JPH08136252A

JPH08136252A - 面方向検出装置

Info

Publication number: JPH08136252A
Application number: JP30560294A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Yamada; 啓一山田; Tomoaki Nakano; 倫明中野; Arata Yamamoto; 新山本
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1996-05-31
Anticipated expiration: 2017-10-28
Also published as: JP3339221B2

Abstract

(57)【要約】【目的】対象物の面方向の測定に際し、測定時間を短縮
し、装置構成を簡略化し、検出精度を向上させること。【構成】１は測定対象物、２はＬＥＤを一直線上に並べ
たＬＥＤ照明装置、３は反射光強度を検出するテレビカ
メラである。ＬＥＤ照明装置３は１軸ｘ方向に沿って発
光強度が単調に増加する第１発光パターンと単調に減少
する第２発光パターンとで発光可能であり、その発光強
度比は１／ＡからＡに範囲で単調に増加するように設定
されている。テレビカメラ３により光軸ｚ方向の反射光
が検出されその反射光の第１発光パターンの受光強度と
第２発光パターンの受光強度との比が計算機７で演算さ
れる。この強度比から反射光はＬＥＤ照明装置３のどの
位置から発射された光かを特定することができる。この
位置により面の方向を測定することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鏡面における光の正反
射の性質を利用して鏡面の面方向を測定する装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】鏡面での光の正反射の性質を利用して鏡面
の面方向を検出する方法は、対象物からの反射光が複数
の位置に設けられた光源のうちの何れの光源からの光に
対応しているのかを判定し、正反射では入射角と反射角
が等しいことを利用して、その光源の位置から反射面の
面方向を求めるものである。

【０００３】この従来技術では、反射光の光源を特定す
るために、複数の光源を順次点灯して反射光の有無を検
出し、検出された反射光の光を放射している光源の位置
を求めるものである（例えばA.C.Sanderson, L.E.Weiss
and S.K.Nayar:"Structuredhighlight inspection of
specular surfaces", IEEE Trans. Pattern Anal. &Mac
h. Intell., PAMI-10, 1, pp.44-55(1988)) 。しかし、
この方法では、光源を順次点灯して反射光を検出するの
で、測定に時間がかかるという問題点がある。特に、検
出する面方向の種類に比例して測定時間が長くなるとい
う問題点がある。

【０００４】この方法の改良として、位置によって異な
る波長（色）の光源を用い、全ての光源を同時に点灯し
て、対象物からの反射光を受光し、その反射光の波長を
検出し、その波長により光源の位置を特定する方法があ
る。この方法は、一度に全ての光源を点灯することか
ら、測定時間を短縮することができる（例えば、秦清
治，西山雅子：「カラーストライプ照明下でのステレオ
視による鏡面形状の抽出」第８回産業における画像セン
シング技術シンポジウム講演論文集，pp.103-108(1992-
6)) 。しかし、この方法では、反射光を波長に分けて検
出する必要があるので、装置構成が複雑になる問題点が
あった。

【０００５】又、投影光学系を用いて透過型の面光源を
作り、これを対象物体に十分近づけて配置し、物体に関
する拘束条件のもとで、物体面の法線方向と奥行き情報
を得る手法がある（西野悦二，白井良明，「投影光学系
を用いた光度差ステレオ法による金属面の形状決定」，
コンピュータビジョン32-2,(1984,7))。この方法は、透
過率がウェッジ状に変化するフィルタを用いて拡散板上
に投影して、拡散板上の明るさの分布をウェッジ状と
し、この拡散板を面光源として、拡散板からの反射光を
対象物に照射するようにしたものである。そして、対象
物からの反射光をテレビカメラで受光して、テレビカメ
ラの受光面での濃淡情報（反射光強度）をもとに画像上
の各画素に対応する面光源上の光源位置を一度に求めて
いる。

