[发明专利]摄像装置以及距离测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及摄像装置以及距离测量方法，尤其涉及利用被拍摄的多张图像，测量被摄体的距离的摄像装置以及距离测量方法。

背景技术

提出了用于非接触测量某三维场景的进深、即与各个被摄体相距的距离的各种方法。可以将它大致区别为，将红外线、超声波、或激光等照射到被摄体，根据直到反射波返回为止的时间或反射波的角度等计算距离的能动方法，以及根据被摄体的像计算距离的被动方法。特别是，对于相机，不需要用于照射红外线等的装置的被动方法被广泛采用。

对于被动方法，提出了许多方法，其中之一是，根据因聚焦(合焦位置)的变化而产生的模糊测量距离的、称为Depth from Defocus(以下，记作为“DFD”。)的方法。该DFD的优点是，不需要多个相机，并且，根据少数图像能够测量距离等。

DFD是利用图像的模糊测量距离的方法。但是，存在的问题是，根据被拍摄的图像本身非常难以辨别，被拍摄的图像中存在的模糊是因透镜的聚焦的变化而产生的，还是，表示没有由透镜的模糊的状态的原图像原来具有模糊的纹理。

对此，在专利文献1记载的方法中，通过对多个拍摄图像间的空间频谱的比、与场景的进深所对应的模糊的空间频谱的比进行比较，从而进行不依赖于原图像的谱分量的测量。

另一方面，在专利文献2记载的方法中，一边改变聚焦，一边拍摄多数图像，仅提取它们的合焦部分，从而得到相当于原图像的参考图像。构成将该参考图像和各种模糊卷积后的尺度空间(Scale Space)，比较参考图像与拍摄图像，从而进行距离测量。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：(日本)特开平11－337313号公报

专利文献2：(美国)专利申请公开第2007／0019883号说明书

(非专利文献)

非专利文献1：“Flexible Depth of Field Photography”，H.Nagahara，S.Kuthirummal，C.Zhou，S.K.Nayer，European Conference on Computer Vision(ECCV)，Oct，2008

发明概要

发明要解决的问题

但是，在专利文献1记载的方法中，为了使测量变得容易，在开口部插入特殊构造的遮罩。据此，该方法，进行在模糊的空间频谱中周期性出现零点等的构造化。但是，该方法的问题是，因该遮罩而射入光量减少。为了弥补它，需要提高摄像元件的灵敏度，或者，将曝光时间变长。但是，前者导致拍摄图像的噪声的增大，后者导致被摄体抖动。据此，被摄体的谱分量混乱，因此，距离测量的精度降低。

另一方面，在专利文献2记载的方法中，只要不将光圈大大变窄，图像的景深的宽度，就比进行距离测量的范围非常窄，因此，为了得到参考图像，需要拍摄多数图像。据此，根据少数图像能够进行距离测量的DFD的优点被相抵。而且，通过将光圈大大变窄，从而根据少数图像能够得到参考图像，但是，射入光量降低，因此，该方法具有与专利文献1记载的方法相同的问题。

发明内容

鉴于所述的问题，本发明的目的在于，提供根据少的张数的拍摄图像能够实现稳定的距离测量的摄像装置以及距离测量方法。

用于解决发明的手段

为了实现所述的目的，本发明的实施方案之一涉及的摄像装置，具备：摄像部，通过拍摄被摄体，从而生成图像；合焦范围控制部，一边使所述摄像部的合焦位置变化，一边使所述摄像部拍摄分别具有不同的合焦范围的n张图像，n为2以上的整数；参考图像生成部，利用所述n张图像，生成作为模糊的基准的参考图像；以及距离测量部，根据所述n张图像与所述参考图像的模糊的程度的差，测量与所述被摄体相距的距离，所述n张图像各自具有的合焦范围相互独立，在各个合焦范围间设置有非合焦的间隔。

根据这样的结构，本发明的实施方案之一涉及的摄像装置，一边使合焦位置变化，一边拍摄图像，因此，不将光圈变窄而能够获得合焦范围比通常宽的图像。据此，本发明的实施方案之一涉及的摄像装置，以少的张数的图像能够获得参考图像。进而，由于各个图像具有的合焦范围相互独立，因此，利用多个图像，能够生成具有相对于被摄体距离而大致均匀的模糊的图像。因此，本发明的实施方案之一涉及的摄像装置，以简单的方法，能够获得精度高的参考图像。如此，本发明的实施方案之一涉及的摄像装置，以少的张数的拍摄图像，能够实现稳定的距离测量。