JP3385641B2 - 投光撮像装置 - Google Patents
投光撮像装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光切断機や3次元測距装
置、自動車などに搭載される物体認識装置などとして使
用される投光撮像装置に関する。 【0002】 【従来の技術】テレビジョンカメラなどの撮像装置とし
て、従来、図7に示す装置が知られている。 【0003】この撮像装置は、レンズ102によって撮
像対象となる被写体の光学画像を取り込んで集光すると
ともに、シャッタコントローラ回路103によって電子
式シャッタ104を1フレームに対して1回の割合で1
/5000秒から1/100秒程度の間、オン状態(透
過状態)にしてレンズ102によって集光された光学画
像をCCD105に入射させ、電気画像(2次元の画像
信号)に変換させる。 【0004】そして、CCDコントロール・映像信号処
理回路106によってCCD105に蓄積されている2
次元の画像信号をシリアルに読み出してこれを映像信号
として出力する。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
撮像装置では、外からの光学画像をレンズ102によっ
てCCD105上に集光する構造となっていることか
ら、撮像対象となる被写体からの光が弱いとき、図7に
示す撮像装置に透光器を付加して投光撮像装置を構成
し、この投光撮像装置の投光器によって撮像対象物に光
を当てながら、その反射光を取り込んで映像信号を生成
する。 【0006】この場合、光切断機や3次元測距装置や光
を投光して文字などを読み取ったり、物体の認識を行な
う装置などとして使用される投光撮像装置では、投光器
によってレーザスリット光やレーザスポット光を物体に
照射し、物体からの反射光をレンズによって集光しなが
ら、電子式シャッタによって必要な時間だけCCDに入
射させて映像信号にした後、CCDコントロール・映像
信号処理回路の画像処理によってレーザスリット光やレ
ーザスポット光によって照明されている部分を抽出す
る。 【0007】しかしながら、このような投光撮像装置で
は、レーザスリット光やレーザスポット光より強い外来
光(例えば、太陽光など)が撮像対象物体に照射されて
いるとき、レーザスリット光やレーザスリット光が照射
されている部分の画像を抽出することが難しいという問
題があった。 【0008】そこで、このような問題を解決する方法の
1つとして、従来、特開平2−304680号が提案さ
れている。 【0009】この提案は投光器と、テレビジョンカメラ
とによって投光撮像装置を構成し、投光器から光を出射
する前に、テレビジョンカメラによって画像を取り込ん
でこれを未投光画像としてメモリに格納しておき、この
後投光器から光を出射しながら、テレビジョンカメラに
よって画像を取り込んでこれを投光画像として前記メモ
リと別のメモリに格納する。 【0010】そして、これらの各メモリに各々、格納さ
れている未投光画像と、投光画像とを読み出しこれらの
差を演算して外来光の影響を除去し、この処理によって
得られた差画像を投光部分の画像として抽出する。 【0011】しかしながら、このような投光撮像装置で
は、1/30秒の周期でしかテレビジョンカメラから映
像信号を出力させることしかできないため、2枚の画像
を取り込んで、これらの各画像の差画像を抽出するの
に、2/30秒の時間を必要とする。 【0012】このため、このような投光撮像装置では、
静止している物体(被写体)を撮影して投光部分の画像
を抽出することができるものの、自動車上からみた道路
や対向車などのように被写体が早く動いているときに
は、2枚の画像が互いに異なった被写体の画像となって
投光部分の画像を抽出することができなくなってしまう
という問題がある。 【0013】そこで、このような問題を解決するため、
動きの早い被写体を撮影するため、画像の入力周期を短
くすることが考えられる。 【0014】つまり、通常のテレビジョンカメラでは、
1フィールドの画像入力に16.6msかかり、2フィ
ールドの画像によって構成される1フレームの画像入力
に33.3msの時間がかかってしまうため、未投光画
像の入力に33.3ms、投光画像の入力に33.3m
sの時間がかかって、1枚の差画像を得るために合計で
66.6msの時間がかかってしまうが、これをそれぞ
れ1ms程度に短縮して動きの早い被写体についても、
投光部分の画像を抽出することが考えられる。 【0015】しかしながら、このような方法では、テレ
ビジョンカメラとして、高速で撮像することができる高
速度カメラのように非常に高価な装置を必要とするた
め、コストが高過ぎて実現が難しいという問題がある。 【0016】本発明は上記の事情に鑑み、通常のCCD
を使用して、動きの早い被写体でも、外来光に影響され
