(57)【要約】【課題】簡易な構成で被写体までの距離を測定できる距離測定装置、及び、距離測定方法を提供する。【解決手段】距離測定装置は、所定の画角で被写体を撮影し、前記被写体の画像を表す画像データを出力する撮像部と、前記撮像部に対する第１相対位置に配置され、前記画角の中の第１所定領域に光を照射する第１光源と、前記画像の中で前記第１所定領域に対応する第１対応領域内の複数の画素の第１輝度の第１合計値が、第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値との間にある場合に、前記撮像部から前記被写体の前記第１所定領域内の第１部分までの第１距離が、前記被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であると判定する距離判定部とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の画角で被写体を撮影し、前記被写体の画像を表す画像データを出力する撮像部と、
前記撮像部に対する第１相対位置に配置され、前記画角の中の第１所定領域に光を照射する第１光源と、
前記画像の中で前記第１所定領域に対応する第１対応領域内の複数の画素の第１輝度の第１合計値が、第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値との間にある場合に、前記撮像部から前記被写体の前記第１所定領域内の第１部分までの第１距離が、前記被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であると判定する距離判定部と
を含む、距離測定装置。
【請求項２】
前記撮像部に対する第２相対位置に配置され、前記画角の中の第２所定領域に光を照射する第２光源をさらに含み、
前記距離判定部は、前記画像の中で前記第２所定領域に対応する第２対応領域内の複数の画素の第２輝度を２値化し、２値化した複数の画素の第２輝度の第２合計値が、前記第１閾値と、前記第２閾値との間にある場合に、前記撮像部から前記被写体の前記第２所定領域内の第２部分までの第２距離が、前記被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であると判定する、請求項１記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記第１光源及び前記第２光源は、前記撮像部の撮像方向における中心軸を対称軸として、線対称に配置される、請求項２記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記第１合計値と前記第２合計値の差分が、所定の第３閾値と、前記第３閾値よりも大きい第４閾値との間にある場合に、前記撮像部の画角の中心軸の前記被写体に対する傾きは許容範囲内であると判定する傾斜判定部をさらに含む、請求項２又は３記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記第１対応領域内の前記複数の画素は、前記第１対応領域に含まれるすべての画素のうちの一部である、請求項１記載の距離測定装置。
【請求項６】
前記第１対応領域内の前記複数の画素は、前記第１対応領域に含まれるすべての画素のうちの一部であり、前記第２対応領域内の前記複数の画素は、前記第２対応領域に含まれるすべての画素のうちの一部である、請求項１乃至４のいずれか一項記載の距離測定装置。
【請求項７】
所定の画角で被写体を撮影し、前記被写体の画像を表す画像データを出力する撮像部と、前記撮像部に対する第１相対位置に配置され、前記画角の中の第１所定領域に光を照射する第１光源とを含む距離測定装置における距離測定方法であって、
前記画像の中で前記第１所定領域に対応する第１対応領域内の複数の画素の第１輝度を２値化し、
２値化した複数の画素の第１輝度の第１合計値が、第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値との間にある場合に、前記撮像部から前記被写体の前記第１所定領域内の第１部分までの第１距離が、前記被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であると判定する
距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離測定装置、及び、距離測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基準面上の所定の領域内の任意の位置における像について、前記基準面上における前記像による二次元の光エネルギ分布から、前記像全体についての少なくとも１つの一次元光エネルギ分布を検出する分布検出手段を含むフォーカス検出装置がある。フォーカス検出装置は、さらに、前記少なくとも１つの一次元光エネルギ分布に基づき、前記基準面における前記像のフォーカス状態を判定するフォーカス状態判定手段を含む（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８９３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のフォーカス検出装置は、ＣＤ(Compact Disc)又はＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等の光ディスクの光ピックアップに用いられるため、ある程度の精度が求められる。このため、エネルギ分布を求めるための回路構成は、ある程度複雑なものになっている。
【０００５】
ところで、利用可能な電力が従来のフォーカス検出装置よりも限られていて、かつ、光ピックアップほどの検出精度が必要ではない環境では、より簡易な構成で、被写体までの距離を測定できることが求められる。
【０００６】
しかしながら、従来のフォーカス検出装置は、このようなニーズには対応できていない。
【０００７】
そこで、簡易な構成で被写体までの距離を測定できる距離測定装置、及び、距離測定方法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】
【０００８】
本発明の実施の形態の距離測定装置は、所定の画角で被写体を撮影し、前記被写体の画像を表す画像データを出力する撮像部と、前記撮像部に対する第１相対位置に配置され、前記画角の中の第１所定領域に光を照射する第１光源と、前記画像の中で前記第１所定領域に対応する第１対応領域内の複数の画素の第１輝度の第１合計値が、第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値との間にある場合に、前記撮像部から前記被写体の前記第１所定領域内の第１部分までの第１距離が、前記被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であると判定する距離判定部とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
簡易な構成で被写体までの距離を測定できる距離測定装置、及び、距離測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１の距離測定装置１００を含む画像処理装置２００の構成を示す図である。
【図２】カメラ１５０、光源１６０Ｌ、１６０Ｒ、及び被写体３００を上方から見た場合の位置関係を示す図である。
【図３】画像３０３の中における対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒを示す図である。
【図４】判定部１２０の回路構成を示す図である。
【図５】画像３０３の中における対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒ、３０２Ｕ、３０２Ｌを示す図である。
【図６】実施の形態の変形例を示す図である。
【図７】カメラ１５０からストリームデータ形式で判定部１２０を経て、画像処理部２１０に転送される画像データを転送経路を示す図である。
【図８】実施の形態２の距離測定装置１００Ａを含む画像処理装置２００Ａの構成を示す図である。
【図９】制御部１１０Ａ及び判定部１２０Ａが実行する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の距離測定装置、及び、距離測定方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１２】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の距離測定装置１００を含む画像処理装置２００の構成を示す図である。
【００１３】
