(57)【要約】【課題】撮像パターンの鮮鋭度を向上させ、より精度の良い測距を実現すること。【解決手段】被写体に対して所定のパターンを間欠的に投影する投影手段と、投影されたパターンを撮像する撮像手段と、撮像されたパターンの形状から前記被写体までの距離を検出する測距手段と、前記パターンの投影開始タイミングと当該パターンの撮像時における露光開始タイミングとが同期するように前記撮像手段及び前記投影手段を制御する制御手段と、を備える、測距装置が提供される。【選択図】図３
2013124941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に対して所定のパターンを間欠的に投影する投影手段と、
投影されたパターンを撮像する撮像手段と、
撮像されたパターンの形状から前記被写体までの距離を検出する測距手段と、
前記パターンの投影開始タイミングと当該パターンの撮像時における露光開始タイミングとが同期するように前記撮像手段及び前記投影手段を制御する制御手段と、
を備える
ことを特徴とする、測距装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記投影手段によるパターンの投影に利用される照明の発光期間を前記撮像手段の露光期間に同期させる
ことを特徴とする、請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記投影手段によるパターンの投影に利用される照明の発光期間を前記パターンの投影期間に合わせて間欠的に制御し、かつ、前記撮像手段の露光期間が前記照明の発光期間よりも短くなるように前記撮像手段の露光終了タイミングを制御する
ことを特徴とする、請求項１に記載の測距装置。
【請求項４】
撮像されたパターンの画像から露光量を検出する露光検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記露光検出手段により検出された露光量が所定範囲外となる場合、前記露光量が当該所定範囲内となるように前記撮像手段の露光終了タイミングを制御する
ことを特徴とする、請求項３に記載の測距装置。
【請求項５】
撮像されたパターンの画像から露光量を検出する露光検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記露光検出手段により検出された露光量が所定範囲外となる場合、前記露光量が当該所定範囲内となるように前記撮像手段に設定された絞り値及びシャッター速度のいずれか一方又は両方を制御する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記撮像手段に設定された絞り値及びシャッター速度を制御しても前記露光検出手段により検出された露光量が所定範囲外となる場合、前記露光量が当該所定範囲内となるように前記投影手段によるパターンの投影に利用される照明の光量をさらに制御する
ことを特徴とする、請求項５に記載の測距装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記投影手段によるパターンの投影に利用される照明の光量をさらに制御しても前記露光検出手段により検出された露光量が所定範囲外となる場合、前記露光量が当該所定範囲内となるように前記撮像手段に設定されたＩＳＯ感度を制御する
ことを特徴とする、請求項６に記載の測距装置。
【請求項８】
前記投影手段によるパターンの投影処理、前記撮像手段によるパターンの撮像処理、前記露光検出手段による露光量の検出処理、及び、露光量を調整するために前記制御手段により実施される制御処理は、前記露光検出手段により検出された露光量が前記所定範囲内となるまで繰り返し実行される
ことを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項９】
被写体に対して所定のパターンを間欠的に投影する投影工程と、
投影されたパターンを撮像する撮像工程と、
撮像されたパターンの形状から前記被写体までの距離を検出する測距工程と、
を含み、
前記パターンの投影開始タイミングと当該パターンの撮像時における露光開始タイミングとが同期するように制御される
ことを特徴とする、測距方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距装置、及び測距方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被写体にパターンを投影しつつ、その被写体を撮像して得られる撮像画像を解析して被写体の三次元形状や被写体までの距離などを検出する技術（以下、測距技術）が開発された。例えば、下記の特許文献１には、連続的に移動する被写体の三次元形状を位相シフト法により高速に測定する技術が開示されている。同文献に記載の測距技術は、主に半導体部品などが搭載されたプリント基板の三次元的な形状を測定する用途で利用されるようである。