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公開番号2025092400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2024154946
出願日2024-09-09
発明の名称投光装置、投受光装置および測距システム
出願人株式会社リコー
代理人インフォート弁理士法人
主分類G01S 7/481 20060101AFI20250612BHJP(測定;試験)
要約【課題】パターン光による距離画像の空間分解能を向上させること。
【解決手段】投受光装置は、複数の投光部と、複数の投光部からの光が投光された対象物からの反射光を受光する受光部と、を備える。各々の投光部は、光を射出する光源と、光源から射出される光から得られるパターン光を対象物に投光する光学系と、を含む。複数の投光部の各々の光学系は、互いの光軸が角度をなすように非平行に配置される。
【選択図】図6A
特許請求の範囲【請求項１】
複数の投光部と、
前記複数の投光部からの光が投光された対象物からの反射光を受光する受光部と、
を備え、
各々の前記投光部は、光を射出する光源と、前記光源から射出される前記光から得られるパターン光を対象物に投光する光学系と、を含み、
前記複数の投光部の各々の光学系は、互いの光軸が角度をなすように非平行に配置された、
投受光装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記複数の投光部の各々より投光されるパターン光が、前記投光部から第１の距離以上の位置にある対象物上で互いに重なって照射されないように、前記互いの光軸がなす相対角度および前記複数の投光部の位置差を規定する規定部を含む、
請求項１に記載の投受光装置。
【請求項３】
前記複数の投光部の各々より投光されるパターン光は、複数の出射光が規則的に並ぶパターン光であり、
前記複数の投光部のうちの１つの投光部より投光される第１の出射光と、前記複数の投光部のうちの他の１つの投光部より投光される第２の出射光は、前記投光部から前記第１の距離より短い第２の距離にある対象物上で、少なくとも一部が互いに重なって照射され、
前記投光装置から前記第１の距離より長い第３の距離にある対象物上で、前記第１の出射光と前記第２の出射光とが重ならずかつ前記第１の出射光と前記第２の出射光が交互に周期的に並ぶように照射される、
請求項２に記載の投受光装置。
【請求項４】
前記互いの光軸がなす相対角度と、前記複数の投光部の位置差の、少なくとも一方を調整する調整部を含む、
請求項１に記載の投受光装置。
【請求項５】
操作入力に従って前記投光装置からの距離を設定する距離設定部をさらに備え、
前記調整部は、前記複数の投光部の各々より投光されるパターン光が、前記距離設定部で設定された距離にある対象物上で互いに重なって照射されないように、前記相対角度と前記位置差の少なくとも一方を調整する、
請求項４に記載の投受光装置。
【請求項６】
前記調整部は、
前記相対角度と前記位置差の少なくとも一方を変化させ、変化させた状態において、前記複数の投光部の各々より投光される各々のパターン光の、対象物上での重なり度合いを検出する、
請求項４に記載の投受光装置。
【請求項７】
前記調整部は、
検出された各前記重なり度合いに基づいて前記相対角度と前記位置差の少なくとも一方を決定する、
請求項６に記載の投受光装置。
【請求項８】
前記調整部は、
前記複数の投光部のうちの１つの投光部より投光されたパターン光に対応する反射光の情報を前記受光部より取得し、
取得された前記反射光の情報に基づいて前記複数の投光部のうちの他の１つの投光部の位置又は光軸の向きを決定し、
前記複数の投光部のうちの他の１つの投光部の位置又は光軸の向きを、前記決定された前記位置又は前記光軸の向きに変更することで、前記相対角度および前記位置差の少なくとも一方を調整する、
請求項４に記載の投受光装置。
【請求項９】
前記複数の投光部の各々の光学系は、光の出射方向において互いの光軸が交差するように配置された、
請求項１から請求項８の何れか一項に記載の投受光装置。
【請求項１０】
前記複数の投光部は、第１軸に並んで配置され、
前記複数の投光部の各々の光学系の光軸は、前記第１軸に垂直な第２軸から前記第１軸へ向けて傾き、かつ、前記第１軸及び前記第２軸で規定される平面に対して非平行である、
請求項１から請求項８の何れか一項に記載の投受光装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、投光装置、投受光装置および測距システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
