特許 7401211 外光照度測定機能を備えた測距装置及び外光照度測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】外光照度測定機能を備えた測距装置及び外光照度測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/4915 20200101AFI20231212BHJP

   G01S 17/894 20200101ALI20231212BHJP

   G01S 7/497 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

G01S7/4915

G01S17/894

G01S7/497

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019117618

(22)【出願日】2019-06-25

(65)【公開番号】P2021004760

(43)【公開日】2021-01-14

【審査請求日】2022-04-08

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】中村 稔

(72)【発明者】

【氏名】高橋 祐輝

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 淳

【審査官】山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／１３２７６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００９８９３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－００２８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９８００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２５２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１４９９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５１０５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１６９４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６７１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００６３７７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８－ ７／５１

Ｇ０１Ｓ１７／００－１７／９５

Ｇ０１Ｃ ３／０６－ ３／０８

Ｇ０１Ｂ ９／００－１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体に照射する測定光を発光可能な発光部と、
前記測定光と同じ波長帯の光を透過する光学フィルタを介して前記物体から光を受光し、受光した前記光に応じた電荷を蓄積する受光部と、
前記測定光の発光タイミングに対して所定位相だけ遅延した複数のタイミングで、前記受光部に夫々蓄積された各電荷量に基づき、前記物体までの距離を算出する距離算出部と、
前記夫々蓄積された各電荷量と、前記物体の反射率とに基づき、前記光学フィルタの分光感度において前記物体を照らす外光照度を算出する外光照度算出部と、
を備える、測距装置。

【請求項2】

前記光学フィルタを透過する光が近赤外光である、請求項１に記載の測距装置。

【請求項3】

前記物体の反射率は、算出した前記物体までの距離と、前記各電荷量から求めた測定光の反射輝度と、に基づき算出される、請求項１又は２に記載の測距装置。

【請求項4】

前記物体の反射率は既知である、請求項１又は２に記載の測距装置。

【請求項5】

前記外光照度は、前記各電荷量から求めた外光の反射輝度と、前記物体の反射率と、に基づき算出される、請求項１から４のいずれか一項に記載の測距装置。

【請求項6】

前記外光照度を出力する出力部をさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の測距装置。

【請求項7】

前記受光部は二次元配列した複数の画素を備え、前記外光照度算出部は画素毎に外光照度を算出し、前記出力部が外光照度画像を出力する、請求項６に記載の測距装置。

【請求項8】

前記外光照度が閾値以上である場合に警告信号を出力する警告部をさらに備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の測距装置。

【請求項9】

前記外光照度が閾値以上である画素を強調表示した外光照度強調画像を出力する画像出力部をさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の測距装置。

【請求項10】

物体に照射する測定光を発光するか否かを選択するステップと、
前記測定光と同じ波長帯の光を透過する光学フィルタを介して前記物体から光を受光し、受光した前記光に応じた電荷を蓄積するステップと、
前記測定光の発光タイミングに対して所定位相だけ遅延した複数のタイミングで、夫々蓄積された各電荷量に基づき、前記物体までの距離を算出するステップと、
前記夫々蓄積された各電荷量と、前記物体の反射率とに基づき、前記光学フィルタの分光感度において前記物体を照らす外光照度を算出するステップと、
を含む、外光照度測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測距装置に関し、特に外光照度測定機能を備えた測距装置及び外光照度測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

物体までの距離を測定する測距装置として、光の飛行時間に基づき距離を出力するＴＯＦ（time of flight）カメラが公知である。ＴＯＦカメラは、所定周期で強度変調した測定光を対象空間に照射し、測定光と対象空間からの反射光との間の位相差に基づき対象空間までの距離を算出する位相差方式を採用するものが多い。この位相差は反射光の受光量から求められる。

【0003】

外光（環境光ともいう。）は、斯かるＴＯＦカメラの測距精度又は測距不能の発生度合いに影響する。測距精度への外光の影響を図１０Ａ－図１０Ｂに示す。一般に受光素子は光電効果による光子数検出の際にいわゆるショットノイズを生じ、ショットノイズのバラツキ幅はポアソン分布の分散σで記述できる。ショットノイズのバラツキ幅σは、図１０Ａに示すように、外光の反射光Ａ_bが強い場合には大きくなる一方で（σ_b）、外光の反射光Ａ_sが弱い場合には小さくなる（σ_s）。外光の反射光を電荷量から単純に差し引いたとしても、ショットノイズのバラツキ幅σ_b、σ_sが残るため、外光の反射光が強い程、バラツキ幅も大きく（σ_b）、測距精度の悪化が大きくなり易い。

