特開 2025-106401 電子メガネ

(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】P2025106401

(43)【公開日】2025-07-15

(54)【発明の名称】電子メガネ

(51)【国際特許分類】

   G02C 7/06 20060101AFI20250708BHJP

   G02B 3/14 20060101ALI20250708BHJP

   G02C 7/08 20060101ALI20250708BHJP

   G01S 17/89 20200101ALN20250708BHJP

【ＦＩ】

G02C7/06

G02B3/14

G02C7/08

G01S17/89

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2025062254

(22)【出願日】2025-04-04

(62)【分割の表示】P 2022567969の分割

【原出願日】2020-12-10

(71)【出願人】

【識別番号】000005810

【氏名又は名称】マクセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川前 治

(72)【発明者】

【氏名】中出 眞弓

(72)【発明者】

【氏名】秋山 仁

(57)【要約】

【課題】機器の利用シーンによらず、幅広い範囲の距離を高精度に計測可能な技術を提供する。
【解決手段】電圧を印加することにより、遠視用屈折率から近視用屈折率に屈折率が変更される可変焦点レンズを備える電子メガネであって、可変焦点レンズに対する電圧の印加を制御する制御装置と、可変焦点レンズからの距離が予め定めた閾値未満の近距離範囲を測距し、当該近距離範囲内に含まれる対象物までの距離を測距値として出力する近距離センサと、を備え、制御装置は、近距離センサが測距値を出力した場合、可変焦点レンズに電圧を印加する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電圧を印加することにより、遠視用屈折率から近視用屈折率に屈折率が変更される可変焦点レンズを備える電子メガネであって、
前記可変焦点レンズに対する電圧の印加を制御する制御装置と、
前記可変焦点レンズからの距離が予め定めた閾値未満の近距離範囲を測距し、当該近距離範囲内に含まれる対象物までの距離を測距値として出力する近距離センサと、を備え、
前記制御装置は、前記近距離センサが前記測距値を出力した場合、前記可変焦点レンズに電圧を印加すること
を特徴とする電子メガネ。

【請求項2】

請求項１に記載の電子メガネであって、
前記近距離センサは、その測距方向が前記電子メガネの正面方向に対し所定角度下方になるように設置されており、
前記制御装置は、前記近距離センサが前記測距値を出力した場合、前記測距値に応じて前記可変焦点レンズに電圧を印加すること
を特徴とする電子メガネ。

【請求項3】

請求項２に記載の電子メガネであって、
前記可変焦点レンズは、電圧を印加した場合、屈折率が小さくなり、電圧を印加しない場合、屈折率が大きくなるよう設定されること
を特徴とする電子メガネ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測距センサを備えた電子メガネに関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォンに代表される携帯型の情報処理端末（携帯情報処理端末、携帯端末）には、同じ面に複数のカメラを搭載するものがある。例えば、広角カメラと超広角カメラとである。各カメラで撮影された画像を用いて、現実世界に視覚情報を重畳表示させるＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ；拡張現実）処理等がなされる。このようなＡＲ処理には、高精度な距離測定が必須である。

【0003】

測距センサには、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）やＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）と呼ばれる技術がある。例えば、特許文献１には、自動車等の乗り物に、複数の同種のＬｉＤＡＲを搭載する技術が開示されている。

【0004】

また、携帯端末において、測距センサは、ジェスチャ指示を認識するためにも用いられる。例えば、特許文献２には、頭部装着型の画像表示装置において、眼鏡部分の中央部に測距センサを設置し、測距する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－０７２３２２号公報

【特許文献2】特開２０１９－１２９３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示の技術では、複数の同種のＬＩＤＡＲを備える。しかしながら、ＬＩＤＡＲは、使用するセンサや方式等により、測定範囲が限定される。自動車等のような、測距範囲や、得られた距離値の利用シーンが略限られる場合は問題ない。しかしながら、携帯端末等では、ユーザの用い方が千差万別である。このような場合、対象物までの距離によっては、正確な計測ができない。さらに、携帯端末等では、装置のサイズ、重量に制約があり、複雑な構成のセンサや大型のセンサは搭載できない。

【0007】

本発明は上記の点を鑑みてなされたものであり、その目的は、機器の利用シーンによらず、幅広い範囲の距離を高精度に計測する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、電圧を印加することにより、遠視用屈折率から近視用屈折率に屈折率が変更される可変焦点レンズを備える電子メガネであって、前記可変焦点レンズに対する電圧の印加を制御する制御装置と、前記可変焦点レンズからの距離が予め定めた閾値未満の近距離範囲を測距し、当該近距離範囲内に含まれる対象物までの距離を測距値として出力する近距離センサと、を備え、前記制御装置は、前記近距離センサが前記測距値を出力した場合、前記可変焦点レンズに電圧を印加することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、機器の利用シーンによらず、幅広い範囲の距離を高精度に計測できる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、第一実施形態のスマートフォンの裏面図、正面図、および側面図である。

【図2】第一実施形態のスマートフォンのハードウェア構成図である。

【図3】第一実施形態のスマートフォンの機能ブロック図である。

【図4】（ａ）～（ｄ）は、第一実施形態の距離センサの測距範囲および測距領域と、カメラの撮影距離および撮影視野との関係を説明するための説明図である。

【図5】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、ダイレクトＴＯＦ方式およびインダイレクトＴＯＦ方式を説明するための説明図である。

【図6】（ａ）～（ｄ）は、ＭＥＭＳ素子を用いるＬｉＤＡＲの測距原理を説明するための説明図である。

【図7】第一実施形態の測距処理のフローチャートである。

【図8】第一実施形態の変形例の測距処理のフローチャートである。

【図9】（ａ）は、第一実施形態の変形例のスマートフォンの側面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、第一実施形態の他の変形例のスマートフォンの裏面図および側面図である。

【図10】パターン発光方式のＬｉＤＡＲの原理を説明するための説明図である。

【図11】（ａ）および（ｂ）は、第一実施形態の変形例を説明するための説明図である。

【図12】（ａ）～（ｃ）は、第一実施形態の変形例を説明するための説明図である。

【図13】（ａ）および（ｂ）は、第一実施形態の変形例を説明するための説明図である。

【図14】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第二実施形態のスマートフォンの裏面図、および側面図である。

【図15】第二実施形態のスマートフォンのハードウェア構成図である。

【図16】第二実施形態のスマートフォンの機能ブロック図である。

【図17】（ａ）および（ｂ）は、第二実施形態の走査範囲を説明するための説明図である。

【図18】第二実施形態の測距処理のフローチャートである。

【図19】（ａ）および（ｂ）は、第一実施形態および第二実施形態の変形例を説明するための説明図である。

【図20】（ａ）および（ｂ）は、第一実施形態および第二実施形態の変形例を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、図中で用いる符号は同一符号のものは同一機能や処理を示すものである。本実施例では、以下に示すような技術を提供することにより、高精度な距離測定を可能にする。この測距技術により、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ）の「９．産業と技術革新の基盤をつくろう」に貢献する。

【0012】

＜＜第一実施形態＞＞
本発明の第一実施形態を説明する。本実施形態では、同一面に、撮影距離の異なる複数のカメラを備える携帯端末を例にあげて説明する。以下、本実施形態では、携帯端末としてスマートフォンを例にあげて説明する。本実施形態のスマートフォンは、複数のカメラを備える面と同じ面に、測距可能な距離範囲（測距範囲）の異なる複数の距離センサを備える。そして、測距対象までの距離に応じて、これらの距離センサを使い分ける。