対象物までの距離をＴｏＦ（Time of Flight）方式で測定するために、対象物にパターン光（例えばドットパターン）を投光する、投光装置が知られている。例えば特許文献１に、この種の投光装置の具体的構成が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載のＴＯＦカメラシステムは、直接入射光線を間接入射光線と区別するため、照射ユニットからシーンに照射される変調光をパターン形成手段により離散的に変化させて、シーンの基本領域にそれぞれ異なる入射強度で照射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１７－５１７７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、パターン光により距離情報を取得するが、パターン光による距離画像の空間分解能を向上させるという観点において改良の余地がある。
【０００６】
本開示は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パターン光による距離画像の空間分解能を向上させることができる、投光装置、投受光装置および測距システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一実施形態に係る投受光装置は、複数の投光部と、複数の投光部からの光が投光された対象物からの反射光を受光する受光部と、を備える。各々の投光部は、光を射出する光源と、光源から射出される光から得られるパターン光を対象物に投光する光学系と、を含む。複数の投光部の各々の光学系は、互いの光軸が角度をなすように非平行に配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一実施形態によれば、パターン光による距離画像の空間分解能を向上させることができる、投光装置、投受光装置および測距システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の一実施形態に係る測距システムの構成を示すブロック図である。
本開示の一実施形態に係る投受光部の構成を示すブロック図である。
本開示の一実施形態に係る投受光装置によるＴｏＦ（Time of Flight）撮影の一例を説明する図である。
投光装置の実装例を示す概略構成図である。
投受光装置の実装例を示す概略構成図である。
本開示の一実施形態に係る各投光部の光軸と、対象物に照射されるドットパターン光と、の関係を説明するための図である。
本開示の別の一実施形態に係る各投光部の光軸と、対象物に照射されるドットパターン光と、の関係を説明するための図である。
本開示の別の一実施形態に係る各投光部の配置関係を説明するための図である。
本開示の一実施形態に係る各投光部の光軸と、対象物に照射されるドットパターン光と、の関係を説明するための図である。
本開示の別の一実施形態に係る各投光部の光軸と、対象物に照射されるドットパターン光と、の関係を説明するための図である。
本開示の一実施形態において投光される各ドットパターン光と対象物の距離との関係を示す図である。
本開示の一実施形態に係る保持機構を示す図である。
本開示の変形例１に係る保持機構を示す図である。
本開示の変形例１に係る光軸調整機構によって一対の光軸の相対角度を変えた場合の、各ドットパターン光の変化を示す図である。
本開示の別の一実施形態において遠距離の対象物に照射されるドットパターン光を示す図である。
本開示の変形例２に係る光軸調整機構を示す図である。
本開示の変形例２に係る光軸調整機構を説明する図である。
本開示の別の一実施形態において遠距離の対象物に照射されるドットパターン光を示す図である。
本開示の変形例２に係る光軸調整機構を示す図である。
本開示の変形例２に係る光軸調整機構を説明する図である。
本開示の変形例３に係る測距システムの構成を示すブロック図である。
本開示の変形例３で実行される処理のフローチャートを示す図である。
本開示の変形例３で実行される処理のフローチャートを示す図である。
投受光装置の各光学要素の他の配置例を示す図である。
本開示の別の一実施形態に係る三次元形状生成システムの構成を示すブロック図である。
本開示の別の一実施形態に係る測距システムを携帯情報端末に適用した例を示す図である。
本開示の別の一実施形態に係る測距システムを移動体の自律走行システムに適用した例を示す図である。
本開示の別の一実施形態に係る実装例を示す概略構成図である。
本開示の別の一実施形態に係る光軸調整機構を示す図である。
本開示の別の一実施形態に係る測距システムを携帯情報端末に適用した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の一実施形態に係るについて図面を参照しながら説明する。以下の説明において、共通の又は対応する要素については、同一又は類似の符号を付して、重複する説明を適宜簡略又は省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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