图像生成装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像生成装置，能够与摄像图像对应地取得到位于摄像空间的物体的距离信息。
【背景技术】
[0002]作为以往的车辆周边监视装置公知有如下装置:在照度检测单元检测出规定值以上的照度时，将由摄像单元拍摄到的监视区域的状态显示于显示装置，在照度为规定值以下时，将照射图案光并拍摄反射光再进行数据处理而得到的障碍物信息显示于显示装置(例如，参照专利文献I)。
[0003]另外，公知有使用斑点图案进行光学测距的系统。在该系统中，将来自照明组件的一次斑点图案投射在目标区域内，在目标区域内距照明组件的各个不同的距离处抓拍一次斑点图案的多个基准图像，在目标区域内抓拍被投射于物体表面上的一次斑点图案的试验图像，将试验图像与基准图像进行比较，以便识别一次斑点图案与试验图像内的一次斑点图案最紧密匹配的基准图像，根据识别出的基准图像距照明组件的距离估计物体的位置(例如，专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平6-87377号公报(第2页，权利要求1)
[0007]专利文献2:日本特表2009-528514号公报(第0001、0006、0007段)
[0008]专利文献3:日本特开2007-17643号公报(第0003、0004段)
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]在上述以往的车辆周边监视装置中，需要根据照度切换动作，存在只能得到摄影图像和距离信息中的任意一个信息的问题。
[0011]另外，在上述以往的光学测距系统中，需要在拍摄到的图案与多个基准图案之间基于图案匹配计算相关值，存在运算量大的问题。
[0012]本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，即使在明亮的照度环境下也能够取得摄影图像和距离信息双方，以及能够用较少的运算量确定摄像图像中的各个光斑在投射图案内的位置并生成带距离信息的图像。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]本发明的第一方式的图像生成装置具有:
[0015]投射部，其将规定波长的图案光投射到摄像空间；
[0016]摄像部，其拍摄所述摄像空间；
[0017]分离部，其求出通过所述摄像部进行的摄像而得到的摄像信号中的、在投射图案光时得到的摄像信号与在不投射图案光时得到的摄像信号的差分，由此分离图案投射像成分；以及
[0018]距离信息生成部，其根据由所述分离部分离出的所述投射像成分生成距离信息，
[0019]所述距离信息生成部根据用所述投射像成分表示的投射像内的光斑的排列、以及预先存储的投射图案内的各个光斑的位置与投射角之间的关系，确定所拍摄到的投射图案内的各个光斑的投射角，根据所确定的投射角求出到被投射光斑的被摄体表面的距离，
[0020]从所述投射部投射的图案光包含附带于各个光斑并构成识别码的分别为开状态或者关状态的多个单元，
[0021]所述距离信息生成部根据所述识别码确定附带有该识别码的光斑在投射图案内的位置，
[0022]各个光斑附带的识别码具有:第I部分，其由投射图案内的在第I方向排列的多个单元构成，相对于该光斑配置在投射图案内的第2方向的一侧；第2部分，其由在所述第2方向排列的多个单元构成，相对于该光斑配置在所述第I方向的一侧，
[0023]关于所述识别码，在所述第I方向相邻的光斑之间，构成所述识别码的所述第2部分的单元从开状态向关状态转变或者从关状态向开状态转变的变更部位在一处以下，在所述第2方向相邻的光斑之间，所述识别码的所述第I部分彼此相同。
[0024]本发明的第二方式的图像生成装置具有:
[0025]投射部，其将规定波长的图案光投射到摄像空间；
[0026]摄像部，其拍摄所述摄像空间；
[0027]分离部，其求出通过所述摄像部进行的摄像而得到的摄像信号中的、在投射图案光时得到的摄像信号与在不投射图案光时得到的摄像信号的差分，由此分离图案投射像成分；以及
[0028]距离信息生成部，其根据由所述分离部分离出的所述投射像成分生成距离信息，
[0029]所述距离信息生成部根据用所述投射像成分表示的投射像内的光斑的排列、以及预先存储的投射图案内的各个光斑的位置与投射角之间的关系，确定所拍摄到的投射图案内的各个光斑的投射角，根据所确定的投射角求出到被投射光斑的被摄体表面的距离，
[0030]从所述投射部投射的图案光包含附带于各个光斑并构成识别码的分别为开状态或者关状态的多个单元，
[0031]所述距离信息生成部根据所述识别码确定附带有该识别码的光斑在投射图案内的位置，
[0032]所述识别码被设定成在投射图案内的在第I方向相邻的光斑之间，构成该识别码的单元从开状态向关状态转变或者从关状态向开状态转变的变更部位只有一处。
[0033]发明效果
