三角
測量の原理で求める。２次元的な距離情報を求めるため
に、スポット光或いはスリット光を機械的に走査し、非
常に高精度な距離画像を生成することができる。
出する技術がある。これは、スポット光或いはスリット
光を対象物体に照射し、その反射光の受光位置から三角
測量の原理で求める。２次元的な距離情報を求めるため
に、スポット光或いはスリット光を機械的に走査し、非
常に高精度な距離画像を生成することができる。
【０００５】また、ステレオカメラに代表するように、
２台以上のカメラを用いた画像から２枚の画像中の対応
点の幾何学的な位置関係から、３角測量原理によって距
離画像を得る方法もある。
２台以上のカメラを用いた画像から２枚の画像中の対応
点の幾何学的な位置関係から、３角測量原理によって距
離画像を得る方法もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】 しかし、上述したク
ロマキー技術では背景から切り出された対象物体のみの
画像を得たり、３次元形状と対応する自然画像を同時に
取得することは困難であった。
ロマキー技術では背景から切り出された対象物体のみの
画像を得たり、３次元形状と対応する自然画像を同時に
取得することは困難であった。
【０００７】また、レンジファインダやステレオカメラ
を用いた手法では、装置が非常に高価になったり、実時
間で処理ができないなどの問題があった。
を用いた手法では、装置が非常に高価になったり、実時
間で処理ができないなどの問題があった。
【０００８】そこで、本発明は比較的低価格な装置を用
いて自然画像と距離画像を同時に取得でき、実時間処理
が可能な情報入力装置を提供することを目的とする。
いて自然画像と距離画像を同時に取得でき、実時間処理
が可能な情報入力装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 上記課題を解決するた
めに本発明は、時間的に一定あるいは時間的に変化する
パルス信号や変調信号を発生させるためのタイミング生
成手段と、タイミング信号生成手段によって生成された
タイミング信号に基づいて、強度変化する光を発するた
めの発光手段と、発光手段から発された光に対する反射
光画像を前記タイミング信号に基づいて取得する第１の
受光手段と、発光手段から光が発されない時の物体の画
像を自然画像として取得する第２の受光手段と、反射光
画像と自然画像との信号の差分をとり、発光手段から発
された光の物体による反射光を取得する反射光取得手段
とを具備することを特徴とする情報入力装置を提供す
る。
めに本発明は、時間的に一定あるいは時間的に変化する
パルス信号や変調信号を発生させるためのタイミング生
成手段と、タイミング信号生成手段によって生成された
タイミング信号に基づいて、強度変化する光を発するた
めの発光手段と、発光手段から発された光に対する反射
光画像を前記タイミング信号に基づいて取得する第１の
受光手段と、発光手段から光が発されない時の物体の画
像を自然画像として取得する第２の受光手段と、反射光
画像と自然画像との信号の差分をとり、発光手段から発
された光の物体による反射光を取得する反射光取得手段
とを具備することを特徴とする情報入力装置を提供す
る。
【００１０】上記解決手段によって、自然画像と反射光
の情報を同時に取得することができ、反射光から撮像対
象物体までの距離情報を得ることができるので、実時間
で３次元処理が可能となる比較的安価な情報入力装置が
得られる。
の情報を同時に取得することができ、反射光から撮像対
象物体までの距離情報を得ることができるので、実時間
で３次元処理が可能となる比較的安価な情報入力装置が
得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】 以下に本発明の実施形態につい
て図を用いて説明する。
て図を用いて説明する。
【００１２】図１は３次元画像を得るための情報入力装
置の構成の一例を示したものである。発光制御部９で制
御された光源８は撮像対象物体６を照らすように設置さ
れている。撮像対象物体６からの映像は撮像レンズ３、
波長制限フィルタ２を介して、制御信号生成部１１によ
って制御されたイメージセンサ１に入力される。
置の構成の一例を示したものである。発光制御部９で制
御された光源８は撮像対象物体６を照らすように設置さ
れている。撮像対象物体６からの映像は撮像レンズ３、
波長制限フィルタ２を介して、制御信号生成部１１によ
って制御されたイメージセンサ１に入力される。
【００１３】イメージセンサ１に入力された撮像対象物
体６の映像情報は、画素信号分離部１２に入力されＲ
（赤色）信号、Ｇ（緑色）信号、Ｂ（青色）信号に分離
される。分離されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号はそれぞれ
