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(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】P2024089736
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】距離情報取得装置
(51)【国際特許分類】
G01S 7/497 20060101AFI20240627BHJP
G01S 7/481 20060101ALI20240627BHJP
G01C 3/06 20060101ALI20240627BHJP
G02B 7/40 20210101ALI20240627BHJP
G03B 17/14 20210101ALI20240627BHJP
H04N 23/60 20230101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
G01S7/497
G01S7/481 A
G01C3/06 120Q
G02B7/40
G03B17/14
H04N23/60 500
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022205108
(22)【出願日】2022-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】308036402
【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(72)【発明者】
【氏名】小林 敏秀
(72)【発明者】
【氏名】増田 祥吾
【テーマコード（参考）】
2F112
2H101
2H151
5C122
5J084
【Ｆターム（参考）】
2F112AD01
2F112BA12
2F112CA02
2F112CA12
2F112DA25
2F112DA28
2F112DA32
2F112EA05
2F112FA03
2F112FA21
2F112FA23
2F112FA45
2F112GA01
2H101EE08
2H101EE21
2H101EE24
2H151AA00
2H151BB27
2H151CA04
2H151CB14
2H151CB22
2H151CC07
2H151CD13
2H151CD18
2H151CD21
5C122DA13
5C122EA59
5C122FB04
5C122FB11
5C122FB15
5C122FE02
5C122GA23
5C122HA88
5C122HB06
5C122HB09
5C122HB10
5J084AA05
5J084AC08
5J084AD01
5J084BA04
5J084BA36
5J084BA40
5J084BB02
5J084BB14
5J084CA03
5J084CA31
5J084CA65
5J084CA67
5J084CA70
5J084EA08
5J084EA11
(57)【要約】
【課題】精度よく対象物までの距離を測定する。
【解決手段】距離情報取得装置は、対象物に対して光を照射する照射部と、前記照射部により照射され前記対象物に反射した光を光学系レンズを介して受光するＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサとを備え、前記対象物までの距離情報を取得する距離情報取得装置であって、前記照射部により照射が行われるタイミングと、前記ＴｏＦセンサが光を受光するタイミングと、光の速さとに基づき得られる距離値を取得する距離値取得部と、前記光学系レンズの画角に関する情報をパラメータとして少なくとも含む所定の数式を記憶する記憶部と、取得した前記距離値を前記記憶部に記憶された所定の数式に適用することにより前記対象物までの距離情報を演算する補正演算部とを備える。
【選択図】図２
【解決手段】距離情報取得装置は、対象物に対して光を照射する照射部と、前記照射部により照射され前記対象物に反射した光を光学系レンズを介して受光するＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサとを備え、前記対象物までの距離情報を取得する距離情報取得装置であって、前記照射部により照射が行われるタイミングと、前記ＴｏＦセンサが光を受光するタイミングと、光の速さとに基づき得られる距離値を取得する距離値取得部と、前記光学系レンズの画角に関する情報をパラメータとして少なくとも含む所定の数式を記憶する記憶部と、取得した前記距離値を前記記憶部に記憶された所定の数式に適用することにより前記対象物までの距離情報を演算する補正演算部とを備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象物に対して光を照射する照射部と、前記照射部により照射され前記対象物に反射した光を光学系レンズを介して受光するＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサとを備え、前記対象物までの距離情報を取得する距離情報取得装置であって、
前記照射部により照射が行われるタイミングと、前記ＴｏＦセンサが光を受光するタイミングと、光の速さとに基づき得られる距離値を取得する距離値取得部と、
前記光学系レンズの画角に関する情報をパラメータとして少なくとも含む所定の数式を記憶する記憶部と、
取得した前記距離値を前記記憶部に記憶された所定の数式に適用することにより前記対象物までの距離情報を演算する補正演算部と
を備える距離情報取得装置。
前記照射部により照射が行われるタイミングと、前記ＴｏＦセンサが光を受光するタイミングと、光の速さとに基づき得られる距離値を取得する距離値取得部と、
前記光学系レンズの画角に関する情報をパラメータとして少なくとも含む所定の数式を記憶する記憶部と、
取得した前記距離値を前記記憶部に記憶された所定の数式に適用することにより前記対象物までの距離情報を演算する補正演算部と
を備える距離情報取得装置。
【請求項2】
前記対象物までの距離を実際に測定した結果と、前記補正演算部により算出された前記対象物までの距離情報との差分に関する情報を補正値として記憶する補正値記憶部を更に備え、
前記補正演算部は、前記補正値記憶部に記憶された前記補正値に基づき前記対象物までの距離情報を演算する
請求項１に記載の距離情報取得装置。
前記補正演算部は、前記補正値記憶部に記憶された前記補正値に基づき前記対象物までの距離情報を演算する
請求項１に記載の距離情報取得装置。
【請求項3】
前記光学系レンズは、焦点距離を変更可能なズームレンズであって、
前記光学系レンズの焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とを対応付けて記憶する画角情報記憶部を更に備え、
前記補正演算部は、前記光学系レンズの焦点距離に応じた画角に基づいて、前記対象物までの距離情報を演算する
請求項１に記載の距離情報取得装置。
前記光学系レンズの焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とを対応付けて記憶する画角情報記憶部を更に備え、
前記補正演算部は、前記光学系レンズの焦点距離に応じた画角に基づいて、前記対象物までの距離情報を演算する
請求項１に記載の距離情報取得装置。
【請求項4】
前記光学系レンズは、複数のレンズのうちいずれかが装着される交換式レンズであって、
装着されている前記光学系レンズを識別するレンズ識別情報を取得するレンズ識別情報取得部と、
前記光学系レンズの焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とを対応付けて記憶する画角情報記憶部とを更に備え、
前記画角情報記憶部は、前記複数のレンズそれぞれについて、焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とを対応付けて記憶し、
前記補正演算部は、前記レンズ識別情報取得部により取得された前記レンズ識別情報に基づき識別されるレンズの焦点距離に応じた画角を前記画角情報記憶部から取得し、取得した画角に基づいて、前記対象物までの距離情報を演算する
請求項１に記載の距離情報取得装置。
装着されている前記光学系レンズを識別するレンズ識別情報を取得するレンズ識別情報取得部と、
前記光学系レンズの焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とを対応付けて記憶する画角情報記憶部とを更に備え、
前記画角情報記憶部は、前記複数のレンズそれぞれについて、焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とを対応付けて記憶し、
前記補正演算部は、前記レンズ識別情報取得部により取得された前記レンズ識別情報に基づき識別されるレンズの焦点距離に応じた画角を前記画角情報記憶部から取得し、取得した画角に基づいて、前記対象物までの距離情報を演算する
請求項１に記載の距離情報取得装置。
【請求項5】
前記照射部は、前記光学系レンズの光軸方向に移動することにより、前記照射部と前記ＴｏＦセンサとの間の距離が変化し、
前記補正演算部は、前記照射部と前記ＴｏＦセンサとの間の距離に基づいて、前記対象物までの距離情報を演算する
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の距離情報取得装置。
前記補正演算部は、前記照射部と前記ＴｏＦセンサとの間の距離に基づいて、前記対象物までの距離情報を演算する
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の距離情報取得装置。
【請求項6】
前記光学系レンズと前記ＴｏＦセンサとの間に備えられ、前記照射部により前記対象物に対して照射され反射した光が入射するプリズムと、
前記プリズムに入射した光のうち可視光を反射する可視光反射ダイクロイック膜と、
前記可視光反射ダイクロイック膜により反射した可視光を受光するＲＧＢセンサとを更に備える
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の距離情報取得装置。
前記プリズムに入射した光のうち可視光を反射する可視光反射ダイクロイック膜と、
前記可視光反射ダイクロイック膜により反射した可視光を受光するＲＧＢセンサとを更に備える
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の距離情報取得装置。
【請求項7】
前記補正演算部は、前記プリズムのガラスの厚みと、反射率とに更に基づき、前記対象物までの距離情報を演算する
請求項６に記載の距離情報取得装置。
請求項６に記載の距離情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、距離情報取得装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、撮像装置のレンズを取り囲む位置にＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser、垂直共振器型面発光レーザー）等の発光素子と、ＴｏＦセンサ等の受光素子とを備え、発光素子により照射された光が対象物に反射してＴｏＦセンサにより受光されるまでの時間を測定することにより、対象物までの距離を測定する装置があった（例えば、特許文献１を参照）。このような測距方法は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式として広く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－２６２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述したような技術を用いる場合、レンズの光軸と照射部の光軸とがずれて配置されるため、空間的な測定距離に誤差が生じてしまうといった問題があった。レンズの光軸と照射部の光軸との間隔が大きくなるほど誤差は大きくなるため、このような従来技術によれば、大きいレンズ（具体的には、鏡筒の直径が大きく、鏡筒長が長いレンズ）を用いることは好適でない。すなわち、レンズが大きくなりやすいズームレンズを従来技術に適用しようとした場合、測定する距離に誤差が生じてしまうといった課題があった。