【0004】

また、測距不能（いわゆるサチュレーション）への外光の影響を図１１Ａ－図１１Ｂに示す。ＴＯＦカメラの受光部は、測定光の反射光だけでなく、外光の反射光も混在した光を受光する。従って、外光の反射光が強い場合には、受光部が飽和してサチュレーションを発生し易くなる。サチュレーションが検出された場合、読み出される電荷量は正しくないため、測距値の計算が困難となり測距不能として扱うことになる。

【0005】

このように外光はＴＯＦカメラの測距精度又は測距不能の発生度合いに影響するため、これらを重視してＴＯＦカメラを使用する場合には、測距レンジ、測定物体の反射率等のＴＯＦカメラの使用条件に加えて、外光の上限を使用条件に規定する必要が出てくる。斯かるＴＯＦカメラ又は外光照度に関連する先行技術としては、次の文献が公知である。

【0006】

特許文献１には、太陽光等の強い環境光が存在していると測距精度が低下することから、環境光の強度を取得し、環境光の強度と電荷蓄積部の蓄積容量とに基づいて光源の駆動条件を設定する測距装置が記載されている。

【0007】

特許文献２には、所定の反射面を有する反射体を測定点に設置し、反射面からの所定方向の反射光の輝度を測定し、輝度の測定値と反射率とに基づいて測定点の照度を算出することが記載されている。

【0008】

特許文献３には、測定対象の反射面の同一箇所を撮像した画像データのみを抽出し、画像データにおける輝度から照明装置の照度分布を求めることにより、反射面の反射率のばらつきによる悪影響を除外して照明装置の照明むらを正確に測定する画像認識検査システムが記載されている。

【0009】

特許文献４には、車室内の観測に用いるカメラによって撮像した撮像画像の輝度に基づいて照度（特に乗員部分の照度）を測定する車室内観測装置が記載されている。

【0010】

特許文献５には、監視対象となる物体の画像を撮影し、撮影した物体に対する認識処理を実行し、輝度及び位置に基づいて物体の実在する空間における位置及び照度を算出し、算出した位置及び照度に基づいて露光量を決定することにより、監視範囲の照度が均一でない場合であっても対象の輝度が認識に適した値となる、撮像装置が記載されている。

【0011】

特許文献６には、照射光を写すスクリーンと、スクリーン上に形成された配光パターンの光学像を捉えて電気信号に変換するテレビカメラと、テレビカメラで捉えた光学像の２次元輝度を基準輝度と比較して演算すると共に、２次元輝度データとスクリーンの角度反射率分布のデータとにより照度データを演算する画像処理装置と、を備えた光源の配光測定装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特開２０１８－７７０７１号公報

【文献】特開平９－８９６５９号公報

【文献】特開２００１－４３３９号公報

【文献】特開２００８－５０１７号公報

【文献】国際公開第２００９／０６６３６４号

【文献】特開２００１－４３３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

外光の強さはいわゆるルクス計（照度計）を用いて測定するのが一般的であるが、市販のルクス計は図１２Ａに示すように例えば肉眼の分光感度に調整されている。しかし、一般のＴＯＦカメラは図１２Ｂに示すように例えば中心波長が８５０ｎｍの近赤外光を測定光として発光し、測定光と同じ波長帯の光を極力受光するように設計されている。このため、市販のルクス計で測定される外光照度はＴＯＦカメラにおける測距精度や測距不能の発生度合いにリンクしないことが多い。従って、ＴＯＦカメラの測距値が強い外光によって規定の測距精度から外れていることが分からない。また、ＴＯＦカメラを設置した時点の測定物体がたまたま低反射率の（例えば黒系）物体であったため、強い外光がある状況下でもサチュレーションは起きなかったが、その後、高反射率の（例えば白系）物体が測距空間に入り、突然サチュレーションが発生して測距不能になることがある。