Ｒ信号処理部１３、Ｇ信号処理部１４、Ｂ信号処理部１
５に入力される。各信号処理部ではガンマ処理やブラン
キング処理等を行い、また利得制御部１６によって各信
号の利得制御を行う。
体６の映像情報は、画素信号分離部１２に入力されＲ
（赤色）信号、Ｇ（緑色）信号、Ｂ（青色）信号に分離
される。分離されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号はそれぞれ
Ｒ信号処理部１３、Ｇ信号処理部１４、Ｂ信号処理部１
５に入力される。各信号処理部ではガンマ処理やブラン
キング処理等を行い、また利得制御部１６によって各信
号の利得制御を行う。
【００１４】信号処理された各信号は画像処理部１７に
入力され、画像処理部１７内の差分回路１７ａによって
反射光画像５から自然画像４を差分し撮像対象物体６の
反射光を得、この画像処理部１７から連続した自然画像
及び反射光の信号情報が自然画像／反射光出力端１８よ
り出力される。また、発光制御部９、制御信号生成部１
１、利得制御部１６及び画像処理部１７はシステム制御
部１０によって制御されている。
入力され、画像処理部１７内の差分回路１７ａによって
反射光画像５から自然画像４を差分し撮像対象物体６の
反射光を得、この画像処理部１７から連続した自然画像
及び反射光の信号情報が自然画像／反射光出力端１８よ
り出力される。また、発光制御部９、制御信号生成部１
１、利得制御部１６及び画像処理部１７はシステム制御
部１０によって制御されている。
【００１５】発光制御部９はシステム制御部１０内のタ
イミング生成回路１０ａによって決められた発光パター
ンで光源８が発光するように制御する。具体的には、２
フレーム毎に１回のパルス発光するように制御をする。
なお、発光パターンは時間的に一定である必要はなく、
時間に応じて変化するようなパルス信号や変調信号によ
って制御されてもよい。また、光源８はＬＥＤ（Ｌｉｇ
ｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）のように長期に
安定して動作し、高速に応答するものが好適であり、本
実施例では図２に示す特性からなる光、すなわち近赤外
線を発光するＬＥＤを用いて説明する。
イミング生成回路１０ａによって決められた発光パター
ンで光源８が発光するように制御する。具体的には、２
フレーム毎に１回のパルス発光するように制御をする。
なお、発光パターンは時間的に一定である必要はなく、
時間に応じて変化するようなパルス信号や変調信号によ
って制御されてもよい。また、光源８はＬＥＤ（Ｌｉｇ
ｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）のように長期に
安定して動作し、高速に応答するものが好適であり、本
実施例では図２に示す特性からなる光、すなわち近赤外
線を発光するＬＥＤを用いて説明する。
【００１６】光源８によって照らされた撮像対象物体６
をＣＭＯＳイメージセンサ１によって撮像すると、光源
８から発光した光７は撮像対象物体６に反射して反射光
画像５が、撮像レンズ３、波長制限フィルタ２を通過し
て得られる。この反射光画像５は、蛍光灯や太陽光で照
らされて撮像される画像である自然画像だけでなく、光
源８によって照らされ撮像対象物体６に反射した反射光
も併せた画像情報である。
をＣＭＯＳイメージセンサ１によって撮像すると、光源
８から発光した光７は撮像対象物体６に反射して反射光
画像５が、撮像レンズ３、波長制限フィルタ２を通過し
て得られる。この反射光画像５は、蛍光灯や太陽光で照
らされて撮像される画像である自然画像だけでなく、光
源８によって照らされ撮像対象物体６に反射した反射光
も併せた画像情報である。
【００１７】次に、光源８は照らさずに撮像対象物体６
の自然画像４のみを撮像レンズ３、波長制限フィルタ２
を通過してＣＭＯＳイメージセンサ１によって撮像す
る。
の自然画像４のみを撮像レンズ３、波長制限フィルタ２
を通過してＣＭＯＳイメージセンサ１によって撮像す
る。
【００１８】これら２回の撮像はぞれぞれ画素信号分離
部１２でＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に分離され、各信号処
理部１３，１４，１５でガンマ処理等の信号処理がなさ
れる。処理された反射光画像５と自然画像４の信号は画
像処理部１７で各信号毎の差分信号を得ることができ
る。
部１２でＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に分離され、各信号処
理部１３，１４，１５でガンマ処理等の信号処理がなさ
れる。処理された反射光画像５と自然画像４の信号は画