【0013】

まず、本実施形態の概要と、スマートフォン１００の外観を説明する。図１（ａ）は、スマートフォン１００の裏面（背面）図であり、図１（ｂ）は、前面（正面）図であり、図１（ｃ）は、側面図である。ここでは、本実施形態に関連する構成に主眼をおいて説明する。

【0014】

スマートフォン１００は、スマートフォン１００の各部を内部に納めるケース１０９を備える。なお、以下の説明において、上下方向、左右方向は、図示する通りである。

【0015】

図１（ａ）に示すように、スマートフォン１００は、裏面側に、第一カメラ１３５と、第二カメラ１３６と、第一距離センサ１５５と、第二距離センサ１５６と、を備える。また、図１（ｂ）に示すように、表面側に、ディスプレイ１３１と、操作キー１２１等を備える。ここでは、第一カメラ１３５の撮影範囲（撮影視野１３５ｖ）を、破線で示す。

【0016】

なお、ディスプレイ１３１は、液晶パネル等の表示装置とタッチパッド等の位置入力装置を組み合わせたタッチスクリーンである。また、第一カメラ１３５および第二カメラ１３６のファインダとしても機能する。

【0017】

また、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、第一距離センサ１５５は、第一カメラ１３５と、第二距離センサ１５６は、第二カメラ１３６と、それぞれ、略スマートフォン１００の長手方向（上下方向）の同じ位置に配置される。

【0018】

第一距離センサ１５５は、中距離を測距範囲とする中距離センサである。また、第二距離センサ１５６は、近距離を測距範囲とする近距離センサである。図１（ｃ）を用いて、第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６の測距範囲を説明する。

【0019】

本図に示すように、本実施形態の中距離センサ（第一距離センサ１５５）の測距中心の方向（測距方向１５５ｃ）は、第一カメラ１３５の光軸方向と、近距離センサ（第二距離センサ１５６）の測距方向１５６ｃは、第二カメラ１３６の光軸方向と、それぞれ同方向に設置される。これにより、各カメラで取得した画像内の対象物までの距離を精度よく取得できる。

【0020】

［ハードウェア構成］
次に、本実施形態のスマートフォン１００のハードウェア構成を説明する。図２は、本実施形態のスマートフォン１００のハードウェア構成図である。

【0021】

本図に示すように、スマートフォン１００は、メインプロセッサ１０１と、システムバス１０２と、記憶装置１１０と、操作装置１２０と、画像処理装置１３０と、音声処理装置１４０と、センサ１５０と、通信装置１６０と、拡張インタフェース（Ｉ／Ｆ）１７０と、タイマ１８０と、を備える。

【0022】

メインプロセッサ１０１は、所定のプログラムに従ってスマートフォン１００全体を制御する主制御部である。メインプロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｏｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）またはマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）で実現される。メインプロセッサ１０１は、タイマ１８０が計測し、出力するクロック信号に従って、処理を行う。

【0023】

システムバス１０２は、メインプロセッサ１０１とスマートフォン１００内の各部との間でデータ送受信を行うためのデータ通信路である。

【0024】

記憶装置１１０は、メインプロセッサ１０１による処理に必要なデータ、処理により生成されたデータ等を記憶する。記憶装置１１０は、ＲＡＭ１０３とＲＯＭ１０４とフラッシュメモリ１０５とを備える。

【0025】

ＲＡＭ１０３は、基本動作プログラムやその他のアプリケーションプログラム実行時のプログラム領域である。また、ＲＡＭ１０３は、各種アプリケーションプログラム実行時に、必要に応じてデータを一時的に保持する一時記憶領域である。ＲＡＭ１０３は、メインプロセッサ１０１と一体構成であっても良い。

【0026】

ＲＯＭ１０４およびフラッシュメモリ１０５は、スマートフォン１００の各動作設定値やスマートフォン１００の使用者の情報等を記憶する。これらは、スマートフォン１００で撮影した静止画像データや動画像データ等を記憶してもよい。また、スマートフォン１００は、アプリケーションサーバから、インターネットを介して、新規アプリケーションプログラムをダウンロードすることにより、機能拡張が可能であるものとする。この際、ダウンロードした新規アプリケーションプログラムは、これらに記憶される。メインプロセッサ１０１が、これらに記憶された新規アプリケーションプログラムをＲＡＭ１０３に展開し、実行することにより、スマートフォン１００は、多種の機能を実現できる。なお、これらの代わりにＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等のデバイスが用いられてもよい。

【0027】

操作装置１２０は、スマートフォン１００に対する操作指示の入力を受け付ける。本実施形態では、電源キー、音量キー、ホームキー等の操作キー１２１を備える。また、タッチパッドによる操作指示を受け付けるタッチセンサ１２２を備える。このタッチセンサ１２２は、タッチパネルとして後述のディスプレイ１３１に重ねて配置される。なお、本実施形態のスマートフォン１００は、必ずしも、これらの全ての操作装置１２０を備えなくてもよい。電源キーは、例えば、ケース１０９の上面、側面等に配置されてもよい。

【0028】

また、後述の拡張インタフェース１７０に接続したキーボード等を介して指示の入力を受け付けてもよい。また、有線通信または無線通信により接続された別体の情報処理端末機器を介してスマートフォン１００の操作を受け付けてもよい。

【0029】

画像処理装置１３０は、イメージ（ビデオ）プロセッサを備え、ディスプレイ１３１と、第一画像取得部である第一カメラ１３５と、第二画像取得部である第二カメラ１３６と、第三カメラ１３７と、を備える。第三カメラ１３７は、表面側に設けられる。

【0030】

ディスプレイ１３１は、例えば液晶パネル等の表示デバイスであり、イメージプロセッサで処理された画像データをスマートフォン１００の使用者に提示する。なお、携帯端末がヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ；ｈｅａｄ ｍｏｕｎｔｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ）である場合、ディスプレイ１３１は、透過型であってもよい。

【0031】

第一カメラ１３５、第二カメラ１３６および第三カメラ１３７で取得された画像は、イメージ（ビデオ）シグナルプロセッサまたはメインプロセッサ１０１で処理され、さらに、メインプロセッサ１０１等により生成されたオブジェクトが重畳され、ディスプレイ１３１に出力される。

【0032】

第一カメラ１３５および第二カメラ１３６は、スマートフォン１００の周囲の画像を取得する、背面カメラ（アウトカメラ）である。一方、第三カメラ１３７は、第一カメラ１３５および第二カメラ１３６とは異なる方向の画像を取得する。例えば、ユーザの顔や眼を撮影する、前面カメラ（インカメラ）である。なお、携帯端末が、ＨＭＤの場合、第三カメラ１３７は、例えば、視線検出センサとして機能する。

【0033】

音声処理装置１４０は、音声を処理するオーディオシグナルプロセッサを備え、音声出力部であるスピーカ１４１と、音声入力部であるマイク１４３と、を備える。スピーカ１４１は、例えば、ケース１０９の前面の、ディスプレイ１３１の上方中央および背面下部に配置される。ケース１０９の前面上部に配置されるスピーカ１４１は、モノラルスピーカであって、音声通話時に使用される。ケース１０９の背面下部に配置されるスピーカ１４１は、ステレオスピーカであって、動画再生時等に使用される。さらに、マイク１４３は、例えば、ケース１０９の下面に配置される。