ることなく、照明された部分の画像を抽出することがで
きる投光撮像装置を提供することを目的としている。 【0017】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による投光撮像装置は、1フレーム期間内に
繰り返し発光して被写体に光を照射する投光部と、前記
被写体の光学画像を取り込んで複数に分ける光学部と、
前記投光部から光が出射されているときには、前記光学
部によって分けられた1つの光学画像を取り込んで画像
信号を生成する第1光/電変換部と、この第1光/電変
換部の光/電変換期間の直前または直後において、前記
投光部から光が出射されていないときには、前記光学部
によって分けられた他の光学画像を取り込んで画像信号
を生成する第2光/電変換部と、この第2光/電変換部
から出力される画像信号と前記第1光/電変換部から出
力される画像信号との差画像を演算して映像信号を生成
する制御・処理部とを備えたことを特徴としている。 【0018】 【作用】上記の構成において、投光部によって1フレー
ム期間内に繰り返し光が生成されて被写体を照明しなが
ら、光学部によって前記被写体の光学画像が取り込まれ
て複数に分けられるとともに、前記投光部から光が出射
されているとき、第1光/電変換部によって前記光学部
で分けられた1つの光学画像が取り込まれて画像信号が
生成され、またこの第1光/電変換部の光/電変換期間
の直前または直後において、前記投光部から光が出射さ
れていないとき、第2光/電変換部によって前記光学部
で分けられた他の光学画像が取り込まれて画像信号が生
成された後、制御・処理部によって前記第2光/電変換
部から出力される画像信号と前記第1光/電変換部から
出力される画像信号との差画像が演算されて映像信号が
生成される。 【0019】 【実施例】図1は本発明による投光撮像装置の一実施例
を示すブロック図である。 【0020】この図に示す投光撮像装置は、投光部1
と、光学部2と、2つの光/電変換部3、4と、制御・
処理部5とを備えており、撮像対象となる被写体にパル
ス状の光を照射する動作を繰り返しながら、前記光と同
相および逆相となるように前記被写体からの反射光(光
学画像)を取り込んで画像信号に変換した後、これらの
差画像を演算して照明されている部分の画像を抽出す
る。 【0021】投光部1は、図2(c)に示す如く前記制
御・処理部5から発光信号が出力される毎に、この発光
信号が供給されている間、レーザ光源やLED、放電ラ
ンプ、ストロボ光源などの発光体6を発光させるととも
に、レンズ7によって前記発光体6によって得られた光
を平行光にして被写体を照明する。 【0022】また、光学部2は、レンズ10によって前
記被写体からの反射光(光学画像)を取り込んで集光す
るとともに、分光プリズム11によって前記光学画像を
2つの光学画像に2分してその一方を光/電変換部3に
入射させ、他方を光/電変換部4に入射させる。 【0023】一方の光/電変換部3は、図2(a)に示
す如く制御・処理部5から前記発光信号の出力タイミン
グと逆相となったシャッタオン信号が出力される毎に、
このシャッタオン信号が供給されている間(例えば、1
/1000秒から1/10000秒の間)、PLZTや
液晶シャッタなどにより構成される電子式シャッタ12
によって光学部2で分離された一方の光学画像を透過さ
せてCCD13に入射させ、これによって前記光学画像
を光/電変換させて2次元の画像信号を蓄積させ、図2
(d)に示す如く制御・処理部5から30Hzの周期を
持つ垂直同期信号に対応する読出しタイミング信号が出
力されたとき、CCD13から蓄積している画像信号を
シリアルに出力させて制御・処理部5に供給する。 【0024】また、他方の光/電変換部4は、図2
(b)に示す如く制御・処理部5から前記発光信号の出
力タイミングと同相となったシャッタオン信号が出力さ
れる毎に、このシャッタオン信号が供給されている間、
電子式シャッタ14によって光学部2で分離された他方
の光学画像を透過させてCCD15に入射させ、これに
よって前記光学画像を光/電変換させて2次元の画像信
号を蓄積させ、図2(d)に示す如く制御・処理部5か
ら垂直同期信号に対応する読出しタイミング信号が出力
されたとき、CCD15から蓄積している画像信号をシ
リアルに出力させて制御・処理部5に供給する。 【0025】この場合、これらの各光/電変換部3、4
を構成する各CCD13、15は、図3に示す如く各画
素毎に光の供給量に応じて電荷が増加する通常のCCD
であり、前回の読出し処理によって電荷が零になった後
(例えば、時刻t0 )、今回のフレームが終了する前ま
で、入射された光学画像の光量に応じて強い光量では、
実線で示す如く、また弱い光量では、点線で示す如く電
荷が増加し、読出し処理が行われたとき(例えば、時刻
