距離圖像生成裝置以及距離圖像生成方法
【專利摘要】距離圖像生成裝置，具備：光照射部，使信號光從光源照射到被攝體；受光部，對來自被攝體的反射光進行受光；距離圖像生成部，根據(jù)照射與受光的時間差計算到被攝體為止的距離值，并且，生成距離圖像；距離值分布解析部，計算距離圖像生成部計算出的距離值的分布特性；照射控制部，對光照射部的輸出進行調(diào)整；曝光控制部，對受光部的曝光進行調(diào)整；以及信號調(diào)整部，根據(jù)分布特性，對照射控制部和曝光控制部進行調(diào)整。信號調(diào)整部，根據(jù)通過第一信號光的照射以及受光而獲得的分布特性，針對第二信號光，對照射控制部和曝光控制部的至少一個進行調(diào)整。
【專利說明】
距離圖像生成裝置以及距離圖像生成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及，向被攝體照射信號光，達到被攝體的信號光由被攝體反射，根據(jù)對該 反射光進行受光時產(chǎn)生的、信號光與反射光的時間差，獲得被攝體的距離信息的T0F(Time Of Flight)方式的距離圖像生成裝置以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年，對于生成具有被攝體的測距信息的圖像（以下，距離圖像）的裝置以及方 法，根據(jù)設(shè)備的小型化以及面向普通消費者的商品的出現(xiàn)，不止以往所利用的游戲以及娛 樂領(lǐng)域中的利用，人們關(guān)注向醫(yī)療以及廣告等的多領(lǐng)域的用途、技術(shù)展開。
[0003] 對于用于生成距離圖像的被攝體的測距方法，存在幾個方法，即，根據(jù)利用多個相 機拍攝的圖像的視差來生成距離圖像的方法，以及向被攝體照射已知的隨機點圖案，并根 據(jù)點圖案的失真來生成距離圖像的方法等，對于這些方法的一個例子，可以舉出以下的方 法，即，根據(jù)向被攝體照射紅外光以及激光，達到被攝體來反射后受光為止的測量時間，來 計算(測距)到被攝體為止的距離的T0F方式。
[0004] 若被攝體的測距精度高，控制的自由度則顯然提高。在T0F方式中，利用對被攝體 所反射的光進行曝光而獲得的信號量，因此，按照攝像點至被攝體的距離、以及被攝體的表 面反射率，適當?shù)貓?zhí)行照射的信號光的發(fā)光調(diào)整以及受光的反射光的曝光調(diào)整等，從而能 夠期待因受光信號的飽和以及信噪比的惡化防止而引起的測距精度的提高以及高精度的 距離圖像的生成。
[0005] 根據(jù)某現(xiàn)有技術(shù)，在生成精度高的合成距離圖像時，獲得曝光不同的多張距離圖 像，對這些多張圖像的每個像素進行比較，從而生成合成距離圖像(參照專利文獻1)。
[0006] 根據(jù)其他的現(xiàn)有技術(shù)，按照獲得的距離圖像的距離值的分布特性，調(diào)整為被攝體 的測距所需要的最低限度的發(fā)光量(功耗)（參照專利文獻2)。
[0007] (現(xiàn)有技術(shù)文獻）
[0008] (專利文獻）
[0009] 專利文獻1:日本特開2012-225807號公報 [0010] 專利文獻2:日本特開2011-179997號公報
[0011] 對于專利文獻1的距離圖像合成方法，在生成精度高的合成距離圖像時，獲得曝光 不同的多張距離圖像，對這些多張圖像的每個像素進行比較，從而生成合成距離圖像，因 此，存在的問題是，難以避免因像素數(shù)增加而引起的生成時間的增加，為了生成而需要時 間。
[0012] 對于專利文獻2的光量調(diào)整方法，按照獲得的距離圖像的距離值的分布特性，調(diào)整 為被攝體的測距所需要的最低限度的發(fā)光量(功耗），因此，難以獲得精度高的距離信息。而 且，在被攝體存在于多個不同的距離(深度）的情況下存在的問題是，設(shè)定為最低限度的發(fā) 光量，因此，不能獲得所有的被攝體的距離信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 鑒于所述的問題，本發(fā)明的目的在于實現(xiàn)如下情況，即，按照被攝體位置對信號光 的照射以及反射光的曝光進行控制，且在短時間內(nèi)獲得精度高的距離信息。也就是說，目的 在于，針對以一個以上的被攝體為對象的距離圖像，高精度地生成距離圖像。
[0014] 為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的實施方案之一有關(guān)的距離圖像生成裝置，具備:光照 射部，使信號光從光源照射到被攝體;受光部，對反射光進行受光，并獲得信號量，所述反射 光是從所述光照射部照射的所述信號光由被攝體反射而產(chǎn)生的；距離圖像生成部，根據(jù)照 射的開始時間與受光的開始時間的時間差計算到被攝體為止的距離值，并且，生成距離圖 像;距離值分布解析部，解析所述距離圖像生成部計算出的所述距離值的分布特性;照射控 制部，對所述光照射部的所述信號光的輸出進行調(diào)整;曝光控制部，對所述受光部的受光進 行調(diào)整；以及信號調(diào)整部，根據(jù)所述分布特性，計算與所述輸出以及所述受光有關(guān)的調(diào)整 值，對所述照射控制部和所述曝光控制部進行控制，所述光照射部向被攝體照射所述信號 光，所述受光部在不同的定時獲得多個所述信號量，距離圖像生成部根據(jù)所述多個信號量 的比率，計算到被攝體為止的所述距離值，為了生成被攝體的所述距離圖像而照射的所述 信號光包括第一信號光和第二信號光，所述第一信號光是，用于計算與所述第二信號光的 輸出以及受光有關(guān)的所述調(diào)整值的信號光，所述第二信號光是，用于生成所述距離圖像的 信號光，所述信號調(diào)整部，根據(jù)通過所述第一信號光的照射以及受光而獲得的所述分布特 性，針對所述第二信號光，對所述照射控制部和所述曝光控制部的至少一個進行控制。
[0015] 例如，信號調(diào)整部，根據(jù)通過第一信號光的照射以及受光而獲得的距離值的分布 特性，對作為所述調(diào)整值的第二信號光的照射強度、照射時間、照射次數(shù)、無需曝光時間、曝 光開始時間、曝光時間、以及曝光次數(shù)之中的至少一個進行調(diào)整，從而對所述照射控制部和 所述曝光控制部進行控制。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，針對以一個以上的被攝體為對象的距離圖像，高精度地生成距離圖 像。
【附圖說明】
[0017] 圖1是示出本發(fā)明的實施例1以及實施例2涉及的距離圖像生成裝置的結(jié)構(gòu)的框 圖。
[0018] 圖2是按照S0、S1的順序獲得信號量，獲得一次各個信號量時的T0F方式的時序圖 的一個例子。
[0019] 圖3是按照S0、S1、BG的順序獲得信號量，獲得一次各個信號量時的T0F方式的時序 圖的一個例子。
[0020] 圖4是按照S1、S0、BG的順序獲得信號量，獲得一次各個信號量時的T0F方式的時序 圖的一個例子。
[0021 ]圖5A是按照SO、S1的順序獲得信號量，獲得N次(N:自然數(shù))各個信號量時的T0F方 式的時序圖的一個例子。
[0022]圖5B是圖5A以后的時序圖。
[0023]圖5C是圖5B以后的時序圖。
