JP7347942B2 - 3次元映像装置 - Google Patents
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Description
200:光源駆動部
300:ToFセンサー
310:画素
312:第1フォトゲート
314:第2フォトゲート
316:第1信号出力部
318:第2信号出力部
400:センサー駆動部
410:信号出力器
500:制御部
600:位相パターン処理部
610:アナログ-デジタル変換部
612:ADC
620:位相パターン整列部
700:奥行き情報生成部
Claims (19)
- ToFセンサーと、位相パターン処理部と、奥行き情報生成部とを含む3次元映像装置であって、前記ToFセンサーは、
物体から反射された光を受信して、第1位相信号を生成する第1フォトゲートと、前記第1位相信号を出力する第1信号出力部と、前記第1位相信号と180°の位相差を有する第2位相信号を生成する第2フォトゲートと、前記第2位相信号を出力する第2信号出力部とを含む第1画素と、
前記物体から反射された光を受信して、前記第1位相信号と相違する第3位相信号を生成する第3フォトゲートと、前記第3位相信号を出力する第3信号出力部と、前記第3位相信号と180°の位相差を有する第4位相信号を生成する第4フォトゲートと、前記第4位相信号を出力する第4信号出力部とを含む第2画素とを含み、
前記位相パターン処理部は、前記第1位相信号乃至第4位相信号をデジタル位相値に変換し、前記デジタル位相値のうち光の第1乃至第4初期位相に対応するものを、1つのフレームの中で所定のパターンで繰り返される形態で配置することにより、1つのフレームに関する位相パターンイメージを生成し、
前記奥行き情報生成部は、前記デジタル位相値のうち前記第1初期位相に対応するものと前記第3初期位相に対応するものとの間の差分と、前記デジタル位相値のうち前記第2初期位相に対応するものと前記第4初期位相に対応するものとの間の差分との比率の逆正接から算出される位相差を用いて、前記物体との距離を計算することにより、前記物体の奥行き情報を生成する、3次元映像装置。 - 前記第1フォトゲートは、光源から照射された前記光の第1乃至第4初期位相0°、90°、180°、270°のうちの1つに対応して前記第1位相信号を出力し、
前記第1位相信号と前記第3位相信号とは、90°の位相差を有する、請求項1に記載の3次元映像装置。 - 前記第2フォトゲートは、光源から照射された前記光の第1乃至第4初期位相0°、90°、180°、270°のうちの1つに対応して前記第2位相信号を出力し、
前記第2位相信号と前記第4位相信号とは、90°の位相差を有する、請求項1又は2に記載の3次元映像装置。 - 前記第3フォトゲートは、光源から照射された前記光の第1乃至第4初期位相0°、90°、180°、270°のうちの1つに対応して前記第3位相信号を出力し、
前記第3位相信号と前記第2位相信号とは、90°の位相差を有する、請求項1ないし3のうち何れか一項に記載の3次元映像装置。 - 前記第4フォトゲートは、光源から照射された前記光の第1乃至第4初期位相0°、90°、180°、270°のうちの1つに対応して前記第4位相信号を出力し、
前記第4位相信号と前記第1位相信号とは、90°の位相差を有する、請求項1ないし4のうち何れか一項に記載の3次元映像装置。 - ToFセンサーと、位相パターン処理部と、奥行き情報生成部とを含む3次元映像装置であって、前記ToFセンサーは、
互いに隣接して配置された複数の画素を含む複数の第1画素群と、
互いに隣接して配置された複数の画素を含む複数の第2画素群と、を含み、
前記複数の第1画素群の複数の画素の各々は、物体から反射された光を受信して180°の位相差を有する第1位相信号及び第2位相信号を出力し、
前記複数の第2画素群の複数の画素の各々は、物体から反射された光を受信して180°の位相差を有する第3位相信号及び第4位相信号を出力し、
前記位相パターン処理部は、前記第1位相信号乃至第4位相信号をデジタル位相値に変換し、前記デジタル位相値のうち第1乃至第4初期位相に対応するものを、1つのフレームの中で所定のパターンで繰り返される形態で配置することにより、1つのフレームに関する位相パターンイメージを生成し、
前記奥行き情報生成部は、前記デジタル位相値のうち前記第1初期位相に対応するものと前記第3初期位相に対応するものとの間の差分と、前記デジタル位相値のうち前記第2初期位相に対応するものと前記第4初期位相に対応するものとの間の差分との比率の逆正接から算出される位相差を用いて、前記物体との距離を計算することにより、前記物体の奥行き情報を生成する、3次元映像装置。 - 1つのフレーム期間の間前記第1位相信号、前記第2位相信号、前記第3位相信号、及び前記第4位相信号を出力する、請求項6に記載の3次元映像装置。
