(57)【要約】【課題】  受光器が広い画角で所定波長の光を良好に検出できるようにする。【解決手段】  受光器２０は、受光素子２２と、受光素子２２に光を導く受光光学系２１とを備えており、受光素子２２が受光する光の光路中に、所定波長λ０の光を透過させるバンドパスフィルタ２３が介挿される。このバンドパスフィルタ２３は、光透過帯域の中心波長が、所定波長λ０よりも長波長側に設定され、所定波長λ０の光が該バンドパスフィルタ２３に対して垂直入射する場合に所定値以上の光透過率を示すものが用いられる。【選択図】図２
2005175256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長の光を検出するための受光装置であって、
光を受光して光電変換する受光素子と、
入射する光を前記受光素子に導く受光光学系と、
前記受光素子が受光する光の光路中に介挿されるバンドパスフィルタと、
を備え、
前記バンドパスフィルタは、光透過帯域の中心波長が、前記所定波長よりも長波長側に設定され、前記所定波長の光が該バンドパスフィルタに対して垂直入射する場合に所定値以上の光透過率を示すことを特徴とする受光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受光装置において、
前記バンドパスフィルタの前記中心波長は、前記所定波長の光が前記バンドパスフィルタに対して最大入射角で入射するときに生じる前記バンドパスフィルタの波長シフト量の半量以上、長波長側となるように設定されることを特徴とする受光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の受光装置において、
前記バンドパスフィルタの半値幅は、前記波長シフト量よりも大きくなるように設定されることを特徴とする受光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の受光装置において、
前記バンドパスフィルタは、前記所定波長の光が前記バンドパスフィルタに入射する際の入射角が大きくなるに従って、前記所定波長についての光透過率が大きくなるように設定されることを特徴とする受光装置。
【請求項５】
光源から射出される所定波長の光を、所定のパターン光に変換して被写体に投写させる投光器と、前記投光器によって前記パターン光が投写された前記被写体からの反射光を、受光光学系を介して、受光素子にて受光する受光器と、を備える投受光装置であって、
前記受光器において、前記反射光が前記受光素子に導かれるまでの光路中に、バンドパスフィルタが介挿されており、
前記バンドパスフィルタは、光透過帯域の中心波長が、前記所定波長よりも長波長側に設定され、前記所定波長の反射光が該バンドパスフィルタに対して垂直入射する場合に所定値以上の光透過率を示すことを特徴とする投受光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の投受光装置において、
前記バンドパスフィルタの前記中心波長は、前記所定波長の光が前記バンドパスフィルタに対して最大入射角で入射するときに生じる前記バンドパスフィルタの波長シフト量の半量以上、長波長側となるように設定されることを特徴とする投受光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の投受光装置において、
前記バンドパスフィルタの半値幅は、前記波長シフト量よりも大きくなるように設定されることを特徴とする投受光装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載の投受光装置において、
前記バンドパスフィルタは、前記所定波長の光が前記バンドパスフィルタに入射する際の入射角が大きくなるに従って、前記所定波長についての光透過率が大きくなるように設定されることを特徴とする投受光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定波長の光を検出するための技術に関し、特にバンドパスフィルタを用いて前記所定波長を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、投光器から被写体に光を投射し、被写体からの反射光を受光器にて検出するように構成される投受光装置において、周辺環境からの光（環境光）の影響を軽減するために、投光器において単一波長とみなせる半導体レーザを光源として使用し、受光器において半導体レーザから射出される波長成分以外の光をカットするために各種の光学フィルタを備えるものが存在する（例えば、特許文献１）。