(57)【要約】【課題】視差を用いずに被写体までの距離を算出することができ、小型化が可能な測距カメラを提供すること。【解決手段】測距カメラ１は、被写体に対して、光線Ｂ３を照射するための光線照射部３と、光線Ｂ３が照射された被写体を撮像し、画像を取得するための撮像部４と、撮像部４が取得した画像に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズに基づいて、被写体までの距離を算出するための距離算出部６と、を備える。【選択図】図１
2019090625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に対して、光線を照射するための光線照射部と、
前記光線が照射された前記被写体を撮像し、画像を取得するための撮像部と、
前記撮像部が取得した前記画像に含まれる前記被写体上の前記光線のサイズに基づいて、前記被写体までの距離を算出するための距離算出部と、を備えることを特徴とする測距カメラ。
【請求項２】
前記画像内に含まれる前記被写体上の前記光線の前記サイズと、前記光線が照射された前記被写体までの距離とを関連付ける関連付情報を記憶している関連付情報記憶部をさらに備え、
前記距離算出部は、前記画像内に含まれる前記被写体上の前記光線の前記サイズと、前記関連付情報記憶部内の前記関連付情報とに基づいて、前記被写体までの前記距離を算出する請求項１に記載の測距カメラ。
【請求項３】
前記光線照射部から前記被写体に対して照射される前記光線は、前記撮像部の撮像光学系の集光角と異なる配光角で拡散若しくは収束する光線、または、コリメートされた光線である請求項１または２に記載の測距カメラ。
【請求項４】
前記光線照射部は、
単一の光線を照射するための光源と、
前記光源から照射された前記単一の光線を受け、拡散光線を発するよう構成された光線拡散手段と、
前記光線拡散手段から発せられた前記拡散光線の配光角を変更し、前記撮像部の撮像光学系の集光角と異なる前記配光角で拡散若しくは収束する前記光線、または、前記コリメートされた光線を発するよう構成された配光角変更手段と、を備える請求項３に記載の測距カメラ。
【請求項５】
前記光線拡散手段は、前記単一の光線を、前記拡散光線に変換するよう構成された第１の回折格子であり、
前記配光角変更手段は、前記拡散光線の前記配光角を変更し、前記撮像部の前記光学系の前記集光角と異なる前記配光角で拡散または収束する前記光線を発するよう構成された第２の回折格子、または、前記コリメートされた光線を発するよう構成されたコリメートレンズである請求項４に記載の測距カメラ。
【請求項６】
前記撮像部および前記光線照射部は、前記撮像部の前記撮像光学系の光軸および前記光線照射部の前記光源の光軸が、互いに平行になるよう近接して配置されている請求項４または５に記載の測距カメラ。
【請求項７】
前記光線は、近赤外光線である請求項１ないし６のいずれかに記載の測距カメラ。
【請求項８】
前記光線照射部は、複数の前記光線を前記被写体に対して照射するよう構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の測距カメラ。
【請求項９】
前記複数の光線は、同心円パターンまたは格子パターンを形成するよう照射される請求項８に記載の測距カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、被写体までの距離を算出するための測距カメラ、より具体的には、被写体に光線を照射し、さらに、光線が照射された被写体を撮像することにより取得した画像内に含まれる被写体上の光線のサイズに基づいて、被写体までの距離を算出するための測距カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被写体の画像を取得するとともに、被写体までの距離を測定することができる測距カメラが提案されている。このような測距カメラとしては、被写体からの光を結像するための撮像光学系と、該撮像光学系によって結像された被写体像を画像信号に変換するための撮像素子とを２対以上備えるステレオカメラ方式の測距カメラ（例えば、特許文献１参照）や、被写体に対して一定のパターン（例えば、格子パターン）の光を照射するためのプロジェクターと、一定のパターンの光が照射された被写体の画像を取得するための撮像系とを左右に離して配置し、撮像系によって取得された画像に含まれるパターンの構成要素（例えば、ドットやスリット）の位置変化に基づいて、被写体までの距離を算出するアクティブステレオ方式の測距カメラ（例えば、特許文献２参照）等が知られている。
【０００３】
ステレオカメラ方式の測距カメラでは、撮像光学系と撮像素子の組み合わせから構成される撮像系を２つ以上用いることにより、異なる視差を有する複数の画像を取得し、取得した画像間の視差に基づいて被写体までの距離を算出する。そのため、ステレオカメラ方式の測距カメラでは、２つ以上の撮像系を用いることが必要となる。２つ以上の撮像系を１つの測距カメラ内に設けることは、測距カメラの構成の複雑化、サイズの増大、コストの増加等の問題を引き起こす。また、被写体までの距離を正確に算出するためには、大きな視差を取得する必要がある。そのため、１つの測距カメラ内において、２つ以上の撮像系を互いに大きく離間して配置する必要がある。このような理由によっても、測距カメラのサイズが増大してしまう。
【０００４】
アクティブステレオ方式の測距カメラでは、ステレオ方式の測距カメラの２つの撮像系の一方を、被写体に対して一定のパターンを照射するプロジェクターに置き換え、一定のパターンが照射された被写体を撮像系により撮像することにより、被写体までの距離を算出する。アクティブステレオ方式の測距カメラにおいては、撮像系とプロジェクターが左右に離間して配置されているので、被写体までの距離に応じて、得られる画像内に含まれるパターンの構成要素（例えば、ドットやスリット）の位置が変化する。そのため、アクティブステレオ方式の測距カメラは、得られる画像内に含まれるパターンの構成要素の位置を検出することにより、被写体までの距離を算出することができる。しかしながら、アクティブステレオ方式の測距カメラにおいても、被写体までの距離を正確に算出するためには、被写体までの距離に応じたパターンの構成要素の位置の変化を大きくする必要がある。そのため、１つの測距カメラ内において、撮像系とプロジェクターとを大きく離間して配置する必要があり、その結果、測距カメラのサイズが増大してしまう。
【０００５】
このように、従来の測距カメラでは、被写体までの距離を正確に算出するために、２つの撮像系同士または撮像系とプロジェクターとを大きく離間して配置する必要があるため、測距カメラの小型化が困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２５７１６２号公報