但し、測距技術の用途は、電子部品の検査に限られず、一般的な被写体の形状測定や距離判定などにも拡張されうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１２６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パターンを投影する手段としては、例えば、プロジェクタを利用することが可能である。一方、パターンを投影した被写体を撮像する手段としては、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどを利用することが可能である。そのため、プロジェクタ及びカメラをパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）などの情報処理装置に接続し、投影パターン及び撮像画像を解析するソフトウェアをＰＣに搭載することで容易に三次元形状を測定する三次元測距システムを構築することができる。しかしながら、このような機材の寄せ集めで構築した三次元測距システムの場合、高精度の解析結果を得るための先鋭な撮像画像を得ることは難しい。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、パターンが投影された測距対象の先鋭な撮像画像を得ることが可能な、新規かつ改良された測距装置、及び測距方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、被写体に対して所定のパターンを間欠的に投影する投影手段と、投影されたパターンを撮像する撮像手段と、撮像されたパターンの形状から前記被写体までの距離を検出する測距手段と、前記パターンの投影開始タイミングと当該パターンの撮像時における露光開始タイミングとが同期するように前記撮像手段及び前記投影手段を制御する制御手段と、を備える、測距装置が提供される。このように、パターンの投影開始タイミングと露光開始タイミングとが同期されることで、異なるパターンの映り込みが抑制され、パターンが投射された被写体の鮮鋭な撮像画像が得られる。その結果、測距精度が向上する。
【０００７】
また、前記制御手段は、前記投影手段によるパターンの投影に利用される照明の発光期間を前記撮像手段の露光期間に同期させる構成であってもよい。このように、発光期間と露光期間とを同期させることで、発光期間を短くすることが可能になり、消費電力を低減することが可能になる。また、より先鋭な撮像画像を得ることが可能になる。
【０００８】
また、前記制御手段は、前記投影手段によるパターンの投影に利用される照明の発光期間を前記パターンの投影期間に合わせて間欠的に制御し、かつ、前記撮像手段の露光期間が前記照明の発光期間よりも短くなるように前記撮像手段の露光終了タイミングを制御する構成であってもよい。このように、露光期間を発光期間より短くすることにより、撮像側における消費電力を低減することが可能になる。
【０００９】
また、上記の測距装置は、撮像されたパターンの画像から露光量を検出する露光検出手段をさらに備えていてもよい。この場合、前記制御手段は、前記露光検出手段により検出された露光量が所定範囲外となる場合、前記露光量が当該所定範囲内となるように前記撮像手段の露光終了タイミングを制御する。このように、露光検出手段を設け、露光量を最適化することにより、より先鋭な撮像画像を得ることが可能になる。
【００１０】
また、上記の測距装置は、撮像されたパターンの画像から露光量を検出する露光検出手段をさらに備えていてもよい。この場合、前記制御手段は、前記露光検出手段により検出された露光量が所定範囲外となる場合、前記露光量が当該所定範囲内となるように前記撮像手段に設定された絞り値及びシャッター速度のいずれか一方又は両方を制御する。このように、露光量の最適化を実施するに際し、例えば、絞り値、シャッター速度を制御することができる。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記撮像手段に設定された絞り値及びシャッター速度を制御しても前記露光検出手段により検出された露光量が所定範囲外となる場合、前記露光量が当該所定範囲内となるように前記投影手段によるパターンの投影に利用される照明の光量をさらに制御する構成であってもよい。このように、露光量の最適化を実施するに際し、例えば、光量を制御することができる。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記投影手段によるパターンの投影に利用される照明の光量をさらに制御しても前記露光検出手段により検出された露光量が所定範囲外となる場合、前記露光量が当該所定範囲内となるように前記撮像手段に設定されたＩＳＯ感度を制御する構成であってもよい。このように、露光量の最適化を実施するに際し、例えば、ＩＳＯ感度を制御することができる。
【００１３】