[0024] 圖6A是按照SO、S1、BG的順序獲得信號量，獲得N次(N:自然數(shù))各個信號量時的TOF 方式的時序圖的一個例子。
[0025] 圖6B是圖6A以后的時序圖。
[0026] 圖6C是圖6B以后的時序圖。
[0027]圖6D是圖6C以后的時序圖。
[0028]圖7A是按照S1、SO、BG的順序獲得信號量，獲得N次(N:自然數(shù))各個信號量時的T0F 方式的時序圖的一個例子。
[0029]圖7B是圖7A以后的時序圖。
[0030]圖7C是圖7B以后的時序圖。
[0031] 圖8是本發(fā)明的實施例1以及實施例2的處理順序的流程圖。
[0032] 圖9是示出被攝體的測距的一個例子的圖。
[0033]圖10是被攝體測距時序圖的一個例子。
[0034]圖11是示出生成的距離圖像的一個例子的圖。
[0035]圖12A是示出被攝體的距離值的分布特性的一個例子的圖。
[0036]圖12B是示出被攝體的距離值的分布特性的一個例子的圖。
[0037]圖13是本發(fā)明的實施例1的利用第二信號光（調(diào)整光)按照S0、S1的順序獲得信號 量，獲得一次各個信號量時的時序圖的一個例子。
[0038]圖14是利用第二信號光（調(diào)整光)按照S0、S1、BG的順序獲得信號量，獲得一次各個 信號量時的時序圖的一個例子。
[0039]圖15是利用第二信號光(調(diào)整光)按照S1、S0、BG的順序獲得信號量，獲得一次各個 信號量時的時序圖的一個例子。
[0040] 圖16是與圖8不同的處理順序的流程圖的一個例子。
[0041] 圖17是交替照射第一信號光（調(diào)整光）和第二信號光(測距光)來執(zhí)行第二信號光 (測距光)的再調(diào)整時的流程圖的一個例子。
[0042]圖18是一定時間經(jīng)過后照射第一信號光（調(diào)整光）來執(zhí)行第二信號光（測距光）的 再調(diào)整時的流程圖的一個例子。
[0043]圖19是根據(jù)以第一信號光（調(diào)整光)計算出的距離值的分布特性與以第二信號光 (測距光)計算出的距離值的分布特性的比較結(jié)果來執(zhí)行第二信號光(測距光）的再調(diào)整時 的流程圖的一個例子。
[0044]圖20是在利用第一信號光（調(diào)整光）的距離值的分布特性的計算時信號飽和的情 況下調(diào)整第一信號光(調(diào)整光)的照射時的流程圖的一個例子。
[0045]圖21是本發(fā)明的實施例2的利用第二信號光（調(diào)整光)按照S0、S1的順序獲得信號 量，獲得一次各個信號量時的時序圖的一個例子。
[0046]圖22是利用第二信號光(調(diào)整光)按照S0、S1、BG的順序獲得信號量，獲得一次各個 信號量時的時序圖的一個例子。
[0047]圖23是利用第二信號光(調(diào)整光)按照S1、S0、BG的順序獲得信號量，獲得一次各個 信號量時的時序圖的一個例子。
【具體實施方式】
[0048] 以下，對于用于實施本發(fā)明的形態(tài)，利用附圖進行詳細說明。但是，本發(fā)明不僅限 于以下的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易理解只要不脫離本發(fā)明的宗旨以及其范圍就能夠 進行其形態(tài)以及詳情的各種變更。因此，不應(yīng)該限于以下示出的實施例的記載內(nèi)容來解釋 本發(fā)明。而且，在以下說明的發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，對于同一部分或同樣的功能的部分在附圖之間 共同利用同一符號，省略其反復(fù)說明。
[0049] (實施例1)
[0050] 圖1是示出本發(fā)明的一個實施例涉及的距離圖像生成裝置100的概要結(jié)構(gòu)的框圖。 圖1示出的距離圖像生成裝置100是，利用了 T0F方式的距離圖像生成裝置，具備:光照射部 101，向被攝體照射信號光，來計算信號量;受光部102,對信號光由被攝體反射而產(chǎn)生的反 射光進行受光;距離圖像生成部103,根據(jù)照射光與反射光的時間差計算距離圖像生成裝置 1〇〇至被攝體的距離，生成各個像素中具有計算出的距離以作為距離值的距離圖像;距離值 分布解析部104,解析距離值的分布特性;信號調(diào)整部105,決定發(fā)光和曝光的調(diào)整值;照射 控制部106,調(diào)整發(fā)光；以及曝光控制部107,調(diào)整曝光。信號調(diào)整部，根據(jù)通過信號光的照射 以及受光而獲得的分布特性，對照射控制部106以及曝光控制部107的至少一個進行控制。
[0051] 對于光照射部101照射的光，可以舉出紅外光以及激光等。對于受光部102所利用 的圖像傳感器，可以舉出CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementaly Metal-Oxide Semiconductor)傳感器等。
[0052]可以舉出通過距離值分布解析部104解析出的分布特性所示的信號量的最大值、 平均值、閾值的設(shè)定、極大值等來決定調(diào)整值的方法，以及使信號調(diào)整部105具有信號量調(diào) 整表，與分布特性的結(jié)果對應(yīng)來決定調(diào)整值的方法等。
[0053]對于調(diào)整照射控制部106的參數(shù)的例子，可以舉出照射的信號光的強度、照射的信 號光的發(fā)光時間、照射的信號光的照射次數(shù)等。對于調(diào)整曝光控制部107的參數(shù)的例子，可 以舉出曝光的時間、曝光的定時等。并且，對于參數(shù)的調(diào)整方法的例子，可以舉出圖像傳感 器的快門速度的變更、光圈機構(gòu)的使用、能夠變更光透射率的濾波器的使用等。
[0054]在本發(fā)明中，其中，利用T0F方式計算到被攝體為止的距離值，根據(jù)計算出的距離 值的分布特性，調(diào)整信號光。為了便于說明，利用第一信號光以及第二信號光這兩種信號光 進行說明。第一信號光是，用于第二信號光的發(fā)光以及曝光的調(diào)整的信號光，第二信號光 是，用于生成與被攝體位置以及數(shù)量對應(yīng)的精度高的距離圖像的信號光。
[0055]首先，說明利用了T0F方式的被攝體的測距方法。T0F方式是如下的方式，即，在由 光照射部101向被攝體照射光（照射光），被攝體所反射的光(反射光)達到受光部102時，檢 測照射光達到被攝體，進一步照射光由被攝體反射，該反射光達到受光部102為止的時間， 從而計算(測距)距離圖像生成裝置100至被攝體的距離。對于距離圖像生成裝置100至被攝 體的距離L，若將光速設(shè)為c(3.0X 108m/s左右），將照射后反射光達到為止的時間設(shè)為A T， 則能夠以L=(cX AT)/2來表示。
[0056]對于設(shè)想本發(fā)明的適用的具體的驅(qū)動方法，利用圖2的時序圖進行說明。圖2是照 射光201、反射光202以及曝光203的時序圖的一個例子。
[0057]如照射光201的時序圖示出，時刻T1是，第一照射開始時刻，時刻T3是，第一照射結(jié) 束時刻，時刻T1至?xí)r刻T3是，第一發(fā)光時間。時刻T6是，第二照射開始時刻，時刻T8是，第二 照射結(jié)束時刻，時刻T6至?xí)r刻T8是，第二發(fā)光時間。設(shè)想第一發(fā)光時間和第二發(fā)光時間是相 等的長度T，但是，不僅限于此。
