JP2005189140A - 測距装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 測距装置が適切に被測定対象を選択して、正確に距離を測定できるようにする。
【解決手段】 測距装置１が、レーザ光出射器３、反射光受光器４および測定光が出射されたときから反射光が受光されるまでの経過時間に基いて被測定物ＯＢまでの距離を求める距離算出器１０を備え、測定モードを第１のモード（遠距離モード）もしくは第２のモード（近距離モード）に切り換える操作ボタン５，６を有し、その上で、この操作ボタン５，６により第１のモードに設定されたときに、複数の距離が被測定物ＯＢまでの距離として抽出されたときは、測距装置１から最も遠い距離を選択し、操作ボタン５，６により第２のモードに設定されたときに、複数の距離が被測定物ＯＢまでの距離として抽出されたときは、測距装置１から最も近い距離を選択する距離選択部１６を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レーザ光等を用いて非接触で被測定物までの離間距離を測定する測距装置および方法に関する。

このような測距装置および方法として、パルス状の測定光（例えば、レーザ光）を被測定物に向かって出射し、被測定物から反射されてくる反射光を受光するまでの経過時間を測定し、この経過時間とレーザ光の伝播速度とに基いて被測定物までの距離を求めるものが従来から知られている。

このような測距装置では、パルス状の測定光を被測定物に向かって繰り返し出射し、それぞれの出射について反射光が所定の条件（強度閾値）を満足するときに距離（もしくは経過時間）に対応して度数カウントを行い、繰り返し行われる全ての測定光の出射においてカウントされた度数を積算して距離に対応させた度数分布表（ヒストグラム）を作り、この度数分布表におけるカウント度数の合計数が最も大きくなる距離を、被測定物までの距離として判定して表示部に表示している。これらのことは、特許文献１〜特許文献３にも記載されている。

ところで、このようにレーザパルス光を被測定物に照射して被測定物からの反射光を受光する場合、レーザ光の反射光だけでなく自然光等も受光してこれら自然光等がノイズ光となるため、被測定物からの反射光とノイズ光との区別が難しく、正確な距離測定が難しいという問題があった。そこで、上記のようにして作られた度数分布表上において閾値（判定閾値）を設定して、この判定閾値よりも度数が大きくなるところに対応する距離を測距装置から被測定物までの距離とみなして、ランダムに発生するノイズ光の影響を度数分布表上で除去してより正確な距離測定が可能となっている。
特開２００２−３２８１６９号公報 特開２００２−３２８１６７号公報 特開２００２−３２８１６６号公報

しかしながら、測距装置のレーザ光照射範囲内に測距装置からの距離が異なる物体が複数存在して、それぞれの物体から反射光が戻ってくる場合には、上記度数分布表においてカウント度数のピークを示すところが複数出てくるため、判定閾値を超える距離が複数生じてしまうことがあった。ところがある特定の被測定物に対して使用者が望む測定結果は１つであるため、従来ではこのような場合に、使用者は、距離表示部に複数表示される距離のうち最も遠距離にあるものを被測定物とみなして選択したり、あるいは、最も近距離にあるものを被測定物とみなして選択していた。このため、距離測定を正確に行うために、真の被測定物のカウント度数のピークを見出すことが困難であった。

以上のような課題に鑑みて、使用者の意図に沿って被測定対象を選択することで、正確に距離を測定できる測距装置および方法を得ることを目的とする。

前記課題を解決するために本発明に係る測距装置は、パルス状の測定光を被測定物に向かって出射する測定光出射器と、被測定物から反射されてくる反射光を受光する反射光受光器と、測定光が出射されたときから反射光が受光されるまでの経過時間に基いて被測定物までの距離を求める距離算出器とを備えた測距装置において、測定モードを第１のモードおよび第２のモードに選択的に切り換える測定モード切換手段と、測定モード切換手段により第１のモードに設定されたときに、複数の距離が被測定物までの距離として抽出されたときは、複数の距離のうち測距装置から最も遠い距離を選択し、測定モード切換手段により第２のモードに設定されたときに、複数の距離が被測定物までの距離として抽出されたときは、複数の距離のうち測距装置から最も近い距離を選択する距離選択部とを有する。

また、上記構成の測距装置において、距離算出器は、反射光が所定の条件を満足するときに距離に対応して度数をカウントするカウント部と、所定回数だけ繰り返し出射された測定光に対する反射光に基づく度数を積算して距離に対応させた度数分布表を作る表作成部と、表作成部において作成された度数分布表におけるカウント度数の合計数が測定モードに応じて設定される所定の閾値を超えたか否かを判定する距離判定部とを有し、度数分布表における閾値は、少なくとも所定距離より近距離側の範囲において第２のモードの方が第１のモードよりも低く設定する。

