JP7275941B2 - ３次元情報取得装置及び３次元情報取得方法 - Google Patents

Description

本発明は、３次元情報取得装置及び３次元情報取得方法に関する。

今日において、光の飛行時間（ＴＯＦ：Time of Flight）に基づいて、計測対象物までの距離を計測する３次元情報取得装置が知られている。この３次元情報取得装置は、発光部から計測対象物に対して光を照射し、測距領域で反射された光を、レンズを介して撮像部の受光面で受光する。そして、撮像部の受光結果に基づいて、発光部から撮像部の受光面までの光の飛行時間に対応した複数の距離値を取得する。これにより、測距領域内における計測対象物の様々な箇所までの距離を示す距離画像を取得することができる。

特許文献１（国際公開第２０１７／１３８２９１号公報）には、広範囲かつ高精度の距離画像を得ることを目的とした距離画像取得装置が開示されている。この距離画像取得装置の場合、距離画像生成部が、撮像部の撮像結果に基づいて、発光部から撮像部の受光面までの光飛行時間に対応する複数の距離値を含む距離画像を生成する。記憶部には、レンズから撮像部の受光面に至る複数の主光線光路同士のレンズ厚み差に対応する補正情報が記憶されている。補正部は、記憶部に記憶されている補正情報に基づいて、距離画像の距離値を補正する。これにより、広範囲かつ高精度の距離画像を得ることができる。

しかし、光の飛行時間から距離を算出するＴＯＦ方式において、測距領域で反射された光を、撮像部の受光面に導光するレンズとして、魚眼レンズ等の広角レンズを用いた場合、画角により光路長が異なるため、測距誤差が発生する問題があった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、光飛行時間に基づいて測定対象物の距離情報を取得する際に、広角レンズを用いた場合でも、正確な測距を可能とした３次元情報取得装置及び３次元情報取得方法の提供を目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光飛行時間をもとに３次元情報を取得する３次元情報取得装置であって、被写体に光を照射する発光部と、複数の受光素子が配列された受光面を有する撮像部と、発光部から発光され被写体で反射された光を、撮像部の受光面に導く広角レンズを含む受光光学系と、撮像部の撮像結果に基づいて、発光部から撮像部の受光面までの光飛行時間情報を算出する光飛行時間算出部と、入射角毎の光路長差に対応する光飛行時間情報の補正情報を記憶する記憶部と、補正情報に基づいて、光飛行時間情報を補正する時間差補正部と、補正された光飛行時間情報に基づいて、被写体までの距離を示す距離情報を算出する距離画像生成部とを有する。

本発明によれば、光飛行時間に基づいて測定対象物の距離情報を取得する際に、広角レンズを用いた場合でも、正確な測距を行うことができるという効果を奏する。

図１は、入射角毎の補正量を、固定小数点形式にした場合の影響を説明するための図である。 図２は、実施の形態の３次元情報取得装置における距離誤差の補正処理の概要を説明するためのフローチャートである。 図３は、第１の実施の形態の３次元情報取得装置のブロック図である。 図４は、第１の実施の形態の３次元情報取得装置に設けられている同軸光学系を説明するための図である。 図５は、第１の実施の形態の３次元情報取得装置における距離誤差の補正処理を説明するためのフローチャートである。 図６は、距離画像を、広角レンズの画角及び撮像部３０のセンサ解像度に基づいて３次元点群に変換する処理を説明するための図である。 図７は、第２の実施の形態の３次元情報取得装置において、並行配置された投光系及び受光系を示す図である。 図８は、第２の実施の形態の３次元情報取得装置における距離誤差の補正処理を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、実施の形態の３次元情報取得装置及び３次元情報取得方法の説明をする。

［概要］
３次元情報取得装置に組み込み用ソフトウェア又はハードウェア演算回路を設ける場合、高速演算が可能となることから、固定小数点形式が採用されることが多い。固定小数点形式では、設定したビット数に応じた丸め誤差が発生する。このため、必要な演算精度を満たしつつ、計算コスト（回路規模）を抑えた、適切なビット数を設定することが重要となる。以下の表１に、測定対象物の測距範囲を０ｍ～１５ｍと仮定したときの固定小数点のビットと距離分解能の関係を示す。

