(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の照射位置から波長λａを主要な波長成分とする光を物体に照射し、第２の照射位置から波長λｂおよび波長λｃを主要な波長成分とする光を前記物体に照射し、第３の照射位置から波長λｄおよび波長λｅを主要な波長成分とする光を前記物体に照射する照射部と、
前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置から照射された光による前記物体からの反射光をそれぞれ撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像されたそれぞれの反射光に基づく画像データを入力する入力部と、
前記入力部によって入力された画像データに基づいて、それぞれの前記反射光の強度を検出し、前記波長λｂの反射光の強度と、前記波長λｃの反射光の強度とに基づいて、前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、前記波長λｄの反射光の強度と、前記波長λｅの反射光の強度とに基づいて、前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、算出した前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した前記波長λａの反射光の強度とに基づいて、前記物体までの距離情報を算出する算出部と
を備える画像撮像装置。
【請求項２】
前記撮像部は、前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置のいずれか一つと光学的に同位置で、前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置から照射された光による前記物体からの反射光をそれぞれ撮像する請求項１に記載の画像撮像装置。
【請求項３】
前記照射部は、光学的に一直線上にある前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置から、前記物体に前記光を照射する請求項１又は請求項２に記載の画像撮像装置。
【請求項４】
前記照射部は、それぞれの前記照射位置において、実質的に同時に前記物体に前記光を照射する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像撮像装置。
【請求項５】
前記物体からの反射光を、前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置から照射された光のそれぞれに分光する分光部を更に備え、
前記撮像部は、前記分光された光のそれぞれを撮像する請求項４に記載の画像撮像装置。
【請求項６】
前記分光部は、前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置から照射された光のそれぞれを主に透過する複数の光学フィルターを有する請求項５に記載の画像撮像装置。
【請求項７】
それぞれの前記照射位置において、前記照射部が前記光を照射する発光タイミング及び、前記撮像部が前記反射光を撮像する撮像タイミングを制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、同期信号が入力され、前記同期信号に基づいて、前記発光タイミング及び、前記撮像タイミングを制御する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像撮像装置。
【請求項８】
前記算出部は、算出した前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した前記波長λａの反射光の強度とに基づいて、前記物体の表面の傾き情報及び前記物体の表面の反射率情報をさらに算出する請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像撮像装置。
【請求項９】
前記画像データは、前記反射光を受光する複数の画素を有する前記撮像部で撮像したデータであり、
前記算出部は、前記画素毎にそれぞれの前記反射光の強度を検出し、前記画素毎に検出したそれぞれの前記反射光の強度に基づいて、前記距離情報の分布、前記物体の表面の傾き情報の分布及び、前記物体の表面の反射率情報の分布を算出する請求項８に記載の画像撮像装置。
【請求項１０】
第１の照射位置から照射された波長λａを主要な波長成分とする光と、第２の照射位置から照射された波長λｂおよび波長λｃを主要な波長成分とする光と、第３の照射位置から照射された波長λｄおよび波長λｅを主要な波長成分とする光とによる、物体からのそれぞれの反射光に基づく画像データを入力する入力部と、
前記入力部によって入力された画像データに基づいて、それぞれの前記反射光の強度を検出し、前記波長λｂの反射光の強度と、前記波長λｃの反射光の強度とに基づいて、前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、前記波長λｄの反射光の強度と、前記波長λｅの反射光の強度とに基づいて、前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、算出した前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した前記波長λａの反射光の強度とに基づいて、前記物体までの距離情報を算出する算出部と
を備える画像処理装置。
【請求項１１】
前記算出部は、算出した前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した前記波長λａの反射光の強度とに基づいて、前記物体の表面の傾き情報及び前記物体の表面の反射率情報をさらに算出する請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記画像データは、前記反射光を受光する複数の画素を有する撮像部で撮像したデータであり、
前記算出部は、前記画素毎にそれぞれの前記反射光の強度を検出し、前記画素毎に検出したそれぞれの前記反射光の強度に基づいて、前記距離情報の分布、前記物体の表面の傾き情報の分布及び、前記物体の表面の反射率情報の分布を算出する請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
第１の照射位置から波長λａを主要な波長成分とする光を物体に照射し、第２の照射位置から波長λｂおよび波長λｃを主要な波長成分とする光を前記物体に照射し、第３の照射位置から波長λｄおよび波長λｅを主要な波長成分とする光を前記物体に照射する照射段階と、
前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置から照射された光による前記物体からの反射光をそれぞれ撮像する撮像段階と、
前記撮像段階によって撮像されたそれぞれの反射光に基づく画像データを入力する入力段階と、
