(57)【要約】【課題】赤外光による距離測定データと、可視光による色情報との合わせ込みの情報処理を削減でき、色付き点群データを即時に得ることができる技術を提供する。【解決手段】距離測定装置１００は、光源部１からの赤外光を含む光を対象物５０の点に照射して反射を含む光を入射する光学系１０１における光軸において波長選択ミラー４Ａで赤外光と可視光とを分離する。距離測定装置１００は、分離された赤外光を光検出器１１，１２で検出して距離測定の信号とし、分離された可視光を色センサ１３で検出して色情報の信号とする。距離測定装置１００は、対象物５０の複数の対象点を走査するための旋回部１５と、同じ対象点に関する、距離測定の信号、色情報の信号、及び走査の状態を表す信号を、同期して取得する集約器３２とを有し、当該信号を用いて対象点との距離を計算し、色付き点群データを得る。【選択図】図１
2015175629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光を含む光を発する光源部と、
前記光源部からの光を対象物の表面の対象点に対して照射して当該対象物からの反射を含む光を入射する光学系と、
前記光学系の前記照射及び反射を含む光路となる光軸において赤外光と可視光とを分離する分離部と、
前記分離された赤外光を検出して距離測定の信号として出力する赤外光検出部と、
前記分離された可視光を少なくとも１点で検出して色情報の信号として出力する可視光検出部と、
前記対象物の表面の複数の対象点を少なくとも１方向で走査するための、少なくとも１軸の旋回の機構を含む旋回部と、
前記対象物の同じ対象点に関する、前記距離測定の信号、前記色情報の信号、及び前記走査の状態を表す信号を、同期して取得する同期部と、
前記同期して取得した信号を用いて、前記対象点との距離を計算し、前記複数の対象点の距離及び色情報を含むデータを出力する距離測定部と、
を有する、距離測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記分離部は、前記光学系の光軸から可視光を選択して反射して分離する、波長選択ミラーを含む、距離測定装置。
【請求項３】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記分離部は、前記光学系の光軸から赤外光を選択して反射して分離する、波長選択ミラーを含む、距離測定装置。
【請求項４】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記可視光検出部は、
前記分離された可視光を１点で検出して色情報の信号として出力する色センサと、
前記分離された可視光を前記色センサの１点に結像するレンズと、を含む、距離測定装置。
【請求項５】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記可視光検出部は、
前記分離された可視光を１次元のアレイの複数の点で検出して各点の色情報の信号として出力する色センサと、
前記分離された可視光を前記色センサの複数の点に結像するレンズと、を含み、
前記距離測定部は、前記距離測定の対象点の付近における複数の点の色情報を含むデータを出力する、距離測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の距離測定装置において、
前記可視光検出部は、前記色センサを２つ以上備え、当該２つ以上の色センサは、前記アレイの方向が異なる配置である、距離測定装置。
【請求項７】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記可視光検出部は、
前記分離された可視光を２次元のアレイの複数の点で検出して各点の色情報の信号として出力する色センサと、
前記分離された可視光を前記色センサの複数の点に結像するレンズと、を含み、
前記距離測定部は、前記距離測定の対象点の付近における複数の点の色情報を含むデータを出力する、距離測定装置。
【請求項８】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記旋回部は、１軸の旋回の機構として、ミラーまたはプリズムを含み、当該１軸の角度に応じた反射の方向へ走査の光を照射し、
前記同期部は、前記走査の状態を表す信号として、前記角度を表す信号を取得する、距離測定装置。
【請求項９】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記旋回部は、２軸の旋回の機構として、ミラーまたはプリズムを含み、当該２軸の角度に応じた反射の方向へ走査の光を照射し、
前記同期部は、前記走査の状態を表す信号として、前記角度を表す信号を取得する、距離測定装置。
【請求項１０】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記旋回部は、１軸の旋回の機構として、ポリゴンミラーを含み、当該１軸の角度に応じた反射の方向へ走査の光を照射し、
前記同期部は、前記走査の状態を表す信号として、前記角度を表す信号を取得する、距離測定装置。
【請求項１１】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記光学系は、前記光源部からの照射の光を入射して、前記対象物の表面の対象点に対する焦点を可変として集光する焦点可変レンズを含む焦点可変部を有する、距離測定装置。
【請求項１２】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記光源部は、変調された赤外光を含むレーザ光を出射し、
前記赤外光検出部は、前記光源部からの照射の光から参照光を検出する参照光検出部と、前記対象物からの反射を含む光から信号光を検出する信号光検出部と、前記参照光と信号光とを位相比較して前記距離測定の信号として出力する位相比較部と、を含む、距離測定装置。
【請求項１３】
請求項１記載の距離測定装置において、
前記複数の対象点の距離及び色情報を含むデータを用いて、前記対象物の３次元の形状及び色を含む画像を生成して画面に表示する表示部を有する、距離測定装置。
【請求項１４】
移動体と、当該移動体に搭載される距離測定装置と、を備え、
前記移動体または距離測定装置は、当該移動体の移動量または位置を検出する移動量検出部を備え、
前記距離測定装置は、
赤外光を含む光を発する光源部と、
前記光源部からの光を対象物の表面の対象点に対して照射して当該対象物からの反射を含む光を入射する光学系と、
前記光学系の前記照射及び反射を含む光路となる光軸において赤外光と可視光とを分離する分離部と、
前記分離された赤外光を検出して距離測定の信号として出力する赤外光検出部と、
前記分離された可視光を少なくとも１点で検出して色情報の信号として出力する可視光検出部と、
前記対象物の表面の複数の対象点を少なくとも１方向で走査するための、少なくとも１軸の旋回の機構を含む旋回部と、
前記対象物の同じ対象点に関する、前記距離測定の信号、前記色情報の信号、前記走査の状態を表す信号、及び前記移動量または位置を表す信号を、同期して取得する同期部と、
前記同期して取得した信号を用いて、前記対象点との距離を計算し、前記複数の対象点の距離及び色情報を含むデータを出力する距離測定部と、
を有する、距離測定システム。
【請求項１５】
請求項１４記載の距離測定システムにおいて、
前記移動体または距離測定装置は、当該移動体の加速度または振動を検出する加速度検出部を備え、
前記同期部は、前記対象物の同じ対象点に関する、前記距離測定の信号、前記色情報の信号、前記走査の状態を表す信号、前記移動量または位置を表す信号、及び前記加速度または振動を表す信号を、同期して取得し、
前記距離測定部は、前記同期して取得した信号を用いて、前記移動体の移動によるノイズを除去する補正を含めて、前記対象点との距離を計算する、距離測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いた距離測定装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を用いた距離測定装置として、赤外光（赤外線ともいう）を用いた距離測定装置がある。赤外光を用いた距離測定装置に関する先行技術例として、特表２０１２−５２１５４５号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１は、レーザスキャナを用いて環境を光学的に測定する方法において、レーザスキャナによる赤外光を用いた検出である距離測定と、カメラを用いた撮像による色情報の取得とを行うことが記載されている。
【０００３】
従来の距離測定装置は、特許文献１のように、赤外光の検出において、光の位相や周波数等を用いて対象の点との距離を測定し、複数の点の空間的な位置や形状を表すデータである点群データを得る。
【０００４】