【0005】
また、レンズの光軸と照射部の光軸とを一致させて配置することができたとしても、測距対象となる対象物が必ずしも光軸中央に存在するとは限らない。対象物が光軸中央に存在しない場合、照射部から照射され対象物に反射するまでの距離（以下、第１の光路長と記載する。）と、対象物に反射してから受光部に入射するまでの距離（以下、第２の光路長と記載する。）とは、異なる。従来技術によれば、第１の光路長と第２の光路長とを同一距離とみなして、光の飛行時間を２で割ることにより対象物までの光の飛行時間として、測距のための演算を行っていたため、誤差が生じてしまうといった課題があった。
【0006】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、精度よく対象物までの距離を測定することが可能な距離情報取得装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
［１］本発明の一態様は、対象物に対して光を照射する照射部と、前記照射部により照射され前記対象物に反射した光を光学系レンズを介して受光するＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサとを備え、前記対象物までの距離情報を取得する距離情報取得装置であって、前記照射部により照射が行われるタイミングと、前記ＴｏＦセンサが光を受光するタイミングと、光の速さとに基づき得られる距離値を取得する距離値取得部と、前記光学系レンズの画角に関する情報をパラメータとして少なくとも含む所定の数式を記憶する記憶部と、取得した前記距離値を前記記憶部に記憶された所定の数式に適用することにより前記対象物までの距離情報を演算する補正演算部とを備える距離情報取得装置である。
【0008】
［２］また、本発明の一態様は、上記［１］に記載の距離情報取得装置において、前記対象物までの距離を実際に測定した結果と、前記補正演算部により算出された前記対象物までの距離情報との差分に関する情報を補正値として記憶する補正値記憶部を更に備え、前記補正演算部は、前記補正値記憶部に記憶された前記補正値に基づき前記対象物までの距離情報を演算するものである。
【0009】
［３］また、本発明の一態様は、上記［１］又は［２］に記載の距離情報取得装置において、前記光学系レンズは、焦点距離を変更可能なズームレンズであって、前記光学系レンズの焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とを対応付けて記憶する画角情報記憶部を更に備え、前記補正演算部は、前記光学系レンズの焦点距離に応じた画角に基づいて、前記対象物までの距離情報を演算するものである。
【0010】
［４］また、本発明の一態様は、上記［１］から［３］のいずれかに記載の距離情報取得装置において、前記光学系レンズは、複数のレンズのうちいずれかが装着される交換式レンズであって、装着されている前記光学系レンズを識別するレンズ識別情報を取得するレンズ識別情報取得部を更に備え、前記画角情報記憶部は、前記複数のレンズそれぞれについて、焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とを対応付けて記憶し、前記補正演算部は、前記レンズ識別情報取得部により取得された前記レンズ識別情報に基づき識別されるレンズの焦点距離に応じた画角を前記画角情報記憶部から取得し、取得した画角に基づいて、前記対象物までの距離情報を演算する。
【0011】
［５］また、本発明の一態様は、上記［１］から［４］のいずれかに記載の距離情報取得装置において、前記照射部は、前記光学系レンズの光軸方向に移動することにより、前記照射部と前記ＴｏＦセンサとの間の距離が変化し、前記補正演算部は、前記照射部と前記ＴｏＦセンサとの間の距離に基づいて、前記対象物までの距離情報を演算するものである。
【0012】
［６］また、本発明の一態様は、上記［１］から［４］のいずれかに記載の距離情報取得装置において、前記光学系レンズと前記ＴｏＦセンサとの間に備えられ、前記照射部により前記対象物に対して照射され反射した光が入射するプリズムと、前記プリズムに入射した光のうち可視光を反射する可視光反射ダイクロイック膜と、前記可視光反射ダイクロイック膜により反射した可視光を受光するＲＧＢセンサとを更に備えるものである。
【0013】
［７］また、本発明の一態様は、上記［６］に記載の距離情報取得装置において、前記補正演算部は、前記プリズムのガラスの厚みと、反射率とに更に基づき、前記対象物までの距離情報を演算するものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、精度よく対象物までの距離を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施形態１に係る距離情報取得システムの概略について説明するための図である。
【図2】実施形態１に係る演算部の機能構成を示す機能構成図である。
【図3】実施形態１に係る演算部が行う演算について説明するための第１の図である。
【図4】実施形態１に係る演算部が行う演算について説明するための第２の図である。
【図5】実施形態１に係る距離情報取得装置により補正演算が行われた後の三次元情報の一例を示す図である。
【図6】実施形態１に係る距離情報取得システムの変形例について説明するための図である。
【図7】実施形態２に係るキャリブレーションの概要について説明するための図である。
【図8】実施形態３に係る距離情報取得システムの機能構成について説明するための図である。
【図9】実施形態４に係る距離情報取得システムの機能構成について説明するための図である。
【図10】実施形態５に係る距離情報取得装置が解決しようとする問題について説明するための図である。
【図11】実施形態５に係る距離情報取得装置の構成について説明するための図である。
【図12】実施形態５に係る距離情報取得装置の機能構成について説明するための図である。
【図13】実施形態５に係るレンズとＬＤの対応表の一例を示す図である。
【図14】実施形態５に係る距離情報取得装置の変形例の構成について説明するための図である。
【図15】実施形態６に係る距離情報取得装置の機能構成について説明するための図である。
【図16】実施形態６に係る可視光反射ダイクロイック膜の反射分光特性の一例を示す図である。
【図17】実施形態７に係る距離情報取得装置１０が備えるレンズと照射部の配置の一例を示す図である。
【図18】従来技術に係るＴｏＦカメラシステムについて説明するための図である。
【図19】従来技術に係るＴｏＦカメラシステムが備えるレンズとＴｏＦセンサの配置の一例を示す図である。
【図20】従来技術に係るＴｏＦカメラシステムにより得られた距離値に基づき点群データを生成した場合の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の態様に係る距離情報取得装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。また、本願でいう「ＸＸに基づいて」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づいて」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。
【0017】
【0018】
図１８は、従来技術に係るＴｏＦカメラシステムについて説明するための図である。同図を参照しながら、従来技術に係るＴｏＦカメラシステム９について説明する。以下、ＴｏＦカメラシステム９に含まれる構成物の位置関係等を、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の三次元直交座標系によって示す場合がある。
【0019】
ＴｏＦカメラシステム９は、ＴｏＦカメラ装置９０と、情報処理装置９５とを備える。ＴｏＦカメラ装置９０は、照射部９１と、レンズ９２と、ＴｏＦセンサ９３と、測距部９４とを備える。ＴｏＦカメラ装置９０は、対象物ＯＢまでの距離を測距する。図示する一例では、従来技術による問題を説明するため、対象物ＯＢの表面にホワイトチャートＷＣが置かれている。なお、ホワイトチャートＷＣは、ＴｏＦセンサ９３と並行に配置されているものとする。
【0020】
照射部９１は、レーザー光を照射可能な発光素子を含み、レーザー光を対象物ＯＢに照射する。照射部９１により照射されるレーザー光は、可視光であってもよいし、赤外光であってもよい。照射部９１は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser、垂直共振器型面発光レーザー）等のレーザーダイオードアレイであってもよい。照射部９１は、測距部９４からの指示に基づき、ＴｏＦセンサ９３と垂直な方向（図中ｚ軸方向）にレーザー光を照射する。照射部９１により照射された光は、対象物ＯＢに反射し、レンズ９２を介してＴｏＦセンサ９３に入射する。測距部９４は、照射部９１が光を照射してから、ＴｏＦセンサ９３が受光するまでに要した時間に基づいて、対象物ＯＢまでの距離を測定する。
【0021】
ＴｏＦセンサ９３は、垂直方向（図中ｙ軸方向）と横方向（図中ｘ軸方向）に配置された二次元座標上に複数の画素（ピクセル）を有する。ＴｏＦセンサ９３に含まれる各ピクセルは、それぞれ光を受光したタイミングを検出する。ＴｏＦセンサ９３は、二次元座標におけるピクセルごとの検出情報を、スキャンしながら測距部９４に出力する。測距部９４は、ピクセルごとに距離値を算出し、二次元配列データである距離画像を生成する。ＴｏＦセンサ９３の測距方式としては、ｄＴｏＦ（ｄｉｒｅｃｔ Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式又はｉＴｏＦ（ｉｎｄｉｒｅｃｔ Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式等が用いられてもよい。図示する一例では、ｉＴｏＦ方式を用いることとする。測距部９４により生成された距離画像は、情報処理装置９５により三次元の点群データに変換される。情報処理装置９５は、パーソナルコンピュータや、タブレット端末等の情報処理装置であってもよい。
【0022】
ここで、ＴｏＦカメラ装置９０の照射部９１から対象物ＯＢまでの距離である距離Ｌ９１と、対象物ＯＢからＴｏＦカメラ装置９０のＴｏＦセンサ９３までの距離である距離Ｌ９２とは、同一であることが好適である。しかしながら、実際は照射部９１の照射角度や、レンズ９２内における光路等により、距離Ｌ９１と距離Ｌ９２とは、同一でない場合がある。従来技術によれば、距離Ｌ９１と距離Ｌ９２とを同一とみなして、対象物ＯＢまでの距離を算出していた。すなわち従来技術によれば、距離Ｌ９１と距離Ｌ９２との差を無視して対象物ＯＢまでの距離を算出していたため、測定結果に誤差が生じてしまうといった問題があった。
【0023】
図１９は、従来技術に係るＴｏＦカメラシステムが備えるレンズとＴｏＦセンサの配置の一例を示す図である。同図を参照しながら、レンズ９２とＴｏＦセンサ９３の配置の一例について説明する。図１９（Ａ）は、図１８において対象物ＯＢからｚ軸方向上にＴｏＦカメラ装置９０を見た図である。図示するようにレンズ９２と照射部９１は、ｙ軸上に垂直な位置に配置される。レンズ９２の光軸ＯＡから照射部９１の中心位置までの距離を、距離ｄｖと記載する。照射部９１は、発光する光軸に傾きが与えられることにより、距離の誤差が抑えられることが知られている。しかしながら、ＶＣＳＥＬ等の照射部９１を基板上に傾斜を与えながら配置することは、設計の工数や、基板形状の複雑化を招く。また、照射部９１を傾けて配置することにより、ある範囲の距離については距離の誤差を抑えることができるかもしれないが、当該範囲を超えた距離については、逆に誤差が大きくなってしまうことが予想される。
【0024】