この種の投受光装置においては、受光器に、半導体レーザから射出される波長成分を透過させるバンドパスフィルタを備えるようにしてもよい。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１９６６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、干渉膜タイプのバンドパスフィルタは、光の入射角度に応じて透過波長が異なる特性を有している。図１０は、バンドパスフィルタの特性を示す図である。通常、バンドパスフィルタは、フィルタ表面に対して垂直に入射する光の透過率を調整することによって設計され、検出対象となる波長λ０がフィルタ表面に対して垂直に入射した場合に、最も効率よく透過するように設計される。そのため、一般的には、バンドパスフィルタの光透過帯域の中心波長が、検出対象となる波長λ０にほぼ一致するように形成される（図１０の特性曲線Ｔ１０）。
【０００５】
しかしながら、バンドパスフィルタへの入射角が大きくなるにつれて、図１０の特性曲線Ｔ１２，Ｔ１３，Ｔ１４に示すように、次第にバンドパスフィルタの透過波長が短波長側にシフトする。図１０の例では、入射角度０°の場合に特性曲線Ｔ１０を示すバンドパスフィルタが、入射角度１０°の場合には特性曲線Ｔ１１のようになり、入射角度２０°の場合には特性曲線Ｔ１２のようになり、入射角度３０°の場合には特性曲線Ｔ１３のようになる。そのため、受光器において波長λ０の光を検出しようとしても、バンドパスフィルタに対する光の入射角度が２０°を越えてしまうと、良好な検出を行うことができず、従来の受光器において画角（視野角）を大きくすることができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、広い画角で所定波長の光を良好に検出することのできる受光器及び投受光装置を提供することを、その目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる受光装置は、所定波長の光を検出するものであり、光を受光して光電変換する受光素子と、入射する光を前記受光素子に導く受光光学系と、前記受光素子が受光する光の光路中に介挿されるバンドパスフィルタと、を備えて構成され、前記バンドパスフィルタは、光透過帯域の中心波長が、前記所定波長よりも長波長側に設定され、前記所定波長の光が該バンドパスフィルタに対して垂直入射する場合に所定値以上の光透過率を示すことを特徴とするものである。
【０００８】
この受光装置においては、前記バンドパスフィルタの前記中心波長を、前記所定波長の光が前記バンドパスフィルタに対して最大入射角で入射するときに生じる前記バンドパスフィルタの波長シフト量の半量以上、長波長側となるように設定することが好ましい。
【０００９】
また、上記受光装置における前記バンドパスフィルタの半値幅を、前記波長シフト量よりも大きくなるように設定することが好ましい。
【００１０】
また、上記受光装置における前記バンドパスフィルタは、前記所定波長の光が前記バンドパスフィルタに入射する際の入射角が大きくなるに従って、前記所定波長についての光透過率が大きくなるように設定されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明にかかる投受光装置は、光源から射出される所定波長の光を、所定のパターン光に変換して被写体に投写させる投光器と、前記投光器によって前記パターン光が投写された前記被写体からの反射光を、受光光学系を介して、受光素子にて受光する受光器と、を備えて構成され、前記受光器において、前記反射光が前記受光素子に導かれるまでの光路中に、バンドパスフィルタが介挿されており、前記バンドパスフィルタは、光透過帯域の中心波長が、前記所定波長よりも長波長側に設定され、前記所定波長の反射光が該バンドパスフィルタに対して垂直入射する場合に所定値以上の光透過率を示すことを特徴とするものである。
【００１２】
この投受光装置においては、前記バンドパスフィルタの前記中心波長を、前記所定波長の光が前記バンドパスフィルタに対して最大入射角で入射するときに生じる前記バンドパスフィルタの波長シフト量の半量以上、長波長側となるように設定することが好ましい。
【００１３】
