JP7310481B2 - 深度センサーの制御方法、深度センサーおよびロボットシステム - Google Patents

Description

本発明は、深度センサーの制御方法、深度センサーおよびロボットシステムに関するものである。

ロボットが作業を行う際には、ワーク等の対象物の形状を計測する必要がある。このため、深度センサーを備えるロボットが提案されている。

深度センサーの測定原理の１つとして、対象物に向けて深度計測用のパターンを投影するとともに、パターンが投影された対象物の画像を撮像し、得られた画像に基づいて対象物の深度分布を計測する位相シフト法が知られている。位相シフト法において深度分布を正確に計測するためには、撮像範囲の全体において輝度が均一であるパターンを投影することが求められる。そこで、このようなパターンを生成するため、光ビームの光量を補正する技術が検討されている。

例えば、特許文献１には、レーザー光源と集光レンズと光量制御回路とからなる光ビーム放射器と、レーザー光を走査する走査用光学系と、対象物からの反射光を検出するラインセンサーと、ラインセンサーによる反射光を受光するフォトセンサーと、コントローラーと、を備えた光ビーム照射測定装置が開示されている。コントローラーでは、ラインセンサーによるレーザー光の検出信号に基づいて、対象物の表面の３次元形状（深度分布）を計測する。

また、特許文献１に記載の光ビーム照射測定装置では、フォトセンサーで受光した反射光の受光量に基づき、光量を増減させる信号が光量制御回路に出力される。そして、反射光の受光量が、光ビーム放射器から放射されるレーザー光の光量に対してフィードバックされる。

特開２００２－１３９３１１号公報

前述したようにしてフォトセンサーで受光した反射光の受光量を、光ビーム放射器から放射されるレーザー光の光量に対してフィードバックするためには、レーザー光源に印加される電流とレーザー光の輝度との関係を、短時間に求める必要がある。

本発明の適用例に係る深度センサーの制御方法は、
計測用印加電流により計測用出射光を出射し、制御用印加電流により制御用出射光を出射する光源と、
揺動軸まわりの第１回転方向および前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に交互に揺動するミラーを備え、前記光源から出射された前記計測用出射光を対象物に向けて反射して走査する光走査部と、
撮像部と、
前記制御用出射光の輝度を検出する受光部と、
を備える深度センサーを用い、
前記光走査部で走査された前記計測用出射光により形成されるパターン光を前記対象物に投影し、前記パターン光が投影されている前記対象物を前記撮像部により撮像することにより、前記対象物の深度計測を行う深度センサーの制御方法であって、
前記光源および前記光走査部は、前記ミラーが前記第１回転方向にｎ（ｎは１以上の整数）回目揺動している第ｎ期間、および、ｎ＋１回目揺動している第ｎ＋１期間において前記パターン光を前記対象物に投影し、
前記第ｎ期間と前記第ｎ＋１期間との間の第ｍ（ｍは１以上の整数）期間に、前記制御用印加電流により出射された前記制御用出射光の輝度と、前記制御用出射光の出射に用いた前記制御用印加電流と、に基づいて、前記計測用印加電流を決定することを特徴とする。

実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す図である。 深度センサーの全体構成を示す図である。 図２に示す深度センサーが備える光走査部を示す平面図である。 投影部により投影されるパターン光の一例を示す平面図である。 図２に示す制御回路の機能ブロック図である。 図５に示す変換テーブル保持部が保持する変換テーブルＴの一例をグラフ化してなる第１グラフ、および、第１グラフを求めるための第２グラフである。 位相シフト法を用いた深度計測動作の手順を示すフローチャートである。 駆動制御部による制御を示すタイミングチャートである。 ＡＰＣ動作の一例を示すフローチャートである。 第１電流決定動作、第２電流決定動作および第３電流決定動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の深度センサーの制御方法、深度センサーおよびロボットシステムを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

１．ロボットシステム
図１は、実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す図である。図２は、深度センサーの全体構成を示す図である。図３は、図２に示す深度センサーが備える光走査部を示す平面図である。図４は、投影部により投影されるパターン光の一例を示す平面図である。図５は、図２に示す制御回路の機能ブロック図である。

図１に示すロボットシステム１は、ロボット２と、レーザー光Ｌを用いて対象物Ｗの深度計測を行う深度センサー４と、深度センサー４の計測結果に基づいてロボット２の駆動を制御するロボット制御装置５と、ロボット制御装置５と通信可能なホストコンピューター６と、を有する。これら各部は、有線または無線により通信可能とされ、該通信は、インターネットのようなネットワークを介してなされてもよい。

１．１ ロボット
ロボット２は、例えば、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送、組立等の作業を行うロボットである。ただし、ロボット２の用途としては、特に限定されない。本実施形態に係るロボット２は、６軸ロボットであり、図１に示すように、床や天井に固定されるベース２１と、ベース２１に連結されたロボットアーム２２と、を有する。

ロボットアーム２２は、ベース２１に第１軸Ｏ１まわりに回動自在に連結された第１アーム２２１と、第１アーム２２１に第２軸Ｏ２まわりに回動自在に連結された第２アーム２２２と、第２アーム２２２に第３軸Ｏ３まわりに回動自在に連結された第３アーム２２３と、第３アーム２２３に第４軸Ｏ４まわりに回動自在に連結された第４アーム２２４と、第４アーム２２４に第５軸Ｏ５まわりに回動自在に連結された第５アーム２２５と、第５アーム２２５に第６軸Ｏ６まわりに回動自在に連結された第６アーム２２６と、を有する。また、ロボットアーム２２には、ロボット２に実行させる作業に応じたエンドエフェクター２４が装着されている。

また、ロボット２は、ベース２１に対して第１アーム２２１を回動させる第１駆動装置２５１と、第１アーム２２１に対して第２アーム２２２を回動させる第２駆動装置２５２と、第２アーム２２２に対して第３アーム２２３を回動させる第３駆動装置２５３と、第３アーム２２３に対して第４アーム２２４を回動させる第４駆動装置２５４と、第４アーム２２４に対して第５アーム２２５を回動させる第５駆動装置２５５と、第５アーム２２５に対して第６アーム２２６を回動させる第６駆動装置２５６と、を有する。第１駆動装置２５１～第６駆動装置２５６は、それぞれ、例えば、駆動源としてのモーターと、モーターの駆動を制御するコントローラーと、モーターの回転量を検出するエンコーダーと、を有する。第１駆動装置２５１～第６駆動装置２５６は、ロボット制御装置５によって互いに独立して制御される。

ロボット２としては、本実施形態の構成に限定されず、例えば、ロボットアーム２２が有するアームの数が１本～５本であってもよいし、７本以上であってもよい。また、例えば、ロボット２の種類は、スカラロボットや、２つのロボットアーム２２を有する双腕ロボットであってもよい。

１．２ ロボット制御装置
ロボット制御装置５は、ホストコンピューター６からロボット２の位置指令を受け、各アーム２２１～２２６が受けた位置指令に応じた位置となるように、第１駆動装置２５１～第６駆動装置２５６の駆動を互いに独立して制御する。ロボット制御装置５は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有する。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。

１．３ 深度センサー
深度センサー４は、位相シフト法を用いて対象物Ｗの深度計測を行う。図２に示すように、深度センサー４は、対象物Ｗを含む領域にレーザー光Ｌにより形成したパターン光ＰＬを投影する投影部４０と、パターン光ＰＬが投影された対象物Ｗを含む領域を撮像した撮像画像を取得する撮像部４７と、投影部４０および撮像部４７の駆動を制御する制御回路４８と、を備える。

これら各構成要素のうち、少なくとも投影部４０および撮像部４７は、それぞれ、ロボット２の第５アーム２２５に固定されている。そのため、投影部４０および撮像部４７の相対的な位置関係は、固定されている。また、投影部４０は、第５アーム２２５の先端側すなわちエンドエフェクター２４側に向けてレーザー光Ｌを照射するように配置され、撮像部４７は、第５アーム２２５の先端側を向き、レーザー光Ｌの照射範囲を含む領域を撮像するように配置されている。

ここで、第５アーム２２５の先端側にエンドエフェクター２４が位置する関係は、第５アーム２２５以外のアーム２２１～２２４、２２６がどのように動いても維持される。そのため、第５アーム２２５に投影部４０および撮像部４７を固定することにより、深度センサー４は、常に、エンドエフェクター２４の先端側にレーザー光Ｌを出射することができると共に、エンドエフェクター２４の先端側を撮像することができる。したがって、エンドエフェクター２４により対象物Ｗを把持しようとするときの姿勢、つまり、エンドエフェクター２４が対象物Ｗに対して如何なる姿勢で対向しても、当該姿勢において対象物Ｗに向けてレーザー光Ｌを照射することができると共に、対象物Ｗを撮像することができる。そのため、より確実に対象物Ｗの深度計測を行うことができる。

ただし、投影部４０および撮像部４７の配置は、特に限定されず、第１アーム２２１～第４アーム２２４や第６アーム２２６に固定されていてもよい。また、投影部４０および撮像部４７のいずれか一方は、ベース２１、床、天井、壁等の可動しない部位に固定されていてもよい。