【0034】

センサ１５０は、スマートフォン１００の状態を検出するためのセンサ群である。本実施形態では、上述の２つのセンサ（第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６）を含む距離センサ１５９と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信部１５１と、ジャイロセンサ１５２と、地磁気センサ１５３と、加速度センサ１５４と、を備える。これらのセンサ群により、スマートフォン１００の位置、動き、傾き、方角等を検出する。また、距離センサ１５９は、深度センサであり、スマートフォン１００から対象物までの距離情報を取得する測距装置である。以下、本明細書において、第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６を特に区別する必要がない場合は、距離センサ１５９で代表する。また、距離センサ１５９の詳細は、後述する。なお、その他のセンサを、さらに、備えていても良い。

【0035】

通信装置１６０は、通信処理を行うコミュニケーションプロセッサである。例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信部１６１、電話網通信部１６２と、ＢＴ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））通信部１６３と、を備える。ＬＡＮ通信部１６１はインターネットの無線通信用アクセスポイントと無線通信により接続してデータの送受信を行う。電話網通信部１６２は移動体電話通信網の基地局との無線通信により、電話通信（通話）およびデータの送受信を行う。ＢＴ通信部１６３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格により外部装置と通信を行うためのインタフェースである。ＬＡＮ通信部１６１、電話網通信部１６２、ＢＴ通信部１６３は、それぞれ符号化回路や復号回路、アンテナ等を備える。通信装置１６０は、さらに、赤外線通信部等を備えていても良い。

【0036】

拡張インタフェース１７０は、スマートフォン１００の機能を拡張するためのインタフェース群であり、本実施形態では、充電端子、映像／音声インタフェース、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェース、メモリインタフェース等を備える。映像／音声インタフェースは、外部映像／音声出力機器からの映像信号／音声信号の入力、外部映像／音声入力機器への映像信号／音声信号の出力、等を行う。ＵＳＢインタフェースはキーボードやその他のＵＳＢ機器の接続を行う。メモリインタフェースはメモリカードやその他のメモリ媒体を接続してデータの送受信を行う。ＵＳＢインタフェースは、例えば、ケース１０９の下面に配置される。

【0037】

その他、ケース１０９の背面に配置される指紋センサ、ケース１０９の前面、ディスプレイ１３１上方に配置されるＬＥＤ等を備えていてもよい。

【0038】

なお、図２に示すスマートフォン１００の構成例は、本実施形態に必須ではない構成も多数含んでいるが、これらが備えられていない構成であっても本実施形態の効果を損なうことはない。

【0039】

［機能ブロック］
次に、本実施形態のスマートフォン１００の機能構成について説明する。本実施形態のスマートフォン１００は、測距対象の距離に応じて、使用する距離センサ１５９を変える。本実施形態のスマートフォン１００の機能構成について、本実施形態に関連する構成に主眼をおいて説明する。

【0040】

図３は、本実施形態のスマートフォン１００の機能ブロック図である。本図に示すように、スマートフォン１００は、全体制御部２１１と、測距制御部２１２と、表示制御部２１８と、距離値データベース（ＤＢ）２１９と、を備える。測距制御部２１２は、距離センサ起動部２１３と、距離信号処理部２１４と、を備える。各機能は、メインプロセッサ１０１が、記憶装置１１０に記憶されたプログラムをＲＡＭ１０３にロードして実行することにより実現される。また、距離値ＤＢ２１９は、記憶装置１１０に記憶される。

【0041】

全体制御部２１１は、スマートフォン１００全体の動作を制御する。また、表示制御部２１８は、ディスプレイ１３１への表示を制御する。本実施形態では、測距制御部２１２の制御により得られる後述の距離値を用いて、表示を制御する。

【0042】

測距制御部２１２は、距離センサ１５９による測距を制御する。本実施形態では、第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６の起動および駆動を制御し、対象物までの距離として、距離値（測距値）を取得する。本実施形態では、距離センサ起動部２１３および距離信号処理部２１４を制御することにより、これを実現する。

【0043】

距離センサ起動部２１３は、第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６を起動させる。本実施形態では、スマートフォン１００の起動、あるいは、距離センサを起動させる指示をユーザから受け付けると、まず、中距離センサである第一距離センサ１５５を動作させる。そして、第一距離センサ１５５からＮＧ信号を受信した場合、第二距離センサ１５６を動作させる。ＮＧ信号については、後述する。

【0044】

距離信号処理部２１４は、第一距離センサ１５５または第二距離センサ１５６から受信したセンサ信号（距離値）が、ＮＧ信号でない場合、当該センサ信号を距離センサ１５９の測距値として出力する。また、距離信号処理部２１４は、距離値を、例えば、測定時間および２次元位置に対応づけて記憶装置１１０の距離値ＤＢ２１９に記憶する。

【0045】

［距離センサ］
ここで、第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６についてさらに説明する。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、第一距離センサ１５５は、第一カメラ１３５の撮影距離１３５ｄを測距可能な範囲（第一測距範囲１５５ｄ）とする。撮影距離、測距範囲には無限遠を含む。また、図４（ｂ）に示すように、第一カメラ１３５の撮影視野１３５ｖを含む第一測距領域１５５ｖを測距可能とする。図４（ｃ）に示すように、第二距離センサ１５６は、第二カメラ１３６の撮影距離１３６ｄを測距可能な範囲（第二測距範囲１５６ｄ）とする。また、図４（ｄ）に示すように、第二カメラ１３６の撮影視野１３６ｖを含む第二測距領域１５６ｖを測距可能とする。

【0046】

第一カメラ１３５の撮影視野１３５ｖと、第一距離センサ１５５の第一測距領域１５５ｖとは、予め対応付けられ、記憶装置１１０に記憶される。これにより、第一カメラ１３５の各画素位置に対応する対象物の距離値を算出できる。第二カメラ１３６と第二距離センサ１５６とについても同様である。

【0047】

これらを実現するため、本実施形態では、第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６として、ＴＯＦ方式のＬｉＤＡＲを用いる。ＴＯＦ方式のＬｉＤＡＲは、レーザ光源からレーザ光を出射し、対象物に反射した光を用いて、センサから対象物までの距離を測定する。

【0048】

第一距離センサ１５５の第一測距範囲１５５ｄは、スマートフォン１００から中程度の距離であり、例えば、スマートフォン１００から３０ｃｍから５ｍの範囲である。第一距離センサ１５５は、対象物が第一測距範囲１５５ｄ内の場合、第一距離センサ１５５と対象物との間の距離値を測距値として出力する。一方、対象物が第一測距範囲１５５ｄより近距離で計測できなかった場合、ＮＧ値を出力する。第一測距範囲１５５ｄより遠距離の場合は、５ｍ以上として計測できたとする。

【0049】

第一距離センサ１５５は、例えば、ダイレクトＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式のＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）で実現される。ダイレクトＴＯＦ方式は、パルスレーザ光を照射し、反射にかかった時間を観測する方式である。ダイレクトＴＯＦ方式によれば、屋内でも屋外でも通常５ｍ程度先の物体まで距離を測ることができる。