光の飛行時間（ＴＯＦ：Time of Flight）に基づいて、計測対象物までの距離を計測する３次元情報取得装置の目標距離精度を１０ｍｍ、距離分解能はその半分以下と設定すると、１画素（ｐｉｘ）に対して１２ビットのビット数が必要となる（１２ｂｉｔ／ｐｉｘ）。

ここで、実施の形態の３次元情報取得装置における、測定対象物の光路長差による距離誤差を、入射角が９０ｄｅｇの場合、３ｍｍ～４ｍｍ程度（時間差で約１１ｐｓ）とする。入射角毎の補正量［ｍｍ］を、固定小数点形式にした場合の影響を、図１に示す。図１（ａ）は、測定対象物に対する光の入射角と補正量との関係を示す図である。また、図１（ｂ）は、固定小数点とした際の、測定対象物に対する光の入射角と量子化誤差との関係を示す図である。

また、図１（ａ）の実線のグラフは、補正量の理想値のグラフである。図１（ａ）及び図１（ｂ）において、白丸、三角、四角、黒丸及び斜線の丸の各点は、離散的な固定小数点形式を、ビット数毎に表している。この図１（ａ）及び図１（ｂ）からわかるように、１２ｂｉｔ／ｐｉｘでは、入射角に応じた補正が困難となることが分かる。

この補正の際に生じる量子化誤差は、最終測距精度１０ｍｍの１／１６まで許容可能とする設定にした場合、必要なｂｉｔ数は１６ｂｉｔ／ｐｉｘとなる。よって、光路長差に起因する補正を固定小数点で有効にするには、補正までに１６ｂｉｔ／ｐｉｘ以上の固定小数点の精度を確保する必要がある。そして、データ転送コストを削減するために、別の処理ブロックに出力するまでの間に、ビット数を丸めてｂｉｔ数を減らすことが好ましい。

すなわち、図２（ａ）は、測定対象物の光路長差による距離誤差の通常の補正処理の流れを示すフローチャートである（比較例）。通常、この図２（ａ）のフローチャートに示すように、発光から受光まで時間差を算出し（ステップＳ１）、時間差を距離情報に変換し（ステップＳ２）、補正情報を取得して距離情報を補正する（ステップＳ３）。ここまでを、例えば１６ビットのビット数で情報処理する。最後に、補正処理により得た１６ビットの距離情報を、１２ビットのビット数に丸め処理して出力する（ステップＳ４）。

この図２（ａ）に示す流れで処理を行うと、ステップＳ１の発光から受光までの時間差で発生している誤差が、ステップＳ２の変換処理の演算で増大する。そして、この増大した誤差を含む距離情報を、ステップＳ３で補正することとなる。このため、補正を施したとしても、正確な距離情報を得ることは困難となる。

これに対して、図２（ｂ）は、実施の形態の３次元情報取得装置における、測定対象物の光路長差による距離誤差の補正処理の流れを示すフローチャートである。この図２（ｂ）に示すように、実施の形態の３次元情報取得装置の場合、発光から受光まで時間差を算出し（ステップＳ１１）、この時間差を、補正情報に基づいて補正する（ステップＳ１２）。ここまでが、１６ビットの処理となる。次に、補正を行った１６ビットの時間差情報を１２ビットの時間差情報に丸め処理し（ステップＳ１３）、１２ビットに丸め処理した時間差情報を距離情報に変換処理して出力する（ステップＳ１４）。

実施の形態の３次元情報取得装置の場合、ステップＳ１１で時間差情報を算出した後の段階で補正処理を施す（ステップＳ１２）。これにより、時間差情報に生じている誤差を、最初に補正して、誤差を略零（ゼロ）としたうえで、以後の演算処理を行うことができる。このため、上述の比較例のように、時間差情報に生じている誤差が、演算を行う毎に拡大されて伝搬する不都合を防止でき、正確な距離情報を得ることができる。また、演算処理を簡素化できる（演算コストを下げることができる）。

なお、このような演算は、反射光を受光する撮像部の画素毎に行われる。このため、撮像部が高解像度になるほど、大きな効果を得ることができる。さらに、ＴＯＦ方式には、直接ＴＯＦ方式と間接ＴＯＦ（位相差方式）とがあるが、実施の形態の３次元情報取得装置は、どちらのＴＯＦ方式にも適用可能である。

また、ステップＳ１４で行う光飛行時間を距離に変換する演算は、光速等の既知の設定値を使用した定数との乗算処理になるため、誤差を拡大する演算とはならない。このため、最後に光飛行時間を距離に変換する演算を行っても、誤差が拡大されることはない。