投影部４０は、レーザー光Ｌを用いて対象物Ｗに図４に示す縞状のパターン光ＰＬを投影する機能を有する。投影部４０は、図２に示すように、ライン状のレーザー光Ｌを出射する光出射部４１と、レーザー光Ｌを対象物Ｗに向けて走査する光走査部４４と、レーザー光Ｌの強度を検出する受光部４５と、光走査部４４が有するミラー４４４の揺動角を検出する揺動角検出部４６と、を有する。また、光出射部４１は、レーザー光Ｌを出射するレーザー光源４２と、レーザー光源４２から出射されたレーザー光Ｌが通過する複数のレンズを含む光学系４３と、を有する。

レーザー光源４２としては、特に限定されず、例えば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、外部共振器型垂直面発光レーザー（ＶＥＣＳＥＬ）等が挙げられる。光学系４３は、レーザー光源４２から出射されるレーザー光Ｌを対象物Ｗ付近に集光する集光レンズ４３１と、集光レンズ４３１によって集光されたレーザー光Ｌを後述する揺動軸Ｊと平行な方向すなわち図２の紙面奥行き方向に延びるライン状とするロッドレンズ４３２と、を有する。このように、本実施形態では、レーザー光源４２と光学系４３とでライン状のレーザー光Ｌとしているが、ライン状のレーザー光Ｌを形成することができれば、光出射部４１の構成は、特に限定されない。

受光部４５としては、特に限定されず、例えば、フォトダイオードを用いることができる。また、本実施形態では、受光部４５は、ミラー４４４で反射されたレーザー光Ｌの一部を受光するように、光走査部４４の近傍に配置されている。レーザー光Ｌの一部は、例えば、レーザー光Ｌがミラー４４４で正反射されず、散乱等によって発生した迷光である。ただし、受光部４５の構成としては、特に限定されず、例えば、レーザー光Ｌの光路の途中にハーフミラーを配置してレーザー光Ｌの一部を分岐させ、分岐させたレーザー光を受光部４５であるフォトダイオードが受光するような構成であってもよい。

光走査部４４は、ライン状のレーザー光Ｌを走査する。これにより、レーザー光Ｌを二次元的すなわち面状に拡散させて照射することができる。光走査部４４としては、特に限定されず、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、ガルバノミラー、ポリゴンミラー等を用いることができる。

本実施形態に係る光走査部４４は、ＭＥＭＳで構成されている。図３に示すように、光走査部４４は、可動部４４１と、可動部４４１を支持する支持部４４２と、可動部４４１と支持部４４２とを接続し、可動部４４１を支持部４４２に対して揺動軸Ｊまわりに揺動可能とする梁部４４３と、可動部４４１の表面に配置され、レーザー光Ｌを反射するミラー４４４と、可動部４４１の裏面に設けられた永久磁石４４５と、永久磁石４４５と対向配置されたコイル４４６と、を有する。このような光走査部４４は、揺動軸Ｊがライン状のレーザー光Ｌの延在方向とほぼ一致するように配置されている。そして、コイル４４６に駆動信号が印加されると、可動部４４１が揺動軸Ｊまわりに所定の周期で正・逆交互に揺動し、これにより、ライン状のレーザー光Ｌが面状に走査される。

揺動角検出部４６は、図３に示すように、梁部４４３と支持部４４２との境界部に設けられたピエゾ抵抗部４６１を有する。ピエゾ抵抗部４６１は、可動部４４１が揺動軸Ｊまわりに揺動するのに伴って支持部４４２に発生する応力に応じて抵抗値を変化させる。そのため、ピエゾ抵抗部４６１の抵抗値変化に基づいて、可動部４４１の揺動軸Ｊまわりの傾き、すなわちミラー４４４の揺動角を検知することができる。ただし、揺動角検出部４６の構成は、ミラー４４４の揺動角を検出することができれば、特に限定されない。

撮像部４７は、少なくとも１つの対象物Ｗにパターン光ＰＬが投影されている状態を撮像する。図２に示すように、撮像部４７は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサー、ＣＣＤイメージセンサー等の撮像素子４７２と集光レンズ４７３とを備えたカメラ４７１で構成されている。カメラ４７１は、計測部４８６に接続され、撮像した画像データを計測部４８６に送信する。

図５に示すように、制御部である制御回路４８は、描画制御部４８１と、変換テーブル保持部４８２と、ＡＰＣ（Auto Power Control）処理部４８３と、スイッチング部４８４と、通信制御部４８５と、計測部４８６と、を有する。

また、本実施形態に係る深度センサー４は、制御回路４８と光走査部４４との間に設けられた第１駆動回路４４０と、制御回路４８とレーザー光源４２との間に設けられた第２駆動回路４２０と、を有している。

さらに、本実施形態に係る深度センサー４は、制御回路４８と揺動角検出部４６との間に設けられた第１検出回路４６０と、制御回路４８と受光部４５との間に設けられた第２検出回路４５０と、を有している。

描画制御部４８１は、揺動角検出部４６から第１検出回路４６０を介して出力される検出信号、すなわちミラー４４４の揺動軸Ｊまわりの傾きに関する角度情報Ｉθを受け付ける。

また、描画制御部４８１は、ミラー４４４が所定周期かつ所定揺動角で揺動するように、光走査部４４のコイル４４６に印加する駆動信号Ｓｄ１を出力する。出力された駆動信号Ｓｄ１により、第１駆動回路４４０は、光走査部４４のコイル４４６を駆動し、ミラー４４４を揺動させる。

さらに、描画制御部４８１は、後述するスイッチング部４８４と電気的に接続され、その切り替えを制御する。スイッチング部４８４により、後述する変換テーブル保持部４８２と第２駆動回路４２０とが電気的に接続されると、変換テーブル保持部４８２から駆動信号Ｓｄ２が出力される。一方、スイッチング部４８４が切り替えられ、ＡＰＣ処理部４８３と第２駆動回路４２０とが電気的に接続されると、ＡＰＣ処理部４８３から駆動信号Ｓｄ２が出力される。出力された駆動信号Ｓｄ２により、第２駆動回路４２０は、レーザー光源４２を駆動し、レーザー光Ｌを出射させる。

また、描画制御部４８１は、後述する変換テーブル保持部４８２に描画データを出力する。描画データは、角度情報Ｉθに基づいて、ミラー４４４の揺動と同期させてレーザー光源４２を駆動する情報を含んでいる。具体的には、例えば、図４に示すような、輝度値の大小で表現した縞模様の繰返し周期ｆを有するパターン光ＰＬを対象物Ｗ上に描画するように、レーザー光源４２から出力されるレーザー光Ｌの輝度に関する「目標輝度ＳＶ」の情報を含んでいる。このようにしてミラー４４４の揺動とレーザー光Ｌの出射とを協調して行うことにより、目的とするパターンを持つパターン光ＰＬを投影することができる。

なお、「目標輝度ＳＶ」は、レーザー光Ｌの輝度に相関を持つ指標であればよく、輝度そのものでなくてもよい。

変換テーブル保持部４８２は、描画データに含まれた目標輝度ＳＶと、変換テーブル保持部４８２から第２駆動回路４２０に出力する駆動信号Ｓｄ２に含まれた計測用印加電流Ｉｍと、の相関関係を表す変換テーブルＴを保持している。

図６は、図５に示す変換テーブル保持部４８２が保持する変換テーブルＴの一例をグラフ化してなる第１グラフ、および、第１グラフを求めるための第２グラフである。なお、図６の第１グラフの横軸は、描画データに含まれた目標輝度ＳＶを表す軸であり、縦軸は、目標輝度ＳＶを実現するためにレーザー光源４２に印加するべき計測用印加電流Ｉｍを表す軸である。

この変換テーブルＴで特定される相関関係は、レーザー光源４２の電流－輝度特性が反映されたものである。この電流－輝度特性は、一般的に、外部環境等に応じて随時変化する。このため、相関関係に十分な精度をもたせるためには、変換テーブルＴを随時更新する必要がある。そこで、本実施形態に係る深度センサー４は、変換テーブルＴを更新する機能を有している。この機能については、後述する。

ＡＰＣ処理部４８３では、制御用印加電流Ｉｃをレーザー光源４２に印加するための駆動信号Ｓｄ２を、第２駆動回路４２０に出力する。出力された駆動信号Ｓｄ２により、第２駆動回路４２０は、レーザー光源４２を駆動し、制御用出射光であるレーザー光Ｌを出射する。

また、ＡＰＣ処理部４８３は、レーザー光Ｌの一部を受光した受光部４５から出力される検出信号、すなわちレーザー光Ｌの輝度に関する「検出輝度ＰＶ」を受け付ける。「検出輝度ＰＶ」は、レーザー光Ｌの輝度に相関を持つ指標であればよく、輝度そのものでなくてもよい。

そして、得られた検出輝度ＰＶを用いて、後述するＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することにより、目標輝度ＳＶと、それを実現する制御用印加電流Ｉｃと、の組み合わせからなる複数のデータＤｃを取得する。図６の第２グラフは、一例として３つのデータＤｃをプロットしたものである。なお、図６の第２グラフの横軸は、目標輝度ＳＶを表す軸であり、縦軸は、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣにおいてレーザー光源４２に印加される制御用印加電流Ｉｃを表す軸である。

