[發明專利]圖像捕捉裝置組件、三維形狀測量裝置和運動檢測裝置

在審

• 申請號: 201580066652.8
• 申請日: 2015-09-04
• 公開（公告）號: CN107003116A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 浜口雄一;大森士郎;沼田肇;平間正秀;小田康正
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,吳孟秋

技術領域

本公開涉及一種圖像捕捉裝置組件、三維形狀測量裝置和運動檢測裝置。

背景技術

作為以非接觸方式測量到對象的距離或者測量對象的三維形狀的方法，已知使用并行設置的兩個圖像捕捉裝置和三角測量原理進行測量的立體方法，以及使用并行設置的一個光源和一個圖像捕捉裝置進行測量的主動立體方式(后者參照專利文獻1)。具體地，在主動立體方法中，例如，從包括激光裝置的光源發射基于紅外光的參考光圖案，并且用參考光圖案照射對象。作為參考光圖案，例如，可使用線和間隔圖案、網格圖案或點圖案。進一步地，由圖像捕捉裝置捕捉用參考光圖案照射的對象的圖像。這里，如圖14A的概念圖所示，當光源和圖像捕捉裝置之間的距離(基線的長度)為L時，由照射到對象的發射光(光束)與基線形成的角為α，由將與發射光碰撞的對象的一部分與圖像捕捉裝置連接的直線與基線形成的角度為β，光源設置在坐標系的原點(0,0)處，與發射光束碰撞的對象的部分的坐標為(x，y)，(x，y)表示為下面的表達式(A)。進一步地，立體方法是使用兩個圖像捕捉裝置的方法，其中主動立體方法中的光源由一個圖像捕捉裝置代替，但是如圖14B的概念圖所示，可以想到具有這樣的配置的方法，在該配置中，單獨設置光源。

x＝L·tan(β)/{(tan(α)+tan(β))

y＝L·tan(β)·tan(α)/{tan(α)+tan(β)}(A)

引文列表

專利文獻

專利文獻1：JP 2007-183181A

發明內容

技術問題

但是，在使用參考光圖案的主動立體方法或立體方法中，有必要通過圖像捕捉裝置獲得照射到對象的參考光圖案作為圖像數據。但是，問題在于，由于環境光(日光、室內照明等)的影響頻繁發生，難以獲得照射到對象的參考光圖案的圖像數據。即使圖像捕捉裝置的靈敏度增加，由于圖像捕捉裝置相對于環境光的靈敏度也增加，這不可能是根本解決方案。還可以考慮使用濾光片從環境光去除與光源發射的光的波長相同的波長的光的方法，但是濾光片的頻帶存在限制，并且難以高效去除這種來自環境光的光。在增加光源的亮度的方法中，存在光源的功率消耗增加以及根據環境視覺識別參考光圖案的問題。

因此，本公開的目的是提供一種圖像捕捉裝置組件，該組件能夠通過圖像捕捉裝置可靠地獲得照射到對象的參考光圖案作為圖像數據，而沒有使用參考光圖案的立體方法或主動立體方法中環境光的影響；三維形狀測量裝置和使用該圖像捕捉裝置組件的運動檢測裝置。

問題的解決方案

為了實現上述目的，根據本公開的第一方面的圖像捕捉裝置組件包括：

光源，發射參考光圖案；

圖像捕捉裝置；和

控制裝置，控制所述光源和所述圖像捕捉裝置。

在所述控制裝置的控制下，所述光源分別以高亮度和低亮度向對象發射所述參考光圖案，

所述圖像捕捉裝置捕捉在高亮度照射狀態下的所述參考光圖案和所述對象的圖像，并且向所述控制裝置輸出第一圖像信號，并且捕捉在低亮度照射狀態下的至少所述對象的圖像，并且向所述控制裝置輸出第二圖像信號，并且

所述控制裝置根據所述第一圖像信號和所述第二圖像信號之間的差生成參考光圖案圖像信號。

為了實現上述目的，根據本公開的第二方面的圖像捕捉裝置組件包括：

光源，發射偏振的參考光圖案；

圖像捕捉裝置；和

控制裝置，控制所述光源和所述圖像捕捉裝置。

所述圖像捕捉裝置包括第一偏振器和第二偏振器，所述第一偏振器具有在平行于所述參考光圖案的偏振方向的方向上的偏振軸，所述第二偏振器具有在垂直于所述參考光圖案的偏振方向的方向上的偏振軸，

圖像捕捉裝置將基于通過所述第一偏振器的偏振光獲得的第一圖像信號輸出到所述控制裝置，并且將基于通過所述第二偏振器的偏振光獲得的第二圖像信號輸出到所述控制裝置，并且

所述控制裝置根據所述第一圖像信號和所述第二圖像信號之間的差生成參考光圖案圖像信號。

為了實現上述目的，本公開的三維形狀測量裝置包括根據本公開的第一和第二方面的圖像捕捉裝置組件。

為了實現上述目的，本公開的運動檢測裝置包括根據本公開的第一和第二方面的圖像捕捉裝置組件。

發明的有益效果