(57)【要約】【課題】  正常な受光信号であるか、異常な受光信号であるかを容易に検出することができ、しかも、正常な受光信号に基づく距離値によって信頼性の高い画像を生成することのできる距離画像センサを提供する。【解決手段】  レーザ投光部に対するレーザ放射タイミング信号、測距計測部に対するレーザ放射事前タイミング信号および二次元スキャナ１０に対する駆動信号をそれぞれ出力するレーザコントローラ２１と、レーザコントローラ２１からレーザ放射事前タイミング信号が出力された後、レーザ放射信号が入力されるまでの間に、レーザ受光部３０から受光信号が出力された場合に、このレーザ放射信号によるレーザ放射により得られた受光信号は異常であると検出する異常測距検出回路４５と、を備えている。【選択図】      図１
2011089909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を投光するレーザ投光部と、
前記レーザ投光部から投光されるレーザ光を走査させる二次元スキャナと、
前記二次元スキャナによるレーザ光の反射光を受光するレーザ受光部と、
前記レーザ投光部によりレーザ光を投光した際に出力されるレーザ放射信号を入力するとともに、前記レーザ受光部によるレーザ光の受光信号を入力し、これら信号の入力時間の差を計測する測距計測部と、
前記測距計測部による入力時間の差から距離値を算出する距離算出回路と、
前記レーザ投光部に対するレーザ放射タイミング信号、前記測距計測部に対するレーザ放射事前タイミング信号および前記二次元スキャナに対する駆動信号をそれぞれ出力するレーザコントローラと、
前記レーザコントローラからレーザ放射事前タイミング信号が出力された後、前記レーザ放射信号が入力されるまでの間に、前記レーザ受光部から受光信号が出力された場合に、このレーザ放射信号によるレーザ放射により得られた受光信号は異常であると検出する異常測距検出回路と、
を備えていることを特徴とする距離画像センサ。
【請求項２】
前記二次元スキャナは、二次元領域に光を走査させるプレーナ型アクチュエータから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の距離画像センサ。
【請求項３】
前記異常測距検出回路は、異常を検出した場合に、異常検出信号を前記距離値算出回路に出力するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の距離画像センサ。
【請求項４】
前記距離値算出回路は、前記異常測距検出回路から異常検出信号が入力された時の距離値に、異常であることを示す符号を付した状態で、外部に出力するよう構成されていることを特徴とする請求項３に記載の距離画像センサ。
【請求項５】
前記測距計測部は、比較的長い距離を測定する共振回路と、比較的短い距離を測定する立ち上がり回路とを備え、
前記異常測距検出回路は、前記共振回路による測距が異常であると判断した場合に、前記立ち上がり回路による測距値を距離値として採用するものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の距離画像センサ。
【請求項６】
前記請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の距離画像センサと、
前記距離画像センサから入力された距離値に基づいて背景画像およびこの背景画像の距離値に基づいて差分画像を生成するとともに、前記異常であると検出された距離値が入力された場合、画像生成の際に、この画素の距離値は使用しないで除外し、その他の画素の距離値に基づいて画像を生成する画像データ処理装置と、
を備えていることを特徴とする距離画像センサを用いた距離画像処理システム。
【請求項７】
前記画像データ処理装置は、異常であると検出された距離値を除外して画像を生成する際に、除外される画素数が一定以上に達した場合に、警告を表示させるものであることを特徴とする請求項６に記載の距離画像センサを用いた距離画像処理システム。
【請求項８】
前記画像データ処理装置は、前記警告を表示させるための表示部を備えていることを特徴とする請求項７に記載の距離画像センサを用いた距離画像処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は距離画像センサおよびこれを用いた距離画像処理システムに係り、特に、プレーナ型アクチュエータなどの二次元スキャナを用いた距離画像センサを用い、異常な受光信号を適正に検出することを可能とした距離画像センサおよびこれを用いた距離画像処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、二次元スキャナによりレーザ光を走査させ、対象物から反射したレーザ光を受光することにより、距離値を取得するようにした距離画像センサが開発されており、この距離画像センサにより得られた距離値に基づいてフレーム画像を生成することにより、種々の画像処理を行うようになっている。
