(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から光が入射する複数の第１画素が所定方向に並べられた第１のイメージセンサーと、
外部から光が入射する複数の第２画素が前記所定方向に並べられ、前記第１のイメージセンサーから前記所定方向に間隔を空けて配された第２のイメージセンサーと、
前記第１、第２のイメージセンサーの撮像画像の相関を検出する相関検知回路と、
外部から前記第１のイメージセンサーの第１位置に入射していた光を、屈折又は反射させて、該第１位置まで前記所定方向に距離のある第１シフト位置に入射させる第１光路変更手段とを備え、
前記第１光路変更手段は、前記光を屈折させる第１透光板及び該第１透光板の前記第１のイメージセンサーに対する角度を変える第１角度調整機構を有し、
前記第１透光板の厚さは、５０〜１０００μｍであることを特徴とする三次元距離センサー装置。
【請求項２】
外部から光が入射する複数の第１画素が所定方向に並べられた第１のイメージセンサーと、
外部から光が入射する複数の第２画素が前記所定方向に並べられ、前記第１のイメージセンサーから前記所定方向に間隔を空けて配された第２のイメージセンサーと、
前記第１、第２のイメージセンサーの撮像画像の相関を検出する相関検知回路と、
外部から前記第１のイメージセンサーの第１位置に入射していた光を、屈折又は反射させて、該第１位置まで前記所定方向に距離のある第１シフト位置に入射させる第１光路変更手段とを備え、
前記第１光路変更手段は、前記光を屈折させる第１透光板及び該第１透光板の前記第１のイメージセンサーに対する角度を変える第１角度調整機構を有し、
前記第１角度調整機構は、前記第１透光板の角度を０度を超え１０度以下の範囲で変えられることを特徴とする三次元距離センサー装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の三次元距離センサー装置において、前記第１、第２のイメージセンサー及び前記相関検知回路を１つの集積回路チップに集積することを特徴とする三次元距離センサー装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の三次元距離センサー装置において、前記第１透光板は、アクリル樹脂、ポリカーボネート又はガラスによって形成されていることを特徴とする三次元距離センサー装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の三次元距離センサー装置において、前記第１角度調整機構は、アクチュエータを有することを特徴とする三次元距離センサー装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の三次元距離センサー装置において、外部から前記第２のイメージセンサーの第２位置に入射していた光を、屈折又は反射させて、該第２位置まで前記所定方向に距離のある第２シフト位置に入射させる第２光路変更手段を、更に備えることを特徴とする三次元距離センサー装置。
【請求項７】
請求項６記載の三次元距離センサー装置において、前記第２光路変更手段は、前記光を屈折させる第２透光板及び該第２透光板の前記第２のイメージセンサーに対する角度を変える第２角度調整機構を有することを特徴とする三次元距離センサー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステレオ視方式の三次元距離センサー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元距離センサーは、自動車の衝突回避システム、ロボットビジョン、ゲーム機又は電子機器の空間センシング等、様々な応用が期待されている。実用化されている三次元距離センサーは、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）レンジセンサーやミリ波レーダ、ステレオ視カメラシステムなどがある。
ＴＯＦレンジセンサーで採用されているＴＯＦ方式は、レーザー光を照射してから反射光を検出するまでの時間を基に距離を検出する。また、屋内ゲーム機器で採用されているパターン照射（三角測量）方式は、特定のパターンの光を照射して反射パターンのズレから距離を計測する。
【０００３】
