(57)【要約】本発明は広範囲且つ高精度の距離画像を得ることができる距離画像取得装置及びその応用を提供する。撮像部（２０）の撮像結果に基づいて、発光部（１２）から撮像部（２０）の受光面までの光飛行時間に対応する複数の距離値を含む距離画像を生成する距離画像生成部（４２）と、レンズ（１４）から撮像部（２０）の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に対応する補正情報を記憶する記憶部（２２）と、補正情報に基づいて、距離画像の距離値を補正する補正部（４４）を備える。
2017138291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光する発光部と、
複数の受光素子が配列された受光面を有する撮像部と、
前記発光部から発光されて測距領域で反射された光を前記撮像部の前記受光面に導くレンズを含む光学系と、
前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記発光部から前記撮像部の受光面までの光飛行時間に対応する複数の距離値を含む距離画像を生成する距離画像生成部と、
前記レンズから前記撮像部の前記受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に対応する補正情報を記憶する補正情報記憶部と、
前記補正情報に基づいて、前記距離画像の前記距離値を補正する補正部と、
を備える距離画像取得装置。
【請求項２】
前記補正情報は、前記複数の主光線光路同士の光路長差と前記レンズ厚み差とに対応し、
前記補正部は、前記距離画像に対して、前記光路長差及び前記レンズ厚み差に関する補正を行う、
請求項１に記載の距離画像取得装置。
【請求項３】
前記補正情報は、前記光路長差に対応する第１補正情報と、前記レンズ厚み差に対応する第２補正情報とを含む、
請求項２に記載の距離画像取得装置。
【請求項４】
前記レンズは、前記レンズの中心部から周辺部に向かって同心円状でレンズ厚みが増加する構造を有し、
前記距離画像は、前記複数の距離値のそれぞれを持つ複数の画素を含んで構成され、
前記補正情報記憶部は、前記補正情報を像高と関連付けて記憶し、
前記補正部は、前記距離画像の各画素の座標と前記像高に関連付けられた前記補正情報とに基づいて前記距離画像の各距離値に対する補正を行う、
請求項１から３のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【請求項５】
前記光学系は絞りを含み、
前記光学系の前記絞りの絞り値を取得する絞り値取得部を備え、
前記補正情報記憶部は、前記絞りの絞り値ごとに前記補正情報を記憶し、
前記補正部は、取得された前記絞り値に対応する前記補正情報を前記補正情報記憶部から取得し、当該補正情報に基づいて前記距離画像に対する補正を行う、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【請求項６】
前記光学系はズームレンズを含み、
前記光学系の前記ズームレンズのズーム位置を取得するズーム位置取得部を備え、
前記補正情報記憶部は、前記ズームレンズのズーム位置ごとに前記補正情報を記憶し、
前記補正部は、取得された前記ズーム位置に対応する前記補正情報を前記補正情報記憶部から取得し、当該補正情報に基づいて前記距離画像に対する補正を行う、
請求項１から５のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【請求項７】
前記光学系は前記撮像部を含む装置本体に対する装着及び脱着が可能な交換式の光学系であり、
前記レンズの識別情報又は前記光学系の識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記補正情報記憶部は、前記識別情報ごとに前記補正情報を記憶し、
前記補正部は、取得された前記識別情報に対応する前記補正情報を取得し、当該補正情報に基づいて前記距離画像に対する補正を行う、
請求項１から６のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【請求項８】
前記レンズは、広角レンズ又は魚眼レンズを含む、
請求項１から７のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【請求項９】
前記レンズは、画角が１４０度以上である、
請求項８に記載の距離画像取得装置。
【請求項１０】
複数の距離値を含む距離画像を入力する入力部と、
前記距離画像を発光部とレンズと撮像部を備えた距離画像取得装置で取得する際の前記レンズから前記撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に対応した複数の補正値を含む補正情報を記憶する補正情報記憶部と、
前記補正情報に基づいて、前記距離画像の前記距離値に対する補正を行う補正部と、
を備える距離画像補正装置。
【請求項１１】
前記補正情報は、前記複数の主光線光路同士の光路長差と前記レンズ厚み差とに対応し、
前記補正部は、前記距離画像に対して、前記光路長差及び前記レンズ厚み差に関する補正を行う、
請求項１０に記載の距離画像補正装置。
【請求項１２】
補正された前記距離画像を前記距離画像取得装置に対して出力する出力部を備える、
請求項１０又は１１に記載の距離画像補正装置。
【請求項１３】
前記レンズの識別情報、前記レンズを含む光学系の識別情報、及び前記距離画像取得装置の識別情報のうち少なくとも一つの識別情報を取得する識別情報取得部を備え、
前記補正情報記憶部は、前記補正情報を複数の前記識別情報に関連付けて記憶し、
前記補正部は、前記識別情報取得部により取得された前記識別情報に関連付けられた前記補正情報に基づいて、前記距離画像の補正を行う、
請求項１０から１２のうちいずれか一項に記載の距離画像補正装置。
【請求項１４】
レンズから撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に対応した複数の補正値を含む補正情報を補正情報記憶部に記憶させておき、
発光部から発光されて測距領域で反射された光が、レンズを含む光学系により撮像部の受光面に導かれた状態で、前記撮像部により撮像を行うステップと、
前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記発光部から前記撮像部の受光面までの光飛行時間に対応する複数の距離値を含む距離画像を生成するステップと、
前記補正情報に基づいて、前記距離画像の前記距離値を補正するステップと、
を含む距離画像取得方法。
【請求項１５】
前記補正情報は、前記複数の主光線光路同士のレンズ厚み差及び前記複数の主光線光路同士の光路長差に対応し、
前記距離画像の前記距離値に対して、前記レンズ厚み差及び前記光路長差に関する補正を行う、
請求項１４に記載の距離画像取得方法。
【請求項１６】
複数の距離値を含む距離画像を発光部とレンズと撮像部を備えた距離画像取得装置で取得する際の前記レンズから前記撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差情報と、前記レンズ中の光速情報又は前記レンズの材質情報と、を含むレンズ特性情報を取得するステップと、
前記レンズ特性情報に基づいて、前記距離画像の距離値に対する補正情報を生成するステップと、
を含む補正情報生成方法。
【請求項１７】