画像処理装置２００は、距離測定装置１００と、画像処理部２１０とを含む。
【００１４】
距離測定装置１００は、制御部１１０、判定部１２０、カメラ１５０、及び光源１６０Ｌ、１６０Ｒを含む。距離測定装置１００は、光源１６０Ｌ、１６０Ｒが被写体に照射する光をカメラ１５０で撮影し、カメラ１５０から出力される画像データを用いて、カメラ１５０から被写体までの距離を測定する装置である。
【００１５】
なお、距離測定装置１００のカメラ１５０が取得する画像データは、画像処理部２１０によって所定の画像処理が行われる。このため、距離測定装置１００を、画像を取得し、画像を処理する装置として捉えてもよい。
【００１６】
画像処理装置２００は、例えば、ごく限られた小容量のバッテリの電力で駆動される。このため、画像処理装置２００は、ビューファインダを備えず、焦点を調整する機能も備えない。また、画像処理装置２００は、焦点を厳密に合わせなくても、被写体の情報を画像処理部２１０で読み取れるような用途を想定したものである。換言すれば、距離測定装置１００が測定する距離は、ある程度の許容範囲に収まればよく、距離測定の精度よりも、距離測定装置１００の簡易性が重視されている。
【００１７】
このような距離測定装置１００及び画像処理装置２００は、例えば、ウェアラブル機器として用いることができるものである。ウェアラブル機器とは、直接的又は間接的に身につけて持ち歩くことができる機器であり、バッテリから供給される電力によって駆動される。
【００１８】
ウェアラブル機器には、小型化、省電力化が要求される。また、被写体は、例えば、バーコードのように所定の情報が書き込まれたタグのようなものを想定している。バーコードは、１次元又は２次元のいずれの形式であってもよい。
【００１９】
なお、距離測定装置１００及び画像処理装置２００は、上述のような用途に限定されるものではないが、ここでは、一例として上述したような用途に合わせたものとして説明する。
【００２０】
制御部１１０は、距離測定装置１００の内部における制御処理を統括する主制御部である。また、制御部１１０は、画像処理部２１０の制御処理も統括する。このため、制御部１１０は、画像処理装置２００の主制御部として捉えてもよい。制御部１１０は、判定部１２０、光源１６０Ｌ、１６０Ｒ、及び画像処理部２１０に制御信号を出力する。
【００２１】
判定部１２０は、距離判定部１３０と傾斜判定部１４０を含む。判定部１２０は、カメラ１５０から出力される画像データを用いて、カメラ１５０から被写体までの距離が、被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であるかどうかを判定するとともに、カメラ１５０の画角の中心軸の被写体に対する傾きが許容範囲内であるかどうかを判定する。判定部１２０が出力する判定結果を表す信号は、制御部１１０に入力される。
【００２２】
距離判定部１３０は、カメラ１５０から被写体までの距離が、被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であるかどうかを判定する。
【００２３】
傾斜判定部１４０は、カメラ１５０の画角の中心軸の被写体に対する傾きが許容範囲内であるかどうかを判定する。
【００２４】
なお、判定部１２０の詳細については、図４を用いて後述する。
【００２５】
カメラ１５０は、カラー画像又は白黒の画像を取得できるデジタルカメラであればよい。カメラ１５０の画素数は、用途に応じて設定すればよいが、ここでは、一例として、３２０（横）×２４０（縦）の７６８００画素のものを用いる形態について説明する。カメラ１５０は、取得した画像を表す画像データを判定部１２０に出力する。
【００２６】
光源１６０Ｌ、１６０Ｒは、カメラ１５０に対して、所定の相対位置を保つように配置されている。光源１６０Ｌはカメラ１５０の左側に配置されており、光源１６０Ｒはカメラ１５０の右側に配置されている。なお、カメラ１５０の左とは、カメラ１５０から被写体を見る方向において、カメラ１５０の左側であることをいう。カメラ１５０の右とは、カメラ１５０から被写体を見る方向において、カメラ１５０の右側であることをいう。
【００２７】
光源１６０Ｌ、１６０Ｒは、カメラ１５０が撮影する方向に存在する被写体に光を照射する。光源１６０Ｌ、１６０Ｒとしては、ビーム径の広がりが比較的少ない光源が好ましく、ここでは、一例として、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)を用いる。光源１６０Ｌ、１６０Ｒとして用いられるＬＥＤは、ビーム径が小さいレーザ光を出射する。
【００２８】
光源１６０Ｌ、１６０Ｒが出射するレーザ光のビーム径は、カメラ１５０の被写界深度の最も奥の位置に被写体がある場合において、光源１６０Ｌ、１６０Ｒが出射するレーザ光同士が重なり合わずに、かつ、所定の領域に収まるように設定される。
【００２９】
なお、カメラ１５０に対する光源１６０Ｌ、１６０Ｒの位置、及び、ビーム径については、図２を用いて後述する。
【００３０】
画像処理部２１０は、カメラ１５０から出力される画像データを入手する。図１には、カメラ１５０と画像処理部２１０との間に判定部１２０を示すが、カメラ１５０から出力される画像データは、判定部１２０と画像処理部２１０との両方に入力される。
【００３１】
画像処理部２１０は、判定部１２０によってカメラ１５０の焦点が所定の許容範囲内にあると判定されると、カメラ１５０から出力される画像データに対して所定の画像処理を行う。例えば、画像処理装置２００がバーコードリーダとして用いられる場合には、画像処理部２１０は、バーコードを読み取る画像処理を行う。画像処理部２１０が出力する画像処理結果を表す信号は、制御部１１０に入力される。
【００３２】
図２は、カメラ１５０、光源１６０Ｌ、１６０Ｒ、及び被写体３００を上方から見た場合の位置関係を示す図である。なお、ここでは、シート状の被写体３００を２箇所に置いた場合について説明するため、被写体３００を２個示す。また、説明の便宜上、シート状の被写体３００については、斜め上から見たように示す。
【００３３】
カメラ１５０の左側には光源１６０Ｌが配置されており、カメラ１５０の右側には光源１６０Ｒが配置されている。光源１６０Ｌ及び１６０Ｒは、カメラ１５０の水平方向の画角θ１の中心軸Ａ１を対称軸として、線対称な位置に配置される。
【００３４】
また、光源１６０Ｌ、１６０Ｒの光軸は、中心軸Ａ１と平行である。なお、画角θ１の中心軸Ａ１は、カメラ１５０の撮像方向における中心軸でもある。光源１６０Ｌ、１６０Ｒは、上述のような位置関係を満たすようにカメラ１５０に取り付けられている。
【００３５】
ここで、カメラ１５０の中心軸Ａ１に平行なＤ軸を定義する。Ｄ軸の原点は、カメラ１５０のレンズの中心であり、カメラ１５０に対して被写体がある方向をＤ軸の正方向とする。
【００３６】
カメラ１５０の被写界深度は、Ｄ１からＤ２（Ｄ１＜Ｄ２）の範囲であるとする。換言すれば、カメラ１５０からの距離ＤがＤ１≦Ｄ≦Ｄ２の範囲に被写体３００があれば、被写体３００の画像の焦点が合っているように見え、カメラ１５０が取得する画像の中で、被写体３００が結像し、はっきりと見えることになる。Ｄ１≦Ｄ≦Ｄ２で表される範囲は、被写体３００に焦点が合う所定範囲の一例である。
【００３７】
光源１６０Ｌ及び１６０Ｒは、上述のような位置関係を満たすようにカメラ１５０に取り付けられているため、光源１６０Ｌ及び１６０Ｒが出射する光は、被写体３００に照射される。
【００３８】
光源１６０Ｌ、１６０Ｒが出射するレーザ光のビーム径は、カメラ１５０からＤ１の距離の距離に被写体３００が存在する場合において、光源１６０Ｌ、１６０Ｒが出射するレーザ光同士が重なり合わずに、かつ、所定の領域３０１Ｌ、３０１Ｒに収まるように設定される。
【００３９】
また、光源１６０Ｌ、１６０Ｒが出射するレーザ光のビーム径は、カメラ１５０からＤ２の距離に被写体３００が存在する場合において、光源１６０Ｌ、１６０Ｒが出射するレーザ光同士が重なり合わずに、かつ、所定の領域３０１Ｌ、３０１Ｒに収まるように設定される。
【００４０】
領域３０１Ｌの水平方向の位置は、カメラ１５０の水平方向の画角θ１の中で固定されており、領域３０１Ｌの垂直方向の位置は、カメラ１５０の垂直方向の画角の中で固定されている。同様に、領域３０１Ｒの水平方向の位置は、カメラ１５０の水平方向の画角θ１の中で固定されており、領域３０１Ｒの垂直方向の位置は、カメラ１５０の垂直方向の画角の中で固定されている。領域３０１Ｌは、第１所定領域の一例であり、領域３０１Ｒは、第２所定領域の一例である。
【００４１】