また、上記投受光装置における前記バンドパスフィルタの半値幅を、前記波長シフト量よりも大きくなるように設定することが好ましい。
【００１４】
また、上記投受光装置における前記バンドパスフィルタは、前記所定波長の光が前記バンドパスフィルタに入射する際の入射角が大きくなるに従って、前記所定波長についての光透過率が大きくなるように設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、受光素子が受光する光の光路中に介挿されるバンドパスフィルタの中心波長が、所定波長よりも長波長側に設定されるとともに、所定波長の光が該バンドパスフィルタに対して垂直入射する場合に所定値以上の光透過率を示すように設定されるため、バンドパスフィルタに対する入射角度が大きくなり、バンドパスフィルタの光透過帯域が短波長側に波長シフトしたとしても、所定波長の光を良好に透過させることができる。そのため、広い画角で所定波長の光を良好に検出することのできる受光器及び投受光装置が実現される。
【００１６】
また、バンドパスフィルタの中心波長が、所定波長の光がバンドパスフィルタに対して最大入射角で入射するときに生じるバンドパスフィルタの波長シフト量の半量以上、長波長側となるように設定されることにより、バンドパスフィルタに対して最大入射角までの任意の入射角で入射する所定波長の光を良好に透過させることができる。
【００１７】
また、バンドパスフィルタの半値幅を、波長シフト量よりも大きくなるように設定しておくことにより、バンドパスフィルタに対して最大入射角までの任意の入射角で入射する所定波長の光を高い透過率で透過させることができる。
【００１８】
さらに、バンドパスフィルタを、所定波長の光がバンドパスフィルタに入射する際の入射角が大きくなるに従って、所定波長についての光透過率が次第に大きくなるように設定することにより、受光光学系によるシェーディングの影響を低減し、バンドパスフィルタに対する入射角が異なる場合であっても均一の光量で所定波長の光を検出できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２０】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施形態に係る投受光装置１の全体構成を示す斜視図である。図１に示す投受光装置１は、スリット光投影法によって被写体９の立体形状測定を行う３次元カメラ（レンジファインダ）を例示するものである。この投受光装置１は、投光器１０と受光器２０とを備えて構成され、投光器１０から、例えば帯状の光Ｌ１が被写体９に向けて照射され、受光器２０において被写体９からの反射光Ｌ２が検出される。そして受光器２０において受光される帯状部分Ｗ１の歪み等を検出することによって被写体９の立体形状を求めることができる。なお、投光器１０が帯状光Ｌ１の光分布方向に対して垂直な方向に帯状光Ｌ１を走査させ、受光器２０が各走査位置での光Ｌ２の歪み等を検出することにより、被写体９のより広い範囲での立体形状を求めるようにしてもよい。
【００２１】
この投受光装置１では、受光器２０において周辺環境からの光（環境光）が検知されて測定精度が低下することを防止するために、投光器１０から単一波長とみなせるような狭帯域波長である光を射出するように構成され、受光器２０において環境光の影響を低減しつつ投光器１０からの射出光成分を良好に検出するように構成される。
【００２２】
図２は、投受光装置１の内部構成を示す図である。投光器１０は、被写体９を照射するための光を射出する光源１１と、光源１１からの射出光を、帯状の光Ｌ１に変換して被写体９に投影する投影光学系１２とを備えて構成される。
【００２３】
光源１１は、例えば、単一波長とみなせる所定波長λ０のレーザ光を射出する半導体レーザや、狭帯域波長の光を射出するＬＥＤ等によって構成される。なお、本実施形態においては、光源１１から射出される光の波長λ０が、７８５ｎｍである場合を例示する。
【００２４】
投影光学系１２は、光源１１から射出される発散光を平行光に変換するコリメータレンズと、コリメータレンズから射出される平行光を、図１に示すような帯状光線Ｌ１に変換するシリンダーレンズとを備えて構成される。また、帯状光Ｌ１を、帯状の光分布方向に対して垂直な方向に走査させる場合には、シリンダーレンズから射出される光Ｌ１を走査させるためのガルバノミラーやポリゴンミラー等の走査手段をさらに備えて構成される。
【００２５】