【０００３】
そして、このような距離画像センサにおいては、例えば、強い太陽光が受光素子に入射したり、ノイズが入ったりして、本来、正常に受光していないにもかかわらず、受光したと認識して誤った距離検出をしてしまうことがあるという問題を有している。
【０００４】
このように入力信号の異常を判定する手段として、例えば、送信された電波の反射波の受信信号のレベルの変化から対象物体からの反射信号の立ち上がりを検出し、対象物体の有無と距離とを検出する際に、異常判定手段により、二値化された受信信号の積算結果のうち、特定のサンプリングタイミングにおける積算値のレベルから装置の異常を判定するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２５５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術においては、正常な受信信号を得るために、極めて細かいサンプリングを行う必要があり、制御が複雑になってしまうという問題を有している。
【０００７】
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、正常な受光信号であるか、異常な受光信号であるかを容易に検出することができ、しかも、正常な受光信号に基づく距離値によって信頼性の高い画像を生成することのできる距離画像センサおよびこれを用いた距離画像処理システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る距離画像センサは、レーザ光を投光するレーザ投光部と、
前記レーザ投光部から投光されるレーザ光を走査させる二次元スキャナと、
前記二次元スキャナによるレーザ光の反射光を受光するレーザ受光部と、
前記レーザ投光部によりレーザ光を投光した際に出力されるレーザ放射信号を入力するとともに、前記レーザ受光部によるレーザ光の受光信号を入力し、これら信号の入力時間の差を計測する測距計測部と、
前記測距計測部による入力時間の差から距離値を算出する距離算出回路と、
前記レーザ投光部に対するレーザ放射タイミング信号、前記測距計測部に対するレーザ放射事前タイミング信号および前記二次元スキャナに対する駆動信号をそれぞれ出力するレーザコントローラと、
前記レーザコントローラからレーザ放射事前タイミング信号が出力された後、前記レーザ放射信号が入力されるまでの間に、前記レーザ受光部から受光信号が出力された場合に、このレーザ放射信号によるレーザ放射により得られた受光信号は異常であると検出する異常測距検出回路と、
を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記二次元スキャナは、二次元領域に光を走査させるプレーナ型アクチュエータから構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、前記異常測距検出回路は、異常を検出した場合に、異常検出信号を前記距離値算出回路に出力するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項３において、前記距離値算出回路は、前記異常測距検出回路から異常検出信号が入力された時の距離値に、異常であることを示す符号を付した状態で、外部に出力するよう構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項において、前記測距計測部は、比較的長い距離を測定する共振回路と、比較的短い距離を測定する立ち上がり回路とを備え、
前記異常測距検出回路は、前記共振回路による測距が異常であると判断した場合に、前記立ち上がり回路による測距値を距離値として採用するものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る距離画像センサを用いた距離画像処理システムは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の距離画像センサと、
前記距離画像センサから入力された距離値に基づいて背景画像およびこの背景画像の距離値に基づいて差分画像を生成するとともに、前記異常であると検出された距離値が入力された場合、画像生成の際に、この画素の距離値は使用しないで除外し、その他の画素の距離値に基づいて画像を生成する画像データ処理装置と、
