JPWO2020084955A1 - 測距センサ、検出センサ、測距方法及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

対象物に光を照射する発光部(110)と、対象物から反射された発光部(110)からの光を受光する受光部(120)と、受光部(120)にて取得された受光データに基づいて、受光部(120)から対象物までの距離を算出する演算部(150)と、を備え、演算部(150)は、所定の距離をおいて設けられた基準物に対して発光部(110)から照射され、基準物にて反射された発光部(110)の光を受光部(120)にて受光した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御する、測距センサ(2)を提供する。

Description

本開示は、測距センサ、検出センサ、測距方法及び電子機器に関する。
近年、多様なセンサに対して様々な技術が開発されている。例えば、特許文献1には、測距センサが挙げられており、該測距センサの信頼性を高めるための技術が開示されている。具体的には、特許文献1には、測距センサを製造し、工場出荷の段階においてセンサ精度の検査を行う技術が開示されている。
特開平3−29811号公報
しかし、上述したようなセンサは、使用していく中で、経年劣化が生じたり、使用環境によってはセンサの精度が低下したりすることがあった。ユーザは、このようなセンサの経年劣化の状態を測定の際に知ったり、使用環境下で正確なデータが得られているか否かを知ったりすることができなかった。上記事情に鑑みれば、センサの動作信頼性をユーザが適宜確認可能な技術の開発が求められていた。
本開示によれば、対象物に光を照射する発光部と、前記対象物から反射された前記発光部からの光を受光する受光部と、前記受光部にて取得された受光データに基づいて、前記受光部から前記対象物までの距離を算出する演算部と、を備え、前記演算部は、所定の距離をおいて設けられた基準物に対して前記発光部から照射され、前記基準物にて反射された前記発光部の光を前記受光部にて受光した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御する、測距センサが提供される。
また、本開示によれば、外部からの光を受光する受光部と、前記受光部にて取得された受光データを処理する演算部と、を備え、前記演算部は、所定の距離をおいて設けられた基準物からの光を前記受光部が受光して取得した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御する、検出センサが提供される。
また、本開示によれば、対象物に第1光を照射することと、前記対象物から反射された前記第1光を受光することと、前記第1光を受光して取得された受光データに基づいて、前記第1光の照射点から前記対象物までの距離を算出することと、所定の距離をおいて設けられた基準物に対して第2光を照射することと、前記基準物にて反射された前記第2光を受光して取得した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御することと、を含む、測距方法が提供される。
また、本開示によれば、使用時に筐体から突出する測距センサを備え、前記測距センサは、対象物に光を照射する発光部と、前記対象物から反射された前記発光部からの光を受光する受光部と、前記受光部にて取得された受光データに基づいて、前記受光部から前記対象物までの距離を算出する演算部と、を有し、前記演算部は、所定の距離をおいて前記筐体に設けられた基準物に対して前記発光部が照射し、前記基準物にて反射された前記発光部の光を前記受光部が受光して取得した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御する、電子機器が提供される。
測距センサの一例を示した図である。 本開示の第1の実施形態に係る検出センサの一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの機構の一例を示したブロック図である。 同実施形態に係る検出センサの動作フローの一例を示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの動作フローの一例を示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの補正距離の算出方法を示した模式図である。 同実施形態に係る検出センサの補正距離の算出フローの一例を示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の変形例の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の変形例の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の変形例の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの変形例の動作フローを示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの変形例の動作フローを示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの変形例の補正距離の算出フローの一例を示したフロー図である。 本開示の第2の実施形態に係る検出センサの構造の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの機構の一例を示したブロック図である。 同実施形態に係る検出センサの動作フローの一例を示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの動作フローの一例を示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の変形例の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の変形例の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの変形例の動作フローを示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの変形例の動作フローを示したフロー図である。 本開示の第3の実施形態に係る検出センサの構造の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの機構の一例を示したブロック図である。 同実施形態に係る検出センサの動作フローの一例を示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの動作フローの一例を示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の変形例の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の変形例の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの変形例の動作フローを示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの変形例の動作フローを示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの機構の変形例の一例を示したブロック図である。 同実施形態に係る検出センサの変形例の動作フローを示したフロー図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の変形例の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの構造の変形例の一例を示した図である。 同実施形態に係る検出センサの変形例の動作フローを示したフロー図である。 本開示の技術が適用された電子機器の一例を示す外観図である。 本開示の技術が適用された電子機器の一例を示す外観図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1.技術概要
2.第1の実施形態(ずれ検出、補正)
2.1.ポップアップ式
2.1.1.外観
2.1.2.構成と機能
2.1.3.ずれ検出の動作フロー
2.1.4.補正距離の算出
2.2.クレードル式
2.2.1.外観
2.2.2.ずれ検出の動作フロー
2.2.3.ずれ補正の動作フロー
3.第2の実施形態(発光部のずれ検出)
3.1.ポップアップ式
3.1.1.構成と機能
3.1.2.ずれ検出の動作フロー
3.2.クレードル式
3.2.1.構成
3.2.2.ずれ検出の動作フロー
4.第3の実施形態(受光部のずれ検出)
4.1.ずれ検出
4.1.1.ポップアップ式
4.1.1.1.構成と機能
4.1.1.2.ずれ検出の動作フロー
4.1.2.クレードル式
4.1.2.1.構成
4.1.2.2.ずれ検出の動作フロー
4.2.黒レベル補正
4.2.1.ポップアップ式
4.2.1.1.構成
4.2.1.2.黒レベルの補正フロー
4.2.2.クレードル式
4.2.2.1.構成
4.2.2.2.ずれ検出の動作フロー
5.電子機器への応用例
6.移動体への応用例
(1.技術概要)