［第１の実施の形態］
（装置構成）
図１は、第１の実施の形態の３次元情報取得装置のブロック図である。この図１に示すように、第１の実施の形態の３次元情報取得装置は、光を発光する発光部１０と、広角レンズを備えた受光光学系２０と、複数の受光素子が配列された受光面を有する撮像素子３１を備えた撮像部３０と、各部を制御する制御部４０とを有している。

また、第１の実施の形態の３次元情報取得装置は、各種情報を記憶する記憶部５０と、記録媒体に対する情報の入出力を行う媒体インタフェース６０と、外部機器に対する情報の入出力を行う通信部７０と、設定画面等の表示を行う表示部８０と、ユーザからの指示入力を受け付ける指示入力部９０とを有している。

発光部１０としては、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）の他、端面発光レーザ又は面発光レーザ等の半導体レーザを用いることができる。受光光学系２０は、魚眼レンズ等の広角レンズを有している。受光光学系２０は、複数枚のレンズで構成されていてもよい。また、受光光学系２０は、プリズムで光軸を折り曲げる構成でもよい。魚眼レンズ等の広角レンズは、中心射影方式以外の射影方式（等距離射影方式又は立体射影方式等）のレンズであり、画角が１８０度以上のものが用いられている。

撮像部３０は、撮像素子３１として例えばＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサを用いる。ＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサ以外の他の撮像デバイスを用いてもよい。撮像素子３１は、複数の受光素子（画素）が配列された受光面を有する。この撮像素子３１の画素毎に、図２（ｂ）のフローチャートを用いて上述した測定対象物の光路長差による距離誤差の補正処理、及び、図４及び図８のフローチャートを用いて後述する測定対象物の光路長差による距離誤差の補正処理が行われる。

通信部７０は、例えば無線通信デバイスによって構成される。有線通信デバイスを用いても良い。表示部８０は、例えばＬＣＤ（液晶表示部）によって構成される。有機ＥＬ（Electro Luminescence）等、他の表示デバイスを用いても良い。指示入力部９０は、例えばタッチパネルによって構成される。キーボード及びポインティングデバイス（例えばマウス装置）等、他の入力デバイスを用いても良い。

制御部４０は、例えばＣＰＵ（Center Processing Unit）によって構成される。例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の記憶部５０には、測定対象物の光路長差による距離誤差を補正するための距離誤差補正プログラムが記憶されている。制御部４７は、この距離誤差補正プログラムを実行することで、光飛行時間算出部４１、時間差補正部４２及び距離画像生成部４３を実現する。

光飛行時間算出部４１は、撮像部３０の撮像結果に基づいて、発光部１０から発光された光が、測定対象物に反射して撮像部３０の受光面で受光されるまでの光飛行時間を算出する。記憶部５０には、受光光学系２０に用いられている広角レンズによる光飛行時間の誤差を補正するための補正情報が記憶されている。時間差補正部４２は、撮像部３０の受光面に対する入射角に対応する補正情報に基づいて、光飛行時間の誤差を補正する、距離画像生成部４３は、補正された光飛行時間を距離情報に変換する。

距離画像生成部４３における距離情報の算出手法としては、発光タイミングと受光タイミングの時間差を直接検出する直接ＴＯＦ法と、受光信号を使った演算から該当時間差を検出する間接ＴＯＦ法が知られているが、いずれの手法を用いてもよい。

また、光飛行時間算出部４１～距離画像生成部４３は、距離誤差補正プログラムを実行することで、ソフトウェアで実現されることとしたが、これらの一部又は全部を、ＩＣ（Integrated Circuit）等のハードウェアで実現してもよい。

また、距離誤差補正プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイル情報でＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）などのコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。また、距離誤差補正プログラムは、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、半導体メモリ等のコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。また、距離誤差補正プログラムは、インターネット等のネットワーク経由でインストールするかたちで提供してもよい。また、距離誤差補正プログラムは、機器内のＲＯＭ等に予め組み込んで提供してもよい。