図２には、距離Ｄ１とＤ２に被写体３００があるときに、カメラ１５０によって取得される画像の中における照射領域１６０Ｌ１、１６０Ｒ１を示す。カメラ１５０によって取得される画像の中では、領域３０１Ｌ、３０１Ｒにそれぞれ対応する対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒの中に、照射領域１６０Ｌ１、１６０Ｒ１が含まれることになる。
【００４２】
距離Ｄ１に被写体３００があるときの画像の中における照射領域１６０Ｌ１、１６０Ｒ１に含まれる照射領域１６０Ｌ１、１６０Ｒ１は、距離Ｄ２に被写体３００があるときの画像の中における照射領域１６０Ｌ１、１６０Ｒ１に含まれる照射領域１６０Ｌ１、１６０Ｒ１よりも大きくなる。距離Ｄ１に被写体３００があるときの方が、距離Ｄ２に被写体３００があるときよりも、被写体３００がカメラ１５０に近いからである。
【００４３】
図３は、画像３０３の中における対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒを示す図である。
【００４４】
画像３０３については、横方向（水平方向）にＸ軸を取り、縦方向（垂直方向）にＹ軸を取る。画像３０３の左上の頂点に位置する画素の座標を（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）とし、右方向をＸ軸の正方向、下方向をＹ軸の正方向とする。Ｘ軸方向に列が配列され、Ｙ軸方向に行が配列される。
【００４５】
ここでは、一例として、カメラ１５０の画素数は、３２０（横）×２４０（縦）の７６８００画素であるため、画像３０３のＸ軸方向には３２０個の画素が配列され、画像３０３のＹ軸方向には２４０個の画素が配列される。
【００４６】
上述のように、領域３０１Ｌ、３０１Ｒの画角の中における位置は決まっているため、画像３０３の中における対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒの位置は決まっている。ここでは、一例として、領域３０１Ｌは、４つの頂点の座標が（８０，１０８）、（１１１，１０８）、（８０，１３１）、（１１１，１３１）の長方形状の領域である。また、領域３０１Ｒは、４つの頂点の座標が（２０８，１０８）、（２３９，１０８）、（２０８，１３１）、（２３９，１３１）の長方形状の領域である。
【００４７】
このように、領域３０１Ｌ、３０１Ｒは、ともに、Ｘ軸方向に３２画素、Ｙ軸方向に２４画素が配置される領域である。
【００４８】
画像３０３の輝度を読み取る際には、座標が（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）の左上の頂点に位置する画素から、Ｘ軸方向に画素を１つずつ選択し、座標が（Ｘ，Ｙ）＝（３１９，０）の右上の頂点に位置する画素に辿り着くと、１行下の座標が（Ｘ，Ｙ）＝（０，１）の画素からＸ軸方向に画素を１つずつ選択する。このように各行の画素を選択しながら、最終的に座標が（Ｘ，Ｙ）＝（３１９，２３９）の右下の頂点に位置する画素まで走査する。各画素から読み出される画像データは、ストリームデータとして読み出される。
【００４９】
図４は、判定部１２０の回路構成を示す図である。
【００５０】
判定部１２０は、入力端子１２１Ａ、１２１Ｂ、出力端子１２２、画素数カウンタ１３１Ａ、座標計算部１３１Ｂ、レジスタ１３２Ｌ、１３２Ｒ、比較部１３３Ｌ１、１３３Ｌ２、１３３Ｌ３、１３３Ｌ４、比較部１３３Ｒ１、１３３Ｒ２、１３３Ｒ３、１３３Ｒ４を含む。
【００５１】
判定部１２０は、さらに、ＡＮＤ回路１３４Ｌ、１３４Ｒ、輝度閾値レジスタ１３５、比較部１３６Ｌ，１３６Ｒ、カウンタ１３７Ｌ、１３７Ｒ、レジスタ１３８ＬＵ、１３８ＬＬ、１３８ＲＵ、１３８ＲＬ、及び比較部１３９ＬＵ、１３９ＬＬ、１３９ＲＵ、１３９ＲＬを含む。
【００５２】
判定部１２０は、さらに、減算器１４１、レジスタ１４２、比較部１４３、ＡＮＤ回路１４４、及びカウンタ１４５を含む。このような判定部１２０は、例えば、組み合わせ回路で実現される。
【００５３】
入力端子１２１Ａは、カメラ１５０（図１参照）から画像データが判定部１２０に入力される端子である。入力端子１２１Ｂは、画像の同期信号が入力される端子である。同期信号は、例えば、水平同期信号ＶＳＹＮＣ（リセット：１フレーム）とＨＲＥＦ信号である。
【００５４】
出力端子１２２は、判定部１２０が判定結果を制御部１１０（図１参照）に出力する端子である。判定結果は、カメラ１５０から被写体３００（図2参照）までの距離Ｄが、被写体３００に焦点が合う所定範囲に入っているかどうかについての判定結果を表す。
【００５５】
画素数カウンタ１３１Ａの入力端子は、入力端子１２１Ｂに接続されており、画素数カウンタ１３１Ａの出力端子は、座標計算部１３１Ｂの入力端子と、カウンタ１４５の入力端子とに接続されている。
【００５６】
画素数カウンタ１３１Ａは、入力端子１２１Ｂから入力される画像の同期信号のＨＲＥＦ信号のＨレベルのパルスをカウントし、図３に示す画像３０３の座標が（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）の画素から順番に読み出す画素の数をカウントする。
【００５７】
画素数カウンタ１３１Ａは、同期信号のＨＲＥＦ信号のＨレベルのパルスをカウントし、画像３０３（図３参照）の左上の頂点に位置する画素（（０，０）の画素）を１番目の画素として、何番目の画素の画像データを読み出しているかをカウントする。ＨＲＥＦ信号は、画素が変わる度にＨ(High)レベルに遷移する。
【００５８】
画素数カウンタ１３１Ａのカウント値は、画像３０３（図３参照）の右下の頂点に位置する画素（（３１９，２３９）の画素）を読み出して、１フレーム分の画像データの読み出しが終了すると、水平同期信号ＶＳＹＮＣのＨ(High)レベルの信号に応じて、リセットされる。
【００５９】
座標計算部１３１Ｂの入力端子は、画素数カウンタ１３１Ａの出力端子に接続されており、座標計算部１３１Ｂの出力端子は、比較部１３３Ｌ１、１３３Ｌ２、１３３Ｌ３、１３３Ｌ４、１３３Ｒ１、１３３Ｒ２、１３３Ｒ３、１３３Ｒ４の一方の入力端子（図中下側の入力端子）に接続されている。
【００６０】
座標計算部１３１Ｂは、画素数カウンタ１３１Ａから出力されるカウント値に基づいて、画像データを読み出している画素の座標を計算する。座標計算部１３１Ｂは、画素の座標を表すデータを比較部１３３Ｌ１、１３３Ｌ２、１３３Ｌ３、１３３Ｌ４、１３３Ｒ１、１３３Ｒ２、１３３Ｒ３、１３３Ｒ４の一方の入力端子に出力する。
【００６１】
レジスタ１３２Ｌは、４つの記憶領域を有しており、画像３０３の対応領域３０２Ｌの左右の上限値、左右の下限値、上下の上限値、上下の下限値を保持している。ここで、上限値、下限値は、座標の値の上限と下限である。
【００６２】
このため、対応領域３０２Ｌの左右の上限値はＸ＝１１１、左右の下限値はＸ＝８０、上下の上限値はＹ＝１３１、上下の下限値はＹ＝１０８である。レジスタ１３２Ｌは、左右の上限値、左右の下限値、上下の上限値、上下の下限値を、それぞれ、比較部１３３Ｌ１、１３３Ｌ２、１３３Ｌ３、１３３Ｌ４の他方の入力端子（図中上側の入力端子）に出力する。
【００６３】
レジスタ１３２Ｒは、４つの記憶領域を有しており、画像３０３の対応領域３０２Ｌの左右の上限値、左右の下限値、上下の上限値、上下の下限値を保持している。対応領域３０２Ｒの左右の上限値はＸ＝２３９、左右の下限値はＸ＝２０８、上下の上限値はＹ＝１３１、上下の下限値はＹ＝１０８である。
【００６４】
レジスタ１３２Ｒは、左右の上限値、左右の下限値、上下の上限値、上下の下限値を、それぞれ、比較部１３３Ｒ１、１３３Ｒ２、１３３Ｒ３、１３３Ｒ４の他方の入力端子（図中上側の入力端子）に出力する。
【００６５】
比較部１３３Ｌ１、１３３Ｌ２、１３３Ｌ３、１３３Ｌ４は、画像データを読み出している画素が、対応領域３０２Ｌの内部であるかどうかを判定するために用いられる。比較部１３３Ｌ１、１３３Ｌ２、１３３Ｌ３、１３３Ｌ４は、それぞれ、コンパレータによって実現される。
【００６６】
比較部１３３Ｌ１は、対応領域３０２Ｌの左右の上限値と、座標計算部１３１Ｂの画素の座標のＸ座標とを比較し、Ｘ座標が左右の上限値以下であればＨ(High)レベルの出力信号を出力し、Ｘ座標が左右の上限値よりも大きければＬ(Low)レベルの出力信号を出力する。
【００６７】
比較部１３３Ｌ２は、対応領域３０２Ｌの左右の下限値と、座標計算部１３１Ｂの画素の座標のＸ座標とを比較し、Ｘ座標が左右の下限値以上であればＨ(High)レベルの出力信号を出力し、Ｘ座標が左右の下限値よりも小さければＬ(Low)レベルの出力信号を出力する。
【００６８】
比較部１３３Ｌ３は、対応領域３０２Ｌの上下の上限値と、座標計算部１３１Ｂの画素の座標のＹ座標とを比較し、Ｙ座標が上下の上限値以下であればＨ(High)レベルの出力信号を出力し、Ｙ座標が上下の上限値よりも大きければＬ(Low)レベルの出力信号を出力する。