図1を参照して、検出センサの一例として測距センサを例に挙げて技術概要を説明する。図1は、測距センサの一例を示した図である。測距センサ2は、測距センサ2内に、光を照射する発光部10と、発光部10が照射した光を受光する受光部20と、を備える。測距センサ2は、発光部10から対象物Xに対して光を照射して、対象物Xから反射された光を受光部20にて受光することで、測距センサ2から対象物Xまでの距離Lxを測定する。受光部20の受光側には、例えば、対象物Xから反射された光を効率よく集光するレンズ構造が備えられる。また、発光部10の発光側には、例えば、対象物Xの全体に対して光を照射できるようにディフューザが備えられる。
このような測距センサ2は、使用を繰り返すうちに経年劣化または、使用環境により距離の測定にずれが発生する可能性がある。測定ずれは、発光部10の光の照射の開始タイミングと、受光部20の受光の開始タイミングとにずれが生じることで発生し得る。これは、測距センサ2が、発光部10の光の照射の開始を示す発光タイミングと、受光部が受光を開始する受光タイミングとが既知であると仮定して、対象物Xまでの光の往復時間を測定していることによる。測距センサ2は、光の往復時間に光速を乗じて、2で除することで、測距センサ2から対象物Xまでの距離を算出する。したがって、発光タイミングと受光タイミングとにずれが生じると、ずれた時間に対して光速を乗じて2で除する値分、測定された距離データにオフセットが加わり、測定距離にずれが生じてしまう。
本開示の技術では、ユーザが測距センサ2を使用して測距センサ2から対象物Xまでの距離を算出する前に、測距センサ2に測定ずれが発生し得る等の動作信頼性をユーザに呈示することで、ユーザの使用上の快適性を向上させる。また、測距センサ2に測定ずれが発生した場合に、対象物Xまでの測定ずれが補正された距離を補正距離として算出する。これにより、ユーザはより正確な距離測定を行うことができる。
(2.第1の実施形態)
本項では、測距センサ2に測定ずれが発生し得ることを検出する構造の一例として、ポップアップ方式の構造とクレードル方式の構造とを挙げて、測定ずれの検出方法と、測定ずれの補正方法とを説明する。
(2.1.ポップアップ方式)
(2.1.1.外観)
まず、図2を参照してポップアップ方式の測距センサ2に関して説明を行う。図2は、ポップアップ方式の測距センサ2を備えた情報処理端末の筐体3の一例を示した図である。筐体3は、例えば、直方体であり、6面のうちの1面に測距センサ2を備える。測距センサ2は、筐体3に出没可能、つまり筐体3から突出可能に設けられており、例えば、測距センサ2の使用時(例えば、測距センサ2で距離を測る際)に、筐体3から出現させることで距離を測定可能にし、測距センサ2にて距離を測らない際には、筐体3に埋没させる。このような構造を有することで筐体3の携帯性を向上させる。例えば、情報処理端末とは、スマートフォン等の電子機器を含む。
測距センサ2には、発光部110と受光部120とが設けられており、筐体3から測距センサ2が出現している際に、対象物Xに対して光を照射して、発光部10が照射して対象物Xから反射した光を受光部20にて受光することで測距センサ2から対象物Xまでの距離Lxを測定する。
筐体3の内部には、これらの発光部110および受光部120の測定ずれを検出可能にする基準物が、発光部110および受光部120と対向する位置に設けられており、基準物を使用することで測定ずれを検出できる。筐体3の1面には表示領域31が設けられ、測定ずれの検出結果をユーザが確認できる。なお、本実施形態においては、検出結果を表示領域に表示することでユーザに検出結果を呈示しているが、情報処理端末が音声などの出力装置を有することにより、検出結果を音声によるユーザに呈示してもよい。
(2.1.2.構成と機能)
図3および図4を参照して、ポップアップ方式の測距センサ2が備えられる情報処理端末の筐体の構造と機能に関して説明を行う。図3は、図2に示した筐体3を測距センサが備えられる1面の直上から見た図を示し、図4は、図2に示した筐体3を横から見た図である。
図3を参照すると、筐体3には、測距センサ2に対向して基準物として鏡80が距離L1を隔てて設けられる。測距センサ2は、発光部110より鏡80に対して光を照射し、鏡80から反射された光を受光部120にて受光することで、測定ずれを検出する。距離L1は、鏡80との距離が既知であれば任意の長さであってもよい。
図4を参照すると、筐体3を横から見た場合の筐体3の長辺が延伸される方向の一側には、測距センサ2が備えられており、測距センサ2の短辺が延伸される方向に測距センサ2と対向して鏡80が設けられている。測距センサ2は、筐体3の長辺が延伸される方向に移動可能であり、筐体3から出没可能である。測定ずれの検出は、測距センサ2が筐体3に埋没されている際に、鏡80を用いて行われる。
図5を参照して、筐体3に備えられる各種構造と機能に関して説明を行う。図5は、測定ずれを検出する各種構造を有する検出機構の一例を示したブロック図である。測定ずれの検出機構100は、測距センサ2と測距センサ2に対向して設けられる鏡80とを含んで構成される。
測距センサ2には、発光部110と、受光部120と、制御部130と、記憶部140と、演算部150と、出力端子160と、が設けられる。
発光部110は、基準物である鏡80に対して光を照射する機能を有する。発光部110は、例えば、赤外光を発光するLED(Light Emitting Diode)光源を含んで構成され、制御部130の制御に従って、赤外光の発光をオンオフする。発光部110は、所定の発光パターン(オンオフの繰り返しパターン)で赤外光を発光させることができる。
受光部120は、発光部110から照射されて鏡80から反射した光を受光し、受光データを生成する機能を有する。受光部120は、生成した受光データを記憶部140へ出力する。受光データは、受光した光量、色彩等の各種データであってよい。また、受光部120は、発光部110から照射されて対象物Xから反射した光を受光し、発光部110から対象物Xまでの距離を測定する際に用いられる測定データを生成する機能も有する。
受光部120は、少なくともIR(赤外光)方式で受光を行えばよい。例えば、受光部120は、赤外線センサを含むRGBセンサ等であってよい。
測距センサ2では、上述のように受光部120が発光部110で発光した光を受光して測距を行う。発光部110で発光して、受光部120で受光することで測距する方法として、赤外光をパルス照射し、被写体の表面で反射して返ってくるまでの時間を直接計測する方法(dToF法)や、赤外光を変調し、照射時の光の位相と、反射して返って来た光の位相との位相差に基づいて算出する方法(iToF法)などを例示することができる。
また、受光部120は、ストラクチャライト法などを用いて、被写体までの測距を行ってもよい。ストラクチャライト法とは、物体の表面に特殊な設計の光パターンを投射し、その被投射パターンの変形を分析することによって物体までの距離を推定する方法である。
制御部130は、発光部110と受光部120とに対して、発光および受光の指示を行う機能を有する。制御部130が、発光部110に対して、発光を指示し、該指示により発光部110が光を照射する。また、制御部130が、受光部120に対して、受光を指示することで、該指示により受光部120が受光を開始する。
記憶部140は、受光部120で得られた受光データまたは測定データを取得して記憶する機能を有する。記憶部140は、永続的な記憶だけでなく、一時的な記憶も行い得る。
受光データは、予め取得された基準物から反射された光から得られた基準データと、測定ずれを検出する際に基準物から反射された光から得られた検出用受光データと、を含む。基準データは、測距センサ出荷時または、製造時などに基準物から反射された光を受光して予め取得された基準データであってよい。
演算部150は、発光部110による発光タイミング、及び受光部120による受光タイミングに基づいて、対象物までの距離を算出する機能を有する。詳しくは、演算部150は、発光部110から照射した光が対象物に当たり、該対象物からの反射光が受光部に戻るまでにかかる時間を用いて、距離を算出する。演算部150は、光の往復時間に光速を乗じて、2で除することで、測距センサ2から対象物Xまでの距離を算出する。
演算部150は、対象物Xまでの距離を算出する前に、発光部110から照射した光が基準物である鏡80に当たり、鏡80からの反射光を受光部120で受光し取得した検出用受光データを取得する。
演算部150は、記憶部140に記憶された基準データと検出用受光データとを比較して、ユーザへの通知処理を制御する機能を有する。ユーザへの通知処理は、表示にかぎらず、音声により行われてもよく、表示と音声が混合されてもよい。また、ユーザへの通知処理は、測距センサ2または測距センサ2が備えられる情報処理端末が行う動作の一部を変更する処理であってもよい。
さらに演算部150は、基準データと検出用受光データとの差分を算出して、該差分があるか否かを判断して、ユーザへの通知処理を制御する。詳しくは、演算部150は、該差分が所定の範囲であるか否かを判断してもよい。該差分が所定の範囲以上であれば、所定データと検出用受光データとの間には差分があるとして、ユーザへの通知処理を制御する。
さらにまた、演算部150は、検出用受光データと、基準データと、の大小関係に応じて通知処理の通知内容を制御してもよい。ユーザへの通知処理が、表示により行われる場合、演算部150は、検出用受光データと、基準データと、の大小関係に応じて、表示内容を変化させてよい。