前記入力段階によって入力された画像データに基づいて、それぞれの前記反射光の強度を検出し、前記波長λｂの反射光の強度と、前記波長λｃの反射光の強度とに基づいて、前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、前記波長λｄの反射光の強度と、前記波長λｅの反射光の強度とに基づいて、前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、算出した前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した前記波長λａの反射光の強度とに基づいて、前記物体までの距離情報を算出する算出段階と
を備える情報獲得方法。
【請求項１４】
前記撮像段階は、前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置のいずれか一つと光学的に同位置で、前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置から照射された光による前記物体からの反射光をそれぞれ撮像する請求項１３に記載の情報獲得方法。
【請求項１５】
前記照射段階は、光学的に一直線上にある前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置から、前記物体に前記光を照射する請求項１３又は請求項１４に記載の情報獲得方法。
【請求項１６】
前記照射段階は、それぞれの前記照射位置において、実質的に同時に前記物体に前記光を照射する請求項１３乃至請求項１５のいずれかに記載の情報獲得方法。
【請求項１７】
前記物体からの反射光を、前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置から照射された光のそれぞれに分光する分光段階を更に備え、
前記撮像段階は、前記分光された光のそれぞれを撮像する請求項１６に記載の情報獲得方法。
【請求項１８】
前記分光段階は、前記第１の照射位置、前記第２の照射位置、および前記第３の照射位置から照射された光のそれぞれを主に透過する複数の光学フィルターを用いて分光する請求項１７に記載の情報獲得方法。
【請求項１９】
それぞれの前記照射位置において、前記照射段階が前記光を照射する発光タイミング及び、前記撮像段階が前記反射光を撮像する撮像タイミングを制御する制御段階を更に備え、
前記制御段階は、同期信号が入力され、前記同期信号に基づいて、前記発光タイミング及び、前記撮像タイミングを制御する請求項１３乃至請求項１８のいずれかに記載の情報獲得方法。
【請求項２０】
前記算出段階は、算出した前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した前記波長λａの反射光の強度とに基づいて、前記物体の表面の傾き情報及び前記物体の表面の反射率情報をさらに算出する請求項１３乃至請求項１９のいずれかに記載の情報獲得方法。
【請求項２１】
前記画像データは、前記撮像段階において前記反射光を受光する複数の画素を有する撮像部で撮像したデータであり、
前記算出段階は、前記画素毎にそれぞれの前記反射光の強度を検出し、前記画素毎に検出したそれぞれの前記反射光の強度に基づいて、前記距離情報の分布、前記物体の表面の傾き情報の分布及び、前記物体の表面の反射率情報の分布を算出する請求項２０に記載の情報獲得方法。
【請求項２２】
画像を処理する画像処理装置用のプログラムを格納した記録媒体であって、前記プログラムは、前記画像処理装置を、
第１の照射位置から照射された波長λａを主要な波長成分とする光と、第２の照射位置から照射された波長λｂおよび波長λｃを主要な波長成分とする光と、第３の照射位置から照射された波長λｄおよび波長λｅを主要な波長成分とする光とによる、物体からのそれぞれの反射光に基づく画像データを入力する入力部、
前記入力部によって入力された画像データに基づいて、それぞれの前記反射光の強度を検出し、前記波長λｂの反射光の強度と、前記波長λｃの反射光の強度とに基づいて、前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、前記波長λｄの反射光の強度と、前記波長λｅの反射光の強度とに基づいて、前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、算出した前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した前記波長λａの反射光の強度とに基づいて、前記物体までの距離情報を算出する算出部
として機能させる記録媒体。
【請求項２３】
前記算出部は、算出した前記第２の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した前記第３の照射位置から前記波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した前記波長λａの反射光の強度とに基づいて、前記物体の表面の傾き情報及び前記物体の表面の反射率情報をさらに算出する請求項２２に記載の記録媒体。
【請求項２４】
前記画像データは、前記反射光を受光する複数の画素を有する撮像部で撮像したデータであり、
前記算出部は、前記画素毎にそれぞれの前記反射光の強度を検出し、前記画素毎に検出したそれぞれの前記反射光の強度に基づいて、前記距離情報の分布、前記物体の表面の傾き情報の分布及び、前記物体の表面の反射率情報の分布を算出する請求項２３に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体の奥行き距離、物体表面の傾き及び、物体表面の反射率に関する情報を獲得する情報獲得方法、画像撮像装置及び、画像処理装置に関する。特に光が照射された物体から得られる反射光を撮像し、物体に関する情報を獲得する情報獲得方法、画像撮像装置及び、画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物体までの距離情報や、物体の位置情報を得るために、物体にスリットや縞模様などのパターン光を投影し、物体に投影されたパターンを撮影して解析する三次元画像計測の手法が知られている。代表的な計測方法として、スリット光投影法（別名、光寸断法）、コード化パターン光投影法などがあり、井口征士、佐藤宏介著「三次元画像計測」（昭晃堂）に詳しい。
【０００３】
特開昭６１−１５５９０９号公報（公開日昭和６１年７月１５日）及び特開昭６３−２３３３１２号公報（公開日昭和６３年９月２９日）には、異なる光源位置から物体に光を照射し、物体からの反射光の強度比に基づいて、物体までの距離を測定する距離測定装置及び距離測定方法が開示されている。
【０００４】
特開昭６２−４６２０７号公報（公開日昭和６２年２月２８日）には、位相の異なる２つの光を物体に照射し、物体からの反射光の位相差に基づいて、被写体までの距離を測定する距離検出装置が開示されている。
【０００５】
また、河北他「三次元撮像装置AXi-Vision  Cameraの開発」（三次元画像コンファレンス９９、1999年）には、投影光に超高速の強度変調を加え、強度変調光で照明された物体を高速シャッター機能を備えたカメラで撮影し、物体までの距離によって変化する強度変調度合いから、距離を測定する方法が開示されている。
【０００６】