更に、点群データに色情報を付与する方法として、特許文献１の例のように、距離測定の点群データにカメラ撮像データを重ね合わせることで色情報を得る方法がある。この場合、点群データの距離情報だけでなく、色情報が得られるので、人が対象物の状態を目で見て確認しやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１２−５２１５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来例の距離測定装置は、特許文献１の例のように、レーザの光軸による距離測定とは独立に、カメラの光軸による周囲環境の撮像、即ち色情報の取得が行われている。特許文献１の技術は、レーザスキャナとカメラとが別々に設けられ、レーザスキャナとカメラとを含む光学系において、レーザスキャナの光軸とカメラの光軸とが異なる。レーザの赤外光による距離測定の光路と、カメラによる可視光の検出の光路とが異なる。赤外光と可視光との２種類の測定及び検出は同期していない。
【０００７】
従来例の距離測定装置は、上記のようにレーザとカメラとの光軸が別であるため、距離測定の点群データに色情報を付加する場合、距離測定データと撮像データとの合わせ込みの情報処理を行う必要がある。同じ測定の時点での同じ対象点に関する距離及び色の情報を得る必要があり、そのために、別の光軸及び光路で取得された距離測定データと色情報との間での関連付けやマッチングを含む合わせ込みの情報処理を行う必要がある。特許文献１の技術は、レーザ赤外光の走査による距離測定の情報と、カメラの撮像データによる色情報とを関連付けるために、上記異なる光軸及び光路による偏差を補正する処理を行う。
【０００８】
上記距離情報と色情報との合わせ込みの情報処理は、上記偏差の補正等の処理が必要であるため、時間及び手間がかかる。即ち従来例の距離測定装置は、測定時に色付きの点群データを即時に得ることが難しい。
【０００９】
また従来例の距離測定装置は、上記赤外光による距離測定、及び可視光の撮像のそれぞれで、光学系及び駆動系を含む装置や部品を独立で具備する構成であるため、その分、装置全体のサイズが大きく、コストが高い。
【００１０】
本発明の目的は、上記光を用いた距離測定の技術に関して、赤外光による距離測定データと、可視光による色情報との合わせ込みの情報処理を削減でき、色付きの点群データを即時に得ることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のうち代表的な実施の形態は、光を用いた距離測定装置及び距離計測システムであって、以下に示す構成を有することを特徴とする。
【００１２】
一実施の形態の距離測定装置は、赤外光を含む光を発する光源部と、前記光源部からの光を対象物の表面の点に対して照射して当該対象物からの反射を含む光を入射する光学系と、前記光学系の前記照射及び反射を含む光路となる光軸において赤外光と可視光とを分離する分離部と、前記分離された赤外光を検出して距離測定の信号として出力する赤外光検出部と、前記分離された可視光を少なくとも１点で検出して色情報の信号として出力する可視光検出部と、前記対象物の表面の複数の点を少なくとも１方向で走査するための、少なくとも１軸の旋回の機構を含む旋回部と、前記対象物の同じ点に関する、前記距離測定の信号、前記色情報の信号、及び前記走査の状態を表す信号を、同期して取得する同期部と、前記同期して取得した信号を用いて、前記対象物の点との距離を計算し、前記複数の点の距離及び色情報を含むデータを出力する距離測定部と、を有する。
【００１３】
一実施の形態の距離測定システムは、移動体と、当該移動体に搭載される距離測定装置と、を備え、前記移動体または距離測定装置は、当該移動体の移動量または位置を検出する移動量検出部を備え、前記距離測定装置は、赤外光を含む光を発する光源部と、前記光源部からの光を対象物の表面の対象点に対して照射して当該対象物からの反射を含む光を入射する光学系と、前記光学系の前記照射及び反射を含む光路となる光軸において赤外光と可視光とを分離する分離部と、前記分離された赤外光を検出して距離測定の信号として出力する赤外光検出部と、前記分離された可視光を少なくとも１点で検出して色情報の信号として出力する可視光検出部と、前記対象物の表面の複数の対象点を少なくとも１方向で走査するための、少なくとも１軸の旋回の機構を含む旋回部と、前記対象物の同じ対象点に関する、前記距離測定の信号、前記色情報の信号、前記走査の状態を表す信号、及び前記移動量または位置を表す信号を、同期して取得する同期部と、前記同期して取得した信号を用いて、前記対象点との距離を計算し、前記複数の対象点の距離及び色情報を含むデータを出力する距離測定部と、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のうち代表的な実施の形態によれば、上記光を用いた距離測定の技術に関して、赤外光による距離測定データと、可視光による色情報との合わせ込みの情報処理を削減でき、色付きの点群データを即時に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の距離測定装置の概要を含む構成を示す図である。
【図２】実施の形態１の距離測定装置の光学系を含む構成を示す図である。
【図３】実施の形態１の距離測定装置のカラーセンサの第１の構成例を示す図である。
【図４】実施の形態１の距離測定装置のカラーセンサの第２の構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２の距離測定装置の光学系を含む構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３の距離測定システムの構成を示す図である。
【図７】実施の形態３でのトンネル壁面の測定の概要を斜視で示す図である。
【図８】実施の形態３でのトンネル壁面の測定の概要を断面で示す図である。
【図９】実施の形態３でのトンネル壁面の測定の色付き点群データの例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態４の距離測定システムの構成を示す図である。
【図１１】実施の形態４でのライン型の色センサの第１の配置に応じた走査エリアの概要を示す図である。
【図１２】実施の形態４でのライン型の色センサの第２の配置に応じた走査エリアの概要を示す図である。
【図１３】実施の形態４での距離計測ライン及び色取得エリアの例を示す図である。
【図１４】実施の形態４の第１の変形例の距離測定システムの構成を示す図である。
【図１５】実施の形態４の第２の変形例の距離測定システムの構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態５の距離測定システムの構成を示す図である。
【図１７】実施の形態５でのポリゴンミラーの配置に応じた走査エリアの概要を示す図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態５でのポリゴンミラーでの反射の状態の例を示す図である。
【図１９】実施の形態５でのトンネル壁面の測定のデータの詳細例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお全図において同一部には原則として同一符号を付しその繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
本実施の形態の距離測定装置は、赤外光による距離測定のための光学系と、可視光による色情報取得のための光学系とにおいて、それらの光軸が同じないし共通である。本距離測定装置は、当該光学系の同軸の光路から、レーザ光の走査及び照射による距離測定用の赤外光の信号と、色情報取得用の可視光の信号とを分離して検出し、それらの信号を同期させて取得する。本距離測定装置は、当該装置の基準点と対象物の対象点との間の同じ光軸を含む光学系において、赤外光の検出による距離測定と、可視光の検出による色情報取得との２種類の測定を同期させて行う。本距離測定装置は、同一の測定の時点における対象物の表面の同一場所の複数の点に関して、距離と色とを同軸で測定する。
【００１８】
これにより、本距離測定装置は、赤外光による距離測定の点群データに可視光による色情報が付加されたデータ、即ち色付き点群データを得る。当該色付き点群データは、同じ測定の時点での同じ対象点に関する距離と色との両方の情報を持つ。当該色付き点群データは、時系列での３次元空間の距離及び位置を表す点群データと、点毎の色情報とを持つ。当該色付き点群データにより、対象物の３次元の形状及び色を含む画像を構築できる。
【００１９】
本距離測定装置は、上記同軸の光学系による距離及び色の測定を行うので、従来例の距離測定装置に対して、赤外光による距離測定データの距離情報と、可視光の撮像データの色情報との合わせ込みの情報処理が不要または削減できる。本距離測定装置は、同軸の光学系から赤外光及び可視光を分離して取り出し、距離測定データ及び色情報等を同期させて取得する。よって本距離測定装置は、同じ測定の時点の同じ対象点に関する距離情報と色情報との関連付けやマッチングの処理、偏差の補正処理等が不要または削減できる。これにより、本距離測定装置は、測定の際に、処理の時間が短縮され、色付き点群データを即時に得ることができる。ユーザは、測定の結果を即時に確認でき、手間が少ない。
【００２０】
