JP2000241131A - レンジファインダ装置および撮像装置 - Google Patents
レンジファインダ装置および撮像装置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
Links
Landscapes
- Focusing (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Exposure Control For Cameras (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ダ装置の動作について説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
得ることができる。
【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。
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。
【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。
レンジファインダ装置では、次のような問題がある。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
て、図面を参照して説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
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
【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。
領域に応じて、それぞれ、以下のように動作する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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) 。
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) 。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
が可能な理由について説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
り出すように構成することも容易に可能である。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
ＲTH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。
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
ＲTH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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０１０１】以下、閾値の決定方法について、具体的に
説明する。
説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
／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。
【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。
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。
【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。
ダ装置の構成図である。
【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。
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。
【図３】（ａ），（ｂ）は光源部の他の構成例を示す図
である。
である。
【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。
る場合を示す図である。
【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。
ダ装置の構成図である。
【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。
率との関係を示す図である。
【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。
長との関係を示すグラフである。
【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。
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。
【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。
メラ部の他の構成例を示す図である。
【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。
のタイミングを示す図である。
【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。
いたテレビ電話システムの構成図である。
【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。
（ｂ）は２種類の光強度パターンを示す図である。
【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。
区別する方法を示す図である。
【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。
ステリシス特性を持たせた場合を示す図である。
【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。
前景を区別する方法を示す図である。
【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。
て、閾値決定部を設けた場合の構成を示す図である。
【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。
図、（ｂ）はＰ−タイル法を用いた閾値決定を示す図で
ある。
【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。
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。
【図１９】光源部の他の構成例を示す図である。
【図２０】閾値を画素位置に応じて変える例を示す図で
ある。
ある。
【図２１】閾値を画素位置に応じて変える例を示す図で
ある。
ある。
【図２２】従来のレンジファインダ装置の構成図であ
る。
る。
【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。
光学フィルタの特性を示す図である。
【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。
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。
【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。
計測時の映像信号の信号レベルを示す図である。
【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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (20)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11360822A JP2000241131A (ja) | 1998-12-22 | 1999-12-20 | レンジファインダ装置および撮像装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-365688 | 1998-12-22 | ||
| JP36568898 | 1998-12-22 | ||
| JP11360822A JP2000241131A (ja) | 1998-12-22 | 1999-12-20 | レンジファインダ装置および撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241131A true JP2000241131A (ja) | 2000-09-08 |
| JP2000241131A5 JP2000241131A5 (ja) | 2006-11-24 |
Family
ID=26581154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11360822A Pending JP2000241131A (ja) | 1998-12-22 | 1999-12-20 | レンジファインダ装置および撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000241131A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005189145A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Watanabe Denki Kogyo Kk | ヘッドライトテスターの光度測定方法とその装置 |
| US7237919B2 (en) | 2000-10-20 | 2007-07-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Range finder, three-dimensional measuring method and light source apparatus |
| JP2007327803A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Denso Corp | 車両周辺監視装置 |
| JP2010025699A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Shibaura Mechatronics Corp | 基板の位置認識装置及び撮像認識方法 |
| JP2010025906A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-02-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 距離画像センサ |
| JP2010160035A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Nissan Motor Co Ltd | 距離計測装置及び距離計測方法 |