【0050】

図５（ａ）に、第一距離センサ１５５の概要を示す。本図に示すように、第一距離センサ１５５は、レーザ光を出射するレーザ光源を備える出射部３１０と、対象物３２９に反射したレーザ光を受光する受光素子を備える受光部３４０と、を備える。出射部３１０は、パルスレーザ光３５１を照射し、受光部３４０の受光素子で、対象物３２９による反射光３５２を受信する。第一距離センサ１５５では、このパルスの時間差から、パルスレーザ光が、往復に要する時間を算出し、距離を推定する。

【0051】

第二距離センサ１５６の第二測距範囲１５６ｄは、スマートフォン１００の周囲の近距離の範囲であり、例えば、スマートフォン１００から３０ｃｍ以内の範囲である。第二距離センサ１５６は、対象物が第二測距範囲１５６ｄ内の場合、第二距離センサ１５６と対象物との間の距離値を測距値として出力する。一方、対象物が第二測距範囲１５６ｄ外の場合、ＮＧ値を出力する。

【0052】

第二距離センサ１５６は、例えば、インダイレクトＴＯＦ方式のＬｉＤＡＲで実現される。インダイレクトＴＯＦ方式は、光の周波数の位相差を時間差に変換し、速度をかけ対象までの距離を計算する方式である。

【0053】

図５（ｂ）に第二距離センサ１５６の概要を示す。本図に示すように、第二距離センサ１５６は、レーザ光を出射する出射部３１０と、対象物３２９に反射したレーザ光を受光する受光部３４０と、を備える。第二距離センサ１５６では、出射部３１０から周期的なパルスを有するレーザ光（出射光３５３）を照射し、受光部３４０で反射光３５４を受信する。第二距離センサ１５６では、この出射光３５３と、反射光３５４との位相差から、距離を推定する。

【0054】

なお、第一距離センサ１５５、第二距離センサ１５６は、これらに限定されない。例えば、ミリ波レーダやカメラ画像から被写体の大きさを機械学習して距離を求める等、予め定めた測距範囲を測距可能な距離センサであればよい。

【0055】

上述のように、第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６は、それぞれ、予め定めた２次元の測距領域である第一測距領域１５５ｖおよび第二測距領域１５６ｖを測距する。以下、第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６として用いられるＬｉＤＡＲの、２次元の測距領域の測距手法の一例を図６（ａ）～図６（ｄ）を用いて説明する。

【0056】

図６（ａ）に示すように、ＬｉＤＡＲの出射部３１０は、レーザ光源３１１と、コリメートレンズ３１２と、集光レンズ３１３と、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子３１４と、を備える。受光側の素子及び光学部品は省略する。

【0057】

ＬｉＤＡＲは、レーザ光源３１１から出射される光を、コリメートレンズ３１２で平行光にし、集光レンズ３１３で集光する。その後、ＭＥＭＳミラー３３１にて第一軸と、第一軸に直交する方向に走査することにより、２次元の測距領域３２０の範囲内にある物体（対象物３２９）までの距離を検出する。

【0058】

ＭＥＭＳ素子３１４の構成を、図６（ｂ）を用いて説明する。ＭＥＭＳ素子３１４は、光を反射するＭＥＭＳミラー３３１と、ＭＥＭＳミラー３３１の外周に配置された内側コイル３３２と、内側トーションバー３３３と、外側コイル３３４と、外側トーションバー３３５と、を備える。

【0059】

外部に磁界をかけ、内側コイル３３２に電流を流すと、ＭＥＭＳミラー３３１を、図中のＡＡ方向に回転させるトルク（ローレンツ力）とともに、内側トーションバー３３３によるねじりばねの弾性力が反対方向に働き、ＭＥＭＳミラー３３１は、所定の角度範囲でＡＡ方向に振動する。また、外側コイル３３４に電流を流すと、内側コイル３３２とＭＥＭＳミラー３３１とを図中ＢＢ方向に回転させるトルクとともに、外側トーションバー３３５による弾性力が反対方向に働き、ＭＥＭＳミラー３３１は、所定の角度範囲でＢＢ方向に振動する。

【0060】

これにより、ＬｉＤＡＲは、図６（ｃ）に示すように、所定範囲の水平スキャン（図中ＡＡ方向）と所定範囲の垂直スキャン（図中ＢＢ方向）とを実現する。この間、所定の時間間隔で、距離値を算出することにより、図６（ｄ）に示すように、２次元の測距領域３２０に対応する範囲の各単位領域の距離値を得る。

【0061】

距離値の検出単位を、第一カメラ１３５および第二カメラ１３６の画素位置に対応づけておくことにより、これらの撮影装置で撮影した画像処理時に測距結果を効果的に用いることができる。

【0062】

この場合、例えば、第一カメラ１３５の撮影視野１３５ｖと第一測距領域１５５ｖとを対応づける第一データと、第二カメラ１３６の撮影視野１３６ｖと第二測距領域１５６ｖとを対応づける第二データとを予め記憶装置１１０に記憶しておく。そして、距離信号処理部２１４は、必要に応じて、第一カメラ１３５の各画素位置に対応する領域の距離値を算出し、第一カメラ１３５で取得した画像の、画素毎の距離値を得る。第二カメラ１３６で取得した画像についても同様とする。

【0063】

［処理の流れ］
次に、本実施形態の測距制御部２１２による測距処理の流れを説明する。図７は、本実施形態の測距処理の処理フローである。本処理は、例えば、ユーザから測距開始の指示を受け付けたこと、あるいは、スマートフォン１００が起動されたことを契機に開始される。また、本実施形態では、測距結果は、各カメラによる撮影結果とともに使用される。したがって、測距処理は、例えば、第一カメラ１３５または第二カメラ１３６の起動を契機に開始されてもよい。

【0064】

そして、本処理は、所定の時間間隔で繰り返し行われる。この時間間隔は、少なくとも測距領域３２０を１回走査する時間以上とする。

【0065】

以下、本実施形態では、中距離センサである第一距離センサ１５５を優先的に動作させる場合を例にあげて説明する。

【0066】

距離センサ起動部２１３は、第一距離センサ１５５の動作を開始させる（ステップＳ１１０１）。これにより、第一距離センサ１５５による測距が行われる（ステップＳ１１０２）。

【0067】

距離信号処理部２１４は、第一距離センサ１５５で距離を計測できたかを判別する（ステップＳ１１０３）。ここでは、第一距離センサ１５５から受信したセンサ信号が距離値であるかＮＧ信号であるかを判別する。本実施形態では、第一測距領域１５５ｖの測距が行われる。例えば、第一測距領域１５５ｖの、例えば中心の所定範囲等、予め定めた領域（判別領域）の測距結果を示すセンサ信号で判別する。例えば、この判別領域のセンサ信号が全てＮＧ値である場合、計測できないと判別する。判別基準は、予め定め、記憶装置１１０等に記憶しておく。

【0068】

計測できたと判別された場合（Ｓ１１０３；Ｙｅｓ）、距離信号処理部２１４は、センサ信号である距離値を取得時刻に対応づけて保存し（ステップＳ１１０４）、処理を終了する。なお、ＭＥＭＳ素子３１４の走査機構により、取得時刻から、第一測距領域１５５ｖの位置を特定する情報（位置情報）を特定できる。このため、第一測距領域の位置情報に対応づけて保存してもよい。