また本距離測定装置は、上記赤外光による距離測定の光学系と可視光による色情報取得の光学系とで光軸が共通化されるので、それぞれの光学系及び駆動系を含む装置や部品を独立に具備する必要が無い。即ち本距離測定装置は、光学系及び駆動系を含む装置が１つに統合されたコンパクトな構成を実現し、低いコストで実現できる。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図１〜図４を用いて、実施の形態１の距離測定装置について説明する。図１等に示す実施の形態１の距離測定装置１００は、レーザ測距装置であり、光源部１からのレーザ光に基づく赤外光及び可視光による同じ光軸６０での対象点５１の観察、即ち距離及び色の同時の測定を行う機能を有する。実施の形態１の距離測定装置１００は、赤外光透過及び可視光反射の型であり、光学系１０１の波長選択ミラー４Ａの箇所で可視光を反射して分離して検出する。
【００２２】
なお説明上の方向及び座標系として、図１等に示す（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を設ける。Ｘは、対象物５０の面における第１の走査方向に対応し、Ｚは、第２の走査方向に対応する。Ｙは、対象物５０の面に対する垂直方向に対応する。（Ｘ，Ｙ）は直交して水平面を構成し、Ｚは鉛直方向である。（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の各軸に関する括弧内の（θ，ψ，φ）は、各軸周りの角度を示す。例えば角度θは、Ｘ軸周りの旋回ないし回転の角度を示す。
【００２３】
［距離測定方式］
本実施の形態の距離測定装置は、光を用いた距離測定の方式として、ＴＯＦ（Time Of Flight）方式、及び位相比較方式を用いる。本実施の形態の距離測定装置は、ＴＯＦ方式として、光源部１からの光が基準点を通じて対象点５１へ照射されて反射光が基準点を通じて戻ってくる際の時間を用いて、基準点と対象点５１との距離を測定する。本実施の形態の距離測定装置は、位相比較方式として、光源部１からの変調されたレーザ赤外光における参照光と信号光との位相差を用いて、基準点と対象点５１との距離を計算する。上記変調は、強度変調ないし周波数変調である。上記参照光は、対象点５１への照射光である。上記信号光は、対象点５１からの反射光である。上記位相差は、光の時間差である。光を用いた距離測定の方式は、上記方式に限らず可能である。レーザ光の変調の方式は、上記方式に限らず可能である。
【００２４】
［距離測定装置］
図１は、実施の形態１の距離測定装置の概要を含む構成を示す。図１で、対象物５０は、測定の対象物である各種の構造物であり、特に限定されないが、例えばトンネルの内部の壁面である。対象点５１は、対象物５０の表面における距離及び色の測定の対象点である。
【００２５】
図１の実施の形態１の距離測定装置１００は、光学系１０１、走査ヘッド部１０３、全体制御部４０、光源部１、光検出器１１，１２、位相比較器３１、集約器３２、色センサ１３、ＰＣ４２、及びモニタ４５等を有する。
【００２６】
光学系１０１は、詳しくは図２で示すが、ビームスプリッタ３、波長選択ミラー４Ａ、及び焦点可変部１０２等を含む。光学系１０１の破線の枠は、主な光学系の部分を示し、詳しくは旋回部１５のミラー８等も含む。光学系１０１は、光源部１、光検出器１１，１２、及び色センサ１３等が配置されている。
【００２７】
６０は、光学系１０１における光軸及びそれに対応する光路を示す。６１は、光軸６０を通る光のうちの赤外光を示す。６２は、光軸６０を通る光のうちの可視光を示す。６３は、光源部１から出射されるレーザ光による光源光を示す。図１の光軸６０は、Ｘ方向の直線部分と、ミラー８の反射で曲がることによるＹ方向の直線部分とを含む。
【００２８】
波長選択ミラー４Ａは、光学系１０１の赤外光６１と可視光６２とで同じ光軸６０の光路の途中に配置される。図１ではビームスプリッタ３と焦点可変部１０２との間に波長選択ミラー４Ａが配置される。波長選択ミラー４Ａは、同じ光軸６０から、赤外光６１と可視光６２とを分離する。実施の形態１の波長選択ミラー４Ａは、光軸６０において、対象物５０からの反射光における赤外光を透過し、可視光を選択して反射して取り出す特性を有する。波長選択ミラー４Ａは、この特性を有する光学部品として、ダイクロイックミラーやコールドミラー等を用いて構成できる。
【００２９】
走査ヘッド部１０３は、対象物５０に光を照射及び走査しやすいように、距離測定装置１００の主な筐体から円筒等の凸形状で出た部分である。走査ヘッド部１０３は、筐体内に収容される旋回部１５を含み、筐体には光学窓１０４が設けられている。走査ヘッド部１０３は、光学窓１０４を通じて、対象物５０へ光を照射し、対象物５０からの反射及び散乱を含む光を入射する。
【００３０】
実施の形態１の旋回部１５は、ミラー８を含む２軸旋回機構部である。ミラー８は、プリズム等の光学部品でもよい。旋回部１５は、図示しないがミラー８を旋回させる駆動系としてモータやロータリエンコーダ等の公知の要素を含む。ロータリエンコーダは、ミラー８の旋回ないし回転の状態を検出する。旋回部１５は、全体制御部４０の走査制御部４１と接続され、走査制御部４１からの制御に基づいて駆動が制御される。
【００３１】
旋回部１５は、制御に基づいて、Ｘ軸周りの角度θ、及びＺ軸周りの角度φの独立した２軸での旋回の動作が自在に可能である。当該旋回の動作により、対象物５０の表面の複数の点に対するＸ及びＺ方向での任意の方向及び位置の対象点５１の走査、即ち光照射が可能である。当該走査は、対象点５１の位置をＸ及びＺ方向で変えながら、複数の点を時系列で連続して測定できる。対象点５１の測定は、距離と色との同時の測定であり、１点につき１回の走査で済む。
【００３２】
全体制御部４０は、距離測定装置１００内の各部を含む全体を制御する部分であり、走査制御部４１を含む。全体制御部４０は、距離測定装置１００内の各部へ、同期用のクロック信号を含む制御信号を与えることにより、各部及び全体の動作を制御する。各部は、全体制御部４０からのクロック信号に基づいて同期して動作する。
【００３３】
走査制御部４１は、言い換えると旋回駆動制御部であり、旋回部１５によるミラー８の２軸の旋回の駆動を制御する。走査制御部４１は、旋回部１５へ、ミラー８の２軸の旋回の駆動の制御のための信号Ｂ６を与える。旋回部１５は、信号Ｂ６に従い、ミラー８の２軸の角度（θ，φ）の状態、言い換えると走査の光の照射の方向、及び対象点５１の位置の状態を変えるように駆動する。
【００３４】
また走査制御部４１は、信号Ｂ６の内容に対応した、旋回部１５の走査の状態を表す信号Ｂ３を集約器３２へ出力する。信号Ｂ３は、走査情報ないし旋回情報として、走査時のミラー８の角度（θ，φ）や方向を表す情報、あるいはそれに対応した対象点５１の位置を表す情報を含む。
【００３５】
光検出器１１は、赤外光における参照光の検出用のフォト・ディテクタ等で構成される。光検出器１１は、光源光６３がビームスプリッタ３で反射された赤外光を、参照光として検出する。光検出器１２は、赤外光における信号光の検出用のフォト・ディテクタ等で構成される。光検出器１２は、光軸６０を通じて対象物５０に照射され反射されて戻ってきた光がビームスプリッタ３で反射された赤外光を、信号光として検出する。光検出器１１及び光検出器１２の出力は、位相比較器３１に接続される。
【００３６】
位相比較器３１は、光検出器１１からの参照光の信号ｃ１と、光検出器１２からの信号光の信号ｃ２とを入力し、それらの位相を比較し、当該位相差の信号を、距離測定データの信号Ｂ１として集約器３２へ出力する。
【００３７】
色センサ１３は、言い換えると撮像のカメラであり、出力が集約器３２に接続される。色センサ１３は、光軸６０から波長選択ミラー４Ａで反射されて分離された可視光６２を入射して検出する。色センサ１３は、当該検出による色情報の信号Ｂ２を集約器３２へ出力する。
【００３８】
集約器３２は、位相比較器３１からの距離測定データの信号Ｂ１と、色センサ１３からの色情報の信号Ｂ２と、走査制御部４１からの走査情報の信号Ｂ３とを、同期したタイミングで入力及び取得する。集約器３２は、全体制御部４０からの同期のクロック信号の入力に従い、上記３種類の信号（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）を同期して取得する。集約器３２は、上記３種類の信号（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）を同期して集約した信号Ｂ４を出力する。上記同期は、同じ測定の時点の同じ対象点５１に関する、距離測定データ、色情報、及び走査情報とが関連付けられている。
【００３９】
ＰＣ４２は、集約器３２からの信号Ｂ４を入力及び取得する。ＰＣ４２は、汎用のコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、入出力デバイス、及びバス等の公知の要素を備え、これにより実現される処理部として、距離計算部４３、及び画像処理部４４を含む。ユーザは、距離測定装置１００のユーザインタフェースとしてＰＣ４２を使用する。ＰＣ４２は、汎用のコンピュータに限らず、専用のコンピュータや回路基板等で構成されてもよい。
【００４０】
距離計算部４３は、信号Ｂ４による取得データを用いて距離等を計算する処理を行う。距離計算部４３は、信号Ｂ４を用いて、距離測定装置１００の基準点と複数の対象点５１との距離及び対象点５１の位置を計算し、当該計算で得た点群データを、ＰＣ４２内のメモリや二次記憶装置に記憶し、当該点群データに対応する信号Ｂ５をモニタ４５に出力する。
【００４１】