を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項６において、前記画像データ処理装置は、異常であると検出された距離値を除外して画像を生成する際に、除外される画素数が一定以上に達した場合に、警告を表示させるものであることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項７において、前記画像データ処理装置は、前記警告を表示させるための表示部を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、異常測距検出回路により、レーザコントローラからレーザ放射事前タイミング信号が出力された後、レーザ放射信号が入力されるまでの間に、レーザ受光部から受光信号が出力された場合に、このレーザ放射信号によるレーザ放射により得られた受光信号は異常であると検出するようにしているので、複雑な制御を行うことなく、受光信号が正常であるか、異常であるかを適正に判断することができる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、二次元スキャナを、二次元領域に光を走査させるプレーナ型アクチュエータから構成しているので、レーザ光の走査を高速にかつ確実に行うことができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、異常測距検出回路により、異常を検出した場合に、異常検出信号を距離値算出回路に出力するようにしているので、距離値算出回路により、受光信号が正常であるか、異常であるかを適正に認識することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明によれば、距離値算出回路により、異常測距検出回路から異常検出信号が入力された時の距離値に、異常であることを示す符号を付した状態で、外部に出力するようしているので、外部の画像データ処理装置などにおいて、正常な距離値であるか、異常な距離値であるかを適正に認識することができる。
【００２０】
請求項５に係る発明によれば、異常測距検出回路により、共振回路による測距が異常であると判断した場合に、立ち上がり回路による測距値を距離値として採用するようにしているので、外乱の影響を受けやすい共振回路による測距を立ち上がり回路による測距値により補うことで、より外乱光に強く、信頼性の高い測距を行うことができる。
【００２１】
請求項６に係る発明によれば、画像データ処理装置により、異常であると検出された距離値が入力された場合、画像生成の際に、この画素の距離値は使用しないで除外し、その他の画素の距離値に基づいて画像を生成するようにしているので、異常な距離値に基づいて画像を生成してしまうことがなく、正常な距離値に基づく信頼性の高い画像生成を行うことができる。
【００２２】
請求項７に係る発明によれば、画像データ処理装置により、異常であると検出された距離値を除外して画像を生成する際に、除外される画素数が一定以上に達した場合に、警告を表示させるようにしているので、画像生成を良好に行うことができなかった旨を警告により確実に認識することができる。
【００２３】
請求項８に係る発明によれば、画像データ処理装置が警告を表示させるための表示部を備えているので、表示部により、画像生成を良好に行うことができなかった旨を容易に視認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る距離画像センサを用いた距離画像処理システムの第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る距離画像センサに用いられる二次元スキャナの実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明に係る距離画像センサによるレーザ放射事前タイミング信号、レーザ放射信号および受光信号の検出状態を示す正常状態の説明図である。
【図４】本発明に係る距離画像センサによるレーザ放射事前タイミング信号、レーザ放射信号および受光信号の検出状態を示す異常状態の説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態における距離画像センサの動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態における距離画像センサの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は本発明に係る距離画像センサを用いた距離画像処理システムの第１実施形態を示したものであり、画像処理システムは、距離画像センサ１およびこの距離画像センサ１から送られる距離値に基づいて画像処理を行う画像データ処理装置２を備えている。距離画像センサ１は、二次元スキャナ１０を備えており、本実施形態においては、二次元スキャナ１０として、プレーナ型アクチュエータを用いている。
【００２７】