像処理部１７で各信号毎の差分信号を得ることができ
る。
【００１９】反射光画像５は光源８の撮像対象物体６に
対する反射光と物体の自然画像とを併せた画像であり、
この反射光画像５から自然画像を取り除くと光源８の撮
像対象物体６に対する反射光を得ることができる。した
がって、この差分信号は撮像対象物体６から反射した反
射光のみの信号を表わしている。信号強度と撮像対象物
体６からＣＭＯＳイメージセンサ１までの距離は、信号
強度が距離の２乗に反比例する関係が成り立つことか
ら、反射光の信号強度がわかると距離情報を求めること
ができる。
対する反射光と物体の自然画像とを併せた画像であり、
この反射光画像５から自然画像を取り除くと光源８の撮
像対象物体６に対する反射光を得ることができる。した
がって、この差分信号は撮像対象物体６から反射した反
射光のみの信号を表わしている。信号強度と撮像対象物
体６からＣＭＯＳイメージセンサ１までの距離は、信号
強度が距離の２乗に反比例する関係が成り立つことか
ら、反射光の信号強度がわかると距離情報を求めること
ができる。
【００２０】また、撮像対象物体６の自然画像は光源６
を発光させないで撮像した２回目の撮像のみを選択すれ
ばよい。また、反射光画像５と自然画像４を信号処理す
ることによっても自然画像４を取り出すことができる。
を発光させないで撮像した２回目の撮像のみを選択すれ
ばよい。また、反射光画像５と自然画像４を信号処理す
ることによっても自然画像４を取り出すことができる。
【００２１】したがって、本発明によって物体の自然画
像と反射光を１つのイメージセンサで同時に取得するこ
とができる。反射光画像５と自然画像４を信号処理する
ことによって、自然画像４であるＲＧＢの三原色情報を
得、更には距離情報も得ることができる。この２つの画
像情報を信号処理することによって実時間で３次元画像
を作ることができる。
像と反射光を１つのイメージセンサで同時に取得するこ
とができる。反射光画像５と自然画像４を信号処理する
ことによって、自然画像４であるＲＧＢの三原色情報を
得、更には距離情報も得ることができる。この２つの画
像情報を信号処理することによって実時間で３次元画像
を作ることができる。
【００２２】なお、本実施形態ではＣＭＯＳイメージセ
ンサを用いたが、ＣＭＯＳイメージセンサは低消費電力
で信号処理回路を容易に同一チップ上に形成できるの
で、小型化、軽量化の情報入力装置を実現することがで
き、大変有効である。もちろん、ＣＣＤセンサ等の他の
センサであっても本発明の情報入力装置を実現できるこ
とは可能である。
ンサを用いたが、ＣＭＯＳイメージセンサは低消費電力
で信号処理回路を容易に同一チップ上に形成できるの
で、小型化、軽量化の情報入力装置を実現することがで
き、大変有効である。もちろん、ＣＣＤセンサ等の他の
センサであっても本発明の情報入力装置を実現できるこ
とは可能である。
【００２３】また、ＣＭＯＳイメージセンサで良く用い
られるカラーフィルタの配列を図３に示す。赤成分及び
近赤外成分を通過させる「Ｒ」、緑成分及び近赤外成分
を通過させる「Ｇｒ」又は「Ｇｂ」、青成分及び近赤外成分
を通過させる「Ｂ」が配列されている。
られるカラーフィルタの配列を図３に示す。赤成分及び
近赤外成分を通過させる「Ｒ」、緑成分及び近赤外成分
を通過させる「Ｇｒ」又は「Ｇｂ」、青成分及び近赤外成分
を通過させる「Ｂ」が配列されている。
【００２４】このカラーフィルタの特性を図４に示す。
図４から明らかなように可視光範囲では△印で表わすＲ
フィルタは約６５０ｎｍ、○印で表わすＧｒフィルタ又
はＧｂフィルタは可視光範囲では約５４０ｎｍ、●印で
表わすＢフィルタは可視光範囲では約４４０ｎｍにそれ
ぞれ感度のピークがあり、近赤外光範囲では総てのカラ
ーフィルタにおいて同程度の感度を有しているのがわか
る。このようなカラーフィルタを用いることによって、
可視光領域の情報である自然画像と、近赤外光領域であ
る反射光とを同時に取得することができる。
図４から明らかなように可視光範囲では△印で表わすＲ
フィルタは約６５０ｎｍ、○印で表わすＧｒフィルタ又
はＧｂフィルタは可視光範囲では約５４０ｎｍ、●印で
表わすＢフィルタは可視光範囲では約４４０ｎｍにそれ
ぞれ感度のピークがあり、近赤外光範囲では総てのカラ
ーフィルタにおいて同程度の感度を有しているのがわか
る。このようなカラーフィルタを用いることによって、
可視光領域の情報である自然画像と、近赤外光領域であ
る反射光とを同時に取得することができる。
【００２５】また、波長制限フィルタ２の特性を図５に
示す。横軸は波長、縦軸は光の透過率を示しており、本
実施形態においては可視光領域の透過率を高くし、光源
である近赤外光領域である反射光の透過率をできるだけ
抑えている。近赤外光領域での透過率は半値幅５０ｎｍ
