特開 2023-113251 測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023113251

(43)【公開日】2023-08-16

(54)【発明の名称】測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/4863 20200101AFI20230808BHJP

【ＦＩ】

G01S7/4863

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022015462

(22)【出願日】2022-02-03

(71)【出願人】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】春瀬 祐太

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 義朗

(72)【発明者】

【氏名】曽根 秀倫

(72)【発明者】

【氏名】本橋 和也

(72)【発明者】

【氏名】林 幸雄

【テーマコード（参考）】

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J084AA05

5J084AD01

5J084BA04

5J084BA07

5J084BA36

5J084BA40

5J084CA03

5J084CA19

5J084CA23

5J084CA32

5J084CA45

5J084CA53

5J084EA04

(57)【要約】

【課題】測定性能の高い測定装置を提供すること。
【解決手段】対象物に向けて光を発光する発光素子と、前記対象物に反射された光を受光する、第１方向に配列された複数の受光素子と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数の受光素子のうち、前記第１方向に２以上の所定個数分並んだ受光素子を包含する第１受光領域内の受光素子に受光させる第１受光処理と、前記所定個数より少ない第１個数分、前記受光領域を前記第１方向に移動する第1移動処理と、前記複数の受光素子のうち、前記第１移動処理後の前記第１受光領域内の受光素子に受光させる第２受光処理と、を実行する測定装置を提供する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物に向けて光を発光する発光素子と、
前記対象物に反射された光を受光する、第１方向に配列された複数の受光素子と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数の受光素子のうち、前記第１方向に２以上の所定個数分並んだ受光素子を包含する第１受光領域内の受光素子に受光させる第１受光処理と、
前記所定個数より少ない第１個数分、前記受光領域を前記第１方向に移動する第１移動処理と、
前記複数の受光素子のうち、前記第１移動処理後の前記第１受光領域内の受光素子に受光させる第２受光処理と、を実行する測定装置。

【請求項2】

前記第１受光領域は、前記第１受光処理及び前記第２受光処理各々において前記制御部が取得する画像の１画素に対応する受光素子群を含む、請求項１に記載の測定装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記複数の受光素子の受光によって取得される複数の画像において、一定の画像間隔ごとに前記第１受光処理、前記移動処理及び前記第２受光処理を実行する、請求項１または２に記載の測定装置。

【請求項4】

前記複数の受光素子は、前記第１方向に交差する第２方向においても配列される、請求項１または２に記載の測定装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記第１受光処理、前記移動処理及び前記第２受光処理を実行することによって画像を取得した後、
前記複数の受光素子のうち、前記第２方向に２以上の規定個数分並んだ受光素子を包含する第２受光領域内の受光素子に受光させる第３受光処理と、
前記規定個数より少ない第２個数分、前記第２受光領域を前記第２方向に移動する第２移動処理と、
前記複数の受光素子のうち、前記第２移動処理後の前記第２受光領域内の受光素子に受光させる第４受光処理と、
を実行することによって別の画像を取得する、請求項４に記載の測定装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記複数の受光素子を包含する包含領域の一部である第１領域において、
前記第１受光処理と、
前記所定個数分、前記第１受光領域を前記第１方向に移動する第３移動処理と、
前記第２受光処理と、を実行し、
前記包含領域から前記第１領域を除外した第２領域において、
前記第１受光処理と、前記第１移動処理と、前記第２受光処理と、を実行する、請求項１から５のいずれか１項に記載の測定装置。

【請求項7】

前記所定個数は３である、請求項１から６のいずれか１項に記載の測定装置。

【請求項8】

前記第１個数は１である、請求項１から７のいずれか１項に記載の測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、パルス光を射出してから反射光を受光するまでの光の飛行時間に基づいて、反射物までの距離を測定する測距装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１５２５３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＬｉＤＡＲなどの測定装置を使用する際には、測定性能をなるべく向上させることが好ましい。