また、前記投影手段によるパターンの投影処理、前記撮像手段によるパターンの撮像処理、前記露光検出手段による露光量の検出処理、及び、露光量を調整するために前記制御手段により実施される制御処理は、前記露光検出手段により検出された露光量が前記所定範囲内となるまで繰り返し実行される構成とされていてもよい。このように、露光量の最適化を実施するに際し、繰り返し処理により徐々に露光量を最適化していくことも可能である。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被写体に対して所定のパターンを間欠的に投影する投影工程と、投影されたパターンを撮像する撮像工程と、撮像されたパターンの形状から前記被写体までの距離を検出する測距工程と、を含み、前記パターンの投影開始タイミングと当該パターンの撮像時における露光開始タイミングとが同期するように制御される、測距方法が提供される。このように、パターンの投影開始タイミングと露光開始タイミングとが同期されることで、異なるパターンの映り込みが抑制され、パターンが投射された被写体の鮮鋭な撮像画像が得られる。その結果、測距精度が向上する。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、パターンが投影された測距対象の先鋭な撮像画像を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な３次元測距システムのシステム構成について説明するための説明図である。
【図２】一般的な３次元測距システムにおける露光制御及び撮像制御の方法について説明するための説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る測距システムのシステム構成について説明するための説明図である。
【図４】同実施形態の測距システムにおける露光制御及び撮像制御の方法（第１実施例）について説明するための説明図である。
【図５】同実施形態の測距システムにおける露光制御及び撮像制御の方法（第２実施例）について説明するための説明図である。
【図６】同実施形態の測距システムにおける露光制御及び撮像制御の方法（第３実施例）について説明するための説明図である。
【図７】同実施形態の測距システムにおける露光量の調整方法について説明するための説明図である。
【図８】同実施形態の測距システムにおける露光量の調整方法について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
［説明の流れについて］
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。まず、図１及び図２を参照しながら、一般的な３次元測距システム１０の構成及び動作について説明する。次いで、図３〜図８を参照しながら、本発明の一実施形態に係る測距システム１００の構成及び動作について説明する。
【００１９】
＜１：一般的な３次元測距システム１０について＞
まず、図１及び図２を参照しながら、一般的な３次元測距システム１０の構成例及びその動作について説明する。そして、一般的な３次元測距システム１０が抱える課題について考察する。図１及び図２は、一般的な３次元測距システム１０の構成例及びその動作について説明するための説明図である。
【００２０】
（システム構成例）
図１に示すように、一般的な３次元測距システム１０は、主に、投影装置１２、撮像装置１３、及び解析装置１４により構成される。図１の例では、投影装置１２の一例としてプロジェクタが、撮像装置１３の一例としてデジタルスチルカメラが、解析装置１４の一例としてＰＣが模式的に示されている。このように、プロジェクタ、デジタルスチルカメラ、及びＰＣを接続することで３次元測距システム１０を構築することが可能である。
【００２１】
３次元測距システム１０の動作は次の通りである。まず、投影装置１２が被写体１１に向けて所定のパターンを投影する。但し、所定のパターンは、解析装置１４により指定される。そして、所定のパターンが投影された被写体１１を撮像装置１３により撮影する。撮像装置１３により撮影された画像（以下、撮像画像）は、解析装置１４に入力される。解析装置１４は、撮像画像を解析し、被写体１１までの距離や被写体１１の三次元的な形状などを検出する。例えば、円形のパターンを被写体１１に投影した場合、投影装置１２から被写体１１までの距離が遠くなるにつれて被写体１１に投影された円の径が大きくなる。そのため、解析装置１４は、撮像画像に含まれる円の径を検出し、検出結果に基づいて投影装置１２から被写体１１までの距離を推定することができる。
【００２２】
例えば、解析装置１４は、距離と円の径との関係を示したテーブルや関係式を保持しておき、撮像画像から検出した円の径に基づいて投影装置１２から被写体１１までの距離を推定する。また、市松模様やメッシュなどのパターンを被写体１１に投影し、市松模様やメッシュの歪みなどから被写体１１の立体形状を推定することも可能である。なお、立体形状を測定する方法としては、例えば、モアレ法、スポット光計測法、光切断法、空間コード法、ステレオ法などが知られている。これらの方法を用いることで、解析装置１４は、被写体１１の立体的な形状を推定することができる。以下、上記のような距離の推定及び立体形状の推定のことを単に「測距」と表現することにする。
【００２３】
（動作）