本実施形態の二次元スキャナ１０は、図２に示すように、図示しないデバイス基板上に設置された枠状の固定部１１を備えている。この固定部１１の内側には、第２トーションバー１２を介して枠状の第２可動部１３が揺動自在に支持されており、この第２可動部１３の内側には、第１トーションバー１４を介して第１可動部１５が揺動自在に支持されている。すなわち、第１可動部１５と第２可動部１３とは、第２トーションバー１２を介して互いに直交する方向に揺動自在とされており、第１可動部１５と第２可動部１３とは、異なる駆動周波数で駆動されるように構成されている。なお、これら固定部１１、第２可動部１３、第１可動部１５、第１トーションバー１４および第２トーションバー１２は、一体的に形成されている。
【００２８】
第１可動部１５上には、第１可動部１５を駆動するための図示しない駆動コイルが、第２可動部１３上には、第２可動部１３を駆動するための図示しない駆動コイルがそれぞれ設けられており、固定部１１の周囲には、第１可動部１５を挟んで互いに反対磁極を対向させて配置される二対の静磁界発生部材（図示せず）が配置されている。なお、静磁界発生部材は、永久磁石でも電磁石でもよい。
【００２９】
また、図１に示すように、距離画像センサ１は、制御部２０を備えており、この制御部２０には、レーザ光およびスキャナを制御するためのレーザコントローラ２１が設けられている。制御部２０には、レーザコントローラ２１からの内軸駆動信号および外軸駆動信号が入力されるスキャナドライバ２２が設けられており、このスキャナドライバ２２は、二次元スキャナ１０に対して、レーザコントローラ２１から出力される内軸駆動信号および外軸駆動信号に基づいて、第１可動部１５を駆動させるための内軸駆動パルスを出力するとともに、第２可動部１３を駆動させるための外軸駆動パルスを出力するように構成されている。制御部２０のレーザコントローラ２１には、二次元スキャナ１０の図示しない検出装置から第１可動部１５および第２可動部１３の駆動位置を検出するためのスキャナ同期信号がフィルタ２３を介して送られるように構成されている。
【００３０】
また、距離画像センサ１は、レーザ投光部２４を備えており、レーザ投光部２４には、レーザ光を発光するためのレーザ素子２５が設けられている。レーザ投光部２４には、レーザコントローラ２１から送られるレーザ放射タイミング信号に基づいてレーザ素子２５に投光駆動パルスを出力するレーザドライバ２６が設けられている。レーザ投光部２４には、レーザ素子２５から出射されるレーザ光をビームスプリッタ２７を介して二次元スキャナ１０に投光させるための、例えば、ミラーやレンズなどで構成される投光光学装置２８が設けられている。さらに、投光光学装置２８には、レーザ光の投光タイミングを監視する発光モニタ２９が接続されている。発光モニタ２９は、図示しない受光素子を備えており、この受光素子により、投光光学装置２８から投光されるレーザ光を受光することにより、投光光学装置２８による投光タイミングを監視して、後述する時間計測回路３８に投光タイミング信号を出力するように構成されている。
【００３１】
さらに、距離画像センサ１は、レーザ受光部３０を備えており、レーザ受光部３０には、レーザ光を受光するための受光素子３１が設けられている。レーザ受光部３０には、レーザ素子２５から投光光学装置２８を介して投光され二次元スキャナ１０で反射されたレーザ光を受光素子３１に受光させるための、例えば、ミラーやレンズなどで構成される受光光学装置３２が設けられている。レーザ受光部３０には、受光素子３１からの受光信号を増幅するプリアンプ３３が設けられている。
【００３２】
距離画像センサ１は、測距計測部３４を備えており、この測距計測部３４には、レーザ受光部３０のプリアンプ３３から送られる受光信号を検出するための共振回路３５および立ち上がり回路３６がそれぞれ設けられている。共振回路３５は、主として測定する距離が比較的長い場合に用いられ、立ち上がり回路３６は、主として測定する距離が比較的短い場合に用いられるものである。測距計測部３４には、共振回路３５および立ち上がり回路３６を介して送られる受光信号に基づいて受光素子３１により受光したタイミングを生成するストップタイミング生成回路３７，３７が設けられている。測距計測部３４には、ストップタイミング生成回路３７により生成された受光タイミングと、発光モニタ２９から送られる投光タイミング信号とから、投光タイミングから受光タイミングまでの時間を計測するための時間計測回路３８，３８が設けられている。
【００３３】
また、制御部２０には、距離値算出回路３９が設けられており、時間計測回路３８による時間データは、Ａ／Ｄ変換器４０，４０を介して距離値算出回路３９に送られるようになっている。そして、距離値算出回路３９は、時間計測回路３８による時間データに基づいて、距離値を取得することができるように構成されており、取得した距離値は、外部インタフェース４１を介して後述する画像データ処理装置２に出力されるように構成されている。すなわち、二次元スキャナ１０の第１可動部１５および第２可動部１３を動作させながら、この二次元スキャナ１０にレーザ投光部２４からレーザ光を投光させることにより、二次元領域でレーザ光を走査させ、二次元スキャナ１０から投光されて物体で反射されたレーザ光を二次元スキャナ１０で反射されてレーザ受光部３０により受光することにより、二次元スキャナ１０により走査した範囲における各画素における距離値を取得することができるものである。なお、レーザ受光部３０には、プリアンプ３３から出力される受光信号をＡ／Ｄ変換して受光量として距離値算出回路３９に送るＡ／Ｄ変換器４２が設けられている。
