(57)【要約】      （修正有）【課題】被測定物体の大きさや形状に拘わらずに正確に形状測定を行うことが可能な物体検出装置を提供する。【解決手段】検出部５２は、被測定物体の形状及び動きの少なくともいずれかに基づいて、被測定物体上に注目位置を設定し、照射範囲変更手段は、被測定物体に照射された光学パターンの中心に注目位置を位置させ、かつ、照射された光学パターンの密度が所定値以上になるように、照射範囲を変更し、撮像範囲変更手段は、照射範囲変更手段が定めた照射範囲に対応する反射光を受光素子４５が受光できるように、照射範囲変更手段と連動して動作する。【選択図】図１
2016125894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を射出する光源を有する発光光学系と、
前記発光光学系から出射された前記レーザー光を所定の光学パターンを有する測定光に変換し、被測定物体へ照射する変換部と、
被測定物体からの反射光を受光する受光素子を有する受光光学系と、
前記受光素子が受光した前記反射光に基づいて、少なくとも被測定物体の形状を時系列に沿って検出する検出部と、
前記測定光の照射範囲を変更する照射範囲変更手段と、
前記受光素子による受光範囲を変更する撮像範囲変更手段と
を備えた物体検出装置であって、
前記検出部は、更に、被測定物体の形状及び動きの少なくともいずれかに基づいて、被測定物体上に注目位置を設定し、
前記照射範囲変更手段は、被測定物体に照射された前記光学パターンの中心に前記注目位置を位置させ、かつ、照射された前記光学パターンの密度が所定値以上になるように、前記照射範囲を変更し、
前記撮像範囲変更手段は、前記照射範囲変更手段が定めた前記照射範囲に対応する前記反射光を前記受光素子が受光できるように、前記照射範囲変更手段と連動して動作する
ことを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記照射範囲変更手段は、前記レーザー光の射出方向及び射出範囲を変更する射出条件変更手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記射出条件変更手段は、前記発光光学系に設けられた出光レンズと、この出光レンズを駆動するレンズアクチュエータとを備える
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記撮像範囲変更手段は、前記受光光学系に設けられた受光レンズと、この受光レンズを駆動するレンズアクチュエータとを備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記照射範囲変更手段は、前記変換部から射出される前記測定光の照射方向及び照射範囲を変更する光偏向手段を備え、
前記光偏向手段は、前記撮像範囲変更手段として、前記受光素子による受光範囲を変更する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記光偏向手段は、前記光学パターンを被測定物体上で走査させるミラーアクチュエータである
ことを特徴とする請求項５に記載の物体検出装置。
【請求項７】
前記光学パターンは格子状のドットパターンである
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のパターンを有する測定光を被測定物体に照射し、この反射光に基づいて被測定物体を検出する物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された対象物再構成方法においては、コヒーレント光源から生成されたランダムスペックルパターンが照明領域に照射され、照明領域からの光応答が画像化ユニットで検知される。さらに、被測定物体が照明領域内に移動したときに得られるパターン画像と、被測定物体が存在していないときのランダムスペックルパターンの参照画像とでスペックルパターンのずれを検出し、三次元測量法を利用して、被測定物体の三次元マップを構築している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５００１２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の対象物再構成方法においては、所定距離に存在する被測定物体に向けてランダムスペックルパターンを照射する際に、決められた間隔・数のパターンを照射するため、例えば、パターンの照射範囲