【0005】

本発明は、上記点に鑑み、測定性能を向上できる測定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】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明は一態様として、対象物に向けて光を発光する発光素子と、前記対象物に反射された光を受光する、第１方向に配列された複数の受光素子と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数の受光素子のうち、前記第１方向に２以上の所定個数分並んだ受光素子を包含する第１受光領域内の受光素子に受光させる第１受光処理と、前記所定個数より少ない第１個数分、前記受光領域を前記第１方向に移動する第1移動処理と、前記複数の受光素子のうち、前記第１移動処理後の前記第１受光領域内の受光素子に受光させる第２受光処理と、を実行する測定装置を提供する。

【0007】

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、解像度を向上できる測定装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態における、測定装置１の構成を示す図である。

【図2】第１実施形態における、測定装置１の機能構成の説明図である。

【図3】光源１２及び受光センサ２２の一部を示す図である。なお、理解を容易にするため、裏面（－Ｚ側）からの透視図としている。

【図4】発光素子１２３、受光素子２２２、及び対称物９０における照射領域の関係を示す図である。

【図5】測定例１における、（ａ）光源１２の発光と走査、及び（ｂ）受光センサ２２の受光と走査を説明する図である。

【図6】測定例２における、（ａ）光源１２の発光と走査、及び（ｂ）受光センサ２２の受光と走査を説明する図である。

【図7】制御部３０による発光、受光、及び走査に関するフローチャートである。

【図8】（ａ）信号処理部３６２の説明図と（ｂ）ヒストグラムの説明図である。

【図9】測定例３における受光センサ２２の図である。

【図10】測定例３における（ａ）区画２２Ａでの受光と走査、及び（ｂ）区画２２Ｂでの受光と走査の一例を示す図である。

【図11】第２実施形態における、測定装置１００の構成を示す図である。

【図12】第２実施形態における光源１１２の一部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、同一の又は類似する構成について共通の符号を付して重複した説明を省略することがある。

【0011】

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
（概要）
図１は、測定装置１の全体構成の説明図である。図２では、測定装置１における各機能部に関する機能ブロックが示されている。

【0012】

測定装置１は、対象物９０までの距離を測定する装置である。測定装置１は、測定光を出射し、対象物９０の表面で反射した反射光を検出し、測定光を出射してから反射光を受光するまでの時間を計測することによって、対象物９０までの距離をＴＯＦ方式（Time of flight）で測定する。測定装置１は、照射部１０と、受光部２０と、制御部３０と、記憶部５０とを有する。

【0013】

照射部１０は、対象物９０に向かって測定光を照射する。照射部１０は、所定の画角で測定光を照射することになる。照射部１０は、光源１２と、投光用光学系１４とを有する。光源１２は、光を出射する。光源１２は、例えば面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）により構成される。投光用光学系１４は、光源１２から出射された光を対象物９０に照射する光学系である。

【0014】

以下の説明では、投光用光学系１４の光軸（図１において一点鎖線で示す）に沿った方向をＺ方向とする。なお、測定装置１の測定対象となる対象物９０は、測定装置１に対してＺ方向に離れていることになる。また、Ｚ方向に垂直な方向であって、投光用光学系１４と受光用光学系２４の並ぶ方向をＹ方向とする。また、Ｚ方向及びＹ方向に垂直な方向をＸ方向とする。

【0015】

投光用光学系１４は、光源１２から出射される光を対象物９０に向かって照射するための光学系である。投光用光学系１４の焦点面内に光源１２が配置されている。投光用光学系１４は、光源１２の発光素子１２３（後述）から射出された光をコリメート光として対象物９０に照射する。投光用光学系１４は、複数枚（例えば５～７枚）のレンズで構成されたレンズ群によってそれぞれ構成される（図１では、投光用光学系１４のレンズ群が簡易的に示されている）。

【0016】

受光部２０は、対象物９０からの反射光を受光する。受光部２０は、受光センサ２２と、受光用光学系２４とを有する。

【0017】

受光用光学系２４は、対象物９０からの反射光を受光センサ２２に受光させるための光学系である。受光用光学系２４の焦点面内に受光センサ２２が配置されている。受光用光学系２４は、対象物９０の反射光を受光センサ２２の受光素子２２２（後述）に集光する。受光用光学系２４も、投光用光学系１４と同様に、複数枚（例えば５～７枚）のレンズで構成されたレンズ群によってそれぞれ構成されている（図１では、受光用光学系２４のレンズ群が簡易的に示されている）。