さらに、上記構成の測距装置において、閾値は、前記度数分布表の距離ゾーンが近距離方向にいくにしたがって高くなるように設定されているのが好ましい。

一方、本発明に係る測距方法は、パルス状の測定光を被測定物に向かって出射し、被測定物から反射されてくる反射光を受光するまでの経過時間に基いて被測定物までの距離を求める測距方法において、測定モードを第１のモードおよび第２のモードに選択的に切り換える切換操作を行い、切換操作により第１のモードに設定されたときに、複数の距離が被測定物までの距離として抽出されたときは、複数の距離のうち最も遠い距離を選択し、切換操作により第２のモードに設定されたときに、複数の距離が被測定物までの距離として抽出されたときは、複数の距離のうち最も近い距離を選択する。

また、上記構成の測距方法において、パルス状の測定光を被測定物に向かって出射し、それぞれの出射について、反射光が所定の条件を満足するときに距離に対応して度数カウントを行い、所定回数だけ繰り返し出射された測定光に対する反射光に基づく度数を積算して距離に対応させた度数分布表を作り、このように作成された度数分布表におけるカウント度数の合計数が測定モードに応じて設定される所定の閾値を超えたか否かを判定し、度数分布表における閾値は、少なくとも所定距離より近距離側の範囲において第２のモードの方が第１のモードよりも低く設定する。

さらに、上記構成の測距方法において、閾値は、度数分布表の距離ゾーンが近距離方向にいくにしたがって高くなるように設定されているのが好ましい。

本発明に関する測距装置および方法によれば、より正確に被測定物までの距離を測定することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図１から図１１を参照して説明する。図１に本発明に係る測距装置１の外観の一例を示している。図１に示すように、この測距装置１は筐体２内にレーザ光出射器３と反射光受光器４とを有して構成され、レーザ光出射器３からのパルス状のレーザ光（測定光）が出射されるレーザ光出射窓３ａと、反射光を受光する反射光受光窓４ａとが筐体２に設けられている。筐体２の上面には電源のオン・オフおよび測定モードの切換操作等のための第１操作ボタン５と、測定モードの切換操作等のための第２操作ボタン６とが設けられている。また、筐体２の背面にはファインダ窓２ａが設けられており、この測距装置１を用いて測距を行う操作者がファインダ窓２ａ越しに被測定物を見て被測定物までの距離測定を行うようになっている。

この測距装置１の概略内部構成を図２に示しており、測距装置１は、上記の構成に加えて、距離算出器１０を有するコントローラ７と、コントローラ７からの表示信号を受けて距離表示を行う距離表示器８とが設けられている。コントローラ７は、被測定物までの距離を算出する距離算出機１０と、パルス信号を発生させるパルス発生回路１７とを有する。また、距離算出器１０は、モード判断部１１、カウント部１２、表作成部１３、距離判定部１４、閾値選択部１５および距離選択部１６とを有して構成されるが、その内容については後述する。距離表示器８はファインダ窓２ａの内部において距離表示を行い、操作者がファインダ窓２ａを覗くとその視野内に被測定物までの距離が表示されるようになっている。なお、距離表示手段として、この筐体２の外側に例えば液晶表示を行う距離表示器を設けてもよい。

図３を合わせて参照して、レーザ光出射器３はＬＤ駆動回路３１、発光素子（半導体レーザ）３２、ハーフミラー２１およびコリメートレンズ３３から構成され、反射光受光器４は、受信回路４１、受光素子（フォトダイオード）４２および集光レンズ４３から構成される。また、ファインダ窓２ａを覗く操作者が、距離表示器８に表示される距離を読み取り易いようにバックライト９が取り付けられている。

パルス発生回路１７からのパルス信号に応じて発光素子３２から出射されたパルス状のレーザ光は、ハーフミラー２１においてコリメートレンズ３３の方向に反射され、コリメートレンズ３３を通ってレーザ光出射窓３ａから矢印Ａ方向に出射される。一方、被測定物から測距装置１に向かって反射された反射光は、矢印Ｂ方向に反射光受光窓４ａ内に入射し、集光レンズ４３により集光され受光素子４２により光電変換されて受信回路４１にて増幅処理された後にコントローラ１０に送られる。また、レーザ光出射窓３ａから入射された可視光がハーフミラー２１を透過し、ファインダ窓２ａから出射される。このため、操作者がファインダ窓２ａを覗きながらレーザ光出射窓３ａを被測定物に向けることでレーザ光を被測定物に当てて距離の測定を行うことができる。