【特許文献２】特開２０１７−５３８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を鑑みたものであり、その目的は、視差を用いずに被写体までの距離を算出することができ、小型化が可能な測距カメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、以下の（１）〜（９）の本発明により達成される。
（１）被写体に対して、光線を照射するための光線照射部と、
前記光線が照射された前記被写体を撮像し、画像を取得するための撮像部と、
前記撮像部が取得した前記画像に含まれる前記被写体上の前記光線のサイズに基づいて、前記被写体までの距離を算出するための距離算出部と、を備えることを特徴とする測距カメラ。
【０００９】
（２）前記画像内に含まれる前記被写体上の前記光線の前記サイズと、前記光線が照射された前記被写体までの距離とを関連付ける関連付情報を記憶している関連付情報記憶部をさらに備え、
前記距離算出部は、前記画像内に含まれる前記被写体上の前記光線の前記サイズと、前記関連付情報記憶部内の前記関連付情報とに基づいて、前記被写体までの前記距離を算出する上記（１）に記載の測距カメラ。
【００１０】
（３）前記光線照射部から前記被写体に対して照射される前記光線は、前記撮像部の撮像光学系の集光角と異なる配光角で拡散若しくは収束する光線、または、コリメートされた光線である上記（１）または（２）に記載の測距カメラ。
【００１１】
（４）前記光線照射部は、
単一の光線を照射するための光源と、
前記光源から照射された前記単一の光線を受け、拡散光線を発するよう構成された光線拡散手段と、
前記光線拡散手段から発せられた前記拡散光線の配光角を変更し、前記撮像部の撮像光学系の集光角と異なる前記配光角で拡散若しくは収束する前記光線、または、前記コリメートされた光線を発するよう構成された配光角変更手段と、を備える上記（３）に記載の測距カメラ。
【００１２】
（５）前記光線拡散手段は、前記単一の光線を、前記拡散光線に変換するよう構成された第１の回折格子であり、
前記配光角変更手段は、前記拡散光線の前記配光角を変更し、前記撮像部の前記光学系の前記集光角と異なる前記配光角で拡散または収束する前記光線を発するよう構成された第２の回折格子、または、前記コリメートされた光線を発するよう構成されたコリメートレンズである上記（４）に記載の測距カメラ。
【００１３】
（６）前記撮像部および前記光線照射部は、前記撮像部の前記撮像光学系の光軸および前記光線照射部の前記光源の光軸が、互いに平行になるよう近接して配置されている上記（４）または（５）に記載の測距カメラ。
【００１４】
（７）前記光線は、近赤外光線である上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の測距カメラ。
【００１５】
（８）前記光線照射部は、複数の前記光線を前記被写体に対して照射するよう構成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の測距カメラ。
【００１６】
（９）前記複数の光線は、同心円パターンまたは格子パターンを形成するよう照射される上記（８）に記載の測距カメラ。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の測距カメラによれば、取得した画像内に含まれる被写体上の光線のサイズに基づいて、被写体までの距離を算出することができる。本発明の測距カメラは、被写体までの距離を算出するために視差を用いていないので、被写体を撮像するための撮像部と、被写体に対して光線を照射するための光線照射部とを近接して配置することができる。そのため、測距のために複数の撮像系または撮像系とプロジェクターとを大きく離間して配置する必要がある従来の測距カメラと比較して、本発明の測距カメラを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る測距カメラを概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す測距カメラの光線照射部の構成を示すための図である。
【図３】図１に示す測距カメラにおいて用いられる測距方法の原理を説明するための図である。
【図４】被写体に対してコリメートされた光線を照射し、被写体を撮影したときに得られる画像内の光線のサイズと被写体までの距離との間の関係を説明するための図である。
【図５】被写体に対してコリメートされた光線を照射し、被写体を撮影したときに得られる画像内の光線のサイズと被写体までの距離との間の関係を説明するための図である。
【図６】得られた画像内の光線の形状の変化と、被写体までの距離の変化との間の関係を説明するための図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る測距カメラの光線照射部の構成を示すための図である。
【図８】図７に示す測距カメラにおいて、被写体に照射される光線のパターンの例を示す図である。
【図９】本発明の測距カメラを用いて実行される測距方法を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る測距カメラを車内の乗員検知システムに用いた適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の測距カメラを、添付図面に示す好適な実施形態に基づいて、説明する。
＜第１実施形態＞
最初に図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態に係る測距カメラを詳述する。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る測距カメラを概略的に示すブロック図である。図２は、図１に示す測距カメラの光線照射部の構成を示すための図である。図３は、図１に示す測距カメラにおいて用いられる測距方法の原理を説明するための図である。図４は、被写体に対してコリメートされた光線を照射し、被写体を撮影したときに得られる画像内の光線のサイズと被写体までの距離との間の関係を説明するための図である。図５は、被写体に対してコリメートされた光線を照射し、被写体を撮影したときに得られる画像内の光線のサイズと被写体までの距離との間の関係を説明するための図である。図６は、得られた画像内の光線の形状の変化と、被写体までの距離の変化との間の関係を説明するための図である。
【００２１】