t1 )、このときから次のフレームが開始されるまで
(例えば、時刻t2 )、電荷が零に保たれる。 【0026】したがって、一方の光/電変換部3に設け
られているCCD13では、図4(c)、(e)に示す
如く発光信号の出力タイミングと逆相となったシャッタ
オン信号が出力される毎に、光学画像が入射するので、
図4(a)に示す如くその都度、電荷が増加し、制御・
処理部5から読出しタイミング信号が出力されたとき
(例えば、時刻t1 )、各画素の電荷をシリアルに出力
して零になり、また他方の光/電変換部4に設けられて
いるCCD15では、図4(d)、(e)に示す如く発
光信号の出力タイミングと同相となったシャッタオン信
号が出力される毎に、光学画像が入射するので、図4
(b)に示す如くその都度、電荷が増加し、制御・処理
部5から読出しタイミング信号が出力されたとき(例え
ば、時刻t1)、各画素の電荷をシリアルに出力して零
になる。 【0027】これによって、これらの各CCD13、1
5に入射される光学画像のデューティを50%にすれ
ば、1フレームの間、連続して光学画像を入射させる通
常の撮像動作の約半分のレベルの画像信号を出力させる
ことができるとともに、発光信号の出力タイミングと逆
相となるシャッタオン信号によって一方の電子式シャッ
タ12を透過状態にするとともに、前記シャッタオン信
号と同相となるシャッタオン信号によって他方の電子式
シャッタ14を透過状態にし、さらにこれらの各シャッ
タオン信号のオン/オフ周期を早くしているので、被写
体の動きが早い場合でも、各CCD13、15に被写体
のほぼ同じ部分の光学画像を入射させることができる。 【0028】また、制御・処理部5はシャッタコントロ
ーラ回路18によって予め設定されているタイミングで
発光信号を生成してこれを投光部1に供給するととも
に、前記発光信号と逆相となるシャッタオン信号、同相
となるシャッタオン信号を生成してこれらを各光/電変
換部3、4の電子式シャッタ12、14に各々、供給し
ながら、CCDコントローラ回路16によって垂直同期
信号に対応した読出しタイミングで各光/電変換部3、
4のCCD13、15を各々制御して画像信号を出力さ
せ、映像信号処理回路17によってこれらの差画像を抽
出させ、これを映像信号として出力させる。 【0029】この場合、映像信号処理回路17は、図5
に示す如く差動増幅回路19によって一方のCCD13
から出力される画像信号と、他方のCCD15から出力
される画像信号との差画像を抽出してこれを映像信号と
して出力する。 【0030】このようにこの実施例においては、撮像対
象となる被写体にパルス状に光を照射する動作を繰り返
しながら、前記光と同相および逆相となるように前記被
写体からの反射光(光学画像)を取り込んで画像信号に
変換した後、これらの差画像を演算して照明されている
部分の画像を抽出するようにしたので、通常のCCDを
使用して、動きの早い被写体でも、外来光に影響される
ことなく、照明された部分の画像を抽出することができ
る。 【0031】図6は本発明による投光撮像装置の他の実
施例を示すブロック図である。なお、この図において、
図1の各部と同じ部分には同じ符号が付してある。 【0032】この図に示す投光撮像装置が図1に示す装
置と異なる点は、積分回路25によって映像信号処理回
路17から出力される映像信号を画像1枚分単位(3
3.3ms)で積分して映像信号を平均化するとととも
に、マイクロプロセッサなどによって構成される移相回
路26によって前記平均化処理で得られた平均化画像信
号の信号レベルに基づいてシャッタコントローラ回路1
8から出力される発光信号や各シャッタオン信号のパル
ス位置を1周期以内で、かつパルス間隔を一定にしたま
ま、タイミングを早くしたり、遅くしたりして、積分処
理回路25から出力される平均化画像信号の信号レベル
が最大となるタイミングを自動的に検出させるようにし
たことである。 【0033】これによって、この実施例においては、例
えばこの投光撮像装置を自動車に搭載したとき、2台の
自動車が並走し、これらの各自動車が投光した光が互い
に逆相の関係になっても、映像信号処理回路17から出
力される映像信号の値が零にならないようにすることが
できる。 【0034】また、この実施例においては、映像信号処
理回路17の出力側に積分回路25を設けるとともに、
この積分回路25の出力側に移相回路26を設けるよう
にしているが、図1に示す投光撮像装置で使用する映像
信号処理回路17、すなわち図5に示す映像信号処理回
路15内に設けられた差動増幅回路19の後に、絶対値
演算回路を設け、この絶対値演算回路によって差動増幅
回路19から出力される映像信号を全波整流してその絶
対値を求め、これを映像信号として出力するようにして
も良い。 【0035】このようにすることにより、自分の自動車
の投光タイミングと逆相となっている間に、他の自動車