画像処理部４４は、信号Ｂ４による取得データ、及び上記計算で得たデータを、画像化してモニタ４５の画面に表示する処理を行う。画像処理部４４は、信号Ｂ４及び上記距離情報を含む点群データを用いて、３次元空間内での対象物５０の複数の対象点５１の距離及び位置を表す各点に色情報を付加した色付き点群データ、及びそれに対応する画像データを生成する。画像処理部４４は、当該色付き点群データ及び画像データを、ＰＣ４２内のメモリや二次記憶装置に記憶し、当該色付き点群データ及び画像データに対応する信号Ｂ５をモニタ４５に出力する。これにより、画像処理部４４は、モニタ４５の画面に、測定による色付き点群データによる画像を表示する。ユーザは、モニタ４５の画面で、測定された対象物５０の表面の状態を含む３次元の形状を、色付きの点群を含む画像として確認できる。ユーザは、対象物５０の状態を目で見て容易かつ効率的に確認ができる。
【００４２】
ＰＣ４２は、その他の処理部として、上記取得データや色付き点群データに基づいて、対象物５０のキズや欠陥や劣化等の部分、または危険の兆候がある部分等を判定して検出する処理を行う判定部を備えてもよい。
【００４３】
判定部は、例えば、対象物５０の表面の各点の距離及び位置を、相対的に比較し、一部分だけが異なる、即ちある程度以上の大きさで凹凸がある場合、欠陥や兆候として検出してもよい。また判定部は、対象物５０の表面の各点の距離及び位置による形状を、基準モデルの形状のデータと比較し、ある程度以上の大きさで違いがある場合、欠陥や兆候として検出してもよい。また判定部は、対象物５０の表面の同じ場所の点に関して、過去の測定値と現在の測定値とで比較し、ある程度以上の大きさで変化がある場合、欠陥や兆候として検出してもよい。
【００４４】
図２は、図１の距離測定装置１００の光学系１０１の詳細を含む構成を示す。光学系１０１は、光源部１、コリメートレンズ２、ビームスプリッタ３、集光レンズ９ａ、集光レンズ９ｂ、光検出器１１、光検出器１２、波長選択ミラー４Ａ、結像レンズ１０、色センサ１３、及び焦点可変部１０２等が配置されている。
【００４５】
図２で、Ｌは、測定の対象の距離であり、距離測定装置１００の基準点と対象物５０の対象点５１との距離を示す。実施の形態１は、基準点を、光学窓１０４の点Ｐ４とする。また原点を、光軸６０の曲がる箇所であるミラー８の反射の点Ｐ３とする。Ｍは、原点と基準点との距離を示す。Ｄ１は、原点と対象点５１との距離を示す。基準点は、光軸６０の途中、波長選択ミラー４Ａよりも後ろ、原点よりも後ろの位置に設定される。なおこのような基準点及び原点等の設定に限らず可能であり、例えば基準点をミラー８の点Ｐ３としてもよいし、原点と基準点とを同じに設定してもよい。
【００４６】
光源部１は、変調されたレーザ赤外光を発し、点Ｐ０から光源光６３である光ａ１として図示のＸ負方向へ出射する。光源部１での変調は、距離測定方式であるＴＯＦ方式及び位相比較方式に応じた強度変調等である。光源部１の構成要素は、例えば、強度変調部と、基本周波数発振器と、低逓倍変換器と、高逓倍変換器と、光アンプと、光ファイバとを含む。光源部１は、基本周波数に基づいた低周波信号と高周波信号とを重畳した光信号を入力し、レーザダイオードにより変調されたレーザ赤外光を、光アンプ及び光ファイバで光増幅して出射する。
【００４７】
光源部１からの光ａ１は、光軸６０において、コリメートレンズ２、ビームスプリッタ３、波長選択ミラー４Ａ、焦点可変部１０２の各レンズ、及びミラー８等を通じて、対象物５０の対象点５１に照射される。対象点５１からの反射及び散乱を含む光は、光軸６０において、ミラー８、焦点可変部１０２、波長選択ミラー４Ａ、ビームスプリッタ３等を通じて戻る。光検出器１１では、赤外光６１の参照光が検出され、光検出器１２では、赤外光６１の信号光が検出され、色センサ１３では、可視光６２が検出される。
【００４８】
コリメートレンズ２は、光ａ１を入射して平行なコリメート光である光ａ２へ変換し、当該光ａ２をビームスプリッタ３へ入射する。ビームスプリッタ３は、光軸６０の光路から参照光と信号光とを取り出すように光を分離する。ビームスプリッタ３は、光ａ２を点Ｐ１で入射し、当該光ａ２のうち、一部である特定の波長及び周波数の赤外光ａ３をＹ負方向へ反射し、他の波長及び周波数の光ａ４を、そのままＸ負方向へ透過して出射する。
【００４９】
集光レンズ９ａは、参照光の検出用のレンズである凸レンズ等であり、ビームスプリッタ３からの光ａ３を入射し、光検出器１１の点Ｐ６へ集光する。光検出器１１は、点Ｐ６で検出した参照光の変調の信号ｃ１を、位相比較器３１へ出力する。
【００５０】
波長選択ミラー４Ａは、光軸６０におけるビームスプリッタ３からのＸ負方向への光ａ４を点Ｐ２へ入射して透過しそのままＸ負方向へ出射する。実施の形態１の光学系１０１は、焦点可変部１０２を備え、焦点可変部１０２により対象物５０の対象点５１に対する焦点を可変に調整する。焦点可変部１０２は、光軸６０における照射の光ａ４を波長選択ミラー４Ａを通じて入射し、全体制御部４０からの制御に従い、対象点５１に対する焦点を調整した光ａ５を出射する。
【００５１】
焦点可変部１０２は、レンズ５、焦点可変レンズ６、及びレンズ７が順に配置され、波長選択ミラー４Ａからの透過光を順に入射する。レンズ５及びレンズ７は、集光レンズとして凸レンズ等である。焦点可変レンズ６を含む焦点可変部１０２は、距離測定装置１００の基準点と、対象物５０の対象点５１との距離を好適に測定するために、当該距離の変化の場合に柔軟に対応して、対象物５０の表面へ集光するように焦点を可変に調整する。焦点可変レンズ６は、特に限定しないが、液体レンズ等の技術が適用できる。全体制御部４０は、制御信号により、焦点可変部１０２の焦点可変レンズ６の焦点の状態を制御する。全体制御部４０は、例えば、ミラー８の旋回の角度や、測定された距離Ｌの変化に応じて、焦点を調整する信号を焦点可変レンズ６へ与える。なお焦点可変レンズ６を設けない形態、即ち対象物５０へ平行光による照射を行う形態としてもよい。
【００５２】
光軸６０における焦点可変部１０２を通過したＸ負方向への光ａ５は、走査ヘッド部１０３の旋回部１５のミラー８の点Ｐ３へ入射される。旋回部１５は、光ａ５を、ミラー８の旋回の角度（θ，φ）の状態に応じた走査の方向へ反射する。走査制御部４１は、制御の信号Ｂ６により、ミラー８の角度（θ，φ）の状態を制御する。ミラー８の点Ｐ３で反射された光は、光学窓１０４の点Ｐ４を経由して、走査ヘッド部１０３の外部へ出射される。光軸６０は、旋回部１５のミラー８により、Ｘ方向と走査方向とで曲げられる。図２ではミラー８でＹ正方向へ反射される場合の様子を示す。
【００５３】
走査ヘッド部１０３の外部へ出射された照射光である光ａ６は、対象物５０の表面の対象点５１へ照射される。対象点５１からの反射及び散乱を含む光は、光軸６０を照射時とは逆方向へ戻る。対象点５１からの光は、赤外光６１の光ａ７と、可視光の光ａ８とを含む。対象点５１からの光は、再び光学窓１０４の点Ｐ４を経由して、走査ヘッド部１０３の内部の旋回部１５のミラー８の点Ｐ３へ入射する。当該入射光は、ミラー８の点Ｐ３でＸ正方向へ反射される。反射光は、光軸６０で焦点可変部１０２を通過し、波長選択ミラー４Ａへ戻る。
【００５４】
波長選択ミラー４Ａは、光軸６０における焦点可変部１０２からのＸ正方向への光を点Ｐ２へ入射し、そのうち特定の波長の赤外光６１である光ａ１０を透過してそのままビームスプリッタ３の方向へ出射し、特定の波長の可視光６２である光ａ１１を選択して点Ｐ２でＹ正方向へ反射する。
【００５５】
波長選択ミラー４Ａの点Ｐ２を透過した赤外光６１である光ａ１０は、ビームスプリッタ３の点Ｐ１でＹ正方向へ反射される。反射された光ａ１２は、集光レンズ９ｂに入射される。集光レンズ９ｂは、信号光の検出用のレンズである凸レンズ等であり、ビームスプリッタ３からのＹ正方向への光ａ１２を入射し、光検出器１２の点Ｐ７へ集光する。光検出器１２は、点Ｐ７で検出した信号光の変調の信号ｃ２を、位相比較器３１へ出力する。
【００５６】
位相比較器３１は、光検出器１１からの参照光の信号ｃ１と、光検出器１２からの信号光の信号ｃ２とを入力し、それらの信号の位相を比較し、即ちそれらの位相差を測定し、当該位相差の信号を、距離測定データの信号Ｂ１として集約器３２へ出力する。この信号Ｂ１の距離測定データは、ＰＣ４２の距離計算部４３で距離を計算するために使用されるデータである。
【００５７】
波長選択ミラー４Ａの点Ｐ２でＹ正方向へ反射された光ａ１１は、結像レンズ１０に入射され、結像レンズ１０により色センサ１３の画素に対応した点Ｐ８へ結像される。色センサ１３は、点Ｐ８で検出した可視光の信号、即ち対象点５１の色情報の信号Ｂ２を、集約器３２へ出力する。実施の形態１の色センサ１３は、点Ｐ８で示す１点の画素で可視光を検出するセンサである。
【００５８】
集約器３２は、全体制御部４０からの同期制御用のクロック信号に従い、信号Ｂ１の距離測定データと、信号Ｂ２の色情報と、信号Ｂ３の走査情報とを、同期したタイミングで集約して入力及び取得する。３つの信号の同期は、同一の測定の時点及び対象点５１における距離及び色を含む関連付けられた情報を取得するための同期である。集約器３２は、同期して得た、距離測定データ、色情報、及び走査情報の３つの情報を含む信号Ｂ４を、ＰＣ４２へ出力する。
【００５９】
［色センサ］