【0014】

そこで、測距装置の分光感度に応じた外光照度を、測距装置の設置時だけでなく測距動作中も含め、より正確に測定する技術が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本開示の一態様は、物体に照射する測定光を発光可能な発光部と、測定光と同じ波長帯の光を透過する光学フィルタを介して物体から光を受光し、受光した光に応じた電荷を蓄積する受光部と、測定光の発光タイミングに対して所定位相だけ遅延した複数のタイミングで、受光部に夫々蓄積された各電荷量に基づき、物体までの距離を算出する距離算出部と、夫々蓄積された各電荷量と、物体の反射率とに基づき、光学フィルタの分光感度において物体を照らす外光照度を算出する外光照度算出部と、を備える、測距装置を提供する。
本開示の他の態様は、物体に照射する測定光を発光するか否かを選択するステップと、測定光と同じ波長帯の光を透過する光学フィルタを介して物体から光を受光し、受光した光に応じた電荷を蓄積するステップと、測定光の発光タイミングに対して所定位相だけ遅延した複数のタイミングで、夫々蓄積された各電荷量に基づき、物体までの距離を算出するステップと、夫々蓄積された各電荷量と、物体の反射率とに基づき、光学フィルタの分光感度において物体を照らす外光照度を算出するステップと、を含む、外光照度測定方法を提供する。

【発明の効果】

【0016】

本開示の一態様によれば、照度計、分光器等を必要とせずに、測距装置の分光感度に応じた外光照度を測定可能な測距装置を提供できる。また、測距精度又は測距不能に影響を及ぼし得る外光照度をより正確に把握でき、外光が想定範囲内であるか否かを的確に判断できるため、測距精度又は測距不能の面で安定して動作可能な測距装置を提供できる。さらに、測距対象である物体を利用して外光照度を測定できるため、測距装置の設置時だけでなく測距動作中においても環境変化による外光の逐次監視が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本明細書中の用語の定義を示す図である。

【図2】物体への外光照度と外光の反射輝度の状況を示す図である。

【図3】一実施形態における測距装置の構成を示すブロック図である。

【図4】測定光の反射光及び外光の反射光を含んだ電荷量を示す図である。

【図5A】物体の反射率、物体までの距離、及び取得した電荷量の関係を示す図である。

【図5B】物体の反射率、物体までの距離、及び取得した電荷量の関係を示す図である。

【図6】照度と光源からの距離との関係を示す図である。

【図7】反射率が既知である物体を示す図である。

【図8】外光照度を出力する出力部の一例を示す図である。

【図9A】補助的な又は意図しない外部光源がある場合を示す図である。

【図9B】外光照度画像の一例を示す図である。

【図10A】従来技術における測距精度への外光の影響を示す図である。

【図10B】従来技術における測距精度への外光の影響を示す図である。

【図11A】従来技術における測距不能への外光の影響を示す図である。

【図11B】従来技術における測距不能への外光の影響を示す図である。

【図12A】従来のルクス計の分光感度の一例を示す図である。

【図12B】従来のＴＯＦカメラにおける光学フィルタの透過波長の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号が付与されている。また、以下に記載する実施形態は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲及び用語の意義を限定するものではない。

【0019】

図１は本明細書中の用語の定義を示している。図１には、測距装置１、物体Ｏ、及び外部光源Ｌが描かれており、本明細書において、用語「測定光」（符号Ｓで示す。）とは、測距装置１の発光部から物体Ｏに照射される光を意味し、用語「測定光の反射輝度」（符号Ｉ_Sで示す。）とは、物体Ｏで反射した測定光Ｓの反射強度を意味する。また、本明細書において、用語「外光」（符号Ａで示す。）とは、測距装置１以外の外部光源Ｌから発光した光を意味し、用語「外光照度」（符号Ｅ_Aで示す。）とは、測距装置１の分光感度において外部光源Ｌが物体Ｏを照らす外光Ａの強さを意味する。さらに、本明細書において、用語「外光の反射輝度」（符号Ｉ_Aで示す。）とは、測距装置１の分光感度において物体Ｏで反射した外光Ａの強さを意味する。また、用語「物体の反射率」（符号ρで示す。）とは、測距装置１の分光感度における、計算で求めた物体Ｏの反射率、又は測距装置１の分光感度における既知の物体反射率を意味する。

【0020】

図２は物体への外光照度Ｅ_Ａと外光の反射輝度Ｉ_Ａの状況を示している。物体が反射率ρの均等拡散反射面を備えている場合、次式に示す関係がある。なお、式中のπは円周率である。即ち、物体Ｏへの外光照度Ｅ_Ａは、物体Ｏからの外光の反射輝度Ｉ_Ａと、物体Ｏの反射率ρとから求められる。