コントローラ７には第１および第２操作ボタン５，６からの操作信号が入力されるようになっている。そして、操作ボタン５，６の操作により、第１のモードと第２のモードとの測定モードが切り換えられ、操作ボタン５，６からの操作信号に応じてモード判断部１１が測定モード（以下、第１のモードを「遠距離モード」といい、第２のモードを「近距離モード」という。）の判断を行うと、後述するように、被測定物までの距離を判定するために、測定モードに応じた度数分布表上の判定閾値がコントローラ７内の閾値選択部１５により選択される。なお、第１操作ボタン５は、測定モード切換のほか、単位モード切換スイッチ（距離表示器８に表示される長さの単位をメートルもしくはヤードの側に選択する）としての役割を持ち、又、第２操作ボタン６は、測定モード切換のほか、距離表示器８のバックライト９を点灯・消灯するためのオン・オフスイッチとしての役割を持つ。

以上のように構成された測距装置１を用いて被測定物までの距離測定を行うときの操作および作動について、図５および図６に示すフローチャートに基いて以下に説明する。なお、図５および図６に示すフローチャートは、丸囲みＡの部分同士が繋がって一つのフローチャートを構成している。

ここではその一例として、図４に示すように、測距装置１を用いて樹木ＴＲの向こう側であって、測距装置１から見て樹木ＴＲよりも遠距離に有る被測定物ＯＢまでの距離を遠距離モードにより測定する場合（例えば、狩猟を行うときにおいて、樹木ＴＲの向こうに距離の測定対象となる動物ＯＢが居るような場合）について説明する。測距装置１を用いて被測定物ＯＢまでの距離を測定するときには、まず図４に示すように、操作者がファインダ２ａを通して樹木ＴＲの向こう側の被測定物ＯＢを見た状態で第１操作ボタン５を操作する。これにより、測距装置１の電源がオンの状態となり、第１操作ボタン５からその操作信号がコントローラ７に入力され、距離測定作動が開始される（ステップＳ０）。

ここで、測定モードが予め近距離モードに設定されていたときは、測定モードを遠距離モードに切り換えるため、第２操作ボタン６を所定の時間（例えば１．５秒間）操作した後、さらに第１操作ボタン５を所定の時間（例えば２秒間）操作する。測定モードを遠距離モードに切り換えると、第１操作ボタン５からの操作信号に基いて、距離算出器１０内のモード判断部１１により測定モードが遠距離モードに設定されたことが判断される。そして、選択された距離モード（この場合は遠距離モード）に応じた距離判定のための判定閾値（図９に示す鎖線Ｐ）が閾値選択部１５により選択される（ステップＳ２）。さらに、ステップＳ４に示す前処理が行われ、各メモリをクリアしたりといった初期化処理が行われる。因に、測距の為のレーザ発射前には、測距装置１の周辺からの光を受光し、基本となる閾値の設定を行う。この閾値レベルは、測距中固定されている（図７のＴＬ）。

一方、測定モードが予め遠距離モードに設定されていたときは、測定モードを切り換える必要はなく次のステップＳ４に進む。このとき、判定閾値は閾値選択部１５により遠距離モードに対応するように既に選択されている。

次に、１回計測タイマがスタートし（ステップＳ６）、前記した強度閾値ＴＬが設定される（ステップＳ８）。そして、タイマカウンタをスタートさせる（ステップＳ１０）とともにコントローラ７内のパルス発生回路１７がＬＤ駆動回路３１を作動させて発光素子３２からパルス状のレーザ光を発射させる（ステップＳ１２）。このレーザ光はコリメートレンズ３３を通ってレーザ出射窓３ａから被測定物に向けて出射される（図２〜図４の矢印Ａで示すレーザ光）。

このようにして測距装置１から出射されたレーザ光Ａは、まず近くに位置する樹木ＴＲに当たってその一部が反射され（矢印Ｂ２）、残りのレーザ光は被測定物ＯＢに照射される。被測定物ＯＢに照射されたレーザ光は、ここで矢印Ｂ１で示すように反射される。そして、矢印Ｂ２で示すように樹木ＴＲで反射された反射光および矢印Ｂ１に示すように被測定物ＯＢで反射された反射光は、その一部（測距装置１に向かって反射された光）が反射光受光窓４ａ内に入射し（図２および図３の矢印Ｂ参照）、集光レンズ４３により集光されて受光素子４２に照射される。受光素子４２はこのようにして反射光の照射を受けると反射光の強度に対応した信号を受信回路４１に送り、受信回路４１はこの信号を増幅処理等してコントローラ１０に送出する。