の強い光で投光したとき、同相となっている光/電変換
部4から出力される画像信号より、逆相となっている光
/電変換部3から出力される画像信号の方が大きくな
り、図5に示す差動増幅回路19から出力される映像信
号が負極性となるが、絶対値演算回路によってこれを正
極性にして、上述した他の実施例と同じ効果を得ること
ができる。 【0036】また、上述した各実施例においては、シャ
ッタコントローラ回路18によってパルス状の発光信号
や各シャッタオン信号を生成して発光体6や各電子式シ
ャッタ12、14を駆動するようにしているが、正弦波
状の発光信号や各シャッタオン信号を生成して発光体6
や各電子式シャッタ12、14を駆動するようにしても
良い。 【0037】そして、上述した各実施例で示した投光撮
像装置を物体の高さなどを計測する光切断機として使用
する場合には、発光体6としてレーザスリット光を発生
することができるものを用いることにより、外来光の影
響を受けないものにすることができる。 【0038】また、上述した各実施例で示した投光撮像
装置を自動車の視覚装置として使用する場合、レーザ光
を発生する発光体や放電ランプなどの発光体を使用する
ことにより、外来光の影響を受けない映像信号を得るこ
とができ、これによって白線の検出を行なうことができ
るとともに、晴天時に生じていた影を無くし、さらに太
陽が進行方向にあるときに生じる逆光時にも前方の画像
を得ることができ、また夜間においてもクリアな画像を
得ることができる。 【0039】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
常のCCDを使用して、動きの早い被写体でも、外来光
に影響されることなく、照明された部分の画像を抽出す
ることができる。
置、自動車などに搭載される物体認識装置などとして使
用される投光撮像装置に関する。 【0002】 【従来の技術】テレビジョンカメラなどの撮像装置とし
て、従来、図7に示す装置が知られている。 【0003】この撮像装置は、レンズ102によって撮
像対象となる被写体の光学画像を取り込んで集光すると
ともに、シャッタコントローラ回路103によって電子
式シャッタ104を1フレームに対して1回の割合で1
/5000秒から1/100秒程度の間、オン状態(透
過状態)にしてレンズ102によって集光された光学画
像をCCD105に入射させ、電気画像(2次元の画像
信号)に変換させる。 【0004】そして、CCDコントロール・映像信号処
理回路106によってCCD105に蓄積されている2
次元の画像信号をシリアルに読み出してこれを映像信号
として出力する。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
撮像装置では、外からの光学画像をレンズ102によっ
てCCD105上に集光する構造となっていることか
ら、撮像対象となる被写体からの光が弱いとき、図7に
示す撮像装置に透光器を付加して投光撮像装置を構成
し、この投光撮像装置の投光器によって撮像対象物に光
を当てながら、その反射光を取り込んで映像信号を生成
する。 【0006】この場合、光切断機や3次元測距装置や光
を投光して文字などを読み取ったり、物体の認識を行な
う装置などとして使用される投光撮像装置では、投光器
によってレーザスリット光やレーザスポット光を物体に
照射し、物体からの反射光をレンズによって集光しなが
ら、電子式シャッタによって必要な時間だけCCDに入
射させて映像信号にした後、CCDコントロール・映像
信号処理回路の画像処理によってレーザスリット光やレ
ーザスポット光によって照明されている部分を抽出す
る。 【0007】しかしながら、このような投光撮像装置で
は、レーザスリット光やレーザスポット光より強い外来
光(例えば、太陽光など)が撮像対象物体に照射されて
いるとき、レーザスリット光やレーザスリット光が照射
されている部分の画像を抽出することが難しいという問
題があった。 【0008】そこで、このような問題を解決する方法の
1つとして、従来、特開平2−304680号が提案さ
れている。 【0009】この提案は投光器と、テレビジョンカメラ
とによって投光撮像装置を構成し、投光器から光を出射
する前に、テレビジョンカメラによって画像を取り込ん
でこれを未投光画像としてメモリに格納しておき、この
後投光器から光を出射しながら、テレビジョンカメラに
よって画像を取り込んでこれを投光画像として前記メモ
リと別のメモリに格納する。 【0010】そして、これらの各メモリに各々、格納さ
れている未投光画像と、投光画像とを読み出しこれらの
差を演算して外来光の影響を除去し、この処理によって
得られた差画像を投光部分の画像として抽出する。 【0011】しかしながら、このような投光撮像装置で
は、1/30秒の周期でしかテレビジョンカメラから映