程度とすることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に含まれる近赤
外光の影響を１０分の１以下にすることができる。この
ように近赤外光領域の信号量が少なくなるので、例えば
Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂの４画素の近赤外領域の信号を加算
することによって大きな信号量を得ることができる。
示す。横軸は波長、縦軸は光の透過率を示しており、本
実施形態においては可視光領域の透過率を高くし、光源
である近赤外光領域である反射光の透過率をできるだけ
抑えている。近赤外光領域での透過率は半値幅５０ｎｍ
程度とすることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に含まれる近赤
外光の影響を１０分の１以下にすることができる。この
ように近赤外光領域の信号量が少なくなるので、例えば
Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂの４画素の近赤外領域の信号を加算
することによって大きな信号量を得ることができる。
【００２６】次に図１に示す情報入力装置において３次
元画像を得る信号処理を具体的に図６を用いて説明す
る。図６（ａ）はフレーム単位、図６（ｂ）はフレーム
ブランキング単位を示している。ＣＭＯＳイメージセン
サ１は図６（ｂ）に示すフレームブランキング単位に同
期して動作する。
元画像を得る信号処理を具体的に図６を用いて説明す
る。図６（ａ）はフレーム単位、図６（ｂ）はフレーム
ブランキング単位を示している。ＣＭＯＳイメージセン
サ１は図６（ｂ）に示すフレームブランキング単位に同
期して動作する。
【００２７】図６（ｃ）は光源８の発光ｃ１を表わし、
２フレームに１回の発光ｃ１を行うように発光制御部９
で制御されている。図６（ａ）におけるａフレームで光
源８を発光させ、ｂフレームでは発光させずに撮像対象
物体６を撮像する。
２フレームに１回の発光ｃ１を行うように発光制御部９
で制御されている。図６（ａ）におけるａフレームで光
源８を発光させ、ｂフレームでは発光させずに撮像対象
物体６を撮像する。
【００２８】図６（ｄ）（ｅ）（ｆ）は画素信号分離部
１２によって信号分離されたＲ信号ｄ１、Ｇ信号ｅ１、
Ｂ信号ｆ１を表わしている。図６（ｄ）（ｅ）（ｆ）よ
り、ｂフレーム時のＲ、Ｇ、Ｂ信号にはそれぞれ斜線で
示す分の信号ｄ２，ｅ２，ｆ２が加算されているのがわ
かる。これは、ＣＭＯＳイメージセンサ１から得られる
信号は光入力のタイミングに対して１フレーム分遅れて
出力されるので、ａフレームが自然画像、ｂフレームが
反射光画像の出力信号を示しており、斜線で表わす信号
成分ｄ２，ｅ２，ｆ２が反射光となる。
１２によって信号分離されたＲ信号ｄ１、Ｇ信号ｅ１、
Ｂ信号ｆ１を表わしている。図６（ｄ）（ｅ）（ｆ）よ
り、ｂフレーム時のＲ、Ｇ、Ｂ信号にはそれぞれ斜線で
示す分の信号ｄ２，ｅ２，ｆ２が加算されているのがわ
かる。これは、ＣＭＯＳイメージセンサ１から得られる
信号は光入力のタイミングに対して１フレーム分遅れて
出力されるので、ａフレームが自然画像、ｂフレームが
反射光画像の出力信号を示しており、斜線で表わす信号
成分ｄ２，ｅ２，ｆ２が反射光となる。
【００２９】図６（ｇ）（ｈ）は画像処理部１７におい
て信号処理した自然画像ｇ１、反射光ｈ１の出力信号を
示している。図６（ｄ）（ｅ）（ｆ）において、ｂ１フ
レームにおける出力信号（例えば、ｄ１＋ｄ２）からａ
２フレームにおける出力信号（例えば、ｄ１）の差分を
取る（例えば、（ｄ１＋ｄ２）−ｄ１）と自然画像の出
力信号（例えば、ｄ１）は相殺され反射光の出力信号
（例えば、ｄ２）が得られる。この反射光の出力信号を
例えばフレームメモリーを用いてフレーム補完をすれば
図６（ｈ）に示す反射光の連続波形ｈ１が得られる。ｂ
フレームを削除して自然画像のみのａフレームのみを取
り出し、フレームメモリーを用いてフレーム補完するこ
とによって図６（ｇ）に示す自然画像の連続波形ｇ１が
得られる。
て信号処理した自然画像ｇ１、反射光ｈ１の出力信号を
示している。図６（ｄ）（ｅ）（ｆ）において、ｂ１フ
レームにおける出力信号（例えば、ｄ１＋ｄ２）からａ
２フレームにおける出力信号（例えば、ｄ１）の差分を
取る（例えば、（ｄ１＋ｄ２）−ｄ１）と自然画像の出
力信号（例えば、ｄ１）は相殺され反射光の出力信号
（例えば、ｄ２）が得られる。この反射光の出力信号を
例えばフレームメモリーを用いてフレーム補完をすれば
図６（ｈ）に示す反射光の連続波形ｈ１が得られる。ｂ
フレームを削除して自然画像のみのａフレームのみを取
り出し、フレームメモリーを用いてフレーム補完するこ