【0021】

【数1】

【0022】

図３は本実施形態における測距装置１の構成を示している。測距装置１は、発光部１０、光学フィルタ１１、受光部１２、発光受光制御部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、メモリ１５、距離算出部１６、及び外光照度算出部１７を備えている。さらに測距装置１は、出力部１８、警告部１９、及び画像出力部２０の少なくとも１つを備えていてもよい。メモリ１５、距離算出部１６、外光照度算出部１７、出力部１８、警告部１９、及び画像出力部２０の少なくとも１つは、公知のプロセッサ、例えばＣＰＵ（central processing unit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等の半導体集積回路によって構成されてもよい。

【0023】

発光部１０は、強度変調した測定光Ｓを発光する光源、例えば発光ダイオード、半導体レーザ等を備え、測定光Ｓを物体Ｏへ選択的に発光可能である。測定光Ｓは、例えば近赤外光であるが、測距に適した光であれば他の波長の光でもよい。

【0024】

光学フィルタ１１は、測定光Ｓと同じ波長帯の光を透過するような分光感度に設計される。光学フィルタ１１を透過する光は、例えば測定光Ｓと同じ近赤外光であるが、物体Ｏで反射した測定光Ｓの反射光だけでなく、物体Ｏで反射した外光Ａの反射光の中で、測定光Ｓと同じ波長帯の反射光も透過する。

【0025】

受光部１２は、例えば受光素子、コンデンサ等を備え、光学フィルタ１１を介して物体Ｏから光を受光し、受光した光に応じた電荷を蓄積する。受光部１２は、１つの受光素子を備えていてもよいし、又は二次元配列された複数の受光素子、例えばＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）イメージセンサ等を備えていてもよい。

【0026】

発光受光制御部１３は、発光部１０の発光タイミングと、受光部１２の受光タイミングと、を制御する公知の制御回路を備え、前述のプロセッサによって制御される。Ａ／Ｄ変換部１４は、例えばＡ／Ｄコンバータ等を備え、受光した光に応じた電荷量をＡ／Ｄ変換する。メモリ１５は、例えば半導体メモリ、磁気記憶装置等を備え、Ａ／Ｄ変換した電荷量を記憶する。

【0027】

距離算出部１６は、測定光Ｓの発光タイミングに対して所定位相だけ遅延した複数のタイミングで夫々蓄積された各電荷量に基づき、物体Ｏまでの距離を算出する。例えば受光部１２が測定光Ｓの発光タイミングに対して０°、９０°、１８０°、２７０°だけ遅延した複数のタイミングで夫々電荷量Ｑ１～Ｑ４を蓄積し、距離算出部１６は各電荷量Ｑ１～Ｑ４に基づいて物体Ｏまでの距離ｄを算出する。例えば距離ｄの算出式は次式の通りである。なお、式中のｃは光速であり、Ｔは測定光Ｓの強度変調周期である。

【0028】

【数2】

【0029】

外光照度算出部１７は、受光部１２で取得した電荷量と、物体Ｏの反射率ρとに基づき、光学フィルタ１１の分光感度において物体Ｏを照らす外光照度Ｅ_Aを算出する。受光素子がレンズを介して外光のみを受光する場合、外光の反射輝度Ｉ_Aは受光素子で取得した電荷量に相当する。

【0030】

外光の反射輝度Ｉ_Ａは、測距動作中においても求めることができる。この時、受光素子で取得される電荷量には、図１に示すように外光の反射輝度Ｉ_Aだけでなく、測定光の反射輝度Ｉ_Sも含んでいることになる。以下、取得した電荷量から外光の反射輝度Ｉ_Aのみを求める方法について説明する。

【0031】

図４は外光の反射光及び測定光の反射光を含んだ電荷量を示している。測定光の反射輝度Ｉ_Sに相当する電荷量Ｑｓは、例えば次式に示すように、位相が異なる２つの電荷量（Ｑ１とＱ３、Ｑ２とＱ４）を夫々差分することによって外光の反射輝度Ｉ_Aに相当する電荷量Ｑａを除去でき、さらにこれら２つの差分結果の絶対値を加算することによって求めることができる。