図３は、色センサ１３の第１の構成例を示し、色フィルタで構成される場合である。図３の色センサ１３は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色の色フィルタ８１，８２，８３と、各色に対応したフォト・ディテクタ８４とを有する。結像レンズ１０を通過した可視光６２は、各色の色フィルタ８１，８２，８３に入力され、色フィルタ８１，８２，８３を通じてＲ，Ｇ，Ｂの各色の光が分離及び抽出され、フォト・ディテクタ８４で各色に分離された色情報の信号（ＳＲ，ＳＧ，ＳＢ）として検出される。
【００６０】
図４は、色センサ１３の第２の構成例を示し、ダイクロイックミラーあるいはダイクロイックプリズム等で構成される場合である。図４の色センサ１３は、同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の光を分離して色情報として検出する。図４の色センサ１３は、結像レンズ１０を通過した可視光６２を入射し、Ｒ用のダイクロイックミラー８５でＲ色の光を反射し、Ｒ用のフォト・ディテクタ８４でＲ色の信号ＳＲとして検出する。Ｒ用のダイクロイックミラー８５を透過した光を、Ｇ用のダイクロイックミラー８６で反射し、Ｇ用のフォト・ディテクタ８４でＧ色の信号ＳＧとして検出する。Ｇ用のダイクロイックミラー８５を透過した光を、Ｂ用のフォト・ディテクタ８４でＢ色の信号ＳＢとして検出する。
【００６１】
［距離の計算］
ＰＣ４２の距離計算部４３は、集約器３２からの信号Ｂ４で得た、距離測定データ、色情報、及び走査情報の３種類のデータ及び情報を用いて、基準点と対象点５１との距離Ｌを計算する。距離測定データは、具体的には前述の位相差の情報を含む。色情報は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の階調等の情報を含む。走査情報は、ミラー８の角度を表す情報または当該角度に対応する対象点５１の位置を表す情報を含む。
【００６２】
実施の形態１の距離測定方式において、ａ３で示す参照光とａ１２で示す信号光との光路差、即ちＰ１から対象物５０までの往復の光路を、ΔＬとする。光源部１での光の変調の周期を、変調周期ｆとする。参照光と信号光との位相差をδとする。光速をｃとする。光路差ΔＬは、位相差δと、変調周期ｆとを用いて、下記の式１で表される。
【００６３】
（式１）  ΔＬ＝（δ／２π）×（ｃ／ｆ）
実施の形態１の距離測定装置１００による、対象物５０の対象点５１までの距離Ｌは、下記の式２で計算される。基準点及び原点は、前述の図２の点Ｐ４及びＰ３とする。
【００６４】
（式２）  Ｌ＝（ΔＬａ−ΔＬｂ）／２＋Ｍ
式２で、ΔＬａはＰ１から［対象点までのΔＬ］、ΔＬｂはＰ１から［基準点までのΔＬ］である。Ｍは［原点と基準点との距離］であり、図２の点Ｐ３と点Ｐ４との距離である。ΔＬａ及びΔＬｂは相対値である。Ｍは、原点と基準点とを同じに設定する場合、Ｍ＝０である。
【００６５】
［効果等］
上述のように、実施の形態１の距離測定装置１００は、同じ光軸６０の光学系１０１で波長選択ミラー４Ａを用いて赤外光６１と可視光６２とを分離して検出する。実施の形態１は、レーザの光路と同じ光軸６０で、対象点５１との距離の測定と共に、対象点５１の色情報を取得する。実施の形態１は、集約器３２を用いて、同じ測定の時点の対象点５１に関する距離測定データ、色情報、及び走査情報を同期させて取得する。
【００６６】
従って、実施の形態１の距離測定装置１００は、赤外光を含むレーザ光の走査による距離測定データと、可視光６２による色情報との合わせ込みの情報処理を削減でき、短い処理時間で色付き点群データを得ることができる。色付き点群データに基づくモニタ４５への表示の画像は、時系列の複数の各々の対象点５１ごとに、距離及び位置情報と色情報とを併せ持つ。これにより対象物５０の３次元空間での形状及び色が構築及び表現される。ユーザは、距離測定装置１００を用いて対象物５０を測定し、上記データ構築ができる。ユーザは、モニタ４５の画像で、対象物５０の形状及び色を含めた状態を目で見て容易に確認できる。
【００６７】
また実施の形態１の距離測定装置１００は、赤外光による距離測定と可視光による色情報取得とが、同じ光軸６０を含む光学系１０１で構成され、従来例のように距離測定と撮像とで別個の光学系及び駆動系を具備する必要が無い。即ち距離測定装置１００は、装置全体のサイズが小さく、低コストで実現できる。
【００６８】
なお本距離測定装置１００において、色センサ１３を用いた可視光による色情報の取得は、環境条件として、自然光を利用して行ってもよいし、照明光を利用して行ってもよい。照明光を利用する場合、距離測定装置１００は、対象物５０に照明光を照射するための照明部を、例えば走査ヘッド部１０３等に具備してもよい。
【００６９】
なお本距離測定装置１００は、赤外光６１による距離測定を行う仕組みであるため、波長選択ミラー４Ａで可視光６２を分離して取り出すことは、赤外光６１による距離測定に対して影響を与えない。
【００７０】
実施の形態１の色センサ１３は、１点で可視光を検出するセンサとしたが、これに限らず、複数の点で可視光を検出するセンサないしカメラとしてもよい。例えば後述のライン型のセンサや平面型のセンサを用いてもよい。
【００７１】
＜実施の形態２＞
次に図５を用いて、実施の形態２の距離測定装置について説明する。図５は、実施の形態２の距離測定装置１００の構成を示す。実施の形態２の距離測定装置１００は、実施の形態１とは逆に、赤外光反射及び可視光透過の型であり、光学系１０１の波長選択ミラー４Ｂの箇所で赤外光を反射して分離する。以下、実施の形態２における実施の形態１とは異なる構成について説明する。
【００７２】
図５で、実施の形態２の距離測定装置１００は、構成要素が実施の形態１と概略同様であるが、構成要素の配置が異なる。光学系１０１は、波長選択ミラー４Ｂを有する。光源部１は、図示のＹ方向で光源光６３を出射する配置である。光検出器１１及び光検出器１２は、Ｘ方向で赤外光６１を検出する配置である。色センサ１３は、Ｘ方向で可視光６２を検出する配置である。
【００７３】
実施の形態２の波長選択ミラー４Ｂは、光学系１０１の光軸６０において、Ｘ方向で特定の波長の可視光６２を透過し、特定の波長の赤外光６１を選択してＹ方向へ反射して取り出す特性を有する。波長選択ミラー４Ｂは、この特性を有する光学部品として、ダイクロイックミラーやホットミラー等を用いて構成できる。
【００７４】
光源光６３に基づいたビームスプリッタ３を通じたＹ負方向への光は、波長選択ミラー４Ｂの点Ｐ２へ入射され、Ｘ負方向へ反射され、光軸６０において、焦点可変部１０２、旋回部１５を通じて、対象点５１へ照射される。対象点５１からの光は、光軸６０を逆方向に戻り、旋回部１５、焦点可変部１０２を通じて、波長選択ミラー４Ｂの点Ｐ２へ入射される。波長選択ミラー４Ｂは、点Ｐ２で、可視光６２をそのままＸ正方向へ透過し、赤外光６１をＹ正方向へ反射する。透過された可視光６２は、結像レンズ１０を介して、色センサ１３の点Ｐ８へ結像され検出される。反射された赤外光６１は、ビームスプリッタ３の点Ｐ１で反射され、集光レンズ９ｂを介して信号光が光検出器１２の点Ｐ７で検出される。
【００７５】
実施の形態２の距離測定装置によれば、実施の形態１と同様に、距離測定データと色情報との合わせ込みの情報処理を削減でき、色付きの点群データを即時に得ることができる。
【００７６】
＜実施の形態３＞
次に図６〜図９を用いて、実施の形態３の距離測定装置及び距離測定システムについて説明する。実施の形態３は、車に距離測定装置を搭載したシステムを示す。本システムは、車で走行しながら距離測定装置によりレーザ光を照射し、周囲環境の測定及び検査を行う。実施の形態３は、１軸旋回機構を用いて対象物５０に対する走査を行い、対象点５１の距離測定に加え、車の進行方向及び走査方向に対応した点の色情報を取得する。
【００７７】
［距離測定システム］
図６は、実施の形態３の距離測定システムの構成を示す。実施の形態３の距離測定システムは、移動体及び測定車両である車７０と、車７０に搭載される距離測定装置１００とを有する。車７０は、汎用自動車でもよいし、専用自動車でもよい。図示のＸ正方向を、車７０の走行及び移動の方向とする。実施の形態３の距離測定装置１００は、構成要素が実施の形態１と概略同様であるが、異なる構成要素として、走査ヘッド部１０３に旋回部１８を有する。
【００７８】
旋回部１８は、ミラー８とその駆動系であるモータ等とを含む１軸旋回機構部であり、ミラー８の旋回の角度として、Ｘ軸周りの角度θが制御される。走査制御部４１は、旋回部１８に制御の信号Ｂ６を与えてミラー８の角度θの状態を制御し、当該制御に対応した走査情報の信号Ｂ３を集約器３２へ出力する。旋回部１８のミラー８は、モータ等の駆動系により高速の旋回ないし回転が行われる。実施の形態３は、角度θに対応した方向へ走査が行われるので、光軸６０は、Ｘ方向からＹ−Ｚ平面内の方向へ曲がる光軸である。
【００７９】
また図６の実施の形態３の距離測定装置１００は、集約器３２までを具備し、ＰＣ４２及びモニタ４５等を車７０側に搭載した構成例を示す。ＰＣ４２は、距離計算部４３、画像処理部４４に加え、ノイズ除去部４６を有する。車７０は、移動量センサ７１と、加速度センサ７２とを備える。移動量センサ７１は、車７０の走行の移動量を検出し、当該移動量の信号Ｂ７を、距離測定装置１００の入出力端子を介して、集約器３２へ出力する。加速度センサ７２は、車７０の加速度を検出し、当該加速度の信号Ｂ８を、距離測定装置１００の入出力の端子を介して、集約器３２へ出力する。