[0058]如反射光202的時序圖示出，時刻T2是，第一反射開始時刻，時刻T4是，第一反射結(jié) 束時刻，時刻T2至?xí)r刻T4是，第一反射時間。時刻T7是，第二反射開始時刻，時刻T9是，第二 反射結(jié)束時刻，時刻T7至?xí)r刻T9是，第二反射時間。設(shè)想發(fā)光時間和反射時間是相等的長度 T，但是，不僅限于此。
[0059] 如曝光203的時序圖示出，時刻T1是，第一曝光開始時刻，時刻T5是，第一曝光結(jié)束 時刻，時刻T1至?xí)r刻T5是，第一曝光時間（反射光的全光量曝光時間）。時刻T8是，第二曝光 開始時刻，時刻T10是，第二曝光結(jié)束時刻，時刻T8至?xí)r刻T10是，第二曝光時間（反射光的延 遲光量曝光時間）。設(shè)想第一曝光時間以及第二曝光時間相等，曝光時間為發(fā)光時間T的兩 倍的2T，但是，不僅限于此。
[0060] 并且，如曝光203的時序圖示出，時刻T2至?xí)r刻T4是，第一反射光的受光時間，將在 該時間獲得的信號量(通過全光量曝光而獲得的信號量)設(shè)為"信號量S0"。并且，時刻T8至 時刻T9是，第二反射光的受光時間，將在該時間獲得的信號量(通過延遲光量曝光而獲得的 信號量)設(shè)為"信號量S1"。
[0061] 而且，曝光是指，將向被攝體照射的信號光由位于對象距離范圍以內(nèi)的被攝體反 射而獲得的所有的反射光積蓄在受光部的情況，受光是指，將向被攝體照射的信號光在對 象距離范圍以內(nèi)的某距離上由被攝體反射而獲得的反射光積蓄在受光部的情況。
[0062]設(shè)想第一曝光開始時刻是，與第一照射開始時刻相同的定時，第二曝光開始時刻 是，與第二照射結(jié)束時刻相同的定時，但是，不僅限于此。
[0063]對于如此利用了通過第一照射、反射、曝光而獲得的信號量S0、以及通過第二照 射、反射、曝光而獲得的信號量S1的到被攝體為止的距離L的計算方法，利用計算公式進行 說明。
[0064]若將照射時間（發(fā)光時間）設(shè)為T，將從信號照射后達到被攝體來反射后受光為止 的時間設(shè)為A T，將光速設(shè)為c，將信號光的比例常數(shù)設(shè)為K，則能夠通過數(shù)學(xué)式（1)至數(shù)學(xué)式 (4)所導(dǎo)出的數(shù)學(xué)式(5)來表示光源至被攝體的距離L。
[0065] (數(shù)式 1)
[0066] s〇=KXT ? ? ? (1)
[0067] (數(shù)式2)
[0068] si=KX AT ? ? ? (2)
[0075]圖3是照射光301、反射光302以及曝光303的時序圖的一個例子。信號量SO以及信 號量si中，與照射光無關(guān)，而也包含周邊光所產(chǎn)生的信號量，因此也可以設(shè)想，如圖3的時序 圖示出，獲得未照射期間（時刻Tl 1至?xí)r刻T12)的信號量BG，如數(shù)學(xué)式(6)示出，從信號量SO 以及信號量S1中減去信號量BG，從而計算到被攝體為止的距離L。
[0076](數(shù)式6)
[0078]圖4是照射光401、反射光402以及曝光403的時序圖的一個例子。也可以設(shè)想，如圖 4的時序圖示出，在使信號量S1的曝光開始時刻比第一照射開始時刻提早，來獲得信號光 時，通過數(shù)學(xué)式(7)至數(shù)學(xué)式(11)所導(dǎo)出的數(shù)學(xué)式(12)示出的算式，來計算到被攝體為止的 距離L。數(shù)學(xué)式(13)示出，考慮因周邊光而產(chǎn)生的信號量時的算式。
[0079] (數(shù)式 7)
[0080] S0=KXT ? ? ? (7)
[0081] (數(shù)式 8)
[0082] si=KX(T-AT) ? ? ? (8)
[0093]如此，光速c以及發(fā)光時間T是已知的值，因此，若能夠獲得信號量SO和信號量S1， 則能夠計算到被攝體為止的距離L。
[0094] 并且，也可以考慮，在數(shù)學(xué)式(5)以及數(shù)學(xué)式(6)的獲得方法中，獲得多次各個信號 量(30,31|)，利用合計值。
[0095] 對于數(shù)學(xué)式(5)的獲得方法，利用圖5A至圖5C示出的時序圖說明獲得多次時的行 為。圖5A至圖5C是照射光501、反射光502以及曝光503的時序圖的一個例子。圖5A至圖5C示 出，在各個信號量的獲得時，照射N次(N:自然數(shù))信號光時的行為。時刻T1至?xí)r刻T20是信號 量S0的受光期間，時刻T21至?xí)r刻T40是信號量S1的受光期間。用于計算距離值的信號量S0 是，在時刻T2至?xí)r刻T4獲得的信號量S0、在時刻T7至?xí)r刻T9獲得的信號量S0、在時刻T12至 時刻T14獲得的信號量S0、在時刻T17至?xí)r刻T19獲得的信號量SO等的合計值。也就是說，是 獲得N次的信號量SO的合計值。用于計算距離值的信號量S1是，在時刻T23至?xí)r刻T24獲得的 信號量S1、在時刻T28至?xí)r刻T29獲得的信號量S1、在時刻T33至?xí)r刻T34獲得的信號量S1、在 時刻T38至?xí)r刻T39獲得的信號量S1等的合計值。也就是說，是獲得N次的信號量S1的合計 值。如此，也設(shè)想將根據(jù)圖5A至圖5C示出的行為獲得的第一信號光（調(diào)整光）的信號量SO以 及S1適用于數(shù)學(xué)式(5)。
[0096]并且，圖6A至圖6D示出，考慮信號量S0以及信號量S1中包含的、周邊光所產(chǎn)生的信 號量時的時序圖。圖6A至圖6D是，照射光601、反射光602以及曝光603的時序圖的一個例子。 圖6A至圖6D示出，獲得各個信號量時的、照射N次(N:自然數(shù))信號光時的行為。對于時刻T1 至?xí)r刻的T40的行為，與圖5A至圖5C同樣，因此省略說明。時刻T41至?xí)r刻T48是信號量BG的 受光期間。用于計算距離值的信號量BG是，在時刻T41至?xí)r刻T42獲得的信號量BG、在時刻 T43至?xí)r刻T44獲得的信號量BG、在時刻T45至?xí)r刻T46獲得的信號量BG、在時刻T47至?xí)r刻 T48獲得的信號量BG等的合計值。也就是說，是獲得N次的信號量BG的合計值。如此，也設(shè)想 將根據(jù)圖6A至圖6D示出的行為獲得的第一信號光(調(diào)整光）的信號量S0、S1以及BG適用于數(shù) 學(xué)式(6)。
[0097]進而，可以考慮在利用圖4的時序圖說明的、使信號量S1的曝光開始時刻比第一照 射開始時刻提早的情況下，獲得多次信號量的情況（圖7A至圖7C)。圖7A至圖7C是，照射光 701、反射光702以及曝光703的時序圖的一個例子。此時的算式是數(shù)學(xué)式（12)以及數(shù)學(xué)式 (13) 〇
[0098]接著，利用圖8至圖15,對于實施例1涉及的距離圖像生成裝置100的處理工作的流 程，利用生成圖9所示的被攝體903的圖11所示的距離圖像的具體的一個例子進行說明。圖8 是示出實施例1涉及的距離圖像生成裝置100的處理工作的流程圖。