図１９（Ｂ）は、このような問題を回避するために考案された方法の一例である。図示する一例では、照射部９１がレンズ９２の近傍に複数配置されている。また、図示する一例では、照射部９１として照射部９１－１乃至照射部９１－４が、レンズ９２を中心として、上下左右対称な位置に配置されている。具体的には、レンズ９２の上下方向に、レンズ９２Ａの光軸ＯＡから距離ｄｖ離れた位置に照射部９１－１及び照射部９１－３が配置されている。また、レンズ９２の左右方向に、レンズ９２Ａの光軸ＯＡから距離ｄｈ離れた位置に照射部９１－２及び照射部９１－４が配置されている。この場合、照射部９１を複数個用いる必要があり、部品費用の高額化、装置の大型化、工数の上昇等の問題が生じることとなる。更に、照射部９１を複数使用する場合、複数の照射部９１を同時に点灯することは、配線の複雑化や、複数の照射部９１により発生する熱処理等の問題をも同時に引き起こすこととなる。
【0025】
図２０は、従来技術に係るＴｏＦカメラシステムにより得られた距離値に基づき点群データを生成した場合の一例を示す図である。同図を参照しながら、図１９に示した配置の場合、得られる三次元情報の一例について説明する。図示する一例は、図１８と同様の角度から見た図であり、カメラ視点方向としては、右方向から左方向である。図２０（Ａ）は、図１９（Ａ）の配置に対応し、図２０（Ｂ）は、図１９（Ｂ）の配置に対応する。ホワイトチャートＷＣは、ＴｏＦセンサ９３と並行に配置されているため、ホワイトチャートＷＣは、軸線ＡＸと並行となるはずである。しかしながら、図２０（Ａ）に示す一例では、上下方向に傾きが生じてしまっている。具体的には、図２０（Ａ）に示す一例によれば上方向（すなわち照射部９１に近い位置）において、ＴｏＦカメラ装置９０までの距離が短く測定される。また、下方向（すなわち照射部９１から遠い位置）において、ＴｏＦカメラ装置９０までの距離が長く測定されてしまっている。これは、照射部９１から発行した光がホワイトチャートＷＣの上側に届く距離及び時間と、下側に届く距離及び時間とが異なることによる誤差である。特に、ＴｏＦカメラ装置９０を複数台用いて様々な角度から点群データを生成するようなシステムでは、このようなずれによりカメラ間の距離データの位置が合わないために合成をすることが困難となる。また、ＴｏＦカメラ装置９０を複数台用いて様々な角度から点群データを生成するようなシステムでは、複数のカメラの距離データを合成したことにより得られる三次元の形状が歪んでしまうといった問題が起こる場合がある。なお、図２０（Ｂ）に示す一例では、このような誤差が生じていないが、上述したような複数個の照射部９１を用いることによる問題が生ずる。
【0026】
【0027】
図１は、実施形態１に係る距離情報取得システムの概略について説明するための図である。同図を参照しながら、距離情報取得システム１の概略について説明する。以下、距離情報取得システム１に含まれる構成物の位置関係等を、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の三次元直交座標系によって示す場合がある。
【0028】
距離情報取得システム１は、距離情報取得装置１０と、情報処理装置２０とを備える。距離情報取得装置１０は、照射部１１と、レンズ１２と、ＴｏＦセンサ１３と、測距部１４と、演算部１５とを備える。距離情報取得装置１０は、対象物ＯＢまでの距離を取得する。図示する一例では、本実施形態に係る補正演算の効果を説明するため、対象物ＯＢの表面にホワイトチャートＷＣが置かれている。なお、ホワイトチャートＷＣは、ＴｏＦセンサ１３の受光面と並行に配置されているものとする。
【0029】
照射部１１は、レーザー光等の光を照射可能な発光素子を含み、対象物ＯＢに対して光を照射する。照射部１１により照射されるレーザー光は、可視光であってもよいし、赤外光であってもよい。照射部１１に含まれる発光素子の数は複数であってもよい。照射部１１は、具体的にはＶＣＳＥＬ等のレーザーダイオードアレイであってもよい。照射部１１は、測距部１４からの指示に基づき、ＴｏＦセンサ１３と垂直な方向（図中ｚ軸方向）にレーザー光を照射する。照射部１１により照射された光は、対象物ＯＢに反射し、レンズ１２を介してＴｏＦセンサ１３に入射する。レンズ１２は、具体的には光学系レンズであってもよい。測距部１４は、照射部１１が光を照射してから、ＴｏＦセンサ１３が受光するまでに要した時間に基づいて、対象物ＯＢまでの距離を測定する。
【0030】
ＴｏＦセンサ１３は、垂直方向（図中ｙ軸方向）と横方向（図中ｘ軸方向）に配置された二次元座標上に複数の画素（ピクセル）を有する。ＴｏＦセンサ１３に含まれる各ピクセルは、それぞれ光を受光したタイミングを検出する。ＴｏＦセンサ１３は、二次元座標におけるピクセルごとの検出情報を、スキャンしながら測距部１４に出力する。測距部１４は、ピクセルごとに距離値を算出し、二次元配列データである距離画像を生成する。ＴｏＦセンサ１３の測距方式としては、ｄＴｏＦ方式又はｉＴｏＦ方式等が用いられてもよい。図示する一例では、ｉＴｏＦを用いることとする。測距部１４により生成された距離画像は、演算部１５により補正演算が行われる。演算部１５が行う補正演算とは、レンズ１２の光軸と、照射部１１の位置のずれに基づいて生じる距離値を補正するための演算である。測距部１４により生成された距離画像は、演算部１５により補正演算が行われた後、情報処理装置２０により三次元の点群データに変換される。情報処理装置２０は、パーソナルコンピュータや、タブレット端末等の情報処理装置であってもよい。
【0031】
なお、本実施形態において演算部１５の機能が距離情報取得装置１０に含まれるものとして説明しているが、演算部１５に相当する機能は、情報処理装置２０に含まれていてもよい。また、演算部１５に相当する機能は、距離情報取得装置１０及び情報処理装置２０とは異なる装置に含まれていてもよい。すなわち、距離情報取得装置１０に含まれる構成と、情報処理装置２０に含まれる演算部１５に相当する機能とを含む構成を、距離情報取得装置１０としてもよい。
【0032】
図２は、実施形態１に係る演算部の機能構成を示す機能構成図である。同図を参照しながら、演算部１５の機能構成の一例について説明する。演算部１５は、距離値取得部１５１と、記憶部１５２と、補正演算部１５３とを含んで構成される。これらの各機能部は、例えば、電子回路を用いて実現される。また、各機能部は、必要に応じて、半導体メモリや磁気ハードディスク装置などといった記憶手段を内部に備えてよい。また、各機能を、コンピュータおよびソフトウェアによって実現するようにしてもよい。
【0033】
距離値取得部１５１は、測距部１４から距離画像ＤＩを取得する。距離画像ＤＩには、二次元座標上における各点の距離値（Ｄｅｐｔｈ値）が含まれている。当該距離値は、補正前の距離値であるということもできる。当該距離値は、照射部１１により光の照射が行われるタイミングと、ＴｏＦセンサ１３が光を受光するタイミングと、光の速さとに基づき得られるものである。距離値取得部１５１は、取得した距離画像ＤＩを補正演算部１５３に出力する。
【0034】
記憶部１５２は、静的パラメータＰＭと、演算式Ｆとを記憶する。静的パラメータＰＭとは、距離情報取得装置１０に関する静的なパラメータである。静的パラメータＰＭは、レンズ１２の構造や配置に基づくパラメータであってもよい。静的パラメータＰＭには、少なくともレンズ１２の画角に関する情報が含まれる。レンズ１２の画角に関する情報とは、ＡＦＯＶ（Ａｎｇｕｌａｒ Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ）に関する情報であってもよい。演算式Ｆとは、補正演算に用いられる数式である。補正演算の詳細については、図３及び図４を参照しながら、後述する。なお、静的パラメータＰＭと演算式Ｆとは、別個独立した形で記憶されている必要はなく、例えば静的パラメータＰＭが演算式Ｆに含まれていてもよい。すなわち、演算式Ｆとは、ＡＦＯＶ等の静的パラメータＰＭをパラメータとして含む数式であってもよい。なお、記憶部１５２は必ずしも演算部１５に含まれている必要はなく、演算部１５は、外部の装置から静的パラメータＰＭ及び演算式Ｆを含む情報を取得するような構成としてもよい。
【0035】
補正演算部１５３は、距離値取得部１５１から距離画像ＤＩを取得し、記憶部１５２から静的パラメータＰＭ及び演算式Ｆを取得する。補正演算部１５３は、取得した距離画像ＤＩに含まれる補正前の距離値を、記憶部１５２に記憶された演算式Ｆに適用することにより、対象物までの距離情報を演算する。補正演算部１５３により行われる演算は、具体的には、距離値取得部１５１から取得した補正前の距離値を、レンズ１２の構造や配置等に基づいて補正する演算である。したがって、補正演算部１５３により行われる演算を、補正演算と記載する場合がある。補正演算部１５３は、補正演算を行った結果を、補正距離画像ＣＤＩとして情報処理装置２０に出力する。
【0036】
次に、図３及び図４を参照しながら、補正演算部１５３が行う補正演算の詳細について説明する。なお、以下に説明する補正演算の全てを補正演算部１５３が行う必要はなく、以下に説明する補正演算は予め演算がなされ演算式Ｆとして記憶部１５２に記憶されていてもよい。すなわち、図３及び図４を参照しながら行う説明は、演算式Ｆを適用することにより行われる補正の原理についての説明であるということもできる。なお、図３及び図４においては、説明の簡略化のため縮尺および数等を実際の構造における縮尺および数等と異ならせている場合がある。
【0037】
図３は、実施形態１に係る演算部が行う演算について説明するための第１の図である。同図には、照射部１１と、第１基板ＳＢ１と、レンズ１２と、ＴｏＦセンサ１３と、第２基板ＳＢ２と、測距部１４と、フレキシブルケーブルＦＬと、対象物ＯＢとが示されている。同図の説明において、図１又は図２を参照しながら既に説明した構成については同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。
【0038】
図示する一例において、照射部１１は第１基板ＳＢ１に固定され、ＴｏＦセンサ１３及び測距部１４は第２基板ＳＢ２に固定されている。すなわち照射部１１と、ＴｏＦセンサ１３及び測距部１４とは、異なる基板に固定されている。照射部１１と測距部１４とは、フレキシブルケーブルＦＬにより電気的に接続されている。フレキシブルケーブルＦＬは、測距部１４からの電気的信号を照射部１１に伝達する。具体的には、測距部１４は、照射部１１に対して発光パルスＬＰを出力する。発光パルスＬＰには、照射部１１を照射するタイミングについての情報が含まれる。発光パルスＬＰは、照射部１１を直接的に照射させるための制御信号であってもよい。照射部１１は、発光パルスＬＰを受信すると光の照射を行う。また、測距部１４は、ＴｏＦセンサ１３に対してシャッターパルスＳＵＢを出力する。シャッターパルスＳＵＢとは、ＴｏＦセンサ１３で光を受光するタイミングにおいて出力されるものである。ＴｏＦセンサ１３は、シャッターパルスＳＵＢを受信すると、照射部１１により照射され対象物ＯＢに反射した光の検出を行う。また、測距部１４は、ＴｏＦセンサ１３に二次元配列された複数の素子から検出結果をスキャンするための駆動パルス等を出力する。測距部１４は、照射部１１の発光からＴｏＦセンサ１３の受光までのタイミングを管理する。
【0039】
測距部１４とＴｏＦセンサ１３とは、いずれも第２基板ＳＢ２に配置されているため、シャッターパルスＳＵＢ及び駆動パルスの、測距部１４からＴｏＦセンサ１３までの伝搬時間は数百［ｐｓｅｃ（ピコ秒）］から数［ｎｓｅｃ（ナノ秒）］程度である。ＴｏＦセンサ１３の測距精度を考慮すると、当該伝搬時間は無視できるものとして扱う。一方、照射部１１は、測距部１４が固定されている第２基板ＳＢ２とは異なる第１基板ＳＢ１に固定されているため、フレキシブルケーブルＦ等を介して信号が伝送される。したがって、測距部１４から照射部１１への信号の伝送には、ＴｏＦセンサ１３の測距精度を考慮しても無視できない遅延が生じる。なお、照射部１１を第２基板ＳＢ２とは異なる第１基板ＳＢ１に固定しなければならない理由としては、カメラの構造上の理由を挙げることができる。フレキシブルケーブルＦＬに代えて細線同軸ケーブル等を用いてもよいが、いずれにしても、測距部１４から照射部１１への信号の伝送には、無視できない遅延が生じることとなる。
【0040】
