本发明专利技术的距离图像摄像装置包括：光源部，其对测量对象的空间即测量空间照射照射光；受光像素部，其包括：光电转换元件，其接收照射光在测量空间中的对象物上反射的反射光和测量空间的环境中的背景光，产生与接收的反射光和背景光相对应的电荷；以及电荷蓄积部，其在帧周期中被照射了照射光时蓄积所述电荷，该受光像素部具有与照射光的照射同步地将电荷蓄积于电荷蓄积部的像素电路；以及距离图像处理部，其在利用与在电荷蓄积部蓄积的电荷量相对应的输入电压进行距离测量时，在规定的照射光的宽度的通常模式下测量距离，与在该通常模式下测量的到对象物为止的距离相对应地，变换为详细测量模式而调整从光源部照射的照射光的相位。相位。相位。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】距离图像摄像装置和距离图像摄像方法
[0001]本专利技术涉及距离图像摄像装置和距离图像摄像方法。
技术介绍
[0002]以往，利用光的速度已知的情况，实现了基于空间(测量空间)中的光的飞行时间对测量器和对象物之间的距离进行测量的飞行时间(Time of Flight，以下称为“TOF”)方式的距离图像传感器。在TOF方式的距离图像传感器中，对测量对象照射光(例如，近红外光等)脉冲，基于照射光脉冲的时间和由测量空间中的对象物反射的光脉冲(反射光)返回的时间之间的差，也就是说，测量器和对象物之间的光的飞行时间，来对测量器和对象物之间的距离进行测量(例如，参照专利文献1)。
[0003]该TOF方式的距离图像传感器能够利用光脉冲的宽度设定能够测量的距离范围。因此，TOF方式的距离图像传感器能够随着光脉冲的宽度的扩大测量较宽的距离范围的距离。而且，在使用用途上，TOF方式的距离图像传感器通过与所需的距离测量的范围相对应地设定光脉宽来使用。此外，为了消除测量空间的环境中的背景光的影响，通过设定始终不照射光的期间，仅蓄积背景光的受光量，从包含反射光的延迟的信息的信号中减去由背景光所产生的成分，来去除背景光的影响。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本特开2004
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294420号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题
[0005]如上所述，在特許专利文献1中，在测量空间中，对与规定的光脉冲的宽度相对应的测量范围中的对象物和距离图像传感器之间的距离进行测量。该测量范围表示与距离图像传感器之间的距离是从照射光脉冲之后来自对象物的反射光能够测量的最小的距离(近距离)到利用脉宽能够测量的最大的距离(远距离)为止的范围，例如，从距离图像传感器到最小的0.1m～最大的4m的距离的范围。然而，由于对较宽的距离范围进行测量，因此，无法与近距离和远距离的各自的区域相对应地最优化近距离和远距离的各自的区域中的测量精度(距离分辨率)。
[0006]鉴于上述的问题，本专利技术的目的在于提供一种距离图像摄像装置和距离图像摄像方法，在从照射光脉冲之后来自对象物的反射光能够测量的最小的距离(近距离)到利用脉宽能够测量的最大的距离(远距离)为止的范围中，分别提高近距离和远距离的各自的区域中的距离的测量精度(距离分辨率)。用于解决问题的方案
[0007]本专利技术的距离图像摄像装置包括：光源部，其对测量对象的空间即测量空间照射照射光；受光像素部，其包括：光电转换元件，其接收所述照射光在所述测量空间中的对象物上反射的反射光和所述测量空间的环境中的背景光，产生与接收的所述反射光和所述背景光相对应的电荷；以及电荷蓄积部，其在帧周期中被照射了所述照射光时蓄积所述电荷，该受光像素部具有与所述照射光的照射同步地将所述电荷蓄积于所述电荷蓄积部的像素电路；以及距离图像处理部，其在利用与在所述电荷蓄积部蓄积的电荷量相对应的输入电压进行距离测量时，在规定的照射光的宽度的通常模式下测量距离，与在该通常模式下测量的到所述对象物为止的距离相对应地，变换为详细测量模式而调整从所述光源部照射的所述照射光的相位。
[0008]对于本专利技术的距离图像摄像装置，所述距离图像处理部在规定的照射光的宽度的通常模式下测量距离，与到所述对象物为止的距离相对应地，在所述详细测量模式下与从所述光源部照射的所述照射光的相位一起调整宽度。
[0009]对于本专利技术的距离图像摄像装置，在所述详细测量模式下，将所述通常模式下的能够测量的距离的范围即距离范围分割为同一宽度的多个子测量范围，与该子测量范围相对应地设定照射光的宽度，与所述子测量范围中的最小的距离相对应地设定照射光的相位。
[0010]对于本专利技术的距离图像摄像装置，所述距离图像处理部在所述通常模式下的距离的测量之后，基于与包含利用该测量求出的距离的所述子测量范围相对应地设定的照射光的宽度和相位，进行所述详细测量模式下的距离测量。
[0011]对于本专利技术的距离图像摄像装置，所述距离图像处理部在所述通常模式下，以预定的固定的电荷分配次数进行分配，基于在所述电荷蓄积部中的多个分配电荷蓄积部分别累积的所述电荷的量即电荷量，求出与在所述测量空间存在的所述对象物之间的距离，在所述通常模式下的距离的测量之后，基于与包含利用该测量求出的距离的所述子测量范围相对应地设定的电荷分配次数中的电荷量，进行详细测量模式下的距离测量。