【００３４】
さらに、本実施形態においては、レーザコントローラ２１は、レーザ放射タイミング信号をレーザドライバ２６に出力する前に、時間計測回路３８に対してレーザ放射事前タイミング信号を出力するように構成されている。また、制御部２０には、レーザコントローラ２１からのレーザ放射事前タイミング信号、発光モニタからの投光タイミング信号およびストップタイミング生成回路３７からの受光信号をそれぞれ入力して測距が正常か異常かを検出する異常測距検出回路４５が設けられている。
【００３５】
本実施形態においては、図３に示すように、レーザコントローラ２１からレーザ放射事前タイミング信号を出力した後、レーザ放射タイミング信号をレーザドライバ２６に出力し、レーザ素子２５から投光光学装置２８を介してレーザ光が二次元スキャナ１０に投光される。二次元スキャナ１０により二次元領域でレーザ光を走査させ、二次元スキャナ１０から投光されて物体で反射されたレーザ光は、二次元スキャナ１０で反射されて受光光学装置３２を介してレーザ受光部３０により受光されるものであり、発光モニタ２９から送られる投光タイミングからレーザ受光部３０による受光信号に基づいてストップタイミング生成回路３７により生成された受光タイミングまでの時間を時間計測回路３８により計測することにより、距離値算出回路３９により距離値を算出するものである。
【００３６】
これに対して、例えば、二次元スキャナ１０部分に太陽光などの外乱光が入射した場合や、レーザ受光部３０に外乱ノイズが入った場合など、レーザ受光部３０の受光素子による受光信号に異常が発生した場合は、距離値の信頼性が低くなるため、対応する画素の距離値を用いない方がよい。
【００３７】
そのため、本実施形態においては、異常測距検出回路４５は、図４に示すように、レーザコントローラ２１からレーザ放射事前タイミング信号を出力した後、発光モニタによるレーザ放射信号が入力されるまでの異常検出期間に、受光素子から受光信号が出力された場合、異常であると検出するように構成されている。すなわち、レーザ放射事前タイミング信号を出力した状態では、レーザ素子２５から投光していないので、受光信号が入力されることはないにもかかわらず、受光素子から受光信号が出力された場合には、異常であると判断するものである。
【００３８】
そして、異常測距検出回路４５は、このような異常を検出した場合には、異常検出信号を距離値算出回路３９に出力するように構成されている。距離値算出回路３９は、時間計測回路３８から送られた時間値に基づいて距離値を算出するものであるが、本実施形態においては、異常検出信号が入力された時の距離値には、異常であることを示す符号を付した状態で、外部インタフェース４１を介して画像データ処理装置２に出力するように構成されている。
【００３９】
さらに、制御部２０には、制御部２０および測距計測部３４に電源を供給するための主電源４３が設けられており、さらに、主電源４３からの電源供給を受けてレーザドライバ２６、プリアンプ３３およびスキャナドライバ２２に電源を供給するＨＶ電源４４が設けられている。
【００４０】
また、画像データ処理装置２は、距離画像センサ１から入力される距離値に基づいて画像を生成するものであり、二次元スキャナ１０により走査された各画素において取得された距離値から二次元のフレーム画像を生成することができるように構成されている。画像データ処理装置２は、例えば、各画素における距離値を、二次元スキャナ１０による各走査毎に記憶するように構成されており、各画素において距離値の最も大きい値、すなわち最も遠い距離値により生成される画像を背景画像として記憶するとともに、この背景画像を基準として、背景画像の距離値と新たに取得された距離値との差分を求めることにより、差分画像を生成するように構成されている。
【００４１】
また、画像データ処理装置２は、異常を示す符号が付された距離値が距離画像センサ１から入力され場合には、画像を生成する際に、この画素の距離値は使用しないで除外し、その他の画素の距離値に基づいて画像を生成するように構成されている。さらに、画像データ処理装置２には、表示部４６が設けられており、異常を示す符号が付された距離値を除外してフレーム画像を生成する際に、除外される画素数が一定以上に達した場合には、このフレーム画像を生成することが困難になってしまうことから、画像データ処理装置２は、表示部４６に警告表示を行うように構成されている。なお、警告表示は、表示部４６に表示させることで視覚に訴えるようにしてもよいし、音声により表示させるようにしてもよい。