とによって図６（ｇ）に示す自然画像の連続波形ｇ１が
得られる。
【００３０】図６（ｉ）は図６（ｇ）（ｈ）において処
理した自然画像ｇ１と反射光ｈ１の連続波形を合成処理
した３次元画像信号ｉ１である。
理した自然画像ｇ１と反射光ｈ１の連続波形を合成処理
した３次元画像信号ｉ１である。
【００３１】また、上述した実施形態のように反射光画
像と自然画像との差分は画素信号分離部１２で各信号成
分に分離後、画像処理部１７にて差分を取るのではな
く、図７に示すように信号を分離する前に反射光画像と
自然画像とを差分回路で差分を取ることによって反射光
を検出し、自然画像と反射光を同時に得ることもでき
る。
像と自然画像との差分は画素信号分離部１２で各信号成
分に分離後、画像処理部１７にて差分を取るのではな
く、図７に示すように信号を分離する前に反射光画像と
自然画像とを差分回路で差分を取ることによって反射光
を検出し、自然画像と反射光を同時に得ることもでき
る。
【００３２】本実施形態においては、光源に近赤外光を
用いたがこれに限定されず可視光等の他の光源であって
も光源に対応したカラーフィルタを使用することによっ
て当然に本発明の実施可能である。
用いたがこれに限定されず可視光等の他の光源であって
も光源に対応したカラーフィルタを使用することによっ
て当然に本発明の実施可能である。
【００３３】また、本実施形態においては、反射光を測
定するために反射光画像と自然画像を共に１画像の差分
を取ったが、２以上の画像の差分を取ることもできる。
定するために反射光画像と自然画像を共に１画像の差分
を取ったが、２以上の画像の差分を取ることもできる。
【００３４】また、反射光画像と自然画像の撮像の順番
は実施形態に限定されないことはいうまでもない。
は実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００３５】
【発明の効果】 以上詳述したように本発明は、低価格
な装置を用いて自然画像と距離画像を同時に取得でき、
実時間処理が可能な情報入力装置を提供することができ
る。
な装置を用いて自然画像と距離画像を同時に取得でき、
実時間処理が可能な情報入力装置を提供することができ
る。
【図１】 本発明の３次元画像を取得するための一例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】 本発明の実施形態で用いた光源のスペクトル
を表わした図である。
を表わした図である。
【図３】 本発明の実施形態で用いたイメージセンサの
カラーフィルタの構成例である。
カラーフィルタの構成例である。
【図４】 図３に示すカラーフィルタとイメージセンサ
のフォトダイオードを組み合わせて得られる特性を表わ
す図である。
のフォトダイオードを組み合わせて得られる特性を表わ
す図である。
【図５】 本発明の実施形態で用いた波長制限フィルタ
の特性を表わした図である。
の特性を表わした図である。
【図６】 本発明の実施形態における信号処理を表わし
た図である。
た図である。
【図７】 本発明の３次元画像を取得するための一例を
示す構成図である。
示す構成図である。
１…ＣＭＯＳイメージセンサ、２…波長制限フィルタ、
３…レンズ、４…自然画像、５…反射光画像、６…撮像
対象物体、７…光源の光、８…光源、９…発光制御部、
１０…システム制御部、１０ａ…タイミング信号生成
部、１１…制御信号生成部、１２…画素信号分離部、１
３…Ｒ信号処理部、１４…Ｇ信号処理部、１５…Ｂ信号
処理部、１６…利得制御部、１７…画像処理部、１７
ａ、１９…差分回路、１８…自然画像／反射光出力端
３…レンズ、４…自然画像、５…反射光画像、６…撮像
対象物体、７…光源の光、８…光源、９…発光制御部、
１０…システム制御部、１０ａ…タイミング信号生成
部、１１…制御信号生成部、１２…画素信号分離部、１
３…Ｒ信号処理部、１４…Ｇ信号処理部、１５…Ｂ信号
処理部、１６…利得制御部、１７…画像処理部、１７
ａ、１９…差分回路、１８…自然画像／反射光出力端
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｚ
(72)発明者 遠藤 幸雄
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
(72)発明者 江川 佳孝
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
(72)発明者 田中 長孝
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
(72)発明者 石渡 宏明
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
(72)発明者 後藤 浩成