また、特開平１０−４８３３６号公報及び特開平１１−９４５２０号公報には、異なる波長特性を有した、異なる光パタンを物体に投射し、物体からの入射光の波長成分を抽出することにより物体までの距離を計算する実時間レンジファインダが開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の距離測定装置及び距離測定方法では、光を被測定物に照射して、その反射光を測定することによって距離情報を測定していたが、被測定物の表面の傾きを考慮していなかった。そのため、同距離にある物体であっても、表面の傾きによって、反射光の測定強度が異なり、距離測定に誤差が生じていた。
【０００８】
また、特開昭６２−４６２０７号公報に開示された距離検出装置では、位相差を検出するための精度の高い位相検出器が必要となり、装置が高価になり、簡便性に欠ける。また、被写体の点からの出射光の位相を測定するため、被写体全体の奥行き分布を測定することができない。
【０００９】
また、河北他「三次元撮像装置Axi-Vision  Cameraの開発」（三次元画像コンファレンス９９、1999年）に開示された強度変調を用いた距離測定方法は、同一の光源で強度の増減変調を行うため、非常に高速に光変調を行う必要があり、簡便に測定することができなかった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、画像撮像装置であって、第１の照射位置から波長λａを主要な波長成分とする光を物体に照射し、第２の照射位置から波長λｂおよび波長λｃを主要な波長成分とする光を物体に照射し、第３の照射位置から波長λｄおよび波長λｅを主要な波長成分とする光を物体に照射する照射部と、第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置から照射された光による物体からの反射光をそれぞれ撮像する撮像部と、撮像部によって撮像されたそれぞれの反射光に基づく画像データを入力する入力部と、入力部によって入力された画像データに基づいて、それぞれの反射光の強度を検出し、波長λｂの反射光の強度と、波長λｃの反射光の強度とに基づいて、第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、波長λｄの反射光の強度と、波長λｅの反射光の強度とに基づいて、第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、算出した第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した波長λａの反射光の強度とに基づいて、物体までの距離情報を算出する算出部とを備える。
【００１１】
撮像部は、第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置のいずれか一つと光学的に同位置で、第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置から照射された光による物体からの反射光をそれぞれ撮像してもよい。照射部は、光学的に一直線上にある第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置から、物体に光を照射してもよい。照射部は、それぞれの照射位置において、実質的に同時に物体に光を照射してもよい。物体からの反射光を、第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置から照射された光のそれぞれに分光する分光部を更に備え、撮像部は、分光された光のそれぞれを撮像してもよい。分光部は、第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置から照射された光のそれぞれを主に透過する複数の光学フィルターを有してもよい。それぞれの照射位置において、照射部が光を照射する発光タイミング及び、撮像部が反射光を撮像する撮像タイミングを制御する制御部を更に備え、制御部は、同期信号が入力され、同期信号に基づいて、発光タイミング及び、撮像タイミングを制御してもよい。算出部は、算出した第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した波長λａの反射光の強度とに基づいて、物体の表面の傾き情報及び物体の表面の反射率情報をさらに算出してもよい。画像データは、反射光を受光する複数の画素を有する撮像部で撮像したデータであり、算出部は、画素毎にそれぞれの反射光の強度を検出し、画素毎に検出したそれぞれの反射光の強度に基づいて、距離情報の分布、物体の表面の傾き情報の分布及び、物体の表面の反射率情報の分布を算出してもよい。
【００１２】
本発明の第２の形態においては、画像処理装置であって、第１の照射位置から照射された波長λａを主要な波長成分とする光と、第２の照射位置から照射された波長λｂおよび波長λｃを主要な波長成分とする光と、第３の照射位置から照射された波長λｄおよび波長λｅを主要な波長成分とする光とによる、物体からのそれぞれの反射光に基づく画像データを入力する入力部と、入力部によって入力された画像データに基づいて、それぞれの反射光の強度を検出し、波長λｂの反射光の強度と、波長λｃの反射光の強度とに基づいて、第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、波長λｄの反射光の強度と、波長λｅの反射光の強度とに基づいて、第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、算出した第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した波長λａの反射光の強度とに基づいて、物体までの距離情報を算出する算出部とを備える。
【００１３】
算出部は、算出した第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した波長λａの反射光の強度とに基づいて、物体の表面の傾き情報及び物体の表面の反射率情報をさらに算出してもよい。画像データは、反射光を受光する複数の画素を有する撮像部で撮像したデータであり、算出部は、画素毎にそれぞれの反射光の強度を検出し、画素毎に検出したそれぞれの反射光の強度に基づいて、距離情報の分布、物体の表面の傾き情報の分布及び、物体の表面の反射率情報の分布を算出してもよい。
【００１４】
本発明の第３の形態においては、情報獲得方法であって、第１の照射位置から波長λａを主要な波長成分とする光を物体に照射し、第２の照射位置から波長λｂおよび波長λｃを主要な波長成分とする光を物体に照射し、第３の照射位置から波長λｄおよび波長λｅを主要な波長成分とする光を物体に照射する照射段階と、第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置から照射された光による物体からの反射光をそれぞれ撮像する撮像段階と、撮像段階によって撮像されたそれぞれの反射光に基づく画像データを入力する入力段階と、入力段階によって入力された画像データに基づいて、それぞれの反射光の強度を検出し、波長λｂの反射光の強度と、波長λｃの反射光の強度とに基づいて、第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、波長λｄの反射光の強度と、波長λｅの反射光の強度とに基づいて、第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、算出した第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した波長λａの反射光の強度とに基づいて、物体までの距離情報を算出する算出段階とを備える。