しかしながら、以上のような変調光やパターン光の照射を必要とする方式は、照射光の反射光量が距離の二乗に反比例して減衰することから、広範囲な距離検知に不向きであると共に、照射光以外の光や対象物の反射率の違いなど、様々な検知精度劣化の要因を取り除くことが原理的に難しい。従って、ＴＯＦ方式やパターン照射方式は、照射光が検知し易い屋内における狭い空間での用途に限定される。
【０００４】
屋外での使用を前提とした車載用のレーダは、指向性の高い電波（ミリ波）やレーザー光などをビーム照射して、その反射信号の時間遅れで距離を測定するアクティブ測距方式の距離センサーとして、自動車の前方衝突防止用等で実用化されている。
しかしながら、アクティブ測距方式は、視野角が狭い上に分解能が低く、更に雨粒などによる反射雑音が大きいなど、天候に左右されるという問題がある。
【０００５】
この点、ステレオ視カメラシステムで採用されているステレオ視方式は、照射光等を必要としないパッシブ測距方式なので、耐環境性能に優れており、屋外や広範囲の三次元距離検知が可能である。ステレオ視カメラシステムは、車載用三次元距離センサーとして実用化されている。
しかしながら、ステレオ視カメラシステムでは、２台のカメラ（イメージセンサー）と、２台のカメラが取得した２画像間の視差検知に必要な大量の相関演算処理を担う極めて高速な専用ＬＳＩが必要であり、製造コストが高くなる。
【０００６】
更に、数１００ｍ程度の長距離検知を行う場合、２台のカメラの間に少なくとも３０ｃｍ程度の距離を設けることが必要で、装置全体の大型化が、車載用途以外の普及を阻む理由となっている。
本発明者らは、これまでに、ステレオ画像の相関検知処理を高速に実行する為の極めてコンパクトな独自の回路構成を考え出し、二つのイメージセンサーとそれらの相関検知処理回路を一つのＬＳＩチップ（大規模集積回路チップ）に集積することを可能にした（特許文献１参照）。そして、シングルチップのステレオ視方式の三次元距離センサーＬＳＩを開発し、リアルタイム（１００ｆｐｓ以上）三次元距離計測に成功している（非特許文献１、２参照）。この三次元距離計測によって、装置の低コスト化と低消費電力化の課題を解決した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１２９６６９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｍ．Ｋａｗａｎｏ，Ｎ．Ｋａｗａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｙｏｓｈｉｄａ  ａｎｄ  Ｙ．Ａｒｉｍａ，”Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｂｉｎｏｃｕｌａｒ  Ｒａｎｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  ＬＳＩ  ｗｉｔｈ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ”Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．４Ｄ，ｐｐ．０４ＤＥ０５−１〜６，Ａｐｒｉｌ  ２０，２０１０
【非特許文献２】Ｎ．Ｋａｗａｇｕｃｈｉ，Ｍ．Ｋａｗａｎｏ  ａｎｄ  Ｙ．Ａｒｉｍａ，”Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｂｉｎｏｃｕｌａｒ  Ｒａｎｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ａ  ４１０  μｓ／Ｆｒａｍｅ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｔｉｍｅ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｄａｔａ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｍｅｔｈｏｄ”Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．４Ｄ，ｐｐ．０４ＤＥ０６−１〜４，Ａｐｒｉｌ  ２０，２０１０