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
(72)発明者 真鍋 宗平
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
(72)発明者 三浦 浩樹
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
(72)発明者 山口 鉄也
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
(72)発明者 沼崎 俊一
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
Ｆターム(参考） 2F065 AA06 AA53 DD06 FF42 GG07
GG10 JJ03 JJ26 LL22 QQ24
QQ25 QQ32
5B057 AA20 BA02 BA15 DB03 DB06
DB09 DC30 DC32
5B068 AA05 AA21 EE01 EE06
5C022 AA00 AB15 AC42 AC55 AC69
5C065 AA01 AA06 BB30 BB41 BB48
CC01 DD15 EE03 GG13 GG22
GG30
Claims (6)
- 【請求項１】 時間的に一定あるいは時間的に変化する
パルス信号や変調信号を発生させるためのタイミング生
成手段と、 このタイミング信号生成手段によって生成されたタイミ
ング信号に基づいて、強度変化する光を発するための発
光手段と、 この発光手段から発された光に対する反射光画像を前記
タイミング信号に基づいて取得する第１の受光手段と、 前記発光手段から光が発されない時の物体の画像を自然
画像として取得する第２の受光手段と、 前記反射光画像と前記自然画像との信号の差分をとり、
前記発光手段から発された光の物体による反射光を取得
する反射光取得手段とを具備することを特徴とする情報
入力装置。 - 【請求項２】 前記第２の受光手段によって取得した自
然画像をフレーム補完することにより連続した自然画像
を取得することを特徴とする請求項１記載の情報入力装
置。 - 【請求項３】 前記反射光画像及び前記自然画像をＲＧ
Ｂ信号に分離する信号分離手段と、 前記反射光画像と前記自然画像との信号の差分は、この
信号分離手段によって分離された各分離信号毎に差分を
とることを特徴とする請求項１記載の情報入力装置。 - 【請求項４】 前記第１の受光手段及び前記第２の受光
手段は、１つの画素で複数の波長感度情報を持つ画素を
２次元状に配列したフィルタを有し、このフィルタが持
つ感度の１つが前記発光手段によって発する光に対する
感度であることを特徴とする請求項１記載の情報入力装
置。 - 【請求項５】 前記第１の受光手段と前記第２の受光手
段とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１記載の
情報入力装置。 - 【請求項６】 前記タイミング信号の周期は、前記第１
の受光手段及び前記第２の受光手段における２フレーム
であることを特徴とする請求項１記載の情報入力装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002131133A JP2003324751A (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 情報入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002131133A JP2003324751A (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 情報入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003324751A true JP2003324751A (ja) | 2003-11-14 |
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ID=29543893
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002131133A Pending JP2003324751A (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 情報入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003324751A (ja) |
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