このようにしてコントローラ１０においては、図７（Ａ１）に示すような反射光信号を受信し（ステップＳ１４）、この受信信号から距離算出器１０により以下のようにして被測定物ＯＢまでの距離を測定する。なお、図７（Ａ１）においては、横軸はレーザ光出射器３からのパルスレーザ光の発射時点を原点として経過時間を示しており、縦軸に受光した反射光強度を示している。すなわち、図７（Ａ１）は、ステップＳ１２においてレーザ光出射器３からパルスレーザ光が発射されたときから反射光受光器４により受光された反射光強度の経過時間変化を示している。

このような反射光が検出されると、反射光強度がステップＳ８において設定された強度閾値ＴＬを上回る点を捜し、その点が位置するタイムゾーンを記録する（ステップＳ１６）。このタイムゾーンはステップＳ１０でスタートさせたタイマカウンタのカウントに基いて、図７（Ｂ）に示すように、一定時間間隔（例えば、１２．５ｎｓ）で細かく分割されて形成される。このため、例えば、図７（Ａ１）に示す反射光強度の場合には、図において一点鎖線で示す強度閾値ＴＬを上回るピークＰ１１〜Ｐ１７の位置が含まれるタイムゾーンに、図７（Ｂ）において第１回の欄に示すようにフラグが立てられ、このフラグが立てられたタイムゾーンＺ５，Ｚ６，Ｚ８，Ｚ１１，Ｚ１６，Ｚ１７，Ｚ１８がステップＳ１６において記録される。

ここで、レーザ光出射器３からパルスレーザ光が発射されたときから反射光受光器４により反射光が受光されるまでの経過時間は、レーザ光の空間伝播速度を用いて距離に換算することができ、上記タイムゾーンＺ１，Ｚ２…が対応する距離ゾーンとして変換される。なお、説明の都合上、タイムゾーンおよび距離ゾーンはともにＺ１，Ｚ２…として同一の記号を用いて示しており、対応するゾーンについては同一記号番号を付している。そして、コントローラ７の距離算出器１０を構成するカウント部１２により、図８に示すように、各距離ゾーンＺ１，Ｚ２…に対応して形成されるカウント表において、上記フラグが立てられた距離ゾーンにそれぞれ一つの度数を加算記録する。上記の場合には、距離ゾーンＺ５，Ｚ６，Ｚ８，Ｚ１１，Ｚ１６，Ｚ１７，Ｚ１８にそれぞれ１度数が記録される。

なお、本例では、図４における樹木ＴＲが距離ゾーンＺ５近傍にあり、被測定物ＯＢが距離ゾーンＺ１６近傍にある場合を示している。このため、図７（Ａ１）におけるピークＰ１１，Ｐ１２が樹木ＴＲからの反射光で、ピークＰ１５，Ｐ１６，Ｐ１７が目標物ＯＢからの反射光であると考えられ、その他のピークＰ１３，Ｐ１４は自然光等がノイズ光として検出されたものであると考えられる。

また、本例では上記ステップＳ６〜ステップＳ１８のフローは合計５５０回繰り返されるように構成されており、ステップＳ２０において５５０回の計測が完了したかを判断する。また、上記のように第１回目のパルスレーザの照射が行われた段階では、ステップＳ２２に進み、１回計測タイマの経過（例えば、０．５ｍｓの経過）を待ってステップＳ２４に進み、１回計測タイマをストップさせる。

そして、ステップＳ６に進み、１回計測タイマを再度スタートさせて第２回目のパルスレーザの照射による測定を開始する。以下、第１回目の計測と同様にして、強度閾値ＴＬの設定（ステップＳ８）、タイマカウンタのスタート（ステップＳ１０）およびパルスレーザ光の発射（ステップＳ１２）を行わせ、反射光を受信する（ステップＳ１４）。このようにして第２回目のパルスレーザ光の照射に対して、受光された反射光の経過時間に対する強度変化を図７（Ａ２）に示している。この場合にもステップＳ８で設定された強度閾値ＴＬを上回るピークＰ２１〜Ｐ２５の位置が含まれるタイムゾーンに、図７（Ｂ）において第２回の欄に示すようにフラグが立てられ、このフラグが立てられたタイムゾーンＺ５，Ｚ６，Ｚ１０，Ｚ１４，Ｚ１５がステップＳ１６において記録される。