【００８０】
集約器３２は、前述の３種類の信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に加え、移動量の信号Ｂ７及び加速度の信号Ｂ８を、同期したタイミングで集約して入力及び取得し、それらの５種類の情報が関連付けられて集約された信号Ｂ４を、距離測定装置１００の入出力端子を介して、ＰＣ４２へ出力する。
【００８１】
ＰＣ４２の距離計算部４３は、信号Ｂ４に含む５種類の情報を用いて、車７０の移動量や加速度を考慮して、基準点と対象点５１との距離を計算する。画像処理部４４は、対象点５１の距離及び位置に色を付加した色付き点群データによる画像データを生成し、モニタ４５の画面に当該画像を表示する。
【００８２】
ノイズ除去部４６は、上記取得データによる色付き点群データにおける距離情報及び色情報に関して、車７０の加速度の情報を用いて、車７０の走行時の振動の影響を含むノイズを除去する補正処理を行う。これにより高精度の情報が得られる。
【００８３】
［トンネル測定］
図７は、実施の形態３の距離測定システムにおける対象物５０がトンネル壁面である場合の測定の概要を斜視で示す。用途の例として、トンネル壁面の測定及び検査の場合である。７０１は、対象物５０であるトンネル壁面に対応した、複数の対象点５１の距離の測定の軌跡、及び対応する色付き点群データを示す。７０２は車７０の走行の路面を示す。Ｃ１は走査ヘッド部１０３にある基準点を示す。
【００８４】
車７０の背面側には距離測定装置１００の主な筐体が搭載され、車７０の背面後方に走査ヘッド部１０３が円筒形状等で凸状に出るように設置される。走査ヘッド部１０３の旋回部１８は、車７０の進行方向であるＸ方向に対して、Ｘ軸周りの角度θで高速な回転が可能である。実施の形態３は、トンネル壁面等の測定の用途に好適なように、走査ヘッド部１０３等が構成されている。即ち、走査ヘッド部１０３の周りの走査方向に遮蔽物が無いようにされている。
【００８５】
実施の形態３の距離測定システムは、トンネル内において車７０がＸ正方向に例えば一定速度で走行しながら、走査ヘッド部１０３の旋回部１８のミラー８を高速に回転させ、トンネル壁面の複数の対象点５１を連続的に走査する。旋回部１８は、一定以上の速度を維持してミラー８を回転させる。これにより、７０１のように、各対象点５１との距離及び色が測定され、即ちトンネル壁面の３次元の形状及び色が、色付き点群データとして得られる。
【００８６】
本距離測定システムは、走査ヘッド部１０３の光学窓１０４を通じて、Ｙ−Ｚ平面における全角度（θ＝−π〜＋π）の方向に走査が可能である。距離測定システムは、７０３のように、トンネル壁面の円周方向に、角度θを変えて走査の光を照射しながら、各対象点５１の距離及び色情報を取得する。図示する点ｐ１〜ｐ５は、対象点５１の例を示す。走査時、例えば角度θが第１の状態の時は、点ｐ１に照射され、基準点Ｃ１と点ｐ１との距離ｋ１、及び点ｐ１の色情報が得られる。同様に、角度θの状態に応じて、点ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５等の各対象点５１における距離及び色情報が得られる。７１０は、点ｐ４までを走査した時点の点ｐ４の付近の領域を示す。
【００８７】
点ｐ１及びｐ５は、路面７０２に接するトンネル壁面のＺ方向の下端、及びＹ方向の左右端の対象点５１を示す。点ｐ３は、トンネル壁面のＺ方向の上端の対象点５１を示す。なお点ｐ３の時を角度θ＝０、点ｐ１の時をθ＝−π／２、点ｐ５の時をθ＝＋π／２とする。
【００８８】
本距離測定システムは、例えば車７０のＸ方向の走行の速度を５０ｋｍ／ｈとし、７０４で示すＸ方向での走査の間隔（後述の図１９では１９０３）を例えば１０ｃｍ以内にする場合、ミラー８の回転速度が１３９回転毎秒以上に設定される。より詳細に高密度で測定データを取得したい場合は、例えばより高い回転速度に設定される。
【００８９】
図８は、図７に対応した、トンネル壁面の測定の概要を、車７０の走行の背面側から見たトンネル壁面の断面の例で示す。図８では、車７０のＹ方向の位置は、Ｙ０のようにトンネル中心軸（点ｐ０）に合わせている。車７０のＹ方向の位置は、Ｙ０に限らず、例えばＹａのように、トンネル中心軸からずれた位置も可能である。車７０の距離測定装置１００の基準点Ｃ１の位置は、路面７０２に対してＺ方向でＺ１のような位置としているが、他の位置も可能である。
【００９０】
トンネル壁面の走査の範囲即ち測定の範囲は、光学系１０１や基準点Ｃ１の設定、角度θの制御等に応じて、全範囲（θ＝−π〜＋π）としてもよい。走査の方法として、ミラー８の回転の速度を一定に維持させることで、路面７０２を含めた範囲を走査するようにしてもよい。また上記範囲は、路面７０２の高さＺ０に対応した範囲（点ｐ１〜ｐ５）としてもよいし、基準点Ｃ１の高さＺ１に対応した範囲（点ｐａ〜ｐｂ）、所定の高さＺ２に対応した範囲（点ｐｃ〜ｐｄ）としてもよい。また上記範囲は、車７０に対して左右の一方の側面の範囲（点ｐ０〜ｐ３）等、任意の範囲に設定できる。
【００９１】
また別の走査の方法としては、旋回部１８の構成に応じて、角度θを連続的に変化させてトンネル壁面の点ｐ１から点ｐ５までを連続的に走査し、その直後に角度θを点ｐ１へ戻して再度ｐ５まで走査する繰り返し（いわゆるＴＶ走査と同様）としてもよい。
【００９２】
［移動量を考慮した距離の計算］
実施の形態３の距離測定システムは、距離測定装置１００を搭載した車７０が走行しながらの測定であり、固定位置の対象点５１に対して、距離測定装置１００の基準点の側が移動する。そのため、ＰＣ４２の距離計算部４３は、点群データを得るために、前述の３種類の信号（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）の情報に加え、移動量センサ７１による車７０の移動量の情報を用いて、距離Ｌを計算する。この計算の内容自体は公知である。
【００９３】
移動量センサ７１による移動量の情報は、言い換えると、車７０のＸ方向等での走行に伴う、位置や変位、速度や加速度等の動き、等を表す情報である。移動量センサ７１は、ジャイロセンサ、車輪の回転を検出するロータリエンコーダ、または慣性航法システム、等の公知の手段により実現できる。
【００９４】
実施の形態３は、車７０に移動量センサ７１を搭載するが、これに限らず、距離測定装置１００に移動量センサ７１を搭載してもよい。同様に、距離測定装置１００に加速度センサ７２を搭載してもよい。
【００９５】
［加速度を考慮した距離の計算］
図９は、図８に対応した、トンネル壁面の断面部分の測定の色付き点群データの例を示す。当該色付き点群データは、言い換えると、トンネル壁面の断面部分の３次元の形状及び色を含むプロファイルデータである。Ｐは、測定の対象点５１の例を示し、基準点Ｃ１との距離Ｌに応じた位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を持つ。
【００９６】
実施の形態３の距離測定システムは、距離測定装置１００を搭載した車７０が走行しながらの測定であり、距離測定データには、車７０の走行の振動等によるノイズが含まれている。点Ｐの測定の距離及び位置は、車７０の走行の振動等のノイズによる誤差（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）を含む。
【００９７】
そのため、ＰＣ４２のノイズ除去部４６は、点群データを得る際、加速度センサ７２による車７０の加速度の情報を用いて、上記誤差（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）を補正するノイズ除去処理を行う。なおノイズ除去部４６は、距離計算部４３に含まれるとしてもよい。ノイズ除去部４６は、加速度センサ７２による図７の加速度｛αＸ，αＹ，αＺ｝の情報を取得し、これを距離測定データに反映し、上記誤差（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）を取り除くように補正し、距離Ｌを得る。
【００９８】
［効果等］
上述のように、実施の形態３の距離測定システムは、車７０の走行、及び走査ヘッド部１０３のミラー８の高速な回転に応じて、７０１のようにトンネル壁面の多数の対象点５１を測定することができ、３次元の形状及び色を含む画像を構築することができる。なお高速な回転であっても、光の速度が十分に速いので、距離が測定される点と色が検出される点とは同じになる。本距離測定システムは、車７０で走行しながら、遠隔及び非接触で効率的な対象物５０の測定及び検査が実現できる。本距離測定システムは、トンネル壁面の状態の観察、及び前述の判定部により、老朽化等による壁面のコンクリート等の剥離や、地震等による崩落の兆候等を早期に検知できる。
【００９９】
また従来例の距離測定装置のように、距離測定と撮像とが別の光軸の構成において、対象物に関する広い範囲を撮像して色情報を取得したい場合は、複数台のカメラの具備が必要になる場合がある。この場合、カメラ自体の回転による撮像は一般に難しいので、複数台の固定のカメラを用いて撮像する構成となる。そしてその上で、複数台のカメラから得た撮像データと、距離測定の点群データとの合わせ込みの情報処理が必要である。当該合わせ込みの処理自体も、各光学系の偏差の補正等が必要であるため、複雑な処理が必要である。従って、測定データを得るために長い時間がかかり、装置のコストも高い。
