JP2007132859A - Ranging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザー等の光を用いて非接触で目的物までの距離を測定する測距装置に関する。 The present invention relates to a distance measuring apparatus that measures the distance to an object in a non-contact manner using light such as a laser.
従来、パルス状の測定光(例えば、レーザー光)を被測定物に向かって照射し、被測定物から反射される測定光の発光から受光までの経過時間を測定して、経過時間とレーザー光の伝播速度に基づき被測定物までの距離を求め、被測定物を視認している視野内に測定結果を表示して被測定物と距離とを同時に測定者に視認させる測距装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の開示例では、被測定物を視認している視野内に測定結果を表示する際に、距離情報などの表示状態(例えば、輝度など)を制御しておらず、また観察像と重ねて距離情報などの表示をしているため視野内の観察像の状態によって(例えば、観察像の明るさなど)距離表示が視認しづらくなるという問題がある。
However, in the disclosed example of
本発明は、上記課題に鑑みて行われたものであり、観察像の状態によって表示装置に表表示される表示情報の輝度等を可変し、測定結果等をより視認しやすくした測距装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a distance measuring device that changes the brightness of display information displayed on a display device according to the state of an observation image and makes it easier to visually recognize measurement results and the like. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本発明は、接眼レンズと対物レンズを有する観察光学系と、パルス状の測定光を目標物に向けて出射する出射装置と、前記目標物から反射された前記測定光の反射光を受光する受光装置と、前記測定光の発光時から前記反射光の受光時までの経過時間に基づき前記目標物までの距離を求める距離演算装置と、前記観察光学系に備えられ、前記距離演算装置で求められた結果を表示し、前記前記観察光学系で取得した観察像を透過可能な表示装置と、前記表示装置の表示状態を制御する表示制御装置を有し、前記測定光の非発光時間に前記受光装置で受光した前記目標物の周辺光または測距装置の周辺光の信号に基づいて前記表示装置の表示状態を制御することを特徴とする測距装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides an observation optical system having an eyepiece and an objective lens, an output device that emits pulsed measurement light toward a target, and the measurement reflected from the target A light receiving device that receives reflected light of a light, a distance calculation device that obtains a distance to the target based on an elapsed time from when the measurement light is emitted to when the reflected light is received, and the observation optical system. A display device capable of displaying a result obtained by the distance calculation device and transmitting an observation image acquired by the observation optical system, and a display control device for controlling a display state of the display device, Provided is a distance measuring device characterized in that the display state of the display device is controlled based on a signal of ambient light of the target or ambient light of the distance measuring device received by the light receiving device during a light non-emission time. .
本発明によれば、表示像の状態によって表示装置に表示される表示情報の輝度等を可変し、測定結果等をより視認しやすくした測距装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the brightness | luminance etc. of the display information displayed on a display apparatus according to the state of a display image can be varied, and the ranging apparatus which made the measurement result etc. easier to visually recognize can be provided.
以下、本発明の一実施の形態に関し図面を参照しつつ説明する。本実施の形態では、ノイズ閾値を基に制御する例を示すが、その他の方法で周辺光の明るさを検知し、制御しても良い。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an example of control based on a noise threshold is shown, but brightness of ambient light may be detected and controlled by other methods.
図1は、本発明にかかる測距装置の内部構造を示す断面図である。図2は本発明にかかる測距装置のファインダ内の表示装置の一例を示す。 FIG. 1 is a sectional view showing the internal structure of a distance measuring device according to the present invention. FIG. 2 shows an example of a display device in the finder of the distance measuring device according to the present invention.