【００１５】
撮像段階は、第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置のいずれか一つと光学的に同位置で、第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置から照射された光による物体からの反射光をそれぞれ撮像してもよい。照射段階は、光学的に一直線上にある第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置から、物体に光を照射してもよい。照射段階は、それぞれの照射位置において、実質的に同時に物体に光を照射してもよい。物体からの反射光を、第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置から照射された光のそれぞれに分光する分光段階を更に備え、撮像段階は、分光された光のそれぞれを撮像してもよい。分光段階は、第１の照射位置、第２の照射位置、および第３の照射位置から照射された光のそれぞれを主に透過する複数の光学フィルターをを用いて分光してもよい。それぞれの照射位置において、照射段階が光を照射する発光タイミング及び、撮像段階が反射光を撮像する撮像タイミングを制御する制御段階を更に備え、制御段階は、同期信号が入力され、同期信号に基づいて、発光タイミング及び、撮像タイミングを制御してもよい。算出段階は、算出した第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した波長λａの反射光の強度とに基づいて、物体の表面の傾き情報及び物体の表面の反射率情報をさらに算出してもよい。画像データは、撮像段階において反射光を受光する複数の画素を有する撮像部で撮像したデータであり、算出段階は、画素毎にそれぞれの反射光の強度を検出し、画素毎に検出したそれぞれの反射光の強度に基づいて、距離情報の分布、物体の表面の傾き情報の分布及び、物体の表面の反射率情報の分布を算出してもよい。
【００１６】
本発明の第４の形態においては、画像を処理する画像処理装置用のプログラムを格納した記録媒体であって、プログラムは、画像処理装置を、第１の照射位置から照射された波長λａを主要な波長成分とする光と、第２の照射位置から照射された波長λｂおよび波長λｃを主要な波長成分とする光と、第３の照射位置から照射された波長λｄおよび波長λｅを主要な波長成分とする光とによる、物体からのそれぞれの反射光に基づく画像データを入力する入力部、入力部によって入力された画像データに基づいて、それぞれの反射光の強度を検出し、波長λｂの反射光の強度と、波長λｃの反射光の強度とに基づいて、第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、波長λｄの反射光の強度と、波長λｅの反射光の強度とに基づいて、第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度を算出し、算出した第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した波長λａの反射光の強度とに基づいて、物体までの距離情報を算出する算出部として機能させる。
【００１７】
算出部は、算出した第２の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、算出した第３の照射位置から波長λａの光が照射された場合の反射光の強度と、検出した波長λａの反射光の強度とに基づいて、物体の表面の傾き情報及び物体の表面の反射率情報をさらに算出してもよい。
【００１８】
画像データは、反射光を受光する複数の画素を有する撮像部で撮像したデータであり、算出部は、画素毎にそれぞれの反射光の強度を検出し、画素毎に検出したそれぞれの反射光の強度に基づいて、距離情報の分布、物体の表面の傾き情報の分布及び、物体の表面の反射率情報の分布を算出してもよい。
【００１９】
尚、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又、発明となりうる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２１】
図１は、物体までの距離情報等を獲得する情報獲得方法の原理説明図である。照射位置１２、照射位置１４、照射位置１６から、それぞれ強度Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の光を物体２０に照射し、物体２０によるそれぞれの光の反射光をカメラ１０で撮像する。カメラ１０は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）であって、複数の画素を有し、各画素単位で物体２０の被照射部２４からの反射光を撮影し、画素毎にそれぞれの強度を検出する。カメラ１０で撮像した反射光に基づいて物体２０の被照射部２４までの距離Ｌ、被照射部２４の表面の傾きθ０及び、被照射部２４の表面の反射率ＲＯｂｊを算出する。照射位置（１２，１４，１６）及び、カメラ１０は、任意の位置に配置されてよいが、本例においては、照射位置１２，照射位置１６、カメラ１０を一直線上に配置した場合について説明する。
【００２２】
図１に示すように、照射位置１６は、照射位置１２からＬ１２離れた位置に、照射位置１４は、照射位置１２からＬ２３離れた位置に、カメラ１０は照射位置１２からＸ離れた位置に配置される。距離Ｌ１２、Ｌ２３、Ｘは、計測系固有の既知の値である。また、照射位置（１２，１４，１６）が、物体２０の被照射部２４に、光を照射する角度をそれぞれθ１、θ２、θ３とし、カメラ１０が、被照射部２４における反射光を受光する角度をθＣとする。このうち、θＣは、カメラ１０の画素毎に撮影された反射光に基づいて算出される。また、照射位置（１２，１４，１６）から被照射部２４までの距離をそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３とする。
【００２３】
照射位置（１２、１４、１６）から照射された光の、被照射部２４における反射光の強度をそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３とすると、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、次のように与えられる。
【数１】
0004204746.tif 000002
すなわち、
【数２】
0004204746.tif 000003
ただし、ｆ（  ）は関数とする。また、
【数３】
0004204746.tif 000004
であるので、
【数４】
0004204746.tif 000005
となる。また、
【数５】
0004204746.tif 000006
であり、Ｘ、Ｌ１２、θＣは既知の値であるので、θ１、θ２、θ３はそれぞれＬの関数で与えられる。すなわち、
【数６】
0004204746.tif 000007
となる。よって、
【数７】
0004204746.tif 000008