ＡＰＣ処理部４８３では、例えば第２グラフのような３つのデータＤｃに対し、線形近似を行う。これにより、第１グラフのような近似関数を求めることができる。本明細書では、この近似関数を、変換テーブルＴという。なお、変換テーブルＴは、図６に示すようなグラフ化が可能な関数であってもよいし、組み合わせを記載した表であってもよい。また、変換テーブルＴを生成し、更新する動作を「ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣ」という。変換テーブルＴは、後述するように、対象物Ｗの深度計測を行う「深度計測動作Ｗ_ｍ」において、レーザー光源４２に印加される計測用印加電流Ｉｍを求める際に用いられる。このようにして制御用印加電流Ｉｃを印加することによって検出された検出輝度ＰＶをフィードバックすることにより、深度計測動作Ｗ_ｍにおいて、計測用印加電流Ｉｍを印加して得られる計測用出射光の輝度を、目標輝度ＳＶに十分近づけることができる。つまり、フィードバック制御によって、目標輝度ＳＶを実現することができる計測用印加電流Ｉｍを探索することが可能になる。このようにして最適化された計測用印加電流Ｉｍを用いることにより、深度計測の計測誤差を小さくすることができ、対象物Ｗの深度計測を精度よく行うことができる。
得られた変換テーブルＴは、変換テーブル保持部４８２に出力され、保持される。

なお、変換テーブルＴは、非線形近似であってもよいが、線形近似、すなわち比例関数であるのが好ましい。比例関数であれば、変換テーブルＴの単純化が図られるため、変換テーブル保持部４８２において、より短時間で変換テーブルＴの更新が可能になる。

また、描画制御部４８１は、撮像部４７の駆動を制御し、パターン光ＰＬが投影されている状態の対象物Ｗを含む領域を撮像させる。

計測部４８６は、上述したような深度計測動作Ｗ_ｍにおいて、撮像部４７が取得した複数の画像データに基づいて、対象物Ｗの深度計測のための演算を行う。

このような制御回路４８は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ：Central Processing Unit）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有する。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが記憶されており、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。

また、本実施形態に係る深度センサー４は、記憶部４９１と、通信デバイス４９２と、を有している。

記憶部４９１は、制御回路４８と電気的に接続され、制御回路４８から出力されたデータを一時的に記憶する。また、記憶したデータは、制御回路４８からの信号に基づいて読み出される。

通信デバイス４９２は、制御回路４８とホストコンピューター６との間に設けられる。通信デバイス４９２は、制御回路４８から出力されたデータ、および、ホストコンピューター６から出力されたデータを、通信方式に応じた形式に変換する。これにより、制御回路４８とホストコンピューター６との間でデータの送受信が可能になる。

１．３ 位相シフト法
次に、対象物Ｗの深度計測動作Ｗ_ｍに用いる位相シフト法について説明する。
図７は、位相シフト法を用いた深度計測動作Ｗ_ｍの手順を示すフローチャートである。

描画制御部４８１は、位相シフト法により対象物Ｗの深度計測を行う。そして、描画制御部４８１が実行する深度計測では、図７に示すように、第１撮像ステップＳ１１、第２撮像ステップＳ１２、第３撮像ステップＳ１３、第４撮像ステップＳ１４の各深度計測動作Ｗ_ｍを順次実行する。

第１撮像ステップＳ１１では、第１周期ｆ１をもつ第１パターン光ＰＬ１を対象物Ｗに投影し、第１パターン光ＰＬ１が投影された対象物Ｗを含む領域をカメラ４７１で撮像するように各部を制御する。

第２撮像ステップＳ１２では、第１周期ｆ１よりも短い第２周期ｆ２をもつ第２パターン光ＰＬ２を対象物Ｗに投影し、第２パターン光ＰＬ２が投影された対象物Ｗを含む領域をカメラ４７１で撮像するように各部を制御する。

第３撮像ステップＳ１３では、第２周期ｆ２よりも短い第３周期ｆ３をもつ第３パターン光ＰＬ３を対象物Ｗに投影し、第３パターン光ＰＬ３が投影された対象物Ｗを含む領域をカメラ４７１で撮像するように各部を制御する。

第４撮像ステップＳ１４では、第３周期ｆ３よりも短い第４周期ｆ４をもつ第４パターン光ＰＬ４を対象物Ｗに投影し、第４パターン光ＰＬ４が投影された対象物Ｗを含む領域をカメラ４７１で撮像するように各部を制御する。

このようにして、描画制御部４８１は、位相シフト法の中でも、特に、異なる周期ｆを有する複数のパターン光ＰＬを用いる「複数周期位相シフト法」を用いて対象物Ｗの深度計測を行う。位相シフト法においては、パターン光ＰＬの周期ｆが長い程、計測レンジが拡大するが、深度分解能が低下し、パターン光ＰＬの周期ｆが短い程、計測レンジが縮小する一方、深度分解能が向上する。そこで、複数周期位相シフト法を用いることにより、広い計測レンジと高い深度分解能との両立を図ることができる。ただし、複数周期位相シフト法は、上記に限定されず、例えば、複数周期で周期毎に複数回計測する手法であってもよいし、複数周期で周期毎に異なった回数計測する手法であってもよい。

また、描画制御部４８１は、第１撮像ステップＳ１１において、対象物Ｗに第１パターン光ＰＬ１をπ／２ずつ位相をずらして４回投影し、その都度、第１パターン光ＰＬ１が投影された対象物Ｗを含む領域をカメラ４７１で撮像するよう各部を制御する。このことは、第２撮像ステップＳ１２、第３撮像ステップＳ１３および第４撮像ステップＳ１４についても同様である。

計測部４８６は、上述したような深度計測動作Ｗ_ｍにおいて、撮像部４７が取得した複数の画像データに基づいて、対象物Ｗの深度計測のための演算を行う。具体的には、計測部４８６は、複数の画像データを演算し、対象物Ｗの姿勢、位置（空間座標）等を含む三次元情報を求める。そして、計測部４８６は、求めた対象物Ｗの三次元情報を記憶部４９１を介してホストコンピューター６に送信する。

以上、位相シフト法の一例について説明したが、位相シフト法はこれに限定されず、例えば、第２撮像ステップＳ１２以降を省略してもよい。また、反対に、第５撮像ステップ、第６撮像ステップまたはそれ以上のステップを有していてもよい。ステップを増やす程、計測レンジの拡大と深度分解能の向上とを図ることができる。また、撮像回数を減らす程、撮像画像を取得する時間が減り、ロボット２の稼働効率が向上する。そのため、深度計測の精度および計測レンジとロボット２の稼働効率との兼ね合いからステップの数を適宜設定すればよい。

また、第１撮像ステップＳ１１において、位相をずらした第１パターン光ＰＬ１を投影する回数は、４回に限定されず、撮影結果から位相を計算できる回数であればよい。この回数を増やす程、より精度よく位相を計算することができる。また、カメラ４７１による撮像回数を減らす程、撮像画像を取得する時間が減り、ロボット２の稼働効率が向上する。そのため、深度計測の精度とロボット２の稼働効率との兼ね合いから第１パターン光ＰＬ１の投影回数を適宜設定すればよい。第２撮像ステップＳ１２、第３撮像ステップＳ１３および第４撮像ステップＳ１４についても同様である。

また、パターン光ＰＬとしては、位相シフト法に用いることができるものであれば、特に限定されない。

１．４ ホストコンピューター
ホストコンピューター６は、計測部４８６が算出した対象物Ｗの三次元情報からロボット２の位置指令を生成し、生成した位置指令をロボット制御装置５に送信する。ロボット制御装置５は、ホストコンピューター６から受信した位置指令に基づいて第１駆動装置２５１、第２駆動装置２５２、第３駆動装置２５３、第４駆動装置２５４、第５駆動装置２５５および第６駆動装置２５６をそれぞれ独立して制御する。これにより、第１アーム２２１、第２アーム２２２、第３アーム２２３、第４アーム２２４、第５アーム２２５および第６アーム２２６を指示された位置に移動させる。なお、本実施形態では、ホストコンピューター６と計測部４８６とが別体となっているが、これに限定されず、ホストコンピューター６に計測部４８６としての機能が搭載されていてもよい。

１．５ 深度センサーの制御方法
次に、実施形態に係る深度センサーの制御方法について説明する。

図８は、駆動制御部による制御を示すタイミングチャートである。図８に示すタイミングチャートの横軸は時間を表す軸であり、縦軸はミラー４４４の揺動角を表す軸である。

本実施形態に係るロボットシステム１では、まず、ロボットアーム２２を対象物Ｗの深度計測を行うための姿勢とし、次に、ロボットアーム２２が前記姿勢で停止している状態において光走査部４４の駆動を開始して可動部４４１を揺動軸Ｊまわりに揺動させる。次に、レーザー光源４２から計測用出射光であるレーザー光Ｌを出射してパターン光ＰＬを対象物Ｗに投影する。その後、パターン光ＰＬが投影された対象物Ｗを含む領域をカメラ４７１で撮像することにより対象物Ｗの深度計測を行う。

ミラー４４４の揺動角の時間変化は、図８に示すように、正弦波のような波形の曲線を描く。ミラー４４４は、揺動軸Ｊまわりに揺動するため、図８に示すように、ミラー４４４の揺動には、揺動軸Ｊまわりの第１回転方向に向かう往路Ａと、往路Ａとは反対側の第２回転方向に向かう復路Ｂと、がある。図８では、ミラー４４４の揺動角が減少する方向が第１回転方向であり、揺動角が増加する方向が第２回転方向である。そして、描画制御部４８１は、ミラー４４４の揺動が往路Ａであるときにレーザー光源４２から計測用出射光であるレーザー光Ｌを出射させ、ミラー４４４の揺動が復路Ｂであるときにはレーザー光源４２からレーザー光Ｌを出射させないように各部を制御する。つまり、描画制御部４８１は、往路Ａだけでレーザー光Ｌの走査を行う「片側描画」となるように各部の駆動を制御する。