そして、第１回目のパルスレーザ光の照射の場合と同様に、図８に示すカウント表において上記フラグが立てられた距離ゾーンにそれぞれ一つの度数を加算記録する。この場合には、距離ゾーンＺ５，Ｚ６，Ｚ１０，Ｚ１４，Ｚ１５にそれぞれ１度数が加算記録されるが、第１回目に距離ゾーンＺ５，Ｚ６には１度数が記録されているため、これらの距離ゾーンの記録度数は２となる。

以下、１回計測タイマの設定時間（例えば、０．５ｍｓ）間隔で５５０回のパルスレーザ光の照射が行われたときのカウント表の度数を図８に示している。このようにして５５０回のパルスレーザ光の照射が完了すると、ステップＳ２６に進み、各距離ゾーンにおけるカウント度数の移動平均処理を行う。この移動平均処理とは、例えば図８のカウント表において、ｎ番目の距離ゾーンＺｎについて、その前後を含む距離ゾーンＺｎ−１，Ｚｎ，Ｚｎ+１における度数の平均値を距離ゾーンＺｎの度数として設定し直す処理である。

そして、距離算出器１０の表作成部１３により、このようにして移動平均処理がなされたカウント表から図９に示す度数分布表（ヒストグラム）を作成する。このように作成された度数分布表においては、樹木ＴＲの位置に対応する距離ゾーンＺ５および被測定物ＯＢの位置に対応する距離ゾーンＺ１６において他の距離ゾーンに比べカウント度数が大きくなっている。

図９において、鎖線Ｐは判定閾値Ｐを示しており、操作ボタン５，６の操作により遠距離モードが選択されたときは、モード判断部１１により測定モードが遠距離モードに選択されたことが判断され、閾値選択部１５により遠距離モードに対応する判定閾値Ｐが選択される。

そして、距離判定部１４により、作成された度数分布表において測距装置１からの距離（距離ゾーン）に対応して高さの変化する判定閾値Ｐを超える度数の有無を判定し、判定閾値Ｐを超える距離ゾーンにフラグを立てる（ステップＳ２８およびステップＳ３０）。

ここで度数分布表において、樹木ＴＲの位置に対応する距離ゾーンＺ５および被測定物ＯＢの位置に対応する距離ゾーンＺ１６においてカウント度数が大きくなっているため、距離ゾーンに拘らず一定値となる判定閾値を用いてこれを超える度数を判定したのでは、樹木ＴＲの位置に対応する距離ゾーンＺ５および被測定物ＯＢの位置に対応する距離ゾーンＺ１６の両方にフラグが立てられることになる。

このため、図９に示すように、判定閾値Ｐは距離ゾーンＺ１０までは距離に応じて閾値レベルが変化するように設定（距離が遠くなるのにつれて閾値が低くなるように設定）され（ここでは距離ゾーン方向に分布する閾値の傾きを１とする）、距離ゾーンＺ１０よりも遠距離側は距離に拘らず一定値となる判定閾値Ｐが設定されている。これにより、距離ゾーンＺ５におけるカウント度数は判定閾値Ｐを超えないため、近距離に有る樹木ＴＲの位置に対応する距離ゾーンＺ５にフラグは立てられず、被測定物ＯＢの位置に対応する距離ゾーンＺ１６にのみフラグが立てられ、遠距離に被測定物ＯＢが有る場合の距離測定を正確に行うことができる。又、一般的に測距装置に近い物体からの反射光に伴う度数は大きくなる。そのため、被測定物ＯＢからとは思われない、測距装置に非常に近い物体からの反射光に伴う大きな度数を示す距離ゾーンからのカウント度数を排除できる。

続いてステップＳ３２に進み、フラグ位置、すなわち、フラグが立てられた距離ゾーンを検出する。このとき、判定閾値Ｐの大きさに対してカウント度数が小さいとフラグが全く立てられないことがあり、逆に、判定閾値Ｐの大きさに対してカウント度数が大きいと複数の距離ゾーンのカウント度数が判定閾値Ｐを超えて複数のフラグが立てられることがある。このため、閾値選択部１５には判定閾値Ｐとして、複数の種類の閾値が予め設定されており、例えば、図９に示す判定閾値Ｐを下方に（カウント度数が小さくなる方向に）平行移動した判定閾値Ｐ´が設定されている。

そして、判定閾値Ｐの大きさに対してカウント度数が小さく、フラグがないときにはステップＳ３４からステップＳ３８に進み、閾値選択部１５において判定閾値Ｐよりも低い値を有して距離ゾーン方向に分布する判定閾値Ｐ´が閾値として変更され、ステップＳ２６〜Ｓ３２を繰り返す。