【0018】

光源１２及び受光センサ２２の詳しい構成については、後述する。

【0019】

制御部３０は、測定装置１の制御を司る（図２）。制御部３０は、照射部１０からの光の照射を制御する。また、制御部３０は、受光部２０の出力結果に基づいて、対象物９０までの距離をＴＯＦ方式（Time of flight）で測定する。制御部３０は、不図示の演算装置及び記憶装置を有する。演算装置は、例えばＣＰＵ、ＧＰＵなどの演算処理装置である。演算装置の一部がアナログ演算回路で構成されても良い。

【0020】

制御部３０は、設定部３２と、タイミング制御部３４と、測距部３６とを有する。設定部３２は、各種設定を行う。タイミング制御部３４は、各部の処理タイミングを制御する。例えば、タイミング制御部３４は、光源１２から光を射出させるタイミングなどを制御する。測距部３６は、対象物９０までの距離を測定する。測距部３６は、信号処理部３６２と、時間検出部３６４と、距離算出部３６６とを有する。信号処理部３６２は、受光センサ２２の出力信号を処理する。時間検出部３６４は、光の飛行時間（光を照射してから反射光が到達するまでの時間）を検出する。距離算出部３６６は、対象物９０までの距離を算出する。

【0021】

記憶部５０は、主記憶装置と補助記憶装置とにより構成され、プログラムやデータを記憶する装置である。記憶部５０に記憶されているプログラムを演算装置が実行することにより、対象物９０までの距離を測定するための各種処理が実行される。

【0022】

記憶部５０は、制御部３０が取得したデータを記憶することができる。例えば、受光部２０が反射光を受光して得られたデータが記憶部５０に保存され、その後の解析処理等に利用される。

【0023】

（光源及び受光センサ）
光源１２は、図３に示すように、ＸＹ平面（Ｘ方向及びＹ方向に平行な面）に平行な発光面を有する。発光面は、矩形状に構成されている。光源１２から射出された光は、投光用光学系１４を介して、対象物９０に照射される。

【0024】

光源１２は、２次元配置された複数の発光素子１２３を有している。発光素子１２３は、図３に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃ…の各行、及び、１、２、３…の各列に形成される。

【0025】

受光センサ２２は、図３に示すように、２次元配置された複数の受光素子２２２を有している。受光素子２２２の数および配列は、発光素子１２３の数および配列と同じである。受光素子２２２は、Ａ、Ｂ、Ｃ…の各行、及び、１、２、３…の各列に形成される。

【0026】

受光素子２２２は、受光量に応じた信号を出力する。受光素子２２２の具体例としては様々な種類の素子が考えられるが、一例としてＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）である。ＳＰＡＤで構成された受光素子２２２は、フォトンを検出するとパルス信号を出力する。発光素子１２３は投光用光学系１４を介して対象物９０に光を照射する。

【0027】

ある発光素子１２３によって発せられた光を受光する受光素子２２２の対応関係は予め決められている。詳細に述べると、１つの発光素子１２３に対して１つの受光素子２２２が反射光を受光可能に対応付けられており、或る受光素子２２２の検出位置は、対応する発光素子１２３の発光位置と共役である。

【0028】

本実施形態では、同行同列にある発光素子１２３と受光素子２２２が共役となるように対応付けられている。例えば、図３におけるＡ行１列の受光素子２２２は、Ａ行１列の発光素子１２３の発光を受光、検知できる。なお、以下では、位置または範囲が光源１２及び受光センサ２２において同行同列にあることを、簡単に「同じ位置」、「同じ範囲」であると説明する場合がある。

【0029】

図３における範囲Ｒの受光素子２２２は、光源１２において同じ範囲Ｒにある発光素子１２３の発光を受光、検知できる。このとき、発光素子１２３から出射した測定光は、対象物９０上の領域Ｓで反射し、対応する受光素子２２２によって受光される（図４）。

【0030】

範囲Ｒのように３行３列の矩形状に配列された受光素子２２２の群は、制御部３０によって取得される画像における画素に対応する。なお、画素を形成する受光素子２２２の個数及び配列の形状は、条件に応じて適宜設定可能である。