【０１００】
一方、実施の形態３の距離測定システムでは、旋回部１８でミラー８をある程度以上の速度で回転させながら距離及び色を同じ光軸６０で測定し、同じ対象点５１に関する色付き点群データを取得できる。そのため実施の形態３は、色付き点群データによる対象物５０の形状及び色を含む３次元データの構築が効率的に短い時間で可能である。また実施の形態３は、複数台のカメラの具備も不要であり、コンパクトかつ低コストで実現できる。
【０１０１】
＜実施の形態４＞
次に図１０〜図１５を用いて、実施の形態４の距離測定装置及び距離測定システムについて説明する。実施の形態４は、ライン型の色センサ２１を用いて、距離測定の対象点５１の周りに、色情報の取得の領域を拡張し、色補間を行う。
【０１０２】
［距離測定システム］
図１０は、実施の形態４の距離測定システムの構成を示す。実施の形態４の距離測定システムは、実施の形態３と同様に、車７０に距離測定装置１００が搭載され、車７０で走行しながら旋回部１８のミラー８の回転により対象物５０の走査による距離測定を行う。実施の形態４の距離測定装置１００は、異なる構成要素として、前述の色センサ１３の箇所において、１次元アレイによるライン型の色センサ２１を使用した構成である。実施の形態４は、ライン型の色センサ２１を用いて可視光を検出し、１つの対象点５１の距離の測定と共に、当該対象点５１とその付近の点を含む複数の点に関する色情報を取得する。
【０１０３】
図１０で、色センサ２１は、可視光を検出するための受光素子を含み、複数の画素の点の１次元のアレイによるライン型の色センサである。色センサ２１において、点Ｐ８は、光軸６０に対応した、１次元アレイの複数の画素の中心点の画素であり、点Ｑ１及びＱ２は、左右端の画素を示す。図１０では、色センサ２１は、画素のラインがＸ方向に沿う配置である。実施の形態４の結像レンズ１０は、波長選択ミラー４Ａで分離された可視光６２を、ライン型の色センサ２１の点Ｐ８を中心とする複数の点に結像する。
【０１０４】
対象物５０の表面において、領域Ｒ１は、ライン型の色センサ２１の写像に対応した複数の対象点５１を含む領域を示す。点Ｐ５は、色センサ２１の中心の点Ｐ８と対応した対象点５１である。点Ｑ３及びＱ４は、点Ｑ１及びＱ２に対応した左右端の対象点５１を示す。領域Ｒ１において、点Ｐ５に関しては、距離及び色の両方が取得され、点Ｐ５以外の点に関しては、色の情報が取得される。
【０１０５】
［走査エリア］
図１１は、実施の形態４でのライン型の色センサ２１の第１の配置に応じた走査エリアの概要を示す。図１１では、図１０に対応して、色センサ２１は、波長選択ミラー４Ａの位置に対して、Ｙ方向の位置に配置され、色センサ２１のラインがＸ方向に沿う配置である。１１０１は、色センサ２１のラインの領域に対応した、波長選択ミラー４Ａ及びミラー８での反射を考慮した、Ｘ方向の光軸６０上での写像の領域を示す。
【０１０６】
１１０２は、旋回部１８のミラー８の角度θに応じた、概略的な走査エリアを示し、角度θを例えば−π／２から＋π／２の範囲で変える場合の走査エリアを示す。１１０６は、距離測定の複数の対象点５１に関する円弧状の線を示す。１１０３は、θ＝−π／２の時の、Ｙ負方向の端部の対象点５１に対応したＸ方向のラインの形状の領域を示す。図１０のミラー８の状態は、θ＝−π／２の時に対応し、１１０３は、図１０の点Ｐ５を含む領域Ｒ１と対応する。この時は、対象点５１である点Ｐ５に対してＸ方向のラインの領域における点Ｑ３から点Ｑ４までの複数の点の色情報を取得できる。
【０１０７】
１１０４は、θ＝０の時の、Ｚ正方向の上端部の対象点５１に対応したＹ方向のラインの形状の領域を示し、当該Ｙ方向のラインの領域での色情報を取得できる。１１０５は、θ＝＋π／２の時の、Ｙ正方向の端部の対象点５１に対応したＸ方向のラインの形状の領域を示し、当該Ｘ方向のラインの領域での色情報を取得できる。このように、実施の形態４は、円弧状でＸ方向に幅を持つ走査エリア１１０２の範囲内で、対象点５１の付近の複数の点の色情報が取得できる。
【０１０８】
図１２は、別の構成として、実施の形態４でのライン型の色センサ２１の第２の配置に応じた走査エリアの概要を示す。図１２では、色センサ２１は、波長選択ミラー４Ａの位置に対して、Ｙ方向の位置で、ラインがＺ方向に沿う配置である。１２０１は、Ｘ方向の光軸６０上での、色センサ２１のラインの領域に対応した写像の領域を示す。１２０２は、旋回部１８のミラー８の角度θの範囲に応じた、概略的な走査エリアを示す。１２０６は、距離測定の複数の対象点５１による円弧状の線を示す。
【０１０９】
走査エリア１２０２における色情報取得の領域は、θ＝−π／２やθ＝＋π／２の時は、１２０３や１２０５のように、Ｚ方向のラインの領域となり、θ＝０の時は１２０４のようにＸ方向のラインの領域となる。
【０１１０】
なお色センサ２１は、波長選択ミラー４Ａの位置に対して、Ｙ方向の位置に限らず、波長選択ミラー４Ａの配置の向きと合わせながら、任意の方向の位置に配置できる。図１１の１１００は、他の配置の構成例を示し、色センサ２１が、波長選択ミラー４Ａの位置に対してＺ負方向の位置に配置され、色センサ２１のラインがＹ方向に沿う配置の場合である。図１２の１２００は、他の配置の構成例として、色センサ２１が、波長選択ミラー４Ａの位置に対してＺ負方向の位置で、ラインがＸ方向に沿う配置の場合である。
【０１１１】
図１３は、図１１等の実施の形態４のライン型の色センサ２１の配置に対応した、走査エリアにおける詳しい形状を示す。図１３の下側はライン型の色センサ２１を示す。Ｅ１は中心点Ｐ８より左側の画素の領域、Ｅ２は中心点Ｐ８より右側の画素の領域を示す。図１３では角度θに応じた走査方向を斜め右上として図示している。１３１０で示す領域は、走査エリアにおける色情報取得エリアを示す。
【０１１２】
１３００は、色センサ２１の中心点Ｐ８に対応した、距離測定の対象点５１によるラインを示し、図１１の１１０６の線と対応する。１３０１は、色センサ２１のラインの左端の点Ｑ１に対応した、色情報取得エリア１３１０の一方端のラインを示す。１３０２は、色センサ２１のラインの右端の点Ｑ２に対応した、色情報取得エリア１３１０の他方端のラインを示す。
【０１１３】
走査時、ミラー８の回転の角度θによる反射の向きに応じて、色情報を取得できる方向及び対象物５０の領域が変化する。ミラー８の回転に伴い、色センサ２１のラインに対応した領域Ｒ１は、走査エリアにおいて回転しながら進むような軌跡となるので、その結果、図１３の色情報取得エリア１３１０のようになる。
【０１１４】
なお図１３の色情報取得エリア１３１０は、距離測定の複数の対象点５１による１３００のラインに対して左右非対称性がある。距離測定装置１００は、色情報取得エリア１３１０内の点から得られる色情報のうち、一部の点の色情報を使用してもよい。例えば色センサ２１の左側の領域Ｅ１または右側の領域Ｅ２に対応した色情報のみを使用してもよいし、１３００のラインに対して右側のエリアまたは左側のエリアの色情報のみを使用してもよい。
【０１１５】
［効果等］
上述のように、実施の形態４の距離測定システムは、距離測定の対象点５１の距離及び色情報に加えて更に、ライン型の色センサ２１の方向及び領域に対応して、距離測定の対象点５１の付近の複数の点での色情報を取得できる。即ち実施の形態４は、対象物５０の形状だけでなく、対象点５１の周辺の色情報を用いた色補間によるデータを構築できる。
【０１１６】
実施の形態４の変形例として以下も可能である。図１４は、実施の形態４の第１の変形例の距離測定システムにおける、２つのライン型の色センサ２１の配置に応じた走査エリアの概要を示す。図１４の第１の変形例は、２つのライン型の色センサ２１を、Ｘ方向及びＹ方向で十字になるように重ねて配置した場合である。１４０１はＸ方向の光軸６０上の十字形状の写像の領域を示す。１４０２は走査エリアを示す。１４０３，１４０４，１４０５は、θ＝−π／２，０，＋π／２の時のそれぞれの十字形状の色情報の取得の領域を示す。
【０１１７】
上記配置により、走査エリア１４０２内における色情報取得エリアがより広くなり、より多くの点の色情報を取得できる。２つの色センサ２１の配置は、図１４のような配置に限らず、Ｘ軸周りの任意の方向で別々の位置に異なる向きで配置されてもよい。その場合、色センサ２１の配置に応じて、ミラー等の必要な光学部品が追加して配置される。また、２つの色センサ２１の配置は、十字に限らず、Ｌ字等の配置でもよい。また、３つ以上の色センサ２１が配置されてもよい。
【０１１８】
図１５は、実施の形態４の第２の変形例の距離測定システムにおける、平面型の色センサ２２の配置に応じた走査エリアの概要を示す。図１５の第２の変形例は、波長選択ミラー４Ａの位置に対してＹ方向の位置に、複数の画素の２次元アレイによる平面型の色センサ２２を配置した場合である。この場合も、走査エリア１５０２における色情報取得エリアが広くなり、多数の点の色情報が取得できる。距離測定の対象点５１の線１５０６に対してＸ方向で幅を持つ円弧状の走査エリア１５０２内における殆どの点で色情報が取得できる。
【０１１９】
＜実施の形態５＞