一方、フラグの数が複数あるときには、ステップＳ３６からステップＳ４０に進み、モード判断部１１による測定モードの判断により遠距離モードが選択されていることが判断されて、距離選択部１６により測距装置１から最も遠距離側にあるフラグ位置に対応する距離ゾーンが被測定物ＯＢに対応する距離ゾーンとして採用される。

そして、フラグが立てられた位置の距離ゾーンに対して、その前後の距離ゾーンのカウント度数に基いて加重平均を行ってフラグが立てられた距離ゾーンに対応する重心位置を求め（ステップＳ４２）、この重心位置を被測定物ＯＢまでの距離として算出し（ステップＳ４４）、この算出距離を距離表示器８により表示させる（ステップＳ４６）。

以上、測定モードが遠距離モードに選択された場合を説明したが、以下では操作ボタン５，６の操作により、測定モードが近距離モードに選択された場合の距離の測定について説明する。

ここでは、近距離モードにより測定する場合の一例として、図１０に示すように、樹木ＴＲの手前であって、測距装置１から近距離に有る被測定物ＯＢまでの距離を近距離モードにより測定する場合（例えば、ゴルフを行うときにおいて、樹木ＴＲの手前に距離の測定対象となる樹木ＴＲに比べて細いピンＯＢが有るような場合）について説明する。

図１０に示すように、測距装置１から出射されたレーザ光Ａは、まず近くに位置する被測定物ＯＢに当たってその一部が反射され（矢印Ｂ１）、残りのレーザ光は樹木ＴＲに照射される。樹木ＴＲに照射されたレーザ光は、ここで矢印Ｂ２で示すように反射される。そして、矢印Ｂ２で示すように樹木ＴＲで反射された反射光および矢印Ｂ１に示すように被測定物ＯＢで反射された反射光は、その一部（測距装置１に向かって反射された光）が反射光受光窓４ａ内に入射（図２および図３の矢印Ｂ参照）する。

近距離モードにより被測定物までの距離測定を行うときの測距装置１の操作および作動は、遠距離モードの場合と同様に図５および図６に示すフローチャートに従って行われる。まず、測定モードが予め遠距離モードに設定されていたときは、測定モードを近距離モードに切り換えるため、第２操作ボタン６を所定の時間（例えば１．５秒間）操作した後、さらに第１操作ボタン５を所定の時間（例えば２秒間）操作する。測定モードを近距離モードに切り換えると、第１操作ボタン５からの操作信号に基いて、距離算出器１０内のモード判断部１１により測定モードが近距離モードに設定されたことが判断される。そして、選択された距離モード（この場合は近距離モード）に応じた距離判定のための判定閾値（図１１に示す鎖線Ｐ）が閾値選択部１５により選択される（ステップＳ２）。

一方、測定モードが予め近距離モードに設定されていたときは、測定モードを切り換える必要はなく次のステップＳ４に進む。このとき、判定閾値は閾値選択部１５により近距離モードに対応するように既に選択されている。

以下、遠距離モードの場合と同様に、ステップＳ４〜ステップＳ２６まで進み、距離算出器１０の表作成部１３により、図１１に示す度数分布表（ヒストグラム）を作成する。このように作成された度数分布表においては、図１１に示すように、被測定物ＯＢの位置に対応する距離ゾーンＺ５および樹木ＴＲの位置に対応する距離ゾーンＺ１６において他の距離ゾーンに比べてカウント度数が大きくなっている。

図１１において、鎖線Ｐは判定閾値Ｐを示しており、操作ボタン５，６の操作により近距離モードが選択されたときは、上述したように、モード判断部１１により測定モードが近距離モードに選択されたことが判断され、閾値選択部１５により近距離モードに対応する判定閾値Ｐが選択される。

また、図１１に示すように、近距離モードにより測定を行う場合の判定閾値Ｐは、遠距離モードの場合とは異なったレベルを示すものが選択される。すなわち、距離ゾーンＺ１０までは距離に応じて変化するように設定（距離が遠くなるのに応じて閾値が低くなるように設定）される点では遠距離モードの場合と同様であるが、その傾きが遠距離モードの場合よりも小さく（遠距離モードの１に対して、遠距離モードの１／Ｎ。Ｎは１より大きな任意の正数）設定されている。なお、距離ゾーンＺ１０よりも遠距離の側は、距離に拘らず一定値となる判定閾値Ｐを用いるのは遠距離モードの場合と同様である。

そして、距離判定部１４により、この度数分布表において距離（距離ゾーン）に応じて変化する判定閾値Ｐを超える度数の有無を判定し、判定閾値Ｐを超える距離ゾーンにフラグを立てる（ステップＳ２８およびステップＳ３０）。