具体的には、演算部150は、検出用受光データの方が基準データよりも大きければ、測距センサ2が故障しているとの表示を行ってもよい。一方、検出用受光データの方が基準データよりも小さければ、測距センサ2は修理が必要との表示を行ってもよい。このように、大小関係に応じて表示内容を変化させることにより、測定ずれの有無の検出結果に対して測定ずれの程度情報を付加して、ユーザに呈示することができる。なお、例えばずれ検出の際に上記差分が所定の範囲以上であれば、測距センサ2が測距を行う際に測距センサ2が作動を行わない等の通知内容の変更以外の方法でユーザへの通知処理を行ってもよい。
演算部150は、上記差分により選択されたユーザへの通知内容を出力端子160へ出力して、出力端子160を介して、ユーザへの通知処理を行う。
また、演算部150は、測定ずれの検出によるユーザへの通知処理に加えて、測定ずれの補正を行う機能も有する。
出力端子160は、演算部150の制御により、各種装置へユーザへの通知処理を出力する。具体的には、出力端子160はユーザへの通知処理が表示であれば表示装置により通知処理を行い、音声であれば音声出力装置により通知処理を行う。
(2.1.3.ずれ検出の動作フロー)
図5にて説明した各構成の動作フローを図6および図7を参照して説明する。図6は、測定ずれを検出するための基準となる基準データを取得する動作フロー(S100)を示し、図7は、基準データを使用して測定ずれの検出を行う動作フロー(S200)を示している。
図6を参照すると、まず、筐体3に測距センサ2が格納状態にされる(S102)。格納状態とは、測距センサ2が筐体3内に埋没している状態を示す。
次に、筐体3に備えられる鏡80に対して、発光部110が発光して光を照射し、鏡80に照射されて反射された光を受光部120が受光する(S104)。この受光により、受光部120では、受光データが生成される。
次に、受光部120にて得られた受光データは、基準データとして、記憶部140に記憶される(S106)。
以上までで、測距センサ2における基準データの取得動作フローを説明した。なお、基準データの取得動作は、測距センサ2の製品出荷前に行われ、予め測距センサ2内に記憶されていてもよい。または、ユーザが適宜基準データの取得を行うことで基準データが記憶されてもよい。測距センサ2では、このように取得した基準データを用いて、測定ずれの検出を行う。
図7を参照して、基準データを用いた測定ずれの検出を説明する。
まず、ユーザがポップアップ方式の測距センサ2を押下したか否かが測距センサ2にて判定される(S202)。ユーザが測距センサ2を押下したと判定されれば(S202/Yes)、次処理へ進行する。一方、ユーザが測距センサ2を押下していないと判定されれば(S202/No)、ユーザが測距センサ2を押下したか否かの判断が継続して行われる。
ポップアップ方式の測距センサ2では、ユーザが測距センサ2を一旦押下することにより、ポップアップ機構が作動して測距センサ2が筐体3から出現し得る。よって、測距センサ2では、測距センサ2が押下されると、ポップアップして測距を行うため、押下したタイミングをトリガとして、ポップアップ前に筐体内部で測定ずれの検出動作を行うことにより、測距開始前に測定ずれの検出を行うことができる。
次に、測距センサ2の発光部110は、鏡80に対して光を照射し、受光部120は鏡80からの反射光を受光する(S204)。ここで受光部120は、検出用受光データを生成する。
次に、演算部150が、検出用受光データと記憶部140に記憶された基準データとを比較して、差分を求める(S206)。
演算部150は、上記差分があるか否かを判定する(S208)。なお、演算部150は、上記差分が所定の範囲内か否かを判定して、差分があるか否かを判定してもよい。上記差分が無ければ(S208/No)、測距センサ2をポップアップさせる(S216)。ポップアップされた測距センサ2は、測距を行う(S218)。
一方、上記差分があれば(S208/Yes)、次に、検出用受光データが基準データよりも大きいか否かを判定する(S210)。検出用受光データが基準データよりも大きければ(S210/Yes)、演算部150は、ユーザに対して故障表示を行う(S212)。
故障表示が行われた後は、測距センサ2はそのまま動作を行わずに終了する。このように検出用受光データが基準データよりも大きい場合には、発光部110による発光量が多い可能性がある。検出用受光データと基準データとの大小関係により、測距センサ2の動作を終了させることにより、発光量が多い可能性がある測距センサ2を筐体3から出現させずに終了でき、安全性をさらに高めることができる。
一方、検出用受光データが基準データよりも小さければ(S210/No)、演算部150は、ユーザに対して、測距センサ2の修理依頼の要請を表示する(S214)。
修理依頼の要請の表示が行われた後は、測距センサ2がポップアップされる(S216)。このように検出用受光データが基準データよりも小さい場合には、測距センサ2にて基準よりも大きな発光が行われていないため、ユーザは継続的に安全に、測距センサ2にて測距を行うことができる。
ポップアップ方式の測距センサ2では、上述した動作フローを通して、測距センサ2の測定ずれの検出と検出結果のユーザへの呈示とを行う。
なお、本実施形態では、測定ずれの検出をポップアップ方式の測距センサ2が押下されたか否かをトリガとして開始したが、定期的に測定ずれの検出を行ってもよい。例えば、測距センサ2が筐体3からポップアップしていない際に、定期的に測定ずれの検出を行ってもよい。
(2.1.4.補正距離の算出)
演算部150は、上述した測定ずれの検出によるユーザへの通知処理に加えて、測定ずれによる測定距離のずれが補正された補正距離の算出を行ってもよい。図8および図9を参照して、補正距離の算出に関して説明を行う。図8は、補正距離の算出の様子を示した模式図であり、図9は、補正距離の算出フローを示した図である。
図8では、対象物Xと距離Lx離れた位置に測距センサ2が備えられた情報処理端末の筐体3がある。筐体3の内部には、ポップアップ方式の測距センサ2が備えられ、測距センサ2と対向する位置に鏡80が距離L1ほど離隔して設けられている。補正距離の算出は、測距センサ2の発光部110がずれ検出時と同様に、鏡80に対して光を照射し、鏡80が反射した光を受光部120が受光して、検出用受光データを取得し、検出用受光データと基準データとを用いて行われる。
具体的に、演算部150は、基準データとして記憶されている基準物から受光部までの距離L1と、検出用受光データから算出される基準物から受光部までの距離L2と、測距センサ2から対象物までの距離Lxを用いて補正された補正距離の算出を行う。なお、基準物から受光部までの距離L1は、測定ずれの検出と同様に、出荷時等に既に記憶部140に記憶されている。
さらに具体的に、演算部150は、補正距離(Lx−L2+L1)を算出する。距離LxからL2とL1との差分を減じることで、発光部110および受光部120の同期タイミングのずれによる測定距離のずれを補正することができる。
図9を参照して、補正距離の算出フローを詳しく説明する。
まず、ユーザがポップアップ方式の測距センサ2を押下したか否かを測距センサ2が、判定する(S302)。
次に、鏡80に対して、発光部110が発光して、光を照射し、受光部120が鏡80の反射光を受光する(S304)。ここで、検出用受光データが生成される。
次に、演算部150が受光部120で取得された検出用受光データを用いて受光部120から鏡80までの距離L2を算出する(S306)。
次に、測距センサ2がポップアップする(S308)。
次に、対象物Xに対して、発光部110が発光して光を照射し、受光部120が対象物Xからの反射光を受光する(S310)。
次に、演算部150が受光部120で取得した測定データを用いて受光部120から対象物Xまでの距離Lxを算出する(S312)。
演算部150は、予め記憶された受光部120から鏡80までの距離L1を取得する(S314)。
演算部150は、予め記憶された受光部120から鏡80までの距離L1と、測定した対象物までの距離Lxと、測距センサ2のポップアップ前に取得した受光部120から鏡80までの距離L2と、を用いて補正された補正距離(Lx−L2+L1)を算出する。演算部150にて算出された補正距離は、出力端子160へ出力される(S316)。
以上説明したように、測距センサ2では、測定距離を補正して補正距離を算出して、より正確な測距を行うことができる。
(2.2.クレードル式)
以上までは、ポップアップ方式の測距センサに対する説明を行った。本開示の技術は、ポップアップ方式の測距センサでなくとも適用可能である。本項では、測距センサが情報処理端末の筐体に内蔵された場合にクレードル方式で測距センサの測定ずれを検出又は補正する一例を挙げて説明する。
(2.2.1.外観)
図10〜図15を参照して、クレードル方式での測距センサの測定ずれを検出又は補正の一例を説明する。図10は、測距センサが内蔵された情報処理端末の筐体とクレードルの外観を示した図である。図11および図12は、クレードルに設置された筐体の様子を示した図であり、図13〜図15は、クレードル方式での測距センサの測定ずれの検出フロー又は補正距離の算出フローを示した図である。