【0069】

一方、計測できていない場合（Ｓ１１０３；Ｎｏ）、距離センサ起動部２１３は、第一距離センサ１５５の動作を停止し、第二距離センサ１５６の動作を開始させる（ステップＳ１１０５）。これにより、第二距離センサ１５６による測距が行われる（ステップＳ１１０６）。

【0070】

距離信号処理部２１４は、第二距離センサ１５６で計測できたかを判別する（ステップＳ１１０７）。判別手法は、第一距離センサ１５５の場合と同様である。

【0071】

計測できたと判別された場合（Ｓ１１０７；Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１０４へ移行する。一方、計測できていない場合（Ｓ１１０７；Ｎｏ）、測距制御部２１２は、ＮＧ処理を行い（ステップＳ１１０８）、処理を終了する。なお、ＮＧ処理は、例えば、距離値計測不可を意味するメッセージ等をディスプレイ１３１に表示する、スピーカ１４１から予め定めた音声を出力する、等である。

【0072】

以上説明したように、本実施形態のスマートフォン１００は、第一測距範囲１５５ｄと、第一測距範囲１５５ｄとは異なる第二測距範囲１５６ｄとを測距可能な測距装置（距離センサ１５９）と、距離センサ１５９の測距結果から、対象物までの距離を決定し、測距値として出力する処理部（距離信号処理部２１４）と、を備える。

【0073】

これにより、スマートフォン１００のように、多様な使用の仕方が想定される機器において、一つの測距範囲によらず、機器の周囲を高精度に測距できる。すなわち、スマートフォン１００がどのような利用のされ方をしたとしても、精度よく、スマートフォン１００のカメラの撮影範囲の距離値を得ることができる。勿論、距離センサの切り替えに合わせて、第一カメラ１３５と第二カメラ１３６を切り替えてもよい。また、ユーザが使用するカメラを選択した場合には、その操作に応じて、第一距離センサ１５５と第二距離センサ１５６を切り替えても良い。

【0074】

また、第一測距範囲１５５ｄは、第一カメラ１３５の撮影距離１３５ｄを含み、第二測距範囲１５６ｄは、第二カメラ１３６の撮影距離１３６ｄを含む。したがって、本実施形態によれば、距離センサ１５９が搭載される機器（スマートフォン１００）が備えるカメラの全撮影範囲を、高精度に測距できる。

【0075】

そして、スマートフォン１００では、この得られた距離値を用いて、各種の処理を行うことができる。例えば、カメラ撮影時のフォーカス合わせを正確に行うことができ、また仮想現実表示を行うにあたり、現実空間の物体と仮想オブジェクトの前後関係を把握するオクルージョンを精度よく実行することができ、より自然な仮想現実表示を実現できる。本実施形態では、例えば、表示制御部２１８は、現実空間の物体と仮想オブジェクトとの前後関係を、前記距離値を用いて判定し、オクルージョン領域を特定して表示を行う。

【0076】

また、本実施形態のスマートフォン１００の距離センサ１５９は、第一測距範囲１５５ｄを測距し、測距値を得る第一距離センサ１５５と、第二測距範囲１５６ｄを測距し、測距値を得る第二距離センサ１５６と、を備える。そして、第一距離センサ１５５による測距値が得られない場合、第二距離センサ１５６を起動させる距離センサ起動部２１３、を備える。

【0077】

このように、本実施形態では、最初に、中距離センサである第一距離センサ１５５を起動させ、第一距離センサ１５５の測距範囲（第一測距範囲１５５ｄ）でない場合、第二距離センサ１５６を起動させる。スマートフォン１００の場合、一般に中距離センサの使用頻度が高いため、このように構成することで、不要な距離センサ１５９の発光装置等の無駄な使用を抑えられ、バッテリの消費を抑えることができる。

【0078】

また、本実施形態では、対応するカメラの光軸方向と、距離センサ１５９の測距方向とを合致させている。このため、距離センサ１５９で取得した距離値を、精度よく各カメラで取得した画素値と対応づけることができる。これにより、拡張現実の処理等の精度を高めることができる。

【0079】

なお、上記実施形態では、第一距離センサ１５５と第二距離センサ１５６とを、それぞれソフトウェアにより起動させることで、使用する距離センサを切り替えているが、これに限定されない。例えば、ハードウェア的に切り替えスイッチを備え、ソフトウェアにより当該切り替えスイッチに切り替え指示を出力することにより使用する距離センサを切り替えるよう構成してもよい。

【0080】

＜変形例１＞
上記実施形態では、まず、中距離センサである第一距離センサ１５５を起動させているが、これに限定されない。例えば、使用環境に応じて、近距離センサである第二距離センサ１５６を優先的に起動させてもよい。さらに、いずれを優先的に起動させるか、ユーザが決定可能な構成としてもよい。

【0081】

さらに、両距離センサを同時に起動させてもよい。この場合の処理フローを図８に示す。本処理の契機、実行頻度は、上記実施形態の測距処理と同様である。

【0082】

距離センサ起動部２１３は、第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６を起動させる（ステップＳ１２０１）。これにより、両距離センサにおいて、測距が行われる（ステップＳ１２０２）。

【0083】

距離信号処理部２１４は、いずれの距離センサの距離値を採用するかを決定する（ステップＳ１２０３）。ここでは、両距離センサから取得した、判別領域のセンサ信号で判別する。すなわち、判別領域のセンサ信号がＮＧ信号でない方の距離値を採用する。

【0084】

距離信号処理部２１４は、採用すると決定した方の距離センサから取得した距離値を、取得時刻に対応づけて保存し（ステップＳ１２０４）、処理を終了する。

【0085】

このように両センサを起動させ、処理を行うことにより、いずれの距離センサの測距結果を採用するかを決定する時点で既に両センサからセンサ信号を取得しているため、処理速度が速まる。

【0086】

＜変形例２＞
また、上記実施形態では、近距離センサである第二距離センサ１５６の測距方向１５６ｃを、第二カメラ１３６の光軸方向に合わせている。しかし、第二距離センサ１５６の測距方向１５６ｃは、これに限定されない。例えば、図９（ａ）に示すように、第二距離センサ１５６の測距方向１５６ｃを、下方に向けてもよい。すなわち、第二距離センサ１５６を、その測距方向１５６ｃが、鉛直方向に対し、所定角度θを有する方向に配置してもよい。

【0087】

携帯端末がスマートフォン１００である場合、近距離センサである第二距離センサ１５６で測距する範囲は、手元等、スマートフォン１００の下方であることが多い。また、近距離を撮影する第二カメラ１３６では、ＱＲコード（登録商標）を撮影することなどが多く、このＱＲコードを読み取るためには、最初にスマートフォン１００の中央部にＱＲコードを合わせてしまうことが多い。このため、第二距離センサ１５６の測距方向１５６ｃを下方に向けることにより、まずＱＲコードの距離を計測し、スマートフォン１００の上部に装着されたカメラの位置を合わせることで、精度よく近距離を測距できる。

【0088】

スマートフォン１００では、まず、距離センサ１５９で撮影対象までの距離を計測し、その結果に応じて、中距離を撮影する第一カメラ１３５を起動させるか、近距離を撮影する第二カメラ１３６を起動させるか決定することがある。本変形例のように構成することで、このような場合、スマートフォン１００を、略垂直な態様で保持した状態で、中距離、近距離を精度よく計測できる。そして、高精度な計測結果に基づいて、起動するカメラを決定できる。その結果、所望のカメラが起動する確率が高まり、スマートフォン１００の使い勝手が向上する。