このように、遠距離モードの場合と比べて近距離側の判定閾値Ｐの傾きをより小さく（遠距離モードの場合の１／Ｎ）し、同じ距離ゾーンに対して遠距離モードの場合よりも判定閾値Ｐを低くすることで、被測定物ＯＢの位置に対応する距離ゾーンＺ５においてカウント度数が判定閾値Ｐを超えるために距離ゾーンＺ５にフラグが立てられ、近距離に被測定物ＯＢが有る場合の距離測定が正確となる。

続いてステップＳ３２に進み、フラグ位置、すなわち、フラグが立てられた距離ゾーンを検出する。近距離モードの場合においても、閾値選択部１５には判定閾値Ｐとして複数の種類の閾値が予め設定されており、図１１に示す判定閾値Ｐを下方に（閾値が低くなる方向に）平行移動した判定閾値Ｐ´が設定されている。そして、判定閾値Ｐの大きさに対してカウント度数が小さく、フラグがないときにはステップＳ３４からステップＳ３８に進み、判定閾値Ｐとして判定閾値Ｐ´を選択し、ステップＳ２６〜Ｓ３２を繰り返すのは遠距離モードの場合と同様である。

一方、フラグの数が複数あるときには、ステップＳ３６からステップＳ４０に進み、モード判断部１１による遠・近モード判断により近距離モードが選択されていることが判断され、距離選択部１６により遠距離モードの場合とは逆に、最も近距離側にあるフラグ位置に対応する距離ゾーンが被測定物ＯＢに対応する距離ゾーンとして採用される。

そして、ステップＳ４２、ステップＳ４４の順に進み、算出距離を距離表示器８により表示させる（ステップＳ４６）。

以上説明したように、本発明によれば、操作ボタン５，６の操作により測定モードを遠・近いずれかに切り換えることで、測距装置から見てノイズとなり得る物体に対して被測定物ＯＢが遠距離もしくは近距離のいずれの距離に有る場合でも１台の測距装置１で測定を行うことができる。そして、測距装置１のレーザ光照射範囲内に異なる距離の物体が複数存在するため（例えば、樹木ＴＲの向こう側に被測定物ＯＢが有る場合や、樹木ＴＲの手前に被測定物ＯＢが有る場合）、判定閾値を超える距離ゾーンが複数生じてしまう場合でも、測定モードが遠距離モードに選択されたときは、測距装置１から最も遠い距離を被測定物ＯＢまでの距離として選択し、又、近距離モードに選択されたときは、測距装置１から最も近い距離を被測定物までの距離として選択することで、被測定物ＯＢまでの距離に拘らず距離を正確に測定することができる。なお、近距離モードのとき、ファインダ内に近距離モードを選択中であることを示す表示（例えばＧマーク）をしてもよい。

なお、これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施例においては、図９もしくは図１１に示すように、遠距離モードおよび近距離モードのいずれの測定モードにおいても、所定の距離ゾーン（Ｚ１０）までは距離が遠くなるのにつれて閾値が低くなるように設定されているが、この所定の距離ゾーン（Ｚ）を任意に（より遠距離もしくは近距離側に）設定変更可能であるように構成してもよい。

また、閾値Ｐの大きさに対してカウント度数が大幅に大きかったり、あるいは、小さかったりすることもあるので、例えば距離ゾーンＺ１０までの距離ゾーン方向に分布する遠距離モードもしくは近距離モードにおける閾値の傾きを、任意に変えて設定することで調整できるようにしてもよい。

さらに実施例では、所定の距離ゾーンよりも近距離側の閾値は、距離が遠くなるのに応じて直線的に減少する分布になっているが、段階的に減少するものや、曲線的に減少するもの等であってもよい。

また、上記の実施例においては、図８に示すカウント表はタイムゾーンを距離ゾーンに変換して形成されているが、タイムゾーンをそのまま用いてカウント表を作成してもよい。この場合、図９および図１１の度数分布表においても横軸としてタイムゾーンを用い、フラグが立てられた位置の経過時間から被測定物ＯＢまでの距離を算出することができる。

さらに、本発明において、閾値を設定して閾値を超える距離ゾーンを選択する場合に、閾値を超えたものが１つであった場合には、その距離を選択して距離の決定に用いるようにする（測距装置から最も遠いもの、もしくは最も近いものであると判断できないため。）。一方、上記の実施例にて説明したような閾値を設定してこれを超えた距離ゾーンを選択する方法の代わりに、閾値を設定せず、単に測距装置から最も遠い距離からのもの（もしくは最も近い距離からのもの）を選択するようにしてもよい。