【０００６】ただし、物体面の反射率などの影響を受け
ない様に、フィルタ無しの状態で投影光学系で拡散板上
に投影して作ったほぼ一様な明るさの面光源を用い、反
射光強度を規格化している。この方法では、規格化によ
って物体面の反射率などの影響を受けないようにしてい
るが、基本的には反射光強度をそのまま用いているた
め、カメラの雑音の影響を受け易い。そのため、対応点
決定の精度が良くないので、面方向の検出精度が良くな
いという問題点があった。

【０００７】即ち、投影光学系を用いた従来方法では、
ほぼ一様な明るさの面光源の反射光強度で規格化するの
で、位置毎に発光強度の比はほぼ１／Ａから１の区間
（Ａ＞１）に分布する。このため、発光強度比のダイナ
ミックレンジが狭いので、カメラの雑音の影響を受け易
く、面方向の検出精度が良くないという問題点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の課題を
解決するために成されたものであり、その目的は、対象
物の面方向の測定に際し、測定時間を短縮し、装置構成
を簡略化し、検出精度を向上させることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、反射光を用いて対象物の面方向を検出
する装置において、発光部の発光強度の発光部における
位置による分布を２通りのパターンに変化でき、位置に
関する位置毎の２通りの発光強度の比の分布を、ほぼ１
／ＡからＡの範囲で単調に増加する関数とし、対象物に
対して２つのパターンで照射する照明手段と、照明手段
の発光部のある位置から対象物に照射された入射光線の
対象物からの反射光線の強度を、２つのパターンに対し
て、それぞれ、測定する測定手段と、測定手段により測
定された２つのパターンに対する２つの反射光線の強度
比から、反射光線に対応する入射光線の発光部上の放射
位置を求め、その放射位置に基づいて、対象物の面方向
を求める演算手段とを設けたことである。

【００１０】他の発明は、照明手段を一列に複数設け、
各照明手段は、対象物の面方向の測定可能範囲の分割さ
れた各角度範囲の検出に用いられる入射光を発光するこ
とを特徴とする。他の発明は、照明手段を、測定手段の
光軸を中心軸とする半球または円錐の内面に沿って多数
個設け、各照明手段は、対象物の面方向の測定可能範囲
の分割された角度範囲の検出に用いられる入射光を発光
することを特徴とする。

【００１１】

【発明の作用及び効果】照明手段は、各発光部の発光強
度を第１パターンと第２パターンとして発光することが
できる。その第１パターンと第２パターンの発光強度比
は、１／Ａ〜Ａの範囲で単調に増加するように第１パタ
ーン及び第２パターンの発光強度が調整されている。但
し、発光位置との関係で発光強度比が単調に増加する必
要はなく、値とて同一値を取らないという意味である。

【００１２】このような照明手段により、対象物に第１
パターンで照明し、対象物からの反射光強度が測定手段
によって測定される。この測定手段は、対象物の同一反
射位置に対しては、発光面の１位置から発光された光線
に対応する反射光線のみを受光できるように調整されて
いる。このときの反射光強度の測定値をＳ１とする。同
様に、第２パターンにより対象物に光を照射し、その反
射光の強度を測定する。このときの反射光強度の測定値
をＳ２とする。そして、上記の反射光強度の比Ｓ１／Ｓ
２を求め、発光面の発光強度において、第１パターンと
第２パターンとで、発光強度の比がＳ１／Ｓ２に最も近
い発光面上の位置が演算される。そして、その発光面上
の位置における対象物への入射光の光軸と、測定手段の
検出する反射光の光軸との関係から、対象物の反射面の
方向が演算される。

【００１３】以上のように、照明の発光強度パターンを
２通りに変化させて対象物に照射し、その対象物からの
反射光の強度の比を測定することで面方向の測定が可能
となるので、測定時間の短縮ができる効果がある。ま
た、光源の波長は同一でよいので、波長を変化させた場
合に比べて装置が簡単になる効果がある。反射光強度の
比を利用するので、対象物の面の反射率の影響や、照明
手段の光源の発光強度の絶対的な変化に影響されること
なく面方向が検出できる。又、第１パターンと第２パタ
ーンとにおいて、発光部上の発光強度比の分布をほぼ１
／ＡからＡの間で単調に増加する関数としたので、ほぼ
一様な明るさの面光源の反射光強度で規格化する従来方
法に比べ、ダイナミックレンジが広がり、精度良く対応
点が決定でき、面方向の検出精度が良くなる。