一方、受光器２０は、受光光学系２１と受光素子２２とバンドパスフィルタ２３とを備えて構成される。受光光学系２１は、被写体９からの反射光Ｌ２を受光素子２２の受光面に結像させるものである。受光素子２２は、例えば、ＣＣＤエリアセンサ等のように受光面に複数の画素が二次元配列された構造を有し、各画素において光電変換を行い、受光光量に応じた電気信号を画素ごとに出力するものである。また、受光素子２２の受光面にはバンドパスフィルタ２３が取り付けられており、受光素子２２はバンドパスフィルタ２３によって透過される波長成分の光のみを受光するようになっている。なお、バンドパスフィルタ２３は、干渉膜タイプの光学フィルタであり、光軸に対して垂直に配置される。
【００２６】
一般に、干渉膜タイプの光学フィルタは、ガラス基板上に薄膜をコートし、その薄膜内での干渉を利用して特定帯域の波長のみを透過させるように形成される。そのため、基板上に形成する薄膜の層数や屈折率等を調整することにより、光透過帯域を任意の状態に設定することができる。本実施形態においては、受光器２０に入射する反射光Ｌ２の入射角が大きくなることによって波長シフトが生じた場合でも、光源１１から射出された所定波長λ０の光成分を良好に透過させて、受光素子２２で検出することができるような、バンドパスフィルタ２３が用いられる。
【００２７】
図３は、受光器２０に入射する光を示す図である。光軸に平行な光Ｌａはバンドパスフィルタ２３に対して垂直（入射角０°）で入射する。これに対し、受光器２０に入射する光Ｌｂは、受光器２０の視野範囲の周辺部分から入射するため、バンドパスフィルタ２３に対して入射角θ（θ＞０°）で入射する。
【００２８】
図４は、バンドパスフィルタの波長シフトを示す図である。例えば、図３のように光Ｌａがバンドパスフィルタに垂直入射するとき、バンドパスフィルタの特性曲線がＴａであったとする（図４）。バンドパスフィルタは、一般に垂直入射時を基準にして、スペクトル半値波長の中間値で定義される、光透過帯域の中心波長が、検出対象となる光Ｌａの波長（光源１１から射出される光の波長λ０）と一致するように設定される。したがって、光Ｌａのように、バンドパスフィルタに対して垂直に入射するときには、受光素子２２において良好に波長λ０の光を検出できる。これに対して、図３に示す光Ｌｂのように、バンドパスフィルタに対して入射角θで入射すると、バンドパスフィルタの特性曲線がＴｂのように短波長側へ波長シフトし（図４）、その中心波長がλ１になる。
【００２９】
ここで、入射角θのときの波長シフト量をΔλとすると、Δλ＝λ０−λ１となる。バンドパスフィルタが単層形成されている場合には、λ１＝λ０・ｃｏｓθとして表され、入射角θが大きくなる程、波長シフト量Δλは大きくなる。なお、バンドパスフィルタが多層形成されている場合でも、入射角θが大きくなる程、波長シフト量Δλが大きくなることに変わりはない。
【００３０】
本実施形態においては、波長シフト量Δλを予め想定して設定した、バンドパスフィルタ２３を用いる。図５は、受光器２０に用いられるバンドパスフィルタ２３の特性曲線Ｔ１を示す図である。本実施形態においては、図５に示すように、バンドパスフィルタ２３の光透過帯域の中心波長λ２が、検出対象となる光の波長λ０よりも長波長側となるように設定される。すなわち、バンドパスフィルタ２３の中心波長λ２を検出対象波長λ０よりも予め長波長側に設定しておくことにより、バンドパスフィルタ２３に入射する光の入射角θが大きくなっても、検出対象波長λ０の光を良好に受光素子２２に導くことができるようになっている。
【００３１】
また、バンドパスフィルタ２３に対して所定波長λ０の光が垂直入射するときにも、バンドパスフィルタ２３は所定値Ｖ以上の透過率を有するように設定される。すなわち、バンドパスフィルタ２３において波長シフトが生じない場合でも、検出対象となる所定波長λ０の光を透過するように構成される。なお、所定値Ｖは、受光素子２２において精度良く光検出を行えることを基準に設定される任意の値である。
【００３２】
バンドパスフィルタ２３を上記のように形成することにより、受光素子２２は垂直入射時において良好に所定波長λ０の光を検出することができるとともに、バンドパスフィルタ２３に対する入射角が大きくなっても、受光素子２２が良好に所定波長λ０の光を検出できるようになる。このため、投受光装置１における受光器２０の画角（視野範囲）を大きくすることができ、投受光装置１を小型化しても、比較的大きな被写体９の立体形状等を測定することが可能になる。
【００３３】