図１に示す測距カメラ１は、測距カメラ１の制御を行う制御部２と、被写体に対して光線を照射するための光線照射部３と、撮像光学系および撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳ画像センサー等）を有し、光線が照射された被写体を撮像し、画像を取得するための撮像部４と、画像内に含まれる被写体上の光線のサイズと、光線が照射された被写体までの距離とを関連付ける関連付情報を記憶している関連付情報記憶部５と、撮像部４が取得した画像に含まれる被写体上の光線のサイズと、関連付情報記憶部５内の関連付情報とに基づいて、被写体までの距離を算出するための距離算出部６と、液晶パネル等の任意の情報を表示するための表示部７と、使用者による操作を入力するための操作部８と、外部デバイスとの通信を実行するための通信部９と、測距カメラ１の各コンポーネント間のデータの授受を実行するためのデータバス１０と、を備えている。
【００２２】
制御部２は、データバス１０を介して、測距カメラ１の各コンポーネントとの間の各種データや各種指示の授受を行い、測距カメラ１の制御を実行する。制御部２は、演算処理を実行するためのプロセッサーと、測距カメラ１の制御を行うために必要なデータ、プログラム、モジュール等を保存しているメモリーとを備えており、制御部２のプロセッサーは、メモリー内に保存されているデータ、プログラム、モジュール等を用いることにより、測距カメラ１の制御を実行する。また、制御部２のプロセッサーは、測距カメラ１の各コンポーネントを用いることにより、所望の機能を提供することができる。例えば、制御部２のプロセッサーは、距離算出部６を用いることにより、撮像部４によって得られた画像内に含まれる被写体上の光線のサイズに基づいて、被写体までの距離を算出するための処理を実行することができる。
【００２３】
制御部２のプロセッサーは、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサー、マイクロコンピューター、マイクロコントローラー、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリーコントールユニット（ＭＣＵ）、画像処理用演算処理装置（ＧＰＵ）、状態機械、論理回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはこれらの組み合わせ等のコンピューター可読命令に基づいて信号操作等の演算処理を実行する演算ユニットである。特に、制御部２のプロセッサーは、制御部２のメモリー内に保存されているコンピューター可読命令（例えば、データ、プログラム、モジュール等）をフェッチし、信号操作および制御を実行するよう構成されている。
【００２４】
制御部２のメモリーは、揮発性記憶媒体（例えば、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）、不揮発性記憶媒体（例えば、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ハードディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク）、またはこれらの組み合わせを含む着脱式または非着脱式のコンピューター可読媒体である。制御部２のプロセッサーは、メモリー内に保存されているコンピューター可読命令を実行することにより、または、測距カメラ１の各コンポーネントを用いることにより、測距カメラ１が被写体までの距離を測定するために必要な様々な処理を実行することができる。
【００２５】
光線照射部３は、被写体に光線（ビーム）を照射するプロジェクターとしての機能を有する。図２に示すように、光線照射部３は、単一の光線Ｂ１を照射するための光源３１と、光源３１から照射された単一の光線Ｂ１を受け、拡散光線Ｂ２を発するよう構成された光線拡散手段３２（第１の回折格子）と、光線拡散手段３２から発せられた拡散光線Ｂ２の配光角φを変更し、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散若しくは収束する光線Ｂ３、または、コリメートされた光線（平行光線）Ｂ３を発するよう構成された配光角変更手段３３（第２の回折格子またはコリメートレンズ）と、を備えている。
【００２６】
なお、ここでいう「撮像部４の撮像光学系の集光角θ」は、図３（ａ）〜３（ｄ）に示すように、任意の被写体からの光が撮像部４の撮像光学系によって集光され、撮像部４の撮像素子（撮像面）上に像を形成するときの、光の集光角度を指す。また、「光線の配光角φ」とは、図３（ａ）、３（ｃ）、３（ｄ）に示すように、撮像部４の撮像光学系の主点位置からの光線の拡散角度または収束角度を指す。
【００２７】
図２に戻り、光源３１は、単一の光線Ｂ１を、光線拡散手段３２に対して照射する機能を有している。光源３１は、光線拡散手段３２に対して単一の光線Ｂ１を照射することができれば特に限定されず、例えば、ＬＥＤ素子、レーザー発振器等の点光源を光源３１として用いることができる。なお、光源３１から発せられる光線Ｂ１は、９４０ｎｍ帯の近赤外光線であることが好ましい。近赤外光線は、人の目に目立たないので、被写体が人である場合に、被写体に対して光線を照射しても、被写体に違和感や嫌悪感を与えにくい。また、この場合、光源３１と光線拡散手段３２との間に、９４０ｎｍ帯の近赤外光線を選択的に透過させるバンドファスフィルター（図示せず）を設けることが好ましい。これにより、光線照射部３に対する自然光の外乱影響を除くことができる。
【００２８】
光線拡散手段３２は、光源３１の前方に設けられ、光源３１から発せられた光線Ｂ１を受け、拡散光線Ｂ２を発するよう構成されている。光線拡散手段３２は、例えば、光を拡散させるための回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）のような回折格子によって構成することができる。
【００２９】
光線拡散手段３２から発せられる拡散光線Ｂ２は、所定の配光角φで拡散する光線である。拡散光線Ｂ２の拡散の配光角φは、光線拡散手段３２と配光角変更手段３３の離間距離や、必要とされる光線Ｂ３の径等に応じて適宜設定される。
【００３０】
配光角変更手段３３は、光線拡散手段３２から発せられた拡散光線Ｂ２の配光角φを変更し、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散若しくは収束する光線Ｂ３、または、コリメートされた光線Ｂ３を発するよう構成されている。配光角変更手段３３は、例えば、光線を拡散若しくは収束させるための回折光学素子（ＤＯＥ）または光線をコリメートするよう構成されたコリメートレンズで構成することができる。
【００３１】