となる。Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、θＣ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、計測値又は既知の値であるので、上の２式から、未知数θ０、Ｌを求めることができる。また、θ０が求まれば、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のいずれかの式からＲｏｂｊを求めることができる。以上より、光学的に異なる３点以上の照射位置から照射した光の、物体による反射光をそれぞれ撮像することにより、物体までの距離情報、物体の表面の傾き情報及び、物体の表面の反射率情報を算出することができる。
【００２４】
本例においては、照射位置１２、照射位置１６、カメラ１０を一直線上に配置したが、各要素間の距離がわかっていれば、反射光により、物体までの距離情報、物体の表面の傾き情報及び、物体の表面の反射率情報を算出できることは明らかである。
【００２５】
以上説明した情報獲得方法によれば、物体２０の表面の傾き等による誤差を無くし、物体２０までの距離情報を獲得することができる。また、物体２０の表面の傾き情報、物体２０の表面の反射率情報を獲得することができる。
【００２６】
ただし、照射位置（１２，１４，１６）が一直線上に配置されている場合は、図１に関連して説明した方法では、物体までの距離情報等を算出することができない。以下、照射位置（１２，１４，１６）が一直線上に配置されている場合において、物体までの距離情報、物体の表面の傾き情報及び、物体表面の反射率情報の獲得方法について説明する。
【００２７】
図２は、照射位置が一直線上に配置された場合の、物体までの距離情報等を獲得する情報獲得方法の説明図である。照射位置１２、照射位置１４、照射位置１６から、それぞれ強度Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の光を物体２０に照射し、物体２０によるそれぞれの光の反射光をカメラ１０で撮像する。
【００２８】
図２に示すように、照射位置１６は、照射位置１２からＬ１３離れた位置に、照射位置１４は、照射位置１２からＬ１２離れた位置に、カメラ１０は照射位置１２と実質的に同位置に配置される。距離Ｌ１２、Ｌ２３は、計測系固有の既知の値である。また、照射位置（１２，１４，１６）が、物体２０の被照射部２４に、光を照射する角度をそれぞれθ１、θ２、θ３とし、カメラ１０が、被照射部２４における反射光を受光する角度をθＣとする。このうち、θＣは、カメラ１０の画素毎に撮影された反射光に基づいて算出される。本例においては、カメラ１０が照射位置１２と同一の位置に配置されているのでθＣ＝θ１である。また、照射位置（１２，１４，１６）から被照射部２４までの距離をそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３とする。
【００２９】
照射位置（１２、１４、１６）から照射された光の、被照射部２４における反射光の強度をそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３とすると、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、次のように与えられる。
【数８】
0004204746.tif 000009
すなわち、
【数９】
0004204746.tif 000010
である。また、
【数１０】
0004204746.tif 000011
であるので、
【数１１】
0004204746.tif 000012
となる。また、
【数１２】
0004204746.tif 000013
であり、θ１はθＣと等しく、Ｌ１２、Ｌ１３、θＣは既知であるのでθ２、θ３はＬの関数で与えられる。すなわち、
【数１３】
0004204746.tif 000014
となる。よって、
【数１４】
0004204746.tif 000015
となる。Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、θＣ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、計測値又は既知の値であるので、上の２式から、未知数θ０、Ｌを求めることができる。また、θ０が求まれば、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のいずれかの式からＲｏｂｊを求めることができる。以上より、光学的に一直線上にある３点の照射位置から照射した光の、物体２０による反射光を、３点の照射位置のいずれか一つと光学的に同位置でそれぞれ撮像することにより、物体までの距離情報、物体の表面の傾き情報及び、物体の表面の反射率情報を算出することができる。本例においては、照射位置１２とカメラ１０の位置を実質的に同一としたが、θ１、θ２、θ３のいずれかとθＣを同一とすればよいので、照射位置１４又は照射位置１６のいずれかと、カメラ１０の位置を実質的に同一としてもよいことは明らかである。
【００３０】
図２に関連して説明した情報獲得方法では、カメラ１０と照射位置（１２，１４，１６）のいずれかとの光軸が光学的に同軸であるため、照射位置（１２，１４，１６）から照射された物体２０をカメラ１０が撮像する際、影になって撮像できない領域を少なくすることができる。また、カメラ１０と照射位置（１２，１４，１６）のいずれかとの位置が実質的に同じとすることで、カメラ１０と照射位置との距離を予め調べる必要が無く、また、カメラ１０と照射位置との距離測定における誤差を無くすことができる。
【００３１】
図１又は図２に関連して説明した情報獲得方法においては、３点の照射位置から物体２０に光を照射したが、他の例においては、３点以上の照射位置から物体２０に光を照射してもよい。また、反射光の強度に基づいて、物体２０までの距離情報、物体２０の表面の傾き情報及び、物体２０の表面の反射率情報を算出することが好ましい。また、カメラ１０の画素毎に、距離情報、傾き情報及び、反射率情報を算出し、物体２０の距離情報、傾き情報及び反射率情報の分布を算出してもよい。
【００３２】
また、図１又は図２に関連して説明した情報獲得方法において、３点の照射位置から照射される光は、それぞれ異なる波長を主要な波長成分とし、それぞれの照射位置において、実質的に同時に物体２０に光を照射してもよい。このとき、カメラ１０は、異なる波長の光をそれぞれ選択的に透過させる波長選択手段を有し、それぞれの照射位置から照射された光により物体２０からの反射光をそれぞれ撮像することが好ましい。異なる波長を主要な波長成分とする光を同時に物体２０に照射することにより、動きのある物体についても、距離情報、傾き情報及び、反射率情報を精度よく獲得することが可能となる。しかし、物体２０の表面の反射率は、光の波長によってことなるので、測定結果に誤差が生じる。誤差を小さくするためには、波長による反射率の違いを補正する必要がある。
【００３３】