ここで、図２を参照しながら、３次元測距システム１０による測距処理時の動作について説明する。上記の通り、被写体１１に対するパターンの投影動作、及びパターンが投影された被写体１１に対する撮像動作は同時に実施される。例えば、丸、三角、四角のパターンが被写体１１に対して順次繰り返し投影されるものとしよう。この場合、図２の最上段に示すように、被写体１１には、丸、三角、四角、丸、三角、…というパターンが順次投影される。このとき、投影装置１２は、所定の周期で発信される垂直同期信号に応じてパターンを切り替える。また、投影装置１２は、パターンの投影開始から投影終了までの期間（以下、発光期間）、パターンを投影するための照明を発光させ続ける。
【００２４】
一方、撮像装置１３は、予め決められた周期でシャッターを切り、パターンが投影された被写体１１を撮像する。このとき、撮像装置１３は、シャッターが切られたタイミングで露光を開始する。また、露光期間は、１つのパターンを投影する期間より短い時間に設定される。しかし、図２に示すように、垂直同期信号とシャッタータイミングとがずれると、露光期間中にパターンが切り替わり、撮像素子に複数のパターンが映り込んでしまう。このような映り込みの影響はノイズとして現れる。その結果、本来撮像すべきパターンを撮像画像から検出する際に誤検出が生じたり、測距精度の低下を招いてしまう。
【００２５】
上記のような理由から、隣接パターンの映り込みを抑制し、本来撮像すべきパターンを先鋭に撮像することが可能な仕組みの実現が求められている。後述する実施形態は、このような仕組みを実現するための技術に関する。
【００２６】
＜２：本実施形態に係る測距システム１００について＞
以下、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係る技術は、映像フレーム毎にパターンを切り替えて被写体に投影し、被写体に投影されたパターンを先鋭に撮像することで、撮像画像に基づく測距処理の精度を向上させる仕組みに関する。
【００２７】
［２−１：システム構成］
まず、図３を参照しながら、本実施形態に係る測距システム１００のシステム構成について説明する。図３は、本実施形態に係る測距システム１００のシステム構成について説明するための説明図である。
【００２８】
図３に示すように、測距システム１００は、主に、撮像装置１１０と、投影装置１２０と、同期制御装置１３０とにより構成される。なお、測距システム１００は、１台のデバイスだけで構築されていてもよいし、複数台のデバイスを組み合わせた構成で構築されていてもよい。また、複数台のデバイスを組み合わせた構成とする場合、各デバイス間は、専用のケーブルで直接接続されていてもよいし、或いは、局所又は広域ネットワークを介して接続されていてもよい。また、測定対象物に投影する所定のパターンは、投影装置１２０などが予め保持しているものであってもよいし、或いは、外部の機器又は情報源（例えば、クラウドシステムなど）から取得されたものであってもよい。
【００２９】
撮像装置１１０は、主に、撮像部１１１、及びＡＥ制御部１１２を含む。撮像部１１１は、撮像素子や画像処理回路などにより構成される。ＡＥ制御部１１２は、撮像部１１１のシャッタータイミングや露光期間の長さなどを制御する。
【００３０】
また、投影装置１２０は、主に、投影部１２１、及びパターン制御部１２２を含む。投影部１２１は、面発光又は先順次発光が可能な発光手段、光の中にパターンを浮かび上がらせるためのパターン生成手段、発光手段の発した光を導光する投影レンズなどにより構成される。このような構成を有することにより、投影部１２１は、階調表現のある画像の投影が可能である。パターン制御部１２２は、投影部１２１のパターン生成手段を制御して、測定対象物に投影されるパターンを切り替える。
【００３１】
また、同期制御装置１３０は、ＡＥ制御部１１２及びパターン制御部１２２の動作を制御し、パターンの切り替えタイミングと、露光開始タイミングとを同期させる。さらに、同期制御装置１３０は、露光条件の制御や投影光量の制御などを実施する。なお、撮像装置１１０により撮像された撮像画像は、解析装置（非図示）に入力される。そして、当該解析装置は、上述した解析装置１４と同様に、撮像画像に基づいて測定対象物までの距離を測定したり、測定対象物の形状を推定したりする。
【００３２】
以上、本実施形態に係る測距システム１００のシステム構成について説明した。以下では、ＡＥ制御部１１２による露光制御、パターン制御部１２２によるパターン切り替えタイミングの制御、同期制御装置１３０による同期制御について詳細に説明する。
【００３３】
［２−２：第１実施例（同期制御）］
まず、図４を参照しながら、同期制御装置１３０によるパターンの切り替えタイミングと露光タイミングとの同期制御について説明する。図４は、同期制御装置１３０によるパターンの切り替えタイミングと露光タイミングとの同期制御について説明するための説明図である。
【００３４】
