距离图像拍摄装置以及由距离图像拍摄装置实施的距离图像拍摄方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种距离图像拍摄装置(1)，具备：光源部(2)，其照射光脉冲；光接收部(3)，其具备呈二维的行列状配置有多个像素的距离图像传感器；以及距离图像处理部(4)，其基于以预设的固定的电荷分配次数分配的电荷量，求取存在于拍摄对象的空间的被摄体之间的距离，其中，在所述距离图像处理部中，取得以不同的电荷分配次数(H、L)累积于电荷蓄积部的至少两个电荷量作为一组，并基于将以许多电荷分配次数(H)累积的电荷量即第一电荷量(QH2、QH3)和预设的阈值(Vth)进行了比较的结果，来选择第一电荷量(QH2、QH3)、以及作为组而取得以较少的电荷分配次数(L)累积的电荷量即第二电荷量(QL2、QL3)中的任意一方的电荷量，作为求取距离时所使用的电荷量。离时所使用的电荷量。离时所使用的电荷量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】距离图像拍摄装置以及由距离图像拍摄装置实施的距离图像拍摄方法


[0001]本专利技术涉及一种距离图像拍摄装置以及由距离图像拍摄装置实施的距离图像拍摄方法。

技术介绍

[0002]一直以来，利用光的速度已知的情况，实现了基于光的飞行时间来测量与被摄体的距离的飞行时间(Time of Flight，以下称作“TOF”)方式的距离传感器。在TOF方式的距离传感器中，向拍摄对象的空间照射近红外光，基于照射了近红外光的时间与近红外光被被摄体反射而返回的时间之差、也就是说近红外光的飞行时间，来测量与被摄体的距离。
[0003]此外，在近年来的TOF方式的距离传感器的中，与拍摄装置所搭载的固体拍摄装置同样地，呈二维的行列状配置有多个检测用于测量距离的光的像素，还实现了不仅能够取得被摄体之间的二维的距离的信息，还能够取得(拍摄)被摄体的图像的、所谓的距离图像拍摄装置。
[0004]并且，在距离图像拍摄装置中，存在有如下方式：照射测量与被摄体的距离的多个方式中的、脉冲状的近红外光(以下，称作“脉冲光”)，基于照射了脉冲光的时间和检测到被被摄体反射的脉冲光的时间之差，来测量脉冲光的飞行时间的方式。在这样的方式的距离图像拍摄装置中，存在有如下构成：在用作用于取得与被摄体的距离的信息、被摄体的图像的传感器的拍摄元件中，在各个像素中设置有多个电荷蓄积部和向各个电荷蓄积部分配电荷的构成要素。在分配构成的拍摄元件中，将构成像素的光电转换元件所产生的电荷向各个电荷蓄积部分配，基于分配于各个电荷蓄积部的电荷比，计算出被被摄体反射的脉冲光的延迟时间，从而能够测量与被摄体的距离。
[0005]在此，在分配构成的拍摄元件中，向各个电荷蓄积部分配电荷的次数成为，在各个像素中测量与被摄体的距离时的灵敏度。因此，在以往的分配构成的拍摄元件中，通常向电荷蓄积部分配电荷的次数为恒定的次数，也就是说以规定的次数被固定。
[0006]再者，在距离图像拍摄装置中，需要在各种被摄体的状况、环境中测量距离。例如，测量距离的被摄体存在于较近的位置、或被摄体所存在的周围的环境变亮、或是从被摄体的背景入射较强的光(背景光)的环境、或是近红外光的反射率较高的被摄体。在这样的情况下，当向电荷蓄积部分配电荷的次数被固定时，存在有如下问题：在各个像素中向电荷蓄积部分配的电荷量变多，电荷蓄积部饱和，与被摄体的距离的测量精度下降、或无法测量与被摄体的距离。此外，反之，例如在距离图像拍摄装置中测量距离的对象的被摄体存在于较远的位置、或被摄体所存在的周围的环境为较暗的环境、或是近红外光的反射率较低的被摄体。在这样的情况下，在向电荷蓄积部分配电荷的次数被固定的分配构成的拍摄元件中，存在有如下问题：在各个像素中向电荷蓄积部分配的电荷量变少，同样地，与被摄体的距离的测量精度下降、或无法测量与被摄体的距离。因此，在距离图像拍摄装置中，理想的是扩大能够测量与被摄体的距离的距离范围、也就是说扩大距离的测量的动态范围。
[0007]与此相关地，例如，如专利文献1所公开那样，提出了与距离传感器(距离图像拍摄装置)相关的技术。在专利文献1所公开的距离传感器的技术中，控制部以如下方式进行控制：从光源部照射的光照射时间的开始到规定时间的期间对光接收部(分配构成的拍摄元件)接收到的光的受光量进行累积，根据所累积的受光量的大小，来改变光接收部累积受光量的次数。此外，在专利文献1所公开的距离传感器的技术中，控制部根据所蓄积的受光量的大小，来改变受光期间。也就是说，在专利文献1所公开的距离传感器的技术中，将由光接收部此次累积的受光量的大小，反馈给光接收部的下一次的累积次数和受光期间。由此，在专利文献1所公开的距离传感器中，在背景光较强的状况下，能够抑制测量与被摄体的距离时的测量精度的下降。现有技术文献专利文献
[0008]专利文献1：日本专利第6406449号公报