図10を参照すると、筐体3の内部には、測距センサ2が設けられている。筐体3には、クレードル4が付属している。クレードル4は、筐体3と接続されることで、筐体3の充電、データ転送等を行う機能を有する機器である。
測距センサ2の測定ずれを検出等する際に、ポップアップ方式の測距センサ2においては、基準物となる鏡80が筐体3内に設けられたが、クレードル方式では、基準物である鏡80がクレードル4に設けられ得る。
図11および図12を参照すると、クレードル4の凹部において筐体3側の一側面には、鏡80が設けられている。鏡80は、クレードル4に筐体3が設置されると、測距センサ2と対向する位置に測距センサ2から距離L1ほど離隔して設けられる。測距センサ2では、発光部110が鏡80に対して光を照射し、鏡80にて反射された光を受光部120が受光することにより測定ずれの検出が行われる。
(2.2.2.ずれ検出の動作フロー)
各種構成と機能は、ポップアップ方式と同様のため説明を省略する。ここでは、図13〜図15を参照して測定ずれ検出の動作フロー(Sc100)について説明する。
図13を参照すると、まず、測距センサ2がクレードル4にセットされる(Sc102)。
次に、クレードル4に備えられる鏡80に対して、発光部110が発光して光を照射して、鏡80から反射された反射光を受光部120が受光する(Sc104)。
次に、演算部150は、受光データを取得して、受光データを基準データとして、記憶部140に記憶させる(Sc106)。
以上までで、測距センサ2におけるクレードル方式での基準データの取得動作フローを説明した。なお、基準データの取得動作は、測距センサ2の製品出荷以前に行われ、予め測距センサ2内に記憶されていてもよい。または、ユーザが適宜基準データの取得を行うことで基準データを生成してもよい。測距センサ2では、このように取得した基準データを用いて、測定ずれの検出を行う。
次に、図14を参照して、基準データを用いた測定ずれの検出フロー(Sc200)を説明する。
まず、ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたか否かが測距センサ2で判定される(Sc202)。ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたと判定されれば(Sc202/Yes)、次処理へ進行する。一方、ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたと判定されなければ(Sc202/No)、クレードル4に筐体3をセットしたか否かの判定が継続して行われる。
次に、測距センサ2の発光部110は、鏡80に対して光を照射し、受光部120は鏡80からの反射光を受光する(Sc204)。ここで受光部120は、検出用受光データを生成する。
次に、演算部150が、検出用受光データと記憶部140に記憶された基準データとを比較して、差分を求める(Sc206)。
演算部150は、上記差分があるか否かを判定する(Sc208)。なお、演算部150は、上記差分が所定の範囲内か否かを判定して、差分があるか否かを判定してもよい。上記差分が無ければ(Sc208/No)、クレードル4を介して情報処理端末の充電、データ転送等が行われる(Sc216)。
一方、上記差分があれば(Sc208/Yes)、次に、検出用受光データが基準データよりも大きいか否かを判定する(Sc210)。検出用受光データが基準データよりも大きければ(Sc210/Yes)、演算部150は、ユーザに対して故障表示を行う(Sc212)。
故障表示が行われた後は、クレードル4を介した情報処理端末の充電を行わずに終了する。このように検出用受光データが基準データよりも大きい場合には、発光部110による発光量が多い可能性がある。検出用受光データと基準データとの大小関係により、充電を行わないことにより、発光量が多い可能性がある測距センサ2を早期にユーザに通知することで、安全性をさらに高めることができる。
一方、検出用受光データが基準データよりも小さければ(Sc210/No)、演算部150は、ユーザに対して、測距センサ2の修理依頼の要請を表示する(Sc214)。
修理依頼の要請の表示が行われた後は、クレードル4を介した筐体3の充電が行われる(Sc216)。このように検出用受光データが基準データよりも小さい場合には、測距センサ2にて基準よりも大きな発光が行われていないため、ユーザの安全は確保されており、クレードル4を介した筐体3の充電が行われ、次に測距可能な状態とすることができる。
クレードル方式で測定ずれを検出する場合には、上述した動作フローを通して、測距センサ2の測定ずれの検出を行う。
(2.2.3.補正距離の算出)
演算部150は、ポップアップ方式と同様に、測定ずれの検出のユーザへの通知処理に加えて、測定ずれにより生じる測定距離のずれが補正された補正距離の算出を行ってもよい。図15を参照して、補正距離の算出に関して説明を行う。図15は、補正距離の算出フロー(Sc300)を示した図である。クレードル方式では、図8に示した鏡80がクレードル4に設けられ、測距センサ2は筐体3に内蔵されている。
図15を参照して、補正距離の算出フローを詳しく説明する。
まず、ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたか否かを測距センサ2が判定する(Sc302)。
次に、鏡80に対して、発光部110が発光して、光を照射し、受光部120が鏡80の反射光を受光する(Sc304)。
次に、演算部150が受光部120で取得した受光データから受光部120から鏡80までの距離L2を算出する(Sc306)。
次に、クレードル4を介して情報処理端末が充電される(Sc308)。
次に、ユーザが筐体3をクレードル4から取り外す(Sc310)。
次に、対象物Xに対して、発光部110が発光して光を照射し、受光部120が対象物Xからの反射光を受光する(Sc312)。
次に、演算部150が受光部120で取得した受光データから受光部120から対象物Xまでの距離Lxを算出する(Sc314)。
ここで、演算部150は、予め記憶された受光部120から鏡80までの距離L1を取得する(Sc316)。
演算部150は、予め記憶された受光部120から鏡80までの距離L1と、測定した対象物までの距離Lxと、測距センサ2のポップアップ前に取得した受光部120から鏡80までの距離L2と、を用いて補正された補正距離(Lx−L2+L1)を算出する。演算部150にて算出された補正距離は、出力端子160へ出力される(Sc318)。
以上説明したように、クレードル方式で補正距離を算出する場合には、上記の手法を用いて、より正確な測距を行うことができる。
(3.第2の実施形態(発光部のずれ検出))
第1の実施形態では、発光部110と受光部120を有する測距センサ2の測定ずれの検出および補正に関して説明した。他の実施形態として第2の実施形態では、図16〜図20を参照して発光部110のずれ検出を行う場合を説明する。本実施形態では、測距センサ2の発光部110に対する発光量等のずれ検出を例に挙げて説明する。本実施形態は、かかる例に限らず、発光部を含むセンサを有する場合のずれを検出する際に適用可能である。
(3.1.ポップアップ式)
(3.1.1.構成と機能)
図16および図17を参照して、ポップアップ方式の測距センサが備えられる情報処理端末の筐体の内部構成と機能に関して説明を行う。図16は、図2に示した筐体3の内部に発光部のずれを検出する機構を備えた測距センサが備えられる1面の直上から見た図を示し、図17は、発光部のずれを検出する検出機構が設けられた図2に示した筐体3を横から見た図である。図16および図17に示した構成は、図3および図4に示した検出機構の鏡80がPD82である点に違いがある。
図16および図17を参照すると、筐体3には、発光部110と受光部120とを有する測距センサ2が備えられる。筐体3には、発光部110と対向して、フォトダイオードPD82(以下、PD82と称す。)が距離L1を隔てて設けられる。PD82は、発光部110から照射された光を受光して、検出用受光データを取得し、発光部110のずれを検出する。
図18を参照して、筐体3に備えられる各種構造と機能に関して説明を行う。図18は、発光部110のずれを検出する検出機構の一例を示したブロック図である。発光部110のずれの検出機構100は、発光部110に対向して設けられるPD82を含んで構成される。図18に示した検出機構100は、図5に示した検出機構100の鏡80がPD82である点に違いがある。
PD82は、光を受光して受光データを生成する機能を有する。PD82は、発光部110により発光された光の光量等を受光できればフォトダイオードに限られない。例えば、PD82は、フォトレジスタ、CCD、又は光電子倍増管であってもよい。PD82は、受光により受光データを生成し、演算部150へ出力する。
(3.1.2.ずれ検出の動作フロー)
図18にて説明した各構成の動作フローを図19および図20を参照して説明する。図19は、発光部110のずれを検出するための基準となる基準データを取得する動作フロー(SP100)を示し、図20は、基準データを使用して発光部110のずれの検出を行う動作フロー(SP200)を示している。
図19を参照すると、まず、筐体3に測距センサ2が格納状態にされる(SP102)。格納状態とは、測距センサ2が筐体3内に埋没している状態を示す。
次に、筐体3に備えられるPD82に対して、発光部110が発光して光を照射し、PD82が受光する(SP104)。この受光により、PD82では、受光データが生成される。