【００４２】
次に、本実施形態の作用について図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４３】
まず、レーザコントローラ２１からスキャナドライバ２２に内軸駆動信号および外軸駆動信号を出力させることにより、スキャナドライバ２２から二次元スキャナ１０に内軸駆動パルスおよび外軸駆動パルスを出力させることにより、二次元スキャナ１０の駆動コイルに通電させ、これにより、第１可動部１５および第２可動部１３を揺動動作させる。
【００４４】
この状態で、まず、レーザコントローラ２１から時間計測回路３８にレーザ放射事前タイミング信号を出力し（ＳＴ１）、一定時間後に、レーザコントローラ２１からレーザ投光部２４にレーザ放射タイミング信号を出力させる。レーザ投光部２４にレーザ放射タイミング信号が入力されたら、レーザドライバ２６から投光駆動パルスをレーザ素子２５に出力させることにより、レーザ素子２５から投光光学装置２８を介してレーザ光が二次元スキャナ１０に投光される。このとき、発光モニタにより、レーザ放射信号が異常測距検出回路４５および時間計測回路３８にそれぞれ出力される。
【００４５】
そして、二次元スキャナ１０により二次元領域でレーザ光を走査させ、二次元スキャナ１０から投光されて物体で反射されたレーザ光は、二次元スキャナ１０で反射されて受光光学装置３２を介してレーザ受光部３０により受光される。この受光信号は、共振回路３５または立ち上がり回路３６およびストップタイミング生成回路３７を介して時間計測回路３８に出力される。このとき、レーザ放射信号が入力されたか否かを判断し（ＳＴ２）、レーザ放射信号が入力された後に、異常測距検出回路４５に、ストップタイミング生成回路３７から受光信号が入力された否か判断する（ＳＴ３）。
【００４６】
そして、受光信号が入力された場合には、時間計測回路３８により、ストップタイミング生成回路３７により生成された受光タイミングと、発光モニタ２９から送られる投光タイミングとから、投光タイミングから受光タイミングまでの時間が計測されて距離値算出回路３９に出力される。そして、距離値算出回路３９により、時間計測回路３８による時間データに基づいて、二次元スキャナ１０により走査した範囲における各画素における距離値を算出し（ＳＴ４）、この距離値は、画像データ処理装置２に出力される（ＳＴ５）。
【００４７】
一方、レーザ放射事前タイミング信号が入力されてから、レーザ放射信号が入力されない状態で（ＳＴ２：ＮＯ）、ストップタイミング生成回路３７から受信信号が入力され場合には（ＳＴ６：ＹＥＳ）、異常測距検出回路４５により異常であると検出する（ＳＴ７）。そして、異常測距検出回路４５は、このような異常を検出した場合、異常検出信号を距離値算出回路３９に出力し（ＳＴ８）、距離値算出回路３９により、異常検出信号が入力された時の距離値に異常であることを示す符号を付した状態で、外部インタフェース４１を介して画像データ処理装置２に出力する（ＳＴ９）。
【００４８】
その後、画像データ処理装置２は、取得した距離値に基づいて、各画素における距離値から背景画像および差分画像を生成する。この場合において、距離画像センサ１から異常を示す符号が付された距離値が入力され場合には、画像を生成する際に、この画素の距離値は使用しないで除外し、その他の画素の距離値に基づいて画像を生成する。そして、フレーム画像を生成する際に、除外される画素数が一定以上に達した場合には、表示部４６に警告表示を行う。
【００４９】
以上述べたように、本実施形態においては、異常測距検出回路４５により、レーザコントローラ２１からレーザ放射事前タイミング信号が出力された後、レーザ放射信号が入力されるまでの間に、レーザ受光部３０から受光信号が出力された場合に、このレーザ放射信号によるレーザ放射により得られた受光信号は異常であると検出するようにしているので、複雑な制御を行うことなく、受光信号が正常であるか、異常であるかを適正に判断することができる。
【００５０】
また、画像データ処理装置２により、距離画像センサ１から異常を示す符号が付された距離値が入力され場合には、画像を生成する際にこの画素の距離値は使用しないで除外するようにしているので、異常な距離値に基づいて画像を生成してしまうことがなく、正常な距離値に基づく信頼性の高い画像生成を行うことができる。
【００５１】
さらに、画像データ処理装置２により、異常であると検出された距離値を除外して画像を生成する際に、除外される画素数が一定以上に達した場合に、警告を表示させるようにしているので、画像生成を良好に行うことができなかった旨を表示部４６により、確実に認識することができる。
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５３】