図1、図2において、測距装置1の外周部の上方部にはパワー/測距ボタン2、測定モード等の切替をするモードボタン3が設けられている。パワー/測距ボタン2を押すと電源が入り、再度押すとレーザー発光素子(例えば、レーザーダイオード:以後LDと記す)4から発光されたレーザー光がミラー5、プリズム6、および対物レンズを含む第1光学系7により被測定物A(図2参照)に向けて出射される。
1 and 2, a power / ranging
また、第1光学系7、プリズム6、及び接眼レンズ11により観察光学系を形成し、被測定物AをファインダF内で観察できるように構成されている。プリズム6と接眼レンズ11の間に情報を表示するための表示装置10(例えば、透過型の液晶表示装置:以後LCDと記す)が配置されている。LCD10は、電源がOFF時は各セグメントが透明であり、電源ON時には、図2に示す位置合わせ用の十字マーク12、数値表示14、距離単位表示15(例えば、メートル「m」、ヤード「YD」)、及び電池残量表示マーク16などの各セグメントのみが黒く色づけられて測定者に視認できるように構成されている。
Further, an observation optical system is formed by the first
LCD10に表示される基準マーク12、数値表示14、距離単位表示15及び電池残量マーク16を、被測定物Aを含む周辺光(バックグラウンド)の状態(例えば、明るさ、コントラストなど)に対応して最も視認しやすい状態(例えば、基準マーク12等を構成するセグメントの輝度や透過型のLCD10全体の明るさ(例えば、表示装置の斜め方向に設置したLEDの明るさ)など)に調整して表示し、被測定物AとLCD10とを同時にファインダF内で視認することを可能にしている。LCD10の表示状態の調整の仕方については後述する。
The
測定に際して、測定者が測距装置1を被測定物A方向に向け、接眼レンズ11のファインダF内の基準マーク12を用いてレーザー光の照射位置を決めた後、パワー/測距ボタン2を押すと、LD4が後述するパルス回路からの駆動信号によりパルス発光し、発光されたパルスレーザー光はミラー5で反射され、プリズム6に入射し更にプリズム面6aで反射されて第1光学系7を通じて被測定物Aに照射される。なお、プリズム6のプリズム面6aは、レーザー光を全て被測定物A方向に反射するように構成されているため、レーザー光が接眼レンズ11方向に入射して測定者の目に入っても安全なように、途中の光学系には赤外光カットフィルタ26が設置されている。
At the time of measurement, the measurer points the distance measuring
被測定物Aで反射されたレーザー光の一部は、受光光学系8を介して受光素子(例えば、アバランシェホトダイオード:以後APDと記す)9に集光されて電気信号に変換される。
A part of the laser beam reflected by the object A to be measured is condensed on a light receiving element (for example, avalanche photodiode: hereinafter referred to as APD) 9 through the light receiving
被測定物Aまでの距離は、LD4の発光時(本実施の形態では、LD4の発光回数は550回
)からAPD9の受光時までの経過時間を測定して、経過時間とレーザー光の伝播速度に基づき求める。本測距装置1における距離測定手法は、特許文献1に記載されているものと同様の方法であること、および本願の発明とは直接関係しないことから詳細な説明は省略する。
The distance to the object to be measured A is determined by measuring the elapsed time from the time when the
次に、本発明にかかるLCD10の表示状態の調整の仕方について図3、図4を参照しつつ説明する。図3は、本発明にかかる測距装置の構成を示すブロック図である。図4は、測定光の発光信号と受光信号を模式的に示す図である。
Next, how to adjust the display state of the
図2において、測定者が被測定物Aを接眼レンズ11を通して視認しながらパワー/測距ボタン2を押すと、制御部(以後CPUと記す)20からパルス発生回路21に信号が伝達され、所定の周期のパルスが生成されて、LD4を駆動し図4(a)に示すようなパルスレーザー光を被測定物Aに向けて発光する。図4(b)は、発光レーザパルスと標的から反射された反射パルスの関係を模式的に示したものである。APD9は被測定物Aからのレーザー反射光を受光し、信号処理回路22により処理されCPU20に送られ、距離算出部20aにより距被測定物Aまでの距離が算出される(実際には、APD9は標的以外の反射光もノイズとして受光する)。
In FIG. 2, when the measurer presses the power / ranging