上記の通り、投影装置１２０は、測定対象物に対してパターンを投影する。同時に、撮像装置１１０は、パターンが投影された測定対象物を撮像する。このとき、同期制御装置１３０は、図４に示すように、パターンの切り替えタイミングに相当する垂直同期信号の信号出力と、露光開始タイミングに相当するシャッタータイミングとを同期させる。同期制御装置１３０による同期制御により、パターンの投影開始とほぼ同時に露光が開始され、パターンの投影終了とほぼ同時又はそれ以前に露光が終了される。そのため、隣接パターンが撮像素子に映り込むことがなくなり、撮像すべきパターンだけを含む先鋭な撮像画像が得られる。その結果、測距精度が向上する。
【００３５】
以上、同期制御装置１３０による同期制御について説明した。なお、ここでは垂直同期信号の信号出力とシャッタータイミングとを同期制御する構成について説明したが、各パターンを撮像するための露光期間が各パターンの投影期間内となるように制御することができれば、どのような方法で投影装置１２０及び撮像装置１１０を制御してもよい。
【００３６】
［２−３：第２実施例（同期制御＋発光時間制御）］
次に、図５を参照しながら、同期制御装置１３０によるパターンの切り替えタイミングと露光タイミングとの同期制御、及び投影部１２１の発光制御について説明する。図５は、同期制御装置１３０によるパターンの切り替えタイミングと露光タイミングとの同期制御、及び投影部１２１の発光制御について説明するための説明図である。
【００３７】
上記の通り、投影装置１２０は、測定対象物に対してパターンを投影する。同時に、撮像装置１１０は、パターンが投影された測定対象物を撮像する。このとき、同期制御装置１３０は、図５に示すように、パターンの切り替えタイミングに相当する垂直同期信号の信号出力と、露光開始タイミングに相当するシャッタータイミングとを同期させる。この同期制御については上記の第１実施例と同様である。ここでは、さらに投影部１２１の発光期間を制御する方法について述べる。図４の例では、パターンを投影している間（発光期間）、投影部１２１は、発光を維持していた。そのため、パターンを投影していない期間においても、測定対象物に光が照射された状態になっていた。
【００３８】
しかし、パターンが投影されていない場合には、測定対象物に光を照射しても、測定対象物の測距に関する処理は実施できない。そのため、パターンを投影していない期間における光の照射は電力を無駄に消費することとなる。そこで、同期制御装置１３０は、図５に示すように、投影部１２１を制御して発光期間を投影期間に同期させる。つまり、同期制御装置１３０は、投影期間だけ投影部１２１による光の照射を実施させ、その他の期間は光の照射を停止させる。このようにして発光期間を制御することで、消費電力を抑制することが可能になる。また、パターンが投影されていない期間における発光がなくなることで、撮像素子に余分な光が漏れ込むことがなくなり、より先鋭な撮像画像が得られる。
【００３９】
以上、同期制御装置１３０によるパターンの切り替えタイミングと露光タイミングとの同期制御、及び投影部１２１の発光制御について説明した。
【００４０】
［２−４：第３実施例（同期制御＋発光時間制御＋露光時間制御）］
次に、図６を参照しながら、同期制御装置１３０によるパターンの切り替えタイミングと露光タイミングとの同期制御、投影部１２１の発光制御、及び露光期間の制御を組み合わせた制御方法について説明する。図６は、同期制御装置１３０によるパターンの切り替えタイミングと露光タイミングとの同期制御、投影部１２１の発光制御、及び露光期間の制御を組み合わせた制御方法について説明するための説明図である。
【００４１】
上記の通り、投影装置１２０は、測定対象物に対してパターンを投影する。同時に、撮像装置１１０は、パターンが投影された測定対象物を撮像する。このとき、同期制御装置１３０は、図６に示すように、パターンの切り替えタイミングに相当する垂直同期信号の信号出力と、露光開始タイミングに相当するシャッタータイミングとを同期させる。さらに、同期制御装置１３０は、投影部１２１を制御して発光期間を投影期間に同期させる。これらの制御方法については上記の第２実施例と同様である。ここでは、さらに露光期間を制御する方法について述べる。これまで、露光期間の長さは、各パターンの投影期間とほぼ同じ程度の長さであることを前提に説明を進めてきた（例えば、図４及び図５を参照）。しかし、露光期間の長さは、必要に応じて各パターンの投影期間よりも短く設定することが可能である。
【００４２】
また、撮影条件に応じて露光期間の長さを適正な長さに調整することで、より先鋭な撮像画像が得られる。そこで、同期制御装置１３０は、露光期間を各パターンの投影期間よりも短い適正な長さに設定する。このように露光期間を短くすることにより、撮像部１１１の動作期間が短くなるため、消費電力の低減にも寄与する。なお、図６の例では、発光期間の開始タイミングと露光期間の開始タイミングとを同期させているが、例えば、発光期間の中心付近に露光期間がくるように露光期間の位置を制御する構成としてもよい。また、発光期間の終了タイミングと露光期間の終了タイミングとが同期するように露光期間の位置を制御する構成としてもよい。
【００４３】