また、バンドパスフィルタ２３の中心波長λ２は、バンドパスフィルタ２３に入射する光の最大入射角θmaxに基づいて決定されることが好ましい。具体的には、バンドパスフィルタ２３に対して最大入射角θmaxで入射するときの波長シフト量Δλmaxとすると、バンドパスフィルタ２３の中心波長λ２は、波長シフト量Δλmaxの半量以上、長波長側に設定されることが好ましい。すなわち、この場合、λ２≧λ０＋Δλmax／２とされる。
【００３４】
また、バンドパスフィルタ２３の半値幅Ｈ（図５参照）についても、バンドパスフィルタ２３に入射する光の最大入射角θmaxに基づいて決定されることが好ましい。具体的には、バンドパスフィルタ２３の半値幅Ｈは、バンドパスフィルタ２３に対して最大入射角θmaxで入射するときの波長シフト量Δλmaxよりも大きくなるように設定されることが好ましい。すなわち、この場合、Ｈ≧Δλmaxとされる。
【００３５】
一例を挙げると、半値幅Ｈは、波長シフトを考慮しない場合の半値幅Ｈ’に波長シフト量Δλmaxを加算した値（すなわち、Ｈ＝Ｈ’＋Δλmax）に設定される。ここで、波長シフトを考慮しない場合の半値幅Ｈ’とは、例えば従来のバンドパスフィルタの半値幅であり、図１０に示される特性曲線Ｔ１０の半値幅である。このように、半値幅Ｈが、Ｈ＝Ｈ’＋Δλmaxに設定されることにより、波長シフトが生じない状態から波長シフトが最大になる状態までの間で、ほぼ均一な透過率を示すバンドパスフィルタ２３を得ることができる。
【００３６】
上記のように中心波長λ２及び半値幅Ｈが設定されることにより、バンドパスフィルタ２３への入射角が大きくなっても、所定波長λ０の光を良好に受光素子２２へ導くことができる。そして受光器２０の画角を大きくしたい場合には、その画角に基づいてバンドパスフィルタ２３に対する最大入射角θmaxを求め、その最大入射角θmaxに基づいて上記の条件を満たす中心波長λ２及び半値幅Ｈのバンドパスフィルタ２３を用いることによって、所望する画角での良好な検知が可能になる。
【００３７】
なお、環境光の影響を最も効果的に低減するためには、中心波長λ２及び半値幅Ｈのそれぞれについて、上記条件に含まれる範囲での最小値を選択すればよい。
【００３８】
以上のように、本実施形態の投受光装置１においては、受光器２０に、図５の特性曲線Ｔ１を示すバンドパスフィルタ２３が設けられるので、バンドパスフィルタ２３に対する入射角が異なる場合でも、所定波長λ０の光を良好に検出できる。図６は、本実施形態におけるバンドパスフィルタ２３を用いた場合の波長シフトを示す図である。図６において、受光器２０に垂直入射するときのバンドパスフィルタ２３の特性曲線Ｔ２は、検出対象となる所定波長λ０の光を良好に透過させる。そして、受光器２０に対して斜め方向から入射し、バンドパスフィルタ２３に対する入射角が３０°程度になった場合、バンドパスフィルタ２３の特性曲線がＴ２からＴ３へとシフトする。そして、特性曲線Ｔ３においても、バンドパスフィルタ２３は検出対象となる所定波長λ０の光を良好に透過させることになる。
【００３９】
したがって、本実施形態の投受光装置１は、受光器２０に対して所定波長λ０の光が斜め方向から入射し、バンドパスフィルタ２３に対する入射角が大きくなった場合でも、バンドパスフィルタ２３はその光を良好に透過し、受光素子２２において所定波長λ０の光を検出することができるようになっている。よって、この投受光装置１は、従来よりも広い画角で所定波長λ０の光を良好に検出することができ、画角を広げることによって測定領域を広くすることができる。
【００４０】
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施形態においても投受光装置１の詳細構成は上述したものと同様であり、図１及び図２に示した構成は本実施形態においても共通するものである。本実施形態の投受光装置１が、上述した第１の実施の形態と異なる点は、受光器２０に設けられるバンドパスフィルタ２３の特性であり、以下においてはその点について詳述する。
【００４１】
受光器２０に設けられる受光光学系２１を通過する光には、一般に、シェーディングと呼ばれる現象が生じる。すなわち、シェーディングとは、像面上で光軸から周辺部に離れる程、像面照度が低下する現象であり、均一な照度面を撮影した場合であっても通常、コサイン４乗則に従って周辺部にいく程、光量が低下する。また、コサイン４乗則以外にも、光学系に固有の特性等によってシェーディングが生じることもある。
【００４２】