本発明に係る測距装置の外観を示す斜視図である。 上記測距装置の構成を示すブロック図である。 上記測距装置の内部構成を示す側断面図である。 上記測距装置により樹木の向こう側に有る被測定物を見て距離測定を行う場合を示す説明図である。 上記測距装置を用いて行われる測距方法を示すフローチャートである。 上記測距装置を用いて行われる測距方法を示すフローチャートである。 上記測距装置により反射光を受光したときの経過時間に対する反射光強度を示すグラフおよびこの反射光強度が強度閾値を超えるタイムゾーンについてフラグが立てられた状態を示す表図である。 上記測距装置の距離算出器を構成するカウント部により形成されたカウント表を示す図である。 上記距離算出器を構成する表形成部により形成された遠距離モードにおける度数分布表を示す図である。 上記測距装置により樹木の手前に有る被測定物を見て距離測定を行う場合を示す説明図である。 上記距離算出器を構成する表形成部により形成された近距離モードにおける度数分布表を示す図である。

符号の説明

１ 測距装置
３ レーザ光出射器（測定光出射器）
４ 反射光受光器
５ 第１操作ボタン（測定モード切換手段）
６ 第２操作ボタン（測定モード切換手段）
１０ 距離算出器
１１ モード判断部
１２ カウント部
１３ 表形成部
１４ 距離判定部
１５ 閾値選択部
１６ 距離選択部
ＯＢ 被測定物

Claims (6)

1. パルス状の測定光を被測定物に向かって出射する測定光出射器と、前記被測定物から反射されてくる反射光を受光する反射光受光器と、前記測定光が出射されたときから前記反射光が受光されるまでの経過時間に基いて前記被測定物までの距離を求める距離算出器とを備えた測距装置において、
   測定モードを第１のモードおよび第２のモードに選択的に切り換える測定モード切換手段と、
   前記測定モード切換手段により前記第１のモードに設定されたときに、複数の距離が前記被測定物までの距離として抽出されたときは、前記複数の距離のうち前記測距装置から最も遠い距離を選択し、
   前記測定モード切換手段により前記第２のモードに設定されたときに、複数の距離が前記被測定物までの距離として抽出されたときは、前記複数の距離のうち前記測距装置から最も近い距離を選択する距離選択部とを有することを特徴とする測距装置。
2. 前記距離算出器は、
   前記反射光が所定の条件を満足するときに距離に対応して度数をカウントするカウント部と、
   所定回数だけ繰り返し出射された前記測定光に対する反射光に基づく度数を積算して距離に対応させた度数分布表を作る表作成部と、
   前記表作成部において作成された前記度数分布表におけるカウント度数の合計数が前記測定モードに応じて設定される所定の閾値を超えたか否かを判定する距離判定部とを有し、
   前記度数分布表における前記閾値は、少なくとも所定距離より近距離側の範囲において前記第２のモードの方が前記第１のモードよりも低く設定することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
3. 前記閾値は、前記度数分布表の距離ゾーンが近距離方向にいくにしたがって高くなるように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の測距装置。
4. パルス状の測定光を被測定物に向かって出射し、前記被測定物から反射されてくる反射光を受光するまでの経過時間に基いて前記被測定物までの距離を求める測距方法において、
   測定モードを第１のモードおよび第２のモードに選択的に切り換える切換操作を行い、
   前記切換操作により前記第１のモードに設定されたときに、複数の距離が前記被測定物までの距離として抽出されたときは、前記複数の距離のうち最も遠い距離を選択し、
   前記切換操作により前記第２のモードに設定されたときに、複数の距離が前記被測定物までの距離として抽出されたときは、前記複数の距離のうち最も近い距離を選択することを特徴とする測距方法。
5. 前記パルス状の測定光を被測定物に向かって出射し、
   それぞれの出射について、前記反射光が所定の条件を満足するときに距離に対応して度数カウントを行い、
   所定回数だけ繰り返し出射された前記測定光に対する反射光に基づく度数を積算して距離に対応させた度数分布表を作り、
   このように作成された前記度数分布表におけるカウント度数の合計数が前記測定モードに応じて設定される所定の閾値を超えたか否かを判定し、
   前記度数分布表における前記閾値は、少なくとも所定距離より近距離側の範囲において前記第２のモードの方が前記第１のモードよりも低く設定することを特徴とする請求項４に記載の測距方法。
6. 前記閾値は、前記度数分布表の距離ゾーンが近距離方向にいくにしたがって高くなるように設定されていることを特徴とする請求項５に記載の測距方法。

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