【0089】

＜変形例３＞
また、第二距離センサ１５６の配置は、上記実施形態の位置に限定されない。例えば、図９（ｂ）に示すように、スマートフォン１００の下方に配置してもよい。本図では、スマートフォン１００の下部中央に配置する例を示す。上記のように、近距離センサで測距する範囲は、下方であることが多いため、より合理的である。

【0090】

さらに、このとき、図９（ｃ）に示すように、第二距離センサ１５６の測距方向１５６ｃは、下方に向けられてもよい。上記同様の理由で、使い勝手が向上する。

【0091】

＜変形例４＞
なお、上記実施形態では、距離センサ１５９に、ＭＥＭＳ方式のＬｉＤＡＲを用いる場合を例にあげて説明した。しかし、距離センサ１５９は、この方式に限定されない。例えば、パターン発光方式であってもよい。

【0092】

パターン発光方式の場合の距離センサ１５９の構成を図１０に示す。パターン発光方式の場合、距離センサ１５９は、レーザ光源３１１と、回折格子３６１と、を備える。コリメートレンズ等の部品は省略する。本方式の場合、回折格子３６１で、回折格子３６１に入射したレーザ光を回折し、様々な形状や照射パターン３６３に変える。そして、受光素子を有する受光部３４０では、発光した光が戻るまでの時間と照射パターン３６３のゆがみから、測距領域３２０の各点の距離を算出する。（図示しない）レンズや回折格子の位置の移動により照射パターンの広がり角度や、照射するレーザのパワーを切り替えることで、計測範囲を切り替えることが可能である。

【0093】

＜変形例５＞
なお、上記実施形態では、携帯端末がスマートフォン１００である場合を例に説明したが、携帯端末は、これに限定されない。例えば、ＨＭＤ１００ｈであってもよい。

【0094】

この場合の、第一距離センサ１５５および第二距離センサ１５６の配置例を、図１１（ａ）に示す。本図に示すように、例えば、第一距離センサ１５５は、レンズ（ディスプレイ）の上部フレームの、幅方向の端部に設置される。また、第二距離センサ１５６は、上部フレームの中央に設置される。

【0095】

この場合、第一距離センサ１５５の測距方向１５５ｃと、第二距離センサ１５６の測距方向１５６ｃとは同じであってもよい。また、図１１（ｂ）に示すように、第二距離センサ１５６の測距方向１５６ｃは、鉛直方向から所定角度傾いた、下方であってもよい。

【0096】

ＨＭＤ１００ｈの場合、測距方向は、略ユーザの視線方向となる。近距離を見る場合、ユーザの視線方向は下方となることが多い。このため、第二距離センサ１５６の測距方向１５６ｃを下方とすることで、より、ユーザの視線方向に沿った方向の距離を検出できる。

【0097】

なお、ＨＭＤ１００ｈであり、かつ、図１１（ｂ）に示すように第二距離センサ１５６の測距方向を下方に配置する構成の場合、ユーザの視線方向を検出し、それに応じて、使用する距離センサ１５９を決定または変更してもよい。

【0098】

視線検出には、例えば、インカメラである第三カメラ１３７の撮影結果を用いる。第三カメラ１３７でユーザの眼を撮影し、その画像を、従来手法で解析することにより、ユーザの視線方向を検出する。そして、ユーザの視線方向が第二距離センサ１５６の測距方向１５６ｃと、予め定めた範囲で合致する場合、第二距離センサ１５６の測距結果を測定値（距離値）として使用する。

【0099】

＜変形例６＞
なお、携帯端末がＨＭＤ１００ｈの場合、近距離センサである第二距離センサ１５６は、眼鏡のツル（テンプル）１０８に配置してもよい。この場合の配置態様を、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示す。これは、ジェスチャによる指示を検出するためである。

【0100】

例えば、図１２（ｃ）に示すように、ジェスチャ操作のｘｙｚ座標系を定義し、第二距離センサ１５６にて、第二測距領域１５６ｖ内の各単位領域の距離値を計測し、ジェスチャ操作を検出する。

【0101】

この場合のメニュー表示例を、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示す。ここでは、奥行き方向（ｘ軸方向）に表示されているかの如く、メニューが表示される。また、例えば、顔の横方向の前後（ｘ軸方向）に手を動かすことにより、メニューをスクロールすることができる。メニュー表示は、表示制御部２１８により制御される。

【0102】

例えば、ユーザの頭部横の中心位置に配置されたメニューが選択され、表示態様（例えば、色）が変わる。ユーザは、Ｚ軸の方向に手を近づける動作や、ＨＭＤ１００ｈが備えるタッチセンサに触れることで、選択することができる。ＨＭＤ１００ｈは、ユーザから選択の指示を受け付けると、その時点で頭部横の中心位置に表示されているメニューが選択されたものと判断し、処理を行う。

【0103】

これにより、ＨＭＤ１００ｈの操作としてのジェスチャを、側面で行うことができ、ジェスチャにより、視野を妨げることがなく、使い勝手を向上させることができる。また、上述のようなメニュー表示を新たなユーザインタフェースとして設けることにより、手の動きとの関連性の高い表示を実現でき、操作性が向上する。

【0104】

このとき、先の変形例のように、さらに、前方中央上部に近距離センサである第二距離センサ１５６を配置してもよい。

【0105】

＜＜第二実施形態＞＞
次に本発明の第二実施形態を説明する。第一実施形態のスマートフォン１００は、測距範囲の異なる複数の距離センサ１５９を備える。一方、本実施形態のスマートフォン１００は、測距範囲を可変な距離センサを備え、対象までの距離に応じて、測距範囲を切り替えて使用する。

【0106】

以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

【0107】

図１４（ａ）は、スマートフォン１００ａの裏面（背面）図であり、図１（ｂ）は、側面図である。ここでは、本実施形態に関連する構成に主眼をおいて説明する。

【0108】

図１４（ａ）に示すように、スマートフォン１００ａは、裏面側に、第一カメラ１３５と、第二カメラ１３６と、可変距離センサ１５７と、を備える。その他の外観構成は、第一実施形態と同様である。

【0109】

また、本実施形態では、図１４（ａ）に示すように、可変距離センサ１５７は、第一カメラ１３５と第二カメラ１３６との、スマートフォン１００ａの長手方向（上下方向）の中間位置に配置される。また、図１４（ｂ）に示すように、可変距離センサ１５７の測距方向１５７ｃは、カメラの光軸方向と同方向である。

【0110】

本実施形態のスマートフォン１００ａのハードウェア構成を図１５に示す。本図において、第一の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付す。本図に示すように、本実施形態のスマートフォン１００ａは、第一距離センサ１５５と第二距離センサ１５６との代わりに、距離センサ１５９として、可変距離センサ１５７を備える。

【0111】

可変距離センサ１５７は、メインプロセッサ１０１からの指示より、測距範囲を変更可能な距離センサである。本実施形態では、中距離を測距範囲（走査範囲を、図１４（ｂ）の１５７ｍで示す。）とする中距離センシング設定と、近距離を測距範囲（走査範囲を図１４（ｂ）の１５７ｓで示す。）とする近距離センシング設定との間で切り替え可能とする。中距離、近距離は、例えば、第一の実施形態同様、それぞれ、３０ｃｍ以上５ｍ以下、３０ｃｍ未満、とする。