図示する一例において、ＴｏＦセンサ１３の有効画像範囲の中心と、レンズ１２の光軸とは一致する。レンズ１２の光軸と、照射部１１の光の射出面の中心位置との間隔を距離ｄＶとして記載する。図１に示したように、照射部１１がＴｏＦセンサ１３の上側に位置する構造の場合、図３の左側ががカメラの上側に、図３の右側がカメラの下側となる。ＴｏＦセンサ１３は、通常、レンズ１２のフランジバックのためにカメラボディの内部に位置する。照射部１１の光の射出面と、ＴｏＦセンサ１３の受光面との間の距離を距離ＬＤとして記載する。レンズ１２には入射瞳位置が定義される。図示するモデルでは、ＴｏＦセンサ１３の受光面からレンズ１２の入射瞳位置の距離を距離ＬＩとして記載する。また、入射瞳位置からレンズの最大画角が定義される。レンズの最大画角をＡＦＯＶと記載する。
【0041】
レンズ１２の入射瞳位置から、対象物ＯＢまでの光軸方向の距離を距離ＡＤと記載する。光軸から対象物ＯＢまでのカメラの下側（図における右側）方向の距離を距離ＹＤと記載する。この場合、照射部１１から照射された光は、距離Ｄａで対象物ＯＢに到達する。また、対象物ＯＢに反射した光は、距離Ｄｂでレンズ１２の入射瞳位置に到達する。ここで、レンズ１２の入射瞳位置からレンズのＲｅａｒ Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｐｌａｎｅまでの位置を距離Ｄｃ、Ｒｅａｒ Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ＰｌａｎｅからＴｏＦセンサ１３の受光面までの距離を距離Ｄｄと記載する。
【0042】
距離Ｄｄは、図示するように、入射する主光線の角度により、ＴｏＦセンサ１３に対して角度のついた距離になる。ＴｏＦセンサ１３の大きさが、例えば１／４インチのような小型センサである場合、ＴｏＦセンサ１３の有効画像範囲はＨ３．６［ｍｍ］×Ｖ２．７［ｍｍ］と小さい。また、Ｃマウントレンズの場合、フランジバックが１７．５２６［ｍｍ］と短い。図示する一例では、説明を簡単にするために、距離Ｄｃと距離Ｄｄの角度を無視し、Ｄｃ＋Ｄｄ≒ＬＩとして扱うこととする。
【0043】
なお、Ｒｅａｒ Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ＰｌａｎｅからＴｏＦセンサ１３の受光面までの距離と、対象物ＯＢの位置に応じたＴｏＦセンサ１３のピクセル位置から、距離Ｄｃと距離Ｄｄの角度を求め、距離Ｄｄを割り出して、距離Ｄｃと距離Ｄｄとを正確に算出してもよい。距離Ｄｃと距離Ｄｄの算出に関する詳細な説明については省略する。
【0044】
従来技術におけるＴｏＦカメラ装置９０では、通常、照射部９１により照射されてからＴｏＦセンサ９３により受光されるまでの時間に対して、光速度Ｃ＝３×１０＾８［ｍ／ｓ］を掛けて、２で割ることにより距離を演算する。ここで、２で割るのは、照射部９１から照射されてからＴｏＦセンサ９３に戻ってくるまでの往復の時間を片道にするためである。すなわち、従来技術によれば、上述したような距離Ｄａと、距離Ｄｂと距離Ｄｃと距離Ｄｄとを、同一の距離とみなして演算を行う。本モデルにおける時間の基準は、測距部１４により照射部１１に対して発光パルスＬＰを出力するタイミングが基準となる。発光パルスＬＰの発生タイミングから、ＴｏＦセンサ１３ーが受光するまでの実際の時間に対して、光速度Ｃを乗じたものが、測距データとなる。本モデルでは、従来技術のように単純に２で割ることにより距離を求めることなく、後述するような詳細な演算により距離を求める。具体的には、フレキシブルケーブルＦＬの伝搬時間と、照射部１１から対象物ＯＢまでの伝搬時間と、対象物ＯＢの位置からレンズ１２の入射瞳位置までの伝搬時間と、レンズ１２の入射瞳位置からＴｏＦセンサ１３の受光面の伝搬時間とを足し合わせることにより距離を求める。具体的な演算について、以下に詳細に説明する。
【0045】
まず、フレキシブルケーブルＦＬの伝搬時間をＦｌｔとすると、ＦｌｔはフレキシブルケーブルＦＬの誘電率から、次の式（１）で近似することができる。なお、ＶｅはフレキシブルケーブルＦＬの伝搬速度であり、Ｆｌとは、フレキシブルケーブルＦＬの長さである。
【0046】
Ｆｌｔ＝Ｆｌ／Ｖｅ・・・（１）
【0047】
ここで、光速度をＣ、フレキシブルケーブルＦＬの誘電率をεとすると、フレキシブルケーブルＦＬの伝搬速度ＶｅはＣ／ＳＱＲＴ（ε）と記載することができる。また、レンズ１２の入射瞳位置から、ＴｏＦセンサ１３の受光面までの伝搬時間をＬｔとすると、Ｌｔは次の式（２）で近似することができる。
【0048】
Ｌｔ＝（ＬＩ－Ｌｋ）／Ｃ＋Ｌｋ／Ｃ×Ｌｒ・・・（２）
【0049】
ここで、Ｌｋはレンズの内部にあるガラスの総合的な厚さであり、Ｌｒはそのガラスの反射率である。
【0050】
照射部１１により照射が行われてから、対象物ＯＢまでの伝搬時間をＤａｔ、対象物ＯＢからレンズ１２の入射瞳位置までの伝搬時間をＤｂｔとし、実際にＴｏＦセンサ１３が得る測距時間をＴＡＬＬとすると、ＴＡＬＬは、次の式（３）により得ることができる。
【0051】
ＴＡＬＬ＝Ｆｌｔ＋Ｌｔ＋Ｄａｔ＋Ｄｂｔ・・・（３）
【0052】
さらに、測距部１４による演算で求められる測定距離（すなわち、従来技術により測定された距離であって、誤差を含む距離値）をＤｅｐｔｈとすると、Ｄｅｐｔｈは、次の式（４）により得ることができる。
【0053】
Ｄｅｐｔｈ＝ＴＡＬＬ×Ｃ／２・・・（４）
【0054】
式（４）に示したＤｅｐｔｈ値は、ＦｌやＤａとＤｂの距離差が含まれるが、実際の対象物ＯＢの物理距離は、図のＬＩ＋Ｄｂになるので、式（４）に示した距離は、実際の物理距離とは異なり、誤差が含まれることになる。ここでＦｌ値はフレキシブルケーブルＦＬの長さから既知であるので、ＤａとＤｂの距離が正確に求まれば、ＬＩ＋Ｄｂを正確に求めることができる。したがって、ＤａとＤｂを足し合わせた距離をＤａｂとすると、距離Ｄａｂは、以下のような方程式により求めることができる。
【0055】
Ｄａｂ＝Ｄａ＋Ｄｂ・・・（５）
【0056】
Ｄａｂ＝（ＴＡＬＬ－Ｆｌｔ－Ｌｔ）×Ｃ・・・（６）
【0057】
図４は、実施形態１に係る演算部が行う演算について説明するための第２の図である。同図は、実際の距離をＴｏＦセンサ１３のＬＩＮＥ数に換算（以下、単にＬＩＮＥ換算とも記載する）するために用いる図である。同図では、実際の対象物ＯＢの位置を示す距離であるＹＤ、ＡＤ及びθ１を、対象物ＯＢの位置をＴｏＦセンサ１３のＬＩＮＥ番号の単位で表したＡＶＬとＡＬの関係を用いて記載している。ＹＤ、ＡＤ及びθ１からなる三角形は、ＡＶＬ、ＡＬ及びθ１からなる三角形と、相似の三角形を有すると概念的に捉えることができる。
【0058】
図４を参照しながら、θ１を求める方法について説明する。対象物ＯＢの位置に対するがＴｏＦセンサ１３が捉えるＨＶのピクセルのＶのＬＩＮＥ番号をＡＶとする。有効画素のセンターラインをセンターＶＣとして、そのセンター位置からのＡＶのライン数をＡＶＬとした場合、ＡＶＬは次の式（７）により表すことができる。
【0059】
ＡＶＬ＝ＡＶ－ＶＣ・・・（７）
【0060】
ここで、ＡＦＯＶからくる最大画角の測距ポイントとなりえる最大のＬＩＮＥ数は、センターＶＣから数えると距離ＶＣが最大となる。ＡＶＬとＶＣとが等しくなるための対象物ＯＢの位置は、このカメラに対してのレンズ１２との最大画角であるのでＡＦＯＶの画角の時である。このＡＦＯＶはレンズにより決まるものである。通常、ＴｏＦセンサ１３の有効画素のアスペクト比が例えば４：３のように垂直方向と水平方向とで異なる場合、垂直方向と水平方向の画角は変わる。したがって、垂直方向のＡＦＯＶと、水平方向のＡＦＯＶとが定義されている。ここで扱うＡＦＯＶは、照射部１１がレンズ光軸に対して垂直方向にずれている場合はＡＦＯＶには垂直方向のＡＦＯＶを適用し、水平方向にずれている場合はＡＦＯＶには水平方向のＡＦＯＶを適用すればよい。図示する一例では、垂直方向にずれているため、垂直方向のＡＦＯＶが入力されることになる。
【0061】
最大画角時の対象物ＯＢの位置をライン換算で考え、距離ＡＤをライン換算の比で求めたＡＬとすると、ＡＬはＶＣと角度ＡＦＯＶ／２からなる直角三角形の関係から式（８）で記載することができる。
【0062】
ＡＬ＝ＶＣ／ＴＡＮ（ＡＦＯＶ／２）・・・（８）
【0063】
したがって、角度θ１は、次の式（９）で記載することができる。
【0064】
θ１＝ＡＴＡＮ（ＡＶＬ／ＡＬ）・・・（９）
【0065】
式（９）で記載したθ１を用いて、実距離のＡＤを求める。ＡＬの比になるＡＤは、次の式（１０）で記載することができる。
【0066】
ＡＤ＝Ｄｂ×ＣＯＳ（θ１）・・・（１０）
【0067】
同様に、ＡＶＬの比になるＹＤは、次の式（１１）で記載することができる。
【0068】
ＹＤ＝Ｄｂ×ＳＩＮ（θ１）・・・（１１）
【0069】
図３に戻り、照射部１１の照射面とＴｏＦセンサ１３の受光面とのｚ方向の距離をＬＤとすると、Ｄａは、次の式（１２）で記載することができる。なお、Ｌｚ＝ＬＤ－ＬＩである。
【0070】
Ｄａ＝ＳＱＲＴ（（ＡＤ―Ｌｚ）＾２＋（ＹＤ＋ｄｖ）＾２）・・・（１２）
【0071】
式（１２）と式（５）の連立方程式からＤａを解くと、次の式（１３）を導くことができる。
【0072】
Ｄａ＝（Ｄａｂ＾２＋Ｌｚ＾２＋ｄｖ＾２－２×Ｌｚ×Ｄａｂ×ＣＯＳ（θ１）＋２×ｄｖ×Ｄａｂ×ＳＩＮ（θ１））／（２×Ｄａｂ－２×Ｌｚ×ＣＯＳ（θ１）＋２×ｄｖ×ＳＩＮ（θ１））・・・（１３）
【0073】
よって、Ｄｂは、式（５）から式（１４）として導くことができる。
【0074】
Ｄｂ＝Ｄａｂ－Ｄａ・・・（１４）
【0075】
また、Ｄａｂは、式（４）及び式（６）から、式（１５）として導くことができる。
【0076】
Ｄａｂ＝Ｄｅｐｔｈ×２－（Ｆｌｔ－Ｌｔ）×Ｃ・・・（１５）
【0077】
これらの計算から、補正後の距離をＤｃｒとして求めると、Ｄｃｒは、次の式（１６）として導くことができる。
【0078】
Ｄｃｒ＝Ｄｂ＋ＬＩ
＝Ｄａｂ－（Ｄａｂ＾２＋Ｌｚ＾２＋ｄｖ＾２－２×Ｌｚ×Ｄａｂ×ＣＯＳ（θ１）＋２×ｄｖ×Ｄａｂ×ＳＩＮ（θ１））／（２×Ｄａｂ－２×Ｌｚ×ＣＯＳ（θ１）＋２×ｄｖ×ＳＩＮ（θ１））＋ＬＩ・・・（１６）
＝Ｄａｂ－（Ｄａｂ＾２＋Ｌｚ＾２＋ｄｖ＾２－２×Ｌｚ×Ｄａｂ×ＣＯＳ（θ１）＋２×ｄｖ×Ｄａｂ×ＳＩＮ（θ１））／（２×Ｄａｂ－２×Ｌｚ×ＣＯＳ（θ１）＋２×ｄｖ×ＳＩＮ（θ１））＋ＬＩ・・・（１６）
【0079】
ここで、Ｄａｂ、θ１、Ｌｚは、それぞれ、
Ｄａｂ＝Ｄｅｐｔｈ×２－（Ｆｌｔ－Ｌｔ）×Ｃ
θ１＝ＡＴＡＮ（ＡＶＬ／ＡＬ）＝ＡＴＡＮ（ＡＶＬ／（ＶＣ／ＴＡＮ（ＡＦＯＶ／２）））
Ｌｚ＝ＬＤ－ＬＩ
となる。
Ｄａｂ＝Ｄｅｐｔｈ×２－（Ｆｌｔ－Ｌｔ）×Ｃ
θ１＝ＡＴＡＮ（ＡＶＬ／ＡＬ）＝ＡＴＡＮ（ＡＶＬ／（ＶＣ／ＴＡＮ（ＡＦＯＶ／２）））
Ｌｚ＝ＬＤ－ＬＩ
となる。
【0080】
式（１６）において、Ｆｌｔ、Ｌｔ、ＬＤ、ＬＩ、ｄｖ、ＶＣ、ＡＦＯＶは、カメラとレンズの構造で決まる静的なパラメータである。すなわち、これらのパラメータが静的パラメータＰＭとして記憶部１５２に記憶される。また、式（１６）が演算式Ｆの一例である。静的パラメータＰＭは、予め固定値で設定することができる。記憶部１５２は、静的パラメータＰＭが固定値として設定された数式を、静的パラメータＰＭ及び演算式Ｆに代えて記憶していてもよい。対象物ＯＢの位置に対してＴｏＦセンサ１３から得られた測定時間を測距部１４で変換したＤｅｐｔｈ値と、ＴｏＦセンサ１３のピクセルのライン番号ＡＶＬの動的パラメータを当該数式（固定値が代入された式（１６））に入れることにより、自動的にスキャンしているピクセルごとにレンズ光軸と照射部１１の位置ずれの補正をした正しい距離が得られる。補正演算部１５３は、距離画像ＤＩからＤｅｐｔｈ値とライン番号ＡＶＬを得て、当該数式に代入することにより、補正後の距離算出し、補正距離画像ＣＤＩとして情報処理装置２０に出力する。
【0081】
なお、式（１６）を見ると補正値は、測距距離に対してレンズのＡＦＯＶの画角とＴｏＦセンサ１３のスキャンの対象ピクセルに対する角度により値が変化する。また、式（１６）を見ると固定値での補正ではなく、空間的に補正量が変わることが分かる。式（１６）のＦｌｔはフレキシブルケーブルＦＬのディレーによる伝搬時間であるが、測距部１４から出力される発光パルスＬＰを予めＦｌｔ進ませることにより、Ｆｌｔのディレー時間をないものとして設定してもよい。その場合、式（１６）のＦｌｔを０に設定すればよい。
【0082】
