摄影装置、测距装置及方法、以及存储介质、计算机装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及摄影装置、测距装置及方法以及存储介质、计算机装置，其通过具备摄影控制部，用于控制相位图像摄影部以一次摄影动作来拍摄多张相同相位的相位图像，所述相位图像摄影部用于在不同时刻接受向对象物照射来自光源的光而得到的反射光，拍摄多种不同相位的相位图像；图像加法运算部，用于通过对所述用一次摄影动作所拍摄的多张相同相位的相位图像进行加法运算，生成每个所述一次拍摄动作的加法相位图像，并输出该加法相位图像，并由所述摄影控制部控制所述相位图像摄影部对每个所述多种不同相位实施所述摄影动作，达到获得较宽动态范围的相位图像的目的。动态范围的相位图像的目的。动态范围的相位图像的目的。

【技术实现步骤摘要】
摄影装置、测距装置及方法、以及存储介质、计算机装置


[0001]本专利技术涉及摄影装置、测距装置及方法以及存储介质、计算机装置。

技术介绍

[0002]现今，用来测量与被摄体之间距离的TOF摄影装置是基于TOF(Time ofFl ight)方式的测距装置。该TOF摄影装置向被摄体照射测距光，根据该测距光的反射光的时间差异计算距离。具体来说，向被摄体照射经过以指定照射图案进行强度调制的红外光所形成的测距光，通过红外线用摄像元件接受被摄体反射的测距光。然后，检测每个像素的照射图案的照射到接受测距光之间的时间差异，求出距离。如此求出的每个像素的距离值按像素的位图状汇集，作为"距离图像"保存。
[0003]专利文献1(专利第6435513号公报)的目的在于，用较高的S/N达到高测距精度，公开了通过相位控制反复曝光次数，使得用两个相位得到的电荷量相等的技术方案。
[0004]但是，对于以往的TOF摄影装置，一次测量的曝光时间如果短，则光量不足，而曝光时间如果长，则电荷饱和的像素增加。因此，以往的TOF摄影装置存在相位图像动态范围变窄的问题。
[0005]专利文献1的技术也存在同样问题，为了处于信号积累的最大容量附近，进行反复摄影次数的可变控制，但由于传感器的最大容量限制了动态范围，相位图像的动态范围依然会变窄。
[0006]如果相位图像的动态范围变窄，那么，在被摄体的反射率或被摄体与摄影装置之间距离等造成受光光量发生变动的情况下，测距精度会下降。