【0032】

【数3】

【0033】

従って、外光の反射輝度Ｉ_Aに相当する電荷量Ｑａは、例えば次式に示すように、各電荷量Ｑ１～Ｑ４を加算した結果から測定光の２倍分の電荷量Ｑｓを減算し、さらにこの減算結果を半分にすることによって求めてもよい。つまり、測定光を発光する測距動作中においても外光照度Ｅ_Aを算出することが可能であり、これにより測距動作中においても環境変化による外光照度Ｅ_Ａの変化を逐次監視できるようになる。

【0034】

【数4】

【0035】

また、特に測距装置１の設置時には、必ずしも測距動作を行う必要がない。従って、測定光を発光せずにシャッターのみを開くことによって外光の反射輝度Ｉ_Aに相当する電荷量Ｑａのみを取得し、外光の反射輝度Ｉ_Aに相当する電荷量Ｑａと、物体の反射率ρと、に基づき、外光照度Ｅ_Aを算出することも可能である。この変形例では、測定光を発光するか否かを選択する手段を測距装置１がさらに備えていてもよい。

【0036】

外光照度Ｅ_Ａの算出には、物体の反射率ρを知る必要があるが、反射率ρが既知である物体を用意して測定対象空間に設置することで、外光照度Ｅ_Ａの算出ができる。また、測定対象空間の任意の物体（即ち、反射率ρが不明の物体）の反射率ρは計算で求めることもでき、求めた反射率ρからも外光照度Ｅ_Ａの算出ができる。以下、物体の反射率ρの計算手法について説明する。

【0037】

図５Ａ－図５Ｂは、物体の反射率、物体までの距離、及び取得した電荷量の関係を示している。図５Ａには、反射率が大きく距離が遠い物体Ｏ１と、反射率が大きく距離が近い物体Ｏ２と、反射率が小さく距離が近い物体Ｏ３とが示されており、図５Ｂには、これら物体Ｏ１、Ｏ２、及びＯ３から反射光を受光したときの３つの電荷量（測定光の反射輝度Ｉ_Sと外光の反射輝度Ｉ_Aとを含む。）が示されている。Ｏ１とＯ２のように反射率が同じでも測距装置１から物体までの距離が遠い場合には、測定光の反射輝度Ｉ_Sは物体までの距離に応じて低減するが、外光の反射輝度Ｉ_Aは同じ外光照度下であれば変化しない。他方、Ｏ２とＯ３のように距離が同じで反射率のみが異なる場合には、測定光の反射輝度Ｉ_Sと外光の反射輝度Ｉ_Aが同じ比率で変化する。つまり、物体の反射率ρは、物体までの距離ｄと、測定光の反射輝度Ｉ_Sとに相関している。測定光の反射輝度Ｉ_Sは、式１と同様に、測定光の照度Ｅ_Sと物体の反射率ρとの間に次式のような関係がある。

【0038】

【数5】

【0039】

また、一般に照度Ｅは物体までの距離ｄの逆二乗則に従うことが分かっている。図６に示すように、光源Ｌから２つの物体Ｏ１、Ｏ２までの距離が夫々ｄ₁、ｄ₂であり、物体Ｏ１、Ｏ２を照らす照度が夫々Ｅ₁、Ｅ₂であるとき、２つの照度Ｅ₁及びＥ₂の間には次式のような関係が成り立つ。即ち、距離が２倍になれば、照度は１／２²になり、距離が３倍になれば、照度は１／３²になる。

【0040】

【数6】

【0041】

従って、式５－式６から次式が得られる。なお、式中のｋは比例定数である。次式によれば、物体の反射率ρは、算出した物体までの距離ｄと、各電荷量Ｑ１～Ｑ４から求めた測定光の反射輝度Ｉ_Sとに基づき、算出できることが分かる。即ち、物体の反射率ρを計算で求める場合には、測定光の発光が必須となる。

【0042】

【数7】

【0043】

また前述の通り、図７に示すように反射率ρが既知である物体Ｏを用意してもよい。さらに、外光の反射輝度Ｉ_Ａの取得方法として、測定光を発光せずに取得した電荷量から求める方法もある。反射率ρが既知である物体を利用し、このような方法で求めた反射輝度Ｉ_Ａを算出に用いることにより、より正確な外光照度Ｅ_Aを算出することも可能になる。