【非特許文献３】Ｍ．Ｋａｗａｎｏ  ａｎｄ  Ｙ．Ａｒｉｍａ，”Ｂｉｎｏｃｕｌａｒ  ｒａｎｇｅ−ｓｅｎｓｏｒ  ＬＳＩ  ｗｉｔｈ  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  ｂｙ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  ｐｉｘｅｌ  ｐｌａｃｅｍｅｎｔ，”  ＩＥＩＣＥ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，  Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．１９，ｐｐ．２０１４０７４７−１〜１１，Ｏｃｔｏｂｅｒ  １１，２０１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ステレオ視方式の三次元距離センサーにおいては、距離検知精度がイメージセンサーの画素数に依存するため、チップサイズを維持したまま距離検知精度を向上させることが困難であるという課題があった。
この課題の解決については、チップサイズを変えずに距離検知精度を４倍高める手法が、非特許文献３に開示されているが、汎用性の高い三次元距離センサーＬＳＩを実現するには、シングルチップの三次元距離センサーＬＳＩによる長距離検知を実現する必要がある。
【００１０】
この点、ステレオ視方式によるシングルチップの三次元距離センサーＬＳＩにおいて、イメージセンサーから遠い位置を検知するためには、２つのイメージセンサー間の間隔を長くすることを要する。
一方、シングルチップのＬＳＩの大きさを考慮すると、２つのイメージセンサーをシングルチップのＬＳＩに集積するには、イメージセンサー間の距離の上限が１０ｍｍ程度となる。イメージセンサー間の距離が１０ｍｍであると、例えば、イメージセンサーの画素ピッチが６μｍ、２つのイメージセンサーを並べた方向（Ｘ方向）における画素数が６４０、画角９０度の場合、図１６に示すように、正確な距離検知が可能なイメージセンサーからの距離は、最長で２ｍ程度である。画角が４５度であったとしても、その距離は４ｍ程度である。
よって、シングルチップの三次元距離センサーＬＳＩの使用用途は制限される。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、イメージセンサー間の距離を変えることなく検出可能な距離を長くすることが可能なステレオ視方式の三次元距離センサー装置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】
【００１１】
前記目的に沿う第１の発明に係る三次元距離センサー装置は、外部から光が入射する複数の第１画素が所定方向に並べられた第１のイメージセンサーと、外部から光が入射する複数の第２画素が前記所定方向に並べられ、前記第１のイメージセンサーから前記所定方向に間隔を空けて配された第２のイメージセンサーと、前記第１、第２のイメージセンサーの撮像画像の相関を検出する相関検知回路と、外部から前記第１のイメージセンサーの第１位置に入射していた光を、屈折又は反射させて、該第１位置まで前記所定方向に距離のある第１シフト位置に入射させる第１光路変更手段とを備え、前記第１光路変更手段は、前記光を屈折させる第１透光板及び該第１透光板の前記第１のイメージセンサーに対する角度を変える第１角度調整機構を有し、前記第１透光板の厚さは、５０〜１０００μｍである。
また、前記目的に沿う第２の発明に係る三次元距離センサー装置は、外部から光が入射する複数の第１画素が所定方向に並べられた第１のイメージセンサーと、外部から光が入射する複数の第２画素が前記所定方向に並べられ、前記第１のイメージセンサーから前記所定方向に間隔を空けて配された第２のイメージセンサーと、前記第１、第２のイメージセンサーの撮像画像の相関を検出する相関検知回路と、外部から前記第１のイメージセンサーの第１位置に入射していた光を、屈折又は反射させて、該第１位置まで前記所定方向に距離のある第１シフト位置に入射させる第１光路変更手段とを備え、前記第１光路変更手段は、前記光を屈折させる第１透光板及び該第１透光板の前記第１のイメージセンサーに対する角度を変える第１角度調整機構を有し、前記第１角度調整機構は、前記第１透光板の角度を０度を超え１０度以下の範囲で変えられる。
【００１２】
第１、第２の発明に係る三次元距離センサー装置において、前記第１、第２のイメージセンサー及び前記相関検知回路を１つの集積回路チップに集積するのが好ましい。
【００１３】
【００１４】