[0012]对于本专利技术的距离图像摄像装置，所述距离图像处理部对到所述对象物为止的距离相对应地调整从所述光源部照射的所述照射光的强度。
[0013]对于本专利技术的距离图像摄像装置，所述距离图像处理部在基于在蓄积所述反射光的电荷的两个所述电荷蓄积部即第1分配电荷蓄积部和第2分配电荷蓄积部分别累积的所述电荷的量即电荷量之比求出与所述对象物之间的距离的情况下，在变换为所述详细测量模式之后，所述第1分配电荷蓄积部和所述第2分配电荷蓄积部中的任一者在由所述反射光所产生的电荷量为预先设定的电荷量阈值以下的情况下，不进行求出距离的处理，而变换为所述通常模式。
[0014]对于本专利技术的距离图像摄像装置，所述电荷量阈值是在背景光电荷蓄积部中利用背景光蓄积的电荷量。
[0015]本专利技术的距离图像摄像装置，所述距离图像处理部在基于在蓄积所述反射光的电荷的两个所述电荷蓄积部即第1分配电荷蓄积部和第2分配电荷蓄积部分别累积的所述电荷的量即电荷量之比而求出与所述对象物之间的距离的情况下，在所述通常模式下的距离的测量之后，调整所述照射光的相位，以使所述第1分配电荷蓄积部和所述第2分配电荷蓄积部的各自的电荷量相同，分别基于该电荷量和该相位的调整量求出所述距离。
[0016]对于本专利技术的距离图像摄像装置，所述距离图像处理部在进行了所述照射光的相位的调整而使所述电荷量相同之后，调整向所述第1分配电荷蓄积部和所述第2分配电荷蓄积部分别分配电荷的蓄积驱动信号的宽度，以使不存在不包含由所述反射光所产生的电荷的区域。
[0017]本专利技术的距离图像摄像方法包括以下步骤：从光源部对测量对象的空间即测量空间照射照射光；使光电转换元件接收所述照射光在所述测量空间中的对象物上反射的反射光和所述测量空间的环境中的背景光，产生与接收的所述反射光和所述背景光相对应的电荷；与在帧周期中与所述照射光的照射同步地将由所述反射光所产生的所述电荷蓄积于电荷蓄积部；在利用与在所述电荷蓄积部蓄积的电荷量相对应的输入电压进行距离测量时，在规定的照射光的宽度的通常模式下测量距离；以及与在所述通常模式下测量的到所述对象物为止的距离相对应地，变换为详细测量模式而调整从所述光源部照射的所述照射光的相位。专利技术的效果
[0018]本专利技术提供一种距离图像摄像装置和距离图像摄像方法，在从照射光脉冲之后来自对象物的反射光能够测量的最小的距离(近距离)到利用脉宽能够测量的最大的距离(远距离)为止的范围中，分别提高近距离和远距离的各自的区域中的距离的测量精度(距离分辨率)。
附图说明
[0019]图1是表示本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种距离图像摄像装置，其特征在于，该距离图像摄像装置包括：光源部，其对测量对象的空间即测量空间照射照射光；受光像素部，其包括：光电转换元件，其接收所述照射光在所述测量空间中的对象物上反射的反射光和所述测量空间的环境中的背景光，产生与接收的所述反射光和所述背景光相对应的电荷；以及电荷蓄积部，其在帧周期中被照射了所述照射光时蓄积所述电荷，该受光像素部具有与所述照射光的照射同步地将所述电荷蓄积于所述电荷蓄积部的像素电路；以及距离图像处理部，其在利用与在所述电荷蓄积部蓄积的电荷量相对应的输入电压进行距离测量时，在规定的照射光的宽度的通常模式下测量距离，与在该通常模式下测量的到所述对象物为止的距离相对应地，变换为详细测量模式而调整从所述光源部照射的所述照射光的相位。2.根据权利要求1所述的距离图像摄像装置，其特征在于，所述距离图像处理部在规定的照射光的宽度的通常模式下测量距离，与到所述对象物为止的距离相对应地，在所述详细测量模式下与从所述光源部照射的所述照射光的相位一起调整宽度。3.根据权利要求2所述的距离图像摄像装置，其特征在于，在所述详细测量模式下，将所述通常模式下的能够测量的距离的范围即距离范围分割为同一宽度的多个子测量范围，与该子测量范围相对应地设定照射光的宽度，与所述子测量范围中的最小的距离相对应地设定照射光的相位。4.根据权利要求3所述的距离图像摄像装置，其特征在于，所述距离图像处理部在所述通常模式下的距离的测量之后，基于与包含利用该测量求出的距离的所述子测量范围相对应地设定的照射光的宽度和相位，进行所述详细测量模式下的距离测量。5.根据权利要求3或4所述的距离图像摄像装置，其特征在于，所述距离图像处理部在所述通常模式下，以预定的固定的电荷分配次数进行分配，基于在所述电荷蓄积部中的多个分配电荷蓄积部分别累积的所述电荷的量即电荷量，求出与在所述测量空间存在的所述对象物之间的距离，在所述通常模式下的距离的测量之后，基于与包含利用该测量求出的距离的所述子测量范围相对应地设定的电荷分配次数中的电荷量，进行详细测量模式下的距离测量。6.根据权利要求2～5中任一项所述的距离图像摄像装置，其特征在于，所述距离图像处理部对到所述对象物为止的距离相...
【专利技术属性】
技术研发人员：磯部圭吾，
申请(专利权)人：布鲁克曼科技株式会社，
类型：发明
国别省市：
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