図３は、波長による物体２０の表面の反射率の違いを補正した情報獲得方法の説明図である。一例として図３（ａ）に示すように、照射位置１２から照射された光の波長をλａ、照射位置１４から照射された光の波長をλｂ及びλＣ、照射位置１６から照射された光の波長をλｄ、λｅとする。また、照射位置１２から照射された光の強度をＰ１、照射位置１４から照射された光の強度をＰ２、照射位置１６から照射された光の強度をＰ３とし、それぞれの波長毎の反射光の強度をＷａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄ、Ｗｅとする。図３（ｂ）に示すように、照射位置１４から強度Ｐ２で照射された、波長λｂ、λｃの光の反射光の強度Ｗｂ、Ｗｃに基づいて、照射位置１４から強度Ｐ２で波長λａの光が照射された場合の反射光の強度Ｗｆを算出する。本例においては、波長λｂ、λｃに基づいて強度Ｗｆを算出しているが、他の例においては、さらに多くの波長成分の反射光に基づいて強度Ｗｆを算出してもよい。同様に、図３（ｃ）に示すように、照射位置１６から強度Ｐ３で照射された、波長λｄ、λｅの光の反射光の強度Ｗｄ、Ｗｅに基づいて、照射位置１４から強度Ｐ３で波長λａの光が照射された場合の反射光の強度Ｗｇを算出する。算出された強度Ｗｂ、Ｗｃ、及び検出された強度Ｗａに基づいて物体２０までの距離情報、物体２０の表面の傾き情報及び、物体２０の表面の反射率情報を算出する。上述した情報獲得方法によれば、３点の照射位置において同時に光を照射するので、動きのある物体に対しても、精度良く距離情報、傾き情報、反射率情報を獲得することが可能となる。
【００３４】
図４は、本発明に係る情報獲得方法の一例を示すフローチャートである。本実施例における情報獲得方法は、照射段階（Ｓ１００）、撮像段階（Ｓ１０２）及び、算出段階（Ｓ１０４）を備える。
【００３５】
照射段階（Ｓ１００）は、図１に関連して説明したように、光学的に異なる３点以上の照射位置から、物体２０に光を照射する。撮像段階（Ｓ１０２）は、３点以上の照射位置から照射された光による物体からの反射光をそれぞれ撮像する。算出段階（Ｓ１０４）は、撮像段階によって撮像された反射光に基づいて、物体２０までの距離情報、物体２０の表面の傾き情報、物体２０の表面の反射率情報を算出する。
【００３６】
照射段階（Ｓ１００）は、図２に関連して説明した情報獲得手段と同様に、光学的に一直線上にある３点の照射位置から物体２０に光を照射し、また、撮像段階（Ｓ１０２）は、３点以上の照射位置のいずれか一つと光学的に同位置で、３点以上の照射位置からの光の反射光をそれぞれ撮像してもよい。
【００３７】
また、算出段階（Ｓ１０４）は、図１又は図２に関連して説明したように、反射光の強度に基づいて物体２０までの距離情報、物体２０の表面の傾き情報、物体２０の表面の反射率情報を算出してもよい。また、照射段階（Ｓ１００）は、光学的に三角形を形成する３点の照射位置から、物体２０に光を照射してもよい。
【００３８】
また、照射段階（Ｓ１００）は、図３に関連して説明した情報獲得方法と同様に、それぞれの照射位置において、異なる波長の光を物体２０に照射し、それぞれの照射位置において、実質的に同時に物体２０に光を照射してもよい。この場合、撮像段階（Ｓ１０２）は、異なる波長の光のそれぞれを選択的に透過させる波長選択手段を有し、それぞれの照射位置における光による物体２０からの反射光をそれぞれ撮像することが好ましい。
【００３９】
図５は、本発明に係る発光装置１００の一例を示す。発光装置１００は、光学的に異なる３点以上の照射位置から、光を物体２０に照射する照射部３０を備える。３点以上の照射位置から照射された光の、物体２０における反射光を撮像することにより、図１に関連して説明した情報獲得方法と同様に、物体２０の距離情報、表面の傾き情報、表面の反射率情報を獲得することができる。
【００４０】
照射部３０は、図２に関連して説明した情報獲得方法と同様に、光学的に一直線上にある３点の照射位置から、物体２０に光を照射してもよい。また、照射部３０は、光学的に三角形を形成する３点の照射位置から、物体２０に光を照射してもよい。また、照射部３０は、それぞれの照射位置において、異なる波長の光を物体２０に照射し、それぞれの照射位置において、実質的に同時に物体２０に光を照射してもよい。
【００４１】
照射部３０は、それぞれの照射位置に、光を照射する光源をそれぞれ有していてもよい。他の例においては、照射部３０は、光を照射する一つの光源を有し、一つの光源を、３点以上又は３点の照射位置のそれぞれに所定の順番で移動させてもよい。また、発光装置１００は、光源を照射位置に移動させる光源制御部を備えていてもよい。
【００４２】
図６は、光学的に一直線上にある３点の照射位置から物体２０に光を照射する、発光装置１００の一例を示す。発光装置１００は、照射部３０を備える。図６（ａ）に示すように、照射部３０は、光学的に一直線上にある照射位置（１２，１４，１６）のそれぞれに光源を有していてもよい。また、図６（ｂ）に示すように、照射部３０は、光を照射する一つの光源を有し、発光装置１００は、一つの光源を、３点の照射位置（１２，１４，１６）のそれぞれに所定の順番、且つ所定のタイミングで移動させる光源制御部４０を更に備えていてもよい。また、図６（ｃ）に示すように、照射部３０は、光を照射する第１光源及び第２光源を有していてもよい。発光装置１００は、光源制御部４０を更に備え、光源制御部４０は、第２光源を３点の照射位置の第１光源が配置されていない二つの照射位置のそれぞれに順に移動させる。本例においては、第１光源は、例えば照射位置１６に配置され、第２光源は、例えば照射位置１４に配置される。光源制御部４０は、第２光源を所定のタイミングで照射位置１４と照射位置１２間を往復させる。また、照射位置が三角形を形成する場合においても同様に、発光装置１００は、一つ又は二つの光源を有し、光源制御部４０は、光源を所定の照射位置に、所定の順番かつ所定のタイミングで移動させる。
【００４３】
図７は、光学的に三角形を形成する３点の照射位置から物体２０に光を照射する、発光装置１００の一例を示す。本例において、照射位置は、一例として正三角形を形成する。発光装置１００は、照射部３０を備える。照射部３０は、光学的に正三角形を形成する３点の照射位置のそれぞれに光源を有していてもよい。また、図７（ａ）に示すように、照射部３０は、光を照射する第１光源及び第２光源を有していてもよい。発光装置１００は、光源制御部４０を更に備え、光源制御部４０は、第２光源を３点の照射位置の第１光源が配置されていない二つの照射位置のそれぞれに順に移動させる。
【００４４】
また、照射部３０は、光を照射する一つの光源を有し、発光装置１００は、一つの光源を、３点の照射位置（１２，１４，１６）のそれぞれに所定の順番、且つ所定のタイミングで移動させる光源制御部４０を更に備えていてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、照射部３０は、回転するテーブル３２を有し、光源はテーブル３２上に配置され、光源制御部４０は、テーブル３２を回転させることにより、一つの光源を３点の照射位置（１２，１４，１６）に所定の順番且つ所定のタイミングで移動させてもよい。テーブル３２を１２０度づつ回転させることにより、光源を３点の照射位置に移動させることができる。光源を移動させるために、テーブル３２を等角度づつ回転させればよいので、光源制御部４０の光源の移動制御が容易になる。
【００４５】
本例においては、照射位置が正三角形を形成している場合について説明したが、照射位置が正三角形を形成していなくてもよいことは明らかである。照射位置は、任意の三角形を形成してよい。このときテーブルを所定の角度回転させることにより、光源を３点の照射位置に移動させることができる。