像信号を出力させることしかできないため、2枚の画像
を取り込んで、これらの各画像の差画像を抽出するの
に、2/30秒の時間を必要とする。 【0012】このため、このような投光撮像装置では、
静止している物体(被写体)を撮影して投光部分の画像
を抽出することができるものの、自動車上からみた道路
や対向車などのように被写体が早く動いているときに
は、2枚の画像が互いに異なった被写体の画像となって
投光部分の画像を抽出することができなくなってしまう
という問題がある。 【0013】そこで、このような問題を解決するため、
動きの早い被写体を撮影するため、画像の入力周期を短
くすることが考えられる。 【0014】つまり、通常のテレビジョンカメラでは、
1フィールドの画像入力に16.6msかかり、2フィ
ールドの画像によって構成される1フレームの画像入力
に33.3msの時間がかかってしまうため、未投光画
像の入力に33.3ms、投光画像の入力に33.3m
sの時間がかかって、1枚の差画像を得るために合計で
66.6msの時間がかかってしまうが、これをそれぞ
れ1ms程度に短縮して動きの早い被写体についても、
投光部分の画像を抽出することが考えられる。 【0015】しかしながら、このような方法では、テレ
ビジョンカメラとして、高速で撮像することができる高
速度カメラのように非常に高価な装置を必要とするた
め、コストが高過ぎて実現が難しいという問題がある。 【0016】本発明は上記の事情に鑑み、通常のCCD
を使用して、動きの早い被写体でも、外来光に影響され
ることなく、照明された部分の画像を抽出することがで
きる投光撮像装置を提供することを目的としている。 【0017】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による投光撮像装置は、1フレーム期間内に
繰り返し発光して被写体に光を照射する投光部と、前記
被写体の光学画像を取り込んで複数に分ける光学部と、
前記投光部から光が出射されているときには、前記光学
部によって分けられた1つの光学画像を取り込んで画像
信号を生成する第1光/電変換部と、この第1光/電変
換部の光/電変換期間の直前または直後において、前記
投光部から光が出射されていないときには、前記光学部
によって分けられた他の光学画像を取り込んで画像信号
を生成する第2光/電変換部と、この第2光/電変換部
から出力される画像信号と前記第1光/電変換部から出
力される画像信号との差画像を演算して映像信号を生成
する制御・処理部とを備えたことを特徴としている。 【0018】 【作用】上記の構成において、投光部によって1フレー
ム期間内に繰り返し光が生成されて被写体を照明しなが
ら、光学部によって前記被写体の光学画像が取り込まれ
て複数に分けられるとともに、前記投光部から光が出射
されているとき、第1光/電変換部によって前記光学部
で分けられた1つの光学画像が取り込まれて画像信号が
生成され、またこの第1光/電変換部の光/電変換期間
の直前または直後において、前記投光部から光が出射さ
れていないとき、第2光/電変換部によって前記光学部
で分けられた他の光学画像が取り込まれて画像信号が生
成された後、制御・処理部によって前記第2光/電変換
部から出力される画像信号と前記第1光/電変換部から
出力される画像信号との差画像が演算されて映像信号が
生成される。 【0019】 【実施例】図1は本発明による投光撮像装置の一実施例
を示すブロック図である。 【0020】この図に示す投光撮像装置は、投光部1
と、光学部2と、2つの光/電変換部3、4と、制御・
処理部5とを備えており、撮像対象となる被写体にパル
ス状の光を照射する動作を繰り返しながら、前記光と同
相および逆相となるように前記被写体からの反射光(光
学画像)を取り込んで画像信号に変換した後、これらの
差画像を演算して照明されている部分の画像を抽出す
る。 【0021】投光部1は、図2(c)に示す如く前記制
御・処理部5から発光信号が出力される毎に、この発光
信号が供給されている間、レーザ光源やLED、放電ラ
ンプ、ストロボ光源などの発光体6を発光させるととも
に、レンズ7によって前記発光体6によって得られた光
を平行光にして被写体を照明する。 【0022】また、光学部2は、レンズ10によって前
記被写体からの反射光(光学画像)を取り込んで集光す
るとともに、分光プリズム11によって前記光学画像を
2つの光学画像に2分してその一方を光/電変換部3に
入射させ、他方を光/電変換部4に入射させる。 【0023】一方の光/電変換部3は、図2(a)に示
す如く制御・処理部5から前記発光信号の出力タイミン
グと逆相となったシャッタオン信号が出力される毎に、
このシャッタオン信号が供給されている間(例えば、1
/1000秒から1/10000秒の間)、PLZTや
液晶シャッタなどにより構成される電子式シャッタ12