技术实现思路

[0007]鉴于上述课题，本专利技术旨在提供一种能够得到较宽动态范围的相位图像的摄影装置、测距装置及方法、以及存储介质和计算机装置。
[0008]为了解决上述课题，达到目的，本专利技术提供一种摄影装置，其特征在于，具备摄影控制部，用于控制相位图像摄影部以一次摄影动作来拍摄多张相同相位的相位图像，所述相位图像摄影部用于在不同时刻接受向对象物照射来自光源的光而得到的反射光，拍摄多种不同相位的相位图像；图像加法运算部，用于通过对所述用一次摄影动作所拍摄的多张相同相位的相位图像进行加法运算，生成每个所述一次拍摄动作的加法相位图像，并输出该加法相位图像，所述摄影控制部控制所述相位图像摄影部对每个所述多种不同相位实施所述摄影动作。
[0009]本专利技术具有获得较宽动态范围的相位图像的效果。
附图说明
[0010]图1是第一实施方式涉及的测距摄影装置的硬件结构模块图。
[0011]图2是第一实施方式涉及的测距摄影装置中主要软件所构成的功能结构模块图。
[0012]图3是用于说明测距原理的时序图。
[0013]图4的是在比较例的一般ToF摄影装置中通过多次拍摄动作得到的相位图像的示意图。
[0014]图5是第一实施方式涉及的测距摄影装置中图像传感器的摄影动作示意图。
[0015]图6是第一实施方式涉及的测距摄影装置中图像传感器摄像动作的时序图。
[0016]图7是相位图像的动作量的补偿动作的示意图。
[0017]图8是第二实施方式的涉及测距摄影装置中测距范围扩大动作的示意图。
具体实施方式
[0018]以下参考附图，说明实施方式涉及的测距摄影装置。
[0019][第一实施方式][0020]硬件结构
[0021]图1是第一实施方式涉及的测距摄影装置的硬件结构模块图。如图1所示，测距摄影装置具有光源1、图像传感器2(一例相位图像摄像部)、模拟数字转换器(ADC)3以及测距控制部4。
[0022]可以用例如VCSEL(垂直共振器面发光激光器:Vertical ChamberSurface Emit LASER)作为光源1。光源1通过例如广角透镜或鱼眼透镜等，大范围投射来自VCSEL的激光。光源1不仅限于激光和广角透镜的组合，只要可以投射到对象物上，也可以用LED(发光二极管)和投射光学系统的组合等。
[0023]图像传感器2是所谓的TOF(Time of Flight)传感器，接受从光源1照射到对象物上的激光的反射光。图像传感器2将与接受的反射光的强度所对应的电信号分为多个相位信号，并取得每个像素的相位信号。ADC3将所取得的每个像素的相位信号从模拟信号转换成数字数据，并提供给测距控制部4。关于图像传感器2具体将在以下详述。
[0024]测距控制部4具有传感器I/F(Interface)5、光源驱动电路6、输入输出接口(输入输出I/F)7、CPU(Central Processing Unit)8、ROM(Read OnlyMemory)9、RAM(Random Access Memory)10以及SSD(Solid State Drive)11。这些器件通过系统总线相互电连接。
[0025]传感器I/F5是用于取得来自图像传感器2的相位信号的接口。输入输出 I/F7是用于连接主控制器或个人计算机装置等外部设备的接口。
[0026]光源驱动电路6基于由CPU8提供的控制信号，向光源1提供驱动电压等驱动信号以进行发光驱动。可以用矩形波、正弦波或具有指定波形的电压波作为提供给光源1的驱动信号。光源驱动电路6改变电压波形的频率以对驱动信号的频率进行调制控制。另外，在多个发光部中，可以控制一部分发光部同时发光，或者使得发光的发光部发生变化。
[0027]CPU8通过从ROM9或SSD11等存储装置将程序或数据上调到RAM10上，执行处理，从而在整体上控制测距控制部4。CPU8的一部分功能或全部功能可以用 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)或FPGA(Field
‑ꢀ
Programmable Gate Array)等电路实现。
[0028]ROM9是非易失性半导体存储器(存储装置)，即使切断电源也可以保存程序或数据。ROM9中保存CPU8启动时执行的BIOS(Basic Input/Output System) 和OS(Operating System)设定等程序或数据。RAM10是易失性半导体存储器 (存储装置)，用来暂时保持程序或数据。
[0029]SSD11是非易失性存储器，其中保存经过测距控制部4实施处理的程序或各种数据。例如，SSD11中保存测距摄影程序。CPU8通过执行该测距摄影程序来控制图像传感器2，用以将接受了的反射光的强度所对应的电信号分成多个相位信号，并且取得每个像素的相位信号。也可以用HDD(Hard Disk Drive) 等其他存储装置取代SSD11。
[0030]测距控制器的功能
[0031]其次，测距控制部4的CPU8通过执行保存在SSD11中的测距摄影程序，如图2所示，实现摄影控制部20、存储控制部21、光源控制部22、图像加法运算部23、变动推定部24、相位图像补偿部25、距离计算部26以及输出控制部27 的各项功能。
[0032]摄影控制部20如后描述，控制图像传感器2，用以拍摄多个相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摄影装置，其特征在于，具备摄影控制部，用于控制相位图像摄影部以一次摄影动作来拍摄多张相同相位的相位图像，所述相位图像摄影部用于在不同时刻接受向对象物照射来自光源的光而得到的反射光，拍摄多种不同相位的相位图像；以及图像加法运算部，用于通过对所述用一次摄影动作所拍摄的多张相同相位的相位图像进行加法运算，生成每个所述一次拍摄动作的加法相位图像，并输出该加法相位图像，所述摄影控制部控制所述相位图像摄影部对每个所述多种不同相位实施所述摄影动作。2.根据权利要求1所述的摄影装置，其特征在于，进一步具备变动量检测部，用于分别根据不同相位的所述加法相位图像，检测不同相位的所述加法相位图像之间的变动量；以及相位图像补偿部，用于输出补偿加法运算相位图像，该补偿加法相位图像是基于检测到的所述变动量对所述加法相位图像实施变动量补偿处理所得到的加法相位图像。3.根据权利要求1所述的摄影装置，其特征在于，进一步具备变动量检测部，用于分别根据不同相位的所述加法相位图像，检测不同相位的所述加法相位图像之间的变动量，根据该变动量求出加法处理之前的所述多张相位图像各自的变动量；以及相位图像补偿部，用于根据所述多张相位图像各自的变动量，生成补偿相位图像，该补偿相位图像是对所述相位图像实施变动量补偿处理所得到的相位图像，所述图像加法运算部输出补偿加法运算相位图像，该补偿加法运算相位图像是对相同相位的所述补偿相位图像实施加法运算处理所得到的相位图像。4.一种测距装置，其中具备权利要求1所述的摄影装置；以及距离测量部，用于根据由所述摄影装置输出的多个不同相位的所述加法运算相位图像，求出与所述对象物之间的距离。5.一种测距装置，其中具备权利要求2或3所述的摄影装置；以及距离测量部，用于根据由所述摄影装置输出的多个不同相位的所述加法运算相位图像，求出与所述对象物之间的距离。6.根据权利要求4或5所述的测距装置，其特征在于，所述摄影控制部控制所述相位图像摄影部在一次所述摄影动作中生成以第一频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田佑，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：