JP5092613B2 - 距離計測方法および装置、ならびに距離計測装置を備えた車両 - Google Patents

Description

本発明は、計測用の光を被検物に照射して被検物の距離情報を計測する距離計測技術、およびこの距離計測技術を用いる乗用車等の車両に関するものである。

光を計測対象空間に向けて照射し、被検物からの反射光をＣＣＤなどの撮像装置で撮像し、その撮像情報を処理して、被検物までの距離や被検物の形状などを計測する距離（形状）計測装置が知られている。このような計測装置として、カメラの１フレームの露光時間中に、照射方向毎に照射光量が異なるよう計測対象空間に向けてスリット光を照射し、カメラで撮像して得た画像において、スリット光の照射による露光量総和の違いから、各画素毎にスリット光の照射方向を算出するようにした計測装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この計測装置においては、各画素毎に算出されたスリット光の照射方向、各画素の撮像方向、およびスリット光の光源の位置とカメラとの位置関係に基づいて、三角測量の原理でスリット光が照射された物体の点や面までの距離を算出している。そして、このようにして算出されたカメラの全画素の距離情報より、計測対象空間内の物体の三次元形状を計測している。
特開２０００２−１３１０３１号公報

しかしながら、この従来の計測装置にあっては、各スリット光毎に照射光量が異なるように光を照射し、カメラで撮像した像の露光量総和の違いから照射方向を算出し、その照射方向を用いて幾何学的に距離を算出している。従って、例えば、物体面の反射率の違いによって露光量総和が異なるため、照射方向を誤って算出してしまい、正確な距離計測が行えない場合があるという問題があった。

本発明による距離計測装置では、光照射部は、照射角に対する所定の特性の変化率が一定の第１の光と、照射角に応じて特性の変化率が異なる第２の光とを計測対象空間に照射する。撮像部は、光照射された計測対象空間内の被検物の像を撮像する。被検領域抽出部は、撮像部で撮像された画像のうち第１の光による画像から、特性の変化率が一定の領域を被検領域として抽出する。照射角情報算出部は、被検領域抽出部で抽出された被検領域毎に、撮像部で撮像された画像のうち第２の光による画像から特性の変化情報を求め、この変化情報から第２の光の照射角情報を求める。距離情報算出部は、被検領域毎に、照射角情報算出部で求められる照射角情報と、被検領域の撮像部による画像上の位置情報と、光照射部と撮像部との位置関係情報とから被検領域に対応する被検物までの距離情報を算出する。

本発明によれば、各被検物の反射率に影響されることなく、被検物までの距離情報（形状の情報を含む）を正確に計測できる。

図１〜図７を参照して本発明による距離計測装置の実施形態の一例について説明する。本実施形態は、乗用車等の車両に備えられた距離計測装置に本発明を適用したものである。図１は、本実施形態の距離計測装置を搭載した車両ＭＢを示す。距離計測装置は、第１および第２の投光器１Ｂ，１Ｒおよびカメラ２Ｃと、図４のコントロールユニットＣＵとを備えている。投光器１Ｂ，１Ｒは、車両前方を計測対象空間として、計測対象空間に計測用の光を照射し、カメラ２Ｃは、計測空間内の被検物からの反射光（鏡面反射光および散乱光等を含む）を検出する。コントロールユニットＣＵは、カメラ２Ｃの検出情報を用いて被検物の距離情報（形状の情報を含む）を計測する。

図１において、第１および第２の投光器１Ｂ，１Ｒは、車両ＭＢのフロントバンパー３の左端部および右端部の近傍にそれぞれ設置され、計測対象空間に所定の照度分布の照射光ＬＢおよびＬＲを重畳するように照射する。カメラ２Ｃは、フロントガラスの上部中央付近、すなわちルーフ４の前端部中央裏側のルームミラー（不図示）の近傍に取り付けられている。カメラ２Ｃは、対物レンズと、ＣＣＤまたはＣＭＯＳなどの多数の画素を２次元的に配列したカラー撮像素子とを有する。カメラ２Ｃは、投光器１Ｂ，１Ｒから照射された照射光による被検物からの反射光を複数の色成分毎に受光し、カラー画像を得る。なお、投光器１Ｂ，１Ｒは同じ位置に配置してもよい。

図２は、図１の投光器１Ｂ，１Ｒおよびカメラ２Ｃの構成を示す平面図であり、この図２において、左側の投光器１Ｂは、青色光源５Ｂと、濃度フィルタ６Ｂと、駆動部４Ｂとを備えている。青色光源５Ｂは、発光ダイオード（ＬＥＤ）およびレンズを含み、青色（波長４７０ｎｍ）の照射光ＬＢを所定の立体角で放射状に発生する。濃度フィルタ６Ｂは、照射光ＬＢの照度分布を、後述のように照射角に応じて変化率が次第に変化する分布に設定する。駆動部４Ｂは、青色光源５Ｂをパルス発光させる。

右側の投光器１Ｒは、赤色光源５Ｒと、均一化フィルタ６Ｒと、駆動部４Ｒとを備えている。赤色光源５Ｒは、赤色（波長６８０ｎｍ）の照射光ＬＲを照射光ＬＢとほぼ同じ立体角で放射状に発生する。均一化フィルタ６Ｒは、照射光ＬＲの照度分布を、後述のように照射角に対する変化率がほぼ一定の分布に設定する。駆動部４Ｒは、赤色光源５Ｒをパルス発光させる。

駆動部４Ｂ，４Ｒは、図４のコントロールユニットＣＵからの照射制御信号Ｔ１Ｂ，Ｔ１Ｒによって、たとえば投光器１Ｂ，１Ｒから照射光ＬＢ，ＬＲを同じタイミングで同時にパルス発光させる。照射制御信号Ｔ１Ｂ，Ｔ１Ｒは、コントロールユニットＣＵの照射パターン制御部３２から供給される。

図２において、左右の投光器１Ｂ，１Ｒからの照射光ＬＢおよびＬＲは、車両ＭＢ前方の計測対象空間をほぼ重畳して照明できるように構成されている。この結果、その車両前方の種々の被検物に対しては、照射光ＬＢおよびＬＲが、例えばパルス光として重畳して照射され、その各被検物の照射光ＬＢおよびＬＲによる反射光の像がカメラ２Ｃによって撮像される。