[0099] 從光照射部101向被攝體照射第一信號光（調(diào)整光），調(diào)整光在被攝體反射所產(chǎn)生 的反射光由受光部102接受，獲得各個信號量(SO，S1，BG) (S801)。
[0100] 而且，反復(fù)進行N次(N:自然數(shù))獲得各個信號量的處理(S802)。圖10示出與信號光 的照射和接受以及信號量的獲得有關(guān)的時序圖。圖10是照射光1001、反射光1002以及曝光 1003的時序圖的一個例子。圖10是N=1的工作，獲得信號量S0和S1時的行為。
[0101] 受光部102由多個受光元件構(gòu)成，能夠按每個元件獲得信號量。因此，距離圖像生 成部103根據(jù)受光部102獲得的多個信號量，計算距離信息(距離值）（S803)，進一步生成圖 11所示的由多個距離值構(gòu)成的距離圖像1100。
[0102] 距離值分布解析部104,根據(jù)距離圖像生成部103生成的距離圖像，計算圖12A以及 圖12B所示的距離值的分布特性，并保存(S804)。
[0103] 根據(jù)距離值分布解析部104計算出的距離值的分布特性，信號調(diào)整部105,計算照 射控制部106以及曝光控制部107的調(diào)整值(S805)。具體而言，根據(jù)分布特性的結(jié)果計算最 近距離(N)，根據(jù)最近距離(N)計算無需曝光時間（A a)，根據(jù)無需曝光時間（A a)計算曝光 開始時間(EXS)，根據(jù)無需曝光時間（Aa)計算照射次數(shù)(EC)和曝光次數(shù)(EXC)。
[0104] 對于調(diào)整值的決定方法可以舉出，根據(jù)分布特性所示的信號量的最大值、平均值、 閾值的設(shè)定、極大值等決定的方法，以及使信號調(diào)整部105具有信號量調(diào)整表，與分布特性 的結(jié)果對應(yīng)來決定調(diào)整值的方法。
[0105] 以下，具體地說明各個調(diào)整值。
[0106] 最近距離(N)是，認為存在被攝體的最近的深度距離。最近距離(N)按照相機等的 攝像裝置至被攝體的距離發(fā)生變化。也就是說，若在近距離存在被攝體，最近距離(N)則變 小。
[0107]無需曝光時間（A a)是，針對不存在被攝體的深度距離范圍，不執(zhí)行曝光的時間 段。無需曝光時間（A a)是，根據(jù)光速c和不存在被攝體的深度距離范圍計算的。例如，在根 據(jù)分布特性的計算結(jié)果，判斷為在深度距離范圍0至1.11m不存在被攝體的情況下，光速C為 3.0 X 108m/s，對于無需曝光時間（A a)，根據(jù)1.11 = (3.0X108XA a )/2的公式，能夠計算 出無需曝光時間（A a) =7.4ns。
[0108] 曝光開始時間(EXS)是，根據(jù)無需曝光時間（A a)計算的、反射光的曝光開始時間。 若無需曝光時間（△ a)長，曝光開始時間(EXS)則晚，若無需曝光時間（A a)短，曝光開始時 間(EXS)則早。
[0109] 照射次數(shù)(EC)是，根據(jù)無需曝光時間（A a)計算的、各個信號量的獲得次數(shù)。通過 設(shè)置無需曝光時間（A a)，從而能夠防止無用的曝光，但是，反而，獲得的信號量減少，導(dǎo)致 信噪比的惡化。因此，通過設(shè)置照射次數(shù)(EC)，對各個信號量的獲得次數(shù)進行操作，從而防 止信噪比的惡化。
[0110] 曝光次數(shù)(EXC)是，根據(jù)無需曝光時間（A a)計算的、反射光的曝光次數(shù)。并且，曝 光次數(shù)(EXC)是照射次數(shù)(EC)的兩倍。
[0111] 如此，設(shè)置無需曝光時間（A a)和曝光開始時間(EXS)，僅接受需要的反射光，試圖 提高信號量的分辨率。進而，設(shè)置照射次數(shù)(EC)和曝光次數(shù)(EXC)，防止因獲得的信號量的 減少而導(dǎo)致的信噪比的惡化。
[0112] 根據(jù)信號調(diào)整部105決定的調(diào)整值，信號調(diào)整部105對照射控制部106以及曝光控 制部107進行控制，調(diào)整第二信號光(測距光）的照射和接受(S806)。照射次數(shù)(EC)是，照射 控制部106的調(diào)整值，曝光開始時間(EXS)和曝光次數(shù)(EXC)是，曝光控制部107的調(diào)整值。并 且，除了所述的調(diào)整值以外，還可以將照射強度(E)調(diào)整為信號量飽和的界限。
[0113]接著，說明利用了第二信號光(測距光)的被攝體的測距。
[0114]在第二信號光(測距光）的調(diào)整后，從光照射部101向被攝體照射第二信號光(測距 光），與第一信號光(調(diào)整光)同樣，由受光部102對反射光進行曝光，獲得信號量(S807)。
[0115] 對于利用了第二信號光（測距光）的具體的驅(qū)動方法，利用圖13的時序圖進行說 明。圖13是照射光1301、反射光1302以及曝光1303的時序圖的一個例子。圖13是表示判定為 照射次數(shù)(EC) = 1時的行為的圖，但是，照射N次的行為也是同樣的想法。
[0116] 如照射光1301的時序圖示出，時刻T1是，第一照射開始時刻，時刻T4是，第一照射 結(jié)束時刻，時刻T1至?xí)r刻T4是，第一發(fā)光時間。時刻T8是，第二照射開始時刻，時刻Tl 1是，第 二照射結(jié)束時刻，時刻T8至?xí)r刻Tl 1是，第二發(fā)光時間。設(shè)想第一發(fā)光時間和第二發(fā)光時間 為相等的長度T，但是，不僅限于此。
[0117] 如反射光1302的時序圖示出，時刻T3是，第一反射開始時刻，時刻T6是，第一反射 結(jié)束時刻，時刻T3至?xí)r刻T6是，第一反射時間。時刻T10是，第二反射開始時刻，時刻T13是， 第二反射結(jié)束時刻，時刻T10至?xí)r刻T13是，第二反射時間。設(shè)想發(fā)光時間和反射時間為相等 的長度T，但是，不僅限于此。
[0118] 如曝光1303的時序圖示出，時刻T2是，第三曝光開始時刻，時刻T4是，第三曝光結(jié) 束時刻，時刻T2至?xí)r刻T4是，第三曝光時間（第一次的信號量S0的曝光時間）。時刻T5是，第 四曝光開始時刻，時刻T7是，第四曝光結(jié)束時刻，時刻T5至?xí)r刻T7是，第四曝光時間（第二次 的信號量S0的曝光時間）。時刻T12是，第五曝光開始時刻，時刻T14是，第五曝光結(jié)束時刻， 時刻T12至?xí)r刻T14是，第五曝光時間（第一次的信號量S1的曝光時間）。時刻T15是，第六曝 光開始時刻，時刻T16是，第六曝光結(jié)束時刻，時刻T15至?xí)r刻T16是，第六曝光時間（第二次 的信號量S1的曝光時間）。設(shè)想第三曝光時間至第六曝光時間分別為相等的長度T，但是，不 僅限于此。
[0119] 并且，如曝光1303的時序圖示出，時刻T3至?xí)r刻T4是，第三反射光的受光時間，時 刻T5至?xí)r刻T6是，第四反射光的受光時間，將在第三反射光的受光時間和第四反射光的受 光時間獲得的信號量的總和，從數(shù)學(xué)式（1)置換為數(shù)學(xué)式（13)的S0。并且，時刻T12至?xí)r刻 T13是，第五反射光的受光時間，并且，時刻T15至?xí)r刻T16是，第六反射光的受光時間，將在 第五反射光的受光時間和第六反射光的受光時間獲得的信號量的總和，從數(shù)學(xué)式（1)置換 為數(shù)學(xué)式(13)的S1。