図５は、実施形態１に係る距離情報取得装置により補正演算が行われた後の三次元情報の一例を示す図である。同図を参照しながら、距離情報取得装置１０により補正演算が行われた結果に基づいて点群データを生成した場合の一例について説明する。同図に示す一例は、ホワイトチャートＷＣの代わりに格子の線がのった平面のチャートを用いている。同図は、チャートに向かって左方向から真横に見た図になり、図の点群はカメラの視線が図上で左から右に見た角度で表示している。図示する一例は、照射部１１とレンズ光軸の中心の距離は０．０７［ｍ（メートル）］、対象物ＯＢの中心までの距離が０．６［ｍ］の時の結果である。図５（Ａ）は補正前における一例であり、図５（Ｂ）はピクセルごとに式（１６）で補正演算を行った後に点群データにした場合の一例である。図５（Ａ）に示すように、補正前は画面上が近くに、画面下が遠くになり傾いていることが分かる。しかしながら図５（Ｂ）に示すように、補正後は真っすぐになり傾きがとれていることが分かる。
【0083】
図６は、実施形態１に係る距離情報取得システムの変形例について説明するための図である。同図を参照しながら、距離情報取得システム１の変形例について説明する。上述した一例では、照射部１１の位置がレンズ１２の光軸に対して垂直方向に位置している場合について説明してきた。距離情報取得システム１の変形例では、照射部１１の位置がレンズ１２の光軸に対して更に水平方向に位置している場合の一例である。垂直方向のずれをｄｖとして、水平方向のずれをｄｈとして記載する。
【0084】
水平方向のずれは、式（１６）のＡＶＬを水平方向にスキャンしているピクセル番号ＡＨＰに置き換え、ｄｖをｄｈにして求めればよい。図示する一例では、演算部１５は、垂直補正演算部１５Ａと、水平補正演算部１５Ｂとを備える。垂直補正演算部１５Ａは、垂直位置ずれに対し式（１６）を用いた演算を行い、補正距離をＤｃｒｖとして出力する。水平補正演算部１５Ｂは、垂直補正演算部１５Ａから出力されたＤｃｒｖに対して、更に水平位置ずれに対し式（１６）のＡＶＬをピクセル番号ＡＨＰにｄｖをｄｈに置き換えて演算する。最終的に、演算部１５は、垂直方向と水平方向の両方向に補正されたＤｃｒを得ることができる。この時、式（１６）のＡＦＯＶは、垂直補正演算部１５Ａに対しては垂直のＡＦＯＶを、水平補正演算部１５Ｂに対しては水平のＡＦＯＶが用いられる。
【0085】
［実施形態１のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、距離情報取得装置１０は、照射部１１を備えることにより対象物ＯＢに対して光を照射し、ＴｏＦセンサ１３を備えることにより、照射部１１により照射され対象物ＯＢに反射した光を、光学系レンズを介して受光する。距離情報取得装置１０は、照射部１１とＴｏＦセンサ１３とを備えることにより対象物ＯＢまでの距離情報を取得する。距離情報取得装置１０は、更に距離値取得部１５１を備えることにより、照射部１１により照射が行われるタイミングと、ＴｏＦセンサ１３が光を受光するタイミングと、光の速さとに基づき得られる距離値（すなわち補正前のＤｅｐｔｈ値）を取得する。また、距離情報取得装置１０は、記憶部１５２を備えることにより光学系レンズの画角に関する情報（すなわちＡＦＯＶ）をパラメータとして少なくとも含む所定の数式（すなわち静的なパラメータが代入された上記の式（１６））を記憶する。また、距離情報取得装置１０は、補正演算部１５３を備えることにより、取得した距離値を記憶部１５２に記憶された所定の数式に適用することにより、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。所定の数式には、照射部１１から対象物ＯＢまでの距離と、対象物ＯＢからＴｏＦセンサ１３までの距離とに基づく補正演算に関する情報が含まれている。本実施形態によれば、測距部１４から取得された結果に対して補正演算を行うことにより、精度よく対象物までの距離を測定することができる。また、本実施形態によれば、従来のＴｏＦセンサ１３及び測距部１４から得られる結果に対して補正演算を行うため、従来技術に対して補正演算を行う構成を付加することにより、容易に測定距離を補正することが可能となる。
以上説明した実施形態によれば、距離情報取得装置１０は、照射部１１を備えることにより対象物ＯＢに対して光を照射し、ＴｏＦセンサ１３を備えることにより、照射部１１により照射され対象物ＯＢに反射した光を、光学系レンズを介して受光する。距離情報取得装置１０は、照射部１１とＴｏＦセンサ１３とを備えることにより対象物ＯＢまでの距離情報を取得する。距離情報取得装置１０は、更に距離値取得部１５１を備えることにより、照射部１１により照射が行われるタイミングと、ＴｏＦセンサ１３が光を受光するタイミングと、光の速さとに基づき得られる距離値（すなわち補正前のＤｅｐｔｈ値）を取得する。また、距離情報取得装置１０は、記憶部１５２を備えることにより光学系レンズの画角に関する情報（すなわちＡＦＯＶ）をパラメータとして少なくとも含む所定の数式（すなわち静的なパラメータが代入された上記の式（１６））を記憶する。また、距離情報取得装置１０は、補正演算部１５３を備えることにより、取得した距離値を記憶部１５２に記憶された所定の数式に適用することにより、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。所定の数式には、照射部１１から対象物ＯＢまでの距離と、対象物ＯＢからＴｏＦセンサ１３までの距離とに基づく補正演算に関する情報が含まれている。本実施形態によれば、測距部１４から取得された結果に対して補正演算を行うことにより、精度よく対象物までの距離を測定することができる。また、本実施形態によれば、従来のＴｏＦセンサ１３及び測距部１４から得られる結果に対して補正演算を行うため、従来技術に対して補正演算を行う構成を付加することにより、容易に測定距離を補正することが可能となる。
【0086】
［実施形態２］
次に、図７を参照しながら、実施形態２について説明する。実施形態２においては、上述した実施形態１の構成に加えて、更に距離キャリブレーションを考慮して補正演算を行う点において、実施形態１とは異なる。上述したような補正演算を行うことにより、論理的には、精度よく誤差の補正を行うことができる、しかしながら実際に得られる値は、更に誤差を含んでいる場合がある。更なる誤差の主な原因としては、ＶＣＳＥＬ等の照射部１１から照射されるパルス光の波形のなまりを挙げることができる。理想のパルス光としては、矩形であることが好適であるが、実際には、照射部１１のドライバーの性能によりパルス光の波形がなまってしまい矩形でなかったり、リンギングが発生したりする場合がある。これらの波形のなまりにより、測定結果に誤差が生じる場合がある。実施形態２においては、実際の距離とＴｏＦセンサ１３から得られる距離の差をあらかじめキャリブレーションモードで測定し、その誤差をＥＥＰＲＯＭ （Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ―Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶領域に記憶して、演算部１５により行われた補正演算の結果を更に補正する。
次に、図７を参照しながら、実施形態２について説明する。実施形態２においては、上述した実施形態１の構成に加えて、更に距離キャリブレーションを考慮して補正演算を行う点において、実施形態１とは異なる。上述したような補正演算を行うことにより、論理的には、精度よく誤差の補正を行うことができる、しかしながら実際に得られる値は、更に誤差を含んでいる場合がある。更なる誤差の主な原因としては、ＶＣＳＥＬ等の照射部１１から照射されるパルス光の波形のなまりを挙げることができる。理想のパルス光としては、矩形であることが好適であるが、実際には、照射部１１のドライバーの性能によりパルス光の波形がなまってしまい矩形でなかったり、リンギングが発生したりする場合がある。これらの波形のなまりにより、測定結果に誤差が生じる場合がある。実施形態２においては、実際の距離とＴｏＦセンサ１３から得られる距離の差をあらかじめキャリブレーションモードで測定し、その誤差をＥＥＰＲＯＭ （Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ―Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶領域に記憶して、演算部１５により行われた補正演算の結果を更に補正する。
【0087】
すなわち、実施形態２に係る距離情報取得装置１０によれば、補正値記憶部（例えばＥＥＰＲＯＭ）を更に備えることにより、キャリブレーションの結果として得られた補正値を記憶する。当該補正値とは、具体的には、対象物ＯＢまでの距離を実際に測定した結果と、演算部１５により算出された対象物までの距離情報との差分に関する情報であってもよい。演算部１５は、補正値記憶部に記憶された補正値に基づき、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。
【0088】
図７は、実施形態２に係るキャリブレーションの概要について説明するための図である。同図を参照しながら、キャリブレーションの具体的な手順について説明する。キャリブレーションではまず、距離情報取得装置１０と対象物ＯＢとの距離を可変させながら、実際の距離（理論値）と、補正演算を含めて距離情報取得装置１０により測定した距離（測定値）との対応関係を得る。具体的には、距離情報取得装置１０による測距範囲が１～２［ｍ］の場合、１～２［ｍ］の測距範囲を１０等分し、当該範囲を１０［ｃｍ］間隔で距離情報取得装置１０と対象物ＯＢとの距離を動かしながら撮影し、理論値と測定値との対応関係を得る。当該対応関係を補正値とし、ＥＥＰＲＯＭ等の補正値記憶部に記憶する。以下、理論値と測定値とに基づき補正値を得る行為を、キャリブレーションと記載する場合がある。
【0089】
キャリブレーションの具体的な手順について説明する。図示するように、レンズ１２の光軸上（すなわちＹＤ＝０）に対象物ＯＢを配置し、ＡＤ＋ＬＩの値が１～２［ｍ］の間で１０［ｃｍ］間隔となる１０地点において、ＴｏＦセンサ１３からＤｅｐｔｈ値（すなわち補正前のＤｅｐｔｈ値）を取得する。取得したＤｅｐｔｈ値を式（１６）に代入し、補正後の距離Ｄｃｒを算出する。補正後の距離Ｄｃｒと、実際の物理的なＡＤ＋ＬＩの距離との差分をΔｅとする。距離とΔｅとの対応関係を、補正値記憶部に記憶させる。ΔｅはΔｅ＝物理距離ＡＤ＋ＬＩ－Ｄｃｒで求める。
【0090】
次に、キャリブレーションモードから抜けて、測距モードで実際に測距する際の演算について説明する。まず、距離情報取得装置１０は、測距した距離に近い１０［ｃｍ］間隔の補正値を補正値記憶部から読み取り、足し算することで距離が補正される。距離情報取得装置１０の位置が１０［ｃｍ］間隔の間の位置の場合、補正値記憶部からその距離に近い２点の補正値を選び、補正値を線形補間等により補間することで、１０［ｃｍ］間隔の間の距離の補正値を得ることとしてもよい。このようなキャリブレーションの場合、有効画面の中心点で行われてもよい。
【0091】
測距モード時の具体的な手順について説明する。まず、測距した補正前のＤｅｐｔｈ値に基づき、補正値記憶部に記憶された１０［ｃｍ］間隔のΔｅから測距した補正前のＤｅｐｔｈ値に対応するΔｅを読み出し、適用すべき補正値ΔＥを得る。１０［ｃｍ］間隔の間の距離は、Δｅから近い２点を読み出し、間隔に比例して線形補間し、適用すべき補正値ΔＥを得る。第２実施形態においては、上述した式（１６）に、補正値ΔＥを追加し、次の式（１７）を導くことができる。
【0092】
Ｄｃｒ´＝Ｄｂ＋ＬＩ＋ΔＥ
＝Ｄａｂ－（Ｄａｂ＾２＋Ｌｚ＾２＋ｄｖ＾２－２×Ｌｚ×Ｄａｂ×ＣＯＳ（θ１）＋２×ｄｖ×Ｄａｂ×ＳＩＮ（θ１））／（２×Ｄａｂ－２×Ｌｚ×ＣＯＳ（θ１）＋２×ｄｖ×ＳＩＮ（θ１））＋ＬＩ＋ΔＥ・・・（１７）
＝Ｄａｂ－（Ｄａｂ＾２＋Ｌｚ＾２＋ｄｖ＾２－２×Ｌｚ×Ｄａｂ×ＣＯＳ（θ１）＋２×ｄｖ×Ｄａｂ×ＳＩＮ（θ１））／（２×Ｄａｂ－２×Ｌｚ×ＣＯＳ（θ１）＋２×ｄｖ×ＳＩＮ（θ１））＋ＬＩ＋ΔＥ・・・（１７）
【0093】
ここで、Ｄａｂ、θ１、Ｌｚは、それぞれ、
Ｄａｂ＝Ｄｅｐｔｈ×２－（Ｆｌｔ－Ｌｔ）×Ｃ