投受光装置１の受光器２０において、視野範囲の周辺部から斜め方向に入射する光は、受光光学系２１の周辺部を辿ることになり、上記のシェーディングによる光量低下が生じる。したがって、受光器２０に対して、ほぼ光軸に一致して垂直入射する光と、視野範囲の周辺部から斜めに入射する光とは、受光素子２２によって受光される光量が著しく相違することになる。
【００４３】
そこで本実施形態では、受光素子２２における受光光量が光軸近傍位置と周辺部分とでほぼ均一な状態になるように、バンドパスフィルタ２３によってシェーディング補正を行う構成例を示す。
【００４４】
図７は、本実施形態において受光器２０に用いられるバンドパスフィルタ２３の特性曲線Ｔ４を示す図である。本実施形態においても、図７に示すように、バンドパスフィルタ２３の光透過帯域の中心波長λ２が、検出対象となる光の波長λ０よりも長波長側となるように設定される。すなわち、バンドパスフィルタ２３の中心波長λ２を検出対象波長λ０よりも予め長波長側に設定しておくことにより、バンドパスフィルタ２３に入射する光の入射角θが大きくなっても、検出対象波長λ０の光を良好に受光素子２２に導くことができるようになっている。
【００４５】
また、バンドパスフィルタ２３に対して所定波長λ０の光が垂直入射するときにも、バンドパスフィルタ２３は所定値Ｖ以上の透過率を有するように設定される。すなわち、バンドパスフィルタ２３において波長シフトが生じない場合でも、検出対象となる所定波長λ０の光を透過するように構成される。ここでも、所定値Ｖは、受光素子２２において精度良く光検出を行えることを基準に設定される任意の値である。
【００４６】
さらに、本実施形態におけるバンドパスフィルタ２３の中心波長λ２及び半値幅Ｈは、第１の実施の形態と同様の条件で設定される。その結果、本実施形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、受光器２０に対して所定波長λ０の光が斜め方向から入射し、バンドパスフィルタ２３に対する入射角が大きくなった場合でも、バンドパスフィルタ２３はその光を良好に透過し、受光素子２２において所定波長λ０の光を検出することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態の投受光装置１においては、バンドパスフィルタ２３の特性曲線Ｔ４が、図７に示すように、光透過帯域において長波長側の光透過率が高く、低波長側の光透過率が低くなるように設定される。そして短波長側から長波長側へと漸次透過率が高くなるように設定される。このため、バンドパスフィルタ２３への入射角が大きくなるに従って、バンドパスフィルタ２３の特性曲線Ｔ４が低波長側にシフトしていくと、所定波長λ０の透過率は次第に高くなっていく。
【００４８】
図８は、本実施形態におけるバンドパスフィルタ２３を用いた場合の波長シフトを示す図である。図８において、受光器２０に垂直入射するときのバンドパスフィルタ２３の特性曲線Ｔ５は、検出対象となる所定波長λ０の光を５０％程度で透過させる。そして、受光器２０に対して斜め方向から入射し、バンドパスフィルタ２３に対する入射角が３０°程度になった場合、バンドパスフィルタ２３の特性曲線がＴ５からＴ６へとシフトする。特性曲線Ｔ６では、バンドパスフィルタ２３は検出対象となる所定波長λ０の光を８０％程度で透過させることになる。
【００４９】
上記のバンドパスフィルタ２３を受光素子２２に取り付けることにより、受光光学系２１の光軸にほぼ一致して入射し、バンドパスフィルタ２３に対して垂直入射する光は、５０％程度の比較的低い透過率でバンドパスフィルタ２３を透過し、受光素子２２に導かれる。これに対し、受光器２０の視野範囲周辺部から受光光学系２１の周辺部を通ってバンドパスフィルタ２３に入射角３０°程度で入射すると、その光は８０％程度の比較的高い透過率でバンドパスフィルタ２３を透過し、受光素子２２に導かれる。受光器２０の視野範囲周辺部から受光光学系２１の周辺部を通る光は上記のシェーディングによって光量低下しているので、バンドパスフィルタ２３は、光量低下の少ない光軸近傍の光を低い透過率で透過させ、光量低下の大きい光を高い透過率で透過させて受光素子２２に導くことにより、受光素子２２において検出される光量が、光軸近傍とその周辺部とで均一な状態になるように調整される。
【００５０】
なお、光透過帯域における短波長側の低透過率、長波長側の高透過率、及び、低透過率から高透過率までの変化曲線を、受光光学系２１によって生じるシェーディング現象に基づき、シェーディングによる影響を解消するように設定することが好ましい。