次に、演算部150は、PD82にて得られた受光データを取得して、基準データとして、記憶部140に記憶する(SP106)。
以上までで、PD82による基準データの取得動作フローを説明した。なお、基準データの取得動作は、測距センサ2の製品出荷前に行われ、予め測距センサ2内に記憶されていてもよい。または、ユーザが適宜基準データの取得を行うことで基準データを生成してもよい。測距センサ2では、このように取得した基準データを用いて、発光部110のずれの検出を行う。
図20を参照して、基準データを用いた発光部110のずれの検出を説明する。
まず、ユーザがポップアップ方式の測距センサ2を押下したか否かが測距センサ2にて判定される(SP202)。ユーザが押下したと判定されれば(SP202/Yes)、次処理へ進行する。一方、ユーザが押下していないと判定されれば(SP202/No)、押下したか否かの判断が継続して行われる。
ポップアップ方式の測距センサ2では、ユーザが測距センサ2を一旦押下することにより、ポップアップ機構が作動して測距センサ2が筐体3から出現し得る。よって、押下されると、測距センサ2がポップアップして測距を行うため、押下したタイミングを判定して、ポップアップ前に測定ずれの検出動作を行うことにより、測距開始前に測定ずれの検出を行うことができる。
次に、測距センサ2の発光部110は、PD82に対して光を照射し、PD82は該光を受光する(SP204)。ここでPD82は、検出用受光データを生成する。
次に、演算部150が、PD82により取得された検出用受光データと記憶部140に記憶された基準データとを比較して、差分を求める(SP206)。なお、差分は、例えば、発光量の差分を示す。
次に、演算部150は、上記差分があるか否かを判定する(SP208)。なお、演算部150は、上記差分が所定の範囲内か否かを判定して、差分があるか否かを判定してもよい。上記差分が無ければ(SP208/No)、測距センサ2がポップアップされる(SP216)。ポップアップされた測距センサ2は、測距を行う(SP218)。
一方、上記差分があれば(SP208/Yes)、次に、演算部150は、検出用受光データが基準データよりも大きいか否かを判定する(SP210)。検出用受光データが基準データよりも大きければ(SP210/Yes)、演算部150は、ユーザに対して故障表示を行う(SP212)。
故障表示が行われた後は、測距センサ2はそのまま動作を行わずに終了する。このように検出用受光データが基準データよりも大きい場合には、発光部110による発光量が多い可能性がある。検出用受光データと基準データとの大小関係により、測距センサ2の動作を終了させることにより、発光量が多い可能性がある測距センサ2を筐体3から出現させずに終了して、安全性をさらに高めることができる。
一方、検出用受光データが基準データよりも小さければ(SP210/No)、演算部150は、ユーザに対して、測距センサ2の修理依頼の要請を表示する(SP214)。
修理依頼の要請の表示が行われた後は、測距センサ2がポップアップされる(SP216)。このように検出用受光データが基準データよりも小さい場合には、測距センサ2にて基準よりも大きな発光が行われていないため、ユーザは継続して安全に、測距センサ2にて測距を行うことができる。
ポップアップ方式の測距センサ2では、上述した動作フローを通して、測距センサ2の発光部110のずれの検出を行う。
(3.2.クレードル式)
(3.2.1.構成)
図21〜図24を参照して、クレードル方式での発光部110の測定ずれを検出する一例を説明する。図21および図22は、クレードルに設置された情報処理端末の筐体の様子を示した図であり、図23および図24は、クレードル方式での発光部のずれを検出する動作フローを示した図である。
図21および図22を参照すると、クレードル4の凹部の筐体3側の一側面には、PD82が設けられている。PD82は、クレードル4への筐体3の設置時に、測距センサ2と対向する位置に測距センサ2から距離L1ほど離隔して設けられる。測距センサ2では、発光部110がPD82に対して光を照射し、PD82が受光することにより発光部のずれの検出が行われる。
(3.2.2.ずれ検出の動作フロー)
図23および図24を参照して発光部のずれ検出の動作フロー(SPc100)について説明する。
図23を参照すると、まず、測距センサ2がクレードル4にセットされる(SPc102)。
次に、クレードル4に備えられるPD82に対して、発光部110が発光して光を照射して、PD82が受光する(SPc104)。
次に、演算部150は、受光データを取得して、受光データを基準データとして、記憶部140に記憶させる(SPc106)。
以上までで、測距センサ2におけるクレードル方式での基準データの取得動作フローを説明した。なお、基準データの取得動作は、測距センサ2の製品出荷以前に行われ、予め測距センサ2内に記憶されていてもよい。または、ユーザが適宜基準データの取得を行うことで基準データを生成してもよい。測距センサ2では、このように取得した基準データを用いて、発光部のずれの検出を行う。
次に、図24を参照して、基準データを用いた発光部のずれの検出フロー(SPc200)を説明する。
まず、ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたか否かが測距センサ2にて判定される(SPc202)。ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたと判定されれば(SPc202/Yes)、次処理へ進行する。一方、ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたと判定されなければ(SPc202/No)、クレードル4に筐体3をセットしたか否かの判断が継続して行われる。
次に、測距センサ2の発光部110は、PD82に対して光を照射し、PD82が受光する(SPc204)。ここでPD82は、検出用受光データを生成する。
次に、演算部150が、PD82により取得された検出用受光データと記憶部140に記憶された基準データとを比較して、差分を求める(SPc206)。
演算部150は、上記差分があるか否かを判定する(SPc208)。なお、演算部150は、上記差分が所定の範囲内か否かを判定して、差分があるか否かを判定してもよい。上記差分が無ければ(SPc208/No)、クレードル4を介して情報処理端末の充電が行われる(SPc216)。
一方、上記差分があれば(SPc208/Yes)、次に、演算部150は、検出用受光データが基準データよりも大きいか否かを判定する(SPc210)。検出用受光データが基準データよりも大きければ(SPc210/Yes)、演算部150は、ユーザに対して故障表示を行う(SPc212)。
故障表示が行われた後は、クレードル4を介した筐体3の充電を行わずに終了する。このように検出用受光データが基準データよりも大きい場合には、発光部110による発光量が多い可能性がある。検出用受光データと基準データとの大小関係により、充電を行わないことにより、発光量が多い可能性がある測距センサ2を早期にユーザに通知することで、安全性をさらに高めることができる。
一方、検出用受光データが基準データよりも小さければ(SPc210/No)、演算部150は、ユーザに対して、測距センサ2の修理依頼の要請を表示する(SPc214)。
修理依頼の要請の表示が行われた後は、クレードル4を介した情報処理端末の充電が行われる(SPc216)。このように検出用受光データが基準データよりも小さい場合には、測距センサ2にて基準よりも大きな発光が行われていないため、ユーザの安全は確保されており、クレードル4を介した筐体3の充電が行われ、次に測距可能な状態とすることができる。
クレードル方式で発光部のずれを検出する場合には、上述した動作フローを通して、発光部のずれの検出を行う。
(4.第3の実施形態(受光部のずれ検出))
(4.1.ずれ検出)
本開示の技術は、測距センサに限らず、外部からの光を受光する受光部を有する装置に対して適用可能である。本実施形態では、図25〜図33を参照して受光部120のずれ検出を行う場合を説明する。本実施形態では、受光部120が経年劣化等により、受光量にずれが生じているか否かを検出して、ユーザに呈示することができる。
(4.1.1.ポップアップ式)
(4.1.1.1.構成と機能)
図25および図26を参照して、受光部120を有するポップアップ方式の検出センサ6が備えられる情報処理端末の筐体の構造に関して説明を行う。図25は、図3に示した発光部110と受光部120とを有した測距センサ2を備える代わりに、受光部120を有する検出センサ6が筐体3に備えられ、鏡80の代わりに筐体3の内部には発光体84が備えられている。ポップアップ方式の検出センサ6では、発光体84が発光して、発光した光を受光部120が受光することで、受光部120のずれを検出する。
図27を参照して、筐体3に備えられる各種構造と機能に関して説明を行う。図27は、受光部120のずれを検出する検出機構の一例を示したブロック図である。受光部のずれの検出機構300は、測距センサ2の測定ずれの機構と同様の構成であり、検出機構100のうち、受光部120に対向する位置に発光体84が配置される点が異なる。なお、本実施形態では、受光部120のずれを検出する機構であるために、発光部110は設けられなくともよい。