また、LCD10の表示状態の制御のために、パルスレーザー光が発光していない時間(以後、非発光時間と言う)に、被測定物Aや測距装置1の周辺から受光光学系8に入射する光をAPD9で受光しノイズ閾値設定回路23で受光したその強度に基づきノイズ閾値Vs(図4(b)参照)を設定する。このノイズ閾値Vsは、被測定物Aや測距装置1の周辺の明るさによって値が変化し、被測定物Aや測距装置1の周辺が明るければノイズ閾値Vsは高くなり、逆に暗ければノイズ閾値Vsは低くなる。ノイズ閾値設定回路23からの信号はCPU20のノイズ閾値制御部20bに送られる。ノイズ閾値制御部20bからの制御信号は表示輝度制御部20dに送られてLCD10の表示状態(例えば、輝度や明るさ)がノイズ閾値Vsに応じて決められてファインダF内に各種情報が表示される。なお、上記ノイズ閾値Vsは、測距時(測距のために発光パルスを発射した時点からのタイミング)における距離判定閾値の基準となる閾値であり、後述する時間内で測定されて表示状態の制御に用いられる。
Further, in order to control the display state of the
この結果、被測定物Aや測距装置1の周辺が明るくファインダF(図2参照)内が明るい場合には、LCD10の表示部分の各セグメントの濃度を濃くして(ファインダF内で各セグメントが黒く表示される)、測定者に表示部分を視認しやすくする。また、ファインダF内の観察像の明るさに応じてノイズ閾値Vsが変化するので、変化したノイズ閾値Vsに応じてLCD10の表示部分の各セグメントの濃度を調整する。また、被測定物Aの周辺が暗い場合には、LCD10の表示部分の各セグメントが視認しづらくなるので、LCD10の照明光であるイルミネーション24(例えば、LCD10の斜め方向に設置したLED)を点灯してLCD10の周辺を明るくすることで測定者に視認しやすくする。
As a result, when the periphery of the object A or the distance measuring
このように、本発明にかかる測距装置1では、LD4の非発光時間中にAPD9で測定された被測定物Aや測距装置1のの周辺光に基づきノイズ閾値Vsを求め、これによりLCD10の表示状態を制御することでファインダF内の観察像の明るさによらずLCD10の表示を容易に視認することが可能になる。
Thus, in the distance measuring
なお、表示装置10が輝度調整可能な素子の場合には、各セグメントの輝度を観察像の明るさに応じたノイズ閾値Vsの対応して可変にすることで表示を視認しやすくすることができる。表示装置10には、液晶表示装置(LCD)のほかに有機表示装置(EL)などを用いることができる。
When the
ノイズ閾値Vsは、レーザー光の非発光時間である、パワー/測距ボタン2を押してレーザー光が発光開始するまでの時間(図4(b)のPa)、または各パルスレーザー光の間の非発光時間(図4(b)のP1.P2・・・Pn−1、Pn)の少なくとも1つの時間、或いは所定のパルスレーザー光が発光し終わった後の時間(図4(b)のPb)、に被測定物Aの周辺光をAPD9で受光して設定する。上記いずれの時間を用いるかは適宜設計で決めることができるし、モードボタン3で選択するようにすることも可能である。
The noise threshold Vs is a non-light emission time of the laser light, a time from when the power / ranging
例えば、図4(b)のPaの時期にノイズ閾値Vsを決定する場合、ここで決定されたノイズ閾値Vsは、測距のための発光パルスの発射中、固定値としても良い。また、図4(b)のP1、P2、Pn−1、Pnの各時期で閾値Vsを決定する場合、各閾値をVsに合わせ、その都度表示輝度制御を行えばリアルタイムでの表示輝度制御を行うことができる。 For example, when the noise threshold value Vs is determined at the time Pa in FIG. 4B, the noise threshold value Vs determined here may be a fixed value during emission of a light emission pulse for distance measurement. Further, when the threshold value Vs is determined at each of P1, P2, Pn-1, and Pn in FIG. 4B, the display brightness control in real time can be performed by adjusting each threshold value to Vs and performing display brightness control each time. It can be carried out.