前記レンズ特性情報は、前記複数の主光線光路同士の光路長差情報を含む、
請求項１６に記載の補正情報生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光飛行時間に対応した複数の距離値を含む距離画像を取得する距離画像取得装置及びその応用に関し、特に広範囲且つ高精度の距離画像を得ることを可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光部から発光して測距領域で反射された光をレンズにより撮像部の受光面に導き、その撮像部の撮像結果に基づいて、発光部から撮像部の受光面までの光の飛行時間（ＴＯＦ: time of flight）に対応した複数の距離値を取得することで、測距領域内の様々な物体までの距離を示す距離画像を取得する技術が知られている。【０００３】
特許文献１には、魚眼レンズ又は広角レンズを用いてＴＯＦ法で取得した距離画像に対し、歪曲補正又はアオリ補正を行うことが、記載されている。【０００４】
特許文献２には、ＴＯＦ法で取得した距離画像に対し、直射日光が照射している高反射率領域の測距誤差、及び水溜りがある低反射率領域の測距誤差の補正を行うことが、記載されている。【０００５】
特許文献３には、測距儀のアダプタにおいて、レンズの中央部を通る光路長ｌｃとレンズの外周部を通る光路長ｌｐとは互いに異なるが、レンズの焦点距離ｆが数ｃｍ程度であり且つ口径ｄが余り大きくないので、光路長差（ｌｐ−ｌｃ）を無視することが、記載されている。光路長差（ｌｐ−ｌｃ）が「ほぼｄ２／８ｆに等しいから」と考察が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−６２７９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５１６８０号公報
【特許文献３】特開昭６２−１０８１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
焦点距離が短い広角レンズを用いて広範囲の距離画像を取得すること、及び距離画像を精度良く取得できることが、要求されている。【０００８】
特許文献１には、魚眼レンズ又は広角レンズを用いてＴＯＦ法で取得した距離画像に対する歪曲補正及びアオリ補正が記載されているが、距離画像の距離値を補正する技術について言及がない。【０００９】
特許文献２には、測距対象が高反射率である場合及び低反射率である場合の補正技術が記載されているが、レンズの広角化に伴って顕在化する測距誤差を除去又は低減する技術について言及がない。【００１０】
特許文献３では、距離画像を取得する装置ではなく広角レンズ又は魚眼レンズを用いる必要がないため、レンズの広角化に伴って顕在化する測距誤差に対して十分に考察されていないといえる。第１に、焦点距離が長いため、レンズを通る主光線光路同士の光路長差に起因する測距誤差を無視している。第２に、レンズの広角化に伴うレンズの中央部と外周部とのレンズ厚み差と測距誤差との関係に言及していない。【００１１】
本発明者は、レンズの広角化に伴ってレンズの中央部と外周部とでレンズ厚み差が大きくなるので、広範囲且つ高精度の距離画像を得るためには、レンズから受光面までの光路長差に起因する距離値の誤差以外にレンズ厚み差を考慮すべき点に着目した。【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、広範囲且つ高精度の距離画像を得ることを可能にする距離画像取得装置及びその応用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】
【００１３】
上述した目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る距離画像取得装置は、光を発光する発光部と、複数の受光素子が配列された受光面を有する撮像部と、発光部から発光されて測距領域で反射された光を撮像部の受光面に導くレンズを含む光学系と、撮像部の撮像結果に基づいて、発光部から撮像部の受光面までの光飛行時間に対応する複数の距離値を含む距離画像を生成する距離画像生成部と、レンズから撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に対応する補正情報を記憶する補正情報記憶部と、補正情報に基づいて、距離画像の距離値を補正する補正部と、を備える。【００１４】
本態様によれば、レンズから撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士におけるレンズ厚み差に対応した補正情報に基づいて、距離画像の距離値に対する補正が行われるので、レンズの焦点距離を短くしても距離画像内の距離値の誤差を確実に抑えることができる。つまり、広範囲且つ高精度の距離画像を得ることができる。【００１５】
本発明の第２の態様に係る距離画像取得装置では、補正情報は、複数の主光線光路同士の光路長差とレンズ厚み差とに対応し、補正部は、距離画像に対して、光路長差及びレンズ厚み差に関する補正を行う。本態様によれば、レンズから撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士におけるレンズ厚み差だけではなく光路長差にも対応した補正情報に基づいて、距離画像の距離値に対する補正が行われるので、距離画像内の距離値の誤差を更に小さくすることができる。【００１６】
本発明の第３の態様に係る距離画像取得装置では、補正情報は、光路長差に対応する第１補正情報と、レンズ厚み差に対応する第２補正情報とを含む。本態様によれば、補正情報が光路長差に対応する第１補正情報とレンズ厚み差に対応する第２補正情報とに細分化されているので、第１補正情報及び第２補正情報の取捨選択又は重み付けが可能となる。【００１７】
本発明の第４の態様に係る距離画像取得装置では、レンズは、レンズの中心部から周辺部に向かって同心円状でレンズ厚みが増加する構造を有し、距離画像は、複数の距離値のそれぞれを持つ複数の画素を含んで構成され、補正情報記憶部は、補正情報を像高と関連付けて記憶し、補正部は、距離画像の各画素の座標と像高に関連付けられた補正情報とに基づいて距離画像の各距離値に対する補正を行う。本態様によれば、像高をパラメータとして補正情報を一次元テーブルで記憶し、且つその一次元テーブルに基づいて距離画像の各距離値を補正することが可能になる。つまり、メモリ量が少なくて済み、且つ補正処理を簡単に行うことができる。【００１８】
本発明の第５の態様に係る距離画像取得装置では、光学系は絞りを含み、光学系の絞りの絞り値を取得する絞り値取得部を備え、補正情報記憶部は、絞りの絞り値ごとに補正情報を記憶し、補正部は、取得された絞り値に対応する補正情報を補正情報記憶部から取得し、補正情報に基づいて距離画像に対する補正を行う。本態様によれば、光学系の絞り値を切替えた場合でも、高精度の距離画像を得ることができる。【００１９】
本発明の第６の態様に係る距離画像取得装置では、光学系はズームレンズを含み、光学系のズームレンズのズーム位置を取得するズーム位置取得部を備え、補正情報記憶部は、ズームレンズのズーム位置ごとに補正情報を記憶し、補正部は、取得されたズーム位置に対応する補正情報を補正情報記憶部から取得し、補正情報に基づいて距離画像に対する補正を行う。本態様によれば、光学系の画角を切替えた場合でも、高精度の距離画像を得ることができる。【００２０】