θ１＝ＡＴＡＮ（ＡＶＬ／ＡＬ）＝ＡＴＡＮ（ＡＶＬ／（ＶＣ／ＴＡＮ（ＡＦＯＶ／２）））
Ｌｚ＝ＬＤ－ＬＩ
となる。
Ｄａｂ＝Ｄｅｐｔｈ×２－（Ｆｌｔ－Ｌｔ）×Ｃ
θ１＝ＡＴＡＮ（ＡＶＬ／ＡＬ）＝ＡＴＡＮ（ＡＶＬ／（ＶＣ／ＴＡＮ（ＡＦＯＶ／２）））
Ｌｚ＝ＬＤ－ＬＩ
となる。
【0094】
実施形態２において、補正演算部１５３は、式（１６）に代えて、式（１７）を用いることにより補正演算を行う。
【0095】
［実施形態２のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、距離情報取得装置１０は、補正値記憶部を更に備えることにより、キャリブレーションの結果として得られた補正値を記憶する。当該補正値とは、具体的には、対象物ＯＢまでの距離を実際に測定した結果と、演算部１５により算出された対象物までの距離情報との差分に関する情報であってもよい。演算部１５は、補正値記憶部に記憶された補正値に基づき対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。したがって、本実施形態によれば、ＶＣＳＥＬ等の照射部１１から照射されるパルス光の波形のなまりによる誤差を考慮して、精度よく対象物までの距離を測定することができる。
以上説明した実施形態によれば、距離情報取得装置１０は、補正値記憶部を更に備えることにより、キャリブレーションの結果として得られた補正値を記憶する。当該補正値とは、具体的には、対象物ＯＢまでの距離を実際に測定した結果と、演算部１５により算出された対象物までの距離情報との差分に関する情報であってもよい。演算部１５は、補正値記憶部に記憶された補正値に基づき対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。したがって、本実施形態によれば、ＶＣＳＥＬ等の照射部１１から照射されるパルス光の波形のなまりによる誤差を考慮して、精度よく対象物までの距離を測定することができる。
【0096】
なお実施形態２においては、式（１６）に補正値を足し算しているため、予め定められた形状の対象物ＯＢでなくても、また画面中心以外に対象物ＯＢが存在している場合であっても、正確な距離を求めることができる点において、特に従来技術とは異なる。
【0097】
なお、上述した説明では、距離情報取得装置１０が波形のなまりに基づく誤差を補正するためにキャリブレーションを行うものとして説明した。しかしながらキャリブレーションにより補正される誤差は、波形のなまりに基づくものでなくてもよい。例えば、波形のなまりに基づく誤差以外のものとして、照射部１１やＴｏＦセンサ１３の取り付け位置や角度等の個体ごとの組み立てばらつきや、距離情報取得装置１０が用いられる温度等の環境等による誤差を例示することができる。実施形態２では、距離情報取得装置１０ごとにキャリブレーションを行うことにより、これら個体特有の様々な誤差についても補正することができる。
【0098】
［実施形態３］
次に、図８を参照しながら、実施形態３について説明する。実施形態３は、ズームレンズを考慮した実施形態である。上述した実施形態では、距離情報取得装置１０は、画角ＡＦＯＶや入射瞳位置ＬＩ等の静的なパラメータＰＭを含む演算式Ｆに基づいて補正演算を行っていた。レンズ１２は画角ＡＦＯＶや入射瞳位置ＬＩ等が固定となる単焦点レンズを前提としていたが、実施形態３では、ズームレンズを考慮し、演算を行う点において上述した実施形態とは異なる。
次に、図８を参照しながら、実施形態３について説明する。実施形態３は、ズームレンズを考慮した実施形態である。上述した実施形態では、距離情報取得装置１０は、画角ＡＦＯＶや入射瞳位置ＬＩ等の静的なパラメータＰＭを含む演算式Ｆに基づいて補正演算を行っていた。レンズ１２は画角ＡＦＯＶや入射瞳位置ＬＩ等が固定となる単焦点レンズを前提としていたが、実施形態３では、ズームレンズを考慮し、演算を行う点において上述した実施形態とは異なる。
【0099】
図８は、実施形態３に係る距離情報取得システムの機能構成について説明するための図である。同図を参照しながら、距離情報取得システム１Ｃについて説明する。距離情報取得システム１Ｃは、距離情報取得装置１０に代えて距離情報取得装置１０Ｃを備える点において距離情報取得システム１とは異なる。距離情報取得システム１Ｃの説明において、距離情報取得システム１と同様の構成については同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。
【0100】
距離情報取得装置１０Ｃにおいては、単焦点レンズであるレンズ１２に代えて、焦点距離を変更可能なズームレンズであるレンズ１２Ｃが用いられる。また、距離情報取得装置１０Ｃは、レンズ制御部３１とレンズ情報記憶部３３とを更に備える。レンズ制御部３１は、情報処理装置２０からＺＯＯＭ位置の指示に従い、レンズ１２Ｃの拡大倍率を制御する。レンズ制御部３１は、自動制御又は手動制御により、レンズ１２Ｃの焦点距離（拡大倍率）を制御する。レンズ制御部３１は、レンズ１２Ｃの焦点距離に関する情報を、レンズ情報記憶部３３に出力する。レンズ情報記憶部３３には、レンズ１２Ｃの焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とが対応付けて記憶される。具体的には、レンズ情報記憶部３３は、画角ＡＦＯＶと入射瞳位置ＬＩのそれぞれに応じた配列データを記憶する。当該配列データは、レンズ１２Ｃの仕様、ＺＯＯＭ位置信号、ＴｏＦセンサ１３の有効エリアの大きさ等に応じたものである。レンズ情報記憶部３３に記憶される画角ＡＦＯＶは、照射部１１がレンズ光軸に対して垂直にずれている場合は垂直のＡＦＯＶ、水平にずれている場合はＡＦＯＶには水平のＡＦＯＶとなる。当該配列データは、所定の間隔ごとに、画角ＡＦＯＶ及び入射瞳位置ＬＩの値を有する。所定の間隔とは、レンズ１２Ｃが設定可能なズーム倍率のうちワイド端とテレ端との間を任意の間隔で分割した間隔であってもよい。例えば焦点距離が８～１６［ｍｍ］の２倍のズームレンズにおいて、ＺＯＯＭ位置を示すＺＯＯＭ信号の値が８［ＢＩＴ］とし、８［ｍｍ］を０．１６［ｍｍ］を２５５とする２５６の分解能の場合、レンズ情報記憶部３３は、２５６個の画角ＡＦＯＶと入射瞳位置ＬＩとを記憶する。レンズ情報記憶部３３は、レンズ制御部３１により拡大倍率が可変されるたびに、そのＺＯＯＭ位置に応じた画角ＡＦＯＶと入射瞳位置ＬＩとを演算部１５に出力する。
【0101】
以下の説明において、レンズ情報記憶部３３を、画角情報記憶部とも記載する。レンズ情報記憶部３３は、レンズ制御部３１からのレンズ１２Ｃの焦点距離に関する情報に基づき、当該焦点距離におけるレンズに関する情報（具体的には画角ＡＦＯＶと入射瞳位置ＬＩ）を演算部１５に出力する。補正演算部１５３は、レンズ１２Ｃの焦点距離に応じた画角等（具体的にはＡＦＯＶとＬＩ）に基づいて対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。より具体的には、補正演算部１５３は、レンズ情報記憶部３３から出力された、ＺＯＯＭ位置に応じた画角ＡＦＯＶと入射瞳位置ＬＩとを動的変数として式（１６）又は式（１７）に代入し、補正後の距離をＤｃｒとして求める。
【0102】
なお、レンズ１２Ｃが電気的にズーム位置を可変できるズームレンズである場合（すなわち自動制御の場合）、レンズ制御部３１はズーム位置を示すＺＯＯＭ信号をレンズ１２Ｃに出力する。レンズ制御部３１からレンズ１２ＣにＺＯＯＭ信号が出力されると、レンズ１２Ｃは、そのＺＯＯＭ位置に対応した焦点距離に設定される。また、レンズ１２Ｃが手動でズーム位置を可変するズームレンズの場合（すなわち手動制御の場合）、情報処理装置２０によりズーム位置が手動で入力され、レンズ制御部３１は情報処理装置２０からＺＯＯＭ位置を取得する。
【0103】
［実施形態３のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、レンズ１２Ｃは、焦点距離を変更可能なズームレンズであってもよい。また、距離情報取得装置１０Ｃは、レンズ情報記憶部３３を更に備えることにより、レンズ１２Ｃの焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とを対応付けて記憶する。また、距離情報取得装置１０Ｃの演算部１５は、レンズ１２Ｃの焦点距離に応じた画角に基づいて、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。したがって、本実施形態によれば、レンズ１２Ｃがズームレンズであり、ズーム位置が変更可能な場合であっても、精度よく対象物までの距離を測定することができる。
以上説明した実施形態によれば、レンズ１２Ｃは、焦点距離を変更可能なズームレンズであってもよい。また、距離情報取得装置１０Ｃは、レンズ情報記憶部３３を更に備えることにより、レンズ１２Ｃの焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角とを対応付けて記憶する。また、距離情報取得装置１０Ｃの演算部１５は、レンズ１２Ｃの焦点距離に応じた画角に基づいて、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。したがって、本実施形態によれば、レンズ１２Ｃがズームレンズであり、ズーム位置が変更可能な場合であっても、精度よく対象物までの距離を測定することができる。
【0104】
［実施形態４］
次に、図９を参照しながら、実施形態４について説明する。実施形態４は、交換式レンズを考慮した実施形態である。上述した実施形態では、単焦点レンズ又はズームレンズが、固定である場合の実施形態について説明した。しかしながら実際の使用では、交換式レンズが用いられることがある。交換式レンズが用いられることにより、焦点距離可動領域が違うレンズを装着できることとなり、より汎用性が高くなる。そこで実施形態４では、交換式レンズ（単焦点レンズ及びズームレンズの両方を含む）を用いることが可能な点において、他の実施形態とは異なる。
次に、図９を参照しながら、実施形態４について説明する。実施形態４は、交換式レンズを考慮した実施形態である。上述した実施形態では、単焦点レンズ又はズームレンズが、固定である場合の実施形態について説明した。しかしながら実際の使用では、交換式レンズが用いられることがある。交換式レンズが用いられることにより、焦点距離可動領域が違うレンズを装着できることとなり、より汎用性が高くなる。そこで実施形態４では、交換式レンズ（単焦点レンズ及びズームレンズの両方を含む）を用いることが可能な点において、他の実施形態とは異なる。
【0105】
図９は、実施形態４に係る距離情報取得システムの機能構成について説明するための図である。同図を参照しながら、距離情報取得システム１Ｄについて説明する。距離情報取得システム１Ｄは、距離情報取得装置１０Ｃに代えて距離情報取得装置１０Ｄを備える点において距離情報取得システム１Ｃとは異なる。距離情報取得システム１Ｄの説明において、距離情報取得システム１Ｃと同様の構成については同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。
【0106】
距離情報取得装置１０Ｄにおいては、複数のレンズのうちいずれかが装着される交換式レンズが用いられる。図示する一例では、交換式レンズをレンズ１２Ｄと記載する。レンズ１２Ｄは、レンズ取り付け部１２１を介して距離情報取得装置１０Ｄに装着される。レンズ取り付け部１２１は、例えばレンズとマウントに電子接点がありレンズ識別情報をレンズから取得できるようになっている。レンズ制御部３１は、レンズ識別情報取得部（不図示）を更に備えることにより、レンズ取り付け部１２１を介して、レンズ１２Ｄからレンズ識別情報を取得する。レンズ識別情報は、装着されている光学系レンズの種類を識別する。レンズ識別情報は、例えばレンズの型番等に応じてレンズを識別する。レンズ制御部３１は、取得したレンズ識別情報を情報処理装置２０に出力する。