に対して被測定物体が非常に小さい場合や、被測定物体の形状が細かなものの場合などは、対象部分に照射されるパターンの数が少なくなり、密度が低くなることから、正確に形状測定することができないなどの問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、被測定物体の大きさや形状に拘わらずに正確に形状測定を行うことが可能な物体検出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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の物体検出装置は、レーザー光を射出する光源を有する発光光学系と、発光光学系から出射されたレーザー光を所定の光学パターンを有する測定光に変換し、被測定物体へ照射する変換部と、被測定物体からの反射光を受光する受光素子を有する受光光学系と、受光素子が受光した反射光に基づいて、少なくとも被測定物体の形状を時系列に沿って検出する検出部と、測定光の照射範囲を変更する照射範囲変更手段と、受光素子による受光範囲を変更する撮像範囲変更手段とを備えた物体検出装置であって、検出部は、更に、被測定物体の形状及び動きの少なくともいずれかに基づいて、被測定物体上に注目位置を設定し、照射範囲変更手段は、被測定物体に照射された光学パターンの中心に注目位置を位置させ、かつ、照射された光学パターンの密度が所定値以上になるように、照射範囲を変更し、撮像範囲変更手段は、照射範囲変更手段が定めた照射範囲に対応する反射光を受光素子が受光できるように、照射範囲変更手段と連動して動作することを特徴としている。
【０００７】
これにより、被測定物体の大きさや形状に応じて、所望の範囲の立体的形状や移動情報を正確に検出することが可能となる。被測定物体の広い範囲について検出を行うワイド状態と、注目位置付近の小さな範囲について検出を行うズーム状態とで、光学パターンを構成するドットの密度を同程度に維持できることから、被測定物体又は注目位置が小さく微細な場合でも、形状や移動情報を精度良く検出することができる。
【０００８】
本発明の物体検出装置において、照射範囲変更手段は、レーザー光の射出方向及び射出範囲を変更する射出条件変更手段を有することが好ましい。
【０００９】
本発明の物体検出装置において、射出条件変更手段は、発光光学系に設けられた出光レンズと、この出光レンズを駆動するレンズアクチュエータとを備えることが好ましい。
【００１０】
本発明の物体検出装置において、撮像範囲変更手段は、受光光学系に設けられた受光レンズと、この受光レンズを駆動するレンズアクチュエータとを備えることが好ましい。
【００１１】
本発明の物体検出装置において、照射範囲変更手段は、変換部から射出される測定光の照射方向及び照射範囲を変更する光偏向手段を備え、光偏向手段は、撮像範囲変更手段として、受光素子による受光範囲を変更することが好ましい。
【００１２】
本発明の物体検出装置において、光偏向手段は、光学パターンを被測定物体上で走査させるミラーアクチュエータであることが好ましい。
【００１３】
本発明の物体検出装置において、光学パターンは格子状のドットパターンであることが好ましい。
【００１４】
これにより、いずれかのドット像の位置に変化が生じたときに、最も近くに存在していたドット像を移動元であると判定しやすくなり、これにより少ない演算量で被測定物体を検出することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、被測定物体が非常に小さい場合や、被測定物体の形状が細かなものであっても、被測定物体の大きさや形状に拘わらずに正確に形状測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る物体検出装置の構成を上方から見た図であって、一部を断面で表示した図である。
【図２】第１実施形態における出光レンズと受光レンズの駆動制御を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は第１実施形態のワイド状態における基準面側からの反射光によるドット像を示す図、（Ｂ）はズーム状態における基準面側からの反射光によるドット像を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る物体検出装置の構成を示す図であって、一部を断面で表示した図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は第２実施形態のミラーアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図６】第２実施形態のミラーアクチュエータの構成を示す分解斜視図である。