なお、図８では、上から下に向かう方を往路Ａとし、下から上に向かう方を復路Ｂとしているが、これに限定されず、逆であってもよい。

図８に示す曲線の最大揺動角を±θｍとする。つまり、図８に示す曲線は、振幅が±θｍの略正弦波をなしている。描画制御部４８１は、往路Ａの両端部、すなわち図８中のレーザー光非出射エリアＱではレーザー光Ｌを出射しないように各部を制御する。つまり、図８に示す複数の往路Ａのうち、レーザー光非出射エリアＱを除いた描画期間でレーザー光Ｌを出射するように制御する。各往路Ａの両端部では、ミラー４４４の揺動速度が著しく遅く、レーザー光Ｌの走査に向いていない。このため、このような箇所でレーザー光Ｌを出射しないことにより、より鮮明なパターン光ＰＬを形成することができる。ただし、これに限定されず、往路Ａの両端部においてもレーザー光Ｌを出射するように各部を制御してもよい。

１．５．１ 深度計測動作Ｗ_ｍ
図８では、４回の連続した深度計測動作Ｗ_ｍを示している。４回の深度計測動作Ｗ_ｍは、前述した第１撮像ステップＳ１１、第２撮像ステップＳ１２、第３撮像ステップＳ１３、第４撮像ステップＳ１４に対応している。図８では、各深度計測動作Ｗ_ｍの１つ直前の描画期間から順に、描画期間を、第ｎ期間、第ｎ＋１期間、第ｎ＋２期間、第ｎ＋３期間、第ｎ＋４期間としている。ｎは、１以上の整数である。そうすると、４回の深度計測動作Ｗ_ｍは、それぞれ、第ｎ＋１期間から第ｎ＋４期間までの４回の描画期間を含んでいる。また、図８の各深度計測動作Ｗ_ｍに含まれた第ｎ＋４期間は、次の深度計測動作Ｗ_ｍにおける第ｎ期間と重複している。

ここで、一例として、第２撮像ステップＳ１２に着目して説明する。
第２撮像ステップＳ１２における第ｎ期間は、第１撮像ステップＳ１１における第ｎ＋４期間と重複している。第１撮像ステップＳ１１における第ｎ＋４期間では、計測用出射光であるレーザー光Ｌが出射されるように、描画制御部４８１によって各部が制御される。また、第２撮像ステップＳ１２における第ｎ＋１期間、第ｎ＋２期間、第ｎ＋３期間、第ｎ＋４期間の４つの期間でも、それぞれ計測用出射光であるレーザー光Ｌが出射されるように、描画制御部４８１によって各部が制御される。４つの期間に投影されるパターン光ＰＬは、第２パターン光ＰＬ２をπ／２ずつ位相をずらしたものである。各第２パターン光ＰＬ２は、それぞれ対象物Ｗに投影され、その状態で対象物Ｗを含む領域がカメラ４７１で撮像される。そして、その撮像結果に基づいて、対象物Ｗの深度計測が行われる。

この深度計測を高精度に行うためには、第２撮像ステップＳ１２において用いられる計測用出射光であるレーザー光Ｌの輝度が、目的とする値に十分近いことが求められる。具体的には、深度計測にあたって描画制御部４８１が設定する目標輝度ＳＶと、実際に投影されるレーザー光Ｌの検出輝度ＰＶと、の差が大きい場合には、深度計測の計測誤差が大きくなってしまう。

そこで、第２撮像ステップＳ１２に対応する深度計測動作Ｗ_ｍの直前に、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行する。ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣは、前述したように、変換テーブルＴを生成し、更新する動作であり、この変換テーブルＴに基づいて計測用印加電流Ｉｍを求めることにより、計測用出射光の輝度を目的とする値に近づけることができる。その結果、深度計測の計測誤差を小さくすることができる。

また、本実施形態では、繰り返し出現する描画期間のうち、第２撮像ステップＳ１２に用いる計測用出射光であるレーザー光Ｌが出射される第ｎ＋１期間と、その直前の第ｎ期間と、の間の第ｍ期間において、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行するように、描画制御部４８１によって各部が制御される。ｍは、１以上の整数である。これにより、深度計測動作Ｗ_ｍの外側でＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することができるので、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することに伴うレーザー光源４２の特性変化が、深度計測動作Ｗ_ｍの実行に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。つまり、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣと深度計測動作Ｗ_ｍとを時間的に分離させているため、例えば、後述するように目標輝度ＳＶを変えつつ行うＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣに伴ってレーザー光源４２の発熱量が増大した場合でも、その影響が深度計測動作Ｗ_ｍに及ぶのを抑制することができる。その結果、深度計測の計測誤差を小さくすることができる。

なお、第ｍ期間は、第ｎ＋１期間の半周期前の期間であって、復路Ｂと、その復路Ｂに隣接する往路Ａのレーザー光非出射エリアＱと、で構成されている。このような第ｍ期間は、往路Ａ同士の間に不可避的に生じる期間であるため、その期間でＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することにより、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行するための期間を別に設ける必要がなくなる。このため、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣに伴う消費電力の増大を防止することができる。

また、第ｍ期間にＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することにより、深度計測動作Ｗ_ｍの直前にＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することができる。そして、直前に行ったＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣの実行結果に基づいて変換テーブルＴを更新し、その更新後の変換テーブルＴに基づいて第２撮像ステップＳ１２の深度計測動作Ｗ_ｍを実行することができる。このため、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣと深度計測動作Ｗ_ｍとのタイムラグを十分に短くすることができる。その結果、外部環境等が短時間で変化するような場合でも、深度計測動作Ｗ_ｍを実行するときの外部環境に近い条件が反映された変換テーブルＴに基づいて、深度計測動作Ｗ_ｍを実行することができる。その結果、深度計測の計測誤差を小さくすることができる。

なお、図８では、第２撮像ステップＳ１２の第ｎ期間は、前述したように第１撮像ステップＳ１１の第ｎ＋４期間と重複しているので、計測用出射光であるレーザー光Ｌが出射されている。そうすると、図８では、ミラー４４４がｎ回目揺動している第ｎ期間、ｎ＋１回目揺動している第ｎ＋１期間、ｎ＋２回目揺動している第ｎ＋２期間、ｎ＋３回目揺動している第ｎ＋３期間、および、ｎ＋４回目揺動している第ｎ＋４期間に、それぞれパターン光ＰＬが対象物Ｗに投影されることになる。なお、「ｎ回目」とは、任意の時刻から数えた往路Ａの回数である。

これと同様に、図８に示す第３撮像ステップＳ１３および第４撮像ステップＳ１４でも、第ｎ期間および第ｎ＋１期間の双方でレーザー光Ｌが出射され、かつ、第ｎ期間と第ｎ＋１期間との間の第ｍ期間においてＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣが実行されている。

また、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣは、上述した第ｍ期間ではなく、図示しないものの、第ｎ＋１期間と第ｎ＋２期間との間の第ｍ＋１期間、第ｎ＋２期間と第ｎ＋３期間との間の第ｍ＋２期間、または、第ｎ＋３期間と第ｎ＋４期間との間の第ｍ＋３期間で実行されてもよい。また、これらの第ｍ期間、第ｍ＋１期間、第ｍ＋２期間および第ｍ＋３期間のうちの少なくとも２つ以上で実行されてもよい。ただし、第ｍ＋１期間、第ｍ＋２期間および第ｍ＋３期間は、深度計測動作Ｗ_ｍの内側であるため、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することに伴うレーザー光源４２の特性変化が、深度計測動作Ｗ_ｍの実行に悪影響を及ぼすことを考慮すると、避けた方が好ましい。

また、第ｍ期間は、前述したように、復路Ｂの全体と、復路Ｂの両端にそれぞれ隣接する往路Ａのレーザー光非出射エリアＱと、で構成されている。往路Ａの場合と同様、復路Ｂにおいても、その両端部では、ミラー４４４の揺動速度が著しく遅く、レーザー光Ｌの走査に向いていない。このため、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣは、第ｍ期間のうち、いずれの部分で実行されてもよいが、第ｍ期間の復路Ｂに含まれたレーザー光非出射エリアＱ、および、第ｍ期間の復路Ｂに隣接する往路Ａに含まれたレーザー光非出射エリアＱをそれぞれ避けて実行するのが好ましい。これにより、ＡＰＣの精度を高めることができる。ただし、このような制御は必須ではなく、レーザー光非出射エリアＱにおいてＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣが実行されてもよい。

１．５．２ ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣ
次に、第ｍ期間に実行するＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣについて説明する。
図９は、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣの一例を示すフローチャートである。

図９に示すＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣは、環境光検出工程Ｓ２１と、第１電流決定工程Ｓ２２と、第２電流決定工程Ｓ２３と、第３電流決定工程Ｓ２４と、変換テーブル生成工程Ｓ２５と、印加電流決定工程Ｓ２６と、を有している。

１．５．２．１ 環境光検出工程Ｓ２１
ＡＰＣ処理部４８３は、まず、第ｍ期間において、レーザー光Ｌを出射させない時間帯を設け、その時間帯でレーザー光源４２に対する制御用印加電流Ｉｃの印加を停止し得る。そして、そのタイミングで、環境光検出工程Ｓ２１として、受光部４５に入射する光を検出し、その輝度を環境光の輝度として取得する。このようにして取得した環境光の輝度は、後述する検出輝度ＰＶのオフセット量を決める要素として用いられる。このようにして求めたオフセット量に基づいて検出輝度ＰＶにオフセット処理を施すことにより、検出輝度ＰＶに含まれる環境光の影響を除去することができる。これにより、制御用出射光による輝度をより高精度に検出することが可能になる。その結果、ＡＰＣの精度をより高めることができる。