- 前記複数の第1画素群を構成する複数の画素の各々は、前記第1位相信号を出力する第1フォトゲートと、前記第2位相信号を出力する第2フォトゲートと、を含み、
前記第2画素群を構成する複数の画素の各々は、前記第3位相信号を出力する第3フォトゲートと、前記第4位相信号を出力する第4フォトゲートと、を含む、請求項7に記載の3次元映像装置。 - 前記第1フォトゲートから出力される前記第1位相信号と、前記第3フォトゲートから出力される前記第3位相信号とは、90°の位相差を有する、請求項8に記載の3次元映像装置。
- 前記第2フォトゲートから出力される前記第2位相信号と、前記第4フォトゲートから出力される前記第4位相信号とは、90°の位相差を有する、請求項8に記載の3次元映像装置。
- 前記複数の第1画素群と前記複数の第2画素群とが、第1方向に交互に配置される、請求項6に記載の3次元映像装置。
- 前記複数の第1画素群と前記複数の第2画素群とが、第1方向及び前記第1方向と交差する第2方向にずれた形態で配置される、請求項6に記載の3次元映像装置。
- 物体から反射された光を受信するToFセンサーと、位相パターン処理部と、奥行き情報生成部とを含む3次元映像装置であって、前記ToFセンサーは、
互いに隣接して配置された複数の第1画素を含み、前記複数の第1画素が第1時間の間駆動されて互いに異なる第1位相信号及び第2位相信号を出力する第1画素群と、
互いに隣接して配置された複数の第2画素を含み、前記複数の第2画素が前記第1時間の間駆動されて互いに異なる第3位相信号及び第4位相信号を出力する第2画素群と、
互いに隣接して配置された複数の第3画素を含み、前記複数の第3画素が前記第1時間よりも短い第2時間の間駆動されて互いに異なる第5位相信号及び第6位相信号を出力する第3画素群と、
互いに隣接して配置された複数の第4画素を含み、前記複数の第4画素が前記第2時間の間駆動されて互いに異なる第7位相信号及び第8位相信号を出力する第4画素群とを含み、
前記位相パターン処理部は、前記第1位相信号乃至第8位相信号をデジタル位相値に変換し、前記デジタル位相値のうち第1乃至第4初期位相に対応するものを、1つのフレームの中で所定のパターンで繰り返される形態で配置することにより、1つのフレームに関する位相パターンイメージを生成し、
前記奥行き情報生成部は、前記デジタル位相値のうち前記第1初期位相に対応するものと前記第3初期位相に対応するものとの間の差分と、前記デジタル位相値のうち前記第2初期位相に対応するものと前記第4初期位相に対応するものとの間の差分との比率の逆正接から算出される位相差を用いて、前記物体との距離を計算することにより、前記物体の奥行き情報を生成する、3次元映像装置。 - 1つのフレーム期間の間前記第1位相信号乃至第8位相信号を出力する、請求項13に記載の3次元映像装置。
- 前記複数の第1画素の各々は、
前記第1時間の間受信光を累積して前記第1位相信号を出力する第1フォトゲートと、
前記第1時間の間受信光を累積して前記第1位相信号と180°の位相差を有する前記第2位相信号を出力する第2フォトゲートと、を含む、請求項13又は14に記載の3次元映像装置。 - 前記複数の第2画素の各々は、
前記第1時間の間受信光を累積して前記第3位相信号を出力する第3フォトゲートと、
前記第1時間の間受信光を累積して前記第3位相信号と180°の位相差を有する前記第4位相信号を出力する第4フォトゲートと、を含む、請求項13ないし15のうち何れか一項に記載の3次元映像装置。 - 前記複数の第3画素の各々は、
前記第2時間の間受信光を累積して前記第5位相信号を出力する第5フォトゲートと、
前記第2時間の間受信光を累積して前記第5位相信号と180°の位相差を有する前記第6位相信号を出力する第6フォトゲートと、を含む、請求項13ないし16のうち何れか一項に記載の3次元映像装置。 - 前記複数の第4画素の各々は、
前記第2時間の間受信光を累積して前記第7位相信号を出力する第7フォトゲートと、
前記第2時間の間受信光を累積して前記第7位相信号と180°の位相差を有する前記第8位相信号を出力する第8フォトゲートと、を含む、請求項13ないし17のうち何れか一項に記載の3次元映像装置。 - 前記第1位相信号と前記第3位相信号とは、90°の位相差を有し、
前記第2位相信号と前記第4位相信号とは、90°の位相差を有し、
前記第5位相信号と前記第7位相信号とは、90°の位相差を有し、
前記第6位相信号と前記第8位相信号とは、90°の位相差を有する、請求項13ないし18のうち何れか一項に記載の3次元映像装置。
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