【図７】第２実施形態の物体検出装置による物体検出の工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る物体検出装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態の物体検出装置１０は、基準面１１と、発光光学系２０と、変換部としてのホログラム素子３０と、受光光学系４０と、画像分析部５１と、検出部５２とを備える。また、物体検出装置１０は、図２に示す、制御部５０、パルス発信回路６０、光源側レンズ駆動用アクチュエータドライバ６１、及び、受光側レンズ駆動用アクチュエータドライバ７１を備える。ここで、図１には、基準座標としてＸ−Ｙ−Ｚ座標が示されている。Ｘ−Ｙ面は基準面１１と平行な面であり、Ｚ方向は、Ｘ−Ｙ面に直交する方向である。
【００１９】
発光光学系２０は、その光軸２０ｃに沿って基準面１１側から順に配置した、第１レンズ２１（出光レンズ）と、第２レンズ２２（出光レンズ）と、開口絞り２３と、光源２４とを備える。第２レンズ２２の外周沿いには、第２レンズ２２を駆動するアクチュエータ２５（レンズアクチュエータ）が配置されている。
【００２０】
光源２４は、コヒーレント光源であるレーザー光源であり、赤外光を射出する。光源２４から射出された光は、第２レンズ２２と第１レンズ２１を経てホログラム素子３０に入射する。
【００２１】
第２レンズ２２は、アクチュエータ２５によって駆動され、発光光学系２０の光軸２０ｃに沿った方向に移動し、又は、光軸２０ｃの方向と光軸２０ｃに直交する面内の２方向との３軸（光源側３軸）で定まる方向に向けられる。アクチュエータ２５は、例えば電磁石であって、図２に示す、光源側レンズ駆動用アクチュエータドライバ６１によって駆動され、アクチュエータ２５が発生する磁場により、第２レンズ２２の外縁部を支持する磁性材（不図示）が変位し、これによって第２レンズ２２が、光軸２０ｃに沿った方向に移動し（図２のステップ６２）、又は、上記光源側３軸で定まる方向に向けられる（図２のステップ６３）。
【００２２】
光源側レンズ駆動用アクチュエータドライバ６１は、パルス発信回路６０が出力する指示信号にしたがって、アクチュエータ２５に対して駆動信号を出力する。
【００２３】
アクチュエータ２５によって第２レンズ２２を光軸２０ｃに沿って移動させることにより、基準面１１に照射する範囲を拡大又は縮小することができる。また、アクチュエータ２５によって第２レンズ２２を所望の方向に向けることにより、基準面１１上の所望の領域に出射光を照射させることができる。アクチュエータ２５は、測定光の照射範囲を変更する照射範囲変更手段、及び、光源２４からの出射光の射出方向及び射出範囲を変更する射出条件変更手段を構成する。
【００２４】
ホログラム素子３０は、位相型の回折格子であり、第１レンズ２１からの入射光を回折させ、測定光として、所定の発散角度を有する照射光３０ａを基準面１１側へ放射する（図１）。この照射光３０ａが基準面１１に照射されると、基準面１１に複数の基準参照ドット１２が投影される。複数の基準参照ドット１２は、光源２４からのレーザー光がホログラム素子３０で回折されて形成されるものであり、例えば、小丸形状のドットが、Ｘ−Ｙ平面において格子状に規則的に配置された光学パターンを形成する。ここで「規則的」とは、いずれか１つの基準参照ドット１２に着目したときに、その基準参照ドット１２とそれぞれの方向で隣接する基準参照ドット１２との方向ならびに距離の相対関係が、他の全ての基準参照ドット１２において同じである関係を意味している。
【００２５】
受光光学系４０は、その光軸４０ｃに沿って基準面１１側から順に配置した、第１レンズ４１（受光レンズ）と、光フィルタ４２と、第２レンズ４３（受光レンズ）と、第３レンズ４４（受光レンズ）と、センサアレー４５とを備える。第２レンズ４３の外周沿いには、第２レンズ４３を駆動するアクチュエータ４６（レンズアクチュエータ）が配置されている。受光光学系４０は、ホログラム素子３０から基準面１１へ照射した光のうち、ホログラム素子３０と基準面１１との間に入った被測定物体からの反射光を受光する。
【００２６】