[0120] 而且，第三曝光時間以及第四曝光時間，相當于圖2的第一曝光時間。并且，第五曝 光時間以及第六曝光時間，相當于圖2的第二曝光時間。
[0121] 并且，設(shè)想時刻T1至?xí)r刻T2、時刻T4至?xí)r刻T5、時刻T8至?xí)r刻T9、時刻T11至?xí)r刻 T12、時刻T14至?xí)r刻T15、是無需曝光時間（Aa)，時間分別為相等的長度T，但是，不僅限于 此。
[0122] 設(shè)想第三曝光開始時刻(時刻T2)是，從第一照射開始時刻（時刻T1)，經(jīng)過無需曝 光時間（A a)后的定時，第四曝光開始時刻（時刻T5)是，從第一照射結(jié)束時刻（時刻T4 )，經(jīng) 過無需曝光時間（A a)后的定時，第五曝光開始時刻(時刻T12)是，從第二照射結(jié)束時刻(時 亥IJT11)，經(jīng)過無需曝光時間（A a)后的定時，第六曝光開始時刻(時刻T15)是，從第五曝光結(jié) 束時刻(時刻114)，經(jīng)過無需曝光時間（Aa)后的定時，但是，不僅限于此。
[0123] 反復(fù)進行N次（以照射次數(shù)(EC)設(shè)定的次數(shù)）如上說明的處理，獲得各個信號量 (S808)。
[0124] 接著，根據(jù)獲得的信號量計算距離值(S809)。將圖13示出的時序圖作為一個例子， 對于距離值的計算，利用數(shù)學(xué)式進行說明。若將發(fā)光時間設(shè)為T、將光速設(shè)為c、將從信號的 照射后達到被攝體來反射后受光為止的時間設(shè)為A T、將無需曝光時間設(shè)為A a、將A T和A a的差分時間設(shè)為A A 0= A T- A a)、將T和A T的差分時間設(shè)為A Y ( A Y =T_ A T)，則能 夠通過數(shù)學(xué)式(14)至數(shù)學(xué)式(22)導(dǎo)出的數(shù)學(xué)式(23)那樣表示到被攝體為止的距離L。
[0125] (數(shù)式 14)
[0126] S0=KX( A0+A y ) ? ? ? (14)
[0127] (數(shù)式 15)
[0128] si=KX A0 ? ? ? (15)
[0129] (數(shù)式 16)
[0131](數(shù)式 17)
[0145] 并且，與第一信號光（調(diào)整光）同樣，在根據(jù)第二信號光（測距光）的照射獲得的信 號量S0以及信號量S1中，也包含周邊的物體基于環(huán)境光反射的信號量，因此，也能夠從信號 量S0以及信號量S1中減去在未照射時間獲得的信號量BG來計算距離，此時的時序圖為圖 14，能夠像數(shù)學(xué)式(24)那樣表示。圖14是照射光1401、反射光1402以及曝光1403的時序圖的 一個例子。
[0146] (數(shù)式 24)
LUMB」 進而，以圖15的時序圖不出，便信虧重S1的曝光升妬時刻比弟一照射開始時刻提 早，應(yīng)用于獲得信號量的方法時的行為。圖15是照射光1501、反射光1502以及曝光1503的時 序圖的一個例子。在圖15中，能夠像由數(shù)學(xué)式(25)至數(shù)學(xué)式(34)導(dǎo)出的數(shù)學(xué)式(35)那樣，計 算到被攝體為止的距離L。并且，考慮因來自周邊的光而產(chǎn)生的信號量時的算式是，如數(shù)學(xué) 式(36)示出那樣的。數(shù)學(xué)式中使用的變量，與數(shù)學(xué)式(14)至數(shù)學(xué)式(24)同樣。
[0149] (數(shù)式 25)
[0150] S0=KX( A0+A y ) . . . (25)
[0151] (數(shù)式 26)
[0152] S1=KX Ay... (26)
[0153] (數(shù)式 27)
[0173] 在所述的數(shù)學(xué)式中，發(fā)光時間T以及無需曝光時間（A a)是已知的值，因此，與第一 信號光（調(diào)整光）同樣，通過獲得信號量S0、信號量S1以及信號量BG，距離圖像生成部103能 夠進行到被攝體為止的距離L的計算以及距離圖像的生成(S809，S810)。
[0174] 并且，如圖16示出的流程圖（S1601至S1610)，也可以考慮反復(fù)進行利用了第二信 號光(測距光）的距離圖像的生成的方法(反復(fù)進行S1607至S1610的處理）。
[0175] 利用圖17至圖19,說明第二信號光(測距光)的再調(diào)整。
[0176]為了與距離圖像生成裝置100以及被攝體903的運動對應(yīng)，而需要進行第二信號光 (測距光）的再調(diào)整。在進行第二信號光(測距光）的再調(diào)整時，利用照射控制部106以及曝光 控制部107,將光照射部101和受光部102設(shè)定為與第一信號光(調(diào)整光）同樣的值。對于執(zhí)行 再調(diào)整的定時決定方法，可以舉出幾種方法。
[0177] 方法1:如圖17的S1701至S1711，交替照射第一信號光（調(diào)整光)和第二信號光(測 距光），對第二信號光(測距光)進行再調(diào)整。與利用圖8說明的方法同樣，利用通過第一信號 光(調(diào)整光)獲得的結(jié)果，調(diào)整第二信號光(測距光）的照射和曝光后，利用第二信號光(測距 光）生成距離圖像（S1701至S1710)。然后，將照射和曝光恢復(fù)為第一信號光（調(diào)整光） (S1711)，利用第一信號光(調(diào)整光），再次執(zhí)行第二信號光(測距光)的調(diào)整。
[0178] 方法2:如圖18的S1801至S1812,按每一定時間照射第一信號光（調(diào)整光），對第二 信號光(測距光)進行再調(diào)整。與利用圖8說明的方法同樣，利用通過第一信號光(調(diào)整光)獲 得的結(jié)果，調(diào)整第二信號光（測距光）的照射和曝光（S1801至S1806)。從第二信號光（測距 光）的調(diào)整結(jié)束后開始計數(shù)，調(diào)整后，若一定時間沒有經(jīng)過，則利用第二信號光（測距光)反 復(fù)生成距離圖像(S1808至S1811)，若一定時間經(jīng)過后，則將照射和曝光恢復(fù)為第一信號光 (調(diào)整光）（S1812)，利用第一信號光(調(diào)整光），再次執(zhí)行第二信號光(測距光）的調(diào)整。
[0179] 方法3:如圖19的S1901至S1914,對利用第一信號光（調(diào)整光)計算出的分布特性、 和利用第二信號光(測距光)計算出的分布特性進行比較，在兩個分布特性脫離時，對第二 信號光(測距光)進行再調(diào)整。與利用圖8說明的方法同樣，利用第一信號光（調(diào)整光)計算距 離值的分布特性(S1901至S1904)，然后，保存計算出的分布特性(S1905)。而且，對第二信號 光(測距光)進行調(diào)整，利用第二信號光（測距光)計算距離值的分布特性(S1906至S1911)。 對以第一信號光(調(diào)整光)計算出的分布特性、和以第二信號光(測距光)計算出的分布特性 進行比較(S1912)，在兩個直方圖的差異不大的情況下生成距離圖像(S1913)，在差異大的 情況下將照射和曝光恢復(fù)為第一信號光(調(diào)整光）（S1914)，利用第一信號光(調(diào)整光），再次 執(zhí)行第二信號光(測距光）的調(diào)整。例如，在圖12A示出通過第一信號光計算出的分布特性， 圖12B示出通過第二信號光計算出的分布特性的情況下，在此，在圖12B中，距離10至11間、 距離11至12間的頻度，與圖12A相比增加，可以認為其他的被攝體混入了。在所述的情況下 也可以，設(shè)定規(guī)定的值，將特定的距離間的頻度的差超過規(guī)定的值的情況，設(shè)為分布特性的 差大不同的情況。或者，在最大頻度從距離8至9間變化為9至11間的情況下，可以認為被攝 體移動了。