【００５１】
以上のようにバンドパスフィルタ２３を構成し、受光器２０における受光素子２２の受光面に、上記のようなバンドパスフィルタ２３を取り付けることにより、広い画角で所定波長の光を良好に検出することができるとともに、受光光学系２１のシェーディングによる影響を解消して均一な光量分布の光を受光素子２２に導くことが可能になる。したがって、本実施形態の投受光装置１によると、画角を広げることによって測定領域を広くすることができるとともに、受光素子２２の全面にわたって均一な光を受光することができ、より安定した光検出が可能になる。
【００５２】
＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した内容に限定されるものではない。
【００５３】
例えば、上記において、バンドパスフィルタ２３が受光素子２２の受光面に取り付けられる態様を示したが、これに限定されるものではない。バンドパスフィルタ２３は、受光器２０において受光素子２２が受光する光の光路中で任意の位置に介挿されていればよい。バンドパスフィルタ２３が光路中の任意の位置に介挿されていれば、上記と同様の効果が得られる。
【００５４】
また、上記においては、投受光装置１の投光器１０が帯状の光Ｌ１を射出するように構成される場合を例示したが、投光器１０が他のパターン光を射出するようにしてもよい。図９は、投光器１０から射出される、いくつかのパターン光の例を示す図である。図９（ａ）は上述したように帯状のパターン光を被写体に投影した場合を示している。図９（ｂ）は、縦横２方向に等間隔のドットパターン形成するパターン光を示す図である。図９（ｂ）のパターン光の場合、被写体の表面形状に応じて各ドットの投影位置が変位することになり、その変位を検知することによって、被写体の立体形状を測定できる。図９（ｃ）は、十字パターンを形成するパターン光を示す図である。投光器１０は、これら図９（ａ）〜（ｃ）のいずれのパターン光を被写体に投影するものであっても構わない。また、図９（ａ）〜（ｃ）に示したパターン光以外のパターンを被写体に投影するものであっても構わない。
【００５５】
さらに、上記においては、投光器１０と受光器２０とが一体形成された投受光装置１の一例を示したが、上記の受光器２０が投光器１０とは別体に形成された受光装置であってもよい。また、上記においては、投光器１０と受光器２０とによって、被写体９の立体形状測定を行う３次元カメラを構成する場合を例示したが、これに限定されるものでもなく、例えば、光電スイッチ等の非接触式センサの受光器にも、上記バンドパスフィルタ２３を備えた構成を適用することができ、そのような受光器の画角を従来よりも大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】投受光装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】投受光装置の内部構成を示す図である。
【図３】受光器（受光装置）に入射する光を示す図である。
【図４】バンドパスフィルタの波長シフトを示す図である。
【図５】第１の実施の形態におけるバンドパスフィルタの特性曲線を示す図である。
【図６】第１の実施の形態における波長シフトを示す図である。
【図７】第２の実施の形態におけるバンドパスフィルタの特性曲線を示す図である。
【図８】第２の実施の形態における波長シフトを示す図である。
【図９】パターン光の例を示す図である。
【図１０】一般的なバンドパスフィルタの特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  投受光装置
１０  投光器
２０  受光器（受光装置）
２１  受光光学系
２２  受光素子
２３  バンドパスフィルタ
【図１】
2005175256.tif 000003
【図２】
2005175256.tif 000004
【図３】
2005175256.tif 000005
【図４】
2005175256.tif 000006
【図５】
2005175256.tif 000007
【図６】
2005175256.tif 000008
【図７】
2005175256.tif 000009
【図８】
2005175256.tif 000010
【図９】
2005175256.tif 000011
【図１０】
2005175256.tif 000012