配光角変更手段３３から発せられる光線Ｂ３は、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散若しくは収束する光線、または、コリメートされた光線である。本発明の測距カメラ１では、このような光線Ｂ３を被写体に照射した状態で被写体を撮像することにより画像を取得し、さらに、取得された画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズに基づいて、被写体までの距離を算出する。
【００３２】
図３〜５を参照して、本発明の測距カメラにおいて用いられる測距方法の原理を説明する。図３（ａ）には、撮像部４の撮像光学系の集光角θと、光線Ｂ３の拡散の配光角φとが等しい（θ＝φ）ときに、被写体に照射される光線Ｂ３を示している。
【００３３】
光線Ｂ３が拡散光である場合、光線照射部３から発せられた光線Ｂ３は、光線Ｂ３の伝播距離が長くなるにつれて、広がっていく。一方、良く知られているように、撮像部４の撮像光学系によって、撮像部４の撮像素子（撮像面）上に形成される被写体の像の倍率Ｍは、被写体までの距離に応じて変化する（Ｍ＝ｂ／ａ、ここで、ａは撮像光学系から被写体までの距離、ｂは撮像光学系から撮像素子までの距離）。そのため、撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）から被写体までの距離が遠くなるにつれて、より広い範囲の被写体がより大きな倍率で縮小されて、撮像素子上に結像される。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、撮像部４の撮像光学系の集光角θと、光線Ｂ３の拡散の配光角φとが等しい場合、測距カメラ１から被写体までの距離が増加し、撮像素子上に結像される被写体の範囲が拡大しても、被写体上に照射された光線Ｂ３のサイズも同じように広がる。そのため、測距カメラ１から被写体までの距離が変化しても、撮像部４によって得られた画像を見た場合、画像内における光線Ｂ３のサイズは、一定であり、変化しない。そのため、図３（ａ）に示すように撮像部４の撮像光学系の集光角θと、光線Ｂ３の拡散の配光角φとが等しい場合、撮像部４によって得られる画像に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズを参照しても、被写体までの距離を算出することができない。
【００３５】
一方、本発明の測距カメラ１では、光線照射部３は、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散若しくは収束する光線Ｂ３、または、コリメートされた光線Ｂ３を被写体に照射するよう構成されている。図３（ｂ）には、コリメートされた光線Ｂ３が被写体に照射される例が示されており、図３（ｃ）には、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで収束する光線Ｂ３が被写体に照射される例が示されており、さらに、図３（ｄ）には、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散する光線Ｂ３が被写体に照射される例が示されている。
【００３６】
まず、図３（ｂ）に示す、コリメートされた光線Ｂ３が被写体に照射される例を説明する。図３（ｂ）における光線Ｂ３は、コリメートされているため、一定のサイズ（ビーム径）を維持したまま伝播する。すなわち、図４に示すように、撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）から、光線Ｂ３が照射される被写体までの距離が変化しても、被写体上に照射される光線Ｂ３の実際のサイズは変化しない。
【００３７】
一方、上述のように、撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）から被写体までの距離が遠くなるにつれて、より広い範囲の被写体がより大きな倍率で縮小されて、撮像部４の撮像素子上に結像される。そのため、光線照射部３を用いて、コリメートされた光線Ｂ３を被写体に照射した状態で、撮像部４によって被写体を撮像し、画像を取得すると、取得した画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズが、被写体までの距離に応じて変化することになる。具体的には、被写体が近くに位置している場合には、撮像部４によって取得される画像内において、光線Ｂ３のサイズは大きくなる。一方、被写体が遠くに位置している場合には、撮像部４によって取得される画像内において、光線Ｂ３のサイズは小さくなる。
【００３８】
図５には、被写体までの距離に応じて、撮像部４によって取得された画像内の光線Ｂ３のサイズが変化する様子が示されている。図５（ａ）〜５（ｄ）には、図４に示すように撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）からの距離（距離１〜４）がそれぞれ異なる被写体に対し、コリメートされた光線Ｂ３を照射した状態で、被写体を撮像することにより得られる画像が示されている。なお、図４および５中では、距離１が被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離が最も近く、距離４が被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離が最も遠く、距離１＜距離２＜距離３＜距離４の関係が成立している。
【００３９】
図５（ａ）には、被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離が最も近い距離１の被写体を撮像することにより取得される画像が示されている。図５（ａ）に示す画像では、被写体から撮像部４の撮像光学系までの距離が比較的小さいため、撮像部４の撮像素子（撮像面）上に形成される被写体の像の範囲は比較的小さく、被写体の像の縮小倍率も比較的小さい。一方、コリメートされた光線Ｂ３の実際のサイズは一定なので、図５（ａ）に示すように、取得された画像内における光線Ｂ３のサイズは、比較的大きい。
【００４０】
図５（ｂ）には、被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離が距離１よりも遠い距離２の被写体を撮像することにより取得される画像が示されている。図５（ｂ）に示す画像では、撮像部４の撮像素子（撮像面）上に形成される被写体の像の範囲は、図５（ａ）に示す場合よりも広く、被写体の像の縮小倍率も、図５（ａ）に示す場合よりも大きい。一方、コリメートされた光線Ｂ３の実際のサイズは一定なので、図５（ｂ）に示すように、取得された画像内における光線Ｂ３のサイズは、図５（ａ）に示す場合よりも小さくなる。
【００４１】