【００１４】又、照明手段を一列に複数設けることで、
検出可能な角度範囲を分割することができ、面方向の検
出の分解能を向上させることができる。又、照明手段
を、測定手段の光軸を中心軸とする半球または円錐の内
面に沿って多数設けることで、任意方向を向いた面の方
位を検出することができる。

【００１５】

【実施例】第１実施例本発明の第１実施例を図１に示す。この装置は、法線ベ
クトルが紙面上に存在する面の面方向を測定するもので
ある。図１において、１は測定対象物、２はＬＥＤ（発
光ダイオード）を一直線上に並べたＬＥＤ照明装置、３
はＬＥＤ照明装置２で照明された対象物１からの反射光
強度の分布を画像として検出するためのテレビカメラ、
４はテレビカメラ３のカメラレンズ、５はテレビカメラ
３で撮影した画像を計算機７に入力する画像入力装置、
６はＬＥＤ照明装置２を駆動するＬＥＤ駆動装置、７は
ＬＥＤ駆動装置６を制御するとともに画像入力装置５か
ら入力される画像データから対象物の面方向分布を計算
する計算機、８はテレビカメラ３とＬＥＤ照明装置２を
固定する台座である。尚、ＬＥＤ照明装置２は、例え
ば、分割された各角度範囲の大きさを等しくするために
図７に示すように円弧上に並べてもよい。テレビカメラ
３とＬＥＤ照明装置２が同一の台座に固定されているの
で、焦点深度の浅いカメラレンズを用いることにより、
台座の位置をテレビカメラの焦点が合うように調節する
ことで、対象物１とテレビカメラ３およびＬＥＤ照明装
置２との位置決めを行うことが可能となる。

【００１６】図２に、ＬＥＤ照明装置２の構成を示す。
図２において、ＬＥＤ１からＬＥＤ１２はＬＥＤで、そ
れぞれのＬＥＤのカソード側は端子Ｇに接続されてい
る。R1,1からR1,12 は抵抗で、それぞれの抵抗の端子の
一方はＬＥＤ１からＬＥＤ１２のアノードに、もう一方
の端子は端子Ｖ１に接続されている。R2,1からR2,12 は
抵抗で、それぞれの一方の端子はＬＥＤ１からＬＥＤ１
２のアノードに、もう一方の端子は端子Ｖ２に接続され
ている。

【００１７】抵抗R1,1からR1,12 は、理想的にはその抵
抗値が等比的に変化するものである。また、正順の抵抗
R2,1からR2,12 の抵抗値は、それぞれ、逆順の抵抗R1,1
2 からR1,1の抵抗値に等しいものである。抵抗値が厳密
に等比的に変化するような抵抗は入手が難しいので、ほ
ぼ等比的に変化する抵抗として例えばＥ−１２系列やＥ
−２４系列の抵抗を利用する。図３に、抵抗R1,1からR
1,12 およびR2,1から2,12の抵抗値を示す。ＬＥＤ１か
らＬＥＤ１２のＬＥＤの発光強度は、これらの抵抗値で
決まるＬＥＤの駆動電流の範囲で、駆動電流に比例する
ものとする。従って、抵抗R1,1からR1,12 を用いた場合
の各ＬＥＤの発光強度は等比級数的に増加し、抵抗R2,1
からR2,12 を用いた場合の各ＬＥＤの発光強度は等比級
数的に減少する。