【００６９】
比較部１３３Ｌ４は、対応領域３０２Ｌの上下の下限値と、座標計算部１３１Ｂの画素の座標のＹ座標とを比較し、Ｙ座標が上下の下限値以上であればＨ(High)レベルの出力信号を出力し、Ｙ座標が上下の下限値よりも小さければＬ(Low)レベルの出力信号を出力する。
【００７０】
比較部１３３Ｒ１、１３３Ｒ２、１３３Ｒ３、１３３Ｒ４は、画像データを読み出している画素が、対応領域３０２Ｒの内部であるかどうかを判定するために用いられる。比較部１３３Ｒ１、１３３Ｒ２、１３３Ｒ３、１３３Ｒ４は、それぞれ、コンパレータによって実現される。
【００７１】
比較部１３３Ｒ１は、対応領域３０２Ｒの左右の上限値と、座標計算部１３１Ｂの画素の座標のＸ座標とを比較し、Ｘ座標が左右の上限値以下であればＨ(High)レベルの出力信号を出力し、Ｘ座標が左右の上限値よりも大きければＬ(Low)レベルの出力信号を出力する。
【００７２】
比較部１３３Ｒ２は、対応領域３０２Ｒの左右の下限値と、座標計算部１３１Ｂの画素の座標のＸ座標とを比較し、Ｘ座標が左右の下限値以上であればＨ(High)レベルの出力信号を出力し、Ｘ座標が左右の下限値よりも小さければＬ(Low)レベルの出力信号を出力する。
【００７３】
比較部１３３Ｒ３は、対応領域３０２Ｒの上下の上限値と、座標計算部１３１Ｂの画素の座標のＹ座標とを比較し、Ｙ座標が上下の上限値以下であればＨ(High)レベルの出力信号を出力し、Ｙ座標が上下の上限値よりも大きければＬ(Low)レベルの出力信号を出力する。
【００７４】
比較部１３３Ｒ４は、対応領域３０２Ｒの上下の下限値と、座標計算部１３１Ｂの画素の座標のＹ座標とを比較し、Ｙ座標が上下の下限値以上であればＨ(High)レベルの出力信号を出力し、Ｙ座標が上下の下限値よりも小さければＬ(Low)レベルの出力信号を出力する。
【００７５】
ＡＮＤ回路１３４Ｌは、４つの入力端子と１つの出力端子を有し、論理積（ＡＮＤ）を演算する回路である。４つの入力端子は、それぞれ、比較部１３３Ｌ１、１３３Ｌ２、１３３Ｌ３、１３３Ｌ４の出力端子に接続されている。出力端子は、比較部１３６Ｌの制御端子に接続されている。
【００７６】
ＡＮＤ回路１３４Ｌは、比較部１３３Ｌ１、１３３Ｌ２、１３３Ｌ３、１３３Ｌ４の出力がすべてＨレベルである場合に、Ｈレベルの信号Ｗ１を比較部１３６Ｌの制御端子と、カウンタ１３７Ｌの制御端子とに出力する。
【００７７】
すなわち、ＡＮＤ回路１３４Ｌは、画像データを読み出している画素が対応領域３０２Ｌに含まれる場合に、Ｈレベルの信号Ｗ１を比較部１３６Ｌの制御端子に出力する。
【００７８】
ＡＮＤ回路１３４Ｒは、４つの入力端子と１つの出力端子を有し、論理積（ＡＮＤ）を演算する回路である。４つの入力端子は、それぞれ、比較部１３３Ｒ１、１３３Ｒ２、１３３Ｒ３、１３３Ｒ４の出力端子に接続されている。出力端子は、比較部１３６Ｒの制御端子に接続されている。
【００７９】
ＡＮＤ回路１３４Ｒは、比較部１３３Ｒ１、１３３Ｒ２、１３３Ｒ３、１３３Ｒ４の出力がすべてＨレベルである場合に、Ｈレベルの信号Ｗ２を比較部１３６Ｒの制御端子と、カウンタ１３７Ｒの制御端子とに出力する。
【００８０】
すなわち、ＡＮＤ回路１３４Ｒは、画像データを読み出している画素が対応領域３０２Ｒに含まれる場合に、Ｈレベルの信号Ｗ２を比較部１３６Ｒの制御端子に出力する。
【００８１】
輝度閾値レジスタ１３５は、画像データの輝度を２値化する際に用いる輝度の閾値を保持するレジスタである。輝度閾値レジスタ１３５は、輝度の閾値を比較部１３６Ｌ，１３６Ｒの一方の入力端子（図中の下側の入力端子）に出力する。例えば、輝度を８ビットで２５６階調（レベル０〜レベル２５５）で表す場合には、輝度の閾値を１２７に設定すればよい。
【００８２】
比較部１３６Ｌは、一方の入力端子が輝度閾値レジスタ１３５の出力端子に接続されており、他方の入力端子が入力端子１２１Ａに接続されている。また、比較部１３６Ｌの制御端子は、ＡＮＤ回路１３４Ｌの出力端子に接続されている。比較部１３６Ｌは、例えば、コンパレータによって実現される。
【００８３】
比較部１３６Ｌは、ＡＮＤ回路１３４Ｌから制御端子にＨレベルの信号Ｗ１が入力される場合に、入力端子１２１Ａから入力される画像データの輝度が、輝度閾値レジスタ１３５から入力される輝度の閾値よりも高ければＨレベルの信号を出力し、画像データの輝度が輝度の閾値以下であればＬレベルの信号を出力する。
【００８４】
比較部１３６Ｒは、一方の入力端子が輝度閾値レジスタ１３５の出力端子に接続されており、他方の入力端子が入力端子１２１Ａに接続されている。また、比較部１３６Ｒの制御端子は、ＡＮＤ回路１３４Ｒの出力端子に接続されている。比較部１３６Ｒは、例えば、コンパレータによって実現される。
【００８５】
比較部１３６Ｒは、ＡＮＤ回路１３４Ｒから制御端子にＨレベルの信号Ｗ２が入力される場合に、入力端子１２１Ａから入力される画像データの輝度が、輝度閾値レジスタ１３５から入力される輝度の閾値よりも高ければＨレベルの信号を出力し、画像データの輝度が輝度の閾値以下であればＬレベルの信号を出力する。
【００８６】
カウンタ１３７Ｌは、入力端子が比較部１３６Ｌの出力端子に接続されており、出力端子が比較部１３９ＬＵ、１３９ＬＬ、及び減算器１４１のそれぞれの一方の入力端子に接続されている。また、カウンタ１３７Ｌの制御端子は、ＡＮＤ回路１３４Ｌの出力端子に接続されている。
【００８７】
カウンタ１３７Ｌは、ＡＮＤ回路１３４Ｌから入力される信号Ｗ１がＨレベルになると、比較部１３６Ｌの出力端子から入力される信号をカウントする。カウンタ１３７Ｌは、比較部１３６Ｌの出力端子から入力される信号がＨレベルであれば、カウント値をインクリメントし、比較部１３６Ｌの出力端子から入力される信号がＬレベルであれば、０（ゼロ）を加算する。
【００８８】
カウンタ１３７Ｌは、比較部１３６Ｌで２値化された輝度のＨレベルをカウントするので、カウント値が大きいほど対応領域３０２Ｌの輝度が高いことを表し、カウント値が小さいほど対応領域３０２Ｌの輝度が低いことを表す。
【００８９】
対応領域３０２Ｌの輝度が高いことは、被写体３００がカメラ１５０に近いことを表し、対応領域３０２Ｌの輝度が低いことは、被写体３００がカメラ１５０から遠いことを表す。
【００９０】
カウンタ１３７Ｒは、入力端子が比較部１３６Ｒの出力端子に接続されており、出力端子が比較部１３９ＲＵ、１３９ＲＲ、及び減算器１４１のそれぞれの一方の入力端子に接続されている。また、カウンタ１３７Ｒの制御端子は、ＡＮＤ回路１３４Ｒの出力端子に接続されている。
【００９１】
カウンタ１３７Ｒは、ＡＮＤ回路１３４Ｒから入力される信号Ｗ２がＨレベルになると、比較部１３６Ｒの出力端子から入力される信号をカウントする。カウンタ１３７Ｒは、比較部１３６Ｒの出力端子から入力される信号がＨレベルであれば、カウント値をインクリメントし、比較部１３６Ｒの出力端子から入力される信号がＬレベルであれば、０（ゼロ）を加算する。
【００９２】
カウンタ１３７Ｒは、比較部１３６Ｒで２値化された輝度のＨレベルをカウントするので、カウント値が大きいほど対応領域３０２Ｒの輝度が高いことを表し、カウント値が小さいほど対応領域３０２Ｒの輝度が低いことを表す。
【００９３】
対応領域３０２Ｒの輝度が高いことは、被写体３００がカメラ１５０に近いことを表し、対応領域３０２Ｒの輝度が低いことは、被写体３００がカメラ１５０から遠いことを表す。
【００９４】
レジスタ１３８ＬＵ、１３８ＬＬは、それぞれ、カウンタ１３７Ｌのカウント値の上限閾値、下限閾値を保持する。レジスタ１３８ＬＵ、１３８ＬＬは、それぞれ、カウント値の上限閾値、下限閾値を、比較部１３９ＬＵ、１３９ＬＬの一方の入力端子（図中上側の入力端子）に入力する。
【００９５】
カウント値の上限閾値は、カメラ１５０の焦点が合う範囲の最も手前（被写界深度が最も浅い位置）よりも被写体３００の位置が手前にあるか、奥側（焦点が合う範囲の側）にあるかを判定する際に用いられる値である。焦点が合う範囲の最も手前（被写界深度が最も浅い位置）は、図２に示す距離Ｄ１の位置である。
【００９６】
また、カウント値の下限閾値は、カメラ１５０の焦点が合う範囲の最も奥（被写界深度が最も深い位置）よりも被写体３００の位置が手前（焦点が合う範囲の側）にあるか、奥側にあるかを判定する際に用いられる値である。焦点が合う範囲の最も奥（被写界深度が最も深い位置）は、図２に示す距離Ｄ２の位置である。
【００９７】
このようなカウント値の上限閾値と下限閾値は、実際に被写体３００を図２に示す距離Ｄ１と距離Ｄ２の位置に配置して、光源１６０Ｌ、１６０Ｒで被写体３００にレーザ光を照射した状態で、カメラ１５０で撮影することによって決定すればよい。
【００９８】