技术实现思路

[0009]然而，在专利文献1公开距离传感器的技术中，通过反馈控制来抑制与被摄体的距离的测量精度的下降。因此，在专利文献1所公开的距离传感器中，需要用于进行反馈控制的结构、控制，距离传感器自身的结构、控制变得复杂。
[0010]本专利技术是基于所述的课题而完成的，其目的在于，提供一种在使用了分配构成的拍摄元件的距离图像拍摄装置中，不用复杂的构成、控制，能够减少由测量距离的被摄体的状况、环境的变化而产生的影响，能够扩大测量与被摄体的距离的范围的距离图像拍摄装置以及由距离图像拍摄装置实施的距离图像拍摄方法。用于解决问题的手段
[0011]根据本专利技术的第一方式，距离图像拍摄装置具备：光源部，其相对于拍摄对象的空间以规定的周期照射持续的光脉冲；光接收部，其包括呈二维的行列状配置有多个像素的距离图像传感器，所述距离图像传感器包括光电转换元件和多个电荷蓄积部，所述光电转换元件产生与入射的光对应的电荷，所述多个电荷蓄积部用于蓄积所述电荷，所述距离图像传感器与所述光脉冲的照射同步地将所述电荷分配并蓄积于各个所述电荷蓄积部；以及距离图像处理部，其基于以预设的固定的电荷分配次数分配而累积于所述电荷蓄积部的各自的所述电荷的量即电荷量，求得存在于所述拍摄对象的空间的被射体之间的距离，在所述距离图像处理部中，取得在所述距离图像传感器以不同的所述电荷分配次数累积于所述电荷蓄积部的至少两个所述电荷量作为一组，基于将以许多所述电荷分配次数累积的所述电荷量即第一电荷量和预设的阈值进行了比较的结果，来选择所述第一电荷量以及作为组而取得的以较少的所述电荷分配次数累积的所述电荷量即第二电荷量中的任意一方的电荷量，作为求取所述距离时所使用的电荷量。
[0012]根据本专利技术的第二方式，也可以在所述第一方式的距离图像拍摄装置中，所述第一电荷量以及所述第二电荷量为，包含根据所述光脉冲被所述被射体反射的反射光而产生的电荷的所述电荷的量。
[0013]根据本专利技术的第三方式，也可以在所述第二方式的距离图像拍摄装置中，在所述距离图像处理部中，在所述第一电荷量为所述阈值以下的情况下，选择所述第一电荷量作
为求取所述距离时所使用的电荷量，在所述第一电荷量超过所述阈值的情况下，选择所述第二电荷量，作为求取所述距离时所使用的电荷量。
[0014]根据本专利技术的第四方式，也可以在所述第三方式的距离图像拍摄装置中，所述第一电荷量包含：第1
‑
1电荷量，其为包含根据照射所述光脉冲的期间中的所述反射光而产生的电荷的所述电荷的量；以及第1
‑
2的电荷量，其为包含根据所述光脉冲的照射停止后的期间中的所述反射光而产生的电荷的所述电荷的量，在所述距离图像处理部中，基于将所述第1
‑
1电荷量与所述第1
‑
2电荷量中的、任意较大的一方的电荷量和所述阈值进行了比较的结果，来选择所述第一电荷量以及所述第二电荷量中的任意一方的电荷量，作为求取所述距离时所使用的电荷量。
[0015]根据本专利技术的第五方式，也可以在所述第一方式至所述第四方式中的任意一方式的距离图像拍摄装置中，所述距离图像处理部输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种距离图像拍摄装置，其特征在于，具备：光源部，其相对于拍摄对象的空间以规定的周期照射持续的光脉冲；光接收部，其包括配置有呈二维的行列状的多个像素的距离图像传感器，所述距离图像传感器包括光电转换元件和多个电荷蓄积部，所述光电转换元件产生与入射的光对应的电荷，所述多个电荷蓄积部用于蓄积所述电荷，所述距离图像传感器与所述光脉冲的照射同步地将所述电荷分配并蓄积于各个所述电荷蓄积部；以及距离图像处理部，其基于以预设的固定的电荷分配次数分配而累积于所述电荷蓄积部的各自的所述电荷的量即电荷量，求得存在于所述拍摄对象的空间的被射体之间的距离，在所述距离图像处理部中，取得在所述距离图像传感器以不同的所述电荷分配次数累积于所述电荷蓄积部的至少两个所述电荷量作为一组，基于将以许多所述电荷分配次数累积的所述电荷量即第一电荷量和预设的阈值进行了比较的结果，来选择所述第一电荷量以及作为组而取得的以较少的所述电荷分配次数累积的所述电荷量即第二电荷量中的任意一方的电荷量，作为求取所述距离时所使用的电荷量。2.根据权利要求1所述的距离图像拍摄装置，其特征在于，所述第一电荷量以及所述第二电荷量为，包含根据所述光脉冲被所述被射体反射的反射光而产生的电荷的所述电荷的量。3.根据权利要求2所述的距离图像拍摄装置，其特征在于，在所述距离图像处理部中，在所述第一电荷量为所述阈值以下的情况下，选择所述第一电荷量，作为求取所述距离时所使用的电荷量，在所述第一电荷量超过所述阈值的情况下，选择所述第二电荷量，作为求取所述距离时所使用的电荷量。4.根据权利要求3所述的距离图像拍摄装置，其特征在于，所述第一电荷量包含：第1
‑
1电荷量，其为包含根据照射所述光脉冲的期间中的所述反射光而产生的电荷的所述电荷的量；以及第1
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2的电荷量，其为包含根据所述光脉冲的照射停止后的期间中的所述反射光而产生的电荷的所述电荷的量，在所述距离图像处理部中，基于将所述第1
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1电荷量与所述第1
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2电荷量中的、任意较大的一方的电荷量和所述阈值进行了比较的结果，来选择所述第一电荷量以及所述第二电荷量中的任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边恭志，赤堀知行，
申请(专利权)人：布鲁克曼科技株式会社，
类型：发明
国别省市：