図２に示すように、カメラ２Ｃは、光軸ＡＸを持つ対物レンズ１１と、カラー画像撮像用の撮像素子１２Ｃとを備えている。撮像素子１２Ｃの多数の画素は二次元的に配列されているが、図２においては、第ｋ列の水平ライン上に配列されたＪ個（Ｊは２以上の整数）の画素ＰＸｊ（ｊ＝１〜Ｊ）のみを示している。以下の説明では、第ｋ列の水平ライン上の画素ＰＸｊの撮像信号ｓｊ（ｔ）を処理するものとして説明するが、他の列の画素の撮像信号も同様に処理される。

この場合、各画素ＰＸｊは、赤色光の輝度を検出する赤色画素ＰＸＲｊ、緑色光の輝度を検出する緑色画素ＰＸＧｊ、および青色光の輝度を検出する青色画素ＰＸＢｊを含んで構成されており、撮像信号ｓｊ（ｔ）も、赤色、緑色、および青色の画像に対応する撮像信号ｓＲｊ（ｔ），ｓＧｊ（ｔ）およびｓＢｊ（ｔ）を含んで構成されている。

図２の状態では、被検物（不図示）上の観測点Ｑ１に投光器１Ｂ，１Ｒから照射光ＬＢおよびＬＲが照射されると、観測点Ｑ１からの反射光ＤＬ（照射光ＬＢおよびＬＲの合成光の反射光）が画素ＰＸｊに入射する。同様に、照射光ＬＢおよびＬＲが重畳して照射された被検物上の他の点からの反射光が撮像素子１２Ｃ上の対応する画素に入射して、被検物の像が撮像される。この場合、各画素毎に、入射する光束の光軸ＡＸに対する角度である撮像角が予め対応付けられている。なお、図２において、車両の幅方向、すなわち光軸ＡＸに垂直で、かつ路面に平行な方向をｘ方向とする。

コントロールユニットＣＵは、図４に示すように、ＣＰＵ３０と、カメラ２Ｃからの撮像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１３と、Ａ／Ｄ変換器１３でＡ／Ｄ変換された撮像信号を記憶する画像メモリ１４とを備える。ＣＰＵ３０は、駆動制御部３１と、照射パターン制御部３２と、差分処理部３３と、観測領域抽出部３４と、照射角算出部３５と、距離算出部３６と、近接物検出部３７とを備えて構成されている。

照射パターン制御部３２は、駆動制御部３１からのカメラ制御信号Ｔ２に同期して、照射制御信号Ｔ１Ｂを投光器１Ｂに、照射制御信号ＴＩＲを投光器１Ｒにそれぞれ供給して投光器１Ｂ，１Ｒを駆動制御する。

ＣＰＵ３０は、カメラ制御信号Ｔ２に基づいて、後述するように、投光器１Ｂ，１Ｒを消灯した状態で車両前方をカメラ２Ｃで撮像して参照画像を取得し、参照画像を画像メモリ１４に記憶する。たとえば、撮像素子１２Ｃの各画素ＰＸｊから撮像信号ｓｊ（ｔ）を読み出し、Ａ／Ｄ変換器１３を介して画像メモリ１４に記憶する。同様にして、投光器１Ｂ，１Ｒからパルス光を照射した状態で車両前方をカメラ２Ｃで撮像して検出画像を取得し、検出画像を画像メモリ１４に記憶する。ＣＰＵ３０は、画像メモリ１４から参照画像信号と検出画像信号を読み出す。たとえば、画像メモリ１４に記憶している参照画像信号と検出画像信号のそれぞれについて、各画素ＰＸｊ毎の時系列の撮像信号ｓｊ（ｔ）（撮像情報）を読み出す。ＣＰＵの各部の詳細は後述する。

なお、本実施形態では、照射光ＬＢおよびＬＲがそれぞれ青色および赤色であるため、コントロールユニットＣＵにおいては、撮像信号ｓｊ（ｔ）中の赤色および青色の画像の撮像信号ｓＲｊ（ｔ），ｓＢｊ（ｔ）のみが使用される。

図３（Ａ）は、図２の投光器１Ｂの青色光源５Ｂおよび濃度フィルタ６Ｂとカメラ２Ｃとを示す側面図である。図３（Ａ）において、路面に垂直な方向をｙ方向とすると、撮像素子１２Ｃの垂直ラインはｙ方向に延在する。図３（Ａ）中では、撮像素子１２Ｃの第ｊ行の垂直ライン上に配列されたＫ個（Ｋは２以上の整数）の画素ＰＸｊｋ（実際には赤色、緑色、青色の画素よりなる）（ｋ＝１〜Ｋ）を示す。以下では、画素ＰＸｊｋの画素信号の処理について説明するが、他の垂直ライン上の画素の撮像信号も同様に処理される。この場合、各垂直ライン上のｋ番目の画素ＰＸｊｋのｙ座標をｙｋとする。

図３（Ａ）において、投光器１Ｂ、すなわち青色光源５Ｂの照射軸ＡＸＢはカメラ２Ｃの光軸ＡＸに対して平行である。また、図３（Ａ）において、カメラ２Ｃの前方に異なる距離で物体１５Ａおよび１５Ｂがあり、物体１５Ａ，１５Ｂのカメラ２Ｃ側の面をそれぞれ被検面１６Ａ，１６Ｂとする。このとき、青色光源５Ｂから放射状に照射される照射光のうち、照射角αの光を照射光ＬＢαとする。被検面１６Ａ，１６Ｂのほぼ中心に照射される照射角α１，α２の光を照射光ＬＢα１，ＬＢα２とする。なお、照射角は、照射軸ＡＸＢとなす角度である。

照射光ＬＢα１，ＬＢα２が被検面１６Ａ，１６Ｂで反射する光は、カメラ２Ｃの撮像素子１２Ｃの画素ＰＸｊｑおよびＰＸｊｋに入射している。この場合、被検面１６Ａ，１６Ｂからそれぞれ反射する反射光の光軸は、カメラ光軸ＡＸに対してそれぞれγ１，γ２の角度を持つ。この角度を撮像角と呼ぶ。カメラ２Ｃと青色光源５Ｂとのｙ方向の既知の間隔をｅとすると、三角測量の原理から、カメラ２Ｃから被検面１６Ａ，１６Ｂまでの距離ｄ１，ｄ２は、近似的に次式（１Ａ）、（１Ｂ）から計算できる。
なお、カメラ２Ｃと青色光源５Ｂとの光軸ＡＸ方向の間隔等も考慮して距離ｄ１，ｄ２を計算することによって、距離ｄ１，ｄ２をより正確に計算することが可能である。
ｄ１＝ｅ／（tan α１＋tan γ１） …（１Ａ）
ｄ２＝ｅ／（tan α２＋tan γ２） …（１Ｂ）