【００１８】まず、面の角度を求める原理を説明する。
図４に、ＬＥＤ照明装置２の端子Ｖ１と端子Ｇ間に一定
電圧Ｖを印加したとき（第１パターン）および端子Ｖ２
と端子Ｇ間に一定電圧Ｖを印加したとき（第２パター
ン）のＬＥＤの１軸方向の発光強度分布Ｌ１（ｉ）およ
びＬ２（ｉ）を示す。また、２つの発光強度Ｌ１（ｉ）
とＬ２（ｉ）の比Ｌ１（ｉ）／Ｌ２（ｉ）を図５に示
す。ここでｉはＬＥＤの識別番号で、ｉ＝１，２，・・
・，１２がそれぞれＬＥＤ１，ＬＥＤ２，・・・，ＬＥ
Ｄ１２に対応する。

【００１９】ｉ番目のＬＥＤからの光が対象物の面で正
反射してテレビカメラに入射するとき、第１パターンお
よび第２パターンの何れの場合も、光は同一の光路でテ
レビカメラに入射する。従って、対象物の面での反射率
をｒとするとき、テレビカメラへの入射光の強さは、第
１パターンＬ１（ｉ）に対してはｒ・Ｌ１（ｉ），第２
パターンＬ２（ｉ）に対してはｒ・Ｌ２（ｉ）となる。
よって、テレビカメラへの入射光強度の比は、｛ｒ・Ｌ
１（ｉ）｝／｛ｒ・Ｌ２（ｉ）｝すなわちＬ１（ｉ）／
Ｌ２（ｉ）であり、前述したｉ番目のＬＥＤの発光強度
の比Ｌ１（ｉ）／Ｌ２（ｉ）に等しい。

【００２０】このように、テレビカメラ３への正反射光
の強度比が分かれば、その反射光に対応する入射光を発
光しているＬＥＤの発光強度比が分かる。図５に示した
ように、ＬＥＤの発光強度比から、ＬＥＤの識別番号ｉ
が一意に決まるので、対象物１の面からの正反射光がど
のＬＥＤからの光なのかが分かる。尚、ＬＥＤ素子毎の
バラツキやＬＥＤ発光面の汚れ等により、同一駆動電流
における発光強度がＬＥＤ毎に異なる場合には、発光強
度の分布特性は図８のようになる。しかし、この場合に
も、ＬＥＤ毎の発光強度比は図９のようになり、図５と
等しくなるために何ら問題がない。

【００２１】図６に、対象物１の面からの正反射光とな
る光源のＬＥＤの位置から面の角度が求められる原理を
示す。テレビカメラ３の光軸ｚを基準としてＬＥＤの放
射する入射光Ｂ_iの方向をθａ度とすると、対象物１と
ＬＥＤ照明装置２との距離が対象物１の測定領域の大き
さおよびカメラレンズの開口より十分大きいとき、面方
向（面に垂直なベクトル）の紙面に平行な角度θは、図
に示すようにθａ／２度となる。

【００２２】尚、本方法によれば、一様な明るさで規格
化する従来の方法に比べ、ＬＥＤを識別するための情報
であるＬＥＤの発光強度の比はＬ１（ｉ）／Ｌ２（ｉ）
のＬＥＤによる違いが大きくなる。即ち、ＬＥＤの発光
強度の等比係数すなわち抵抗値の等比係数Ｃ（ただしＣ
＞１）とするとき、発光強度の比Ｌ１（ｉ）／Ｌ２
（ｉ）の最小の変化は、従来方法ではＣ倍であるのに対
し、本方法ではＣの２乗倍となる。従って、本方法によ
れば、テレビカメラの雑音の影響を受けにくくなるの
で、ほぼ一様な面光源の反射光強度で規格化する従来方
法に比べ、精度良く対応点が決定でき、面方向の検出精
度が良くなる。

【００２３】次に、図１の装置の動作を説明する。ま
ず、計算機７からＬＥＤ駆動装置６を制御してＬＥＤ照
明装置２の端子Ｖ１とＧの間に一定電圧Ｖを印加するこ
とによって、ＬＥＤ照明装置２を第１パターンで発光さ
せる。このときの対象物１の画像をテレビカメラ３によ
って撮像し、その画像データＤ１（ｘ，ｙ）を画像入力
装置５によって計算機７に取り込む。