[0034]根据本发明，即使在明亮的照度环境下也能够取得摄影图像和距离信息双方，能够得到与图像相关联的距离信息。
[0035]并且，能够确定摄像图像中的各个光斑在投射图案内的位置，能够用较少的运算量取得到被摄体的距离信息。
【附图说明】
[0036]图1是表示本发明的实施方式I的图像生成装置的框结构图。
[0037]图2是立体地示出图1的摄像部11和投射部22的配置的图。
[0038]图3是本发明的实施方式I的摄像部和投射部的配置图。
[0039]图4是表示图1的投射部22的结构的概略图。
[0040]图5是表示图1的分离部16的结构例的框图。
[0041]图6的(a)?(d)是表不图5的分离部16的动作的图。
[0042]图7是表示图1的图像生成部的结构例的框图。
[0043]图8是放大示出投射图案的一部分的图。
[0044]图9是表不在投射图案中使用的识别码的不例的表。
[0045]图10是表示投射图案中的识别码的配置的示例的图。
[0046]图11是表示图1的距离信息生成部的结构例的框图。
[0047]图12是表示位于斑区域的上下左右的识别码的图。
[0048]图13是表示图1的距离信息生成部进行的处理的步骤的图。
[0049]图14的(a)和(b)表示图1的显示处理部的输出图像的示例。
[0050]图15是表示相邻的斑区域内附带的识别码的图。
[0051]图16是表示在本发明的实施方式2中使用的距离信息生成部的结构例的框图。
[0052]图17的(a)和(b)是表示位于不同距离处的被摄体上的光斑和斑区域的尺寸的比率的图。
[0053]图18是表示图16的距离信息生成部进行的处理的步骤的图。
[0054]图19是表示本发明的实施方式3的图像生成装置的框结构图。
[0055]图20是表示图19的光学滤波器13的分光透射特性的一例的图。
[0056]图21是表示在本发明的实施方式4中使用的图像生成部的结构例的框图。
[0057]图22的(a)?(C)是表示由图21的像素相加部74进行相加的像素的配置的图。
【具体实施方式】
[0058]实施方式I
[0059]图1是表示本发明的实施方式I的图像生成装置的结构的框图。图示的图像生成装置具有图像取得部10、图案光生成部20、控制部30。
[0060]图像取得部10具有摄像部11，图案光生成部20具有投射部22。
[0061]图2与投射部22和摄像部11 一起立体地示出摄像空间(摄像对象空间)JS。在图2中，假设在摄像空间JS具有长方体的被摄体OJl和球体的被摄体OJ2。
[0062]如图2所示，摄像部11接受来自摄像空间JS内的被摄体OJl、OJ2的光进行拍摄。
[0063]本发明的图像生成装置根据通过拍摄而得到的信息，求出到拍摄到的被摄体OJ1、OJ2的各部分的距离，得到图像信息和与图像的各部分有关的距离信息。
[0064]投射部22朝向图2所示的摄像空间JS投射使其产生投射图案的图案光。在图2所示的例子中，投射图案形成呈矩阵状即沿横向(行方向)和纵向(列方向)整齐排列的光斑。在本申请中，只要没有与此不同的特殊说明，与投射图案有关的“方向”就是指在图案光被投射于与光轴垂直的假想平面时形成的投射图案的方向。这对于以下说明中的投射图案内的“排列”、“位置”也是同样的。
[0065]图3是从上方观察摄像部11和投射部22、以及在摄像空间内的被摄体OJl、OJ2上的任意点形成的一个光斑SP的图。摄像部11和投射部22在图示的例子中沿水平方向离开距离Lpc而配置。S卩，摄像部11和投射部22被配置在水平方向的不同位置，在垂直方向(上下方向)被配置在相同位置。将连接摄像部11和投射部22的直线称作基线BL，将距离Lpc称作基线长度。
[0066]上述投射图案中的横向对应于基线BL的方向即水平方向，纵向对应于与水平方向垂直的方向。
[0067]假设利用从投射部22投射的光，在摄像空间JS中的被摄体OJ1、OJ2之一形成光斑SP，由摄像部11接受来自该光斑SP的光。在这种情况下，如果知道从投射部22向光斑SP的投射角Φ、从光斑SP向摄像部11的入射角Θ以及基线长度Lpc，则根据三角测量的原理，能够通过计算求出从基线BL到被摄体OJ1、OJ2上的光斑SP的距离Z。
[0068]在此，如图3所示，投射角Φ是在包含基线BL和光斑SP的平面内，垂直于基线BL的线与连接投射部22和光斑SP的线形成的夹角。
[0069]另一方面，如图3所示，入射角Θ是在包含基线BL和光斑SP的平面内，垂直于基线BL的线与连接摄像部11和光斑SP的线形成的夹角。
[0070]能够根据光斑SP的像形成于摄像部11的摄像面的哪个位置以及摄像元件的轴线的方向和视场角求出摄像部11的入射角Θ。
[0071]从投射部22起的投射角Φ是根据投射部22的结构而预先设定的，因此是已知的。
[0072]从投射部22分别以不同的投射角投射多个光斑，在用摄像部11拍摄这些光斑的情况下，如果各个投射角是已知的，则根据摄像面上的光斑在图像上的位置的相互关系，估计各个光斑的投射角。
[0073]在这种情况