撮像角γ１，γ２は、被検面１６Ａ，１６Ｂからの反射光を受光する画素ＰＸｊｑ，ＰＸｊｋの位置（ここではｙ座標ｙｑ，ｙｋ）の情報から、例えば所定のテーブルを参照することによって求めることができる。しかしながら、単に反射光を受光する画素の位置を特定するのみでは、その反射光に対応する照射光ＬＢα１，ＬＢα２の照射角α１，α２が分からないため、式（１Ａ）および式（１Ｂ）を適用することができない。

そこで、本実施形態では、濃度フィルタ６Ｂを用いて照射光の照度の変化率を照射角αに応じて変化させることによって、カメラ２Ｃによる被検面１６Ａ，１６Ｂの画像から対応する照射角α１，α２を求めることとしている。

図３（Ｂ）は、濃度フィルタ６Ｂの透過率分布を示し、図３（Ａ）の青色光源５Ｂからの照射光の光強度分布が照射方向によらずに均一であるとすると、図３（Ｂ）の濃度フィルタ６Ｂの透過率はｘ方向には一定で、ｙ方向にはほぼ２次関数の特性で透過率が大きくなる。

図３（Ｃ）は、濃度フィルタ６Ｂを用いることによって得られる図３（Ａ）の照射光ＬＢαの、単位距離だけ離れた位置における照射角αに対する照度ＩＬＢ（α）の特性を示し、図３（Ｃ）および次式に示すように、照射角の最小値αｍｉｎ、所定のオフセットｃおよび係数ｈを用いて、照度ＩＬＢ（α）は照射角αの２次関数で次式（２Ａ）として表される。
ＩＬＢ（α）＝ｈ（α−αｍｉｎ）^２ ＋ｃ …（２Ａ）
このとき、照度ＩＬＢ（α）の照射角αに対する変化率ｄＩＬＢ／ｄαは、次式（２Ｂ）のように表される。式（２Ｂ）から分かるように、変化率ｄＩＬＢ／ｄαは照射角αに対して線形に変化する。
ｄＩＬＢ／ｄα＝２ｈ（α−αｍｉｎ） …（２Ｂ）

この変化率は、照射角αがα１またはα２になると、図３（Ｃ）の接線１７Ａおよび１７Ｂの傾きで示すように互いに異なった値になる。そこで、本実施形態では、カメラ２Ｃで撮像される画像内の撮像信号（輝度レベル）のｙ方向の変化率に基づいて、対応する被検面上に照射される照射光の照射角を求めることができる。この際、図２の均一化フィルタ６Ｒを通過した照射光ＬＲを使用するため、照射光ＬＲの照度分布について説明する。

図３（Ｄ）は、図２の均一化フィルタ６Ｒの透過率分布を示す。図２の赤色光源５Ｒからの照射光の光強度分布が照射方向によらずに均一であるとすると、図３（Ｄ）の均一化フィルタ６Ｒの透過率はｘ方向には一定で、ｙ方向にはほぼ線形に透過率が大きくなる。

図３（Ｅ）は、均一化フィルタ６Ｒを用いることによって得られる図２の照射光ＬＲの、単位距離だけ離れた位置における照射角α（赤色光源５Ｒの光軸ＡＸとのなす角度）に対する照度ＩＬＲ（α）の特性を示す。図３（Ｅ）の点線の曲線１８Ｂは、所定の係数ａおよびｂを用いて、照射角αの１次関数で次式（３Ａ）として表される。
ＩＬＲ（α）＝ａ・α＋ｂ …（３Ａ）

従って、照度ＩＬＲ（α）の照射角αに対する変化率ｄＩＬＲ／ｄαは、次式（３Ｂ）のように表される。式（３Ｂ）から分かるように、変化率ｄＩＬＲ／ｄαは次のように照射角αに関係なく一定のａである。
ｄＩＬＲ／ｄα＝ａ …（３Ｂ）
係数ａは０でもよく、この場合の照度ＩＬＲ（α）は、図３（Ｅ）の実線１８Ａで示すように値がｂで一定になる。

なお、図３（Ａ）では説明の便宜上、物体１５Ａ，１５Ｂに対する照射光の照射角α１，α２は水平方向に対して上向きであるが、実際には、図１に示すように照射角α１，α２は水平方向に対してやや下向きである。すなわち、投光器１Ｂ，１Ｒからの照射光ＬＢ，ＬＲは、水平方向に対して所定角度下向きの角度から水平方向まで次第に照度が増加するように設定され、水平方向より上の角度には殆ど照射されないように設定されている。このように水平方向に最も照度が高くなるように設定することによって、路面を走行している遠方の車両であってもその距離を正確に計測できる。

以下、図１の物体１５Ａ，１５Ｂに照射される照射光ＬＢの照射角を求めるための原理を説明する。
図１の距離ｄ１，ｄ２の物体１５Ａ，１５Ｂに投光器１Ｒから照射光ＬＲが照射された場合、物体１５Ａ，１５Ｂにおける照度ＩｒＲ１，ＩｒＲ２は、次式（４Ａ）、（４Ｂ）を用いて表される。
ＩｒＲ１＝（ａ・α１＋ｂ）／（ｄ１）^２ …（４Ａ）
ＩｒＲ２＝（ａ・α２＋ｂ）／（ｄ２）^２ …（４Ｂ）

照射光ＬＲの反射光によってカメラ２Ｃで撮像されて得られた物体１５Ａ，１５Ｂの赤色画像の輝度LevR１，LevR２は、物体１５Ａ，１５Ｂの赤色光に対する反射率をｒ１，ｒ２とすると次式（５Ａ）、（５Ｂ）で表される。なお、関数ｆ｛｝は、カメラ２Ｃの感度特性関数である。
LevR１＝ｆ｛（ａ・α１＋ｂ）ｒ１／（ｄ１）^２｝ …（５Ａ）
LevR２＝ｆ｛（ａ・α２＋ｂ）ｒ２／（ｄ２）^２｝ …（５Ｂ）