（投光系と受光系の同軸構成）
次に、図４は、第１の実施の形態の３次元情報取得装置の光学構成を示す図である。この図４に示すように、」第１の実施の形態の３次元情報取得装置は、投光系１４及び受光系１５を有している。投光系１４は、発光部１０、レンズ群１２、ビームスプリッタ１３及びレンズ群２１を有する。また、受光系１５は、レンズ群２１、ビームスプリッタ１３、レンズ群２２及び撮像部３０の撮像素子３１を有する。すなわち、投光系１４及び受光系１５は、ビームスプリッタにより同軸化されると共に、レンズ群２１等の光学部品の一部が共有化されている。なお、レンズ群２１、ビームスプリッタ１３、レンズ群２２等で、上述の受光光学系２０を形成している。

投光系１４の発光部１０から射出された光は、レンズ群１２を介してビームスプリッタ１３に入射される。ビームスプリッタ１３は、反射面１３ａにより、レンズ群１２を介して入射した光の一部を、光軸を９０度折り曲げてレンズ群２１に向かって反射する。これにより、発光部１０から射出された光が、レンズ群２１を介して測定対象物（計測領域の物体）に投射されることとなる。

次に、測定対象物から反射された光は、レンズ群２１に再び入射し、ビームスプリッタ１３の反射面１３ａを一部の光が透過し、レンズ群２２を介して、撮像部３０の撮像素子３１の受光面上に結像する。

広角なＴＯＦ計測システムの発光部に魚眼レンズ等の広角レンズを用いて広角に投影する場合、投光光学系の光路長差に起因する距離誤差も発生するため、入射角と射出角の組合せで補正する必要がある。しかし、ビームスプリッタで同軸化することで、入射角＝射出角とすることができ、光路長差の情報も共通化できるため、以下に説明する距離誤差の補正処理を簡素化することができる。

（距離誤差の補正処理の詳細）
図５は、このように同軸化された投光系及び受光系を有する３次元情報取得装置における距離誤差の補正処理の流れを示すフローチャートである。制御部４０は、記憶部５０に記憶されている距離誤差補正プログラムに基づいて、このフローチャートの各処理を実行する。上述のように、このフローチャートの各処理は、撮像部３０の画素毎（撮像素子３１毎）に行われる。

すなわち、発光部１０が測距領域（測定対象物）に向けて光を発光し、撮像部３０により測距領域の撮像を行う（ステップ２１）。次に、光飛行時間算出部４１が、撮像部３０の撮像結果に基づいて、発光部１０から撮像部３０の受光面までの光飛行時間を算出する（ステップ２２）。

次に、時間差補正部４２が、光路長差及び（又は）レンズ厚み差に対応する補正情報を記憶部５０から取得する（ステップＳ２３）。そして、時間差補正部４２は、取得した補正情報に基づき、光飛行時間を補正処理する（ステップＳ２４）。一例ではあるが、時間差補正部４２は、撮像部３０の受光面に対する反射光の入射角θに関連付けられた値の補正情報を用いて光飛行時間を補正する。

最後に、距離画像生成部４３が、補正された光飛行時間から距離画像を生成して（ステップＳ２５）、この図５のフローチャートの全処理を終了する。

なお、制御部４０は、このように補正された距離画像を、広角レンズの画角及び撮像部３０のセンサ解像度に基づいて３次元点群に変換処理する。一例ではあるが、制御部４０は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、全画角を「ｆ」、センサ解像度（サイズ）を「ｗ［ｐｉｘ］」の等距離射影方式の受光部（受光光学系及び画素配列）として、以下の数式に基づいて、補正された距離画像を、３次元座標ｘ、ｙ、ｚに変換処理する。

ｘ＝ｒｓｉｎθｃｏｓφ
ｙ＝ｒｓｉｎθｓｉｎφ
ｚ＝ｒｃｏｓφ

上式における「θ」及び「φ」は、θ＝０のときに、ｕ＝０、ｖ＝０とした画像座標（ｕ，ｖ）から以下の数式に基づいて算出できる。
θ（ｕ，ｖ）＝（√（ｕ^２＋ｖ^２））／（ｆ／ｗ）
φ（ｕ，ｖ）＝ａｒｃｔａｎ（ｕ／ｖ）

