[发明专利]图像捕捉装置组件、三维形状测量装置和运动检测装置

说明书

本发明公开了图像捕捉装置组件、三维形状测量装置和运动检测装置。一种图像捕捉装置组件，设置有：光源(110)，发射参考光图案；图像捕捉装置(120)；以及控制装置(130)，控制光源和图像捕捉装置。在控制装置(130)的控制下，光源(110)以高亮度和低亮度向对象(140)发射参考光图案。图像捕捉装置(120)，在高亮度照射状态下，捕捉参考光图案和对象(140)的图像，并且向控制装置(130)输出第一图像信号。在低亮度照射状态下，图像捕捉装置(120)捕捉至少对象(140)的图像，并且向控制装置(130)输出第二图像信号。控制装置(130)根据第一图像信号和第二图像信号之间的差生成参考光图案图像信号。

本申请是分案申请，其母案申请的申请号为201580066652.8，申请日为2015年9月4日，发明名称为“图像捕捉装置组件、三维形状测量装置和运动检测装置”。

技术领域

本公开涉及一种图像捕捉装置组件、三维形状测量装置和运动检测装置。

背景技术

作为以非接触方式测量到对象的距离或者测量对象的三维形状的方法，已知使用并行设置的两个图像捕捉装置和三角测量原理进行测量的立体方法，以及使用并行设置的一个光源和一个图像捕捉装置进行测量的主动立体方式(后者参照专利文献1)。具体地，在主动立体方法中，例如，从包括激光装置的光源发射基于红外光的参考光图案，并且用参考光图案照射对象。作为参考光图案，例如，可使用线和间隔图案、网格图案或点图案。进一步地，由图像捕捉装置捕捉用参考光图案照射的对象的图像。这里，如图14A的概念图所示，当光源和图像捕捉装置之间的距离(基线的长度)为L时，由照射到对象的发射光(光束)与基线形成的角为α，由将与发射光碰撞的对象的一部分与图像捕捉装置连接的直线与基线形成的角度为β，光源设置在坐标系的原点(0,0)处，与发射光束碰撞的对象的部分的坐标为(x，y)，(x，y)表示为下面的表达式(A)。进一步地，立体方法是使用两个图像捕捉装置的方法，其中主动立体方法中的光源由一个图像捕捉装置代替，但是如图14B的概念图所示，可以想到具有这样的配置的方法，在该配置中，单独设置光源。

x＝L·tan(β)/{(tan(α)+tan(β))

y＝L·tan(β)·tan(α)/{tan(α)+tan(β)} (A)

引文列表

专利文献

专利文献1：JP 2007-183181A 。

发明内容

技术问题

但是，在使用参考光图案的主动立体方法或立体方法中，有必要通过图像捕捉装置获得照射到对象的参考光图案作为图像数据。但是，问题在于，由于环境光(日光、室内照明等)的影响频繁发生，难以获得照射到对象的参考光图案的图像数据。即使图像捕捉装置的灵敏度增加，由于图像捕捉装置相对于环境光的灵敏度也增加，这不可能是根本解决方案。还可以考虑使用滤光片从环境光去除与光源发射的光的波长相同的波长的光的方法，但是滤光片的频带存在限制，并且难以高效去除这种来自环境光的光。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据环境视觉识别参考光图案的问题。

因此，本公开的目的是提供一种图像捕捉装置组件，该组件能够通过图像捕捉装置可靠地获得照射到对象的参考光图案作为图像数据，而没有使用参考光图案的立体方法或主动立体方法中环境光的影响；三维形状测量装置和使用该图像捕捉装置组件的运动检测装置。

问题的解决方案

为了实现上述目的，根据本公开的第一方面的图像捕捉装置组件包括：

光源，发射参考光图案；

图像捕捉装置；和

控制装置，控制所述光源和所述图像捕捉装置。