光フィルタ４２は、第１レンズ４１を介して入射した光のうち、特定波長の光のみを透過させるフィルタであって、センサアレー４５に入射する光の波長を特定の範囲に限定する。これにより、測定光とは異なる波長を有する光がセンサアレー４５に到達することを抑えことができため、物体検出の精度を高めることができる。
【００２７】
センサアレー４５は、受光素子、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）が格子状に並んだ構成を備える。センサアレー４５は、基準面１１側からの反射光の像を撮影し、この撮像データは、画像分析部５１へ出力される。画像分析部５１では、センサアレー４５で撮像された画像が保存され、新旧の画像を比較してどのドット像が移動したかが時系列に沿って分析され、分析結果が検出部５２に送られる。検出部５２は、画像分析部５１による分析結果に基づいて、ホログラム素子３０と基準面１１の間に入った被測定物体の形状及び移動情報を時系列に沿って検出する。検出部５２は、被測定物体の全体形状のほか各部位の形状も検出する。例えば、被測定物体が人物である場合は、反射光のドット像の分布や輝度に基づいて、手や顔の形状を検出する。被測定物体の形状及び移動情報は、被測定物体からの反射光のドット像の輪郭と、エピポーラ線と相関したパターン配置と、から求められる。
【００２８】
第２レンズ４３は、アクチュエータ４６によって駆動され、受光光学系４０の光軸４０ｃに沿った方向に移動し、又は、光軸４０ｃの方向と、光軸４０ｃに直交する面内の２方向との３軸（受光側３軸）で定まる方向に向けられる。アクチュエータ４６は、例えば電磁石であって、図２に示す、受光側レンズ駆動用アクチュエータドライバ７１によって駆動され、アクチュエータ４６が発生する磁場により、第２レンズ４３の外縁部を支持する支持材（不図示）が変位し、これによって第２レンズ４３が、光軸４０ｃに沿った方向に移動し（図２のステップ７２）、又は、上記受光側３軸で定まる方向に向けられる（図２のステップ７３）。
【００２９】
受光側レンズ駆動用アクチュエータドライバ７１は、パルス発信回路６０が出力する指示信号にしたがって、アクチュエータ４６に対して駆動信号を出力する。アクチュエータ４６によって第２レンズ４３を光軸４０ｃに沿って移動させることにより、画角を拡大又は縮小することができる。また、アクチュエータ４６によって第２レンズ４３を所望の方向に向けることにより、基準面１１上の所望の領域からの反射光を受光させることができる。アクチュエータ４６は、センサアレー４５による受光範囲を変更する撮像範囲変更手段を構成する。
【００３０】
図２に示すように、パルス発信回路６０は、制御部５０からの制御信号にしたがって、光源側レンズ駆動用アクチュエータドライバ６１と受光側レンズ駆動用アクチュエータドライバ７１の双方に対して同時に指示信号を出力し、これにしたがって、第２レンズ２２と第２レンズ４３が互いに同期・連動して動作するような駆動信号が、光源側レンズ駆動用アクチュエータドライバ６１と受光側レンズ駆動用アクチュエータドライバ７１から出力される。第２レンズ２２と第２レンズ４３の動作をこのように制御することにより、２０による照射範囲の拡大・縮小に合わせて受光光学系４０による撮像範囲が拡大・縮小される。例えば、照射範囲を広くした場合には、これに連動して受光光学系４０の画角はこの照射範囲に対応したワイド状態に広がり、照射範囲を狭くした場合は、受光光学系４０側ではこの照射範囲に対応した領域を拡大して撮像するズーム状態となる。
【００３１】
検出部５２は、上記ワイド状態における被測定物体からの反射光によるドット像に基づいて注目位置を設定する。注目位置は、ドット像に対応する１つ又は２つ以上の点であってもよいし、複数のドット像が形成する領域であってもよい。注目位置は、あらかじめ定めた条件によって検出部５２が自動的に特定するドット像のグループ、例えば、被測定物体としての人物からの反射光のうち、手からの反射光によるドット像のグループを選定してもよい。さらに、手からの反射光によるドット像のグループのうちの１つ又は２つ以上を、例えば、位置や輝度に基づいて選定してもよい。なお、注目位置は、被測定物体からの反射光のドット像に基づいて、装置の使用者が設定してもよい。
【００３２】