１．５．２．２ 第１電流決定工程Ｓ２２
次に、第１電流決定工程Ｓ２２として、第１目標輝度ＳＶ１を輝度２５％に設定する。輝度２５％とは、例えば、レーザー光源４２の定格の最大輝度の２５％である。そして、第１目標輝度ＳＶ１の制御用出射光を得るための制御用印加電流である第１電流Ｉ_１を決定する。

この決定には、第１目標輝度ＳＶ１を実現する第１電流Ｉ_１を求めるための「第１電流決定動作」が必要になる。
図１０は、第１電流決定動作Ｗ１の一例を示すフローチャートである。

ＡＰＣ処理部４８３は、まず、電流設定工程であるステップＳ３１として、目標輝度ＳＶを設定する。ここでは、前述した第１目標輝度ＳＶ１がそれに当たる。

次に、ＡＰＣ処理部４８３は、ステップＳ３２として、レーザー光源４２に印加する電流Ｉ_ｎを設定する。ここでは、初期条件の一例として、計測用印加電流Ｉｍの最大電流Ｉ_ＭＡＸの半分、つまりＩ_ＭＡＸ／２を電流Ｉ_ｎとして設定する。

次に、描画制御部４８１からの制御信号により、スイッチング部４８４の動作を制御し、ＡＰＣ処理部４８３と第２駆動回路４２０とを接続する。そして、ステップＳ３３として、第２駆動回路４２０により、設定された電流Ｉ_ｎをレーザー光源４２に印加する。これにより、レーザー光源４２から制御用出射光であるレーザー光Ｌが出射される。その直後、輝度検出工程であるステップＳ３４として、出射されたレーザー光Ｌを受光部４５で受光する。そして、ＡＰＣ処理部４８３は、受光部４５が受光したレーザー光Ｌの輝度を、検出輝度ＰＶとして取得する。

次に、ステップＳ３５として、後述する電流Ｉ_ｎの更新回数が最大値に達しているか否かを判断する。電流Ｉ_ｎの更新回数は、多くすることによって検出輝度ＰＶを目標輝度ＳＶにより近づけることができる。一方、更新回数を多くしすぎると、第１電流決定動作Ｗ１に要する時間が長くなってしまう。そこで、最大値は、例えば、ＡＰＣ処理部４８３から出力される駆動信号Ｓｄ２を電流Ｉ_ｎに変換するデジタル－アナログコンバーター（ＤＡＣ）のビット幅分以下に抑えることが好ましい。具体的には、ビット幅が１０ビットの場合、最大値を１０回以下に抑えるのが好ましい。

更新回数が最大値に達していない場合には、電流更新工程であるステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６では、まず、ステップＳ３６１において、取得した検出輝度ＰＶと、あらかじめ設定した目標輝度ＳＶと、を比較する。そして、検出輝度ＰＶが目標輝度ＳＶより大きいか否かを判断する。検出輝度ＰＶが目標輝度ＳＶより大きい場合、ステップＳ３６２に移行する。ステップＳ３６２では、下記式（１）に基づいて電流Ｉ_ｎを更新する。

なお、上記式（１）において、「Ｉ_ｎ－１」は更新前の電流Ｉ_ｎを表し、「Ｉ_ｎ」は更新後の電流Ｉ_ｎを表す。上記式（１）に基づいて電流Ｉ_ｎを更新することにより、更新前に比べて電流値を下げることにより、更新後に取得される検出輝度ＰＶを目標輝度ＳＶにより近づけることができる。なお、この式（１）は、一例であり、これ以外の式に基づいて更新するようにしてもよい。

一方、ステップＳ３６１における比較の結果、検出輝度ＰＶが目標輝度ＳＶより小さい場合、ステップＳ３６３に移行する。ステップＳ３６３では、下記式（２）に基づいて電流Ｉ_ｎを更新する。

なお、上記式（２）において、「Ｉ_ｎ－１」は更新前の電流Ｉ_ｎを表し、「Ｉ_ｎ」は更新後の電流Ｉ_ｎを表す。上記式（２）に基づいて電流Ｉ_ｎを更新することにより、更新前に比べて電流値を上げることにより、更新後に取得される検出輝度ＰＶを目標輝度ＳＶにより近づけることができる。なお、この式（２）は、一例であり、これ以外の式に基づいて更新するようにしてもよい。

以上のようなステップＳ３６の終了後、ステップＳ３３に戻る。ステップＳ３３では、更新後の電流Ｉ_ｎをレーザー光源４２に印加する。以降、ステップＳ３４、ステップＳ３５およびステップＳ３６を必要に応じて１回以上繰り返す。なお、ステップＳ３４、ステップＳ３５およびステップＳ３６を合計で２回以上ずつ繰り返すのが好ましい。これにより、検出輝度ＰＶを目標輝度ＳＶに十分に近づけることができ、最終的に、第１目標輝度ＳＶ１に十分に近い輝度を実現可能な第１電流Ｉ_１を求めることができる。

一方、ステップＳ３５において、更新回数が最大値に達している場合、ステップＳ３７に移行する。ステップＳ３７では、更新後の電流Ｉ_ｎを第１電流Ｉ_１とする。ＡＰＣ処理部４８３は、得られた第１電流Ｉ_１を、第１目標輝度ＳＶ１のときの制御用印加電流Ｉｃとして変換テーブル保持部４８２に出力する。

なお、制御用印加電流Ｉｃである第１電流Ｉ_１は、第１電流決定動作Ｗ１の過程で増減するが、その際、前述した計測用印加電流Ｉｍの最大電流Ｉ_ＭＡＸ以下であるのが好ましい。これにより、ＡＰＣで補正する必要のない電流値の範囲、つまり、最大電流Ｉ_ＭＡＸを超える範囲まで、第１電流Ｉ_１が高くなるのを防止することができる。その結果、ＡＰＣの精度をより高めることができる。

１．５．２．３ 第２電流決定工程Ｓ２３
次に、第２電流決定工程Ｓ２３として、第２目標輝度ＳＶ２を輝度７５％に設定する。輝度７５％とは、例えば、レーザー光源４２の定格の最大輝度の７５％である。そして、第２目標輝度ＳＶ２の制御用出射光を得るための制御用印加電流である第２電流Ｉ_２を決定する。

この決定には、第２目標輝度ＳＶ２を実現する第２電流Ｉ_２を求めるための「第２電流決定動作Ｗ２」が必要になる。

図１０は、第２電流決定動作Ｗ２の一例を示すフローチャートである。なお、第２電流決定動作Ｗ２は、前述した第１電流決定動作Ｗ１とほぼ同様であるため、同様の箇所については説明を省略する。

ＡＰＣ処理部４８３は、まず、電流設定工程であるステップＳ３１として、目標輝度ＳＶを設定する。ここでは、前述した第２目標輝度ＳＶ２がそれに当たるが、第２目標輝度ＳＶ２は、第１目標輝度ＳＶ１よりも大きい値に設定する。

次に、ＡＰＣ処理部４８３は、ステップＳ３２として、レーザー光源４２に印加する電流Ｉ_ｎを設定する。ここでは、初期条件の一例として、計測用印加電流Ｉｍの最大電流Ｉ_ＭＡＸの半分、つまりＩ_ＭＡＸ／２を電流Ｉ_ｎとして設定する。

次に、描画制御部４８１からの制御信号により、スイッチング部４８４の動作を制御し、ＡＰＣ処理部４８３と第２駆動回路４２０とを接続する。そして、ステップＳ３３として、第２駆動回路４２０により、設定された電流Ｉ_ｎをレーザー光源４２に印加する。これにより、レーザー光源４２から制御用出射光であるレーザー光Ｌが出射される。その直後、輝度検出工程であるステップＳ３４として、出射されたレーザー光Ｌを受光部４５で受光する。そして、ＡＰＣ処理部４８３は、受光部４５が受光したレーザー光Ｌの輝度を、検出輝度ＰＶとして取得する。

次に、ステップＳ３５として、後述する電流Ｉ_ｎの更新回数が最大値に達しているか否かを判断する。更新回数が最大値に達していない場合には、電流更新工程であるステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６では、まず、ステップＳ３６１において、取得した検出輝度ＰＶと、あらかじめ設定した目標輝度ＳＶと、を比較する。そして、検出輝度ＰＶが目標輝度ＳＶより大きいか否かを判断する。検出輝度ＰＶが目標輝度ＳＶより大きい場合、ステップＳ３６２に移行する。ステップＳ３６２では、前記式（１）に基づいて電流Ｉ_ｎを更新する。

一方、ステップＳ３６１における比較の結果、検出輝度ＰＶが目標輝度ＳＶより小さい場合、ステップＳ３６３に移行する。ステップＳ３６３では、前記式（２）に基づいて電流Ｉ_ｎを更新する。