【００２４】次に、計算機７からＬＥＤ駆動装置６を制
御してＬＥＤ照明２の端子Ｖ２とＧの間に一定電圧Ｖを
印加することによって、ＬＥＤ照明装置２を第２パター
ンで発光させる。この時の対象物１の画像をテレビカメ
ラ３によって撮像し、その画像データＤ２（ｘ，ｙ）を
同じく計算機に取り込む。

【００２５】尚、画像データＤ１（ｘ，ｙ）およびＤ２
（ｘ，ｙ）は、その画素値がテレビカメラ３への入射光
強度の対数に比例するものである。これは、テレビカメ
ラ３の出力値をあらかじめ校正したルックアップテーブ
ルによって変換する処理によって簡単に実現可能であ
る。画素値を入射光強度の対数に比例するように変換し
たのは、光強度の比を減算により求められるようにする
ためである。

【００２６】以上でデータの取り込みが終了した。次
に、計算機７によって、面方向分布の計算を行う。画像
データＤ１（ｘ，ｙ）およびＤ２（ｘ，ｙ）は、前述の
様に画素値がテレビカメラ３への入射光強度の対数に比
例するので、Ｄ１（ｘ，ｙ）−Ｄ２（ｘ，ｙ）はｋ・ｌ
ｏｇ（Ｌ１（ｉ）／Ｌ２（ｉ））となる。ここで、ｋは
比例定数である。よって、Ｄ１（ｘ，ｙ）−Ｄ２（ｘ，
ｙ）から各画素（ｘ，ｙ）について角度θ（ｘ，ｙ）が
求められる。但し、ここで求められるのは、対象物１、
テレビカメラ３とＬＥＤ照明装置２との位置関係で決ま
る角度測定範囲内の角度の画素である。また、画像デー
タＤ１（ｘ，ｙ）およびＤ２（ｘ，ｙ）の何れかの画素
値が所定の閾値以下である場合は、鏡面以外による反射
光またはテレビカメラ３の雑音の可能性が強いので、無
効データとして無視する。

【００２７】角度θは、Ｄ１（ｘ，ｙ）−Ｄ２（ｘ，
ｙ）の値から角度へのルックアップテーブルをあらかじ
め作成しておき、このテーブルを引くことで求めること
ができる。このルックアップテーブルは、対象物１、Ｌ
ＥＤ照明装置２の各ＬＥＤおよびテレビカメラ３の位置
から幾何学的な計算で作成する方法や、対象物１の位置
に実際に色々な角度の面を置いて取り込んだ画像データ
をもとに作成する方法が考えられる。以上の処理によ
り、角度θ（ｘ，ｙ）のデータが得られる。

【００２８】尚、本実施例で、ＬＥＤを一直線上に並べ
たのは、測定対象の面方向がテレビカメラの光軸ｚを含
む１平面に平行な成分しか持たないためである。例え
ば、色々な方向を向いている面の測定には、上記第１、
第２のパターンで発光する複数のＬＥＤを一直線上に並
べる代わりに、例えば、図１０に示すように、テレビカ
メラ３の光軸ｚを中心軸とする半球Ａの内面にＬＥＤ
（LED1,LED2,....LEDn) を多数配置した構成により、任
意の向きを向いた面の方向を検出することが可能とな
る。

【００２９】即ち、対象物1 からLEDiへのベクトルをＦ
^*i、テレビカメラの光軸ベクトルをＺ^*と表す時、LEDi
により法線ベクトルＮ^*が（Ｆ^*i／｜Ｆ^*i｜＋Ｚ^*／｜
Ｚ^*｜）／２である面Ｔｉを検出することができる。ま
た、一直線上に並べた図１または図７に示すようなＬＥ
Ｄ照明装置を対象物に対して相対的にスキャンすること
により、色々な方向を向いている面を検出することも可
能である。

【００３０】また、本実施例による測定を高速に繰り返
すことにより、対象物の面方向分布の時間的な変化を測
定することが可能であることは明らかである。また、本
実施例では、光源にＬＥＤを用いたが、投影光学系など
の他の方法を用いてもよい。