カメラ２Ｃで撮像した赤色画像の輝度LevR１，LevR２の照射角αに関する変化率ｄLevR１／ｄα，ｄLevR２／ｄαは、照射角と画素の位置とは比例の関係にあることから、次式（６Ａ）、（６Ｂ）で表される。
ｄLevR１／ｄα＝ｆ｛ａ・ｒ１／（ｄ１）^２｝ …（６Ａ）
ｄLevR２／ｄα＝ｆ｛ａ・ｒ２／（ｄ２）^２｝ …（６Ｂ）

従って、赤色画像の輝度の空間的変化がほぼ一定の領域、すなわち赤色画像上で輝度のｘ方向、ｙ方向の変化率が所定の許容範囲内で同じ領域である観測領域を抽出すると、反射率ｒと距離ｄの自乗との比の値（＝ｒ／ｄ^２）が一定の領域、すなわち物体までの距離が同じで、かつ反射率が同じ領域が抽出できる。このように、照射光ＬＲの画像から輝度の空間的変化率がほぼ一定の観測領域を抽出することによって、図３（Ａ）の被検面１６Ａ，１６Ｂの画像を識別することができる。

一方、図１の投光器１Ｂから式（２Ａ）の照度分布を持つ照射光ＬＢが物体１５Ａに照射される場合、物体１５Ａからの反射光によってカメラ２Ｃで撮像されて得られた青色画像の輝度LevB１は、次式のようになる。
LevB１＝ｆ［｛ｈ（α−αmin）^２＋ｃ｝ｒＢ１／（ｄ１）^２］ …（７）
ただし、ｒＢ１は青色光に対する反射率
また、物体１５Ａの青色画像の輝度LevB１の照射角αに関する変化率ｄLevB１／ｄαは次式となる。
ｄLevB１／ｄα＝ｆ［｛２ｈ（α−αmin）｝ｒＢ１／（ｄ１）^２］ …（８）

また、カメラ２Ｃの画像上の観測領域における反射率と距離の自乗との比の値は一定であることから、２ｈ・ｒＢ１／（ｄ１）^２をＨ１とすると、ｄLevB１／dαは次のように表すことができる。
ｄLevB１／ｄα＝ｆ｛Ｈ１（α−αmin）｝ …（９）

従って、輝度の照射角αに対する変化率ｄLevB１／ｄαは、照射角αによって一意に決まる値となる。カメラ２Ｃの感度特性関数ｆは既知であるため、ｄLevB１／ｄαに対応する青色画像の輝度のｙ座標に対する変化率を青色画像から求め、この値を式（２Ｂ）と比較することによって照射角α１等を特定できる。

図４は、図２の投光器１Ｂ，１Ｒおよびカメラ２Ｃの動作を制御し、カメラ２Ｃの撮像信号を処理して車両前方の被検物までの距離情報を求めるためのコントロールユニットＣＵを示す。図４において、コントロールユニットＣＵは、画像メモリ１４を含むＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ３０、Ａ／Ｄ変換器１３などを備えた制御回路である。図４のＣＰＵ３０内の各ブロックに分かれた処理部は、コンピュータのソフトウェアによって実行される機能である。ただし、各処理部を論理回路等の組合せ（ハードウェア）によって実現することも可能である。

ＣＰＵ３０は、装置全体の動作を統括的に制御する駆動制御部３１と、図２の投光器１Ｂ，１Ｒに照射制御信号Ｔ１Ｂ，Ｔ１Ｒを供給する照射パターン制御部３２と、差分処理部３３と、観測領域抽出部３４と、照射角算出部３５と、距離算出部３６と、近接物検出部３７とを有する。駆動制御部３１は、先ず照射パターン制御部３２を介して、図２の投光器１Ｂ，１Ｒから青色の照射光ＬＢおよび赤色の照射光ＬＲを同時にパルス発光させて、カメラ２Ｃに１回目の撮像を行わせる。次に、投光器１Ｂ，１Ｒからの照射がない状態で、カメラ２Ｃに２回目の撮像を行わせる。これは図２の車両前方からの照射光ＬＢ，ＬＲによる反射光を検出する際に、背景光の影響を除去するためである。

これら２回のカメラ２Ｃの撮像によって得られる各画素の撮像信号ｓｊ（ｔ）は画像メモリ１４に参照画像信号と検出画像信号として記憶され、そのうち、赤色および青色の画像に対応する撮像信号ｓＲｊ（ｔ），ｓＢｊ（ｔ）は差分処理部３３に供給される。差分処理部３３では、図２の照度の変化率が一定の照射光ＬＲの反射光の画像を求めるために、赤色の各画素毎に２回の撮像信号ｓＲｊ（ｔ）の差分の撮像信号ｕＲｊ（ｔ）を求め、この撮像信号を観測領域抽出部３４に供給する。さらに差分処理部３３は、図２の照度の変化率が照射角αによって変化する照射光ＬＢの反射光の画像を求めるために、青色画像用の各画素毎に２回の撮像信号ｓＢｊ（ｔ）の差分の撮像信号ｕＢｊ（ｔ）を求め、この撮像信号を照射角算出部３５に供給する。

観測領域抽出部３４では、供給された撮像信号ｕＲｊ（ｔ）を用いて、図５に示すカメラ２Ｃの赤色の画像２ＣＲ中で、輝度のｘ方向、ｙ方向の変化率が所定の許容範囲（例えば平均値に対するばらつきが１０％等）内で一定とみなすことができる画像を観察領域として抽出する。図１の場合には、図５の画像２ＣＲ内で水平方向の座標ｘ、垂直方向の座標ｙにおける輝度ＩＬＲ（ｘ，ｙ）の変化率がその許容範囲内で一定の画像として、物体１５Ａ，１５Ｂの被検面に対応する２つの観察領域１９Ａ，１９Ｂが抽出される。各観察領域１９Ａ，１９Ｂに属する複数の画素の位置を示す座標情報Ｔ３は、図４の照射角算出部３５および距離算出部３６に供給される。

照射角算出部３５では、供給された座標情報Ｔ３に基づいて、図６（Ａ）に示すカメラ２Ｃの青色の画像２ＣＢ中で、図５の２つの観察領域１９Ａ，１９Ｂ内の照射角算出の基準点、たとえば中心点ＱＡおよびＱＢを特定する。なお、画像２ＣＢ中の点とは、カメラ２Ｃの一つの画素（ここでは青色の画素）に対応する領域である。そして、中心点ＱＡおよびＱＢのｙ座標をｙａおよびｙｂとすると、照射角算出部３５では、青色の画像の差分の撮像信号ｕＢｊ（ｔ）を用いて、中心点ＱＡおよびＱＢをｙ方向に挟む２点において、輝度レベルの差分を求める。