によって光学部2で分離された一方の光学画像を透過さ
せてCCD13に入射させ、これによって前記光学画像
を光/電変換させて2次元の画像信号を蓄積させ、図2
(d)に示す如く制御・処理部5から30Hzの周期を
持つ垂直同期信号に対応する読出しタイミング信号が出
力されたとき、CCD13から蓄積している画像信号を
シリアルに出力させて制御・処理部5に供給する。 【0024】また、他方の光/電変換部4は、図2
(b)に示す如く制御・処理部5から前記発光信号の出
力タイミングと同相となったシャッタオン信号が出力さ
れる毎に、このシャッタオン信号が供給されている間、
電子式シャッタ14によって光学部2で分離された他方
の光学画像を透過させてCCD15に入射させ、これに
よって前記光学画像を光/電変換させて2次元の画像信
号を蓄積させ、図2(d)に示す如く制御・処理部5か
ら垂直同期信号に対応する読出しタイミング信号が出力
されたとき、CCD15から蓄積している画像信号をシ
リアルに出力させて制御・処理部5に供給する。 【0025】この場合、これらの各光/電変換部3、4
を構成する各CCD13、15は、図3に示す如く各画
素毎に光の供給量に応じて電荷が増加する通常のCCD
であり、前回の読出し処理によって電荷が零になった後
(例えば、時刻t0 )、今回のフレームが終了する前ま
で、入射された光学画像の光量に応じて強い光量では、
実線で示す如く、また弱い光量では、点線で示す如く電
荷が増加し、読出し処理が行われたとき(例えば、時刻
t1 )、このときから次のフレームが開始されるまで
(例えば、時刻t2 )、電荷が零に保たれる。 【0026】したがって、一方の光/電変換部3に設け
られているCCD13では、図4(c)、(e)に示す
如く発光信号の出力タイミングと逆相となったシャッタ
オン信号が出力される毎に、光学画像が入射するので、
図4(a)に示す如くその都度、電荷が増加し、制御・
処理部5から読出しタイミング信号が出力されたとき
(例えば、時刻t1 )、各画素の電荷をシリアルに出力
して零になり、また他方の光/電変換部4に設けられて
いるCCD15では、図4(d)、(e)に示す如く発
光信号の出力タイミングと同相となったシャッタオン信
号が出力される毎に、光学画像が入射するので、図4
(b)に示す如くその都度、電荷が増加し、制御・処理
部5から読出しタイミング信号が出力されたとき(例え
ば、時刻t1)、各画素の電荷をシリアルに出力して零
になる。 【0027】これによって、これらの各CCD13、1
5に入射される光学画像のデューティを50%にすれ
ば、1フレームの間、連続して光学画像を入射させる通
常の撮像動作の約半分のレベルの画像信号を出力させる
ことができるとともに、発光信号の出力タイミングと逆
相となるシャッタオン信号によって一方の電子式シャッ
タ12を透過状態にするとともに、前記シャッタオン信
号と同相となるシャッタオン信号によって他方の電子式
シャッタ14を透過状態にし、さらにこれらの各シャッ
タオン信号のオン/オフ周期を早くしているので、被写
体の動きが早い場合でも、各CCD13、15に被写体
のほぼ同じ部分の光学画像を入射させることができる。 【0028】また、制御・処理部5はシャッタコントロ
ーラ回路18によって予め設定されているタイミングで
発光信号を生成してこれを投光部1に供給するととも
に、前記発光信号と逆相となるシャッタオン信号、同相
となるシャッタオン信号を生成してこれらを各光/電変
換部3、4の電子式シャッタ12、14に各々、供給し
ながら、CCDコントローラ回路16によって垂直同期
信号に対応した読出しタイミングで各光/電変換部3、
4のCCD13、15を各々制御して画像信号を出力さ
せ、映像信号処理回路17によってこれらの差画像を抽
出させ、これを映像信号として出力させる。 【0029】この場合、映像信号処理回路17は、図5
に示す如く差動増幅回路19によって一方のCCD13
から出力される画像信号と、他方のCCD15から出力
される画像信号との差画像を抽出してこれを映像信号と
して出力する。 【0030】このようにこの実施例においては、撮像対
象となる被写体にパルス状に光を照射する動作を繰り返
しながら、前記光と同相および逆相となるように前記被
写体からの反射光(光学画像)を取り込んで画像信号に
変換した後、これらの差画像を演算して照明されている
部分の画像を抽出するようにしたので、通常のCCDを
使用して、動きの早い被写体でも、外来光に影響される
ことなく、照明された部分の画像を抽出することができ
る。 【0031】図6は本発明による投光撮像装置の他の実
施例を示すブロック図である。なお、この図において、
図1の各部と同じ部分には同じ符号が付してある。 【0032】この図に示す投光撮像装置が図1に示す装
置と異なる点は、積分回路25によって映像信号処理回