注目位置の設定情報は、検出部５２から制御部５０へ出力される。注目位置の設定情報を受けた制御部５０は、パルス発振回路６０に対して、発光光学系２０と受光光学系４０をズーム状態とするような指示信号を光源側レンズ駆動用アクチュエータドライバ６１と受光側レンズ駆動用アクチュエータドライバ７１へ発信するように、制御信号を出力する。このとき、ズーム状態となった照射範囲及び撮像範囲の中心に注目位置が位置し、かつ、ホログラム素子３０から照射する光学パターンの密度が所定値以上になるように、第２レンズ２２及び第２レンズ４３の向きと位置を変更させる。ここで、光学パターンの密度の所定値としては、画像分析部５１に読み込まれた１フレーム分の画面として、例えば、ワイド状態のときの密度と同等又は±１０％以内となることが好ましい。
【００３３】
図３（Ａ）に示すワイド状態では、被測定物体１５からの反射光のドット像Ｄ１のうち、腕１５Ａ上の１つのドット像を注目位置ＤＡとしている。これに対して、図３（Ｂ）に示すズーム状態では、注目位置ＤＡが中心に位置するような光学パターンＰ２が形成されている。
【００３４】
以上のように構成されたことから、第１実施形態の物体検出装置１０によれば、次の効果を奏する。
【００３５】
（１）発光光学系２０による照射角と受光光学系４０の画角をワイドにした状態において、被測定物体の平面位置情報を検出し、注目位置を拡大したズーム状態において被測定物体の形状及び移動情報を検出することができるため、被測定物体の大きさや形状に応じて、所望の範囲の立体的形状や移動情報を正確に検出することが可能となる。
【００３６】
（２）受光光学系４０におけるズーム倍率を高めるときに、これに対応して発光光学系２０の照射角が調整されているため、ズーム状態とワイド状態とで、光学パターンを構成するドットの密度を同程度に維持できることから、被測定物体又は注目位置が小さく微細な場合でも、形状や移動情報を精度良く検出することができる。
【００３７】
（３）ワイド状態とズーム状態を高速に切り替えることにより、被測定物体が高速で動いている場合であっても、これを追随して正確に形状と移動情報を検出することができる。
【００３８】
（４）被測定物体が太陽光などの外乱光ノイズに晒されている場合においても、光源２４からの出射光の波長と光フィルタ４２の透過波長を最適化し、かつ、光源２４からの出射時間を短くすることにより、被測定物体が人体であっても影響を与えることなく、かつ、良好なジェスチャ認識（形状及び移動情報の検出）が可能となる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
つづいて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の物体検出装置においては、第１実施形態の基準面１１、発光光学系２０、ホログラム素子３０、受光光学系４０のほかに、ハーフミラー８０と、光偏向手段としてのミラーアクチュエータ９０とを備える。以下、第１実施形態と同じ部材については同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。なお、光偏向手段としてはミラーアクチュエータ９０以外の手段を用いることもできる。
【００４０】
図４に示すように、発光光学系２０と受光光学系４０は、それぞれの光軸２０ｃ、４０ｃがハーフミラー８０上で互いに直交するように配置されている。発光光学系２０から射出され、ホログラム素子３０で回折された光は、所定の発散角度を有する光３０ａとなり、ハーフミラー８０で垂直に反射されてミラーアクチュエータ９０に入射する。この入射光は、ミラーアクチュエータ９０で反射され、照射光９０ａ（測定光）として基準面１１へ照射される。この照射光９０ａは、図４に示す、格子状の光学パターンＰを基準面１１上に形成する。照射光９０ａは、基準面１１とミラーアクチュエータ９０との間に入った被測定物体としての人物１１０によって反射される。人物１１０からの反射光１１０ａは、ミラーアクチュエータ９０で反射される。ミラーアクチュエータ９０からの反射光９０ｂは、ハーフミラー８０を透過して受光光学系４０へ入射する。図４において、発光光学系２０、受光光学系４０、及びミラーアクチュエータ９０は上方から見た図、すなわちＹ方向から見た図であり、基準面１１はＺ方向から見た図である。
【００４１】