以上、同期制御装置１３０によるパターンの切り替えタイミングと露光タイミングとの同期制御、投影部１２１の発光制御、及び露光期間の制御を組み合わせた制御方法について説明した。
【００４４】
［２−５：露光量の調整方法］
次に、図７及び図８を参照しながら、同期制御装置１３０による露光量の制御方法について説明する。図７は、当該制御方法に係る処理の流れについて説明するための説明図である。また、図８は、適正な露光量を算出する際に用いる感度特性曲線の一例を示した説明図である。
【００４５】
図７に示すように、同期制御装置１３０は、撮像条件を設定する（Ｓ１０１）。撮像条件としては、例えば、絞り、シャッター速度、ＩＳＯ感度などを含む。また、同期制御装置１３０は、投影光量も設定する。なお、撮像条件の設定は、ユーザ操作によって行われてもよいし、プリセットされたパラメータが設定されるようにしてもよい。ここでは、同期制御装置１３０がプリセットされたパラメータを用いて撮像条件を設定するものと仮定する。
【００４６】
撮像条件を設定すると、同期制御装置１３０は、パターン制御部１２２を制御して、測定対象物に投影するパターンを用意させる（Ｓ１０２）。このとき、パターン制御部１２２は、例えば、外部の機器などから予め用意されたパターンを取得したり、予めセットされたアルゴリズムに基づいてパターンを生成したり、或いは、予め保持していたパターンを記憶手段から読み出したりする。
【００４７】
パターンを用意させると、同期制御装置１３０は、パターン制御部１２２及び投影部１２１を制御して、用意したパターンを測定対象物に投影する（Ｓ１０３）。また、パターンの投影と同時に、同期制御装置１３０は、撮像装置１１０を制御して、パターンが投影された測定対象物を撮像する（Ｓ１０４）。このとき、同期制御装置１３０は、上述した第１〜第３実施例のように発光期間や露光期間などを制御する。また、撮像の際、撮像装置１１０は露光量を計測する。この計測結果は、同期制御装置１３０に入力される。そして、同期制御装置１３０は、入力された計測結果が図８に示す感度特性曲線における所定の最適領域に含まれるか否かを判定する（Ｓ１０５）。
【００４８】
ステップＳ１０５において露光量が最適領域内であると判定された場合（条件Ａ）、同期制御装置１３０は、露光量の制御処理を終了する。ステップＳ１０５において露光量が最適領域内ではなく、撮像条件の変更が必要であると判定された場合（条件Ａ又は条件Ｂ）、同期制御装置１３０は、ステップＳ１０１又はステップＳ１０６に処理を進める。撮像条件の変更が必要であると判定された場合、まず、同期制御装置１３０は、処理をステップＳ１０１に進め（条件Ｂ）、露光量が最適領域に含まれるように撮像装置１１０の絞り値及び／又はシャッター速度を変更し、ステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理を再び実行する。
【００４９】
撮像装置１１０の絞り値及びシャッター速度の制御限界まで撮像条件を変更しても露光量が最適領域内とならない場合、同期制御装置１３０は、処理をステップＳ１０６に進め（条件Ｃ）、露光量が最適領域に含まれるように最適な投影光量を算出する（Ｓ１０６）。次いで、同期制御装置１３０は、ステップＳ１０６で算出した最適な投影光量となるように投影装置１２０の投影光量を補正する（Ｓ１０７）。次いで、同期制御装置１３０は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理を再び実行させる。さらに、投影光量の制御限界まで投影光量を変更しても露光量が最適領域内とならない場合、同期制御装置１３０は、処理をステップＳ１０１に進め（条件Ｂ）、露光量が最適領域内となるようにＩＳＯ感度を変更し、ステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理を再び実行する。
【００５０】
以上説明したような方法で露光量を制御することで、Ｓ／Ｎ劣化の少ない撮像が可能になり、測距範囲の拡大に寄与する。なお、露光条件の変更や投影光量の変更は、徐々に露光量が最適領域内に近づくようにステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理を繰り返し実行しながら少しずつ進めてもよい。
【００５１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５２】
１０    ３次元測距システム
１１    被写体
１２    投影装置
１３    撮像装置
１４    解析装置
１００    測距システム
１１０    撮像装置
１１１    撮像部
１１２    ＡＥ制御部
１２０    投影装置
１２１    投影部
１２２    パターン制御部
１３０    同期制御装置
【図１】
2013124941.tif 000003
【図２】
2013124941.tif 000004
【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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