以上のようなステップＳ３６の終了後、ステップＳ３３に戻る。ステップＳ３３では、更新後の電流Ｉ_ｎをレーザー光源４２に印加する。以降、ステップＳ３４、ステップＳ３５およびステップＳ３６を必要に応じて１回以上ずつ繰り返す。なお、ステップＳ３４、ステップＳ３５およびステップＳ３６を合計で２回以上ずつ繰り返すのが好ましい。これにより、検出輝度ＰＶを目標輝度ＳＶに十分に近づけることができ、最終的に、第２目標輝度ＳＶ２に十分に近い輝度を実現可能な第２電流Ｉ_２を求めることができる。

一方、ステップＳ３５において、更新回数が最大値に達している場合、ステップＳ３７に移行する。ステップＳ３７では、更新後の電流Ｉ_ｎを第２電流Ｉ_２とする。ＡＰＣ処理部４８３は、得られた第２電流Ｉ_２を、第２目標輝度ＳＶ２のときの制御用印加電流として変換テーブル保持部４８２に出力する。

１．５．２．４ 第３電流決定工程Ｓ２４
次に、第３電流決定工程Ｓ２４として、第３目標輝度ＳＶ３を輝度５０％に設定する。すなわち、第３目標輝度ＳＶ３として、第１目標輝度ＳＶ１および第２目標輝度ＳＶ２とは異なる値を設定する。そして、第３目標輝度ＳＶ３の制御用出射光を得るための制御用印加電流である第３電流Ｉ_３を決定する。

この決定には、第３目標輝度ＳＶ３を実現する第３電流Ｉ_３を求めるための「第３電流決定動作Ｗ３」が必要になる。

図１０は、第３電流決定動作Ｗ３の一例を示すフローチャートである。なお、第３電流決定動作Ｗ３は、前述した第１電流決定動作Ｗ１および第２電流決定動作Ｗ２とほぼ同様であるため、説明を省略する。

更新後の電流Ｉ_ｎを第３電流Ｉ_３とする。ＡＰＣ処理部４８３は、得られた第３電流Ｉ_３を、第３目標輝度ＳＶ３のときの制御用印加電流Ｉｃとして変換テーブル保持部４８２に出力する。

なお、変換テーブルＴは、少なくとも２つのデータＤｃでも生成することが可能であるため、第３電流決定動作Ｗ３が省略されていてもよい。また、４つ以上のデータＤｃを用いるようにしてもよい。その場合、前述した第１電流決定動作、第２電流決定動作および第３電流決定動作と同様の、第４電流決定動作、第５電流決定動作、・・・が追加されることになる。

また、本実施形態では、第１目標輝度ＳＶ１を輝度２５％とし、第２目標輝度ＳＶ２を輝度７５％とし、第３目標輝度ＳＶ３を輝度５０％としたが、第１目標輝度ＳＶ１、第２目標輝度ＳＶ２および第３目標輝度ＳＶ３は、これに限定されず、これとは別の数値であってもよい。

さらに、本実施形態では、２５％、７５％、５０％の順序で設定しているが、この順序も限定されるものではなく、これ以外の順序で設定されていてもよい。

１．５．２．５ 変換テーブル生成工程Ｓ２５
次に、ＡＰＣ処理部４８３では、前述した第１目標輝度ＳＶ１およびそれを実現する第１電流Ｉ_１、前述した第２目標輝度ＳＶ２およびそれを実現する第２電流Ｉ_２、ならびに、前述した第３目標輝度ＳＶ３およびそれを実現する第３電流Ｉ_３に基づき、レーザー光源４２の輝度と電流との相関関係、つまり前述した変換テーブルＴを求める。

図６に示す第２グラフは、前述したように、取得したデータＤｃをプロットしたものであり、第１グラフは、第２グラフに線形近似を適用して得られたものである。このような第１グラフが変換テーブルＴの一例となる。

生成された変換テーブルＴは、変換テーブル保持部４８２に出力され、保持される。その際、すでに過去に生成された変換テーブルＴが変換テーブル保持部４８２に保持されている場合、新たに生成された変換テーブルＴによって更新される。

１．５．２．６ 印加電流決定工程Ｓ２６
第ｍ期間において以上のようにして生成され、更新された変換テーブルＴに基づいて、計測用印加電流Ｉｍを決定する。本工程の後、描画制御部４８１からの制御信号により、スイッチング部４８４の動作を制御し、変換テーブル保持部４８２と第２駆動回路４２０とを接続する。その結果、第ｍ期間後の第ｎ＋１期間～第ｎ＋４期間では、本工程で決定された計測用印加電流Ｉｍをレーザー光源４２に印加することにより、目標輝度ＳＶを高い精度で満たす計測用出射光の出射が可能になる。

前述したように、第ｍ期間においてＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣが実行されることにより、深度計測動作Ｗ_ｍの直前に変換テーブルＴが更新されるため、計測誤差が小さく抑えられた状態で深度計測動作Ｗ_ｍを実行することができる。つまり、更新された変換テーブルＴを用いて、計測用印加電流Ｉｍを決定することが可能になる。こうして決定された計測用印加電流Ｉｍは、外部環境等に応じて変化するレーザー光源４２の電流－輝度特性が反映されたものであるため、目標輝度ＳＶを高い精度で満たす計測用出射光の出射を可能にする。つまり、外部環境等によって変化する計測用出射光の輝度を、高い精度で補正することができる。

なお、変換テーブルＴを用いた計測用印加電流Ｉｍの決定は、換言すれば、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣにおいて用いた制御用印加電流Ｉｃにより出射された制御用出射光の検出輝度ＰＶと、制御用出射光の出射に用いた制御用印加電流Ｉｃと、に基づいている。したがって、制御回路４８では、制御用印加電流Ｉｃおよび検出輝度ＰＶのフィードバック制御により、計測用印加電流Ｉｍが決定されている。

以上を踏まえると、本実施形態に係る深度センサー４は、計測用印加電流Ｉｍにより計測用出射光を出射し、制御用印加電流Ｉｃにより制御用出射光を出射する光源であるレーザー光源４２と、揺動軸Ｊまわりの第１回転方向および第１回転方向とは反対の第２回転方向に交互に揺動するミラー４４４を備え、レーザー光源４２から出射された計測用出射光を対象物Ｗに向けて反射して走査する光走査部４４と、光走査部４４で走査された計測用出射光により形成され、対象物Ｗに投影されたパターン光ＰＬを対象物Ｗとともに撮像する撮像部４７と、制御用出射光の輝度を検出する受光部４５と、計測用印加電流Ｉｍおよび制御用印加電流Ｉｃを制御する制御回路４８と、を備えている。そして、レーザー光源４２および光走査部４４は、ミラー４４４が第１回転方向にｎ（ｎは１以上の整数）回目揺動している第ｎ期間、および、ｎ＋１回目揺動している第ｎ＋１期間においてパターン光ＰＬを対象物に投影するように制御されている。また、制御回路４８は、第ｎ期間と第ｎ＋１期間との間の第ｍ（ｍは１以上の整数）期間に、制御用印加電流Ｉｃにより出射された制御用出射光の輝度である検出輝度ＰＶと、制御用出射光の出射に用いた制御用印加電流Ｉｃと、に基づいて、計測用印加電流Ｉｍを決定する。

以上のような制御方法によれば、パターン光ＰＬを対象物Ｗに投影する深度計測動作Ｗ_ｍの外側で、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することができる。このため、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することに伴うレーザー光源４２の特性変化が、深度計測動作Ｗ_ｍの実行に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。その結果、深度計測の計測誤差を小さくすることができる。

また、第ｍ期間は、第ｎ＋１期間の半周期前の期間であって、ミラー４４４の揺動に際して不可避的に生じる期間であるため、その期間でＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することにより、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行するための期間を別に設ける必要がなくなる。このため、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣに伴う消費電力の増大を防止することができる。

さらに、第ｍ期間にＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することにより、深度計測動作Ｗ_ｍの直前にＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することができる。これにより、外部環境等が短時間で変化するような場合でも、深度計測動作Ｗ_ｍを実行するときの外部環境に近い条件が反映された変換テーブルＴに基づいて、深度計測動作Ｗ_ｍを実行することができる。その結果、深度計測の計測誤差を小さくすることができる。

また、本実施形態に係る深度センサー４の制御方法は、計測用印加電流Ｉｍにより計測用出射光を出射し、制御用印加電流Ｉｃにより制御用出射光を出射する光源であるレーザー光源４２と、揺動軸Ｊまわりの第１回転方向および第１回転方向とは反対の第２回転方向に交互に揺動するミラー４４４を備え、レーザー光源４２から出射された計測用出射光を対象物Ｗに向けて反射して走査する光走査部４４と、撮像部４７と、制御用出射光の輝度を検出する受光部４５と、を備える深度センサー４を用いる。そして、かかる制御方法は、光走査部４４で走査された計測用出射光により形成されるパターン光ＰＬを対象物Ｗに投影し、パターン光ＰＬが投影されている対象物Ｗを撮像部４７により撮像することにより、対象物Ｗの深度計測を行う制御方法である。

かかる制御方法において、レーザー光源４２および光走査部４４は、ミラー４４４が第１回転方向にｎ（ｎは１以上の整数）回目揺動している第ｎ期間、および、ｎ＋１回目揺動している第ｎ＋１期間においてパターン光ＰＬを対象物に投影するように制御されている。また、深度センサー４は、第ｎ期間と第ｎ＋１期間との間の第ｍ（ｍは１以上の整数）期間に、制御用印加電流Ｉｃにより出射された制御用出射光の輝度である検出輝度ＰＶと、制御用出射光の出射に用いた制御用印加電流Ｉｃと、に基づいて、計測用印加電流Ｉｍを決定する。