本発明の第７の態様に係る距離画像取得装置では、光学系は撮像部を含む装置本体に対する装着及び脱着が可能な交換式の光学系であり、レンズの識別情報又は光学系の識別情報を取得する識別情報取得部と、補正情報記憶部は、識別情報ごとに補正情報を記憶し、補正部は、取得された識別情報に対応する補正情報を取得し、補正情報に基づいて距離画像に対する補正を行う。本態様によれば、光学系が交換式であっても、光学系のレンズの種類又は光学系の種類に応じて、高精度の距離画像を得ることができる。【００２１】
本発明の第８の態様に係る距離画像取得装置では、レンズは、広角レンズ又は魚眼レンズを含む。【００２２】
本発明の第９の態様に係る距離画像取得装置では、レンズは、画角が１４０度以上である。【００２３】
本発明の距離画像補正装置は、複数の距離値を含む距離画像を入力する入力部と、距離画像を発光部とレンズと撮像部を備えた距離画像取得装置で取得する際のレンズから撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に対応した複数の補正値を含む補正情報を記憶する補正情報記憶部と、補正情報に基づいて、距離画像の距離値に対する補正を行う補正部と、を備える。【００２４】
本発明の距離画像補正装置において、補正情報は、複数の主光線光路同士の光路長差とレンズ厚み差とに対応し、補正部は、距離画像に対して、光路長差及びレンズ厚み差に関する補正を行うことが、好ましい。【００２５】
本発明の距離画像補正装置は、補正された距離画像を距離画像取得装置に対して出力する出力部を備えることが、好ましい。【００２６】
本発明の距離画像補正装置は、レンズの識別情報、レンズを含む光学系の識別情報、及び距離画像取得装置の識別情報のうち少なくとも一つの識別情報を取得する識別情報取得部を備え、補正情報記憶部は、補正情報を複数の識別情報に関連付けて記憶し、補正部は、識別情報取得部により取得された識別情報に関連付けられた補正情報に基づいて、距離画像の補正を行うことが、好ましい。【００２７】
本発明の距離画像取得方法は、レンズから撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に対応した複数の補正値を含む補正情報を補正情報記憶部に記憶させておき、発光部から発光されて測距領域で反射された光が、レンズを含む光学系により撮像部の受光面に導かれた状態で、撮像部により撮像を行うステップと、撮像部の撮像結果に基づいて、発光部から撮像部の受光面までの光飛行時間に対応する複数の距離値を含む距離画像を生成するステップと、補正情報に基づいて、距離画像の距離値を補正するステップと、を含む。【００２８】
本発明の距離画像取得方法において、補正情報は、複数の主光線光路同士のレンズ厚み差及び複数の主光線光路同士の光路長差に対応し、距離画像の距離値に対して、レンズ厚み差及び光路長差に関する補正を行うことが、好ましい。【００２９】
本発明の補正情報生成方法は、複数の距離値を含む距離画像を発光部とレンズと撮像部を備えた距離画像取得装置で取得する際のレンズから撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差情報と、レンズ中の光速情報又はレンズの材質情報と、を含むレンズ特性情報を取得する工程と、レンズ特性情報に基づいて、距離画像の距離値に対する補正情報を生成する工程と、を含む。【００３０】
本発明の補正情報生成方法において、レンズ特性情報は、複数の主光線光路同士の光路長差情報を含むことが、好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明よれば、広範囲且つ高精度の距離画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、第１の実施形態における距離画像取得装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、レンズの主光線光路同士の光路長差及びレンズ厚み差を説明するための説明図である。
【図３】図３は距離画像における撮像中心及び像高を説明するための説明図である。
【図４】図４は距離画像における像高と補正値との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、第１の実施形態における距離画像処理例の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、第２の実施形態における距離画像取得装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、絞り値と主光線光路との関係の説明に用いる説明図である。
【図８】図８は、絞り値と像高と補正値との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、第２の実施形態における距離画像処理例の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第３の実施形態における距離画像取得装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、ズーム位置と主光線光路との関係の説明に用いる説明図である。
【図１２】図１２は、ズーム位置と像高と補正値との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、第３の実施形態における距離画像処理例の流れを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第４の実施形態における距離画像取得装置の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、第４の実施形態における距離画像処理例の流れを示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、第５の実施形態における距離画像取得装置及び距離画像補正装置を含む距離画像処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、第５の実施形態における距離画像処理例の流れを示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、補正情報生成方法の処理例の流れを示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、測定により補正情報を生成する態様の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面に従って本発明に係る距離画像取得装置の実施形態について説明する。
【００３４】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態における距離画像取得装置の構成例を示すブロック図である。
【００３５】
距離画像取得装置１０は、光を発光する発光部１２と、レンズ１４及び絞り１５を含む光学系１６と、複数の受光素子が配列された受光面を有する撮像素子１８を含む撮像部２０と、各種の情報を記憶する記憶部２２と、記録媒体と情報の出力及び入力を行う媒体インタフェース２４と、外部の装置と情報の出力及び入力を行う通信部２６と、ユーザに対する表示を行う表示部２８と、ユーザからの指示入力を受け付ける指示入力部３０と、プログラムに従って各部を制御する制御部４０とを備える。
【００３６】