発光体84は、受光部120と対向して設けられ、受光部120に対して発光する機能を有する。発光体84は、発光部110と同様に、例えば、赤外光を発光するLED(Light Emitting Diode)光源を含んで構成されてもよい。
(4.1.1.2.ずれ検出の動作フロー)
図27にて示した各構成の動作フローを図28および図29を参照して説明する。図28は、受光部のずれを検出するための基準となる基準データを取得する動作フロー(SL100)を示し、図29は、基準データを使用して受光部のずれの検出を行う動作フロー(SL200)を示している。
図28を参照すると、まず、筐体3に検出センサ6が格納状態にされる(SL102)。格納状態とは、検出センサ6が筐体3内に埋没している状態を示す。
次に、筐体3に備えられる発光体84が発光し、受光部120が受光する(SL104)。この受光により、受光部120では、受光データが生成される。
次に、演算部150は、受光部120にて得られた受光データを取得して、基準データとして、記憶部140に記憶させる(SL106)。
以上までで、検出センサ6における基準データの取得動作フローを説明した。なお、基準データの取得動作は、測距センサ2の製品出荷前に行われ、予め検出センサ6内に記憶されていてもよい。または、ユーザが適宜基準データの取得を行うことで基準データを生成してもよい。検出センサ6では、このように取得した基準データを用いて、受光部120のずれの検出を行う。
図29を参照して、基準データを用いた受光部のずれの検出を説明する。
まず、ユーザがポップアップ方式の検出センサ6を押下したか否かが検出センサ6にて判定される(SL202)。ユーザが検出センサ6を押下したと判定されれば(SL202/Yes)、次処理へ進行する。一方、ユーザが検出センサ6を押下していないと判定されれば(SL202/No)、ユーザが検出センサ6を押下したか否かの判断が行われる。
ポップアップ方式の検出センサ6では、ユーザが検出センサ6を一旦押下することにより、ポップアップ機構が作動して検出センサ6が筐体3から出現し得る。よって、押下されると、検出センサ6がポップアップして測距を行うため、押下したタイミングを判定して、ポップアップ前に受光部のずれの検出動作を行うことにより、測距開始前に受光部のずれの検出を行うことができる。
次に、筐体3に備えられる発光体84が発光し、受光部120が受光する(SL204)。ここで受光部120は、検出用受光データを生成する。
次に、演算部150が、受光部120により取得された検出用受光データと記憶部140に記憶された基準データとを比較して、差分を求める(SL206)。
演算部150は、上記差分があるか否かを判定する(SL208)。なお、演算部150は、上記差分が所定の範囲内か否かを判定して、差分があるか否かを判定してもよい。上記差分が無ければ(SL208/No)、検出センサ6をポップアップさせる(SL212)。
一方、上記差分があれば(SL208/Yes)、演算部150は、ユーザに対して、検出センサ6の修理依頼の要請を表示する(SL210)。
修理依頼の要請の表示が行われた後は、検出センサ6がポップアップされる(SL212)。
ポップアップされた検出センサ6は、外部の光の検出を行う(SL214)。
ポップアップ方式の検出センサ6では、上述した動作フローを通して、検出センサ6の受光部のずれの検出を行う。
なお、本実施形態では、受光部のずれの検出をポップアップ方式の検出センサ6が押下されたか否かをトリガとして開始したが、定期的に受光部のずれの検出を行ってもよい。検出センサ6が筐体3からポップアップしていない際に、定期的に受光部のずれの検出を行ってもよい。
(4.1.2.クレードル式)
以上までは、ポップアップ方式の検出センサに対する説明を行った。本開示の技術は、ポップアップ方式の検出センサでなくとも適用可能である。本項では、検出センサが情報処理端末の筐体に内蔵された場合のクレードル方式での検出センサの受光部のずれを検出する一例を挙げて説明する。
(4.1.2.1.構成)
図30〜図33を参照して、クレードル方式での検出センサの受光部のずれを検出する一例を説明する。図30および図31は、クレードル4に設置された情報処理端末の筐体3の様子を示した図であり、図32および図33は、クレードル方式での検出センサの受光部のずれを検出する動作フローを示した図である。
図30を参照すると、筐体3の内部には、検出センサ6が設けられている。筐体3には、クレードル4が付属している。クレードル4は、筐体3と接続されることで、充電、データ転送等の機能を有する機器である。
クレードル4の凹部の筐体3側の一側面には、発光体84が設けられている。発光体84は、クレードル4への筐体3の設置時に、検出センサ6と対向する位置に検出センサ6から距離L1ほど離隔して設けられる。検出センサ6では、受光部120に対して発光体84が発光し、受光部120が受光することにより受光部120のずれの検出が行われる。
(4.1.2.2.ずれ検出の動作フロー)
各種構成と機能は、ポップアップ方式と同様のため説明を省略する。ここでは、図32および図33を参照して受光部のずれ検出の動作フローについて説明する。
図32を参照すると、まず、検出センサ6がクレードル4にセットされる(SLc102)。
次に、クレードル4に備えられる発光体84が発光して、受光部120が受光する(SLc104)。
次に、演算部150は、受光データを取得して、受光データを基準データとして、記憶部140に記憶させる(SLc106)。
以上までで、検出センサ6におけるクレードル方式での基準データの取得動作フローを説明した。なお、基準データの取得動作は、検出センサ6の製品出荷以前に行われ、予め検出センサ6内に記憶されていてもよい。または、ユーザが適宜基準データの取得を行うことで基準データを生成してもよい。検出センサ6では、このように取得した基準データを用いて、測定ずれの検出を行う。
次に、図33を参照して、基準データを用いた測定ずれの検出を説明する。
まず、ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたか否かが検出センサ6にて判定される(SLc202)。ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたと判定されれば(SLc202/Yes)、次処理へ進行する。一方、ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたと判定されなければ(SLc202/No)、クレードル4に筐体3をセットしたか否かの判断が継続して行われる。
次に、検出センサ6では、発光体84が発光し、受光部120が受光する(SLc204)。ここで受光部120は、検出用受光データを生成する。
次に、演算部150が、検出用受光データと記憶部140に記憶された基準データとを比較して、差分を求める(SLc206)。
演算部150は、上記差分があるか否かを判定する(SLc208)。なお、演算部150は、上記差分が所定の範囲内か否かを判定して、差分があるか否かを判定してもよい。上記差分が無ければ(SLc208/No)、クレードル4を介して情報処理端末の充電が行われる(SLc212)。
一方、上記差分があれば(SLc208/Yes)、演算部150は、ユーザに対して、検出センサ6の修理依頼の要請を表示する(SLc210)。
修理依頼の要請の表示が行われた後は、クレードル4を介した情報処理端末の充電が行われる(Sc212)。
クレードル方式で受光部120のずれを検出する場合には、上述した動作フローを通して、検出センサ6の受光部のずれの検出を行う。
(4.2.黒レベル補正)
本実施形態の変形例として、受光部120が受光して生成される受光データのうち黒レベルに関する説明を行う。例えば、受光部120がRGBセンサ等である場合を例に挙げると、RGBセンサにより撮像された画像の画像処理では、可視光帯域の光をほぼ吸収する黒色板等を撮像した画素値を黒レベルの基準として画像処理を行う。
ところが、黒レベルの基準が経年劣化または環境温度等により変化することがある。これにより画像処理等に影響し得る。そこで、本技術を適用して黒レベルの補正を行うことで、より精度高く画像処理を行うことができる。
(4.2.1.ポップアップ式)
図34および図35を参照して、ポップアップ方式の検出センサが備えられる情報処理端末の筐体の内部構造と機能に関して説明を行う。図34は、図2に示した筐体3の内部に検出センサ6が備えられる1面の直上から見た図を示し、図35は、検出センサ6が備えられた図2に示した筐体3を横から見た図である。
(4.2.1.1.構成)
図34および図35を参照すると、筐体3には、検出センサ6に対向して基準物として黒色板86が距離L1を隔てて設けられる。検出センサ6は、黒色板86に対向した受光部120にて受光を行うことで、黒レベルを取得して撮像画像の補正を行う。
図35に示す筐体3を横から見た図において長辺が延伸する方向の一側には、検出センサ6が備えられており、検出センサ6に対向して黒色板86が設けられている。検出センサ6は、筐体3の長辺が延伸する方向に移動可能であり、筐体3から出没可能である。黒レベルの取得は、検出センサ6が筐体3に埋没されている際に行われる。