前述のように共振回路３５は、主として測定する距離が比較的長い場合に用いられ、低反射率物体からの低い受信レベルを処理するものであり、ゲインは高めである。これに対して、立ち上がり回路３６は、主として測定する距離が比較的短い場合に用いられ、近距離や高反射率物体からの高い受信レベルを処理するものであり、ゲインは低めである。そのため、共振回路３５により測距を行う場合、外乱の影響を受けやすく、異常測距も発生しやすくなる特性を有している。
【００５４】
そのため、本実施形態においては、共振回路３５で異常な測距が検出された場合に、立ち上がり回路３６による測距値を採用するようにしたものである。
【００５５】
なお、距離画像センサの構成は、前記図１に示すものと同様であるので、その説明を省略する。
【００５６】
次に、本実施形態の作用について図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５７】
本実施形態においては、まず、受光素子３１による受光光量が十分か否か判断し（ＳＴ１０）、受光光量が十分でない場合には、共振回路３５による測距を行うとともに（ＳＴ１０：ＮＯ）、受光光量が十分な場合には、立ち上がり回路３６による測距を行う（ＳＴ１０：ＹＥＳ）。
【００５８】
そして、共振回路３５により測距を行う際に、共振回路３５による異常測距が検出された場合、すなわち、レーザ放射事前タイミング信号とレーザ放射タイミング信号との間に受光信号が入力された場合には、異常測距検出回路４５により測距が異常であると検出する（ＳＴ１１）。そして、測距の異常を検出しない場合は、距離値算出回路３９により、時間計測回路３８による時間データに基づいて、二次元スキャナ１０により走査した範囲における各画素における距離値を算出し（ＳＴ１２）、この距離値は、画像データ処理装置２に出力される（ＳＴ１３）。
【００５９】
また、共振回路３５による測距の異常を検出した場合は、立ち上がり回路３６による測距が行われたか否かを判断し（ＳＴ１４）、立ち上がり回路３６による測距が正常に行われていない場合には、距離値算出回路３９により、異常検出信号が入力された時の距離値に異常であることを示す符号を付した状態で、外部インタフェース４１を介して画像データ処理装置２に出力する（ＳＴ１５）。一方、立ち上がり回路３６による測距が正常に行われている場合には、距離値算出回路３９により距離値を算出し（ＳＴ１６）、画像データ処理装置２に出力される（ＳＴ１３）。
【００６０】
また、受光光量が十分な場合、立ち上がり回路３６による測距が行われるが、立ち上がり回路３６により、測距の異常を検出しなかった場合には、距離値算出回路３９により距離値を算出し（ＳＴ１６）、画像データ処理装置２に出力される（ＳＴ１３）。そして、立ち上がり回路３６により測距の異常を検出した場合には（ＳＴ１７：ＹＥＳ）、距離値算出回路３９により、異常検出信号が入力された時の距離値に異常であることを示す符号を付した状態で、外部インタフェース４１を介して画像データ処理装置２に出力する（ＳＴ１８）。
【００６１】
以上述べたように、本実施形態においても前記第１実施形態と同様に、異常測距検出回路４５により、レーザコントローラ２１からレーザ放射事前タイミング信号が出力された後、レーザ放射信号が入力されるまでの間に、レーザ受光部３０から受光信号が出力された場合に、このレーザ放射信号によるレーザ放射により得られた受光信号は異常であると検出するようにしているので、複雑な制御を行うことなく、受光信号が正常であるか、異常であるかを適正に判断することができる。しかも、本実施形態においては、比較的異常が生じやすい共振回路３５により測距する場合に、異常な測距が検出されたら立ち上がり測距回路による測距値を採用するようにしているので、外乱の影響を受けやすい共振回路３５による測距を立ち上がり回路３６による測距値により補うことで、より外乱光に強く、信頼性の高い測距を行うことができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  距離画像センサ
２  画像データ処理装置
１０  二次元スキャナ
１１  固定部
１３  第２可動部
１５  第１可動部
２０  制御部
２１  レーザコントローラ
２２  スキャナドライバ
２４  レーザ投光部
２５  レーザ素子
２６  レーザドライバ
２８  投光光学装置
２９  発光モニタ
３０  レーザ受光部
３１  受光素子
３２  受光光学装置
３４  測距計測部
３５  共振回路
３６  立ち上がり回路
３７  ストップタイミング生成回路
３８  時間計測回路
３９  距離値算出回路
４５  異常測距検出回路
４６  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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