発光部１２は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）によって構成される。他の発光デバイスを用いてもよい。
【００３７】
光学系１６は、レンズ１４として広角レンズ又は魚眼レンズを含む。複数枚のレンズを含んで構成されていてもよい。レンズ１４は、発光部１２から発光されてレンズ１４の画角に対応する測距領域で反射された光を撮像部２０に導く。
【００３８】
広角レンズは、標準レンズと比較して画角が大きいレンズである。つまり広角レンズは、標準レンズの焦点距離（３５ｍｍ）よりも短い焦点距離を持つ。特に、画角（対角画角）が１４０度以上の超広角レンズでは、レンズ１４の中央部に対してレンズ１４の周辺部をかなり厚くするか、高屈折率の材料を用いるため、レンズ１４の中央部と周辺部とのレンズ厚み差に起因した測距誤差を補正する必要がある。ただし、レンズ厚み差に起因した測距誤差を除去又は低減すべき場合であれば、レンズ１４の焦点距離及び画角は特に限定されない。焦点距離が２８ｍｍ以下である広角レンズを用いる場合、本発明が有効である。
【００３９】
魚眼レンズは、中心射影方式以外の射影方式（等距離射影方式、立体射影方式など）のレンズであり、画角が一般に１８０度以上である。
【００４０】
撮像部２０は、撮像素子１８として例えばＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）撮像センサ又はＣＣＤ（charge coupled device）撮像センサを用いる。他の撮像デバイスを用いてもよい。撮像素子１８は、複数の受光素子が配列された受光面を有する。
【００４１】
記憶部２２は、本発明における「補正情報記憶部」の一形態であり、距離画像に含まれる複数の距離値を補正するための補正情報を記憶する。記憶部２２は、例えばＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）及びＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read only memory）を含んで構成される。他の記憶デバイスを用いてもよい。
【００４２】
通信部２６は、例えば無線通信デバイスによって構成される。有線通信デバイスを用いてもよい。
【００４３】
表示部２８は、例えばＬＣＤ（liquid crystal display）によって構成される。有機エレクトロルミネッセンス・ディスプレイ等、他の表示デバイスを用いてもよい。
【００４４】
指示入力部３０は、例えばタッチパネルによって構成される。キーボード及びポインティングデバイス（例えばマウス）によって構成してもよい。音声入力デバイス、ジェスチャー入力デバイス等、他の入力デバイスを用いてもよい。
【００４５】
制御部４０は、例えばＣＰＵ（central processing unit）によって構成される。
【００４６】
本例の制御部４０は、撮像部２０の撮像結果に基づいて、発光部１２から撮像部２０の受光面までの光飛行時間に対応する複数の距離値を含む距離画像を生成する距離画像生成部４２と、記憶部２２に記憶された補正情報に基づいて、距離画像の距離値を補正する補正部４４と、を含んで構成される。
【００４７】
次に、距離値の誤差とその誤差を除去又は低減するための補正情報について、説明する。
【００４８】
図２は、レンズの主光線光路同士の光路長差及びレンズ厚み差を説明するための説明図である。本図は、便宜上、一枚のレンズ１４を示しているが、本例の光学系１６は実際には複数枚のレンズを含む。また、本図は、便宜上、五本の主光線光路Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を示しているが、実際には多数存在する。主光線光路は、光学系１６のレンズ１４から撮像部２０の撮像素子１８の受光面に至る光路であって、絞り１５の開口中心を通る光線（主光線）の光路である。つまり、主光線光路は、光線束を代表する光路（代表光路）であるといえる。
【００４９】
距離値の誤差（測距誤差）は、レンズ１４から撮像素子１８の受光面Ｓａまでの複数の主光線光路(Ｐ０〜Ｐ４)同士の光路長差に起因した誤差（以下「第１の距離値誤差」という）と、レンズ１４内での複数の主光線光路(Ｐ０〜Ｐ４)同士のレンズ厚み（Ｄ０〜Ｄ４）の差に起因した誤差（以下「第２の距離値誤差」という）を含む。
【００５０】
第１の距離値誤差は、レンズ１４の焦点距離だけでなく、レンズ１４の口径によっても、決まる。レンズ１４の口径が小さいほど、第１の距離値誤差は小さくなる。
【００５１】
第２の距離値誤差は、レンズ１４の中央部と周辺部とのレンズ厚み差（Ｄ１−Ｄ０、Ｄ２−Ｄ０、Ｄ３−Ｄ０、Ｄ４−Ｄ０）だけでなく、レンズ１４内の光速とレンズ１４外の光速（空気中の光速）との差によっても、決まる。レンズ１４の屈折率が大きいほど、第２の距離値誤差は大きくなる。
【００５２】
特に、画角が１４０度以上の超広角レンズを用いる場合、高精度の距離画像を生成するためには、光路長差に起因した第１の距離値誤差だけでなく、レンズ厚み差に起因した第２の距離値誤差も看過できなくなる。
【００５３】
本例の記憶部２２は、複数の主光線光路同士の光路長差と複数の主光線光路同士のレンズ厚み差とに対応した補正情報を記憶する。本例の補正部４４は、記憶部２２に記憶された補正情報を用い、距離画像に対して、光路長差に起因した第１の距離値誤差及びレンズ厚み差に起因した第２の距離値誤差を、除去又は低減する補正を行う。
【００５４】
次に、レンズ構造に応じた容易且つ的確な補正を行うための補正情報について、説明する。
【００５５】
図３は距離画像ＤＩにおける撮像中心Ｃ及び像高ｈを説明するための説明図である。
【００５６】
本例のレンズ１４は、レンズ１４の中心部から周辺部に向かって、同心円状でレンズ厚みが増加する構造を有する。即ち、本例のレンズ１４は、レンズ１４の中心からの距離が同じである円上ではレンズ厚みが同じであり、且つレンズ１４の中心から離れるほどレンズ厚みが増加する。従って、図３に示す距離画像ＤＩにおいて、像高ｈが同じである円上ではレンズ厚み差及び光路長差に起因した距離値誤差（撮像中心Ｃとの距離値誤差である）が同じとなり、且つ像高ｈが大きいほど距離値誤差が大きくなる。尚、撮像中心Ｃは、レンズ１４の中心に対応した位置である。
【００５７】
そこで、図４に示すように、像高ｈが大きいほど補正値ｋを大きくする。つまり、記憶部２２は、像高ｈをパラメータとして、像高ｈと補正値ｋとを関連付けた一次元テーブルとしての補正情報を記憶する。本例の補正値ｋは、補正後の距離値と、補正前の距離値（測定された距離値である）との差分である。
【００５８】
補正部４４は、距離画像ＤＩの各画素の座標と、像高ｈに関連付けられた補正情報（補正値ｋ）とに基づいて、距離画像ＤＩの各距離値（距離画像の画素値である）に対する補正を行う。ここで、距離画像ＤＩの各画素の座標は、撮像中心Ｃからの距離（像高ｈである）を用いて表わされていてもよい。次式は、補正部４４による本例の演算を示す。
【００５９】
＜数１＞
像高ｈの補正後の距離値＝像高ｈの補正前の距離値−像高ｈの補正値ｋ
次に、本発明における距離画像取得方法を適用した距離画像処理例を説明する。
【００６０】
図５は、第１の実施形態における距離画像処理例の流れを示すフローチャートである。本例の距離画像処理は、制御部４０により、記憶部２２に記憶されたプログラムに従って実行される。
【００６１】