【0031】

（測定時の処理：測定例１）
測定時における、制御部３０（タイミング制御部３４）による発光素子１２３の制御について説明する。制御部３０は、図７のフローチャートに従い、以下のように受光及び発光を所定の方向に走査させながら、対象物９０の測定を行う。

【0032】

まずステップＳ１において、制御部３０（タイミング制御部３４）は、光源１２の－Ｙ方向端部において、Ｘ方向の長さが光源１２のＸ方向全長に等しく、かつ、Ｙ方向に３列分延びる発光範囲を定める。

【0033】

次に制御部３０は、発光範囲内にある発光素子１２３を同時に発光させ、パルス光を出射させる（Ｓ３）。なお、図５（ａ）では、発光範囲をハッチングで示している。

【0034】

光源１２の発光に伴い、対応する受光素子２２２が反射光を受光する。図５（ｂ）では、受光している受光素子２２２の範囲（受光範囲）をハッチングで示し、画素を構成する素子群を太線で示している。

【0035】

上述の通り、１つの発光素子１２３に対して１つの受光素子２２２が反射光を受光可能に対応付けられているため、受光センサ２２における受光範囲は、光源１２における発光範囲と同じである。すなわち、図５（ｂ）に示すように、受光範囲は、受光センサ２２のＸ方向全長に延び、かつＹ方向に３列並んだ範囲である。

【0036】

ステップＳ７において制御部３０は、図５（ａ）に示すように、発光範囲及び受光範囲を＋Ｙ方向に１列分、すなわち１素子分移動させ、発光範囲内の発光素子１２３を発光させる。これに伴い、受光範囲も１素子分＋Ｙ方向に移動される（図５（ｂ））。

【0037】

制御部３０は、ステップＳ１～Ｓ７の処理を一定周期で繰り返す。制御部３０は、このように光源１２における発光範囲、対象物９０上での照射範囲、及び受光センサ２２における受光範囲をそれぞれ＋Ｙ方向へ走査させていく。

【0038】

制御部３０は、上記のような処理を光源１２及び受光センサ２２の全域にわたって行う。詳細に述べると、制御部３０は、発光範囲及び受光範囲が光源１２及び受光センサ２２の＋Ｙ側端部まで移動すると（Ｓ５：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１に戻し、再び－Ｙ側端部から発光範囲及び受光範囲の走査を開始する。なお、走査の終点が、光源１２及び受光センサ２２の＋Ｙ側端部以外の位置で定められていてもよい。

【0039】

受光部２０による反射光の受光により得られたデータは、記憶部５０に保存されるとともに、以下のように処理される。

【0040】

図８（ａ）は、信号処理部３６２の説明図である。信号処理部３６２は、加算部３６２Ａと、比較部３６２Ｂと、ヒストグラム生成部３６２Ｃとを有する。ここでは、処理信号部は、各受光素子２２２の出力信号に基づいて、時間相関単一光子計数法（Time Correlated Single Photon Counting(TCSPC)で用いるヒストグラムを生成する。

【0041】

加算部３６２Ａは、画素を構成する受光素子２２２（ＳＰＡＤ）群の出力信号を加算する。加算部３６２Ａは、受光素子２２２が出力するパルス幅を調整（整形）した上で、複数の受光素子２２２の出力信号を加算しても良い。比較部３６２Ｂは、加算部３６２Ａの出力信号と閾値とを比較し、加算部３６２Ａの出力信号が閾値以上の場合に信号を出力する。比較部３６２Ｂが信号を出力するタイミングは、受光センサ２２の受光素子２２２（ＳＰＡＤ）が光を検知したタイミングであると考えられる。