図５（ｃ）および図５（ｄ）からも明らかなように、被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離が大きくなるにつれて、取得される画像内における光線Ｂ３のサイズは小さくなる。すなわち、取得される画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズは、被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離に応じて変化する。そのため、取得される画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズを検出することにより、被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離を算出することができる。本発明の測距カメラ１は、このような原理を利用して、被写体までの距離を算出することができる。
【００４２】
なお、このような原理は、取得される画像内における光線Ｂ３のサイズが、被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離に応じて変化すれば利用可能であり、光線Ｂ３は、図３（ｂ）に示すようなコリメートされた光線に限られない。光線Ｂ３は、図３（ｃ）に示すように、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで収束する光線であってもよいし、図３（ｄ）に示すように、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散する光線であってもよい。
【００４３】
図３（ｃ）や３（ｄ）に示すように、光線Ｂ３が、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散または収束する場合には、光線Ｂ３の実際のサイズ（ビーム径）は、光線Ｂ３の伝播距離に応じて変化する。しかしながら、光線Ｂ３の伝播距離に応じた光線Ｂ３の実際のサイズの変化は、被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離に応じた被写体の範囲および縮小倍率の変化とは異なる。そのため、図３（ｃ）や３（ｄ）に示すような場合でも、取得される画像内における光線Ｂ３のサイズは、被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離に応じて変化する。そのため、取得される画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズを算出することにより、被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離を算出することができる。
【００４４】
また、取得された画像内における光線Ｂ３のサイズに基づいて、被写体の実際のサイズ（高さや幅）を測定することもできる。前述のように、取得される画像内における光線Ｂ３のサイズは、被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離に応じて変化する。一方、光線Ｂ３がコリメートされた光線の場合には、光線Ｂ３の伝播距離に関わらず光線Ｂ３の実際のサイズ（ビーム径）は一定なので、画像内における光線Ｂ３のサイズＳ１と、画像内に含まれる被写体のサイズ（像高や像幅）Ｓ２との比（Ｓ２／Ｓ１）を取り、算出された比（Ｓ２／Ｓ１）に光線Ｂ３の実際のサイズを乗算することにより、被写体の実際のサイズを算出することができる。
【００４５】
また、光線Ｂ３が撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散または収束する光線の場合、光線Ｂ３の伝播距離に応じた光線Ｂ３の実際のサイズ（ビーム径）の変化は、事前に測定または算出することが可能である。そのため、取得した画像内における光線Ｂ３のサイズに基づいて、被写体の実際のサイズを算出することが可能である。具体的には、取得した画像内における光線Ｂ３のサイズに基づいて被写体から撮像部４の撮像光学系（測距カメラ１）までの距離を算出した後、算出した被写体までの距離を用いて、光線Ｂ３の実際のサイズを算出する。さらに、取得した画像内における光線Ｂ３のサイズＳ１と、取得した画像内に含まれる被写体のサイズＳ２との比（Ｓ２／Ｓ１）を取り、算出された比（Ｓ２／Ｓ１）に、得られた光線Ｂ３の実際のサイズを乗算することにより、被写体の実際のサイズを算出することができる。
【００４６】
本発明の測距カメラ１は、このような原理を利用することにより、取得した画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズに基づいて、被写体までの距離を算出することができる。このように、本発明の測距カメラ１は、被写体までの距離を算出するために視差を用いていないので、撮像部４と、光線照射部３とを近接して配置することができる。そのため、測距のために複数の撮像系または撮像系とプロジェクターとを大きく離間して配置する必要がある従来の測距カメラと比較して、本発明の測距カメラ１を小型化することができる。
【００４７】
図１に戻り、撮像部４は、光線照射部３から発せられた光線Ｂ３が照射された被写体からの光を集光するための撮像光学系と、光線Ｂ３が照射された被写体を撮像し、画像を取得するための撮像素子とを有しており、光線Ｂ３が照射された被写体が含まれる画像を取得するために用いられる。
【００４８】
撮像部４は、撮像部４の撮像光学系の光軸と、光線照射部３の光源３１の光軸とが平行となるように、光線照射部３に近接して配置されている。本発明の測距カメラ１では、撮像部４の撮像光学系の光軸と、光線照射部３の光源３１の光軸とが同一軸上に位置していないので、撮像部４によって取得された画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３の位置が、被写体までの距離に応じて変化（シフト）する。
【００４９】
被写体までの距離に応じて、画像内の光線Ｂ３の位置が大きく変化すると、撮像部４によって画像を取得した後、画像内の光線Ｂ３の位置を特定するための処理が必要となってしまう。測距カメラ１の処理の簡略化のためには、画像内での被写体までの距離に応じた光線Ｂ３の位置の変化が小さいほど好ましい。そのため、本発明の測距カメラ１では、撮像部４は、撮像部４の撮像光学系の光軸と、光線照射部３の光源３１の光軸とが平行となるように、光線照射部３に近接して配置されている。
【００５０】