第１、第２の発明に係る三次元距離センサー装置において、前記第１透光板は、アクリル樹脂、ポリカーボネート又はガラスによって形成されているのが好ましい。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
第１、第２の発明に係る三次元距離センサー装置において、前記第１角度調整機構は、アクチュエータを有するのが好ましい。
【００１８】
第１、第２の発明に係る三次元距離センサー装置において、外部から前記第２のイメージセンサーの第２位置に入射していた光を、進行方向を変えて、該第２位置まで前記所定方向に距離のある第２シフト位置に入射させる第２光路変更手段を、更に備えるのが好ましい。
【００１９】
第１、第２の発明に係る三次元距離センサー装置において、前記第２光路変更手段は、前記光を屈折させる第２透光板及び該第２透光板の前記第２のイメージセンサーに対する角度を変える第２角度調整機構を有するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る三次元距離センサー装置は、外部から第１のイメージセンサーの第１位置に入射していた光を、進行方向を変えて、第１位置まで所定方向に距離のある第１シフト位置に入射させる第１光路変更手段を備えるので、イメージセンサー間の距離を変えることなく検出可能な距離を長くすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の説明図である。
【図２】画素の視差と検出可能な距離の関係を示す説明図である。
【図３】第１光路変更手段の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の透光板を傾けた状態を示す説明図である。
【図５】透光板を通過する光の経路を示す説明図である。
【図６】透光板を通過する光の経路を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の透光板を傾けた状態を示す説明図である。
【図８】光の入射位置を変位させた場合の検出可能な距離を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の説明図である。
【図１１】同三次元距離センサー装置の透光板を傾けた状態を示す説明図である。
【図１２】同三次元距離センサー装置の透光板を傾けた状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る三次元距離センサー装置の説明図である。
【図１４】光の入射位置の変位と検出可能な距離の関係を示すグラフである。
【図１５】光の入射位置の変位に対する透光板の傾き及びＸ方向一側の移動の関係を示すグラフである。
【図１６】従来例における視差画素数と検出可能な距離の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る三次元距離センサー装置１０は、外部から光が入射する複数の画素１１ａ（第１画素）がＸ方向（所定方向）に並べられたイメージセンサー１１（第１のイメージセンサー）と、外部から光が入射する複数の画素１２ａ（第２画素）がＸ方向に並べられ、イメージセンサー１１からＸ方向に間隔を空けて配されたイメージセンサー１２（第２のイメージセンサー）と、イメージセンサー１１、１２の撮像画像の相関を検出する相関検知回路１３を備えている。以下、詳細に説明する。
【００２３】
イメージセンサー１１、１２は、図１に示すように、それぞれ信号配線１４、１５を介して相関検知回路１３に接続されている。複数の画素１１ａから出力される電気信号は、信号配線１４を経由して相関検知回路１３に送られ、複数の画素１２ａから出力される電気信号は、信号配線１５を経由して相関検知回路１３に送られる。本実施の形態では、イメージセンサー１２がイメージセンサー１１のＸ方向正側に配されている。
【００２４】
イメージセンサー１１には、図１、図２に示すように、Ｘ方向に配列されたｎ個（複数）の画素１１ａの行が、Ｘ方向に垂直なＹ方向に並べられ、イメージセンサー１２には、Ｘ方向に配列されたｎ個（複数）の画素１２ａの行が、Ｙ方向に並べられている。なお、図２において、画素１１ａ、１２ａに記された１、２、３、・・・、ｋ−１、ｋ、ｋ＋１、・・・ｎ−２、ｎ−１、ｎの番号は、Ｘ方向一側（負側）から何番目に配された画素１１ａ、１２ａであるかを示すものである。
【００２５】