[0180] 對于所述三種方法，可以獨立執(zhí)行，也可以組合來執(zhí)行。
[0181]最后，對于利用了第一信號光（調(diào)整光）的分布特性的計算，說明信號量飽和時的 行為。
[0182] 如圖20的S2001至S2013,與利用圖8說明的方法同樣，利用第一信號光(調(diào)整光)計 算距離值的分布特性(S2001至S2004)，確認信號是否飽和（S2005)。而且，根據(jù)從受光部輸 出的信號是否是以最大值輸出的，來判斷是否飽和。這是因為，從受光部輸出的信號被設(shè)定 為，受光部能夠接受的最大電荷以下時成為最大值的緣故。若信號飽和，則降低第一信號光 (調(diào)整光）的照射強度(S2006)，再次利用第一信號光(測距光)計算分布特性。并且，若照射 強度的調(diào)整次數(shù)為一定數(shù)以上，則判定為被攝體的反射率非常高，從而結(jié)束(S2007)。針對 利用了第一信號光（調(diào)整光）的距離值，若信號沒有飽和，則執(zhí)行第二信號光(測距光）的調(diào) 整，利用調(diào)整后的第二信號光(測距光)生成距離圖像(S2008至S2013)。
[0183] 并且，也可以將所述的說明與第二信號光(測距光)的再調(diào)整的方法組合。
[0184] 通過執(zhí)行所述的處理，能夠進行與被攝體位置對應(yīng)的被攝體的測距以及精度高的 距離圖像的生成。
[0185] (實施例2)
[0186] 對于實施例2,以下利用附圖進行說明。而且，省略與實施例1重復(fù)的部分的說明。
[0187] 實施例2與實施例1的不同之處是，圖1中的信號調(diào)整部105計算出的調(diào)整值的數(shù) 量，與實施例1的相同之處是，利用了 T0F方式的被攝體的測距方法，利用第一信號光（調(diào)整 光)和第二信號光(測距光)進行被攝體的測距(距離圖像的生成）。
[0188] 接著，說明具體的處理順序。首先，與實施例1中已經(jīng)說明的方法同樣，依據(jù)圖8的 處理順序。向被攝體照射來自光照射部101的第一信號光(調(diào)整光），被攝體所反射的第一信 號光（調(diào)整光）的反射光由受光部102接受，獲得N次(N:自然數(shù))信號量S0以及信號量S1(根 據(jù)需要還獲得信號量BG)，根據(jù)獲得的信號量由距離圖像生成部103生成距離圖像，根據(jù)距 離圖像由距離值分布解析部104計算距離值的分布特性，根據(jù)計算出的分布特性，信號調(diào)整 部105計算照射控制部106以及曝光控制部107的調(diào)整值。
[0189] 根據(jù)距離值分布解析部104計算出的距離值的分布特性，信號調(diào)整部105計算，照 射控制部106以及曝光控制部107的調(diào)整值。具體而言，根據(jù)分布特性計算最遠距離(F)和最 近距離(N)，根據(jù)最遠距離(F)計算照射強度(E)，根據(jù)最近距離(N)計算無需曝光時間（A a)，根據(jù)無需曝光時間（A a)計算曝光開始時間（EXS)，根據(jù)最遠距離(F)和最近距離(N)計 算照射時間(T)，根據(jù)照射時間(T)計算曝光時間(EXT)，根據(jù)照射強度(E)和照射時間(T)計 算照射次數(shù)(EC)和曝光次數(shù)(EXC)。
[0190] 對于調(diào)整值的決定方法可以舉出與實施例1同樣，根據(jù)分布特性所示的信號量的 最大值、平均值、閾值的設(shè)定、極大值等決定的方法，以及使信號調(diào)整部105具有信號量調(diào)整 表，與分布特性的結(jié)果對應(yīng)來決定調(diào)整值的方法。
[0191] 以下，說明各個調(diào)整值。
[0192] 最遠距離(F)是，認為存在被攝體的最遠的深度距離，另一方面，最近距離(N)是， 認為存在被攝體的最近的深度距離。最遠距離(F)和最近距離(N)按照相機等的攝像裝置至 被攝體的距離發(fā)生變化。也就是說，若被攝體存在于近距離，則最近距離(N)小，若被攝體存 在于遠距離，則最遠距離(F)大。
[0193] 照射強度(E)是，根據(jù)最遠距離(F)計算的、照射的信號光的強度。在被攝體存在于 遠距離的情況下，最遠距離(F)大，因此，也使照射強度(E)變大，防止信噪比的降低。并且， 在被攝體存在于近距離的情況下，最遠距離(F)小，因此，使照射強度(E)變小，防止獲得的 反射光的信號量飽和。設(shè)想將照射強度(E)調(diào)整為飽和的界限值。
[0194] 無需曝光時間（A a)是，根據(jù)最近距離(N)計算的、調(diào)整反射光的曝光定時的時間。 最近距離(N)越近，無需曝光時間（Aa)就越短，最近距離(N)越遠，無需曝光時間（Aa)就越 長。
[0195] 曝光開始時間(EXS)是，根據(jù)無需曝光時間（A a)計算的、反射光的曝光開始時間。 若無需曝光時間（△ a)長，則曝光開始時間(EXS)晚，若無需曝光時間（A a)短，則曝光開始 時間(EXS)早。
[0196] 照射時間（T)是，根據(jù)最遠距離(F)與最近距離(N)的差分的絕對值計算的、照射的 信號光的照射時間。最遠距離(F)與最近距離(N)的差分值小、且照射時間（T)短的情況是， 測距的深度距離范圍窄的狀態(tài)。另一方面，最遠距離(F)與最近距離(N)的差分值大小、且照 射時間（T)長的情況是，測距的深度距離范圍寬的狀態(tài)。
[0197] 曝光時間（EXT)是，對向被攝體照射的信號光由被攝體反射的反射光進行曝光的 時間。曝光時間(EXT)，照射時間（T)越長就越長，照射時間（T)越短就越短。并且，曝光時間 (EXT)是照射時間（T)的兩倍。
[0198] 照射次數(shù)(EC)是，根據(jù)照射強度(E)和照射時間（T)計算的、各個信號量的獲得次 數(shù)。按照照射強度(E)和照射時間（T)的調(diào)整能夠防止不需要的曝光，但是，反而，獲得的信 號量減少，導(dǎo)致信噪比的惡化。因此，設(shè)置照射次數(shù)(EC)來操作各個信號量的獲得次數(shù)，防 止信噪比的惡化。
[0199] 總照射量是照射強度(E)和照射時間（T)和照射次數(shù)(EC)的積，總照射量因被攝體 的反射率而變動，因此，例如，進行調(diào)整，以使總照射量成為受光量最大的像素飽和的界限 值近旁。
[0200] 曝光次數(shù)(EXC)是，根據(jù)照射強度(E)和照射時間（T)計算的、反射光的曝光次數(shù)。 并且，曝光次數(shù)(EXC)和照射次數(shù)(EC)是相同的數(shù)量。