まず、発光部１２により測距領域に向けて発光し、撮像部２０により測距領域の撮像を行う（ステップＳ２）。即ち、発光部１２から発光されて測距領域で反射された光が、レンズ１４を含む光学系１６により撮像部２０の受光面に導かれた状態で、撮像部２０により撮像を行う。
【００６２】
次に、距離画像生成部４２により、撮像部２０の撮像結果に基づいて、発光部１２から撮像部２０の受光面までの光飛行時間に対応する複数の距離値を含む距離画像を生成する（ステップＳ４）。
【００６３】
次に、補正部４４により、主光線光路同士の光路長差及び／又はレンズ厚み差に対応する補正情報を記憶部２２から取得する（ステップＳ６）。
【００６４】
次に、補正部４４により、取得された補正情報に基づいて、距離画像の距離値を補正する（ステップＳ８）。本例では、図４に示した、像高ｈに関連付けられた補正値ｋを用いて距離画像の距離値が補正される。
【００６５】
次に、媒体インタフェース２４により、補正された距離画像を記録媒体に対して出力する（ステップＳ１０）。通信部２６により、外部の装置に対して、補正された距離画像を出力（送信）してもよい。
【００６６】
［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態における距離画像取得装置の構成例を示すブロック図である。図１に示した第１の実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、詳細な説明を省略する。
【００６７】
本実施形態の距離画像取得装置１０は、光学系１６の絞り１５の絞り値（以下「Ｆ値」ともいう）を取得する絞り値取得部５２を備える。
【００６８】
記憶部２２は、光学系１６の絞り１５の絞り値ごとに補正情報を記憶する。
【００６９】
図７は、絞り値が「Ｆ２．８」である場合のレンズ１４の最外周の主光線光路と、絞り値が「Ｆ５．６」である場合のレンズ１４の最外周の主光線光路を示す。図８は、絞り値が「Ｆ２．８」である場合の像高ｈと補正値ｋとの関係と、絞り値が「Ｆ５．６」である場合の像高ｈと補正値ｋとの関係を示すグラフである。このような絞り値（Ｆ値）と像高ｈと補正値ｋとの関係を示す補正情報が、記憶部２２によって記憶される。
【００７０】
補正部４４は、絞り値取得部５２により取得された絞り値に対応する補正情報を記憶部２２から取得し、その補正情報に基づいて距離画像に対する補正を行う。
【００７１】
図９は、第２の実施形態における距離画像処理例の流れを示すフローチャートである。本例の距離画像処理は、制御部４０により、記憶部２２に記憶されたプログラムに従って実行される。尚、図５に示した第１の実施形態における距離画像処理例と同じステップには、同じ符号を付してあり、詳細な説明を省略する。
【００７２】
本例では、ステップＳ１０６において、補正部４４により、絞り値に対応する補正情報を取得する。
【００７３】
［第３の実施形態］
図１０は、第３の実施形態における距離画像取得装置の構成例を示すブロック図である。図１に示した第１の実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、詳細な説明を省略する。
【００７４】
本実施形態の距離画像取得装置１０は、光学系１６がズームレンズ１４Ｚを含んで構成されている。また、本実施形態の距離画像取得装置１０は、光学系１６のズームレンズ１４Ｚのズーム位置を取得するズーム位置取得部５４を備える。
【００７５】
記憶部２２は、光学系１６のズームレンズ１４Ｚのズーム位置ごとに補正情報を記憶する。
【００７６】
図１１は、ズーム位置が広角位置Ｗである場合のレンズ１４の最外周の主光線光路と、ズーム位置が望遠位置Ｔである場合のレンズ１４の最外周の主光線光路を示す。図１２は、ズーム位置が広角位置Ｗである場合の像高ｈと補正値ｋとの関係と、ズーム位置が望遠位置Ｔである場合の像高ｈと補正値ｋとの関係を示すグラフである。このようなズーム位置と像高ｈと補正値ｋとの関係を示す補正情報が、記憶部２２によって記憶される。
【００７７】
補正部４４は、ズーム位置取得部５４により取得されたズーム位置に対応する補正情報を記憶部２２から取得し、その補正情報に基づいて距離画像に対する補正を行う。
【００７８】
図１３は、第３の実施形態における距離画像処理例の流れを示すフローチャートである。本例の距離画像処理は、制御部４０により、記憶部２２に記憶されたプログラムに従って実行される。尚、図５に示した第１の実施形態における距離画像処理例と同じステップには、同じ符号を付してあり、詳細な説明を省略する。
【００７９】
本例では、ステップＳ２０６において、補正部４４により、ズーム位置に対応する補正情報を取得する。
【００８０】
［第４の実施形態］
図１４は、第４の実施形態における距離画像取得装置の構成例を示すブロック図である。図１に示した第１の実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、詳細な説明を省略する。
【００８１】
本実施形態の光学系１６は、距離画像取得装置１０の撮像部２０を含む本体に対して、装着及び脱着が可能な交換式である。
【００８２】
本実施形態の距離画像取得装置１０は、光学系１６が装置本体に未装着状態（「脱着状態」ともいう）であるか装着状態であるかを検出する装着検出部６２と、レンズ１４の識別情報又は光学系１６の識別情報を取得する識別情報取得部６４を備える。
【００８３】
記憶部２２は、識別情報ごとに補正情報を記憶する。
【００８４】
また、本例の補正情報は、第１の距離値誤差を除去又は低減するための主光線光路同士の光路長差に対応する第１の補正情報と、第２の距離値誤差を除去又は低減するための主光線光路同士のレンズ厚み差に対応する第２の補正情報とに分けて、記憶部２２に記憶されている。
【００８５】
補正部４４は、装着検出部６２により光学系１６の装着状態が検出された場合、識別情報取得部６４により取得された識別情報に対応する補正情報を記憶部２２から取得し、その識別情報に対応する補正情報に基づいて、距離画像の距離値を補正する。
【００８６】
図１５は、図１４の距離画像取得装置での距離画像取得処理例の流れを示すフローチャートである。本例の距離画像処理は、制御部４０により、記憶部２２に記憶されたプログラムに従って実行される。
【００８７】
まず、装着検出部６２により、光学系１６が距離画像取得装置１０の本体に装着された状態（装着状態）であるか否かを検出する（ステップＳ４０２）。
【００８８】
光学系１６が装着状態である場合（ステップＳ４０２でＹＥＳの場合）、識別情報取得部６４により、光学系１６の識別情報を取得する（ステップＳ４０４）。レンズ１４の識別情報を取得してもよい。例えば、光学系１６との通信により取得する方法、光学系１６から読み取る方法、又は指示入力部３０から入力する方法により、取得する。どのような方法で識別情報を取得してもよい。
【００８９】
次に、通信部２６又は指示入力部３０に距離画像取得指示が入力されたか否かを判定し（ステップＳ４０６）、距離画像取得指示が入力された場合（ステップＳ４０６でＹＥＳの場合）、発光部１２の発光及び撮像部２０の撮像を行い（ステップＳ４０８）、距離画像生成部４２により距離画像を生成する（ステップＳ４１０）。尚、ステップＳ４０８及びステップＳ４１０は、図５のステップＳ２及びステップＳ４と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００９０】