図５（Ａ）、（Ｂ）又は図６に示すように、ミラーアクチュエータ９０は、その光軸９０ｃ上において基準面１１側から順に、ミラー９１と、ミラー９１が光軸９０ｃに対して所定の角度θをなすように保持するミラーホルダ９２と、ジンバル軸受９３と、ミラーホルダ９２の先端９２ａ（図６）に固定されるマグネット９４と、マグネット９４を光軸９０ｃの周りに回転可能な状態で支持するヨーク９５と、ヨーク９５と４つのコイル９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、９７ｄを保持するコイル保持部材９６と、軸受部９３ａとヨーク９５とコイル保持部材９６を保持する固定部材９８とを備える。なお、図５（Ｂ）においては固定部材９８の図示を省略している。また、ミラー９１が光軸９０ｃに対してなす角度θは０度よりも大きく９０度より小さな角度である。
【００４２】
図６に示すように、ジンバル軸受９３は、軸受部９３ａとジンバル部９３ｂからなり、ミラーホルダ９２が光軸９０ｃの周りに揺動可能とするようにミラーホルダ９２を支持する。
【００４３】
図６に示すように、コイル保持部材９６は、４つのコイル９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、９７ｄを保持する。コイル９７ａ、９７ｄは、第１の方向９０１においてコイル保持部材９６を挟んで対向しており、コイル９７ｂ、９７ｃは、第２の方向９０２においてコイル保持部材９６を挟んで対向している。ここで、第１の方向９０１と第２の方向９０２は、光軸９０ｃに直交し、かつ、互いに直交している。
【００４４】
ミラーアクチュエータ９０においては、４つのコイル９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、９７ｄのそれぞれに所定の電流を流すことにより、マグネット９４との間の磁場を変動させ、これに応じてマグネット９４が光軸９０ｃの周りを揺動するため、マグネット９４に固定されたミラーホルダ９２とともにミラー９１が光軸９０ｃを中心として揺動する。ミラーアクチュエータ９０の光軸９０ｃに対して所定角度θ傾いたミラー９１がこのように揺動することにより、ミラー９１の表面の反射面９１ａとハーフミラー８０側からミラー９１に入射する光の入射方向のなす角度が変わることから、ミラー９１から基準面１１への反射方向が変わる。このため、４つのコイル９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、９７ｄに流す電流量を制御することにより、基準面１１上において光学パターンＰを照射する位置を変更することができる。例えば、図４に示すように、ミラーアクチュエータ９０を動作させて基準面１１への照射方向を順次変更することにより、領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の順に光学パターンＰを走査することができ、これにより、人物１１０全体に光学パターンＰを照射することが可能となる。
【００４５】
図７を参照して、第２実施形態において物体検出を行う手順について説明する。
まず、制御部５０は、アクチュエータ４６を駆動させることによって第２レンズ４３を光軸４０ｃ上で変位させ、これによって受光光学系４０の画角をワイド側に設定する（ステップＳ１）。これと同時に、制御部５０は、アクチュエータ２５を駆動させることによって第２レンズ２２を光軸２０ｃ上で変位させ、これによって発光光学系２０からの出射角度を受光光学系４０の画角に対応する角度に設定する。
【００４６】
次に、発光光学系２０から基準面１１上に光学パターンを投影し、基準面１１とミラーアクチュエータ９０との間の人物１１０からの反射光を受光光学系４０で受光する（ステップＳ２）。このとき、ミラー９１を揺動させることによりミラーアクチュエータ９０を走査させ、基準面１１上において、領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の順に光学パターンＰを照射し、各領域への照射のたびに反射光を受光光学系４０で受光する。
【００４７】
つづいて、検出部５２は、ステップＳ２において受光光学系４０で受光した、６つの領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６のそれぞれからの反射光に基づいて、画像分析部５１で分析し、検出部５２において被測定物体の位置を検出する（ステップＳ３）。さらに、検出部５２は、検出した被測定物体から注目位置を設定する。注目位置は、１つ又は複数のドット像、又は、６つの領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６のうちの１つ又は複数の領域として設定する。
【００４８】