相関検知回路１３は、複数の画素１１ａからの電気信号及び複数の画素１２ａからの電気信号を基に、特定の対象物が、イメージセンサー１１、１２のどの画素１１ａ、１２ａに撮像されていたかを検知し、三次元距離センサー装置１０からイメージセンサー１１、１２に撮像された対象物までの距離を算出する。即ち、三次元距離センサー装置１０においては、ステレオ視方式によって、対象物までの距離を検出する。
【００２６】
イメージセンサー１１、１２の前方（Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向において光が入射する側）には、レンズ１７及びレンズ１７からＸ方向に離れたレンズ１８がそれぞれ配されている。レンズ１７、１８は、共に画像を結像させるものであり、外部からイメージセンサー１１に進行する光は、レンズ１７を通過した後、イメージセンサー１１に入射し、外部からイメージセンサー１２に進行する光は、レンズ１８を通過した後、イメージセンサー１２に入射する。
本実施の形態では、レンズ１７、１８が、それぞれ１枚の透光体で形成されているが、その必要はなく、それぞれを複数枚の透光体で形成してもよい。
【００２７】
イメージセンサー１１とレンズ１７の間には、図１に示すように、光を屈折可能な透光板１９（第１透光板）が配置され、イメージセンサー１２とレンズ１８の間には、光を屈折可能な透光板２０（第２透光板）が配置されている。透光板１９、２０はそれぞれ、イメージセンサー１１、１２を覆う大きさで、厚みが５０〜１０００μｍであり、透光性を有している。透光板１９、２０は、屈折率が空気の屈折率とは異なる素材によって形成可能で、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート又はガラスによって形成できる。なお、図２においては、透光板１９、２０の記載を省略している。
【００２８】
透光板１９（透光板２０についても同じ）は、図３に示すように、Ｘ方向両側端部が支持部材２１及びアクチュエータ２２にそれぞれ傾動可能に連結されている。アクチュエータ２２は、モータ２３を有し、モータ２３の駆動により、透光板１９に連結されているコネクタ部２４が進退して、透光板１９のイメージセンサー１１に対する角度を変える。
本実施の形態では、主として支持部材２１及びアクチュエータ２２によって、第１、第２角度調整機構が構成され、主として第１角度調整機構と透光板１９及び第２角度調整機構と透光板２０によって、第１、第２光路変更手段がそれぞれ構成されている。
【００２９】
また、本実施の形態では、図１に示すイメージセンサー１１と平行な透光板１９の配置を基準配置（０度）として、アクチュエータ２２は、イメージセンサー１１に対する透光板１９の角度を０度を超え１０度以下の範囲で変えることができる。この点、透光板２０とイメージセンサー１２の関係も同様であり、イメージセンサー１２に対する透光板２０の角度は、０度を超え１０度以下の範囲で変えられる。
【００３０】
透光板１９（透光板２０についても同じ）が、図１に示すように、イメージセンサー１１（透光板２０に対してはイメージセンサー１２）に平行な状態においては、透光板１９及びイメージセンサー１１に対し垂直な方向に進行する光Ｌ１は、透光板１９で屈折することなく直進して通過し、イメージセンサー１１に入射する。
一方、透光板１９が、図４に示すように、イメージセンサー１１に非平行な状態では、イメージセンサー１１に垂直な方向に進行する光Ｌ１は、図５に示すように、透光板１９に対し斜めに入射し、透光板１９を通過の際に屈折して進行経路がＸ方向に変位する。
【００３１】
光Ｌ１の進行経路の変位量をΔＸ、透光板１９の厚みをＴ、イメージセンサー１１に対する透光板１９の傾き角度をθ、空気と透光板１９の相対屈折率をｎ１２とすると、以下の式１が成立する。
【００３２】
【数１】
0006635590.tif 000002
【００３３】
式１より、イメージセンサー１１に対する透光板１９の傾き角度が０度以上１０度以下の範囲においては、光Ｌ１の進行経路の変位量が、透光板１９のイメージセンサー１１に対する傾きが大きくなるほど大きくなると言える。従って、第１光路変更手段は、透光板１９のイメージセンサー１１に対する角度を変えることによって、外部から透光板１９を通過してイメージセンサー１１の第１位置（所定位置）に入射していた光を、屈折させて、第１位置までＸ方向に距離のある第１シフト位置（所定位置とは異なる位置）に入射させることができる。
【００３４】