| JP2011029790A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Honda Motor Co Ltd | 撮像システム |
| JP2012070103A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Olympus Imaging Corp | 撮像装置及び画像通信システム |
| JP2014119428A (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 距離測定装置、距離測定方法 |
| EP2869023A1 (en) | 2013-10-30 | 2015-05-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus and image processing method |
| JP2015087244A (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法 |
| KR20150089675A (ko) * | 2014-01-28 | 2015-08-05 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라 보정모듈, 카메라 시스템 및 카메라 시스템의 제어 방법 |
| JP2016142727A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 三菱重工業株式会社 | 縞パタン画像取得装置、縞パタン画像取得方法、三次元位置特定装置、三次元位置特定方法、およびプログラム |
| WO2016163355A1 (ja) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | 三菱電機株式会社 | 変位測定装置 |
| 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 (ja) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 株式会社ザクティ | 管路内撮像システム |
| CN114520881A (zh) * | 2020-11-18 | 2022-05-20 | 成都极米科技股份有限公司 | 曝光参数调整方法、装置、计算机设备和可读存储介质 |
| US20220214458A1 (en) * | 2016-09-16 | 2022-07-07 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Imaging device and electronic device |
| JPWO2024004052A1 (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 |
-
1999
- 1999-12-20 JP JP11360822A patent/JP2000241131A/ja active Pending
Cited By (32)
| 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 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Watanabe Denki Kogyo Kk | ヘッドライトテスターの光度測定方法とその装置 |
| JP2007327803A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Denso Corp | 車両周辺監視装置 |
| JP2010025699A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Shibaura Mechatronics Corp | 基板の位置認識装置及び撮像認識方法 |
| JP2010025906A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-02-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 距離画像センサ |
| JP2010160035A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Nissan Motor Co Ltd | 距離計測装置及び距離計測方法 |
| JP2011029790A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Honda Motor Co Ltd | 撮像システム |
| JP2012070103A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Olympus Imaging Corp | 撮像装置及び画像通信システム |
| JP2014119428A (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 距離測定装置、距離測定方法 |
| 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 (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法 |
| 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 (ko) * | 2014-01-28 | 2015-08-05 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라 보정모듈, 카메라 시스템 및 카메라 시스템의 제어 방법 |
| KR102158025B1 (ko) * | 2014-01-28 | 2020-09-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라 보정모듈, 카메라 시스템 및 카메라 시스템의 제어 방법 |
| JP2016142727A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 三菱重工業株式会社 | 縞パタン画像取得装置、縞パタン画像取得方法、三次元位置特定装置、三次元位置特定方法、およびプログラム |
| JPWO2016163355A1 (ja) * | 2015-04-09 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | 変位測定装置 |
| WO2016163355A1 (ja) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | 三菱電機株式会社 | 変位測定装置 |
| 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 (ja) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | 株式会社ザクティ | 管路内撮像システム |
| CN114520881A (zh) * | 2020-11-18 | 2022-05-20 | 成都极米科技股份有限公司 | 曝光参数调整方法、装置、计算机设备和可读存储介质 |
| CN114520881B (zh) * | 2020-11-18 | 2023-08-18 | 成都极米科技股份有限公司 | 曝光参数调整方法、装置、计算机设备和可读存储介质 |
| JPWO2024004052A1 (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | ||
| WO2024004052A1 (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 楽天モバイル株式会社 | 動画に提供情報を重畳する動画配信 |
| JP7524501B2 (ja) | 2022-06-28 | 2024-07-29 | 楽天グループ株式会社 | 動画に提供情報を重畳する動画配信 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6876392B1 (en) | Rangefinder for obtaining information from a three-dimensional object | |
| JP2000241131A (ja) | レンジファインダ装置および撮像装置 | |
| 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 (ja) | ||
| US8830227B2 (en) | Depth-based gain control | |
| EP4128738B1 (en) | Multiple optical path imaging techniques and shared emitter for active depth sensing techniques | |
| JP4452891B2 (ja) | キャプチャ装置の設定を深度情報によって最適化する方法及び装置 | |
| JP6186599B1 (ja) | 投影装置 | |
| US11792383B2 (en) | Method and system for reducing returns from retro-reflections in active illumination system | |
| US20040183939A1 (en) | Camera having AF function | |
| TWI801637B (zh) | 用於相機之紅外光預閃光 | |
| CN107493428A (zh) | 拍摄控制方法和装置 | |
| US10764562B2 (en) | Depth generation system with adjustable light intensity | |
| JP3414624B2 (ja) | 実時間レンジファインダ | |
| WO2022196109A1 (ja) | 計測装置および計測方法、ならびに、情報処理装置 | |
| WO2006130734A2 (en) | Method and system to increase x-y resolution in a depth (z) camera using red, blue, green (rgb) sensing | |
| US6744982B2 (en) | Distance-measuring device of camera and focusing method of camera | |
| KR20240157544A (ko) | 카메라 장치 및 포커스 설정 방법 | |
| JP2001154089A (ja) | 測距装置 | |
| JP2000330000A (ja) | 測距装置 | |
| JP2000047097A (ja) | 測距装置 | |
| JP2001154088A (ja) | 測距装置 | |
| JP2001154087A (ja) | 測距装置 | |
| JP2001154086A (ja) | 測距装置 |
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 |