なお、輝度レベルの差分を算出するに先立って、たとえば、撮像信号ｕＢｊ（ｔ）を図６（Ａ）の観察領域１９Ａ，１９Ｂ毎に、対応する赤色画像の撮像信号ｕＲｊ（ｔ）の平均レベル等で除算することによって規格化しておいてもよい。

ここで、図６（Ａ）の中心点ＱＡをｙ方向に挟む点ＱＡ１，ＱＡ２における撮像信号ｕＢｊ（ｔ）の輝度レベルをｕＢＡ１，ｕＢＡ２とし、点ＱＡ１，ＱＡ，ＱＡ２のｙ座標が既知のΔｙずつ変化しているものとする。輝度ＩＬＢのｙ座標に対する変化率ｄＩＬＢ／ｄｙを、輝度ＩＬＢの差分を対応するｙ座標の変化分で除算した値とみなすと、点ＱＡにおける輝度の変化率ｄＩＬＢ／ｄｙは次のように計算できる。
ｄＩＬＢ／ｄｙ（点ＱＡ）＝（ｕＢＡ２−ｕＢＡ１）／（２Δｙ）…（１０Ａ）

同様に、中心点ＱＢをｙ方向に挟む点をＱＢ１，ＱＢ２（不図示）として、点ＱＢ１，ＱＢ２における撮像信号ｕＢｊ（ｔ）の輝度レベルをｕＢＢ１，ｕＢＢ２とすると、点ＱＢにおける輝度の変化率ｄＩＬＢ／ｄｙは次のように計算できる。
ｄＩＬＢ／ｄｙ（点ＱＢ）＝（ｕＢＢ２−ｕＢＢ１）／（２Δｙ）…（１０Ｂ）

この場合、図１の照射光ＬＢの照射角αに対する照度ＩＬＢ（α）は式（２Ａ）、すなわち図６（Ｂ）で表され、照度ＩＬＢ（α）の照射角αに対する変化率ｄＩＬＢ（α）／ｄαは式（２Ｂ）で表される。本実施形態では、検出画像に基づいて照射角を決定するため、青色画像の輝度レベルがｙ軸上で照射角αに対してどのように変化するかを求める必要がある。そこで、式（２Ｂ）で表される照度ＩＬＢ（α）の照射角αに対する変化率ｄＩＬＢ（α）／ｄαを、カメラ２Ｃの感度特性を示す関数ｆ｛｝を用いて、青色画像の輝度レベルのｙ座標に対する変化率ｄＩＬＢ／ｄｙに換算する。変化率ｄＩＬＢ／ｄｙは、たとえば、図６（Ｃ）の直線２０として示される。この直線２０の傾き、すなわち横軸の変化率ｄＩＬＢ／ｄｙの変化に対する縦軸の照射角αの変化の割合を示す値は、図４の照射角算出部３５内の記憶部に予め記憶されている。

そして、照射角算出部３５では、式（１０Ａ）および（１０Ｂ）によって計算した輝度の変化率ｄＩＬＢ／ｄｙの値が、図６（Ｃ）の横軸の値になるような直線２０上の点２１Ａおよび２１Ｂを特定し、この点２１Ａおよび２１Ｂに対応する縦軸上の照射角α１およびα２を求める。この照射角α１およびα２が、図６（Ａ）の観察領域１９Ａ，１９Ｂの中心点ＱＡ，ＱＢに入射する図１の投光器１Ｂからの照射光ＬＢα１，ＬＢα２の照射角である。この観察領域１９Ａ，１９Ｂの中心点ＱＡ，ＱＢの座標およびこれに対応する照射角α１，α２を含む照射角情報Ｔ４が距離算出部３６に供給される。

距離算出部３６では、観測領域抽出部３４から供給される座標情報Ｔ３から、観察領域１９Ａ，１９Ｂに属する点の座標を認識する。さらに、距離算出部３６は、その照射角情報Ｔ４から各観察領域１９Ａ，１９Ｂ内の基準点の座標を抽出し、この座標からその基準点における図３（Ａ）のカメラ２Ｃに入射する反射光の撮像角γ１，γ２を求める。次に、距離算出部３６は、その照射角情報Ｔ４から、各観察領域１９Ａ，１９Ｂ内の基準点に入射する照射光ＬＢの照射角α１，α２を抽出する。そして、距離算出部３６は、図３（Ａ）のカメラ２Ｃと青色光源５Ｂとのｙ方向の既知の間隔ｅと、撮像角γ１，γ２と、照射角α１，α２とを式（１Ａ）および（１Ｂ）に代入することによって、図６（Ａ）の観察領域１９Ａ，１９Ｂに対応する物体である図３（Ａ）の被検面１６Ａ，１６Ｂまでの距離ｄ１，ｄ２を算出する。観察領域１９Ａ，１９Ｂのｘ方向、ｙ方向の位置の情報、および算出された距離ｄ１，ｄ２の情報は、近接物検出部３７および表示器３９に供給される。

表示器３９では、例えばモニタ上の観察領域１９Ａ，１９Ｂに対応する領域に距離情報を表示する。近接物検出部３７は、供給された距離ｄ１，ｄ２が所定の許容値以下となった場合に、ブザー３８からアラームを発生させて乗員に警告を発する。これに応じて、乗員は、例えば車間距離を適正化する操作を行う。

する全体の動作につき図７のフローチャートを参照して説明する。この動作は図４の駆動制御部３１によって制御される。

先ず、図７のステップＳ１００において、図４の駆動制御部３１は、図２の投光器１Ｂ，１Ｒから同時に照射光ＬＢ，ＬＲをパルス発光させて、ステップＳ１０１において、カメラ２Ｃで反射光を撮像させる。このときの画像（撮像信号）は図４の画像メモリ１４に保存される（ステップＳ１０２Ａ）。次のステップＳ１０３において、図２の投光器１Ｂ，１Ｒから照射光ＬＢ，ＬＲを照射しない状態に設定し、ステップＳ１０４において、カメラ２Ｃで車両前方の空間を撮像する。このときの画像（撮像信号）も図４の画像メモリ１４に保存される（ステップＳ１０２Ｂ）。次のステップＳ１０５において、図４の差分処理部３３では、画像メモリ１４から赤色参照画像と青色検出画像を読み出し、参照画像と検出画像を差し引いて得られる差分画像を保存する。また、赤色差分画像の撮像信号ｕＲｊ（ｔ）を観測領域抽出部３４に供給し、青色の差分画像の撮像信号ｕＢｊ（ｔ）を照射角算出部３５に供給する。