【0042】

ところで、外乱光のフォトンは時間的にランダムにそれぞれの受光素子２２２に入射する。これに対し、反射光のフォトンは、光を照射してから所定の遅延時間（対象物９０までの距離に応じた飛行時間）にそれぞれの受光素子２２２に入射する。このため、外乱光のフォトンが時間的にランダムに受光素子２２２に入射した場合には、加算部３６２Ａの出力信号が閾値以上になる確率は低い。一方、反射光のフォトンが受光素子２２２に入射した場合には、画素を構成する受光素子２２２の群が同時にフォトンを検出するため、加算部３６２Ａの出力信号が閾値以上になる確率は高い。このため、複数の受光素子２２２の出力信号を加算部３６２Ａで加算し、加算部３６２Ａの出力信号と閾値とを比較部３６２Ｂに比較させることによって、受光素子２２２（ＳＰＡＤ）が反射光を検知したと考えられる時間を計測する。

【0043】

図８（ｂ）は、ヒストグラムの説明図である。図中の横軸は、時間であり、縦軸は頻度（回数）である。ヒストグラム生成部３６２Ｃは、比較部３６２Ｂの出力に基づいて、受光センサ２２の受光素子２２２（ＳＰＡＤ）が光を検知した時間を繰り返し計測するとともに、その時間に対応付けられた頻度（回数）をインクリメントすることによって、ヒストグラムを生成する。ヒストグラム生成部３６２Ｃは、頻度（回数）をインクリメントする時、数を１つ増加させる代わりに、加算部３６２Ａの出力信号（加算値）に相当する数を増加させても良い。

【0044】

なお、設定部３２（図２参照）は、ヒストグラムを生成するための積算回数を予め設定する。タイミング制御部３４は、設定された積算回数に応じて、照射部１０の光源１２にパルス光を複数回出射させる。光源１２からの１回のパルス光の出射に対して、加算部３６２Ａから信号が１回又は複数回出力される。ヒストグラム生成部３６２Ｃは、設定された積算回数に達するまで、比較部３６２Ｂの出力信号に応じて、頻度（回数）をインクリメントすることによって、ヒストグラムを生成する。

【0045】

ヒストグラムの生成後、測距部３６（時間検出部３６４）は、ヒストグラムに基づいて、光を照射してから反射光が到達するまでの時間Ｔｆを検出する。図８（ｂ）に示すように、測距部３６（時間検出部３６４）は、ヒストグラムの頻度のピークに対応する時間を検出し、その時間を時間Ｔｆとする。そして、測距部３６（距離算出部３６６）は、時間Ｔｆに基づいて、対象物９０までの距離を算出する。

【0046】

上記のような処理により、制御部３０は、各発光素子１２３に対応した画素を持つ画像を生成するとともに、画素毎に対象物９０までの距離を算出することができる。受光センサ２２の辺縁部を除き、受光素子２２２は、一度の画像生成において複数回受光するとともに、画素の中心となることができる。そのため、解像度の高い画像生成が可能となる。

【0047】

(測定例２)
なお、上記の説明では、発光範囲および受光範囲をＹ方向３列分の範囲としたが、Ｘ方向３行分の発光範囲及び受光範囲としてもよい。この場合、発光範囲及び受光範囲のＹ方向長さは、それぞれ光源１２及び受光センサ２２のＹ方向全長と同じである。

【0048】

この場合の走査方向は、図６に示すように－Ｘ方向である。すなわち、発光範囲及び受光範囲は、制御部３０によって一定周期で－Ｘ方向に走査される。

【0049】

発光範囲及び受光範囲に関し、Ｘ方向の走査とＹ方向の走査を交互に繰り返すことも可能である。例えば、制御部が画像を１枚生成する度に測定方法１と測定方法２とを切り替えて実行し、走査方向を変えることも可能である。

【0050】

受光センサ２２の辺縁部を除き、各受光素子２２２は複数回の受光ができるとともに、画素の中心となることができる。そのため、解像度の高い画像生成が可能となる。

【0051】

（測定例３）
受光センサ２２を２以上の区画に分割し、各区画において走査方法を変えてもよい。例えば、画像の中央部において画像の解像度を高くしたい場合、図８に示すように受光センサ２２を中央部の区画２２Ａと区画２２Ｂとに分割することが考えられる。区画２２Ａにおいては測定例１に基づく走査を行い（図１０（ａ））、区画２２Ｂにおいては他の走査方法が適用され得る。例えば、区画２２Ｂにおいては従来と同様に画素ごとの走査、すなわち、受光範囲を３列ずつ＋Ｙ方向に移動させる走査が行われる（図１０（ｂ））。