以上のような制御方法によれば、パターン光ＰＬを対象物Ｗに投影する深度計測動作Ｗ_ｍの外側で、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することができる。このため、深度計測の計測誤差を小さくすることができる。

また、第ｍ期間は、第ｎ＋１期間の半周期前の期間であって、ミラー４４４の揺動に際して不可避的に生じる期間であるため、その期間でＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することにより、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行するための期間を別に設ける必要がなくなる。このため、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣに伴う消費電力の増大を防止することができる。

さらに、第ｍ期間にＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することにより、深度計測動作Ｗ_ｍの直前にＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することができる。外部環境等が短時間で変化するような場合でも、深度計測の計測誤差を小さくすることができる。

本実施形態における計測用印加電流Ｉｍの決定は、第１目標輝度ＳＶ１に基づいてレーザー光源４２に印加すべき制御用印加電流Ｉｃである第１電流Ｉ_１を求める第１電流決定工程Ｓ２２と、第１目標輝度ＳＶ１より大きい第２目標輝度ＳＶ２に基づいてレーザー光源４２に印加すべき制御用印加電流Ｉｃである第２電流Ｉ_２を求める第２電流決定工程Ｓ２３と、第１目標輝度ＳＶ１および第１電流Ｉ_１、ならびに、第２目標輝度ＳＶ２および第２電流Ｉ_２に基づき、レーザー光源４２の輝度と電流との相関関係を表す変換テーブルＴを求める変換テーブル生成工程Ｓ２５と、変換テーブルＴに基づいて、計測用印加電流Ｉｍを決定する印加電流決定工程Ｓ２６と、を有する。

このような各工程を有することにより、あらかじめ用意した変換テーブルＴに基づいて計測用印加電流Ｉｍを決定することができる。このため、計測用印加電流Ｉｍに対する制御用印加電流Ｉｃおよび検出輝度ＰＶのフィードバック制御を短時間で迅速に行うことができ、精度の高いＡＰＣが可能になる。

また、第１電流決定工程Ｓ２２は、目標輝度ＳＶに基づいてレーザー光源４２に印加すべき電流Ｉ_ｎを設定する電流設定工程であるステップＳ３１と、電流Ｉ_ｎによりレーザー光源４２から出射された出射光の輝度である検出輝度ＰＶを受光部４５により検出する輝度検出工程であるステップＳ３４と、目標輝度ＳＶおよび検出輝度ＰＶに基づいて、電流Ｉ_ｎを更新する電流更新工程であるステップＳ３６と、を有する。そして、第１電流決定工程Ｓ２２は、ステップＳ３４とステップＳ３６とを２回以上繰り返した後、更新後の電流Ｉ_ｎを第１電流Ｉ_１とする工程である。

このような各工程を有することにより、比較的少ない試行回数で、第１電流Ｉ_１を短時間で決定することができる。このため、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣの所要時間の短縮を図ることができ、例えばミラー４４４の揺動の周波数を高めた場合でも、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することが可能になる。

同様に、第２電流決定工程Ｓ２３は、目標輝度ＳＶに基づいてレーザー光源４２に印加すべき電流Ｉ_ｎを設定する電流設定工程であるステップＳ３１と、電流Ｉ_ｎによりレーザー光源４２から出射された出射光の輝度である検出輝度ＰＶを受光部４５により検出する輝度検出工程であるステップＳ３４と、目標輝度ＳＶおよび検出輝度ＰＶに基づいて、電流Ｉ_ｎを更新する電流更新工程であるステップＳ３６と、を有する。そして、第２電流決定工程Ｓ２３は、ステップＳ３４とステップＳ３６とを２回以上繰り返した後、更新後の電流Ｉ_ｎを第２電流Ｉ_２とする工程である。

このような各工程を有することにより、比較的少ない試行回数で、第２電流Ｉ_２を短時間で決定することができる。このため、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣの所要時間の短縮を図ることができ、例えばミラー４４４の揺動の周波数を高めた場合でも、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することが可能になる。

また、電流更新工程であるステップＳ３６は、検出輝度ＰＶが目標輝度ＳＶより大きい場合、更新前よりも小さい値に電流Ｉ_ｎを更新し、検出輝度ＰＶが目標輝度ＳＶより小さい場合、更新前よりも大きい値に電流Ｉ_ｎを更新する工程である。

このような電流更新工程を行うことにより、検出輝度ＰＶを目標輝度ＳＶにより近づけるように、電流Ｉ_ｎを短時間で効率よく更新することができる。これにより、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣの所要時間の短縮を図ることができる。

また、前述した第２撮像ステップＳ１２における第ｎ期間は、深度センサー４がパターン光ＰＬとして第１パターン光ＰＬ１を対象物Ｗに複数回投影するときの最後の回、つまり、ｎ＋４回目に対応する期間である。さらに、前述した第２撮像ステップＳ１２における第ｎ＋１期間は、深度センサー４がパターン光ＰＬとして第１パターン光ＰＬ１とはパターンが異なる第２パターン光ＰＬ２を対象物Ｗに複数回投影するときの最初の回、つまり、ｎ＋１回目に対応する期間である。

このような第ｎ期間と第ｎ＋１期間との間の第ｍ期間においてＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することにより、第２撮像ステップＳ１２では、深度計測動作Ｗ_ｍの外側でＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することができ、かつ、第２パターン光ＰＬ２の複数回の投影の際には、同じ変換テーブルＴに基づく計測用印加電流Ｉｍが用いられることになる。このため、各回の第２パターン光ＰＬ２の輝度が不均一になるのを抑制することができ、深度計測の計測誤差をより小さくすることができる。

また、本実施形態に係るロボットシステム１は、前述したように、ロボットアーム２２を備えるロボット２と、対象物Ｗの深度計測を行う深度センサー４と、深度センサー４による計測結果に基づいてロボット２の動作を制御するロボット制御装置５と、を備える。そして、深度センサー４は、計測用印加電流Ｉｍにより計測用出射光を出射し、制御用印加電流Ｉｃにより制御用出射光を出射する光源であるレーザー光源４２と、揺動軸Ｊまわりの第１回転方向および第１回転方向とは反対の第２回転方向に交互に揺動するミラー４４４を備え、レーザー光源４２から出射された計測用出射光を対象物Ｗに向けて反射して走査する光走査部４４と、光走査部４４で走査された計測用出射光により形成され、対象物Ｗに投影されたパターン光ＰＬを対象物Ｗとともに撮像する撮像部４７と、制御用出射光の輝度を検出する受光部４５と、計測用印加電流Ｉｍおよび制御用印加電流Ｉｃを制御する制御回路４８と、を備えている。そして、レーザー光源４２および光走査部４４は、ミラー４４４が第１回転方向にｎ（ｎは１以上の整数）回目揺動している第ｎ期間、および、ｎ＋１回目揺動している第ｎ＋１期間においてパターン光ＰＬを対象物に投影するように制御されている。また、制御回路４８は、第ｎ期間と第ｎ＋１期間との間の第ｍ（ｍは１以上の整数）期間に、制御用印加電流Ｉｃにより出射された制御用出射光の輝度である検出輝度ＰＶと、制御用出射光の出射に用いた制御用印加電流Ｉｃと、に基づいて、計測用印加電流Ｉｍを決定する。

このような構成によれば、パターン光ＰＬを対象物Ｗに投影する深度計測動作Ｗ_ｍの外側で、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することができる。このため、深度計測の計測誤差を小さくすることができる。その結果、ロボットシステム１が例えば対象物Ｗを把持する際、把持を成功させる確率を高めることができる。

また、第ｍ期間は、第ｎ＋１期間の半周期前の期間であって、ミラー４４４の揺動に際して不可避的に生じる期間であるため、その期間でＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することにより、ＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣに伴う消費電力の増大を防止することができる。

さらに、第ｍ期間にＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することにより、深度計測動作Ｗ_ｍの直前にＡＰＣ動作Ｗ_ＡＰＣを実行することができる。外部環境等が短時間で変化するような場合でも、深度計測の計測誤差を小さくすることができる。このため、様々な環境下でも、対象物Ｗを的確に把握するロボットシステム１を実現することができる。

以上、本発明の深度センサーの制御方法、深度センサーおよびロボットシステムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明の深度センサーおよびロボットシステムは、前記実施形態に限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、前記実施形態に係る深度センサーおよびロボットシステムに、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