次に、補正部４４により、ステップＳ４０４で取得された識別情報に対応する補正情報を記憶部２２から取得する（ステップＳ４１２）。
【００９１】
次に、補正部４４により、取得された補正情報に基づいて、距離画像の距離値を補正する（ステップＳ４１４）。
【００９２】
次に、媒体インタフェース２４により、補正された距離画像を記録媒体に対して出力する（ステップＳ４１６）。通信部２６により、外部の装置に対して、補正された距離画像を出力（送信）してもよい。
【００９３】
［第５の実施形態］
図１６は、第５の実施形態における距離画像取得装置及び距離画像補正装置を含む距離画像処理システムの構成例を示すブロック図である。本図において、図１４に示した第４の実施形態における距離画像取得装置１０と同じ構成要素には同じ符号を付してあり、詳細な説明を省略する。
【００９４】
本実施形態の距離画像取得装置１００はクライアント装置であり、距離画像補正装置２００に対して距離画像を送信する。本実施形態では、サーバ装置である距離画像補正装置２００で距離画像が補正される。
【００９５】
距離画像取得装置１００は、発光部１２と、光学系１６と、撮像部２０と、距離画像取得装置１００での距離画像処理のためのプログラム及びそのプログラムの実行に必要な情報を記憶するクライアント記憶部１２２と、距離画像補正装置２００と通信するクライアント通信部１２６と、距離画像取得装置１００のユーザに対する表示を行うクライアント表示部１２８と、距離画像取得装置１００のユーザから指示入力を受け付けるクライアント指示入力部１３０と、プログラムに従って距離画像取得装置１００での距離画像処理を実行するクライアント制御部１４０と、を含んで構成される。本例のクライアント制御部１４０は、ＣＰＵによって構成され、距離画像生成部４２、装着検出部６２、及び識別情報取得部６４を含んで構成される。尚、クライアント通信部１２６、クライアント表示部１２８、及びクライアント指示入力部１３０は、それぞれ、図１４に示した第４の実施形態における通信部２６、表示部２８、及び指示入力部３０と、同様である。
【００９６】
距離画像補正装置２００は、距離画像補正装置２００での距離画像処理のためのプログラム及びそのプログラムの実行に必要な情報を記憶するサーバ記憶部２２２と、距離画像取得装置１００及びデータベース３００と通信するサーバ通信部２２６と、管理者に対して表示を行うサーバ表示部２２８と、管理者から指示入力を受け付けるサーバ指示入力部２３０と、プログラムに従って距離画像補正装置２００での距離画像処理を実行するサーバ制御部２４０とを備える。サーバ制御部２４０は、ＣＰＵによって構成されており、補正部４４を含む。サーバ通信部２２６は、本発明における「入力部」、「識別情報取得部」及び「出力部」として機能する。サーバ記憶部２２２は記憶デバイスによって構成されている。サーバ通信部２２６は無線通信デバイス及び／又は有線通信デバイスによって構成されている。サーバ表示部２２８は表示デバイスによって構成されている。サーバ指示入力部２３０は人の指示を受け付ける入力デバイスによって構成されている。
【００９７】
データベース３００は、識別情報ごとに補正情報を記憶する。データベース３００は、本発明における「補正情報記憶部」として機能する。
【００９８】
図１７は、第５の実施形態における距離画像処理例の流れを示すフローチャートである。本図左側の「クライアント処理」は距離画像取得装置１００の距離画像処理であり、本図右側の「サーバ処理」は距離画像補正装置２００の距離画像処理である。また、ステップＳ４０２〜ステップＳ４１０は、図１５に示した第４の実施形態における同符号のステップと同じであり、説明を省略する。
【００９９】
距離画像取得装置１００は、クライアント通信部１２６により、距離画像生成部４２で生成された距離画像及び識別情報取得部６４で取得された識別情報を、距離画像補正装置２００に対して出力する（ステップＳ５００）。つまり、補正前の距離画像と光学系１６の識別情報（又はレンズ１４の識別情報）が距離画像取得装置１００から距離画像補正装置２００に対して送信される。尚、距離画像取得装置１００の識別情報を距離画像と共に送信してもよい。距離画像補正装置２００は、サーバ通信部２２６により、距離画像及び識別情報を入力する（ステップＳ５０２）。つまり、距離画像補正装置２００により距離画像及び識別情報が受信される。
【０１００】
次に、距離画像補正装置２００は、サーバ通信部２２６により、距離画像取得装置１００から入力された識別情報に対応する補正情報を、データベース３００から取得する（ステップＳ５０４）。
【０１０１】
次に、距離画像補正装置２００は、サーバ制御部２４０の補正部４４により、データベース３００から取得した補正情報に基づいて、距離画像の距離値を補正する（ステップＳ５０６）。
【０１０２】
次に、距離画像補正装置２００は、サーバ通信部２２６により、補正された距離画像を、距離画像取得装置１００に対して出力する（ステップＳ５０８）。つまり、補正後の距離画像が距離画像補正装置２００から距離画像取得装置１００に対して送信される。距離画像取得装置１００は、クライアント通信部１２６により、補正された距離画像を入力する（ステップＳ５１０）。つまり、補正後の距離画像が距離画像取得装置１００により受信される。距離画像取得装置１００は補正後の距離画像を保存する。例えば、クライアント記憶部１２２に補正後の距離画像を記憶させる。媒体インタフェース２４により記録媒体に補正後の距離画像を保存してもよい。
【０１０３】
［補正情報生成方法］
補正情報生成方法の実施例を説明する。
【０１０４】
図１８は、補正情報生成方法の処理例の流れを示すフローチャートである。本例では、距離画像の距離値を補正するための補正情報として、主光線光路同士の光路長差に対応する第１補正情報、及び主光線光路同士のレンズ厚み差に対応する第２補正情報を、生成する。本処理は、例えば図１６の距離画像補正装置２００のサーバ制御部２４０により、プログラムに従って実行される。
【０１０５】
まず、サーバ指示入力部２３０により、光学系１６のレンズ１４の識別情報、光学系１６の識別情報、及び距離画像取得装置１００の識別情報のうち、いずれか一つの識別情報の入力を受け付ける（ステップＳ６０２）。
【０１０６】
次に、サーバ通信部２２６により、入力された識別情報に対応するレンズ特性情報を、データベース３００から取得する（ステップＳ６０４）。レンズ特性情報は、距離画像取得装置１００の光学系１６に関する、複数の主光線光路同士の光路長差情報と、複数の主光線光路同士のレンズ厚み差情報と、レンズ中の光速情報（例えばレンズ１４の屈折率情報）又はレンズの材質情報とを含む。
【０１０７】
次に、サーバ制御部２４０により、取得されたレンズ特性情報に基づいて、第１補正情報が生成される（ステップＳ６０６）。
【０１０８】
次に、サーバ制御部２４０により、取得されたレンズ特性情報に基づいて、第２補正情報が生成される（ステップＳ６０８）。
【０１０９】
次に、サーバ通信部２２６により、生成された補正情報（第１の補正情報及び第２の補正情報）を識別情報と関連付けて、データベース３００に記憶させる（ステップＳ６１０）。
【０１１０】
上述の実施例ではレンズ設計値に基づいて補正情報を生成したが、測定により補正情報を生成することも可能である。例えば、図１９に示すように、距離画像取得装置（例えば図１６の１００）の撮像素子１８の撮像中心から等距離Ｒをなす反射面４００Ｒを持つ反射物体４００を、測距対象の被写体として用意し、距離画像生成部４２により生成された距離画像の距離値（距離測定結果）と、現実の距離（撮像素子１８の撮像中心から反射面４００Ｒまでの距離Ｒ）とを比較して、その差分から補正情報を生成する。本例では、主光線光路を、撮像素子１８の撮像中心から放射状に延びる直線で近似し、距離誤差を測定している。
