特開2017-129383IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

ステレオ視方式の三次元距離センサー装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】イメージセンサー間の距離を変えることなく検出可能な距離を長くすることが可能な三次元距離センサー装置を提供する。
【解決手段】外部から光が入射する複数の第1画素11aが所定方向に並べられた第1のイメージセンサー11と、外部から光が入射する複数の第2画素12aが所定方向に並べられ、第1のイメージセンサー11から所定方向に間隔を空けて配された第2のイメージセンサー12と、第1、第2のイメージセンサー11、12の撮像画像の相関を検出する相関検知回路13と、外部から第1のイメージセンサー11の第1位置に入射していた光を、屈折又は反射させて、第1位置まで所定方向に距離のある第1シフト位置に入射させる第1光路変更手段とを備える。
【選択図】図4

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、ステレオ視方式の三次元距離センサーにおいては、距離検知精度がイメージセンサーの画素数に依存するため、チップサイズを維持したまま距離検知精度を向上させることが困難であるという課題があった。
この課題の解決については、チップサイズを変えずに距離検知精度を4倍高める手法が、非特許文献3に開示されているが、汎用性の高い三次元距離センサーLSIを実現するには、シングルチップの三次元距離センサーLSIによる長距離検知を実現する必要がある。 この点、ステレオ視方式によるシングルチップの三次元距離センサーLSIにおいて、イメージセンサーから遠い位置を検知するためには、2つのイメージセンサー間の間隔を長くすることを要する。
一方、シングルチップのLSIの大きさを考慮すると、2つのイメージセンサーをシングルチップのLSIに集積するには、イメージセンサー間の距離の上限が10mm程度となる。イメージセンサー間の距離が10mmであると、例えば、イメージセンサーの画素ピッチが6μm、2つのイメージセンサーを並べた方向(X方向)における画素数が640、画角90度の場合、図16に示すように、正確な距離検知が可能なイメージセンサーからの距離は、最長で2m程度である。画角が45度であったとしても、その距離は4m程度である。
よって、シングルチップの三次元距離センサーLSIの使用用途は制限される。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、イメージセンサー間の距離を変えることなく検出可能な距離を長くすることが可能なステレオ視方式の三次元距離センサー装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

前記目的に沿う本発明に係る三次元距離センサー装置は、外部から光が入射する複数の第1画素が所定方向に並べられた第1のイメージセンサーと、外部から光が入射する複数の第2画素が前記所定方向に並べられ、前記第1のイメージセンサーから前記所定方向に間隔を空けて配された第2のイメージセンサーと、前記第1、第2のイメージセンサーの撮像画像の相関を検出する相関検知回路と、外部から前記第1のイメージセンサーの第1・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明に係る三次元距離センサー装置は、外部から第1のイメージセンサーの第1位置に入射していた光を、進行方向を変えて、第1位置まで所定方向に距離のある第1シフト位置に入射させる第1光路変更手段を備えるので、イメージセンサー間の距離を変えることなく検出可能な距離を長くすることが可能である。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の説明図である。

【図2】画素の視差と検出可能な距離の関係を示す説明図である。

【図3】第1光路変更手段の説明図である。

【図4】本発明の第1の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の透光板を傾けた状態を示す説明図である。

【図5】透光板を通過する光の経路を示す説明図である。

【図6】透光板を通過する光の経路を示す説明図である。

【図7】本発明の第1の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の透光板を傾けた状態を示す説明図である。

【図8】光の入射位置を変位させた場合の検出可能な距離を示す説明図である。

【図9】本発明の第2の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の説明図である。

【図10】本発明の第3の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の説明図である。

【図11】同三次元距離センサー装置の透光板を傾けた状態を示す説明図である。

【図12】同三次元距離センサー装置の透光板を傾けた状態を示す説明図である。

【図13】本発明の第4の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の説明図である。

【図14】光の入射位置の変位と検出可能な距離の関係を示すグラフである。

【図15】光の入射位置の変位に対する透光板の傾き及びX方向一側の移動の関係を示すグラフである。

【図16】従来例における視差画素数と検出可能な距離の関係を示すグラフである。

選択図 図4出願人が指定した本件の代表的な図

10:三次元距離センサー装置、11:イメージセンサー、11a:画素、12:イメージセンサー、12a:画素、13:相関検知回路、14、15:信号配線、16:大規模集積回路チップ、17、18:レンズ、19、20:透光板、21:支持部材、22:アクチュエータ、23:モータ、24:コネクタ部、30:三次元距離センサー装置、31、32、33:大規模集積回路チップ、34、35:信号配線、40、50:三次元距離センサー装置、L1、L2:光

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