[0201] 利用所述的調(diào)整值，調(diào)整第二信號光(測距光）。照射強度(E)的強弱、照射時間（T) 的長短、照射次數(shù)(EC)的增減是，照射控制部106的調(diào)整值，曝光時間(EXT)的長短、曝光開 始時間（曝光開始時刻）（EXS)、曝光次數(shù)(EXC)的增減是，曝光控制部107的調(diào)整值。
[0202]如此，根據(jù)距離值的分布特性，掌握被攝體存在的深度距離，僅對該距離的反射光 進行曝光，從而能夠削減獲得的信號量。另一方面，根據(jù)信號量的減少，信噪比降低，導(dǎo)致距 離值的精度惡化，因此，需要考慮到該情況，來決定照射強度(E)、照射時間（T)、照射次數(shù) (EC)。并且，根據(jù)通過第一信號光（調(diào)整光）獲得的距離值的分布特性，也會有第一信號光 (調(diào)整光)和第二信號光(測距光)成為相同的照射強度(E)、照射時間(T)、照射次數(shù)(EC)、曝 光時間(EXT)、曝光開始時間(EXS)、曝光次數(shù)(EXC)的情況。
[0203] 而且，對于所述的調(diào)整值，可以單獨調(diào)整，也可以組合來調(diào)整。
[0204]接著，說明利用了第二信號光(測距光)的被攝體的測距。
[0205] 與實施例1同樣，將調(diào)整完畢的第二信號光（測距光）從光照射部101向被攝體照 射，被攝體所反射的第二信號光(測距光)的反射光，由受光部102接受，根據(jù)接受的信號量， 由距離圖像生成部103計算被攝體的距離圖像。
[0206] 對于利用了第二信號光（測距光）的具體的驅(qū)動方法，利用圖21的時序圖進行說 明。圖21是，照射光2101、反射光2102以及曝光2103的時序圖的一個例子。圖21是表示判定 為照射次數(shù)(EC)=曝光次數(shù)(EXC) = 1時的行為的圖，但是，照射N次(N:自然數(shù))的行為也是 同樣的想法。
[0207] 如照射光2101的時序圖示出，時刻T1是，第一照射開始時刻，時刻T3是，第一照射 結(jié)束時刻，時刻T1至?xí)r刻T3是，第一發(fā)光時間。時刻T7是，第二照射開始時刻，時刻T9是，第 二照射結(jié)束時刻，時刻T7至?xí)r刻T9是，第二發(fā)光時間。設(shè)想第一發(fā)光時間以及第二發(fā)光時間 為相等的長度T，但是，不僅限于此。
[0208]如反射光2102的時序圖示出，時刻T4是，第一反射開始時刻，時刻T5是，第一反射 結(jié)束時刻，時刻T4至?xí)r刻T5是，第一反射時間。時刻T10是，第二反射開始時刻，時刻T12是， 第二反射結(jié)束時刻，時刻T10至?xí)r刻T12是，第二反射時間。設(shè)想發(fā)光時間和反射時間為相等 的長度T，但是，不僅限于此。
[0209] 如曝光2103的時序圖示出，時刻T2是，第一曝光開始時刻，時刻T6是，第一曝光結(jié) 束時刻，時刻T2至?xí)r刻T6是，第一曝光時間（信號光S0的受光時間）。時刻T11是，第二曝光開 始時刻，時刻T14是，第二曝光結(jié)束時刻，時刻T11至?xí)r刻T14是，第二曝光時間（信號光S1的 受光時間）。設(shè)想第一曝光時間和第二曝光時間為相等的長度T，但是，不僅限于此。
[0210] 并且，如曝光2103示出，時刻T2至?xí)r刻T6是，第一反射光的受光時間（信號光S0的 受光時間），將在第一反射光的受光時間獲得的信號量設(shè)為S0。并且，時刻T11至?xí)r刻T14是， 第二反射光的受光時間（信號光S1的受光時間），將在第二反射光的受光時間獲得的信號量 設(shè)為S1。
[0211] 并且，時刻T1至?xí)r刻T2、時刻T9至?xí)r刻T11是，無需曝光時間（Act)，各個時間相等， 但是，不僅限于此。
[0212] 設(shè)想第一曝光開始時刻(時刻T2)是，從第一照射開始時刻（時刻T1)，經(jīng)過無需曝 光時間（A a)后的定時，第二曝光開始時刻(時刻T11)是，從第二照射結(jié)束時刻(時刻T9)，經(jīng) 過無需曝光時間（Aa)后的定時，但是，不僅限于此。
[0213]接著，說明針對第二信號光(測距光)設(shè)置無需曝光時間A a時的距離值的計算。若 將發(fā)光時間設(shè)為T、將光速設(shè)為c、將信號光的照射后達到被攝體而反射后接受為止的時間 設(shè)為A T、將無需曝光時間設(shè)為A a、將A T與A a的差分時間設(shè)為A f3( A f3= A T- A a)，則能 夠通過數(shù)學(xué)式(37)至數(shù)學(xué)式(43)導(dǎo)出的數(shù)學(xué)式(44)那樣表示到被攝體為止的距離L。

[0230] 并且，與第一信號光（調(diào)整光）同樣，信號量SO以及信號量S1中也包含基于存在于 周圍的物體的環(huán)境光的反射光的信號量，因此，也能夠從信號量S0以及信號量S1中在減去 未照射時間獲得的信號量BG來計算距離，此時的時序圖是圖22所示那樣的。圖22是，照射光 2201、反射光2202以及曝光2203的時序圖的一個例子。數(shù)學(xué)式(45)那樣表示此時的到被攝 體為止的距離L。
[0231] (數(shù)式 45)
[0233]圖23是，照射光2301、反射光2302以及曝光2303的時序圖的一個例子。如圖23的時 序圖示出也可以設(shè)想，使信號量S1的曝光開始時刻比第一照射開始時刻提早，在獲得信號 光時，根據(jù)通過數(shù)學(xué)式(46)至數(shù)學(xué)式(55)導(dǎo)出的數(shù)學(xué)式(56)表示那樣的算式計算到被攝體 為止的距離L?？紤]到因周邊光而產(chǎn)生的信號量時的算式是數(shù)學(xué)式(57)表示那樣的。

[0258] 如此，到被攝體為止的距離值L的計算所需要的值是，信號量(S0、S1以及BG)、發(fā)光 時間T、無需曝光時間A a，發(fā)光時間T以及無需曝光時間A a是已知的值，因此，與第一信號 光(調(diào)整光）同樣，獲得信號量(S0、S1以及BG)，從而能夠進行被攝體的測距以及距離圖像的 生成。
[0259] 并且，與實施例1同樣，也可以在實施例2的處理中追加第二信號光(測距光）的再 調(diào)整、以及在利用第一信號光（調(diào)整光）的分布特性的計算中信號量飽和時的行為。對于它 們的說明，在實施例1中已經(jīng)說明，因此省略。
[0260]通過執(zhí)行如上的處理，從而能夠進行與被攝體位置對應(yīng)的被攝體的測距以及精度 高的距離圖像的生成。
[0261] 而且，本發(fā)明，除了能夠作為具備實施例1以及實施例2的各個部的距離圖像生成 裝置來提供以外，還能夠提供使計算機執(zhí)行以距離圖像生成裝置所具備的各個部作為各個 步驟的距離圖像生成方法的程序。而且，也可以通過以USB等為代表的存儲介質(zhì)以及互聯(lián)網(wǎng) 分發(fā)該程序。
[0262] 而且，當然，所述的說明所示的實施例，僅僅是一個例子。也就是說，請求權(quán)利的對 象的概念是，將所述的實施例抽象化的上位概念。而且，對于該上位概念，當然，也可以通過 作為一個例子的所述的實施例執(zhí)行(安裝，實現(xiàn)），也可以通過一部分或全部與所述的實施 例不同的其他的實施例執(zhí)行(安裝，實現(xiàn)）。