距離情報取得装置１０Ｄは、レンズ情報記憶部３３に代えてレンズ情報記憶部３３Ｄを備える。レンズ情報記憶部３３Ｄは、複数のレンズの型番等に応じて、それぞれ焦点距離（ｚｏｏｍ信号）と、当該焦点距離に応じた画角ＡＦＯＶ及び入射瞳位置ＬＩとを対応付けて記憶する。なお、レンズ情報記憶部３３Ｄは、レンズ毎に異なるレンズの厚さや、レンズのガラスの反射率等の情報を記憶していてもよい。演算部１５は、レンズ識別情報取得部により取得されたレンズ識別情報に基づき識別されるレンズ１２Ｄの焦点距離に応じた画角ＡＦＯＶ及び入射瞳位置ＬＩに関する情報をレンズ情報記憶部３３Ｄから取得し、取得された画角に基づいて、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。
距離情報取得装置１０Ｄは、レンズ情報記憶部３３に代えてレンズ情報記憶部３３Ｄを備える。レンズ情報記憶部３３Ｄは、複数のレンズの型番等に応じて、それぞれ焦点距離（ｚｏｏｍ信号）と、当該焦点距離に応じた画角ＡＦＯＶ及び入射瞳位置ＬＩとを対応付けて記憶する。なお、レンズ情報記憶部３３Ｄは、レンズ毎に異なるレンズの厚さや、レンズのガラスの反射率等の情報を記憶していてもよい。演算部１５は、レンズ識別情報取得部により取得されたレンズ識別情報に基づき識別されるレンズ１２Ｄの焦点距離に応じた画角ＡＦＯＶ及び入射瞳位置ＬＩに関する情報をレンズ情報記憶部３３Ｄから取得し、取得された画角に基づいて、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。
【0107】
なお、レンズ取り付け部１２１がサポートする取り付け形状によっては、電子接点がない場合がある。例えばＣマウントレンズの多くは電子接点が存在しない場合がある。電子接点が存在しない場合、レンズ１２Ｄからレンズの型番を取得することができない。したがって、このような型番を取得することができないレンズについては、情報処理装置２０で、装着されたレンズの型番をIＮＤＥＸ番号に関連付けて入力できるようにし、レンズ制御部３１が備えるレンズ識別情報取得部に送信するようにしてもよい。
【0108】
レンズ情報記憶部３３Ｄは、レンズ毎に異なる画角ＡＦＯＶと入射瞳位置ＬＩについての情報を、情報処理装置２０から取得してもよい。レンズ情報記憶部３３Ｄは、交換可能性のある複数のレンズ（例えばＮ種類のレンズ）についての情報を記憶していてもよい。図示する一例では、第１レンズ情報、第２レンズ情報及び第３レンズ情報として、３つの異なるレンズに関する情報を記憶している。例えば、これらの３つのメモリ領域にＩＮＤＥＸを１から３と振り、情報処理装置２０からレンズデータを書き込む際に、ＩＮＤＥＸ番号を指定して書き込んでもよい。書き込みが終了したら、レンズ取り付け部１２１に装着されたレンズに対応するＩＮＤＥＸ番号を情報処理装置２０から指定してもよい。レンズ１２Ｄが、現在装着されているものとは異なるものに交換された際に、交換されたレンズ（当該レンズがズームレンズであれば当該レンズのズーム位置）に対応した画角ＡＦＯＶと入射瞳位置ＬＩに変更し、演算部１５は、式（１６）又は式（１７）に基づく演算を行い、補正した距離Ｄｃｒを得る。
【0109】
また、さらに厳密に補正する場合、式（１６）又は式（１７）のＤａｂは、式（６）のようにレンズ入射瞳位置ＬＩからＴｏＦセンサ１３の受光面までの伝搬時間をＬｔから計算してもよい。Ｌｔは、式（２）に示したように、レンズ１２Ｄの厚さと、Ｌｋと、反射率Ｌｒから計算される。したがって、Ｌｋ及びＬｒも交換レンズの動的パラメータとして用いられることができる。
【0110】
［実施形態４のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、レンズ１２Ｄは、複数のレンズのうちいずれかが装着される交換式レンズであってもよい。レンズ制御部３１は、レンズ識別情報取得部（不図示）を更に備えることにより、装着されているレンズ１２Ｄを識別する。レンズ識別情報取得部は、電子接点を介してレンズ１２Ｄからレンズの識別情報を取得してもよいし、ユーザの操作によりレンズの識別情報を取得してもよい。レンズ情報記憶部（画角情報記憶部）３３Ｄは、交換レンズである複数のレンズ１２Ｄそれぞれについて、焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角ＡＦＯＶ及び入射瞳位置ＬＩとを対応付けて記憶する。演算部１５は、レンズ識別情報取得部により取得されたレンズ識別情報に基づき識別されるレンズの焦点距離に応じた画角ＡＦＯＶ及び入射瞳位置ＬＩをレンズ情報記憶部３３Ｄから取得し、取得した画角に基づいて、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。したがって、本実施形態によれば、レンズ１２Ｄが交換レンズであり、異なるレンズに交換された場合であっても、精度よく対象物までの距離を測定することができる。
以上説明した実施形態によれば、レンズ１２Ｄは、複数のレンズのうちいずれかが装着される交換式レンズであってもよい。レンズ制御部３１は、レンズ識別情報取得部（不図示）を更に備えることにより、装着されているレンズ１２Ｄを識別する。レンズ識別情報取得部は、電子接点を介してレンズ１２Ｄからレンズの識別情報を取得してもよいし、ユーザの操作によりレンズの識別情報を取得してもよい。レンズ情報記憶部（画角情報記憶部）３３Ｄは、交換レンズである複数のレンズ１２Ｄそれぞれについて、焦点距離と、当該焦点距離に応じた画角ＡＦＯＶ及び入射瞳位置ＬＩとを対応付けて記憶する。演算部１５は、レンズ識別情報取得部により取得されたレンズ識別情報に基づき識別されるレンズの焦点距離に応じた画角ＡＦＯＶ及び入射瞳位置ＬＩをレンズ情報記憶部３３Ｄから取得し、取得した画角に基づいて、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。したがって、本実施形態によれば、レンズ１２Ｄが交換レンズであり、異なるレンズに交換された場合であっても、精度よく対象物までの距離を測定することができる。
【0111】
［実施形態５］
次に、図１０から図１４を参照しながら、実施形態５について説明する。まず、実施形態５において解決しようとする課題について説明する。実施形態４において説明したように、本実施形態によれば種類が異なる複数のズームレンズを用いることが可能となる。ここで、ズームレンズは、レンズによりその本体の長さが互いに異なる。通常、ズームレンズは、構成するレンズの枚数が多いため、形状が長くなりがちであり、照射部１１をレンズ取り付け部１２１に固定した場合、照射部１１により照射された光が、レンズの鏡筒にぶつかってしまうといった問題があった。
次に、図１０から図１４を参照しながら、実施形態５について説明する。まず、実施形態５において解決しようとする課題について説明する。実施形態４において説明したように、本実施形態によれば種類が異なる複数のズームレンズを用いることが可能となる。ここで、ズームレンズは、レンズによりその本体の長さが互いに異なる。通常、ズームレンズは、構成するレンズの枚数が多いため、形状が長くなりがちであり、照射部１１をレンズ取り付け部１２１に固定した場合、照射部１１により照射された光が、レンズの鏡筒にぶつかってしまうといった問題があった。
【0112】
図１０は、実施形態５に係る距離情報取得装置が解決しようとする問題について説明するための図である。同図を参照しながら、実施形態５に係る距離情報取得装置１０Ｅが解決しようとする問題について詳細に説明する。図示するように、照射部から角度αの光を照射する場合、ズームレンズの種類によっては、照射角の中にレンズの鏡筒が入り込み、光を遮ってしまう場合がある。図示する一例では、位置Ｐにおいて照射角の中にレンズの鏡筒が入り込み、光を遮っている。このような場合、対象物ＯＢが照射角内に存在するにもかかわらず、光が当たらず、正しく測距できないといった問題があった。したがって、実施形態５においてはこのような問題を解決することを目的とする。
【0113】
図１１は、実施形態５に係る距離情報取得装置の構成について説明するための図である。同図を参照しながら、距離情報取得装置１０Ｅの構成の一例について説明する。距離情報取得装置１０Ｅの説明において、距離情報取得装置１０と同様の構成については、同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。距離情報取得装置１０Ｅは、照射部１１に代えて照射部１１Ｅを備え、レンズ１２に代えてレンズ１２Ｅを備える。レンズ１２Ｅ」は、鏡筒が光軸方向に長いレンズの一例である。照射部１１Ｅは、光軸方向（両向き矢印ＡＲとして示す方向）にスライド可能なよう構成される。照射部１１Ｅは、レンズ１２Ｅの光軸方向に移動することにより、照射部１１ＥとＴｏＦセンサ１３との間の距離が変化する。照射部１１Ｅを光軸方向にスライドさせる機構としては、例えば、ロッド１１１、止めネジ１１２及びレバー１１３を例示することができる。照射部１１Ｅは、図示するように、２本のロッド１１１により支えられる。照射部１１Ｅは、ロッド１１１に沿って光軸方向に移動させられる。照射部１１Ｅの位置は、止めネジ１１２及びレバー１１３により固定される。
【0114】
２本のロッド１１１には、寸法の目盛りが定規のように付されていてもよい。ユーザは、当該目盛りを参照することにより、照射部１１Ｅをどの程度移動させたかを把握することができる。当該目盛りは、例えばＴｏＦセンサ１３の受光面から照射部１１Ｅの照射面までの距離であってもよい。
【0115】
ここで、照射部１１Ｅを光軸方向に移動させる場合、フレキシブルケーブルＦＬが照射部１１Ｅの可動範囲を制限してしまうことが考えられる。したがってフレキシブルケーブルＦＬの長さは、照射部１１Ｅをロッド１１１により最前の位置（すなわちＴｏＦセンサ１３の受光面から最も離れた位置）に移動させたときに、引っ張られずに少し余裕のある程度の固定長とされることが好適である。
【0116】
図１２は、実施形態５に係る距離情報取得装置の機能構成について説明するための図である。同図を参照しながら、距離情報取得装置１０Ｅの機能構成について、さらに詳細に説明する。ユーザは、レンズ１２Ｅの光軸方向への長さに応じ、レンズ１２Ｅに照射部１１Ｅの光が遮られないような位置まで、照射部１１Ｅを矢印ＡＲ方向に移動させる。ユーザは、照射部１１Ｅを好適な位置に移動させた後、止めネジ１１２及びレバー１１３の操作により照射部１１Ｅの位置を固定する。ユーザは、照射部１１Ｅの位置を固定した後、ロッド１１１に付されている目盛りを読み取り、読み取った目盛りの値と、その時のレンズ１２Ｅの型番とを情報処理装置２０に入力する。
【0117】
情報処理装置２０は、レンズ１２ＥごとのＬＤ値を保存し、レンズ１２Ｅの型番とＬＤ値とを対応付けて保存する。情報処理装置２０は、入力された目盛りの値と、その時のレンズ１２Ｅの型番とに基づき、ＬＤの長さを把握する。レンズ１２Ｅの型番と、レンズ１２Ｅに対応するＬＤ値は、例えば図１３に示すように情報処理装置２０の表示部（不図示）に表示される。ユーザは、例えばラジオボタン（図中左列）で選択できるようにしてもよい。図１２に戻り、情報処理装置２０は、選択されたレンズのＬＤ値を、演算部１５に出力する。演算部１５は、情報処理装置２０から取得したＬＤ値を動的パラメータとして、式（１６）又は式（１７）に代入することにより補正した距離Ｄｃｒを得る。換言すれば、演算部１５は、情報処理装置２０から取得した照射部１１ＥとＴｏＦセンサ１３との間の距離に基づいて、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。
【0118】
なお、上述した一例は、情報処理装置２０上に、レンズ１２ＥごとのＬＤ値を保存したが、当該ＬＤ値は、距離情報取得装置１０Ｅが備えるＥＥＰＲＯＭ（不図示）等のメモリに記憶されていてもよい。この場合、情報処理装置２０や距離情報取得装置１０Ｅのメニュー画面から図１３に示したような選択がされるように構成してもよい。
【0119】