さらに、本発明の深度センサーの制御方法は、前記実施形態に任意の目的の工程が付加されたものであってもよい。

１…ロボットシステム、２…ロボット、４…深度センサー、５…ロボット制御装置、６…ホストコンピューター、２１…ベース、２２…ロボットアーム、２４…エンドエフェクター、４０…投影部、４１…光出射部、４２…レーザー光源、４３…光学系、４４…光走査部、４５…受光部、４６…揺動角検出部、４７…撮像部、４８…制御回路、２２１…第１アーム、２２２…第２アーム、２２３…第３アーム、２２４…第４アーム、２２５…第５アーム、２２６…第６アーム、２５１…第１駆動装置、２５２…第２駆動装置、２５３…第３駆動装置、２５４…第４駆動装置、２５５…第５駆動装置、２５６…第６駆動装置、４２０…第２駆動回路、４３１…集光レンズ、４３２…ロッドレンズ、４４０…第１駆動回路、４４１…可動部、４４２…支持部、４４３…梁部、４４４…ミラー、４４５…永久磁石、４４６…コイル、４５０…第２検出回路、４６０…第１検出回路、４６１…ピエゾ抵抗部、４７１…カメラ、４７２…撮像素子、４７３…集光レンズ、４８１…描画制御部、４８２…変換テーブル保持部、４８３…ＡＰＣ処理部、４８４…スイッチング部、４８５…通信制御部、４８６…計測部、４９１…記憶部、４９２…通信デバイス、Ａ…往路、Ｂ…復路、Ｄｃ…データ、Ｉ_１…第１電流、Ｉ_２…第２電流、Ｉ_３…第３電流、Ｉｃ…制御用印加電流、Ｉｍ…計測用印加電流、Ｉ_ＭＡＸ…最大電流、Ｉ_ｎ…電流、Ｉθ…角度情報、Ｊ…揺動軸、Ｌ…レーザー光、Ｏ１…第１軸、Ｏ２…第２軸、Ｏ３…第３軸、Ｏ４…第４軸、Ｏ５…第５軸、Ｏ６…第６軸、ＰＬ…パターン光、ＰＬ１…第１パターン光、ＰＬ２…第２パターン光、ＰＬ３…第３パターン光、ＰＬ４…第４パターン光、ＰＶ…検出輝度、Ｑ…レーザー光非出射エリア、Ｓ１１…第１撮像ステップ、Ｓ１２…第２撮像ステップ、Ｓ１３…第３撮像ステップ、Ｓ１４…第４撮像ステップ、Ｓ２１…環境光検出工程、Ｓ２２…第１電流決定工程、Ｓ２３…第２電流決定工程、Ｓ２４…第３電流決定工程、Ｓ２５…変換テーブル生成工程、Ｓ２６…印加電流決定工程、Ｓ３１…ステップ、Ｓ３２…ステップ、Ｓ３３…ステップ、Ｓ３４…ステップ、Ｓ３５…ステップ、Ｓ３６…ステップ、Ｓ３６１…ステップ、Ｓ３６２…ステップ、Ｓ３６３…ステップ、Ｓ３７…ステップ、ＳＶ…目標輝度、ＳＶ１…第１目標輝度、ＳＶ２…第２目標輝度、ＳＶ３…第３目標輝度、Ｓｄ１…駆動信号、Ｓｄ２…駆動信号、Ｔ…変換テーブル、Ｗ…対象物、Ｗ_ＡＰＣ…ＡＰＣ動作、Ｗ_ｍ…深度計測動作、ｆ…周期、ｆ１…第１周期、ｆ２…第２周期、ｆ３…第３周期、ｆ４…第４周期

Claims (9)

1. 計測用印加電流により計測用出射光を出射し、制御用印加電流により制御用出射光を出射する光源と、
   揺動軸まわりの第１回転方向および前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に交互に揺動するミラーを備え、前記光源から出射された前記計測用出射光を対象物に向けて反射して走査する光走査部と、
   撮像部と、
   前記制御用出射光の輝度を検出する受光部と、
   を備える深度センサーを用い、
   前記光走査部で走査された前記計測用出射光により形成されるパターン光を前記対象物に投影し、前記パターン光が投影されている前記対象物を前記撮像部により撮像することにより、前記対象物の深度計測を行う深度センサーの制御方法であって、
   前記光源および前記光走査部は、前記ミラーが前記第１回転方向にｎ（ｎは１以上の整数）回目揺動している第ｎ期間、および、ｎ＋１回目揺動している第ｎ＋１期間において前記パターン光を前記対象物に投影し、
   前記第ｎ期間と前記第ｎ＋１期間との間の第ｍ（ｍは１以上の整数）期間に、前記制御用印加電流により出射された前記制御用出射光の輝度と、前記制御用出射光の出射に用いた前記制御用印加電流と、に基づいて、前記計測用印加電流を決定することを特徴とする深度センサーの制御方法。
2. 前記計測用印加電流の決定は、
   第１目標輝度ＳＶ１に基づいて前記光源に印加すべき前記制御用印加電流である第１電流Ｉ_１を求める第１電流決定工程と、
   前記第１目標輝度ＳＶ１より大きい第２目標輝度ＳＶ２に基づいて前記光源に印加すべき前記制御用印加電流である第２電流Ｉ_２を求める第２電流決定工程と、
   前記第１目標輝度ＳＶ１および前記第１電流Ｉ_１、ならびに、前記第２目標輝度ＳＶ２および前記第２電流Ｉ_２に基づき、前記光源の輝度と電流との相関関係を表す変換テーブルを求める変換テーブル生成工程と、
   前記変換テーブルに基づいて、前記計測用印加電流を決定する印加電流決定工程と、
   を有する請求項１に記載の深度センサーの制御方法。
3. 前記第１電流決定工程は、
   目標輝度ＳＶに基づいて前記光源に印加すべき電流Ｉ_ｎを設定する電流設定工程と、
   前記電流Ｉ_ｎにより前記光源から出射された出射光の輝度である検出輝度ＰＶを前記受光部により検出する輝度検出工程と、
   前記目標輝度ＳＶおよび前記検出輝度ＰＶに基づいて、前記電流Ｉ_ｎを更新する電流更新工程と、
   を有し、
   前記輝度検出工程および前記電流更新工程を２回以上繰り返した後、更新後の前記電流Ｉ_ｎを前記第１電流Ｉ_１とする工程である請求項２に記載の深度センサーの制御方法。
4. 前記第２電流決定工程は、
   目標輝度ＳＶに基づいて前記光源に印加すべき電流Ｉ_ｎを設定する電流設定工程と、
   前記電流Ｉ_ｎにより前記光源から出射された出射光の輝度である検出輝度ＰＶを前記受光部により検出する輝度検出工程と、
   前記目標輝度ＳＶおよび前記検出輝度ＰＶに基づいて、前記電流Ｉ_ｎを更新する電流更新工程と、
   を有し、
   前記輝度検出工程および前記電流更新工程を２回以上繰り返した後、更新後の前記電流Ｉ_ｎを前記第２電流Ｉ_２とする工程である請求項２に記載の深度センサーの制御方法。
5. 前記電流更新工程は、
   前記検出輝度ＰＶが前記目標輝度ＳＶより大きい場合、更新前よりも小さい値に前記電流Ｉ_ｎを更新し、
   前記検出輝度ＰＶが前記目標輝度ＳＶより小さい場合、更新前よりも大きい値に前記電流Ｉ_ｎを更新する工程である請求項３または４に記載の深度センサーの制御方法。
6. 前記第ｎ期間は、前記深度センサーが前記パターン光として第１パターン光を前記対象物に複数回投影するときの最後の回に対応する期間であり、
   前記第ｎ＋１期間は、前記深度センサーが前記パターン光として前記第１パターン光とはパターンが異なる第２パターン光を前記対象物に複数回投影するときの最初の回に対応する期間である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の深度センサーの制御方法。
7. 前記制御用印加電流は、前記計測用印加電流の最大電流以下である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の深度センサーの制御方法。
8. 計測用印加電流により計測用出射光を出射し、制御用印加電流により制御用出射光を出射する光源と、
   揺動軸まわりの第１回転方向および前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に交互に揺動するミラーを備え、前記光源から出射された前記計測用出射光を対象物に向けて反射して走査する光走査部と、
   前記光走査部で走査された前記計測用出射光により形成され、前記対象物に投影されたパターン光を前記対象物とともに撮像する撮像部と、
   前記制御用出射光の輝度を検出する受光部と、
   前記計測用印加電流および前記制御用印加電流を制御する制御回路と、
   を備え、
   前記光源および前記光走査部は、前記ミラーが前記第１回転方向にｎ（ｎは１以上の整数）回目揺動している第ｎ期間、および、ｎ＋１回目揺動している第ｎ＋１期間において前記パターン光を前記対象物に投影し、
   前記制御回路は、前記第ｎ期間と前記第ｎ＋１期間との間の第ｍ（ｍは１以上の整数）期間に、前記制御用印加電流により出射された前記制御用出射光の輝度と、前記制御用出射光の出射に用いた前記制御用印加電流と、に基づいて、前記計測用印加電流を決定することを特徴とする深度センサー。
9. ロボットアームを備えるロボットと、
   対象物の深度計測を行う深度センサーと、
   前記深度センサーによる計測結果に基づいて前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、
   を備え、
   前記深度センサーは、
   計測用印加電流により計測用出射光を出射し、制御用印加電流により制御用出射光を出射する光源と、
   揺動軸まわりの第１回転方向および前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に交互に揺動するミラーを備え、前記光源から出射された前記計測用出射光を前記対象物に向けて反射して走査する光走査部と、
   前記光走査部で走査された前記計測用出射光により形成され、前記対象物に投影されたパターン光を前記対象物とともに撮像する撮像部と、
   前記制御用出射光の輝度を検出する受光部と、
   前記計測用印加電流および前記制御用印加電流を制御する制御回路と、
   を備え、
   前記光源および前記光走査部は、前記ミラーが前記第１回転方向にｎ（ｎは１以上の整数）回目揺動している第ｎ期間、および、ｎ＋１回目揺動している第ｎ＋１期間において前記パターン光を前記対象物に投影し、
   前記制御回路は、前記第ｎ期間と前記第ｎ＋１期間との間の第ｍ（ｍは１以上の整数）期間に、前記制御用印加電流により出射された前記制御用出射光の輝度と、前記制御用出射光の出射に用いた前記制御用印加電流と、に基づいて、前記計測用印加電流を決定することを特徴とするロボットシステム。

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