【００３１】また、本実施例では、ＬＥＤ照明を構成す
るＬＥＤの数を１２とした。このＬＥＤの数は、１つは
必要な測定精度から、もう１つはテレビカメラ３のダイ
ナミックレンジおよびＳ／Ｎの問題から決まる。すなわ
ち、ＬＥＤの数を１２にした場合、測定できる面方向の
種類は最大１２となる。また、テレビカメラ３でセンシ
ングできる反射光強度比の種類が最大１２であれば、Ｌ
ＥＤの数は最大でも１２となる。必要な測定精度の点か
らＬＥＤの数をさらに増やした場合には、例えば、第２
実施例を用いることができる。また、よりダイナミック
レンジの広いテレビカメラ３を用いることにより、セン
シングできる反射光強度比の種類を増やすことができる
ので、ＬＥＤの数を増やすことができ、従って測定精度
を上げることが可能である。

【００３２】第２実施例本発明の第２実施例を図１１に示す。本実施例は、テレ
ビカメラ３のダイナミックレンジおよびＳ／Ｎの問題
で、ＬＥＤの数を増やすことができない場合の解決方法
である。ここでは、角度の測定精度を上げるために、Ｌ
ＥＤの数を第１実施例の倍の２４個とする場合を示す。
図１１に示す本実施例の装置において、ＬＥＤ照明装置
２は、２系統のＬＥＤ照明装置２Ａと２Ｂから構成され
る。ＬＥＤ照明装置２Ａ及び２Ｂは、ともに第１実施例
のＬＥＤ照明と同様の構成である。ＬＥＤ照明装置２Ａ
及び２Ｂ以外は第１実施例と同様の構成である。尚、Ｌ
ＥＤ照明装置２Ａ，２Ｂは、図７と同様に両者を同一円
弧上に配置してもよい。

【００３３】次に、図１１の装置の動作を説明する。本
実施例においては、ＬＥＤ照明装置２Ａと２Ｂとを別々
に点灯してテレビカメラ３で撮像する。本実施例は、検
出角度範囲を２分して、一方の範囲をＬＥＤ照明装置２
Ａの照明により検出し、他方の範囲をＬＥＤ照明装置２
Ｂの照明により検出するものである。各ＬＥＤ照明装置
２Ａ，２Ｂの発光強度比の種類は１２種類であるので、
結局、全検出角度範囲を２４個の光線により検出したの
と等価となる。

【００３４】まず、ＬＥＤ照明装置２Ａを第１パターン
で発光させて対象物１の画像をテレビカメラ３によって
撮像し、その画像デーＤ1A（ｘ，ｙ）を計算機７に取り
込む。次に、ＬＥＤ照明装置２Ａを第２パターンで発光
させて対象物１の画像をテレビカメラ３によって撮像
し、その画像デーＤ2A（ｘ，ｙ）を計算機７に取り込
む。次に、ＬＥＤ照明装置２Ｂを第１パターンで発光さ
せて対象物１の画像をテレビカメラ３によって撮像し、
その画像デーＤ1B（ｘ，ｙ）を計算機７に取り込む。次
に、ＬＥＤ照明装置２Ｂを第２パターンで発光させて対
象物１の画像をテレビカメラ３によって撮像し、その画
像デーＤ2B（ｘ，ｙ）を計算機７に取り込む。尚、画像
データＤ1A（ｘ，ｙ），Ｄ2A（ｘ，ｙ），Ｄ1B（ｘ，
ｙ），Ｄ2B（ｘ，ｙ）は、その画素値がテレビカメラ３
への入射光強度の対数に比例するものである。