【００４６】
図８は、画像撮像装置２００の一例の説明図である。図８において、図１から図７までと同じ符号を付したものは、図１から図７に関連して説明したものと同一又は同様の構成及び機能を有してよい。画像撮像装置２００は、照射部５０、制御部５４、分光部５６、撮像部５８、光学レンズ６８を備える。
【００４７】
照射部５０は、図５から図７に関連して説明した発光装置１００と同一又は同様の構成及び機能を有してよい。照射部５０は、一例として３点の照射位置（１２，１４，１６）を有し、それぞれの位置から物体２０に光を照射する。照射部５０は、それぞれの照射位置において異なる波長（λａ、λｂ、λｃ）の光を照射し、それぞれの照射位置において、実質的に同時に物体２０に光を照射する。例えば、照射部５０は、それぞれ異なる波長の光を主に透過する光学フィルター（図示せず）を有していてもよい。このとき、照射部５０はそれぞれの照射位置（１２，１４，１６）から光源によって照射される光を光学フィルターを介して、波長λａ、λｂ、λｃの光として物体２０に同時に照射する。
【００４８】
照射部５０から照射された光は、物体２０で反射し、光学レンズ６８に入射する。光学レンズ６８に入射した物体２０による反射光は、光学レンズ６８を介して分光部５６に入射される。
【００４９】
分光部５６は、一例として光学レンズ６８が結像した反射光を波長λａ、λｂ、λｃに分割するプリズムである。分光部５６によって分光された光はそれぞれ撮像部（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ）に受光される。撮像部（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ）は、一例として３板の固体撮像素子である。撮像部（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ）に受光された光は、光電効果により電荷として読み出され、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）によりデジタル電気信号に変換され、画像処理装置（図示せず）に入力される。画像処理装置は、入力された信号に基づいて物体２０までの距離情報、物体２０の表面の傾き情報、物体２０の表面の反射率情報を算出する。
【００５０】
撮像部５８は、分光部５６によって分離された光のそれぞれを撮像する。撮像部５８は、一例として固体撮像素子である。物体２０の像は、固体撮像素子の受光面上に結像される。結像された物体２０の像の光量に応じ、固体撮像素子の各センサエレメントに電荷が蓄積され、蓄積された電荷は、一定の順序で走査され、電気信号として読み出される。固体撮像素子は、物体２０からの反射光の強度を画素単位に高い精度で検出可能なように、信号／雑音比が良く、画素数が大きい電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサであることが好ましい。固体撮像素子としてＣＣＤ以外にＭＯＳイメージセンサ、Ｃｄ−Ｓｅ密着型イメージセンサ、ａＳｉ密着型イメージセンサ、又はバイポーラ密着型イメージセンサ等を用いてもよい。
【００５１】
制御部５４は、照射部５０が光を照射する発光タイミング及び、撮像部５８が反射光を撮像する撮像タイミングを制御する。制御部５４は、同期信号が入力され、同期信号に基づいて発光タイミング及び撮像タイミングを制御する。また、制御部５４は、物体２０までの距離情報に基づいて、照射部５０が照射する光の強度、撮像部５４のフォーカス、絞り等を制御してもよい。制御部５４は、撮像部５８の露光時間を制御してもよい。
【００５２】
本例においては、照射部５０は、３点の照射位置においてそれぞれ一つの波長を主な波長成分とする光を照射したが、他の例においては、照射部５０は、３点の照射位置のそれぞれで、複数の波長を主な波長成分とする光を照射してもよい。このとき、分光部５６は、物体２０による反射光を、照射部５０が照射した光の複数の波長のそれぞれの波長成分に分割することが好ましい。しかし、全ての波長成分に分割する場合、分光部５６が大きくなりすぎる場合がある。そこでさらに他の例においては、照射部５０は、照射位置１２において、波長λａを主要な波長成分とする光を照射し、他の２つの照射位置において、それぞれ２種類の波長を主要な波長成分とし、それぞれの２種類の波長の平均値が波長λａとなるような光を照射してもよい。このとき、分光部５６は、物体２０による反射光を、それぞれの照射位置から照射された光の波長成分に分割する。つまり、分光部５６は、反射光を３種類の光に分割する。画像処理装置（図示せず）は、照射位置１２から照射された光の反射光強度と、照射位置１４から照射された光の反射光強度の１／２と、照射位置１６から照射された光の反射光強度の１／２とに基づいて、物体２０の各情報を算出する。
【００５３】
本例において、分光部５６はプリズムを有していたが、他の例においては、異なる波長の光のそれぞれを主に透過する複数の光学フィルターを有してもよい。光学フィルターは、撮像部５８の受光面に配置される。また、照射部５０がそれぞれの照射位置で同時に光を照射しないときは、撮像部５８は、分光部５６を介さずに反射光を撮像してよい。
【００５４】
図９は、物体２０の情報を獲得する情報獲得装置の一例の構成図である。情報獲得装置は、物体２０の画像を撮像し、距離情報等を獲得する画像撮像装置２００と、物体２０を撮像した画像を処理する画像処理装置３００とを備える。画像撮像装置２００は図８に関連して説明した画像撮像装置２００と同一又は同様の機能及び構成を有する。
【００５５】
画像処理装置３００は、入力部６０、記憶部６２、算出部６４及び、出力部６６を備える。入力部６０は、３点以上の照射位置から照射されたそれぞれの光の、物体２０によるそれぞれの反射光に基づく画像データを入力する。記憶部６２は、入力部６０に入力された画像データを記憶する。記憶部６２は、照射部５０が照射した光の波長特性毎に画像データを記憶してもよい。算出部６４は、記憶部６２に記憶された画像データに基づいて、物体２０までの距離情報、物体２０の表面の向き情報、物体２０の表面の反射率情報を算出する。算出部６４は、画像データに基づいて、反射光の強度を撮像部５８の画素単位又は画素領域単位で検出し、検出した反射光の強度に基づいて、物体２０の各情報の分布を算出してもよい。算出部６４は、図１又は図２に関連して説明した方法と同様又は同一の方法で物体２０の各情報を算出してもよい。また、照射部５０が異なる波長の光を照射した場合、算出部６４は、図３に関連して説明した方法によって、それぞれの照射位置から同一の波長の光を照射したときの、反射光の強度を算出し、算出した強度に基づいて物体２０の各情報を算出することが好ましい。記憶部６４は、算出部６４が算出した物体２０の各情報及び、物体２０の各情報の分布を記憶することが好ましい。
【００５６】
出力部６６は、算出部６４が算出した、物体２０までの距離情報、物体２０の表面の向き情報、物体２０の表面の反射率情報及び、各情報の分布を出力する。出力部６６は、物体２０の各情報を、表示装置上に数値及び図形を用いて表示してよい。また、出力部６６は、物体２０の各情報を音によって出力してもよい。出力部６６は、予め指定された位置情報に基づいて各情報を出力してもよい。また、出力部６６は、予め指定された項目及び基準に基づいて出力してもよい。例えば、予め指定された項目が一定以上となる領域について各情報を出力してもよい。また、出力部６６は、物体２０が静止しているか動いているかに基づいて各情報を出力してもよい。