路17から出力される映像信号を画像1枚分単位(3
3.3ms)で積分して映像信号を平均化するとととも
に、マイクロプロセッサなどによって構成される移相回
路26によって前記平均化処理で得られた平均化画像信
号の信号レベルに基づいてシャッタコントローラ回路1
8から出力される発光信号や各シャッタオン信号のパル
ス位置を1周期以内で、かつパルス間隔を一定にしたま
ま、タイミングを早くしたり、遅くしたりして、積分処
理回路25から出力される平均化画像信号の信号レベル
が最大となるタイミングを自動的に検出させるようにし
たことである。 【0033】これによって、この実施例においては、例
えばこの投光撮像装置を自動車に搭載したとき、2台の
自動車が並走し、これらの各自動車が投光した光が互い
に逆相の関係になっても、映像信号処理回路17から出
力される映像信号の値が零にならないようにすることが
できる。 【0034】また、この実施例においては、映像信号処
理回路17の出力側に積分回路25を設けるとともに、
この積分回路25の出力側に移相回路26を設けるよう
にしているが、図1に示す投光撮像装置で使用する映像
信号処理回路17、すなわち図5に示す映像信号処理回
路15内に設けられた差動増幅回路19の後に、絶対値
演算回路を設け、この絶対値演算回路によって差動増幅
回路19から出力される映像信号を全波整流してその絶
対値を求め、これを映像信号として出力するようにして
も良い。 【0035】このようにすることにより、自分の自動車
の投光タイミングと逆相となっている間に、他の自動車
の強い光で投光したとき、同相となっている光/電変換
部4から出力される画像信号より、逆相となっている光
/電変換部3から出力される画像信号の方が大きくな
り、図5に示す差動増幅回路19から出力される映像信
号が負極性となるが、絶対値演算回路によってこれを正
極性にして、上述した他の実施例と同じ効果を得ること
ができる。 【0036】また、上述した各実施例においては、シャ
ッタコントローラ回路18によってパルス状の発光信号
や各シャッタオン信号を生成して発光体6や各電子式シ
ャッタ12、14を駆動するようにしているが、正弦波
状の発光信号や各シャッタオン信号を生成して発光体6
や各電子式シャッタ12、14を駆動するようにしても
良い。 【0037】そして、上述した各実施例で示した投光撮
像装置を物体の高さなどを計測する光切断機として使用
する場合には、発光体6としてレーザスリット光を発生
することができるものを用いることにより、外来光の影
響を受けないものにすることができる。 【0038】また、上述した各実施例で示した投光撮像
装置を自動車の視覚装置として使用する場合、レーザ光
を発生する発光体や放電ランプなどの発光体を使用する
ことにより、外来光の影響を受けない映像信号を得るこ
とができ、これによって白線の検出を行なうことができ
るとともに、晴天時に生じていた影を無くし、さらに太
陽が進行方向にあるときに生じる逆光時にも前方の画像
を得ることができ、また夜間においてもクリアな画像を
得ることができる。 【0039】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
常のCCDを使用して、動きの早い被写体でも、外来光
に影響されることなく、照明された部分の画像を抽出す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による投光撮像装置の一実施例を示すブ
ロック図である。 【図2】図1に示す各電子式シャッタのオン/オフ動作
と発光体のオン/オフ動作と各CCDの読出し動作との
関係例を示すタイミング図である。 【図3】図1に示す各CCDの入射光の光量と蓄積され
る電荷との基本的な関係例を示す模式図である。 【図4】図1に示す発光体の発光動作と各電子式シャッ
タのオン/オフ動作と各CCDに実際に蓄積される電荷
の量との関係例を示す波形図である。 【図5】図1に示す映像信号処理回路の詳細な回路構成
例を示す回路図である。 【図6】本発明による投光撮像装置の他の実施例を示す
ブロック図である。 【図7】従来から知られている撮像装置の一例を示すブ
ロック図である。 【符号の説明】 1 投光部 2 光学部 3、4 光/電変換部 5 制御・処理部 6 発光体 7、10 レンズ 11 分光プリズム 12、14 電子式シャッタ 13、15 CCD 16 CCDコントローラ回路 17 映像信号処理回路 18 シャッタコントローラ回路
ロック図である。 【図2】図1に示す各電子式シャッタのオン/オフ動作
と発光体のオン/オフ動作と各CCDの読出し動作との
関係例を示すタイミング図である。 【図3】図1に示す各CCDの入射光の光量と蓄積され
る電荷との基本的な関係例を示す模式図である。 【図4】図1に示す発光体の発光動作と各電子式シャッ