次に図１６〜図１９を用いて、実施の形態５の距離測定装置及び距離測定システムについて説明する。図１６等に示す実施の形態５の距離測定システムは、走査ヘッド部１０３に、ポリゴンミラー２７を含む１軸旋回機構部である旋回部１９を具備し、旋回部１９を用いて走査を行う。そして実施の形態５は、ポリゴンミラー２７による走査と共に、実施の形態４と同様にライン型の色センサ２１を用いて色補間を行う。
【０１２０】
［距離測定システム］
図１６は、実施の形態５の距離測定システムの構成を示す。実施の形態５の距離測定システムは、実施の形態４と同様に、車７０に距離測定装置１００が搭載され、車７０で走行しながら対象物５０の走査による測定を行う。実施の形態５の距離測定装置１００は、異なる構成要素として、走査ヘッド部１０３において、固定のミラー２８と、ポリゴンミラー２７を含む１軸旋回機構部である旋回部１９とが配置されている。
【０１２１】
ミラー２８は、旋回の機構は無く、光軸６０をＸ方向とＹ―Ｚ平面内の方向とで曲げるために固定的な位置及び向きで配置されている。ポリゴンミラー２７は、例えば六角柱形状であり、その複数の各々の側面の平面において光を反射する。旋回部１９は、全体制御部４０の走査制御部４１からの制御の信号に従い、ポリゴンミラー２７の回転を駆動する。これにより、ポリゴンミラー２７は、Ｘ軸周りの角度θで、一定以上の速度で高速に回転される。
【０１２２】
Ｘ方向の光軸６０において、光学系１０１の光源光６３に基づいて焦点可変部１０２を経由して出射されたＸ負方向への光は、ミラー２８の点Ｐ３に入射し、Ｙ−Ｚ平面内の方向へ反射される。反射光は、ポリゴンミラー２７の側面の点Ｐ１１に入射し、角度θの状態に応じたＹ−Ｚ平面内の方向へ反射される。反射光は、光学窓１０４の点Ｐ４を経由して走査ヘッド部１０３の外部へ出射され、対象物５０の表面の対象点５１へ照射される。対象点５１からの反射及び散乱を含む光は、距離測定の対象点５１である例えば点Ｐ５からの赤外光６１と、色情報取得の対象の領域Ｒ１の複数の点からの可視光６２とを含む。
【０１２３】
対象点５１からの光は、光軸６０を逆方向に戻り、光学窓１０４の点Ｐ４を経由して走査ヘッド部１０３内に入り、旋回部１９のポリゴンミラー２７に入射される。当該入射光は、再びポリゴンミラー２７の側面の点Ｐ１１で反射され、ミラー２８の点Ｐ３でＸ正方向へ反射され、Ｘ方向の光軸６０で、焦点可変部１０２を通じて、波長選択ミラー４Ａへ入射される。そして前述と同様に、波長選択ミラー４Ａの点Ｐ２で、赤外光６１が透過され、可視光６２が反射される。反射された可視光６２は、ライン型の色センサ２１の複数の画素の点で検出される。
【０１２４】
なおミラー２８及びポリゴンミラー２７の位置及び向きは、図１６の構成に限らず、走査の方向の設計に応じて、他の構成としてもよい。また光学系１０１の配置を変えてＸ方向の光軸６０をＹ方向にし、ミラー２８を省略してもよい。またミラー２８の箇所を１軸や２軸の旋回機構部として、走査の方向を可変に調整可能な形態としてもよい。
【０１２５】
図１７は、実施の形態５での図１６のポリゴンミラー２７の配置に応じた走査エリアの概要を示す。１７０１は、色センサ２１のラインの領域に対応した、波長選択ミラー４Ａ及びミラー２８での反射を考慮した、Ｘ方向の光軸６０上での写像の領域を示す。１７０２は、旋回部１９のポリゴンミラー２７の回転の角度θに応じた、概略的な走査エリアを示し、角度θを例えば−π／２から＋π／２の範囲で変える場合の走査エリアを示す。１７０６は、距離測定の複数の対象点５１による円弧状の線を示す。
【０１２６】
実施の形態５のポリゴンミラー２７の配置の場合、走査エリア１７０２の色情報取得エリアは、実施の形態４の色情報取得エリアよりも広くなり、距離測定の対象点５１の線１７０６に対する左右の領域を含め、円弧状のＸ方向で一定の幅を持つ走査エリア及び色情報取得エリアで、多数の点の色情報を取得できる。
【０１２７】
１７１１は、θ＝−π／２の時の、Ｙ負方向の端部の対象点５１に対応した、色情報取得の対象であるＸ方向のラインの形状の領域を示す。同様に、１７１２は、θ＝θａの時の領域を示す。１７１３は、θ＝０の時の、Ｚ正方向の上端部の対象点５１に対応した領域を示す。１７１４は、θ＝θｂの時の領域を示す。１７１５は、θ＝＋π／２の時の、Ｙ正方向の端部の対象点５１に対応した領域を示す。実施の形態５は、走査エリア１７０２の範囲内で、１７１１〜１７１５のようにいずれの角度θの時も、距離測定の対象点５１に対してＸ方向のラインの形状の領域の複数の点の色情報を取得できる。
【０１２８】
なお走査の範囲は、ポリゴンミラー２７及びミラー２８の設計に応じて、角度θ＝−π／２〜＋π／２のような範囲にもできるし、θａ〜θｂのような範囲にもできる。
【０１２９】
図１８の（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態５のポリゴンミラー２７での光の反射の状態の例を示す。図１８は、図１６及び図１７のＸ正方向からＹ−Ｚ平面でミラー２８及びポリゴンミラー２７を見た様子を示す。１８００は、前述の１７０１の写像に対応した、色情報取得の対象の領域として、ミラー２８の点Ｐ３の平面に対するＹ方向のラインの形状の領域を示す。
【０１３０】
図１８の（ａ）は、第１の状態として、角度θ＝θａの場合である。１８０１は、ポリゴンミラー２７の一側面である反射面である。点Ｐ１１は反射点である。図１８の（ｂ）は、第２の状態として、角度θ＝０の場合である。図１８の（ｃ）は、第３の状態として、角度θ＝θｂの場合である。
【０１３１】
図１９は、実施の形態５でのトンネル壁面の測定のデータの詳細例を示す。図１９は、前述の図７と同様に対象物５０であるトンネル壁面の測定及び検査の場合における領域７１０の拡大を示す。黒丸の点Ｐａは、距離測定及び色情報取得の対象点５１を示す。１９０１は、走査時の複数の対象点５１による線を示す。領域Ｒ１は、前述と同様に、色情報取得の対象の領域であり、Ｘ方向のラインの形状の領域である。領域Ｒ１は、左端の白丸の点Ｐｂから右端の白丸の点Ｐｃまでの複数の点を含む。１９０２は、走査エリア１７０２に対応する、領域Ｒ１によるＸ方向の幅を示す。１９０３は、Ｘ方向における対象点５１の線１９０１の間隔を示す。１９０４は、Ｘ方向における領域Ｒ１の間にある、測定されない領域、色情報が取得されない領域を示す。
【０１３２】
実施の形態５は、図１９等のように、対象物５０であるトンネル壁面の円周の表面において一様に色補間ができる。測定で得た色情報は、対象物５０の面で、距離測定の対象点５１が一本の線１９０１となるのに対し、色情報取得エリアがＸ方向の幅１９０２を持つ領域となる。色情報のデータは、距離測定の線１９０１の間の領域１９０３を補間する。実施の形態５は、対象物５０における線１９０１での距離情報だけでなく、領域１９０３の色情報を取得して、広い範囲を観察できる。なお測定されない領域１９０４については、色センサ２１等の領域の拡大や、ポリゴンミラー２７の回転の速度の上昇や、車７０の走行の速度の低下等の手段により、狭めることや無くすことができる。即ち、隣接する距離測定の線１９０１の間の領域１９０３のすべての点での色情報の取得も可能であり、トンネル壁面の全体での連続的な画像データを得ることもできる。
【０１３３】
［効果等］
上述のように、実施の形態５の距離測定システムは、対象物５０の表面の広い範囲で色情報を取得でき、観察の画像の精度を高くできる。
【０１３４】
上述の距離測定装置及びシステムは、用途として、トンネル壁面の測定及び検査に限らず可能である。例えば鉄道の路線の測定及び検査も可能である。線路上を走行する列車または専用車に距離測定装置１００を搭載し、概略的に前述と同様のシステム構成とする。これにより、鉄道の路線の周辺環境におけるレール、架線、防音壁、トンネル、及び土手等の構造物に関する測定及び検査が可能である。
【０１３５】
距離測定装置１００は、他の種類のセンサとして、環境の温度、湿度、気圧等を検出するセンサを設け、当該センサによる情報を前述の情報と共に同期して取得し、前述の距離の計算の際に補正処理で反映してもよい。これにより、より高精度の距離情報が得られる。
【０１３６】
以上、本実施の形態を具体的に説明したが、これに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、各種の構造物の距離の測定や検査等に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
１…光源部、２…コリメートレンズ、３…ビームスプリッタ、４Ａ，４Ｂ…波長選択ミラー、５，７…レンズ、６…焦点可変レンズ、８，２８…ミラー、９ａ，９ｂ…集光レンズ、１０…結像レンズ、１１，１２…光検出器、１３，２１，２２…色センサ、１５，１８，１９…旋回部、２７…ポリゴンミラー、３１…位相比較器、３２…集約器、４０…全体制御部、４１…走査制御部、４２…ＰＣ、４３…距離計算部、４４…画像処理部、４５…モニタ、４６…ノイズ除去部、５０…対象物、５１…対象点、６０…光軸、６１…赤外光、６２…可視光、６３…光源光、７０…車、７１…移動量センサ、７２…加速度センサ、１００…距離測定装置、１０１…光学系、１０２…焦点可変部、１０３…走査ヘッド部、１０４…光学窓。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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