撮像部４の撮像光学系の光軸と、光線照射部３の光源３１の光軸とが平行ではない場合、被写体までの距離に応じた画像内での光線Ｂ３の位置の変化が大きくなってしまう。同様に、撮像部４と光線照射部３との離間距離が大きいと、撮像部４の撮像光学系の光軸と、光線照射部３の光源３１の光軸との距離が離れ、被写体までの距離に応じた画像内での光線Ｂ３の位置の変化が大きくなってしまう。
【００５１】
このような理由により、撮像部４は、撮像部４の撮像光学系の光軸と、光線照射部３の光源３１の光軸とが平行となるように、かつ、可能な限り光線照射部３に近接するように配置される。また、撮像部４を可能な限り光線照射部３と近接して配置することにより、測距カメラ１を小型化することができる。
【００５２】
関連付情報記憶部５は、撮像部４によって取得された画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズと、被写体までの距離とを関連付ける関連付情報を記憶するための任意の不揮発性記録媒体（例えば、ハードディスク、フラッシュメモリー）である。
【００５３】
関連付情報記憶部５に保存されている関連付情報は、撮像部４によって取得された画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズから、被写体までの距離を算出するための情報である。具体的には、関連付情報は、撮像部４によって取得された画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズから、被写体までの距離を特定するためのデータテーブルや算出式である。このような関連付情報は、事前に作成され、関連付情報記憶部５に保存される。
【００５４】
また、関連付情報記憶部５は、撮像部４によって取得された画像内における光線Ｂ３のサイズから、被写体の実際のサイズを算出するためのサイズ算出情報をさらに記憶していてもよい。具体的には、光線Ｂ３がコリメートされた光線の場合には、光線Ｂ３の実際のサイズ（ビーム径）が、サイズ算出情報として記憶されている。また、光線Ｂ３が、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散または収束する場合には、算出された被写体までの距離から、光線Ｂ３の実際のサイズ（ビーム径）を特定するためのデータテーブルまたは算出式が、サイズ算出情報として記憶されている。サイズ算出情報を用いることにより、画像内の光線Ｂ３の実際のサイズ（ビーム径）を特定することができる。画像内の光線Ｂ３の実際のサイズを特定することができれば、上述したように、画像内における光線Ｂ３のサイズと被写体のサイズとを比較することにより、被写体の実際のサイズを算出することができる。
【００５５】
距離算出部６は、撮像部４によって取得された画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズに基づいて、被写体までの距離を算出する機能を有している。距離算出部６は、撮像部４から画像を受信すると、受信した画像内に含まれる光線Ｂ３を抽出し、さらに、そのサイズ（例えば、ピクセル数）を検出する。
【００５６】
距離算出部６は、受信した画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズを検出した後、算出した光線Ｂ３のサイズと、関連付情報記憶部５内に保存されている関連付情報とを照合することにより、被写体までの距離を算出する。具体的には、距離算出部６は、算出した光線Ｂ３のサイズと、関連付情報記憶部５内に保存されている関連付情報（データテーブルや算出式）とを参照して、被写体までの距離を算出する。
【００５７】
また、距離算出部６は、被写体までの距離を算出した後、算出した被写体までの距離と、関連付情報記憶部５内に保存されているサイズ算出情報とを用いて、被写体の実際のサイズを算出してもよい。具体的には、光線Ｂ３がコリメートされた光線の場合には、サイズ算出情報を用いて、光線Ｂ３の実際のサイズ（ビーム径）が特定され、その後、画像内における光線Ｂ３のサイズと被写体のサイズとの比較が実行され、被写体の実際のサイズが算出される。また、光線Ｂ３が、撮像部４の撮像光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散または収束する場合には、算出した被写体までの距離と、サイズ算出情報とに基づいて、画像内の光線Ｂ３の実際のサイズが特定され、その後、画像内における光線Ｂ３のサイズと被写体のサイズとの比較が実行され、被写体の実際のサイズが算出される。
【００５８】
なお、被写体の光線Ｂ３が照射されている領域内において、被写体の奥行（測距カメラ１からの距離）が変化する場合には、画像内の光線Ｂ３の形状は、図６（ａ）および６（ｂ）に示すように変化する。図６（ａ）には、被写体の光線Ｂ３が照射されている領域内において、被写体の奥行が不連続に変化した場合の画像内の光線Ｂ３の形状変化の例が示されている。図６（ｂ）には、被写体の光線Ｂ３が照射されている領域内において、被写体の奥行が連続的に変化した場合の画像内の光線Ｂ３の形状変化の例が示されている。
【００５９】
図６（ａ）の例では、図６（ａ）の上側に示すように、被写体の光線Ｂ３が照射されている部分の領域が、不連続に増加している。この場合、図６（ａ）の下側に示すように、画像内の光線Ｂ３の形状は不連続に変化する。図６（ｂ）の例では、図６（ｂ）の上側に示すように、被写体の光線Ｂ３が照射されている領域の奥行が、連続的に増加している。この場合、図６（ｂ）の下側に示すように、画像内の光線Ｂ３の形状は連続的に変化する。距離算出部６は、受信した画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズを検出する際に、光線Ｂ３の形状を特定し、特定した光線Ｂ３の形状の変化に基づいて、被写体の光線Ｂ３が照射されている領域の奥行（測距カメラ１からの距離）の変化を検出するよう構成されていてもよい。
【００６０】
図１に戻り、表示部７は、液晶表示部等のパネル型表示部であり、制御部２のプロセッサーからの信号に応じて、撮像部４によって取得された画像、距離算出部６によって算出された被写体までの距離、測距カメラ１を操作するための情報等が文字または画像の様態で表示部７に表示される。
【００６１】
操作部８は、測距カメラ１の使用者が操作を実行するために用いられる。操作部８は、測距カメラ１の使用者が操作を実行することができれば特に限定されず、例えば、マウス、キーボード、テンキー、ボタン、ダイヤル、レバー、タッチパネル等を操作部８として用いることができる。操作部８は、測距カメラ１の使用者による操作に応じた信号を制御部２のプロセッサーに送信する。
【００６２】