【0052】

なお、区画２２Ａにおいて測定例２と同様の走査が実行されてもよい。

【0053】

上記のような走査を行うと、受光センサ２２中央部の区画２２Ａにおいて解像度の高い画像が生成できる。また、区画２２Ｂにおいては走査速度を上げ、画像生成に掛かる時間を早めることができる。そのため、迅速に、または効率よく画像生成が可能となる。

【0054】

区画２２Ａ及び区画２２Ｂは、画像生成毎に形状を変えることも可能である。例えば、高解像度の画像が必要な領域の移動に応じて、区画２２Ａの大きさ、形状を適宜変更することが一例として考えられる。

【0055】

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
第２実施形態による測定装置１００について、図１１から図１２を用いて以下に説明する。

【0056】

測定装置１００は、測定装置１と同様構成に加えて走査部４０をさらに備え、光源１２と構成の異なる光源１１２を備える（図１１）。以下では、第１実施形態の測定装置１と同様の構成、部品等に対しては同じ参照番号を付し、説明を省略する。

【0057】

走査部４０は、測定光の照射される角度を変化させることにより、測定光を走査させる機能を有する。走査方法は、フォトニック結晶、液晶などさまざまなものが採用され得る。例えば、走査部４０がガルバノスキャナやＭＥＭＳミラー等のように、回転または移動する鏡を備え、この鏡にレーザー光を反射させてレーザー光を走査させる構成とすることができる。鏡は、１以上の平面鏡でもよいし、多面体形状に形成されてもよい。あるいは、走査部４０がモータ等の駆動装置を備え、投光用光学系１４をＸＹ方向に移動させることによって測定光を走査させてもよい。

【0058】

光源１１２は発光素子１２３を備えるが、発光素子１２３の数は第１実施形態と異なり、Ｙ方向３列分だけ配列される（図１２）。受光センサ２２の構成は第１実施形態と同じである。

【0059】

測定時における制御部３０（タイミング制御部３４）による制御は以下のように実行される。制御部３０は、光源１２の全発光素子１２３を一定周期で発光させる。並行して、制御部３０は走査部４０を制御し、走査光の方向を発光素子１２３の発光の度に＋Ｙ方向に変更する。このようにして制御部３０は、図５（ｂ）と同様に、受光センサ２２の受光範囲を１列（１素子）ずつ＋Ｙ方向に走査させ、第１実施形態と同様の画像形成を実行する。

【0060】

このような処理を行うことにより、測定例１と同様、解像度の高い画像の生成が可能となる。また、光源１２を発光素子数の少ない簡易な構成とすることができる。

【0061】

光源１１２は、発光素子１２３をＹ方向１列だけ備えるものとしてもよい。この場合、受光素子２２２を３列分受光させるのに必要なＹ方向長さを、発光素子１２３が持っていればよい。

【0062】

光源１２において発光素子１２３をＸ方向３行に配列し、Ｘ方向に走査する構成としてもよい。この場合は、受光センサ２２において測定例２と同様の走査、測定が実行される

【0063】

＝＝＝変形例＝＝＝
上記各実施形態では、走査時における受光範囲の移動量は１素子分であったが、１素子以上の大きさで受光範囲が移動されてもよい。すなわち、例えば受光範囲が素子３列（３行）分である場合、受光範囲を光源１２の発光毎に２列（２行）分移動させる構成としてもよい。つまり、走査方向における受光範囲長さよりも小さいという条件を満たしつつ、受光範囲の移動量は適宜設定可能である。

【0064】

光源１２または受光センサ２２における発光素子１２３または受光素子２２２の配列は、２次元配列ではなく１次元配列であってもよい。

【0065】

＝＝＝小括＝＝＝
測定装置１、１００は、対象物９０に向けて光を発光する発光素子１２３と、対象物９０に反射された光を受光する、第１方向に配列された複数の受光素子２２２と、制御部３０と、を備える。制御部３０は、複数の受光素子２２２のうち、第１方向（例えばＹ方向）に２以上の所定個数分並んだ受光素子２２２を包含する受光範囲（第１受光領域に相当）内の受光素子２２２に受光させる第１受光処理（Ｓ３）と、所定個数より少ない第１個数分、受光範囲を第１方向に移動する第１移動処理（Ｓ７）と、複数の受光素子２２２のうち、第１移動処理後の前記第１受光領域内の受光素子２２２に受光させる第２受光処理（ＳＳ３）と、を実行する。