（第１の実施の形態の効果）
以上の説明から明らかなように、第１の実施の形態の３次元情報取得装置は、図５のフローチャートのステップＳ２２で時間差情報を算出した後の段階で補正処理を施す（ステップＳ２３、ステップＳ２４）。これにより、時間差情報に生じている誤差を、最初に補正して、誤差を略零（ゼロ）としたうえで、以後の演算処理を行うことができる。このため、時間差情報に生じている誤差が、演算を行う毎に拡大されて伝搬する不都合を防止でき、正確な距離情報を得ることができる。また、演算処理を簡素化できる（演算コストを下げることができる）。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態の３次元情報取得装置の説明をする。上述の第１の実施の形態は、投光系（発光部１０）及び広角レンズを備えた受光系（受光光学系２０及び撮像部３０）が同軸化されている例であった。これに対して、第２の実施の形態の３次元情報取得装置は、投光系（発光部１０）及び広角レンズを備えた受光系（受光光学系２０及び撮像部３０）を並行配置した例である。なお、上述の第１の実施の形態と、以下に説明する第２の実施の形態とでは、この点のみが異なる。このため、以下、両者の差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。

図７は、第２の実施の形態の３次元情報取得装置における、並行配置された投光系（発光部１０）及び広角レンズを備えた受光系（受光光学系２０及び撮像部３０）を概略的に示す図である。この図７において、測距点ｐ１のように、距離ｒ＞＞Ｔの場合、入射角θ_１≒射出角θ’_１なる。

しかし、測距点ｐ２のように測距点が近距離の場合、入射角θ_２≠射出角θ’_２となるため、受光系起因の補正量と投光系起因の補正量をそれぞれ設定する必要がある。また、ＴＯＦ方式のカメラ装置の場合、投光系－被写体間の光路長と被写体－受光系間の光路長は、略等しいと仮定して、以下の数式で光飛行時間を距離に変換することが多い。なお、以下の数式において、「ｒ」は距離、「τ」は光飛行時間、「ｃ」は光速である。

ｒ＝τ＊ｃ／２

測距点ｐ２のように近距離になると、ｒ_２≠ｒ´_２となるため、上式では誤差が発生する。高精度なＴＯＦ方式のカメラ装置を実現するには、図７に示す距離ｒ_２を正確に求めることが重要となる。すなわち、受光系の入射瞳位置への入射角＝画像座標と距離の対応関係を正確にすることが重要となる。そのためには、以下の数１式の関係式を満たす距離ｒを決定する必要がある。以下の数１式において、「ｂ」は発光部１０の発光面から投光系の瞳位置、及び、受光光学系２０の瞳位置から撮像部３０の撮像面までに要する光飛行時間である。

しかし、距離情報が無いと距離ｒ´等を求めることが出来ない。このため、第２の実施の形態の３次元情報取得装置では、図７に示す投光系の瞳位置と受光系の瞳位置との間の距離である並進量Ｔを「Ｔ＝０」と仮定して、距離の初期値を求めた後、反復最適化により再演算を行い距離の補正を行う。

図８は、第２の実施の形態の３次元情報取得装置における、投光系（発光部１０）及び広角レンズを備えた受光系（受光光学系２０及び撮像部３０）が並行配置されている場合の、距離誤差の補正処理の流れを示すフローチャートである。制御部４０は、記憶部５０に記憶されている距離誤差補正プログラムに基づいて、このフローチャートの各処理を実行する。なお、第２の実施の形態の場合、記憶部５０には、投光形と受光系の配置情報も記憶されている。また、上述のように、このフローチャートの各処理は、撮像部３０の画素毎（撮像素子３１毎）に行われる。

この図８のフローチャートにおいて、ステップＳ２１～ステップＳ２５は、図５のフローチャートのステップＳ２１～ステップＳ２５の各処理と同じ処理である。詳しくは、上述の図５のフローチャートの説明を参照されたい。

図８のフローチャートのステップＳ２５において、補正された光飛行時間から距離画像が生成されると、距離画像生成部４３は、生成された距離画像の距離が、所定の閾値より近距離か否かを判別する（ステップＳ２６）。生成された距離画像の距離が、所定の閾値以上の場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、そのまま図８のフローチャートの処理が終了する。

これに対して、生成された距離画像の距離が、所定の閾値未満の場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、距離画像生成部４３は、記憶部５０に記憶されている投光系及び受光系の配置情報を用いて、距離の再計算を行う（ステップＳ２７）。そして、距離画像生成部４３は、記憶部５０に記憶されている投光系及び受光系の補正情報をそれぞれ取得して（ステップＳ２８）、取得した補正情報に基づいて、再計算した距離を補正する（ステップＳ２９）。再計算した距離が、閾値よりも近距離となるまで、このような再演算動作が繰り返し実行される（ステップＳ３０：Ｎｏ）。再計算した距離が、閾値よりも近距離となることで、終了判定となり（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、図８のフローチャートの処理が終了する。