通信部９は、測距カメラ１に対するデータの入力または測距カメラ１から外部デバイスへのデータの出力を行う機能を有している。通信部９は、インターネットのようなネットワークに接続されていてもよい。この場合、測距カメラ１は、通信部９を用いることにより、外部に設けられたウェブサーバーやデータサーバーのような外部デバイスと通信を行うことができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、光線照射部３は、光源３１、光線拡散手段３２、および配光角変更手段３３をそれぞれ１つずつ有しているが、本発明はこれに限られない。例えば、光線照射部３が、光源３１、光線拡散手段３２、および配光角変更手段３３を複数有しているような様態も、本発明の範囲内である。
【００６４】
＜第２実施形態＞
次に、図７および８を参照して、本発明の第２実施形態に係る測距カメラ１について詳述する。図７は、本発明の第２実施形態に係る測距カメラの光線照射部の構成を示すための図である。図８は、図７に示す測距カメラにおいて、被写体に照射される光線のパターンの例を示す図である。
【００６５】
以下、第２実施形態の測距カメラ１について、第１実施形態の測距カメラ１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。第２実施形態の測距カメラ１では、光線照射部３の構成が変更されている点を除き、第１実施形態の測距カメラ１と同様である。
【００６６】
図７に示すように、本発明の第２実施形態に係る測距カメラ１の光線照射部３は、複数の光線Ｂ３を被写体に対して照射するよう構成されている。本実施形態では、光線拡散手段３２（第１の回折格子）は、単一の光線Ｂ１を受け、複数の拡散光線Ｂ２を発するよう構成されている。また、配光角変更手段３３（第２の回折格子またはコリメートレンズ）は、複数の拡散光線Ｂ２のそれぞれの配光角φを変更し、撮像部４の光学系の集光角θと異なる配光角φで拡散若しくは収束する複数の光線Ｂ３、または、複数のコリメートされた光線Ｂ３を発するよう構成されている。
【００６７】
光源３１から発せられた単一の光線Ｂ１は、光線拡散手段３２によって、それぞれ異なる方向に向かって伝播する複数の拡散光線Ｂ２に変換される。配光角変更手段３３は、それぞれ異なる方向に向かって伝播する複数の拡散光線Ｂ２のそれぞれの配光角φを変換し、それぞれ異なる方向に向かって伝播する複数の光線Ｂ３を、被写体に対して発する。
【００６８】
本実施形態では、このような構成を有する光線照射部３を用いることにより、複数の光線Ｂ３を照射することができる。そのため、本実施形態の測距カメラ１は、測距カメラ１から複数のサンプル点（複数の光線Ｂ３のそれぞれが照射されたポイント）までの距離を算出することができる。また、本実施形態の測距カメラ１は、複数のサンプル点において距離を算出することができるので、撮像部４によって取得される画像内に複数の被写体が含まれている場合であっても、複数の被写体のそれぞれまでの距離を、一枚の画像から算出することができる。
【００６９】
なお、光線拡散手段３２から発せられる複数の拡散光線Ｂ２の数は特に限定されず、撮像部４によって取得される画像を用いた被写体までの距離の算出において必要とされるサンプル点の数に応じて適宜設定される。
【００７０】
また、本実施形態の光線照射部３の光線拡散手段３２および配光角変更手段３３は、被写体に照射される複数の光線Ｂ３が、撮像部４によって取得される画像内において所定のパターンを形成するように構成および配置されている。図８（ａ）〜８（ｃ）には、車内の乗員の数や姿勢を特定するために、本実施形態の測距カメラ１を車内に設けた場合に、撮像部４によって取得される画像の例が示されている。
【００７１】
図８（ａ）に示す例では、複数の光線Ｂ３が、画面内において同心円パターンを形成している。一方、図８（ｂ）に示す例では、複数の光線Ｂ３が、画面内において格子パターンを形成している。このように、複数の光線Ｂ３が、画像内において同心円パターンや格子パターンを形成するように光線照射部３の光線拡散手段３２および配光角変更手段３３を構成および配置することにより、距離が算出されるサンプル点を画像内において略均一に配置することができる。これにより、撮像部４によって取得される１枚の画像から、より多くの距離情報を取得することができる。このように、多くの距離情報を算出することができるため、距離情報に基づいて、乗員の数や各乗員の姿勢等を１枚の画像に基づいて検出することができる。
【００７２】
また、車内の乗員の数や姿勢を特定するために、距離を算出する必要がある対象物（被写体）は、主に、座席に座っている乗員である。車内に測距カメラ１が固定的に設置された場合、撮像部４によって取得される画像内において、乗員が座る座席の位置は概ね一定である。そのため、座席にのみ、光線Ｂ３のパターンを照射すれば、乗員の数や各乗員の姿勢等を検出するのに十分である。図８（ｃ）に示す例では、乗員が座る座席にのみ光線Ｂ３のパターンが照射されている。
【００７３】
このように、距離を算出したい対象物（被写体）の位置が大きく変化せず、事前に判明している場合には、距離を算出したい対象物（被写体）に対してのみ光線Ｂ３のパターンを照射すれば、所定の目的を達成することができる。このように、距離を算出したい対象物（被写体）に対してのみ光線Ｂ３のパターンを照射するよう、光線照射部３の光線拡散手段３２および配光角変更手段３３を構成および配置することにより、距離を算出すべきサンプル点の数を少なくすることができ、測距カメラ１の計算量を削減することができる。
【００７４】
ここまで詳述したように、本発明の測距カメラ１は、取得した画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３のサイズに基づいて、被写体までの距離を算出することができる。本発明の測距カメラ１は、被写体までの距離を算出するために視差を用いていないので、撮像部４と、光線照射部３とを近接して配置することができる。そのため、測距のために複数の撮像系または撮像系とプロジェクターとを大きく離間して配置する必要がある従来の測距カメラと比較して、本発明の測距カメラ１を小型化することができる。
【００７５】
＜測距方法＞
次に、図９を参照して、本発明の測距カメラを用いて実行される測距方法について説明する。図９は、本発明の測距カメラを用いて実行される測距方法を示すフローチャートである。なお、以下に説明する測距方法は、上述した本発明の測距カメラ１および本発明の測距カメラ１と同等の機能を有する任意の装置を用いて実行することができるが、説明のため、測距カメラ１を用いて実行されるものとして説明する。
【００７６】
図９に示す測距方法Ｓ１００は、測距カメラ１の使用者が操作部８を用いて、被写体までの距離を測定するための操作を実行すること、または、測距カメラ１の通信部９が、他のデバイスから測距開始信号を受信することにより開始される。
【００７７】