【０１１１】
尚、補正情報は、距離画像の二次元座標系（ＸＹ座標系）で表した二次元テーブル情報として生成してもよいし、像高に関連付けた一次元テーブル情報として生成してもよい。
【０１１２】
［補正情報のバリエーション］
上述の第１の実施形態から第５の実施形態では、光路長差に起因した第１の距離値誤差及びレンズ厚み差に起因した第２の距離値誤差の両方に対応した補正情報で補正する場合を例に説明した。ただし、補正情報生成時の演算誤差及び補正時の演算誤差が補正後の距離画像に入り込む場合があり、また第１の距離値誤差及び第２の距離値誤差のうち一方が許容範囲内である場合があるので、第１の距離値誤差及び第２の距離値誤差のうちいずれか一方を無視する構成としてよい。
【０１１３】
そのため、補正部４４により、光路長差に対応した第１補正情報を用いて補正を行うか否か、及びレンズ厚み差に対応した第２の補正情報を用いて補正を行うか否かを、レンズ１４、光学系１６又は距離画像取得装置１０、１００の識別情報に基づいて判定する構成としてもよい。また、補正情報記憶部（記憶部２２又はデータベース３００）に、第１補正情報及び第２補正情報のうちいずれか一方のみを記憶させる構成としてもよい。
【０１１４】
また、図２に示したように「レンズ厚み」として主光線光路方向のレンズ厚みに対応付けた補正情報を用いる場合を説明したが、レンズ１４の光軸方向のレンズ厚みに対応付けた補正情報を用いる場合も本発明に含まれる。なぜなら、レンズ１４の中央部から周辺部に向かってレンズ厚みが変化するレンズ構造であれば、レンズ１４の光軸方向のレンズ厚みに補正情報を対応付けても、補正情報を間接的に主光線方向のレンズ厚みに対応付けてある、とみなせるからである。
【０１１５】
［測距方式のバリエーション］
本発明は、発光してから測距領域で反射されて撮像素子で受光するまでの光の飛行時間（ＴＯＦ: time of flight）に対応した複数の距離値を求める測距方式（以下「ＴＯＦ方式」という）に対して適用できる。
【０１１６】
このようなＴＯＦ方式の例として、パルス光を測距領域に照射して撮像素子の画素毎の受光量に基づいて距離画像を取得する方式（以下「パルス検出方式」という）が挙げられる。ほかに、高周波で変調した光を測距領域に照射して位相ずれを検出することにより距離画像を取得する方式（以下「位相差検出方式」という）があるが、測距範囲が近距離の場合には発光と受光との位相差を直接的に検出することが容易でないため適用が難しい。ただし、測距環境に応じてどのようなＴＯＦ方式を採用してもよく、本発明はどのようなＴＯＦ方式に対しても適用可能である。
【０１１７】
尚、上述の第１の実施形態から第５の実施形態は、適宜、組み合わせて実施してよい。例えば、第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせることにより、絞り値及びズーム位置の組み合わせに対応した補正情報で補正を行うことが可能である。また、第２の実施形態及び第３の実施形態を、第４の実施形態（光学系が交換式である場合）及び第５の実施形態（サーバ／クライアント・システムである場合）に組み込むことができる。
【０１１８】
以上、本発明を実施するための形態に関して説明してきたが、本発明は上述した実施形態及び変形例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  距離画像取得装置
１２  発光部
１４  レンズ
１４Ｚ  ズームレンズ
１５  絞り
１６  光学系
１８  撮像素子
２０  撮像部
２２  記憶部
２４  媒体インタフェース
２６  通信部
２８  表示部
３０  指示入力部
４０  制御部
４２  距離画像生成部
４４  補正部
５２  絞り値取得部
５４  ズーム位置取得部
６２  装着検出部
６４  識別情報取得部
１００  距離画像取得装置
１２２  クライアント記憶部
１２６  クライアント通信部
１２８  クライアント表示部
１３０  クライアント指示入力部
１４０  クライアント制御部
２００  距離画像補正装置
２２２  サーバ記憶部
２２６  サーバ通信部
２２８  サーバ表示部
２３０  サーバ指示入力部
２４０  サーバ制御部
３００  データベース
４００  反射物体
４００Ｒ  反射面
Ｃ  撮像中心
ＤＩ  距離画像
Ｄ０〜Ｄ４  レンズ厚み
Ｐ０〜Ｐ４  主光線光路
Ｓａ  受光面
Ｔ  望遠位置
Ｗ  広角位置
ｈ  像高
ｋ  補正値
【図１】
2017138291.tif 000003
【図２】
2017138291.tif 000004
【図３】
2017138291.tif 000005
【図４】
2017138291.tif 000006
【図５】
2017138291.tif 000007
【図６】
2017138291.tif 000008
【図７】
2017138291.tif 000009
【図８】
2017138291.tif 000010
【図９】
2017138291.tif 000011
【図１０】
2017138291.tif 000012
【図１１】
2017138291.tif 000013
【図１２】
2017138291.tif 000014
【図１３】
2017138291.tif 000015
【図１４】
2017138291.tif 000016
【図１５】
2017138291.tif 000017
【図１６】
2017138291.tif 000018
【図１７】
2017138291.tif 000019
【図１８】
2017138291.tif 000020
【図１９】
2017138291.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月8日(2017.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光する発光部と、
複数の受光素子が配列された受光面を有する撮像部と、
前記発光部から発光されて測距領域で反射された光を前記撮像部の前記受光面に導くレンズを含む光学系と、
前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記発光部から前記撮像部の受光面までの光飛行時間に対応する複数の距離値を含む距離画像を生成する距離画像生成部と、
前記レンズから前記撮像部の前記受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に起因する測距値の誤差に対応する補正情報を記憶する補正情報記憶部と、
前記補正情報に基づいて、前記距離画像の前記距離値を補正する補正部と、
を備える距離画像取得装置。
【請求項２】
前記補正情報は、前記複数の主光線光路同士の光路長差と前記レンズ厚み差とに対応し、
前記補正部は、前記距離画像に対して、前記光路長差及び前記レンズ厚み差に関する補正を行う、
請求項１に記載の距離画像取得装置。
【請求項３】
前記補正情報は、前記光路長差に対応する第１補正情報と、前記レンズ厚み差に対応する第２補正情報とを含む、
請求項２に記載の距離画像取得装置。
【請求項４】
前記レンズは、前記レンズの中心部から周辺部に向かって同心円状でレンズ厚みが増加する構造を有し、