なお、空気の絶対屈折率をｎ１、透光板１９の絶対屈折率をｎ２、空気と透光板１９の相対屈折率をｎ１２、入射角をｉ、屈折角をｒ、空気における光波の速度をｖ１、透光板１９における光波の速度をｖ２とすると、以下の式２が成り立つ。
【００３５】
【数２】
0006635590.tif 000003
【００３６】
また、図６に、収光する光Ｌ２の経路を示す。透光板１９が非存在である場合にＯ点に位置する光Ｌ２の収光点は、図６に示すように、透光板１９を設けることによって、Ｐ点に変位する。収光点のＸ方向の変位量をΔＸ、前後方向の変位量をΔＺとすると、以下の式３が成立し、ΔＸ及びΔＺは、透光板１９の厚み及びイメージセンサー１１に対する透光板１９の傾き角度で近似して表わすことができる。
【００３７】
【数３】
0006635590.tif 000004
【００３８】
よって、イメージセンサー１１に対する透光板１９の傾き角度が０度を超え１０度以下の範囲においては、光Ｌ２の進行経路のＸ方向における変位量が、透光板１９のイメージセンサー１１に対する傾き角度に比例する。なお、透光板１９の有無による光Ｌ２の光軸のずれ量△Ｓは、透光板１９に対する光Ｌ２の入射角が大きくなるほど大きくなるが、距離の検出においては実用上問題にならない大きさである。
【００３９】
上述した第１角度調整機構とイメージセンサー１１とイメージセンサー１１に入射する光の関係は、第２角度調整機構とイメージセンサー１２とイメージセンサー１２に入射する光の関係でも同様であり、第２角度調整機構は、外部から透光板２０を通過してイメージセンサー１２の第２位置（所定位置）に入射していた光を、屈折させて、第２位置までＸ方向に距離のある第２シフト位置（所定位置とは異なる位置）に入射させることができる。なお、透光板１９の傾動方向と透光板２０の傾動方向は、図７に示すように、反対向きである。
【００４０】
ここで、透光板１９、２０が基準配置（即ち、透光板１９、２０がイメージセンサー１１、１２にそれぞれ平行）に配されている際の各画素１１ａの視線及び各画素１２ａの視線は、図２に示すように、各画素１１ａのＸ方向中心を始点としレンズ１７を経由して前方に延びる実線及び各画素１２ａのＸ方向中心を始点としてレンズ１８を経由して前方に延びる実線で表わすことができる。
画素１１ａの視線と画素１２ａの視線の交点（以下、単に「交点」とも言う）は、レンズ１７、１８（即ち、三次元距離センサー装置１０）からの距離を検出可能な地点であり、交点の前後に存在する対象物は、その対象物に最も近くの交点に位置するものと見なされて、レンズ１７、１８からの距離が求められる。
【００４１】
前後方向の位置が同じ複数の交点を線（以下、「交点結線」とも言う）で結ぶと、各交点結線間の間隔は、レンズ１７、１８（即ち、イメージセンサー１１、１２）から遠ざかるほど広くなる。例えば、画素１１ａ、１２ａの視差がそれぞれ４画素、３画素、２画素の交点結線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、交点結線Ｄ３、Ｄ２の間隔が交点結線Ｄ２、Ｄ１の間隔に比べて広い。よって、三次元距離センサー装置１０による距離の検出精度は、イメージセンサー１１、１２から遠ざかるほど低下することが分かる。
【００４２】
次に、透光板１９をイメージセンサー１１に対して傾けた状態について検討する。透光板１９をイメージセンサー１１に対して傾けて、図８に示すように、各画素１１ａに入射していた光の入射位置を、Ｘ方向負側に画素１１ａのＸ方向長さの３分の１及び３分の２それぞれ移動させた際、画素１１ａの視線は２点鎖線で示すようになる。よって、透光板１９をイメージセンサー１１に平行配置していた際の各交点結線の間に、２本の交点結線が出現する。例えば、交点結線Ｄ２、Ｄ３間に交点結線Ｄ２ａ、Ｄ２ｂが出現する。
このため、透光板１９のイメージセンサー１１に対する角度が複数段階に調整できる場合、角度調整できない場合に比べ、距離の検出精度が向上するのが分かる。
【００４３】
また、本実施の形態では、イメージセンサー１１、１２、相関検知回路１３及び信号配線１４、１５が１つの大規模集積回路チップ（集積回路チップの一例）１６に集積されているが、これに限定されない。例えば、図９に示す本発明の第２の実施の形態に係る三次元距離センサー装置３０は、イメージセンサー１１を集積した大規模集積回路チップ３１、イメージセンサー１２を集積した大規模集積回路チップ３２及び相関検知回路機能を具備する大規模集積回路チップ３３がそれぞれ別個に設けられ、大規模集積回路チップ３１、３２は、大規模集積回路チップ３３にそれぞれ信号配線３４、３５を介して接続されている。