【００３５】次に、計算機７によって、面方向分布の計
算を行う。Ｄ1A（ｘ，ｙ）−Ｄ2A（ｘ，ｙ）から各画素
（ｘ，ｙ）について角度θ（ｘ，ｙ）が求められる。但
し、ここで求められるのは、対象物１、テレビカメラ３
とＬＥＤ照明装置２Ａの位置関係で決まる角度測定範囲
内の角度の画素である。次に画像データＤ1B（ｘ，ｙ）
およびＤ2B（ｘ，ｙ）についても同様の処理を行い角度
を求める。但し、ここで求められるのは、画像データＤ
1A（ｘ，ｙ）とＤ2A（ｘ，ｙ）とから角度が求められな
かった画素のうち、対象物１、テレビカメラ３とＬＥＤ
照明装置２Ｂの位置関係で決まる角度測定範囲内の角度
の画素である。以上の処理によリ、両測定範囲内の角度
の画素の角度θ（ｘ，ｙ）のデータが得られる。

【００３６】尚、本実施例では、ＬＥＤ照明装置をＬＥ
Ｄ照明装置２Ａ及び２Ｂの２系統にわけた場合である
が、必要に応じてＬＥＤ照明装置を３系統以上に分ける
構成も可能であることは明らかである。

【００３７】尚、上記各実施例では、発光強度が単調に
増加または減少する順にその発光強度を有するＬＥＤ素
子を並べた例を示したが、ＬＥＤ素子の配列順序はこれ
に限るものではない。例えば、図２の照明装置の場合、
予め知られた発光強度を有する各ＬＥＤの幾何学的な配
列順序を、左から順にＬＥＤ１，ＬＥＤ５，ＬＥＤ１
２，・・・，ＬＥＤ３のように並べてもよい。要は、発
光強度および発光強度比と発光位置との関係が予め分か
っていれば、本発明の効果を奏することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る面方向検出装置を示
した構成図。

【図２】照明装置の構成を示した回路図。

【図３】照明装置の各ＬＥＤに接続される抵抗の値を示
した説明図。

【図４】照明装置の第１パターン及び第２パターンにお
ける発光強度の１軸方向の分布を示した特性図。

【図５】照明装置の第１パターン及び第２パターンにお
ける発光強度の比の１軸方向の分布を示した特性図。

【図６】面方向の検出原理を示した説明図。

【図７】第１実施例装置の照明装置の変形例を示した構
成図。

【図８】照明装置のＬＥＤの発光強度が不均一な場合の
第１パターン及び第２パターンにおける発光強度の１軸
方向の分布を示した特性図。

【図９】照明装置のＬＥＤの発光強度が不均一な場合の
第１パターン及び第２パターンにおける発光強度の比の
１軸方向の分布を示した特性図。

【図１０】第１実施例装置の他の照明装置のＬＥＤの配
列方法を示した構成図。

【図１１】第２実施例に係る面方向検出装置を示した構
成図。

【符号の説明】

１…対象物２…ＬＥＤ照明装置３…テレビカメラ４…レンズ５…画像入力装置６…ＬＥＤ駆動装置７…計算機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光部の発光強度の発光部における位置
による分布を２通りのパターンに変化でき、前記位置に
関する前記位置毎の２通りの発光強度の比の分布を、ほ
ぼ１／ＡからＡの範囲で単調に増加する関数とし、対象
物に対して前記２つのパターンで照射する照明手段と、前記照明手段の前記発光部のある位置から対象物に照射
された入射光線の対象物からの反射光線の強度を、前記
２つのパターンに対して、それぞれ、測定する測定手段
と、前記測定手段により測定された前記２つのパターンに対
する２つの反射光線の強度比から、前記反射光線に対応
する前記入射光線の前記発光部上の放射位置を求め、そ
の放射位置に基づいて、前記対象物の面方向を求める演
算手段と、からなる面方向検出装置。
【請求項２】前記照明手段は一列に複数設けられてお
り、各照明手段は、前記対象物の面方向の測定可能範囲
の分割された各角度範囲の検出に用いられる入射光を発
光することを特徴とする請求項１に記載の面方向検出装
置。
【請求項３】前記照明手段は、前記測定手段の光軸を
中心軸とする半球または円錐の内面に沿って、多数個設
けられており、各照明手段は、前記対象物の面方向の測
定可能範囲の分割された各角度範囲の検出に用いられる
入射光を発光することを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載の面方向検出装置。