【0112】

各設定において、可変距離センサ１５７は、対象物までの距離が設定された測距範囲内である場合、距離値を出力する。一方、対象物までの距離が設定範囲外である場合、距離値の代わりにＮＧ信号を出力する。

【0113】

図１６は、本実施形態のスマートフォン１００ａの、本実施形態に関連する機能の機能ブロック図である。本図に示すように、本実施形態のスマートフォン１００ａは、全体制御部２１１と、測距制御部２１２と、表示制御部２１８と、を備え、測距制御部２１２は、距離センサ起動部２１３と、測距範囲切替部２１５と、距離信号処理部２１４と、を備える。また、取得した距離値を記憶する距離値ＤＢ２１９を備える。第一実施形態と同名の構成は、第一実施形態と同じ機能を有するため、ここでは、説明を省略する。

【0114】

ただし、本実施形態の距離センサ起動部２１３は、可変距離センサ１５７を起動する。

【0115】

測距範囲切替部２１５は、可変距離センサ１５７の測距範囲を切り替える指示を、可変距離センサ１５７に対して出力する。

【0116】

本実施形態では、第一実施形態の距離センサ１５９同様、例えば、ＭＥＭＳ方式のＬｉＤＡＲを利用する。測距範囲は、例えば、レーザ光源３１１から出力するレーザ光のパワーを変更することにより切り替える。具体的には、近距離をセンシングする場合、中距離をセンシングする場合より、発光パワーを抑える。これは、近距離をセンシングする場合、光量が大きくなり、受光素子が飽和するためである。中距離をセンシングする際の発光パワーと、近距離をセンシングする際の発光パワーとは、予め定め、記憶装置１１０に記憶しておく。そして、測距範囲切替部２１５は、いずれかの発光パワーで発光するよう、可変距離センサ１５７（レーザ光源３１１）に出力指示を出す。

【0117】

なお、測距範囲は、例えば、走査範囲（１５７ｍ、１１５７ｓ）を変更することにより切り替えてもよい。具体的には、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すように、近距離をセンシングする場合、中距離をセンシングする場合より、走査範囲を広くする。具体的には、走査角（θｍ、θｓ）を変化させる。近距離では、対象物が大きく見えるため、できるだけ、走査範囲を広くする。上述のように、走査範囲は、ＭＥＭＳ素子３１４の内側コイル３３２および外側コイル３３４に流す電流の大きさにより変化する。中距離をセンシングする際の電流の大きさと、近距離をセンシングする際の電流の大きさを予め定めておく。そして、測距範囲切替部２１５は、いずれかの電流を流すよう、可変距離センサ１５７に指示を出す。

【0118】

次に、本実施形態の測距制御部２１２による測距処理の流れを説明する。図１８は、本実施形態の測距処理の処理フローである。本処理は、第一の実施形態と同じ契機で開始される。また、繰り返しの頻度も第一の実施形態と同様である。

【0119】

以下、本実施形態では、可変距離センサ１５７は、初期的に中距離センシング設定に設定されているものとする。

【0120】

距離センサ起動部２１３は、可変距離センサ１５７を起動し、動作を開始させる（ステップＳ２１０１）。これにより、中距離の距離計測（測距）が行われる（ステップＳ２１０２）。

【0121】

距離信号処理部２１４は、中距離センシング設定で距離を計測できたかを判別する（ステップＳ２１０３）。判別要領は、第一実施形態同様、測距領域３２０の所定範囲のセンサ信号が距離値であるかＮＧ値であるか否かで判別する。

【0122】

計測ができたと判別された場合（ステップＳ２１０３）、得られた距離値を保存し（ステップＳ２１０４）、処理を終了する。ここでは、第一実施形態同様、距離値と、取得時刻（または、測距領域３２０の位置情報）とに対応づけて保存する。

【0123】

一方、計測ができなかったと判別された場合（Ｓ２１０３；Ｎｏ）、測距範囲切替部２１５は、可変距離センサ１５７の測距範囲を切り替える。本実施形態では、近距離センシング設定に切り替える（ステップＳ２１０５）。これにより、近距離センシング設定で測距が行われる（ステップＳ２１０６）。

【0124】

そして、距離信号処理部２１４は、近距離センシング設定で距離を計測できたかを判別する（ステップＳ２１０７）。計測できていれば、測距範囲を中距離センシング設定に戻し（ステップＳ２１０９）、ステップＳ２１０４へ移行する。

【0125】

一方、計測できていない場合は、距離信号処理部２１４は、第一実施形態同様、ＮＧ処理を行い（ステップＳ２１０８）、処理を終了する。

【0126】

なお、上記実施形態では、近距離センシング設定で計測後、中距離センシング設定に戻しているが、この処理は行わなくてもよい。この場合、次回の計測は、近距離センシング設定で開始される。そして、上記ステップＳ２１０３でＮＧ値を得た場合、ステップＳ２１０５において、中距離センシング設定に切り替える。

【0127】

例えば、繰り返し間隔が短い場合等、測距対象は大きく変更されない。このような場合、前回と同じ測距範囲である可能性が高く、効率的に処理ができる。

【0128】

以上説明したように、本実施形態のスマートフォン１００ａは、第一の実施形態同様、スマートフォン１００ａの周囲を幅広く測距可能な距離センサ１５９を備える。また、その距離センサ１５９は、スマートフォン１００ａが備えるカメラの撮影距離、撮影視野に対応づけられた範囲、領域を測距可能である。このため、第一実施形態と同様の効果が得られる。

【0129】

さらに、本実施形態のスマートフォン１００ａの距離センサ１５９は、測距範囲を第一測距範囲１５５ｄと第二測距範囲１５６ｄとの間で切り替え可能な可変距離センサ１５７と、可変距離センサ１５７の測距範囲を切り替える測距範囲切替部２１５と、を備える。そして、測距範囲切替部２１５は、可変距離センサ１５７の測距範囲を第一測距範囲１５５ｄに設定して測距値が得られない場合、可変距離センサ１５７の測距範囲を第二測距範囲１５６ｄに切り替える。ここでは、中距離と近距離の２つのモードの切り替えで説明したが、より多段階で測距範囲を切り替えるようにしても良い。

【0130】

このように、本実施形態では、複数の測距範囲を計測可能な可変距離センサ１５７を備える。このため、本実施形態では、距離センサが１つでよいため、コストを抑えられる。また、スマートフォン１００ａ内での距離センサ１５９の配置の制約が少ない。

【0131】

本実施形態においても、第一実施形態同様、パターン発光方式のＬｉＤＡＲを用いてもよい。

【0132】

＜変形例７＞
なお、上記各実施形態および変形例において、同じ測距範囲で、解像度を変更してもよい。解像度は、発光パルスの速度を変えずに、ＭＥＭＳミラー３３１の回転速度を制御することで変化させることができる。例えば、図１９（ａ）は、通常の解像度のスキャンの様子を示し、図１９（ｂ）は、高解像度スキャンの様子を示す。これらの図に示すように、ＭＥＭＳミラー３３１の回転速度（振動速度）を遅くすればするほど、濃密なスキャンを行うことができ、高解像度化（高精細化）できる。