【００４４】
そして、第１、第２の実施の形態では、透光板１９、２０が、レンズ１７とイメージセンサー１１の間、及び、レンズ１８とイメージセンサー１２の間に配されているが、これに限定されない。図１０、図１１、図１２に示す本発明の第３の実施の形態に係る三次元距離センサー装置４０及び図１３に示す本発明の第４の実施の形態に係る３次元距離センサー装置５０は、それぞれ、レンズ１７、１８が、透光板１９とイメージセンサー１１の間、及び、透光板２０とイメージセンサー１２の間に配されている。なお、透光板１９、２０及びレンズ１７、１８の配置を除き、三次元距離センサー装置４０は三次元距離センサー装置１０と同じ構成であり、三次元距離センサー装置５０は三次元距離センサー装置３０と同じ構成である。
【実施例】
【００４５】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実験（シミュレーション）について説明する。
まず、第１のイメージセンサーへの光の入射位置をＸ方向に変位させることによって、検出可能な距離に生じる変化をシミュレーションにより求めた。このシミュレーションでは、第１、第２のイメージセンサー間の間隔が１０ｍｍであり、第１、第２のイメージセンサーそれぞれの画角が９０度であり、第１、第２のイメージセンサーの画素のＸ方向における配置ピッチが６μｍであり、第１、第２のイメージセンサーにＸ方向に６４０個の画素が配列されているサンプルを採用し、第１のイメージセンサーに入射する光の入射位置をＸ方向に０．０〜４．０μｍの範囲で変位させて、検出可能な距離を求めた。
そのシミュレーションの結果を図１４に示す。図１４より、第１のイメージセンサーへの光の入射位置を変位できる場合、第１のイメージセンサーへの光の入射位置が固定の場合に比べ、検出可能な距離数が増加し、距離の検出精度が向上することが確認できた。
【００４６】
次に、板厚が３００μｍでＸ方向長さが４ｍｍのアクリル板を透光板として採用し、アクリル板を第１のイメージセンサーに対して傾けた際の第１のイメージセンサーに入射する光の入射位置のＸ方向における変位を求めた。その結果を図１５に示す。図１５より、光の入射位置をＸ方向に４μｍ変位させるためには、透光板の角度を略２．３５度変えればよく、そのためには、透光板のＸ方向一側をアクチュエータで略１６５μｍ移動させればよいことが確認できた。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、２つの光路変更手段を設ける必要はなく、光路変更手段を１つのみ設けるようにしてもよい。
また、透光板の代わりに、三角プリズムや光を反射するミラー部材を採用して、外部からイメージセンサーに向かう光の経路を変えるようにしてもよい。なお、ミラー部材を採用する場合、第１光路変更手段は、外部から第１のイメージセンサーの第１位置に入射していた光を、反射させて、第１シフト位置に入射させることとなり、第２光路変更手段は、外部から第２のイメージセンサーの第２位置に入射していた光を、反射させて、第２シフト位置に入射させることとなる。
【００４８】
そして、透光板（ミラー部材についても同じ）の角度を変える代わりに、イメージセンサーの視野外に配されていた透光板をイメージセンサーの視野内を配することで、イメージセンサーに向かう光の経路を変えるようにすることもできる。
更に、透光板を採用する場合、透光板は、アクリル樹脂、ポリカーボネート又はガラス以外の素材によって形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０：三次元距離センサー装置、１１：イメージセンサー、１１ａ：画素、１２：イメージセンサー、１２ａ：画素、１３：相関検知回路、１４、１５：信号配線、１６：大規模集積回路チップ、１７、１８：レンズ、１９、２０：透光板、２１：支持部材、２２：アクチュエータ、２３：モータ、２４：コネクタ部、３０：三次元距離センサー装置、３１、３２、３３：大規模集積回路チップ、３４、３５：信号配線、４０、５０：三次元距離センサー装置、Ｌ１、Ｌ２：光
【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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