図36を参照して、筐体3に備えられる黒レベル補正機構400とその機能とに関して説明を行う。図36は、黒レベルを補正する黒レベル補正機構400の一例を示したブロック図である。黒レベル補正機構400は、図5に示した測定ずれの検出機構100の鏡80が黒色板86に代わる点と、減算器170をさらに有する点が異なる。なお、検出センサ6が発光部を有さずとも黒レベルの補正を行ってもよく、発光部110は設けられても、設けられなくともよい。
黒レベル補正機構400には、受光部120と、制御部130と、記憶部140と、演算部150と、出力端子160と、減算器170と、黒色板86と、が設けられる。
図5に示した測定ずれの検出機構100と同様の構造は説明を省略し、異なる点を以下で説明する。
黒色板86は、受光部120に対向して設けられる。黒色板86は、可視光帯域の光をほぼ吸収し、黒色となるように設けられた部材である。黒色板86は、可視光帯域の光の反射性が低い素材により形成されてよい。
減算器170は、受光部120にて生成された受光データと、記憶部140に記憶された黒レベル基準データとを取得して、減算データを算出して、黒レベルを補正する機能を有する。減算器170は、黒レベルの補正が行われた減算データを演算部150に出力する。演算部150は、減算データを用いて、黒レベルが補正された撮像画像を生成する。
(4.2.1.2.黒レベル補正フロー)
図37を参照して、図36にて説明した各構成の動作フローを説明する。図36は黒レベルの補正を行う動作フローを示している。
まず、検出センサ6では、ユーザがポップアップ方式の検出センサ6を押下したか否かが判定される(SB302)。
次に、筐体3に備えられる黒色板86に対して、受光部120が受光する(SB304)。
次に、演算部150が受光部120で取得した受光データを黒色基準データとして記憶部140に記憶させる(SB306)。
次に、検出センサ6がポップアップされる(SB308)。
次に、受光部120にて撮像が行われる(SB310)。
次に、減算器170は、受光部120にて得られた受光データから、記憶部140に記憶された黒基準データを減算して、減算データを算出する(SB312)。
次に、演算部150は、減算データを用いて、対象物Xの黒レベルを補正した撮像画像を生成する(SB314)。
次に、演算部150は、生成した撮像画像を出力端子160へ出力する(SB316)。
次に、出力端子160を介して、黒レベルを補正した撮像画像がユーザへ提示される(S318)。
以上説明したように、検出センサ6では、黒レベルを補正した撮像画像を生成することで、より鮮明な画像を得ることができる。
(4.2.2.クレードル式)
ここまでは、ポップアップ方式の黒レベル補正に関する説明を行った。本開示の技術は、ポップアップ方式の検出センサでなくとも適用可能である。本項では、検出センサが筐体に内蔵された場合にクレードル方式で検出センサの黒レベルを補正する一例を挙げて説明する。
(4.2.2.1.構成)
図38および図39は、クレードルに設置された情報処理端末の筐体の様子を示した図であり、図40は、クレードル方式での黒レベル補正フローを示した図である。
図38および図39を参照すると、筐体3の内部には、検出センサ6が設けられている。筐体3には、クレードルが付属している。クレードル4は、筐体3と接続されることで、筐体3の充電、データ転送等の機能を有する機器である。
ポップアップ方式の検出センサ6において、黒レベル補正の基準物となる黒色板86は筐体3内に設けられたが、クレードル方式では、基準物である黒色板86がクレードル4に設けられる。
クレードル4の凹部の筐体3側の一側面には、黒色板86が設けられている。黒色板86は、クレードル4に筐体3が設置されると、検出センサ6と対向する位置に検出センサ6から距離L1ほど離隔して設けられる。検出センサ6では、黒色板86に対して受光部120が受光することにより黒レベルが取得されて補正される。
(4.2.2.2.ずれ検出の動作フロー)
演算部150は、ポップアップ方式と同様に、黒レベルの補正を行う。図40を参照して、黒レベルの補正に関して説明を行う。図40は、黒レベルの補正フローを示した図である。
図40を参照して、黒レベルの補正フローを詳しく説明する。
まず、検出センサ6では、ユーザがクレードル4に筐体3をセットしたか否かが判定される(SBc302)。
次に、筐体3に備えられる黒色板86に対して、受光部120が受光を行う(SBc304)。
次に、演算部150が、受光部120により取得した受光データを黒色基準データとして、記憶部140に記憶させる(SBc306)。
次に、筐体3の充電が行われる(SBc308)。
次に、ユーザにより検出センサ6を備える筐体3がクレードルから外される(SBc310)。
次に、受光部120により撮像が行われる(SBc312)。
次に、減算器170が、受光部120より取得した受光データから、記憶部140に記憶された黒色基準データを減算して、減算データを算出する(SBc314)。
次に、演算部150は、減算データを用いて対象物Xの黒レベルを補正した撮像画像を生成する(SBc316)。
次に、演算部150は、生成した撮像画像を出力端子160へ出力する(SBc318)。
次に、出力端子160は、黒レベルを補正した撮像画像を出力し、ユーザへ提示する(SBc320)。
以上説明したように、クレードル方式で黒レベルの補正を行う場合には、検出センサ6では、黒レベル補正距離を算出した撮像画像を生成することで、より鮮明な画像を得ることができる。
(5.電子機器への応用例)
本開示に係る技術は、例えば、電子機器に応用することができる。電子機器に適用された一例を図41および図42を参照して説明する。図41および図42は、本技術が電子機器に適用された一例を示した図である。
図41を参照すると、スマートフォン801は、表示領域820を有し、ポップアップ式の撮像装置810が備えられている。ポップアップ式の撮像装置810には、本実施形態で説明した測距センサ2が搭載されていてもよい。スマートフォン801に測距センサ2が搭載されて、本技術が適用されることで、撮像装置810がポップアップする前に、測距センサ2の測定ずれ検出ができ、表示領域820を通して、ユーザは測距センサ2の測定ずれを認識できる。また、撮像装置810にて、測距センサ2により測距が行われる場合に、補正距離の算出ができ、より精度の高い測距が可能となる。
図42を参照すると、スマートフォン802は、測距センサ2が搭載された撮像装置880を筐体内に内蔵する。スマートフォン802は、クレードル830に設置されて、充電、データ通信等を行い得る。図42に示すクレードル830の側面には、スマートフォン802がクレードル830設置された際に、撮像装置880と対向する位置に基準物が設けられており、本技術を適用することで、撮像装置880が撮像を開始する前に、測距センサ2の測定ずれ検出ができる。
(6.移動体への応用例)
本開示に係る技術(本技術)は、さらに、移動体へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
図43は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図43に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(Interface)12053が図示されている。
駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、撮像部12031が接続される。車外情報検出ユニット12030は、撮像部12031に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット12030は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
撮像部12031は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部12031は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部12031が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12030に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図43の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062及びインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図44は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
図44では、撮像部12031として、撮像部12101、12102、12103、12104、12105を有する。