次のステップＳ２０１において、図４の観測領域抽出部３４は、図５の画像２ＣＲの下側の（ｙ座標が小さい）水平ラインから上方の水平ラインに向けて、各水平ラインの赤色の画素毎に、対応する差分画像の撮像信号ｕＲｊ（ｔ）の輝度レベルのｘ方向の変化率（第１の水平ラインでは、ｙ方向の変化率は計算できないため）を求め、この変化率が許容範囲内で一致する画素の座標を同一の観察領域に属する座標として記憶装置に記憶する（画素の属する観察領域の特定）。

ステップＳ２０１において、輝度レベルのｘ方向の変化率がその許容範囲内で一致しない画素があった場合には、新たな観察領域が存在するものとしてステップＳ２０２に移行して、それまでの輝度レベルの変化率がその許容範囲内で一致する１組の画素の座標を１つの観察領域の座標として記憶装置に記憶する（観察領域の保存）。

次のステップＳ２０３において、図５の画像２ＣＲの全部の水平ライン（全部のｙ座標）の画素について処理が終了したかどうかを判定し、終了していない場合にはステップＳ２０１に戻る。そして、処理中の水平ラインの画素について、輝度レベルのｘ方向およびｙ方向の変化率がその許容範囲内で一致する観察領域を特定し、一致する観察領域がない場合にはステップＳ２０２に移行して、それまでに得られた観察領域の保存を行う。このようにステップＳ２０１およびＳ２０２を繰り返して実行することによって、例えば図５の観察領域１９Ａ，１９Ｂが区分けして抽出される。

ステップＳ２０３において、図５の画像２ＣＲの全部のｙ座標の画素の処理が終了した後、ステップＳ３０１に移行する。ステップＳ３０１において、図４の照射角算出部３５は、図６（Ａ）の青色の画像２ＣＢ内の観察領域１９Ａ，１９Ｂ毎に、撮像信号の輝度レベルのｙ座標に対する変化率を求め、この変化率と図６（Ｃ）の直線２０とから、その変化率に対応する照射光ＬＢの照射角を求める。次のステップＳ３０２において、図４の距離算出部３６は、その照射角の情報、および観察領域１９Ａ，１９Ｂ内の基準点に対応する撮像角の情報を用いて、観察領域１９Ａ，１９Ｂまでの距離ｄ１，ｄ２を算出する。この距離の算出は、ステップＳ３０３において、全部の観察領域１９Ａ，１９Ｂの距離の算出が終了するまで繰り返される。

全部の観察領域１９Ａ，１９Ｂの距離の算出が終了した後、ステップＳ３０４において、図４の近接物検出部３７は、近接物があるかどうかを判定し、近接物がない場合には、ステップＳ１００に戻って距離計測が繰り返して実行される。ステップＳ３０４において、近接物が存在する場合には、ステップＳ３０５に移行して、ブザー３８からアラームを発生した後、ステップＳ１００に戻って距離計測が繰り返される。

本実施形態の距離計測装置および車両によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）投光器１Ｒから、照射角に対する照度の変化率がほぼ一定の照射光ＬＲを、投光器１Ｂから、照射角に応じて照度の変化率が異なる照射光ＬＢを、それぞれ車両前方に照射する。車両前方の被検物からの反射光の像をカメラ２Ｃで撮像する。観測領域抽出部３４は、カメラ２Ｃで撮像された画像のうち照射光ＬＲによる赤色画像から、照度（画像上の輝度）の変化率がほぼ一定の領域を観察領域１９Ａ，１９Ｂとして抽出する。照射角算出部３５は、観測領域抽出部３４で抽出された観察領域１９Ａ，１９Ｂ毎に、照射光ＬＢによる青色画像から照度（輝度）の変化率を求め、この変化率から観察領域１９Ａ，１９Ｂに対する照射光ＬＢの照射角α１，α２を求める。距離算出部３６は、観察領域１９Ａ，１９Ｂ毎に、照射角算出部３５で求められる照射角と、観察領域１９Ａ，１９Ｂのカメラ２Ｃによる画像上の位置情報（撮像角γ１，γ２）と、投光器１Ｂとカメラ２Ｃとの距離ｅ（位置関係情報）とに基づいて、観察領域１９Ａ，１９Ｂに対応する被検物までの距離ｄ１，ｄ２を算出する。

従って、照射光ＬＲの照射によって、反射率および／または距離が異なる複数の被検物の像を、複数の観察領域１９Ａ，１９Ｂとして容易に区分できる。さらに、各観察領域１９Ａ，１９Ｂ毎に照射光ＬＢの照射角を求めているため、各被検物の反射率および距離に影響されることなく、三角測量の原理によって、被検物までの距離を簡単な機構で正確に、かつ短時間に計測できる。

（２）本実施形態では、投光器１Ｂ，１Ｒによる照射を行うときにカメラ２Ｃで撮像して取得した画像と、投光器１Ｂ，１Ｒからの照射を行わないときにカメラ２Ｃで撮像して取得した画像との差分演算画像を抽出する差分処理部３３を備える。観測領域抽出部３４および照射角算出部３５では、差分処理部３３で抽出された差分演算画像を処理して、観測領域を特定して照射角を算出している。従って、背景光に影響されることなく、被検物までの距離を正確に計測できる。

（３）投光器１Ｂ，１Ｒは、照射光ＬＲおよびＬＢを照射するための赤色光源５Ｒおよび青色光源５Ｂと、均一化フィルタ６Ｒおよび濃度フィルタ６Ｂとを有する。従って、照射光ＬＲ，ＬＢと光源５Ｒ，５Ｂとの対応が１対１になり、光源５Ｒ，５Ｂに対してフィルタ６Ｒ，６Ｂを切り替える機構が不要となるため装置規模が小さくなり、その結果、導入コストおよび運用コストを低くすることができる。