前記距離画像は、前記複数の距離値のそれぞれを持つ複数の画素を含んで構成され、
前記補正情報記憶部は、前記補正情報を像高と関連付けて記憶し、
前記補正部は、前記距離画像の各画素の座標と前記像高に関連付けられた前記補正情報とに基づいて前記距離画像の各距離値に対する補正を行う、
請求項１から３のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【請求項５】
前記光学系は絞りを含み、
前記光学系の前記絞りの絞り値を取得する絞り値取得部を備え、
前記補正情報記憶部は、前記絞りの絞り値ごとに前記補正情報を記憶し、
前記補正部は、取得された前記絞り値に対応する前記補正情報を前記補正情報記憶部から取得し、当該補正情報に基づいて前記距離画像に対する補正を行う、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【請求項６】
前記光学系はズームレンズを含み、
前記光学系の前記ズームレンズのズーム位置を取得するズーム位置取得部を備え、
前記補正情報記憶部は、前記ズームレンズのズーム位置ごとに前記補正情報を記憶し、
前記補正部は、取得された前記ズーム位置に対応する前記補正情報を前記補正情報記憶部から取得し、当該補正情報に基づいて前記距離画像に対する補正を行う、
請求項１から５のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【請求項７】
前記光学系は前記撮像部を含む装置本体に対する装着及び脱着が可能な交換式の光学系であり、
前記レンズの識別情報又は前記光学系の識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記補正情報記憶部は、前記識別情報ごとに前記補正情報を記憶し、
前記補正部は、取得された前記識別情報に対応する前記補正情報を取得し、当該補正情報に基づいて前記距離画像に対する補正を行う、
請求項１から６のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【請求項８】
前記レンズは、広角レンズ又は魚眼レンズを含む、
請求項１から７のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【請求項９】
前記レンズは、画角が１４０度以上である、
請求項８に記載の距離画像取得装置。
【請求項１０】
複数の距離値を含む距離画像を入力する入力部と、
前記距離画像を発光部とレンズと撮像部を備えた距離画像取得装置で取得する際の前記レンズから前記撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に起因する測距値の誤差に対応した複数の補正値を含む補正情報を記憶する補正情報記憶部と、
前記補正情報に基づいて、前記距離画像の前記距離値に対する補正を行う補正部と、
を備える距離画像補正装置。
【請求項１１】
前記補正情報は、前記複数の主光線光路同士の光路長差と前記レンズ厚み差とに対応し、
前記補正部は、前記距離画像に対して、前記光路長差及び前記レンズ厚み差に関する補正を行う、
請求項１０に記載の距離画像補正装置。
【請求項１２】
補正された前記距離画像を前記距離画像取得装置に対して出力する出力部を備える、
請求項１０又は１１に記載の距離画像補正装置。
【請求項１３】
前記レンズの識別情報、前記レンズを含む光学系の識別情報、及び前記距離画像取得装置の識別情報のうち少なくとも一つの識別情報を取得する識別情報取得部を備え、
前記補正情報記憶部は、前記補正情報を複数の前記識別情報に関連付けて記憶し、
前記補正部は、前記識別情報取得部により取得された前記識別情報に関連付けられた前記補正情報に基づいて、前記距離画像の補正を行う、
請求項１０から１２のうちいずれか一項に記載の距離画像補正装置。
【請求項１４】
レンズから撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に起因する測距値の誤差に対応した複数の補正値を含む補正情報を補正情報記憶部に記憶させておき、
発光部から発光されて測距領域で反射された光が、レンズを含む光学系により撮像部の受光面に導かれた状態で、前記撮像部により撮像を行うステップと、
前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記発光部から前記撮像部の受光面までの光飛行時間に対応する複数の距離値を含む距離画像を生成するステップと、
前記補正情報に基づいて、前記距離画像の前記距離値を補正するステップと、
を含む距離画像取得方法。
【請求項１５】
前記補正情報は、前記複数の主光線光路同士のレンズ厚み差及び前記複数の主光線光路同士の光路長差に対応し、
前記距離画像の前記距離値に対して、前記レンズ厚み差及び前記光路長差に関する補正を行う、
請求項１４に記載の距離画像取得方法。
【請求項１６】
複数の距離値を含む距離画像を発光部とレンズと撮像部を備えた距離画像取得装置で取得する際の前記レンズから前記撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差情報と、前記レンズ中の光速情報又は前記レンズの材質情報と、を含むレンズ特性情報を取得するステップと、
前記レンズ特性情報に基づいて、前記レンズから前記撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に起因する測距値の誤差に対する補正情報を生成するステップと、
を含む補正情報生成方法。
【請求項１７】
前記レンズ特性情報は、前記複数の主光線光路同士の光路長差情報を含む、
請求項１６に記載の補正情報生成方法。
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月7日(2018.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記光学系は前記撮像部を含む装置本体に対する装着及び脱着が可能な交換式の光学系であり、
前記レンズの識別情報又は前記光学系の識別情報を取得する識別情報取得部を備え、
前記補正情報記憶部は、前記識別情報ごとに前記補正情報を記憶し、
前記補正部は、取得された前記識別情報に対応する前記補正情報を取得し、当該補正情報に基づいて前記距離画像に対する補正を行う、
請求項１から６のうちいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の第７の態様に係る距離画像取得装置では、光学系は撮像部を含む装置本体に対する装着及び脱着が可能な交換式の光学系であり、レンズの識別情報又は光学系の識別情報を取得する識別情報取得部を備え、補正情報記憶部は、識別情報ごとに補正情報を記憶し、補正部は、取得された識別情報に対応する補正情報を取得し、補正情報に基づいて距離画像に対する補正を行う。本態様によれば、光学系が交換式であっても、光学系のレンズの種類又は光学系の種類に応じて、高精度の距離画像を得ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本発明によれば、広範囲且つ高精度の距離画像を取得することができる。
【国際調査報告】
2017138291.tif 000022
2017138291.tif 000023
2017138291.tif 000024
2017138291.tif 000025