撮像部12101、12102、12103、12104、12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部12101及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として車両12100の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部12102、12103は、主として車両12100の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部12104は、主として車両12100の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図44には、撮像部12101ないし12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102,12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101ないし12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101ないし12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部12031に適用され得る。具体的には、本開示に係る技術を適用することにより、撮像部12031から得られた測距の情報に対して、経年劣化による測定ずれを検出して、ユーザに通知を行うことができる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
対象物に光を照射する発光部と、
前記対象物から反射された前記発光部からの光を受光する受光部と、
前記受光部にて取得された受光データに基づいて、前記受光部から前記対象物までの距離を算出する演算部と、を備え、
前記演算部は、所定の距離をおいて設けられた基準物に対して前記発光部から照射され、前記基準物にて反射された前記発光部の光を前記受光部にて受光した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御する、測距センサ。
(2)
前記所定データは、所定の距離をおいて設けられた前記基準物に対して前記発光部から照射され、前記基準物にて反射された前記発光部の光を前記受光部にて受光して、予め生成された基準データである、前記(1)に記載の測距センサ。
(3)
前記演算部は、前記検出用受光データと、前記所定データと、の大小関係に応じて前記通知処理の通知内容を制御する、前記(1)または(2)に記載の測距センサ。
(4)
前記通知処理は、音声または表示により行われる、前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の測距センサ。
(5)
前記演算部は、前記検出用受光データと前記所定のデータとに基づいて補正された補正距離の算出を行う、前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の測距センサ。
(6)
前記基準物は、前記測距センサが設けられる情報処理端末の筐体に、前記発光部及び前記受光部と対向するように備えられる、前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の測距センサ。
(7)
前記基準物は、前記測距センサが設けられる情報処理端末に電力を出力可能な装置に備えられ、
前記基準物は、前記装置の前記情報処理端末を挿入可能な凹部に前記情報処理端末と対向するように設けられる、前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の測距センサ。
(8)
前記基準物は、鏡である、前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の測距センサ。
(9)
前記受光部は、少なくともIR方式で受光を行う、前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載の測距センサ。
(10)
外部からの光を受光する受光部と、
前記受光部にて取得された受光データを処理する演算部と、を備え、
前記演算部は、所定の距離をおいて設けられた基準物からの光を前記受光部が受光して取得した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御する、検出センサ。
(11)
前記受光部は、RGB方式で光をセンシングする、前記(10)に記載の検出センサ。
(12)
前記基準物は、黒色板または発光体である、前記(10)または(11)に記載の検出センサ。
(13)
対象物に第1光を照射することと、
前記対象物から反射された前記第1光を受光することと、
前記第1光を受光して取得された受光データに基づいて、前記第1光の照射点から前記対象物までの距離を算出することと、
所定の距離をおいて設けられた基準物に対して第2光を照射することと、
前記基準物にて反射された前記第2光を受光して取得した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御することと、を含む、測距方法。
(14)
使用時に筐体から突出する測距センサを備え、
前記測距センサは、
対象物に光を照射する発光部と、
前記対象物から反射された前記発光部からの光を受光する受光部と、
前記受光部にて取得された受光データに基づいて、前記受光部から前記対象物までの距離を算出する演算部と、を有し、
前記演算部は、所定の距離をおいて前記筐体に設けられた基準物に対して前記発光部が照射し、前記基準物にて反射された前記発光部の光を前記受光部が受光して取得した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御する、電子機器。
2 測距センサ
3 筐体
4 クレードル
6 検出センサ
10 発光部
20 受光部
31 表示領域
80 鏡
84 発光体
86 黒色板
100、300 検出機構
110 発光部
120 受光部
130 制御部
140 記憶部
150 演算部
160 出力端子
170 減算器
400 黒レベル補正機構

Claims (14)

  1. 対象物に光を照射する発光部と、
    前記対象物から反射された前記発光部からの光を受光する受光部と、
    前記受光部にて取得された受光データに基づいて、前記受光部から前記対象物までの距離を算出する演算部と、を備え、
    前記演算部は、所定の距離をおいて設けられた基準物に対して前記発光部から照射され、前記基準物にて反射された前記発光部の光を前記受光部にて受光した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御する、測距センサ。
  2. 前記所定データは、所定の距離をおいて設けられた前記基準物に対して前記発光部から照射され、前記基準物にて反射された前記発光部の光を前記受光部にて受光して、予め生成された基準データである、請求項1に記載の測距センサ。
  3. 前記演算部は、前記検出用受光データと、前記所定データと、の大小関係に応じて前記通知処理の通知内容を制御する、請求項2に記載の測距センサ。
  4. 前記通知処理は、音声または表示により行われる、請求項3に記載の測距センサ。
  5. 前記演算部は、前記検出用受光データと前記所定のデータとに基づいて補正された補正距離の算出を行う、請求項1に記載の測距センサ。
  6. 前記基準物は、前記測距センサが設けられる情報処理端末の筐体に、前記発光部及び前記受光部と対向するように備えられる、請求項1に記載の測距センサ。
  7. 前記基準物は、前記測距センサが設けられる情報処理端末に電力を出力可能な装置に備えられ、
    前記基準物は、前記装置の前記情報処理端末を挿入可能な凹部に前記情報処理端末と対向するように設けられる、請求項1に記載の測距センサ。
  8. 前記基準物は、鏡である、請求項1に記載の測距センサ。
  9. 前記受光部は、少なくともIR方式で受光を行う、請求項1に記載の測距センサ。
  10. 外部からの光を受光する受光部と、
    前記受光部にて取得された受光データを処理する演算部と、を備え、
    前記演算部は、所定の距離をおいて設けられた基準物からの光を前記受光部が受光して取得した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御する、検出センサ。
  11. 前記受光部は、RGB方式で光をセンシングする、請求項10に記載の検出センサ。
  12. 前記基準物は、黒色板または発光体である、請求項10に記載の検出センサ。
  13. 対象物に第1光を照射することと、
    前記対象物から反射された前記第1光を受光することと、
    前記第1光を受光して取得された受光データに基づいて、前記第1光の照射点から前記対象物までの距離を算出することと、
    所定の距離をおいて設けられた基準物に対して第2光を照射することと、
    前記基準物にて反射された前記第2光を受光して取得した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御することと、を含む、測距方法。
  14. 使用時に筐体から突出する測距センサを備え、
    前記測距センサは、
    対象物に光を照射する発光部と、
    前記対象物から反射された前記発光部からの光を受光する受光部と、
    前記受光部にて取得された受光データに基づいて、前記受光部から前記対象物までの距離を算出する演算部と、を有し、
    前記演算部は、所定の距離をおいて前記筐体に設けられた基準物に対して前記発光部が照射し、前記基準物にて反射された前記発光部の光を前記受光部が受光して取得した検出用受光データと、所定データと、を比較して、ユーザへの通知処理を制御する、電子機器。
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