（４）照射光ＬＲおよびＬＢは波長が異なり、投光器１Ｂ，１Ｒは照射光ＬＲおよびＬＢを同時に車両前方に照射し、カメラ２Ｃは、照射光ＬＲおよびＬＢの波長を含む複数の色成分毎の画像を撮像している。従って、被検物に照射光ＬＲおよびＬＢを同時に照射して被検物までの距離を計測できるため、計測時間をさらに短縮できる。

（５）照射光ＬＲは照射角に対する照度の変化率がほぼ一定であり、照射光ＬＢは、照射角に対する照度の変化率が１次関数以外の関数である２次関数で表されている。従って、被検物の画像からその被検物に照射されている照射光ＬＢの照射角を求めることができる。

（６）図１の例では、照射光ＬＢは、照射方向が水平方向に近いほど照度が大きくなるように設定されている。従って、この距離計測装置を車両に搭載した場合には、近い距離から遠方に向かって照射強度が強くなるため、広範囲の計測が可能となる。

（７）本実施形態の車両は、上記の距離計測装置を備えた車両であって、投光器１Ｂ，１Ｒが車両前方に設けられている。従って、車両前方の被検物までの距離情報を計測できる。

本発明の距離計測装置を以下のように変形することができる。
（１）投光器１Ｂ，１Ｒの青色光源５Ｂおよび赤色光源５Ｒをヘッドライト８Ｂ，８Ｒ内に設けてもよい。この場合、光源５Ｂ，５Ｒの設置場所を別途確保する必要がないという利点がある。さらに、ヘッドライト８Ｂ，８Ｒ内の照明用の光源７Ｂ，７Ｒを距離計測用に兼用することも可能となる。

（２）照射光ＬＢおよび照射光ＬＲは波長が異なっていればよく、その波長の組み合わせは任意である。例えば照射光ＬＢとして近赤外光等を使用し、照射光ＬＲとして緑色光等を使用してもよい。

（３）駆動制御部３１からのカメラ制御信号Ｔ２に同期して、照射制御信号Ｔ１Ｂを投光器１Ｂに、照射制御信号ＴＩＲを投光器１１Ｒにそれぞれ供給して投光器１Ｂ，１Ｒを駆動制御したが、照射光ＬＢ，ＬＲを、時間差をあけてパルス発光させてもよい。

（４）上記の実施形態では、図２の照射光ＬＢの照度は照射角αに対して２次関数の形で変化している。しかしながら、照射光ＬＢの照度は、照射角αに対して、３次以上の関数、指数関数、または平方関数等の１次関数以外の関数で変化してもよい。

（５）照射光ＬＢとして、間隔が不均一の照射角、例えば係数ａ，ｂおよび整数ｋ（ｋ＝１，２，…）を用いて（ａ＋（ｋ・ｂ）^２）で表される照射角αｋにおいて、所定の角度幅で所定照度を持つ複数のスリット光を使用してもよい。このためには、図２の濃度フィルタ６Ｂの代わりに、図８に示すように、照射角αｋに対応する位置で所定幅の透過部２２となり、それ以外で遮光部となるフィルタ６ＢＡを使用すればよい。

この場合、図２の照射光ＬＲとしては、均一化フィルタ６Ｒを透過した照射光、または間隔が均一か若しくは線形に変化する照射角において所定の照度を持つ複数のスリット光を用いることができる。

（６）上記の実施形態では、背景光の影響を除去するために、図４の差分処理部３３を設けているが、背景光の影響が少ない場合には、差分処理部３３を用いることなく、カメラ２Ｃで撮像された撮像信号を直接、観測領域抽出部３４および照射角算出部３５で処理することも可能である。

（７）上記の実施形態では、照射光ＬＢおよびＬＲの波長が異なっているが、照射光ＬＢおよびＬＲとして波長が同じ光を用いることも可能である。この場合には、たとえば、まず照射光ＬＲのみを照射してカメラ２Ｃによって１回目の撮像を行い、次に照射光ＬＢのみを照射してカメラ２Ｃによって２回目の撮像を行った後、照射光ＬＲ，ＬＢの照射がない状態でカメラ２Ｃによって３回目の撮像を行う。そして、１回目と３回目との画像の差分画像を図４の観測領域抽出部３４に供給し、２回目と３回目との画像の差分画像を図４の照射角算出部３５に供給することによって、上記の実施形態と同様に、被検物までの距離を計測できる。

このような計測手順は、照射光ＬＢ，ＬＲを白色ＬＥＤを有する光源から照射してモノクロ参照画像とモノクロ検出画像を取得する場合にも適用することができる。

このように照射光ＬＢおよびＬＲの波長が同じ場合には、両者の光源を共通化して、図２の均一化フィルタ６Ｒおよび濃度フィルタ６Ｂを１つの液晶シャッター等で兼用して、一つの光源から時分割的に照射光ＬＲおよびＬＢを照射することも可能である。

（８）所定の照度分布を形成するための図２の濃度フィルタ６Ｂおよび均一化フィルタ６Ｒとしては、液晶シャッター、または例えば多数の微小なミラーの角度を制御可能な非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を使用することも可能である。

（９）上記の実施形態の図４の距離算出部３６では、三角測量の原理から被検物までの距離を算出している。しかしながら、投光器１Ｂとカメラ２Ｃとの位置関係が複雑であるような場合には、予め照射光ＬＢの複数の照射角とカメラ２Ｃでの複数の撮像角とにおいて、被検物までの距離をシミュレーションによって計算しておき、この情報をテーブルとして記憶しておいてもよい。そして、実際の距離計測時には、そのテーブルを用いて、テーブルにない照射角等においては補間演算を行うことによって、被検物までの距離を求めるようにしてもよい。

（１０）図６（Ｃ）の直線２０（曲線でもよい）を実測によって求めることも可能である。このためには、たとえば、投光器１Ｂからの照射光ＬＢを、所定の角度幅で次第に増加する照射角αｉ（ｉ＝１，２，…）毎に計測用の物体に照射して、その反射光の画像を撮像し、その画像の輝度のｙ座標に対する変化率ｄＩＬＢ／ｄｙを実測する。そして、各照射角αｉに対応して変化率ｄＩＬＢ／ｄｙの実測値をプロットすることによって、図６（Ｃ）の直線２０または曲線を求めることができる。

（１１）上記の実施形態では、本発明を車両に搭載した距離計測装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、例えば鉄道や船舶などの他の乗り物や、産業ロボット・警備ロボット・介護ロボットなどのロボット、あるいは産業機器などの移動する装置に搭載される計測装置に適用できる他、固定して使用される測定機器等（形状測定装置等を含む）にも適用することができる。

さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されない。また、上述した実施形態および変形例は組み合わせてもよい。

なお、特許請求の範囲の構成要素と上述の実施形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、第１の光は照射光ＬＲに、第２の光は照射光ＬＢに、光照射部は投光器１Ｂ，１Ｒに、撮像部はカメラ２Ｃに、被検領域抽出部は観測領域抽出部３４に、照射角情報算出部は照射角算出部３５に、距離情報算出部は距離算出部３６に、反射光抽出部は差分処理部３３に、第１の光源は赤色光源５Ｒに、第２の光源は青色光源５Ｂにそれぞれ対応する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係になんら限定も拘束もされない。

本発明の実施形態の一例の距離計測装置が搭載された車両を示す斜視図である。 その実施形態の距離計測装置の光学系を示す一部を切り欠いた平面図である。 図３（Ａ）は、その実施形態の距離計測装置の左側の投光器１Ｂおよびカメラ２Ｃの構成を示す側面図、図３（Ｂ）は濃度フィルタ６Ｂを示す図、図３（Ｃ）は照射光ＬＢの照度分布を示す図、図３（Ｄ）は均一化フィルタ６Ｒを示す図、図３（Ｅ）は照射光ＬＲの照度分布を示す図である。 その実施形態のコントロールユニットＣＵの構成を示すブロック図である。 図１の照射光ＬＲによる画像を示す図である。 図６（Ａ）は図１の照射光ＬＢによる画像を示す図、図６（Ｂ）は照射光ＬＢの照度分布を示す図、図６（Ｃ）は画像上の輝度の変化率と照射角との関係を示す図である。 その実施形態における距離計測動作の一例を示すフローチャートである。 図２の濃度フィルタ６Ｂの変形例を示す図である。

符号の説明

ＣＵ コントロールユニット １Ｂ，１Ｒ 投光器
２Ｃ カメラ ５Ｂ 青色光源
５Ｒ 赤色光源 ６Ｂ 濃度フィルタ
６Ｒ 均一化フィルタ １２Ｃ 撮像素子
３１ 駆動制御部 ３３ 差分処理部
３４ 観測領域抽出部 ３５ 照射角算出部
３６ 距離算出部

Claims (11)

1. 照射角に対する所定の特性の変化率が一定の第１の光と、照射角に応じて前記特性の変化率が異なる第２の光とを計測対象空間に照射する光照射部と、
   前記計測対象空間内の被検物の像を撮像する撮像部と、
   前記撮像部で撮像された画像のうち前記第１の光による画像から、前記特性の変化率が一定の領域を被検領域として抽出する被検領域抽出部と、
   前記被検領域抽出部で抽出された前記被検領域毎に、前記撮像部で撮像された画像のうち前記第２の光による画像から前記特性の変化情報を求め、該変化情報から前記第２の光の照射角情報を求める照射角情報算出部と、
   前記被検領域毎に、前記照射角情報算出部で求められる照射角情報と、前記被検領域の前記撮像部による画像上の位置情報と、前記光照射部と前記撮像部との位置関係情報とから前記被検領域に対応する被検物までの距離情報を算出する距離情報算出部とを備えることを特徴とする距離計測装置。
2. 請求項１に記載の距離計測装置において、
   前記光照射部による光照射を行うときに前記撮像部で撮像される画像と、前記光照射部からの光照射を行わないときに前記撮像部で撮像される画像との差分演算によって、前記第１および第２の光による画像を抽出する反射光抽出部をさらに備え、
   前記被検領域抽出部および前記照射角情報算出部では、前記反射光抽出部で抽出された画像を処理対象とすることを特徴とする距離計測装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の距離計測装置において、
   前記光照射部は、前記第１および第２の光を照射する第１および第２の光源を有することを特徴とする距離計測装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の距離計測装置において、
   前記第１および第２の光は波長が異なり、
   前記光照射部は、前記第１および第２の光を同時に前記計測対象空間に照射し、
   前記撮像部は、複数の色成分毎の画像を撮像することを特徴とする距離計測装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の距離計測装置において、
   前記所定の特性は照度であり、
   前記第１の光は、照射角に対する照度の変化率が一定であり、
   前記第２の光は、照射角に対する照度の変化率が１次関数以外の関数で表されることを特徴とする距離計測装置。
6. 請求項５に記載の距離計測装置において、
   前記第２の光は、照射方向が水平方向に近いほど照度が大きくなることを特徴とする距離計測装置。
7. 請求項１から４のいずれか一項に記載の距離計測装置において、
   前記所定の特性は、複数のスリット光の間隔であり、
   前記第１の光は、照度が一定の光または照射角の間隔が一定の複数のスリット光よりなり、
   前記第２の光は、照射角の間隔が次第に変化する複数のスリット光よりなることを特徴とする距離計測装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の距離計測装置を備えた車両であって、
   前記光照射部が前記車両前方に設けられることを特徴とする車両。
9. 請求項８に記載の車両であって、
   前記光照射部の光源は、前記車両のヘッドライトの光源と兼用することを特徴とする車両。
10. 照射角に対する所定の特性の変化率が一定の第１の光と、照射角に応じて前記特性の変化率が異なる第２の光とを計測対象空間に照射する工程と、
    前記計測対象空間内の被検物の像を撮像する工程と、
    前記撮像部で撮像された画像のうち前記第１の光による画像から、前記特性の変化率が一定の領域を被検領域として抽出する工程と、
    前記抽出された被検領域毎に、前記撮像された画像のうち前記第２の光による画像から前記特性の変化情報を求め、この変化情報から前記第２の光の照射角情報を求める工程と、
    前記被検領域毎に、前記照射角情報と、前記被検領域の撮像された画像上の位置情報と、前記第１および第２の光を照射する位置と前記被検物の像を撮像する位置との位置関係情報とから前記被検領域に対応する被検物までの距離情報を算出する工程とを有することを特徴とする距離計測方法。
11. 請求項１０に記載の距離計測方法において、
    前記第１および第２の光の照射を行うときに撮像される画像と、前記第１および第２の光の照射を行わないときに撮像される画像との差分演算処理によって、前記第１および第２の光による画像を抽出する工程をさらに有し、
    前記被検領域を抽出する工程および前記照射角情報を算出する工程では、前記差分演算処理によって抽出される画像を処理対象とすることを特徴とする距離計測方法。

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