次に、制御部５０の制御によってアクチュエータ４６を駆動して第２レンズ４３を変位させ、注目位置（例えば人物の手）を含む領域を拡大するように、受光光学系４０をズーム状態とする（ステップＳ４）。これに合わせて、制御部５０は、アクチュエータ２５を駆動して第２レンズ２２を変位させ、照射光９０ａの照射範囲を受光光学系４０による撮影範囲に対応するように変更・固定する（ステップＳ５）。
【００４９】
この状態で、光源２４から赤外光を射出して基準面１１上に光学パターンを投影し、その反射光を受光光学系４０で受光する。反射光によるドット像は、画像分析部５１で画像分析され、検出部５２では、注目位置における被測定物体の形状と移動速度が検出される（ステップＳ６）。
【００５０】
以上の各工程によって、被測定物体の注目位置の特定と注目位置における被測定物体の形状及び移動速度の検出を行った後に、再び、制御部５０は、アクチュエータ４６を駆動させることによって第２レンズ４３を光軸４０ｃ上で変位させ、これによって受光光学系４０の画角をワイド側に設定し（ステップＳ１）、上記ステップＳ２〜Ｓ６を実行する。このようにステップＳ１〜Ｓ６を繰り返し行うことによって、被測定物体の形状及び移動速度の検出を継続する。
【００５１】
なお、図７に示す工程において、ステップＳ６の検出の後に、ステップＳ１〜Ｓ４の工程を行わずにズーム状態のまま測定光の照射（ステップＳ５）と、反射光に基づく検出（ステップＳ６）を繰り返しても良い。さらに、ステップＳ５とステップＳ６のみを繰り返し実行している過程で、注目位置に対応するドット像の輝度が所定値以下に低下して検出が難しくなった場合に、再びステップＳ１にもどって処理を継続してもよい。
【００５２】
第２実施形態の物体検出装置によれば、ミラー９１を揺動させて照射光９０ａの照射角度を変更することにより、照射光９０ａの照射方向を任意の方向に走査することが可能となるため、基準面１１上のより広い範囲に光学パターンＰを形成することができる。これにより、発光光学系２０の第２レンズ２２や受光光学系４０の第２レンズ４３を変位させることによって得られる照射角・画角よりも広い角度に照射光９０ａを照射することができる。
【００５３】
一方で、ミラー９１を固定した状態で発光光学系２０の第２レンズ２２や受光光学系４０の第２レンズ４３を変位させてズーム状態にすることによって、第１実施形態と同様に、注目位置を含む一部の範囲を拡大して撮影することができる。
なお、その他の構成、作用、効果は第１実施形態と同様である。
【００５４】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明に係る物体検出装置は、被測定物体が非常に小さい場合やその形状が細かい場合に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    物体検出装置
１１    基準面
１２    基準参照ドット
１５    被測定物体
２０    発光光学系
２０ｃ  光軸
２１    第１レンズ
２２    第２レンズ
２４    光源
２５    アクチュエータ
３０    ホログラム素子
３０ａ  照射光
４０    受光光学系
４０ｃ  光軸
４１    第１レンズ
４２    光フィルタ
４３    第２レンズ
４４    第３レンズ
４５    センサアレー
４６    アクチュエータ
５０    制御部
５１    画像分析部
５２    検出部
６０    パルス発信回路
６１    光源側レンズ駆動用アクチュエータドライバ
７１    受光側レンズ駆動用アクチュエータドライバ
８０    ハーフミラー
９０    ミラーアクチュエータ
９０ａ  照射光
９０ｂ  反射光
９０ｃ  光軸
９１    ミラー
９２    ミラーホルダ
９３    ジンバル軸受
９４    マグネット
９５    ヨーク
９６    コイル保持部材
９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、９７ｄ  コイル
９８    固定部材
１１０  人物（被測定物体）
１１０ａ  反射光
９０１  第１の方向
９０２  第２の方向
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６  領域
ＤＡ    注目位置
Ｄ１    ドット像
Ｐ、Ｐ２  光学パターン
【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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