レジスタ１３８ＲＵ、１３８ＲＬは、それぞれ、カウンタ１３７Ｒのカウント値の上限閾値、下限閾値を保持する。レジスタ１３８ＲＵ、１３８ＲＬは、それぞれ、カウント値の上限閾値、下限閾値を、比較部１３９ＲＵ、１３９ＲＬの一方の入力端子（図中下側の入力端子）に入力する。
【００９９】
カウント値の上限閾値及び下限閾値は、レジスタ１３８ＬＵ、１３８ＬＬが保持するカウント値の上限閾値及び下限閾値と同じである。
【０１００】
比較部１３９ＬＵ、１３９ＬＬは、それぞれ、一方の入力端子（図中上側の入力端子）がレジスタ１３８ＬＵ、１３８ＬＬの出力端子に接続され、他方の入力端子（図中下側の入力端子）がカウンタ１３７Ｌの出力端子に接続される。比較部１３９ＬＵ、１３９ＬＬは、例えば、コンパレータによって実現される。
【０１０１】
比較部１３９ＬＵは、レジスタ１３８ＬＵから入力されるカウント値の上限閾値と、カウント値とを比較し、カウント値が上限閾値以下であればＨレベルの信号を出力し、カウント値が上限閾値よりも大きければＬレベルの信号を出力する。
【０１０２】
比較部１３９ＬＬは、レジスタ１３８ＬＬから入力されるカウント値の下限閾値と、カウント値とを比較し、カウント値が下限閾値以上であればＨレベルの信号を出力し、カウント値が下限閾値よりも小さければＬレベルの信号を出力する。
【０１０３】
比較部１３９ＲＵ、１３９ＲＬは、それぞれ、一方の入力端子（図中下側の入力端子）がレジスタ１３８ＲＵ、１３８ＲＬの出力端子に接続され、他方の入力端子（図中上側の入力端子）がカウンタ１３７Ｒの出力端子に接続される。比較部１３９ＲＵ、１３９ＲＬは、例えば、コンパレータによって実現される。
【０１０４】
比較部１３９ＲＵは、レジスタ１３８ＲＵから入力されるカウント値の上限閾値と、カウント値とを比較し、カウント値が上限閾値以下であればＨレベルの信号を出力し、カウント値が上限閾値よりも大きければＬレベルの信号を出力する。
【０１０５】
比較部１３９ＲＬは、レジスタ１３８ＲＬから入力されるカウント値の下限閾値と、カウント値とを比較し、カウント値が下限閾値以上であればＨレベルの信号を出力し、カウント値が下限閾値よりも小さければＬレベルの信号を出力する。
【０１０６】
減算器１４１は、一方の入力端子（図中上側の入力端子）がカウンタ１３７Ｌの出力端子に接続され、他方の入力端子（図中下側の入力端子）がカウンタ１３７Ｒの出力端子に接続される。減算器１４１の出力端子は、比較器１４３Ｕの一方の入力端子（図中上側の入力端子）に接続される。
【０１０７】
減算器１４１は、カウンタ１３７Ｌのカウント値と、カウンタ１３７Ｒのカウント値との差分の絶対値を演算して出力する。カウンタ１３７Ｌのカウント値と、カウンタ１３７Ｒのカウント値との差分は、カメラ１５０の中心軸Ａ１の被写体３００に対する水平方向の傾斜を表す。
【０１０８】
例えば、カウンタ１３７Ｌのカウント値が、カウンタ１３７Ｒのカウント値よりも大きければ、中心軸Ａ１は左側に傾いていて、光源１６０Ｌの方が光源１６０Ｒよりも被写体３００に近くなっている。
【０１０９】
また、カウンタ１３７Ｌのカウント値が、カウンタ１３７Ｒのカウント値よりも小さければ、中心軸Ａ１は右側に傾いていて、光源１６０Ｒの方が光源１６０Ｌよりも被写体３００に近くなっている。
【０１１０】
なお、カウンタ１３７Ｌのカウント値と、カウンタ１３７Ｒのカウント値とが等しく、差分がゼロである場合は、中心軸Ａ１は傾いておらず、光源１６０Ｌと光源１６０Ｒの被写体３００に対する距離は等しい。
【０１１１】
レジスタ１４２は、減算器１４１が出力する差分の絶対値の比較用の閾値（差分の閾値）を保持する。差分の絶対値が差分の閾値以下であることは、カメラ１５０の中心軸Ａ１の傾斜が許容範囲内にあることを意味する。なお、差分の閾値の具体的な値は、カメラ１５０を用いた実験等で求めればよい。
【０１１２】
比較部１４３は、一方の入力端子（図中上側の入力端子）が減算器１４１の出力端子に接続されており、他方の入力端子（図中下側の入力端子）がレジスタ１４２の出力端子に接続されている。また、比較部１４３の制御端子には、カウンタ１４５の出力端子が接続されている。カウンタ１４５は、画素数カウンタ１３１Ａが画像３０３（図３参照）のすべての画素をカウントし終えると、Ｈレベルのパルス信号を比較部１４３の制御端子に出力する。
【０１１３】
比較部１４３は、カウンタ１４５から制御端子にＨレベルのパルス信号が入力されると、減算器１４１から入力される差分の絶対値と、レジスタ１４２から入力される差分の閾値とを比較し、差分の絶対値が差分の閾値以下であればＨレベルの信号を出力する。比較部１４３は、差分の絶対値が差分の閾値よりも大きければＬレベルの信号を出力する。比較部１４３は、例えば、コンパレータによって実現される。
【０１１４】
差分の絶対値が差分の閾値以下であることは、カメラ１５０の中心軸Ａ１の傾斜が許容範囲内にあることを意味する。
【０１１５】
ＡＮＤ回路１４４は、５つの入力端子と、１つの出力端子とを有する。５つの入力端子は、比較部１３９ＬＵ、１３９ＬＬ、１３９ＲＵ、１３９ＲＬ、及び比較部１４３の出力端子に接続されている。ＡＮＤ回路１４４の出力端子は、出力端子１２２に接続されている。
【０１１６】
ＡＮＤ回路１４４は、比較部１３９ＬＵ、１３９ＬＬ、１３９ＲＵ、１３９ＲＬ、及び比較部１４３の出力端子から出力される５つの信号がすべてＨレベルのときに、Ｈレベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路１４４は、５つの信号のうちのいずれか１つでもＨレベルではないときには、Ｌレベルの信号を出力する。
【０１１７】
カウンタ１４５は、画素数カウンタ１３１Ａから出力されるカウント値をカウントし、カウント値が所定の数値に達すると、Ｈレベルのパルス信号を比較部１４３の制御端子に出力する。カウンタ１４５の所定の数値は、７６８００に設定すればよい。図３に示す２４０行×３２０列の画像３０３の画素を座標が（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）の画素から（Ｘ，Ｙ）＝（３１９，２３９）の画素までを数えると、カウンタ１４５のカウント値は７６８００に到達する。
【０１１８】
また、カウンタ１４５は、画像３０３の画素を座標が（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）の画素から（Ｘ，Ｙ）＝（２３９，１３１）の画素までを数えたときに、Ｈレベルのパルス信号を比較部１４３の制御端子に出力するようにしてもよい。この場合は、対応領域３０２Ｌをすべてカウントした後に、対応領域３０２Ｒの右下の頂点の画素（（２３９，１３１）の画素）までカウントしたときにＨレベルのパルス信号を出力できるため、処理速度を速くすることができる。
【０１１９】
以上のような判定部１２０がＨレベルの信号を出力する条件は、次の通りである。
【０１２０】
対応領域３０２Ｌのすべての画素の輝度の合計値（カウント値）がレジスタ１３８ＬＵと１３８ＬＬが保持する上限閾値と下限閾値の間にあること。
【０１２１】
対応領域３０２Ｒのすべての画素の輝度の合計値（カウント値）がレジスタ１３８ＲＵと１３８ＲＬが保持する上限閾値と下限閾値の間にあること。
【０１２２】
対応領域３０２Ｌのすべての画素の輝度の合計値と、対応領域３０２Ｒのすべての画素の輝度の合計値との差分の絶対値が、レジスタ１４２が保持する差分の閾値以下であること。
【０１２３】
これらの条件が満たされた場合に、判定部１２０は、被写体３００が焦点の合う所定の範囲内にあり、かつ、カメラ１５０の中心軸Ａ１の傾斜が許容範囲内であると判定して、Ｈレベルの信号を出力端子１２２から出力する。判定部１２０が出力端子１２２から出力する信号は、判定部１２０の判定結果を表す。
【０１２４】
判定結果を表す信号は、制御部１１０（図１参照）に出力される。制御部１１０は、判定結果を表す信号がＨレベルである場合に、画像処理部２１０に画像データの画像処理を行わせる。
【０１２５】
画像処理部２１０が画像データの画像処理を行って得られたデータ（画像処理結果を表す信号）は、画像処理部２１０から制御部１１０に入力される。例えば、被写体３００がバーコードのタグである場合には、画像処理部２１０によってバーコードの内容が読み取られ、バーコードの内容を表すデータが画像処理部２１０から制御部１１０に入力される。
【０１２６】
実施の形態１によれば、対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒの輝度を求める際に、対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒに含まれる各画素の輝度を比較部１３６Ｌ，１３６Ｒで２値化し、２値化された各画素の輝度の合計値をカウンタ１３７Ｌ、１３７Ｒで求める。