第２の実施の形態の場合、このような最適反復化の演算処理により、投光系（発光部１０）及び広角レンズを備えた受光系（受光光学系２０及び撮像部３０）が並行配置されている場合の、距離誤差を正確に補正して、正確な距離情報を得ることができる他、上述の第１の実施の形態と同じ効果を得ることができる。

また、特許文献１（国際公開第２０１７／１３８２９１号公報）の距離画像取得装置の場合、投光系と受光系とが物理的に離れて配置された場合に生ずる測距誤差が考慮されていないため、正確な距離情報を得ることが困難となることが懸念される。

しかし、第２の実施の形態の場合、投光系（発光部１０）及び広角レンズを備えた受光系（受光光学系２０及び撮像部３０）が並行配置されている場合でも、距離誤差を正確に補正でき、正確な距離情報を得ることができる。

上述の実施の形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサ、又は、上述した各機能を実行するよう設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又は従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

最後に、上述の実施の形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。また、実施の形態及び各実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０ 発光部
２０ 受光光学系
３０ 撮像部
３１ 撮像素子
４０ 制御部
４１ 光飛行時間算出部
４２ 時間差補正部
４３ 距離画像生成部
５０ 記憶部
６０ 媒体インタフェース
７０ 通信部
８０ 表示部
９０ 指示入力部

国際公開第２０１７／１３８２９１号公報

Claims (8)

1. 光飛行時間をもとに３次元情報を取得する３次元情報取得装置であって、
   被写体に光を照射する発光部と、
   複数の受光素子が配列された受光面を有する撮像部と、
   前記発光部から発光され被写体で反射された光を、前記撮像部の受光面に導く広角レンズを含む受光光学系と、
   前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記発光部から前記撮像部の受光面までの光飛行時間情報を算出する光飛行時間算出部と、
   入射角毎の光路長差に対応する前記光飛行時間情報の補正情報を記憶する記憶部と、
   前記補正情報に基づいて、前記光飛行時間情報を補正する時間差補正部と、
   補正された前記光飛行時間情報に基づいて、前記被写体までの距離を示す距離情報を算出する距離画像生成部と、
   を有する３次元情報取得装置。
2. 前記発光部及び前記撮像部は、同軸構成であること
   を特徴とする請求項１に記載の３次元情報取得装置。
3. 前記発光部及び前記受光光学系は並行配置されており、
   前記記憶部には、前記発光部及び前記受光光学系の配置情報が記憶されており、
   前記距離画像生成部は、前記配置情報に基づいて前記距離情報を補正すること
   を特徴とする請求項１に記載の３次元情報取得装置。
4. 前記補正された光飛行時間情報に丸め処理が行われること
   を特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか一項に記載の３次元情報取得装置。
5. 光飛行時間をもとに３次元情報を取得する３次元情報取得装置の３次元情報取得方法であって、
   発光部から被写体に光を照射する発光ステップと、
   前記発光部から発光され被写体で反射された光を、複数の受光素子が配列された撮像部の受光面に、受光光学系の広角レンズを介して導く受光ステップと、
   前記受光ステップにおける前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記発光部から前記撮像部の受光面までの光飛行時間情報を算出する光飛行時間算出ステップと、
   記憶部に記憶された、入射角毎の光路長差に対応する前記光飛行時間情報の補正情報に基づいて、前記光飛行時間情報を補正する時間差補正ステップと、
   時間差補正ステップで補正された前記光飛行時間情報に基づいて、前記被写体までの距離を示す距離情報を算出する距離画像生成ステップと、
   を有する３次元情報取得方法。
6. 前記発光部及び前記撮像部は、同軸構成であること
   を特徴とする請求項５に記載の３次元情報取得方法。
7. 前記発光部及び前記受光光学系は並行配置されており、
   前記記憶部には、前記発光部及び前記受光光学系の配置情報が記憶されており、
   前記距離画像生成ステップでは、前記配置情報に基づいて前記距離情報を補正すること
   を特徴とする請求項５に記載の３次元情報取得方法。
8. 前記補正された光飛行時間情報に丸め処理が行われること
   を特徴とする請求項５から請求項７のうち、いずれか一項に記載の３次元情報取得方法。

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