【００５７】
本例において、画像撮像装置２００は、それぞれの照射位置において異なる波長の光を同時に物体２０に照射し、分光部５６でそれぞれの波長の光による反射光に分離した。波長が異なる光を同時に照射することにより、物体２０が動いている場合であっても、精度良く物体２０の情報を獲得することができる。しかし、物体が静止している場合、画像撮像装置２００は、それぞれの照射位置における光の波長を異ならせる必要はなく、また、分光部５６を有さず、物体２０からの反射光をそれぞれ撮像部５８で撮像してもよい。この場合、制御部５４が、照射部５０から光を照射する照射タイミングと、撮像部５８が物体２０からの反射光を撮像する撮像タイミングとを制御することが好ましい。
【００５８】
以上説明した、画像撮像装置２００及び画像処理装置３００によれば、物体２０の表面の傾き等の誤差を排除して、精度よく物体２０までの距離情報を獲得することができる。また、物体２０の表面の傾き情報及び物体２０の表面の反射率情報を獲得することができる。また、簡単な装置によって物体２０の各情報を獲得することができる。
【００５９】
図１０は、画像処理装置３００の一例の構成図である。当該画像処理装置は、図９に関連して説明した画像処理装置３００と、同一又は同様の機能及び構成を有してよい。本例において、入力部６０、記録部６２、出力部６６は、図９に関連して説明したものと同一又は同様の機能及び構成を有する。
【００６０】
算出部６４は、ＣＰＵ４３０、入力装置４３２，ＲＯＭ４３４、ハードディスク４３６，ＲＡＭ４３８、ＣＤ−ＲＯＭドライブ４４０を有する。ＣＰＵ４３０は、ＲＯＭ４３４及びＲＡＭ４３８に格納されたプログラムに基づいて動作する。キーボード、マウス等の入力装置４３２を介して利用者によりデータが入力される。ハードディスク４３６は、画像等のデータ、及びＣＰＵ４３０を動作させるプログラムを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ４４０はＣＤ−ＲＯＭ４４２からデータ又はプログラムを読みとり、ＲＡＭ４３８、ハードディスク４３６及びＣＰＵ４３０の少なくともいずれかに提供する。
【００６１】
ＣＰＵ４３０が実行するプログラムの機能構成は、図９に関連して説明した画像処理装置３００の算出部６４の機能構成と同じであり、３点以上の照射位置から物体２０に光を照射した場合の、それぞれの照射位置からの光による物体２０からの反射光の強度を、それぞれ入力させる入力モジュールと、反射光のそれぞれの強度に基づいて、物体までの距離情報を算出させる算出モジュールとを有する。入力モジュール及び算出モジュールが、ＣＰＵ４３０に行わせる処理は、図９に関連して説明した算出部６４の機能及び動作と同じであるから、説明を省略する。これらのプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ４４２等の記録媒体に格納された利用者に提供される。記録媒体の一例としてのＣＤ−ＲＯＭ４４２には、本出願で説明した、画像処理装置３００の動作の一部又は全ての機能を格納することができる。
【００６２】
上記のプログラムは、記録媒体から直接ＲＡＭ４３８に読み出されてＣＰＵ４３０により実行されてもよい。あるいは、上記のプログラムは、記録媒体からハードディスク（ＭＤ）等の磁気記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ状記録媒体、不揮発性の半導体メモリカード等を用いることができる。
【００６３】
上記のプログラムは、単一の記録媒体に格納されてもよいし、複数の記録媒体に分割されて格納されてもよい。また、上記プログラムは、記録媒体に圧縮されて格納されてもよい。圧縮されたプログラムは伸張され、ＲＡＭ４３８等の別の記録媒体に読み出され、実行されてもよい。さらに、圧縮されたプログラムは、ＣＰＵ４３０によって伸張され、ハードディスク４３６等にインストールされた後、ＲＡＭ４３８等の別の記録媒体に読み出され、実行されてもよい。
【００６４】
さらに、記録媒体の一例としてのＣＤ−ＲＯＭ４４２は、通信ネットワークを介して、ホストコンピュータによって提供される上記のプログラムを格納してもよい。記録媒体に格納された上記のプログラムは、ホストコンピュータのハードディスクに格納され、通信ネットワークを介してホストコンピュータから当該コンピュータに送信され、ＲＡＭ４３８等の別の記録媒体に読み出され、実行されてもよい。
【００６５】
上記のプログラムを格納した記録媒体は、本出願の画像処理装置３００を製造するためにのみ使用されるものであり、そのような記録媒体の行としての製造及び販売等が本出願に基づく特許険の侵害を構成することは明らかである。
【００６６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６７】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、光が照射された物体から得られる反射光を撮像することにより、物体の表面の傾きによる誤差を排除した、物体までの距離情報を獲得することが可能となる。また、物体２０の表面の傾き情報、物体２０の表面の反射率情報を獲得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  情報獲得方法の原理説明図である。
【図２】  照射位置が一直線上に配置された場合の、情報獲得方法の説明図である。
【図３】  波長による物体２０の表面の反射率の違いを補正した情報獲得方法の説明図である。
【図４】  情報獲得方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】  発光装置１００の一例を示す。
【図６】  光学的に一直線上にある３点の照射位置から物体２０に光を照射する、発光装置１００の一例を示す。
【図７】  光学的に三角形を形成する３点の照射位置から物体２０に光を照射する、発光装置１００の一例を示す。
【図８】  画像撮像装置２００の一例の説明図である。
【図９】  情報獲得装置の一例の構成図である。
【図１０】  画像処理装置３００の一例の構成図である。
【符号の説明】
１０・・・カメラ、１２、１４、１６・・・照射位置
２０・・・物体、２４・・・被照射部
３０・・・照射部、３２・・・テーブル
４０・・・光源制御部、５０・・・照射部
５４・・・制御部、５６・・・分光部
５８・・・撮像部、６０・・・入力部
６２・・・記憶部、６４・・・算出部
６６・・・出力部、１００・・・発光装置
２００・・・画像撮像装置、３００・・・画像処理装置
４３０・・・ＣＰＵ、４３２・・・入力装置
４３４・・・ＲＯＭ、４３６・・・ハードディスク
４３８・・・ＲＡＭ、４４０・・・ＣＤ−ＲＯＭドライブ
４４２・・・記録媒体
【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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