図１４は、実施形態５に係る距離情報取得装置の変形例の構成について説明するための図である。同図を参照しながら、距離情報取得装置１０Ｅの変形例の構成について説明する。距離情報取得装置１０Ｅの変形例においては、照射ユニット１１４を備える点において距離情報取得装置１０Ｅとは異なる。距離情報取得装置１０Ｅの変形例は、複数の照射部１１Ｅを備える場合の一例である。この場合、複数の照射部１１Ｅは、照射ユニット１１４に備えられる。図示する一例では、複数の照射部１１Ｅの一例として、照射部１１Ｅ－１乃至照射部１１Ｅ－４が備えられる。照射部１１Ｅ－１乃至照射部１１Ｅ－４は、例えばレンズ１２Ｅの光軸を中心として上下左右に配置される。照射ユニット１１４としてレンズを囲む部材がスライドすることにより、照射部１１Ｅが単体でスライドすることにより生じる撓みのような問題も解決することができる。上下左右配置で傾きが抑えられる場合でも、測距対象となる対象物が必ずしも光軸中央に存在するとは限らない。対象物が光軸中央に存在しない場合、照射部から照射され対象物に反射するまでの距離と、対象物に反射してから受光部に入射するまでの距離とは、異なり、これを式（１６）又は式（１７）により補正することができる。
【0120】
［実施形態５のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、照射部１１Ｅは、レンズ１２Ｅの光軸方向に移動することにより、照射部１１Ｅの照射面とＴｏＦセンサ１３の受光面との間の距離が変化する。演算部１５は、変化する照射部１１Ｅの照射面とＴｏＦセンサ１３の受光面との間の距離に基づいて、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。したがって、本実施形態によれば、交換レンズとして鏡筒の長いレンズ１２Ｅが装着された場合であっても、照射部１１Ｅをスライドさせることにより、照射部１１Ｅの照射角をレンズ１２Ｅが遮るといった問題を解決することができ、精度よく対象物ＯＢまでの距離を測定することができる。
以上説明した実施形態によれば、照射部１１Ｅは、レンズ１２Ｅの光軸方向に移動することにより、照射部１１Ｅの照射面とＴｏＦセンサ１３の受光面との間の距離が変化する。演算部１５は、変化する照射部１１Ｅの照射面とＴｏＦセンサ１３の受光面との間の距離に基づいて、対象物ＯＢまでの距離情報を演算する。したがって、本実施形態によれば、交換レンズとして鏡筒の長いレンズ１２Ｅが装着された場合であっても、照射部１１Ｅをスライドさせることにより、照射部１１Ｅの照射角をレンズ１２Ｅが遮るといった問題を解決することができ、精度よく対象物ＯＢまでの距離を測定することができる。
【0121】
［実施形態６］
次に、図１５及び図１６を参照しながら、実施形態６について説明する。実施形態６は、更にＲＧＢ画像を取得可能とした場合の実施形態である。本実施形態によれば、ＴｏＦセンサ１３と、ＲＧＢセンサ１８とが、略同一の光軸上に配置される。
次に、図１５及び図１６を参照しながら、実施形態６について説明する。実施形態６は、更にＲＧＢ画像を取得可能とした場合の実施形態である。本実施形態によれば、ＴｏＦセンサ１３と、ＲＧＢセンサ１８とが、略同一の光軸上に配置される。
【0122】
図１５は、実施形態６に係る距離情報取得装置の機能構成について説明するための図である。同図を参照しながら、距離情報取得装置１０Ｆの機能構成について説明する。同図に示す距離情報取得システム１Ｆは、距離情報取得システム１Ｄの変形例である。距離情報取得システム１Ｆは、距離情報取得装置１０Ｄに代えて距離情報取得装置１０Ｆを備える点において距離情報取得システム１Ｄとは異なる。距離情報取得装置１０Ｆは、プリズム１６と、可視光反射ダイクロイック膜１７と、ＲＧＢセンサ１８と、ＲＧＢ処理部１９とを更に備える点において距離情報取得装置１０Ｄとは異なる。距離情報取得システム１Ｆの説明において、距離情報取得システム１Ｄと同様の構成については同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。
【0123】
プリズム１６は、レンズ取り付け部１２１とＴｏＦセンサ１３との間に備えられる。プリズム１６には、レンズ１２Ｄからの光が入射する。プリズム１６に入射した光は、ＴｏＦセンサ１３又はＲＧＢセンサ１８のいずれかに射出する。
【0124】
可視光反射ダイクロイック膜１７は、可視光を反射し、近赤外域以上の波長光（すなわち、赤外光）を透過する。プリズム１６に入射した光のうち可視光は、可視光反射ダイクロイック膜１７により、ＲＧＢセンサ１８が備えられた方向に反射し、ＲＧＢセンサ１８に入射する。プリズム１６に入射した光のうち赤外光は、可視光反射ダイクロイック膜１７を透過しＴｏＦセンサ１３に入射する。ここで、可視光と、赤外光とは、レンズ１２Ｄと可視光反射ダイクロイック膜１７との間で、略同一の光軸上を通る。
【0125】
図１６は、実施形態６に係る可視光反射ダイクロイック膜の反射分光特性の一例を示す図である。ここで、可視光反射ダイクロイック膜１７の反射分光特性の一例について説明する。同図の横軸は、波長［ｎｍ（ナノメートル）］を示し、縦軸は当該波長に対応する反射率［％］を示す。図示するように、可視光反射ダイクロイック膜１７は、波長が約７００［ｎｍ］以下の場合、略１００［％］の反射率を有し、波長が約７００［ｎｍ］以上の場合、略０［％］の反射率を有する。すなわち可視光反射ダイクロイック膜１７に入射した光のうち波長が約７００［ｎｍ］以下の光（例えば可視光）は反射し、波長が約７００［ｎｍ］以上の光（例えば赤外光）は透過する。
【0126】
図１５に戻り、ＲＧＢ画像の生成を行うＲＧＢセンサ１８及びＲＧＢ処理部１９の構成について説明する。
【0127】
ＲＧＢセンサ１８は、二次元配列された複数の画素を含み、各画素は可視光を受光する。ＲＧＢセンサ１８は、具体的には、ＲＧＢ各色画素がベイヤー配列により配置されたイメージセンサであってもよい。ＲＧＢセンサ１８が備える各画素は、それぞれ受光した光の強度に関する情報をＲＧＢ処理部１９に出力する。
【0128】
ＲＧＢ処理部１９は、ＲＧＢセンサ１８から、二次元配列された各画素における光の強度に関する情報を取得する。ＲＧＢ処理部１９は、取得した情報に基づき、ＲＧＢ画像を生成する。ＲＧＢ処理部１９は、生成したＲＧＢ画像を情報処理装置２０に出力する。
【0129】
ここで、レンズの入射瞳位置とＴｏＦセンサ１３の受光面までの距離をＬＩとする。また、プリズム１６の入射端からＴｏＦセンサ１３への射出端までの距離をＰＩとする。この場合、式（１６）におけるＬｔの算出部分は、式（２）に代えて下の式（１８）に置き換えられる。
【0130】
Ｌｔ＝（ＬＩ－Ｌｋ－ＰＩ）／Ｃ＋Ｌｋ／Ｃ×Ｌｒ＋ＰＩ／Ｃ×Ｌｐ・・・（１８）
【0131】
ここで、Ｌｋはレンズ１２Ｄの内部にあるガラスの総合的な厚さ、Ｌｒはレンズ１２Ｄの内部にあるガラスの反射率、ＰＩはプリズム１６の光路長、Ｌｐはプリズム１６の材質による反射率を示す。
【0132】
距離情報取得装置１０Ｆにおける補正演算部１５３は、式（１８）により求められるＬｔを、式（１６）又は式（１７）に入力するＤａｂの算出に用いることにより、補正された距離Ｄｃｒを得ることができる。
【0133】
［実施形態６のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、更にプリズム１６、可視光反射ダイクロイック膜１７、ＲＧＢセンサ１８及びＲＧＢ処理部１９を備えることによりＲＧＢ画像を取得可能とする。レンズ１２Ｄに入射した光のうち、ＲＧＢ画像を生成するための可視光と、距離画像を生成するための赤外光とは、同一光軸上を通る。本実施形態によれば、式（１８）を適用して補正演算を行うことにより、プリズム１６を用いた場合であっても、精度よく対象物ＯＢまでの距離を測定することができる。したがって、本実施形態によれば、距離空間とＲＧＢ空間における光軸ずれが極めて少なく、後処理における距離データとＲＧＢデータとの画像の合成、例えばＲＧＢ情報を持った点群データ生成の時に、複雑な位置合わせ処理をしなくて済む。よって、本実施形態によれば、後処理における距離データとＲＧＢデータとの画像の複雑な位置合わせ処理に要する時間を大幅に減らすことができる。
以上説明した実施形態によれば、更にプリズム１６、可視光反射ダイクロイック膜１７、ＲＧＢセンサ１８及びＲＧＢ処理部１９を備えることによりＲＧＢ画像を取得可能とする。レンズ１２Ｄに入射した光のうち、ＲＧＢ画像を生成するための可視光と、距離画像を生成するための赤外光とは、同一光軸上を通る。本実施形態によれば、式（１８）を適用して補正演算を行うことにより、プリズム１６を用いた場合であっても、精度よく対象物ＯＢまでの距離を測定することができる。したがって、本実施形態によれば、距離空間とＲＧＢ空間における光軸ずれが極めて少なく、後処理における距離データとＲＧＢデータとの画像の合成、例えばＲＧＢ情報を持った点群データ生成の時に、複雑な位置合わせ処理をしなくて済む。よって、本実施形態によれば、後処理における距離データとＲＧＢデータとの画像の複雑な位置合わせ処理に要する時間を大幅に減らすことができる。
【0134】
［実施形態７］
次に、図１７を参照しながら、実施形態７について説明する。ＴｏＦ方式による距離測定では、測定距離に応じて、必要とされる光の強度が異なる。測定対象となる距離が短ければ１つの照射部１１で足りるが、測定対象となる距離が長い場合は測定対象となる距離の長さに応じて複数の照射部１１が必要となる場合がある。そこで、実施形態７においては、複数の照射部１１を備える場合における補正演算について説明する。
次に、図１７を参照しながら、実施形態７について説明する。ＴｏＦ方式による距離測定では、測定距離に応じて、必要とされる光の強度が異なる。測定対象となる距離が短ければ１つの照射部１１で足りるが、測定対象となる距離が長い場合は測定対象となる距離の長さに応じて複数の照射部１１が必要となる場合がある。そこで、実施形態７においては、複数の照射部１１を備える場合における補正演算について説明する。
【0135】
図１７は、実施形態７に係る距離情報取得装置１０が備えるレンズと照射部の配置の一例を示す図である。図示する一例では、照射部１１として照射部１１－１乃至照射部１１－４が用いられている。照射部１１－１乃至照射部１１－４は、２列で光軸ＯＡの上側に並べられて配置される。各列２つの照射部１１の水平方向の間隔をＳＨ、垂直方向の間隔をＳＶとして記載する。
【0136】
この場合、補正演算部１５３は、複数の照射部１１の位置の中点座標を用いて、式（１６）のｄｖ及びｄｈを設定する。図示する一例では、水平、垂直の間隔の中心のＳＨ／２とＳＶ／２の位置の交点Ｃを、４つの照射部１１の中点座標として、式（１６）のｄｖ及びｄｈが設定される。
【0137】
［実施形態７のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、複数の照射部１１が用いられる。補正演算部１５３は、複数の照射部の中心点を、照射部１１の位置とみなし、その中心点と光軸ＯＡとの間隔をｄｖ及びｄｈとして用いる。したがって、本実施形態によれば、複数の照射部１１を用いる場合であっても、容易な演算により、補正演算を行うことができる。
以上説明した実施形態によれば、複数の照射部１１が用いられる。補正演算部１５３は、複数の照射部の中心点を、照射部１１の位置とみなし、その中心点と光軸ＯＡとの間隔をｄｖ及びｄｈとして用いる。したがって、本実施形態によれば、複数の照射部１１を用いる場合であっても、容易な演算により、補正演算を行うことができる。
【0138】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。また、上述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0139】
１…距離情報取得システム、１０…距離情報取得装置、１１…照射部、１１１…ロッド、１１２…止めネジ、１１３…レバー、１１４…照射ユニット、１２…レンズ、１２１レンズ取り付け部、１３…ＴｏＦセンサ、１４…測距部、１５…演算部、１５１…距離値取得部、１５２…記憶部、１５３…補正演算部、１６…プリズム、１７…可視光反射ダイクロイック膜、１８…ＲＧＢセンサ、１９…ＲＧＢ処理部、２０…情報処理装置、３１…レンズ制御部、３３…レンズ情報記憶部、ＰＭ…静的パラメータ、Ｆ…演算式、ＬＰ…発光パルス、ＯＢ…対象物、ＷＣ…ホワイトチャート、ＯＡ…光軸、ＳＢ１…第１基板、ＳＢ２…第２基板、ＦＬ…フレキシブルケーブル、ＤＩ…距離画像、９…ＴｏＦカメラシステム、９０…ＴｏＦカメラ装置、９１…照射部、９２…レンズ、９３…ＴｏＦセンサ、９４…測距部、９５…情報処理装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】