【0133】

例えば、対象物の凹凸が細かい時や、対象物が面形状ではなく、細い棒状のパーツで構成されたものである場合等は、測距制御部２１２は、高精細な走査、センシングを行うよう設定し、距離センサ１５９の動作を制御する。

【0134】

＜変形例８＞
なお、上記各実施形態および変形例では、距離センサ１５９は、測距範囲以外の場合は、ＮＧ値を出力することを前提としている。しかしながら、これに限定されない。例えば、測距範囲外の場合、測距範囲外であることを示すために、測距範囲の限界値を示すようにしてもよい。なお、各距離センサ１５９について、精度よく測距できる範囲を、測距範囲として予め定め、記憶装置等に記憶しておく。

【0135】

この場合、例えば、第一実施形態の例では、測距処理のステップＳ１１０３において、第一距離センサ１５５で得られた距離値が、第一距離センサ１５５の測距範囲の値であるか否かを判別する。そして、第一距離センサ１５５の測距範囲の値であれば、ステップＳ１１０４へ移行する。一方、第一距離センサ１５５の測距範囲外の値であれば、ステップＳ１１０５へ移行する。

【0136】

＜変形例９＞
また、上記各実施形態および変形例の距離センサ１５９は、可変焦点レンズを有する眼鏡（電子メガネ）に適用されてもよい。可変焦点レンズ５３０を有する電子メガネ５００は、例えば、国際公開２０１３／０８８６３０号（特許文献３）に記載されているように、レンズの一部に回折を行うための液晶パネル５１０と、液晶パネル５１０に印加する電圧を制御する制御装置５２０と、を備える。電子メガネの外観図を図２０（ａ）に示す。

【0137】

可変焦点レンズ５３０は、印加される電圧に応じて、屈折率が変わるレンズである。例えば、電圧を印加した場合、近視用屈折率（屈折率小）になり、電圧を印加しない場合、遠視用屈折率（屈折率大）となるよう設定される。

【0138】

図２０（ｂ）に示すように、この電子メガネ５００に上記実施形態または変形例の距離センサ１５９を取り付ける。距離センサ１５９は、例えば、電子メガネ５００のフレームの、可変焦点レンズ５３０の上部中央等に取り付ける。

【0139】

なお、第一実施形態の距離センサ１５９の場合、第一距離センサ１５５は、その測距方向を、電子メガネ５００の正面方向に向けて設置し、近距離を計測する第二距離センサ１５６は、その測距方向を、電子メガネ５００の正面方向に対し所定角度下方に向けて設置してもよい。

【0140】

制御装置５２０は、距離センサ１５９からの距離値に応じて、可変焦点レンズ５３０に印加する電圧を制御する。具体的には、予め定めた閾値未満の近距離範囲の距離値を受信した場合、可変焦点レンズ５３０に電圧を印加する。これにより、可変焦点レンズ５３０は、近視用屈折率になる。

【0141】

すなわち、距離センサ１５９により、ユーザの視線方向（距離センサ１５９の測距方向）の対象物までの距離を算出し、距離に応じて可変焦点レンズ５３０の屈折率を変化させる。

【0142】

上記特許文献３に開示の例では、各種のセンサを用いて、ユーザの頭部の傾きを検出し、例えば、本を読むために下を向いたことが検知された場合、電圧を印加し、近視用屈折率にする。従って、頭を傾けずに、近距離のものを見たりする場合は、近視用屈折率にはならない。逆に、階段を下りたりする際、頭を傾けて下を見ると、本来、遠視用屈折率であることが望ましい状況であっても、近視用屈折率に変更されてしまう。

【0143】

本変形例によれば、ユーザの視線方向にある対象物までの距離に応じて可変焦点レンズに電圧が印加されるため、このような不具合を回避でき、より、利便性が高い電子メガネ５００を提供できる。なお、ＡＲ表示機能等、上記変形例５のＨＭＤ１００ｈと同様の機能を、さらに、この電子メガネ５００に搭載してもよい。

【0144】

＜変形例１０＞
なお、上記各実施形態および変形例では、測距範囲が、中距離と近距離の２種である場合を例にあげて説明した。しかし、これに限定されない。３種以上の測距範囲であってもよい。この場合、第一実施形態では、測距範囲の段階数に応じた数の距離センサ１５９を備える。また、第二実施形態では、測距範囲の数に応じた段階で、測距範囲を変更可能とする。

【0145】

また、上記各実施形態および変形例では、距離センサ１５９の測距範囲および測距領域は、携帯端末が備えるカメラの撮影距離および撮影視野と対応づけられているが、これに限定されない。距離センサ１５９の測距範囲および測距領域は、カメラの撮影距離や撮影視野とは全く独立していてもよい。

【0146】

本発明は上記した実施形態および変形例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態および変形例は本発明を分かりやすく説明するために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、ある実施形態または変形例の構成の一部を他の実施形態や変形例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施形態または変形例の構成に他の実施形態または変形例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態または変形例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0147】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ部や、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【0148】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0149】

１００：スマートフォン、１００ａ：スマートフォン、１００ｈ：ＨＭＤ、１０１：メインプロセッサ、１０２：システムバス、１０３：ＲＡＭ、１０４：ＲＯＭ、１０５：フラッシュメモリ、１０９：ケース、１１０：記憶装置、１２０：操作装置、１２１：操作キー、１２２：タッチセンサ、１３０：画像処理装置、１３１：ディスプレイ、１３５：第一カメラ、１３５ｄ：撮影距離、１３５ｖ：撮影視野、１３６：第二カメラ、１３６ｄ：撮影距離、１３６ｖ：撮影視野、１３７：第三カメラ、１４０：音声処理装置、１４１：スピーカ、１４３：マイク、１５０：センサ、１５１：ＧＰＳ受信部、１５２：ジャイロセンサ、１５３：地磁気センサ、１５４：加速度センサ、１５５：第一距離センサ、１５５ｃ：測距方向、１５５ｄ：第一測距範囲、１５５ｖ：第一測距領域、１５６：第二距離センサ、１５６ｃ：測距方向、１５６ｄ：第二測距範囲、１５６ｖ：第二測距領域、１５７：可変距離センサ、１５７ｃ：測距方向、１５９：距離センサ、１６０：通信装置、１６１：ＬＡＮ通信部、１６２：電話網通信部、１６３：ＢＴ通信部、１７０：拡張インタフェース、１８０：タイマ、
２１１：全体制御部、２１２：測距制御部、２１３：距離センサ起動部、２１４：距離信号処理部、２１５：測距範囲切替部、２１８：表示制御部、２１９：距離値ＤＢ、
３１０：出射部、３１１：レーザ光源、３１２：コリメートレンズ、３１３：集光レンズ、３１４：ＭＥＭＳ素子、３２０：測距領域、３２９：対象物、３３１：ＭＥＭＳミラー、３３２：内側コイル、３３３：内側トーションバー、３３４：外側コイル、３３５：外側トーションバー、３４０：受光部、３５１：パルスレーザ光、３５２：反射光、３５３：出射光、３５４：反射光、３６１：回折格子、３６３：照射パターン、
５００：電子メガネ、５１０：液晶パネル、５２０：制御装置、５３０：可変焦点レンズ

【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】