【０１２７】
また、カウンタ１３７Ｌ、１３７Ｒで求めた対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒの輝度が、レジスタ１３８ＬＵ、１３８ＬＬ、１３８ＲＵ、１３８ＲＬに保持される上限閾値と下限閾値との間の所定の範囲に含まれるかどうかで、カメラ１５０から被写体３００までの距離が焦点の合う所定範囲内であるかどうかを判定する。
【０１２８】
従って、簡易な構成で被写体３００までの距離を測定できる距離測定装置１００を提供することができる。
【０１２９】
ここで、距離測定装置１００による距離の測定とは、カメラ１５０から被写体３００までの距離を具体的な数値で求めるのではなく、被写体３００が焦点の合う所定範囲内にあるかどうかを判定することによって実現されるものである。
【０１３０】
焦点の合う所定範囲とは、カメラ１５０の被写界深度の手前側（浅い側）の境界と、奥側（深い側）の境界との間である。なお、焦点の合う所定範囲に余裕を持たせてもよい。このような場合には、カメラ１５０の被写界深度の手前側（浅い側）の境界よりも少し奥側と、奥側（深い側）の境界よりも少し手前側との間を、焦点の合う所定範囲に設定すればよい。
【０１３１】
実施の形態１の距離測定装置１００は、ウェアラブル機器に実装することを想定して、カメラ１５０の焦点距離については、それほど高い精度を求めていない。このため、各画素の２値化した輝度の合計値が、焦点の合う所定範囲に対応する輝度の範囲内にあるかどうかで距離の測定（焦点が合っているかどうかの判定）を行っている。
【０１３２】
このような簡易な判定で距離の測定を実現しているため、図１、図２、及び図４に示すように、距離測定装置１００を簡易な構成で実現することができる。
【０１３３】
なお、以上では、カメラ１５０に２つの光源１６０Ｌ、１６０Ｒを取り付けて、水平方向における中心軸Ａ１（図２参照）の傾斜が許容範囲内であるかどうかを判定した。しかしながら、これに加えて、又は、これの代わりに、垂直方向における中心軸Ａ１の傾斜が許容範囲内にあるかどうかを判定してもよい。
【０１３４】
図５は、実施の形態１の第１変形例による画像３０３の中における対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒ、３０２Ｕ、３０２Ｌを示す図である。
【０１３５】
図５では、図３よりも簡略化して示すが、対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒは、図３に示すものと同様である。
【０１３６】
対応領域３０２Ｕ、３０２Ｌは、画像３０３のＸ軸方向における中央において、それぞれ、画像３０３の上側と下側に設定される領域である。対応領域３０２Ｕ、３０２Ｌは、カメラ１５０の上側、下側に配置される光源が被写体３００にレーザ光を照射する領域に、画像３０３の中で対応する領域である。
【０１３７】
図５では、一例として、対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒ、３０２Ｕ、３０２Ｌの中にそれぞれ生じる照射領域１６０Ｌ１、１６０Ｒ１、１６０Ｕ１、１６０Ｌ１の大きさが異なる。ここでは、照射領域１６０Ｌ１、１６０Ｒ１、１６０Ｕ１、１６０Ｌ１の２値化した輝度がＨレベルの画素は、それぞれ、４２０、４５０、６３０、１５０であったとする。
【０１３８】
このような場合に、照射領域１６０Ｌ１、１６０Ｒ１の輝度４２０、４５０の差分の絶対値は３０であり、一例として、水平方向の中心軸Ａ１の傾斜を判定する閾値（レジスタ１４２が保持する閾値）以下であることとする。この場合には、水平方向の中心軸Ａ１の傾斜は、許容範囲内である。
【０１３９】
一方、照射領域１６０Ｕ１、１６０Ｌ１の輝度６３０、１５０の差分の絶対値は４８０であり、一例として、垂直方向の中心軸Ａ１の傾斜を判定する閾値よりも大きかったとする。この場合には、垂直方向の中心軸Ａ１の傾斜は、許容範囲に収まっていないため、画像処理を行えなくなる。
【０１４０】
以上のように、カメラ１５０の左右に配置される光源１６０Ｌ、１６０Ｒに加えて、カメラ１５０の上側、下側に配置される光源を用いて、水平方向の中心軸Ａ１の傾斜を判定することに加えて、垂直方向の中心軸Ａ１の傾斜を判定してもよい。
【０１４１】
また、カメラ１５０の左右に配置される光源１６０Ｌ、１６０Ｒの代わりに、カメラ１５０の上側、下側に配置される光源を用いて、水平方向の中心軸Ａ１の傾斜を判定することの代わりに、垂直方向の中心軸Ａ１の傾斜を判定してもよい。
【０１４２】
なお、以上では、カメラ１５０の中心軸Ａ１の傾斜を判定する形態について説明したが、中心軸Ａ１の傾斜を判定せずに、カメラ１５０から被写体３００までの距離が、焦点の合う所定範囲内であるかどうかを判定するようにしてもよい。この場合には、カメラ１５０の左、右、上、及び下のいずれか１箇所に配置される１つの光源を用いて判定を行ってもよい。
【０１４３】
図６は、実施の形態１の第２変形例を示す図である。
【０１４４】
図６の左側には、対応領域３０２Ｌを簡略化して示す。ここでは、Ｘ軸方向に画素が１６個配列されており、Ｙ軸方向にも画素が１６個配列されている。すなわち、画素は１６行×１６列で配置されている。図６では、輝度の２値化を行う画素をグレーで示し、輝度の２値化を行わない画素を白で示す。
【０１４５】
このような場合に、対応領域３０２Ｌに含まれるすべての画素について輝度の２値化を行うのではなく、図６の右側に示すように、２行×２列の４個の画素毎に、１つの画素を選択し、選択した１つの画素について輝度の２値化を行ってもよい。換言すれば、２行×２列の４個の画素毎に、３つの画素を選択し、選択した３つの画素については輝度の２値化を行わなくてもよい。
【０１４６】
このようにすれば、輝度を２値化する画素を１／４に減らせるので、データ処理の負担が軽減され、レジスタ及びカウンタ等の容量を小さくすることにより、距離測定装置１００をさらに簡易化することも可能である。
【０１４７】
また、距離測定装置１００のデータ処理の負担を軽減するために、図７に示すような処理を行ってもよい。
【０１４８】
図７は、実施の形態１の第３変形例による、カメラ１５０からストリームデータ形式で判定部１２０を経て、画像処理部２１０に転送される画像データを転送経路を示す図である。図７において、横軸は時間を表し、縦軸は画像データの位置を示す。縦軸には、カメラ１５０、判定部１２０、及び画像処理部２１０を示す。
【０１４９】
図７では、一例として、カメラ１５０がフレーム１〜４の画像データを順次出力するとする。各フレームには、図３に示す２４０行×３２０列の７６８００画素分の画像データが含まれる。また、フレーム１〜４が連続していることは、カメラ１５０が４回連続で撮影を行ったことを表す。
【０１５０】
例えば、フレーム１の画像データに対して判定部１２０が距離の測定と傾斜の判定の処理を行い、その結果、輝度の差分の絶対値が閾値以下であると判定されて、画像処理を開始することになったとする。
【０１５１】
この場合には、フレーム２については判定部１２０で距離の測定と傾斜の判定の処理に示す判定処理を行わずに、画像データを画像処理部２１０に転送する。
【０１５２】
同様に、フレーム３の画像データに対して判定部１２０が距離の測定と傾斜の判定の処理を行い、その結果、輝度の差分の絶対値が閾値以下であると判定されて、画像処理を開始することになったとする。
【０１５３】
この場合には、フレーム４については判定部１２０で距離の測定と傾斜の判定の処理に示す判定処理を行わずに、画像データを画像処理部２１０に転送する。
【０１５４】
また、例えば、フレーム３の画像データに対して判定部１２０が距離の測定と傾斜の判定の処理を行い、その結果、輝度の差分の絶対値が閾値以下ではないと判定されて、画像処理を行わないことになったとする。
【０１５５】
この場合には、フレーム４の画像データは画像処理部２１０に転送しないこととする。
【０１５６】
このような処理を行うことにより、距離測定装置１００のデータ処理の負担を軽減してもよい。
【０１５７】
＜実施の形態２＞
図８は、実施の形態２の距離測定装置１００Ａを含む画像処理装置２００Ａの構成を示す図である。
【０１５８】
画像処理装置２００Ａは、距離測定装置１００Ａと、画像処理部２１０Ａとを含む。実施の形態２では、制御部１１０Ａ、判定部１２０Ａ、及び画像処理部２１０Ａが、１つのチップのマイクロコンピュータ５００によって実現されている。
【０１５９】
制御部１１０Ａ、判定部１２０Ａ、及び画像処理部２１０Ａの機能は、それぞれ、実施の形態１の制御部１１０、判定部１２０、及び画像処理部２１０と同様である。
【０１６０】