【0044】

図３を再び参照すると、出力部１８は、外光照度算出部１７で算出した外光照度Ｅ_Aを外部へ出力する。出力部１８は、例えば図８に示すようなＬＥＤ表示器又は液晶表示器といった表示部２３を備えていてもよいし、或いは例えば図８に示すような外部出力ポート又はネットワーク通信機器といった通信部２４を備えていてもよい。また代替実施例として、出力部１８は、半導体メモリ、磁気記憶装置等の外部メモリを備えていてもよい。

【0045】

受光部１２がＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等のような二次元配列した複数の画素を備えている場合、外光照度算出部１７が画素毎に外光照度Ｅ_Aを算出し、出力部１８が外光照度画像を出力してもよい。外光照度画像は、例えば図９Ａに示すように測定対象空間に外部光源Ｌ１以外に補助的な又は意図しない外部光源Ｌ２がある場合に特に有効である。図９Ｂは、外部光源Ｌ２による外光の強い箇所Ｈが視認し易くなった外光照度画像Ｇを示している。

【0046】

図３を再び参照すると、警告部１９は、外光照度Ｅ_Aが閾値以上である場合に、例えば警告音又は警告メッセージ等の警告信号を外部へ出力する。この警告信号により、測距装置１の精度保証外となる強い外光を検知した場合に危険を通知することが可能になる。また警告信号は、物体監視システムといったアプリケーションシステムに測距装置１を利用した場合に、例えばロボット、工作機械等の産業機械の動力停止信号として利用してもよい。

【0047】

さらに図３を参照すると、画像出力部２０は、外光照度Ｅ_Aが閾値以上である画素を強調表示した外光照度強調画像を外部へ出力する。外光照度強調画像とは、距離画像、輝度画像（例えば、一般にＩＲ（近赤外）画像と呼ばれる測定光の反射輝度Ｉ_Ｓの画像、又は外光の反射輝度Ｉ_Ａの画像）といった画像上に、外光照度Ｅ_Aが閾値以上である画素を強調表示した画像である。この外光照度強調画像によれば、規定以上に強い外光が観測される箇所を容易に画像上で視認することが可能になる。

【0048】

以上の実施形態によれば、照度計、分光器等を必要とせずに、測距装置１の分光感度に応じた外光照度Ｅ_Aを測定可能な測距装置を提供できる。測距装置１を使用する環境、例えばＦＡ（factory automation）環境等では、外光として近赤外光を使用する機器類（例えばレーザスキャナ、近赤外光を使用した近接型センサ、ＩｒＤＡ（infrared data association）通信を行う無線通信機器、近赤外ヒータ、他のＴＯＦカメラ等）を使用することが多く、これら機器類の外光は通常、人に見えず、市販の照度計では観測できない場合もあり、測距精度又は測距不能に強い影響がある外光照度を測距装置１が測定できることは非常に有意となる。

【0049】

また、測距精度又は測距不能に影響を及ぼし得る外光照度Ｅ_Aをより正確に把握でき、外光が想定範囲内であるか否かを的確に判断できるため、測距精度又は測距不能の面で安定して動作可能な測距装置１を提供できる。さらに、測距対象である物体を利用して外光照度Ｅ_Aを測定できるため、測距装置１の設置時だけでなく測距動作中においても環境変化による外光の逐次監視が可能になる。

【0050】

前述のプロセッサによって実行されるプログラムは、コンピュータ読取り可能な非一時的記録媒体、例えばＣＤ－ＲＯＭ等に記録して提供してもよい。

【0051】

本明細書において種々の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更を行えることを認識されたい。

【符号の説明】

【0052】

１ 測距装置
１０ 発光部
１１ 光学フィルタ
１２ 受光部
１３ 発光受光制御部
１４ Ａ／Ｄ変換部
１５ メモリ
１６ 距離算出部
１７ 外光照度算出部
１８ 出力部
１９ 警告部
２０ 画像出力部
２３ 表示部（出力部）
２４ 通信部（出力部）
Ｏ、Ｏ１－Ｏ３ 物体
Ｌ、Ｌ１－Ｌ２ 外部光源
Ａ、Ａｂ、Ａｓ 外光
Ｅ_A 外光照度
Ｉ_A 外光の反射輝度
Ｓ 測定光
Ｉ_S 測定光の反射輝度
ρ 物体の反射率
Ｑ１～Ｑ４ 電荷量
Ｑａ 外光の反射輝度に相当する電荷量
Ｑｓ 測定光の反射輝度に相当する電荷量
Ｈ 外光の強い箇所

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】