工程Ｓ１１０において、光線照射部３から被写体に光線Ｂ３が照射される。次に、工程Ｓ１２０において、撮像部４によって、光線Ｂ３が照射された被写体が撮像され、画像が取得される。工程Ｓ１３０において、距離算出部６は、撮像部４から画像を取得し、画像内に含まれる被写体上の光線Ｂ３を抽出する。その後、工程Ｓ１４０において、距離算出部６は、抽出した光線Ｂ３のサイズ（例えば、ピクセル数）を算出する。工程Ｓ１５０において、距離算出部６は、算出した光線Ｂ３のサイズと、関連付情報記憶部５内に保存されている関連付情報とを照合することにより、被写体までの距離を算出する。工程Ｓ１５０において被写体までの距離が算出されると、算出された被写体までの距離が表示部７に表示され、または通信部９によって外部デバイスに送信され、測距方法Ｓ１００は終了する。
【００７８】
なお、工程Ｓ１５０において、被写体までの距離が算出された後、距離算出部６によって被写体の実際のサイズを算出する工程や、被写体の光線Ｂ３が照射されている領域において奥行の変化が存在するか否かを判別するための工程が、実行されてもよい。このような様態もまた、本発明の測距カメラ１を用いて実行される測距方法に含まれる。
【００７９】
以上、本発明の測距カメラを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明の各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、本発明の各構成に任意の構成のものを付加することができる。
【００８０】
例えば、図１に示された測距カメラ１のコンポーネントの数や種類は、説明のための例示にすぎず、本発明は必ずしもこれに限られない。本発明の原理および意図から逸脱しない範囲において、任意のコンポーネントが追加若しくは組み合わされ、または任意のコンポーネントが削除された様態も、本発明の範囲内である。また、測距カメラ１の各コンポーネントは、ハードウェア的に実現されていてもよいし、ソフトウェア的に実現されていてもよいし、これらの組み合わせによって実現されていてもよい。
【００８１】
また、図９に示された測距方法Ｓ１００の工程の数や種類は、説明のための例示にすぎず、本発明は必ずしもこれに限られない。本発明の原理および意図から逸脱しない範囲において、任意の工程が、任意の目的で追加若しくは組み合され、または、任意の工程が削除される様態も、本発明の範囲内である。
【００８２】
＜利用例＞
本発明の測距カメラ１の利用例は特に限定されないが、例えば、図８を参照して説明したように、本発明の測距カメラ１を、車内の乗員の数や姿勢を特定するための乗員および姿勢検知システムに用いることができる。
【００８３】
この場合、測距カメラ１は、車内に所定の位置に固定的に設けられ、使用者からの操作や車両内に設けられた他のデバイスからの測距開始信号等によって、任意のタイミングで、光線Ｂ３が照射された被写体を撮像し、測距を行う。
【００８４】
図１０には、乗員および姿勢検知システムに本発明の測距カメラ１を用いた場合に取得される画像の例が示されている。図１０に示す例では、複数の光線Ｂ３が複数の被写体に対して照射されている。図１０に示されているように、複数の光線Ｂ３のそれぞれにはＩＤ番号が付されており、ＩＤ番号によって特定される各光線Ｂ３のサイズが、測距カメラ１の距離算出部６によって検出される。なお、図１０中では、図面の簡略化のため、後部座席に照射されている光線Ｂ３のＩＤが省略されているが、実際には、後部座席に照射されている光線Ｂ３にもＩＤ番号が付されている。
【００８５】
測距カメラ１を用いてこのような画像を取得することにより、測距カメラ１から、ＩＤ番号によって特定される複数の光線Ｂ３がそれぞれ照射された複数のサンプル点までの距離が算出される。算出された複数のサンプル点までの距離に関する情報を組み合わせることにより、乗員の存在の有無や乗員の姿勢の推定を実行することができる。
【００８６】
例えば、図１０中のＩＤ番号１〜６がそれぞれ付されている光線Ｂ３が照射されているサンプル点までの距離を参照することにより、図中手前左側の乗員の有無や姿勢を推定することができる。また、図１０中のＩＤ番号１０〜１４がそれぞれ付されている光線Ｂ３が照射されているサンプル点までの距離を参照することにより、図中手前右側の乗員の有無や姿勢を推定することができる。
【００８７】
また、本発明の測距カメラ１は、被写体のポートレートを撮像するとともに、被写体の顔の３次元画像を取得するために用いることができる。このような利用様態では、本発明の測距カメラ１をスマートフォンや携帯電話等のモバイルデバイス内に組み込むことが好ましい。前述のように、本発明の測距カメラ１は、従来の測距カメラと比較して小型化可能なので、小型のモバイルデバイスに組み込むことが容易である。
【００８８】
また、本発明の測距カメラ１は、精密機器の組み立てや検査のために用いられるハンドラーロボットにおいて利用することができる。測距カメラ１によれば、精密機器を組み立てる際に、ハンドラーロボット本体またはハンドラーロボットのアームから、精密機器または精密機器の部品までの距離を測定することができることから、ハンドラーロボットの把持部によって正確に部品を把持することができる。
【００８９】
また、本発明の測距カメラ１によれば、被写体までの距離を測定することができることから、被写体の３次元情報を取得することができる。このような被写体の３次元情報は、３Ｄプリンターによる３次元構造体の作製に用いることができる。
【００９０】
また、自動車において、本発明の測距カメラ１を利用することにより、自動車から歩行者や障害物等の任意の物体までの距離を測定することができる。算出された任意の物体までの距離に関する情報は、自動車の自動ブレーキシステムや自動運転に用いることができる。
【００９１】
以上、本発明の測距カメラ１の利用例について説明したが、本発明の測距カメラ１の利用は、上述の例に限られるものではない。本分野における当業者が想到し得る様々な用途において、本発明の測距カメラ１および測距方法Ｓ１００を利用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１…測距カメラ  ２…制御部  ３…光線照射部  ３１…光源  ３２…光線拡散手段  ３３…配光角変更手段  ４…撮像部  ５…関連付情報記憶部  ６…距離算出部  ７…表示部  ８…操作部  ９…通信部  １０…データバス  Ｂ１…単一の光線  Ｂ２…拡散光線  Ｂ３…光線  θ…集光角  φ…配光角
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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