距離測定装置１００Ａは、制御部１１０Ａ、判定部１２０Ａ、カメラ１５０、及び光源１６０Ｌ、１６０Ｒを含む。距離測定装置１００Ａは、光源１６０Ｌ、１６０Ｒが被写体に照射する光をカメラ１５０で撮影し、カメラ１５０から出力される画像データを用いて、カメラ１５０から被写体までの距離を測定する装置である。
【０１６１】
なお、距離測定装置１００Ａのカメラ１５０が取得する画像データは、画像処理部２１０Ａによって所定の画像処理が行われる。このため、距離測定装置１００Ａを、画像を取得し、画像を処理する装置として捉えてもよい。
【０１６２】
制御部１１０Ａは、判定部１２０Ａ及び画像処理部２１０Ａの内部における制御処理を統括する主制御部である。
【０１６３】
判定部１２０Ａは、距離判定部１３０Ａ、傾斜判定部１４０Ａ、及びメモリ１２５Ａを含む。判定部１２０Ａは、カメラ１５０から出力される画像データを用いて、カメラ１５０から被写体までの距離が、被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であるかどうかを判定するとともに、カメラ１５０の画角の中心軸の被写体に対する傾きが許容範囲内であるかどうかを判定する。判定部１２０Ａが出力する判定結果を表す信号は、制御部１１０Ａに入力される。
【０１６４】
距離判定部１３０Ａは、カメラ１５０から被写体までの距離が、被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であるかどうかを判定する。
【０１６５】
傾斜判定部１４０Ａは、カメラ１５０の画角の中心軸の被写体に対する傾きが許容範囲内であるかどうかを判定する。
【０１６６】
距離判定部１３０Ａ及び傾斜判定部１４０Ａの機能は、実施の形態１の距離判定部１３０及び傾斜判定部１４０の機能と同様である。なお、実施の形態１において図４に示すレジスタ１３２Ｌ、１３２Ｒ、輝度閾値レジスタ１３５、レジスタ１３８ＬＵ、１３８ＬＬ、１３８ＲＵ、１３８ＲＬ、レジスタ１４２が保持する閾値は、メモリ１２５Ａに格納されている。
【０１６７】
次に、図９を用いて、制御部１１０Ａ及び判定部１２０Ａが実行する処理について説明する。
【０１６８】
図９は、制御部１１０Ａ及び判定部１２０Ａが実行する処理を示すフローチャートである。
【０１６９】
判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、処理を開始すると（スタート）、まず、カウンタを初期化する（ステップＳ１）。ここで初期化するカウンタは、実施の形態１の画素数カウンタ１３１Ａと、カウンタ１３７Ｌ、１３７Ｒに対応する判定部１２０Ａの内部のカウンタである。これにより、実施の形態１の画素数カウンタ１３１Ａと、カウンタ１３７Ｌ、１３７Ｒに対応する判定部１２０Ａの内部のカウンタの各カウント値は、ゼロにリセットされる。
【０１７０】
判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、カメラ１５０に画素の画像データを入力させる（ステップＳ２）。ステップＳ２では、画像データがカメラ１５０から判定部１２０Ａにストリームデータ形式で入力されるため、判定部１２０Ａは、各画素の画像データをフローを繰り返しながら順番に処理する。
【０１７１】
カメラ１５０は、図３に示す座標が（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）の画素から順番に画像データを読み出し、ステップＳ２〜Ｓ６の処理を繰り返し実行することにより、（Ｘ，Ｙ）＝（３１９，２３９）の画素の画像データまで読み出し続ける。
【０１７２】
判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、ステップＳ２で取得した画像データの画素が対応領域３０２Ｌの内部であるかどうかを判定する（ステップＳ３Ｌ）。具体的には、判定部１２０Ａは、処理中の画素の座標が対応領域３０２Ｌに含まれるかどうかを判定する。
【０１７３】
判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、画素が対応領域３０２Ｌの内部である（Ｓ３Ｌ：ＹＥＳ）と判定すると、画素にレーザ光が照射されているかどうかを判定する（ステップＳ４Ｌ）。具体的には、判定部１２０Ａは、実施の形態１の輝度閾値レジスタ１３５が保持する輝度閾値と同様の閾値を用いて、処理中の画素の輝度を２値化して、処理中の画素にレーザ光が照射されているかどうかを判定する。
【０１７４】
判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、処理中の画素にレーザ光が照射されている（Ｓ４Ｌ：ＹＥＳ）と判定すると、輝度のカウント値をインクリメントする（ステップＳ５Ｌ）。ここで、インクリメントするカウンタは、実施の形態１のカウンタ１３７Ｌに相当する判定部１２０Ａの内部のカウンタである。
【０１７５】
次いで、判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、すべての画素について処理が終了したかどうかを判定する（ステップＳ６）。具体的には、判定部１２０Ａは、座標が（Ｘ，Ｙ）＝（３１９，２３９）の画素の処理を行ったかどうかを判定することにより、すべての画素について処理が終了したかどうかを判定する。
【０１７６】
なお、判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、処理中の画素にレーザ光が照射されていない（Ｓ４Ｌ：ＮＯ）と判定した場合には、フローをステップＳ６に進行させる。これらの場合には、カウンタをインクリメントする必要がないからである。
【０１７７】
判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、画素が対応領域３０２Ｌの内部ではない（Ｓ３Ｌ：ＮＯ）と判定した場合には、ステップＳ２で取得した画像データの画素が対応領域３０２Ｒの内部であるかどうかを判定する（ステップＳ３Ｒ）。具体的には、判定部１２０Ａは、処理中の画素の座標が対応領域３０２Ｒに含まれるかどうかを判定する。
【０１７８】
判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、画素が対応領域３０２Ｒの内部である（Ｓ３Ｒ：ＹＥＳ）と判定すると、画素にレーザ光が照射されているかどうかを判定する（ステップＳ４Ｒ）。具体的には、判定部１２０Ａは、輝度閾値レジスタ１３５が保持する輝度閾値と同様の閾値を用いて、処理中の画素の輝度を２値化して、処理中の画素にレーザ光が照射されているかどうかを判定する。
【０１７９】
判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、処理中の画素にレーザ光が照射されている（Ｓ４Ｒ：ＹＥＳ）と判定すると、輝度のカウント値をインクリメントする（ステップＳ５Ｒ）。ここで、インクリメントするカウンタは、実施の形態１のカウンタ１３７Ｒに相当する判定部１２０Ａの内部のカウンタである。
【０１８０】
次いで、判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、すべての画素について処理が終了したかどうかを判定する（ステップＳ６）。
【０１８１】
判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、すべての画素について処理が終了した（Ｓ６：ＹＥＳ）と判定すると、対応領域３０２Ｌの輝度が所定範囲内であるかどうかを判定する（ステップＳ７）。具体的には、判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、ステップＳ２〜Ｓ６までの処理を繰り返し実行する間にステップＳ５Ｌで輝度のカウント値をインクリメントして得たカウント値が所定範囲内であるかどうかを判定する。所定範囲は、実施の形態１のレジスタ１３８ＬＵと１３８ＬＬによって保持されるカウント値の上限閾値と下限閾値とによって規定される所定範囲と同様である。
【０１８２】
判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、輝度のカウント値が所定範囲内である（Ｓ７：ＹＥＳ）と判定すると、対応領域３０２Ｒの輝度が所定範囲内であるかどうかを判定する（ステップＳ８）。具体的には、判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａは、ステップＳ２〜Ｓ６までの処理を繰り返し実行する間にステップＳ５Ｒで輝度のカウント値をインクリメントして得たカウント値が所定範囲内であるかどうかを判定する。所定範囲は、実施の形態１のレジスタ１３８ＲＵと１３８ＲＬによって保持されるカウント値の上限閾値と下限閾値とによって規定される所定範囲と同様である。