[0263]本發(fā)明的距離圖像生成裝置，根據(jù)利用第一信號光(調(diào)整光)獲得的距離圖像計算 出的距離值的分布特性，調(diào)整第二信號光(測距光）的照射和曝光，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的 距離圖像的生成，能夠用于需要手勢識別、物體識別的數(shù)字AV設(shè)備、游戲機等的各種各樣的 設(shè)備。不止所述的設(shè)備，對于本發(fā)明的距離圖像生成裝置，若是能夠獲得需要的距離信息的 分布特性的距離圖像生成裝置，則能夠適用的。
[0264] 符號說明
[0265] 100距離圖像生成裝置
[0266] 101光照射部
[0267] 102受光部
[0268] 103距離圖像生成部
[0269] 104距離值分布解析部
[0270] 105信號調(diào)整部
[0271] 106照射控制部
[0272] 107曝光控制部
[0273] 903被攝體
[0274] 1100生成的距離圖像
【主權(quán)項】
1. 一種距離圖像生成裝置，具備： 光照射部，使信號光從光源照射到被攝體； 受光部，對反射光進行受光，并獲得信號量，所述反射光是從所述光照射部照射的所述 信號光由被攝體反射而產(chǎn)生的； 距離圖像生成部，根據(jù)照射的開始時間與受光的開始時間的時間差計算到被攝體為止 的距離值，并且，生成距離圖像； 距離值分布解析部，解析所述距離圖像生成部計算出的所述距離值的分布特性； 照射控制部，對所述光照射部的所述信號光的輸出進行調(diào)整； 曝光控制部，對所述受光部的受光進行調(diào)整；以及 信號調(diào)整部，根據(jù)所述分布特性，計算與所述輸出以及所述受光有關(guān)的調(diào)整值，對所述 照射控制部和所述曝光控制部進行控制， 所述光照射部向被攝體照射所述信號光，所述受光部在不同的定時獲得多個所述信號 量，距離圖像生成部根據(jù)所述多個信號量的比率，計算到被攝體為止的所述距離值， 為了生成被攝體的所述距離圖像而照射的所述信號光包括第一信號光和第二信號光， 所述第一信號光是，用于計算與所述第二信號光的輸出以及受光有關(guān)的所述調(diào)整值的信號 光，所述第二信號光是，用于生成所述距離圖像的信號光， 所述信號調(diào)整部，根據(jù)通過所述第一信號光的照射以及受光而獲得的所述分布特性， 針對所述第二信號光，對所述照射控制部和所述曝光控制部的至少一個進行控制。2. 如權(quán)利要求1所述的距離圖像生成裝置， 所述信號調(diào)整部，根據(jù)通過所述第一信號光的照射以及受光而獲得的所述分布特性， 對作為所述調(diào)整值的所述第二信號光的照射強度、照射時間、照射次數(shù)、無需曝光時間、曝 光開始時間、曝光時間、以及曝光次數(shù)之中的至少一個進行調(diào)整，從而對所述照射控制部和 所述曝光控制部進行控制。3. 如權(quán)利要求2所述的距離圖像生成裝置， 所述距離圖像生成部，將所述多個信號量的各個信號量的計算中，通過反復(fù)進行所述 信號光的向被攝體的照射、所述反射光的受光、以及所述信號量的計算而獲得的信號量的 總和，用于所述距離值的計算。4. 如權(quán)利要求3所述的距離圖像生成裝置， 所述信號調(diào)整部，根據(jù)所述分布特性所示的信號量的最大值、平均值、極大值、閾值的 任一個來決定所述調(diào)整值，或者，根據(jù)所述信號調(diào)整部預(yù)先具有的調(diào)整值的組合表來決定 所述調(diào)整值。5. 如權(quán)利要求4所述的距離圖像生成裝置， 所述信號調(diào)整部，將按每一定時間根據(jù)所述第一信號光計算出的所述分布特性保存到 所述距離值分布解析部，在對該分布特性與利用所述第二信號光計算出的所述分布特性進 行比較而得到的差超過設(shè)定的閾值時，執(zhí)行所述第二信號光的再調(diào)整。6. -種距離圖像生成方法，包括： 第一受光步驟，由光照射部使第一信號光從光源照射到被攝體，由受光部對反射光進 行受光，在不同的定時按每個像素獲得通過受光而得到的第一信號量，所述反射光是照射 的所述第一信號光由被攝體反射而產(chǎn)生的； 第一距離圖像生成步驟，根據(jù)所述第一信號量的比率，計算到被攝體為止的第一距離 值，并且，生成第一距離圖像； 距離值分布解析步驟，對所述第一距離圖像生成步驟中計算出的所述第一距離值的分 布特性進行解析； 信號調(diào)整步驟，根據(jù)所述第一分布特性，計算與第二信號光的輸出以及受光有關(guān)的調(diào) 整值，對與所述第二信號光的輸出以及受光有關(guān)的調(diào)整值之中的至少一個進行調(diào)整； 照射控制步驟，對與所述第二信號光的輸出有關(guān)的調(diào)整值進行調(diào)整； 曝光控制步驟，對與所述第二信號光的受光有關(guān)的調(diào)整值進行調(diào)整； 第二受光步驟，在至少照射所述第一信號光之后，所述光照射部使所述第二信號光從 所述光源照射到被攝體，所述受光部對反射光進行受光，在不同的定時按每個像素獲得通 過受光而得到的第二信號量，所述反射光是照射的所述第二信號光由被攝體反射而產(chǎn)生 的；以及 第二距離圖像生成步驟，根據(jù)所述第二信號量的比率，計算到被攝體為止的第二距離 值，并且，生成第二距離圖像。7. 如權(quán)利要求6所述的距離圖像生成方法， 在所述信號調(diào)整步驟中，根據(jù)通過所述第一信號光的照射以及受光而獲得的所述分布 特性，對作為所述調(diào)整值的所述第二信號光的照射強度、照射時間、照射次數(shù)、無需曝光時 間、曝光開始時間、曝光時間、以及曝光次數(shù)之中的至少一個進行調(diào)整。8. 如權(quán)利要求6所述的距離圖像生成方法， 在所述距離圖像生成步驟中，將所述多個信號量的各個信號量的計算中，通過反復(fù)進 行所述信號光的向被攝體的照射、所述反射光的受光、以及所述信號量的計算而獲得的信 號量的總和，用于所述距離值的計算。9. 如權(quán)利要求8所述的距離圖像生成方法， 在所述信號調(diào)整步驟中，根據(jù)所述第一分布特性所示的信號量的最大值、平均值、極大 值、閾值的任一個來決定所述調(diào)整值，或者，在所述信號調(diào)整步驟中預(yù)先根據(jù)調(diào)整值的組合 表來決定所述調(diào)整值。10. 如權(quán)利要求9所述的距離圖像生成方法， 在所述信號調(diào)整步驟中，由所述距離值分布解析步驟保存按每一定時間根據(jù)所述第一 信號光計算出的所述第一分布特性，對所述第一分布特性與利用所述第二信號光計算出的 第二分布特性進行比較，在該比較的差超過設(shè)定的閾值時，再次執(zhí)行所述受光步驟、所述距 離圖像生成步驟、所述距離值分布解析步驟、以及所述信號調(diào)整步驟。
【文檔編號】G01S17/89GK105899966SQ201580003765
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月6日
【發(fā)明人】村井嘉彥, 山本真嗣
【申請人】松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社