【0066】

上記構成により、画素単位で走査する場合に起こる解像度の低下を抑制し、解像度の高い画像の生成が可能となる。すなわち測定性能の高い、測定装置１、１００を実現できる。光源１２の視野全体を一度に照射するのではなく、部分的に照射してスキャンしていくことにより、エネルギ密度を高めることが可能となる。

【0067】

受光範囲内は、第１受光処理及び第２受光処理各々において制御部３０が取得する画像の１画素に対応する受光素子２２２の群を含む。

【0068】

上記構成では、受光素子２２２としてＳＰＡＤを用いての走査、計測を実行できる。また、解像度の高い画像が生成できる。詳細に述べると、複数画素をまとめて１画素とする場合は、１つの受光素子２２２を１画素とした場合と比較して、ダイナミックレンジの拡大や、測距のための積算回数低減が可能となる。そのため、測定性能の高い測定装置１、１００を実現できる。

【0069】

制御部３０は、複数の受光素子２２２の受光によって取得される複数の画像において、一定の画像間隔ごとに第１受光処理、移動処理及び第２受光処理を実行する。

【0070】

上記構成では、第１受光処理、前記移動処理及び前記第２受光処理による測定方法と、例えば画素単位での走査を行う測定方法とを、画像１枚ごとに切り替えることが可能となる。解像度の高い画像生成を、一定の画像間隔毎に処理を実行することで、複数の画像生成に掛かる時間を短くし、処理を迅速に実行することができる。また、高解像度の画像生成を、必要な数量に抑制することができる。

【0071】

複数の受光素子２２２は、第１方向に交差する第２方向（例えばＸ方向）においても配列される。

【0072】

上記構成により解像度の高い、２次元画像取得が可能となる。

【0073】

制御部３０は、第１受光処理、移動処理及び第２受光処理を実行することによって画像を取得した後、複数の受光素子２２２のうち、第２方向に２以上の規定個数分並んだ受光素子２２２を包含する第２受光領域内の受光素子２２２に受光させる第３受光処理と、規定個数より少ない第２個数分、前記第２受光領域を前記第２方向に移動する第２移動処理と、複数の受光素子２２２のうち、前記第２移動処理後の前記第２受光領域内の受光素子２２２に受光させる第４受光処理と、を実行することによって別の画像を取得する。

【0074】

上記の構成により、例えば、Ｙ方向への走査による測定（測定例１）と、Ｘ方向への走査による測定（測定例２）とを、交互に実行することができる。走査方向を変えることにより、受光センサ２２辺縁部以外の受光素子２２２に均等に受光させ、高解像度の画像を生成できる。

【0075】

制御部３０は、複数の受光素子２２２を包含する包含領域の一部である区画２２Ｂ（第１領域に相当）において、第１受光処理と、所定個数分、前記受光範囲を前記第１方向に移動する第３移動処理と、第２受光処理と、を実行し、包含領域から前記第１領域を除外した区画２２Ａ（第２領域に相当）において、第１受光処理と、第１移動処理と、第２受光処理と、を実行する。

【0076】

上記構成により、例えば測定例３の処理を実行することができる。受光センサ２２において、高解像度の画像が必要な区画だけに対して測定例１、２等による処理を実行し、それ以外の区画における走査方法と異なる処理とすることにより、画像を迅速に生成できる。

【0077】

以上、本発明の実施形態につき詳述したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために構成を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の実施形態の構成の一部について、他の構成に追加、削除、置換することが可能である。

【符号の説明】

【0078】

１、１００ 測定装置
１０ 照射部
１２ 光源
１４ 投光用光学系
２０ 受光部
２２ 受光センサ
２２２ 受光素子
２４ 受光用光学系
９０ 対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】