タのオン/オフ動作と各CCDに実際に蓄積される電荷
の量との関係例を示す波形図である。 【図5】図1に示す映像信号処理回路の詳細な回路構成
例を示す回路図である。 【図6】本発明による投光撮像装置の他の実施例を示す
ブロック図である。 【図7】従来から知られている撮像装置の一例を示すブ
ロック図である。 【符号の説明】 1 投光部 2 光学部 3、4 光/電変換部 5 制御・処理部 6 発光体 7、10 レンズ 11 分光プリズム 12、14 電子式シャッタ 13、15 CCD 16 CCDコントローラ回路 17 映像信号処理回路 18 シャッタコントローラ回路
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(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G06T 1/00
H04N 7/18
H04N 5/335
H04N 5/225
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 1フレーム期間内に繰り返し発光して被
写体に光を照射する投光部と、 前記被写体の光学画像を取り込んで複数に分ける光学部
と、 前記投光部から光が出射されているときには、前記光学
部によって分けられた1つの光学画像を取り込んで画像
信号を生成する第1光/電変換部と、 この第1光/電変換部の光/電変換期間の直前または直
後において、前記投光部から光が出射されていないとき
には、前記光学部によって分けられた他の光学画像を取
り込んで画像信号を生成する第2光/電変換部と、 この第2光/電変換部から出力される画像信号と前記第
1光/電変換部から出力される画像信号との差画像を演
算して映像信号を生成する制御・処理部と、 を備えたことを特徴とする投光撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05060493A JP3385641B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 投光撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05060493A JP3385641B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 投光撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06268929A JPH06268929A (ja) | 1994-09-22 |
JP3385641B2 true JP3385641B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=12863577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05060493A Expired - Fee Related JP3385641B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 投光撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3385641B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006090900A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 発光体検出装置、発光体検出方法、及びプログラム |
DE102005018057A1 (de) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | William, Lin, San Jose | Mehrfachsensor Kamera |
JP5161752B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2013-03-13 | パナソニック株式会社 | 撮像装置 |
JP5462480B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2014-04-02 | パナソニック株式会社 | 撮像装置 |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP05060493A patent/JP3385641B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06268929A (ja) | 1994-09-22 |
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