【０１８３】
判定部１２０Ａの傾斜判定部１４０Ａは、輝度のカウント値が所定範囲内である（Ｓ８：ＹＥＳ）と判定すると、ステップＳ５Ｌで輝度のカウント値と、ステップＳ５Ｒで輝度のカウント値との差分の絶対値を計算する（ステップＳ９）。
【０１８４】
次いで、判定部１２０Ａの傾斜判定部１４０Ａは、差分の絶対値が閾値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１０）。
【０１８５】
具体的には、判定部１２０Ａの傾斜判定部１４０Ａは、ステップＳ９で計算した輝度のカウント値との差分の絶対値と、差分の閾値とを比較する。差分の閾値は、実施の形態１のレジスタ１４２が保持する差分の閾値と同様である。
【０１８６】
制御部１１０Ａは、判定部１２０Ａの傾斜判定部１４０Ａによって差分の絶対値が閾値以下である（Ｓ１０：ＹＥＳ）と判定されると、画像処理を開始する（ステップＳ１１Ｙ）。
【０１８７】
一方、制御部１１０Ａは、判定部１２０Ａの傾斜判定部１４０Ａによって差分の絶対値が閾値よりも大きい（Ｓ１０：ＮＯ）と判定されると、画像処理を行わない（ステップＳ１１Ｎ）。
【０１８８】
以上で、一連の処理が終了する。なお、ステップＳ１１Ｙで画像処理を開始する場合と、ステップＳ１１Ｎで画像処理を行わない場合との両方の場合において、次のフレームの画像データがカメラ１５０から判定部１２０Ａに入力されると、図９に示す処理が実行される。
【０１８９】
実施の形態２によれば、対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒの輝度を求める際に、対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒに含まれる各画素の輝度を判定部１２０Ａの距離判定部１３０Ａで２値化し、２値化された各画素の輝度の合計値を内部のカウンタで求める。
【０１９０】
また、内部のカウンタで求めた対応領域３０２Ｌ、３０２Ｒの輝度のカウント値が、所定の範囲に含まれるかどうかで、カメラ１５０から被写体３００までの距離が焦点の合う所定範囲内であるかどうかを判定する。
【０１９１】
従って、簡易な構成で被写体３００までの距離を測定できる距離測定装置１００Ａを提供することができる。
【０１９２】
実施の形態２の距離測定装置１００Ａは、制御部１１０Ａ、判定部１２０Ａ、及び画像処理部２１０Ａが、１つのチップのマイクロコンピュータ５００によって実現されている。
【０１９３】
このため、マイクロコンピュータ５００のチップを用いて、距離測定装置１００Ａ及び画像処理装置２００Ａを容易に実現することができる。なお、制御部１１０Ａ、判定部１２０Ａ、及び画像処理部２１０Ａは、複数のチップのマイクロコンピュータによって実現されていてもよい。
【０１９４】
また、実施の形態２の距離測定装置１００Ａは、ウェアラブル機器に実装することを想定して、カメラ１５０の焦点距離については、それほど高い精度を求めていない。このため、各画素の２値化した輝度の合計値が、焦点の合う所定範囲に対応する輝度の範囲内にあるかどうかで距離の測定（焦点が合っているかどうかの判定）を行っている。
【０１９５】
このような簡易な判定で距離の測定を実現しているため、図１、図２、及び図４に示すように、距離測定装置１００Ａを簡易な構成で実現することができる。
【０１９６】
以上、本発明の例示的な実施の形態の距離測定装置、及び、距離測定方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
所定の画角で被写体を撮影し、前記被写体の画像を表す画像データを出力する撮像部と、
前記撮像部に対する第１相対位置に配置され、前記画角の中の第１所定領域に光を照射する第１光源と、
前記画像の中で前記第１所定領域に対応する第１対応領域内の複数の画素の第１輝度の第１合計値が、第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値との間にある場合に、前記撮像部から前記被写体の前記第１所定領域内の第１部分までの第１距離が、前記被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であると判定する距離判定部と
を含む、距離測定装置。
（付記２）
前記撮像部に対する第２相対位置に配置され、前記画角の中の第２所定領域に光を照射する第２光源をさらに含み、
前記距離判定部は、前記画像の中で前記第２所定領域に対応する第２対応領域内の複数の画素の第２輝度を２値化し、２値化した複数の画素の第２輝度の第２合計値が、前記第１閾値と、前記第２閾値との間にある場合に、前記撮像部から前記被写体の前記第２所定領域内の第２部分までの第２距離が、前記被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であると判定する、付記１記載の距離測定装置。
（付記３）
前記第１光源及び前記第２光源は、前記撮像部の撮像方向における中心軸を対称軸として、線対称に配置される、付記２記載の距離測定装置。
（付記４）
前記第１合計値と前記第２合計値の差分が、所定の第３閾値と、前記第３閾値よりも大きい第４閾値との間にある場合に、前記撮像部の画角の中心軸の前記被写体に対する傾きは許容範囲内であると判定する傾斜判定部をさらに含む、付記２又は３記載の距離測定装置。
（付記５）
前記第１対応領域内の前記複数の画素は、前記第１対応領域に含まれるすべての画素のうちの一部である、付記１記載の距離測定装置。
（付記６）
前記第１対応領域内の前記複数の画素は、前記第１対応領域に含まれるすべての画素のうちの一部であり、前記第２対応領域内の前記複数の画素は、前記第２対応領域に含まれるすべての画素のうちの一部である、付記１乃至４のいずれか一項記載の距離測定装置。
（付記７）
付記１記載の距離測定装置と、
前記距離測定装置を介して入力される前記画像データに所定の画像処理を行う画像処理部と、
前記画像データの第１フレームに基づいて、前記第１距離が前記被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であると前記距離測定装置によって判定されると、前記第１フレームの次の第２フレームについては前記距離測定装置による距離判定を行わずに前記画像処理部に入力する制御部と
を含む、画像処理装置。
（付記８）
付記２乃至４のいずれか一項記載の距離測定装置と、
前記距離測定装置を介して入力される前記画像データに所定の画像処理を行う画像処理部と、
前記画像データの第１フレームに基づいて、前記第１距離及び前記第２距離が前記被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であると前記距離測定装置によって判定されると、前記第１フレームの次の第２フレームについては前記距離測定装置による距離判定を行わずに前記画像処理部に入力する制御部と
を含む、画像処理装置。
（付記９）
所定の画角で被写体を撮影し、前記被写体の画像を表す画像データを出力する撮像部と、前記撮像部に対する第１相対位置に配置され、前記画角の中の第１所定領域に光を照射する第１光源と含む距離測定装置における距離測定方法であって、
前記画像の中で前記第１所定領域に対応する第１対応領域内の複数の画素の第１輝度を２値化し、
２値化した複数の画素の第１輝度の第１合計値が、第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい第２閾値との間にある場合に、前記撮像部から前記被写体の前記第１所定領域内の第１部分までの第１距離が、前記被写体に焦点が合う所定範囲内の距離であると判定する、距離測定方法。
【符号の説明】
【０１９７】
２００、２００Ａ  画像処理装置
１００、１００Ａ  距離測定装置
２１０、２１０Ａ  画像処理部
１１０、１１０Ａ  制御部
１２０、１２０Ａ  判定部
１３０、１３０Ａ  距離判定部
１４０、１４０Ａ  傾斜判定部
１５０  カメラ
１６０Ｌ、１６０Ｒ  光源
１６０Ｌ１、１６０Ｒ１  照射領域
３０１Ｌ、３０１Ｒ  領域
３０２Ｌ、３０２Ｒ  対応領域
３０３  画像
【図１】
2017026525.tif 000003
【図２】
2017026525.tif 000004
【図３】
2017026525.tif 000005
【図４】
2017026525.tif 000006
【図５】
2017026525.tif 000007
【図６】
2017026525.tif 000008
【図７】
2017026525.tif 000009
【図８】
2017026525.tif 000010
【図９】
2017026525.tif 000011