図5は、本発明にかかる測距装置1の表示制御フローを示す。以下、ステップ毎に説明する。
FIG. 5 shows a display control flow of the
(ステップS1)
接眼レンズ11を介してファインダF内の被測定物Aに測距装置1を向けパワー/測距ボタンを押す。
(Step S1)
The
(ステップS2)
レーザー光の非発光時間(図4(b)のPa、Pb)における被測定物Aや測距装置1の周辺光を受光光学系8により受光素子9に集光検出する。
(Step S2)
The light to be measured A and the ambient light of the
(ステップS3)
受光素子9からの信号を増幅する。
(Step S3)
The signal from the
(ステップS4)
増幅された信号を処理してノイズ閾値信号を形成する。
(Step S4)
The amplified signal is processed to form a noise threshold signal.
(ステップS5)
形成されたノイズ閾値信号をA/D変換してデジタル処理可能な信号に変換する。
(Step S5)
The formed noise threshold signal is A / D converted into a signal that can be digitally processed.
(ステップS6)
ステップS6でデジタル化されたノイズ閾値信号は、CPU20に送られる。CPU20では、メモリ20cに記憶されている閾値・輝度変換テーブル値を参照して表示の輝度が決定される。
(Step S6)
The noise threshold signal digitized in step S6 is sent to the
(ステップS7)
閾値・輝度変換テーブル値で決められた値は、表示制御部20dに送られてLCD10の表示輝度やイルミネーション24の明るさが設定される。
(Step S7)
The value determined by the threshold / brightness conversion table value is sent to the
(ステップS8)
設定された表示輝度値に基づきLCD10の輝度やイルミネーション24の明るさがノイズ閾値に対応して表示されるが、これは必須ではない。
(Step S8)
Although the brightness of the
なお、ノイズ閾値Vsを決める際に、測距用ではないレーザー光を測距前(図4(b)のPa)にパルス発光するようにして(プリ発光)、ステップS2以降の処理をそれぞれ行うようにすることも可能である。 When determining the noise threshold Vs, laser light that is not used for distance measurement is pulse-emitted before distance measurement (Pa in FIG. 4B) (pre-light emission), and the processes after step S2 are performed. It is also possible to do so.
また、プリ発光に代えて、実際の測距時のパルスレーザー光の間の非発光時間(図4(b)のP1〜Pn)のノイズ閾値測定してその平均値をノイズ閾値Vsとして用いLCD10の輝度やイルミネーション24の明るさを設定することも可能である。このように実際の測距時点にノイズ閾値Vsの設定を行うことによって測距時点に即したファインダF内の背景に対してLCD10やイルミネーション24の明るさを設定することができ、測定者の視認性をより向上することができる。また、表示部の表示の色を制御するようにしても良い。また、使用者の好みに応じ表示状態を決定、変更する機能を有しても良い。
Further, instead of the pre-emission, the
以上、本発明によれば、測距する被測定物周辺の明るさに伴うファインダ内観察像の明るさに応じて表示装置(LCDなど)の表示状態を最適化することができ、測定者にファインダ内の基準マークや距離測定結果をより視認しやすく表示することができる。 As described above, according to the present invention, the display state of the display device (LCD or the like) can be optimized according to the brightness of the observation image in the finder according to the brightness around the object to be measured. The reference marks in the viewfinder and the distance measurement results can be displayed more easily.
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。また、周辺光を受光する専用の受光素子を別に備えたものでも良い。 The above-described embodiment is merely an example, and is not limited to the above-described configuration and shape, and can be appropriately modified and changed within the scope of the present invention. Further, a separate light receiving element for receiving ambient light may be provided.
1 測距装置
2 パワー/測距ボタン
3 モード設定ボタン
4 レーザー発光素子(LD)
5 ミラー
6 プリズム
7 第1光学系
8 受光光学系
9 受光素子
10 表示装置(LCD)
11 接眼レンズ
12 基準マーク
14 距離数値
15 距離単位表示
16 電池残量表示マーク
20 制御部(CPU)
21 パルス発生回路
22 増幅、A/D回路
23 ノイズ閾値設定回路
24 イルミネーション
26 赤外光カットフィルタ
A 被測定物
F ファインダ
Vs ノイズ閾値
DESCRIPTION OF
5
DESCRIPTION OF
21
Claims (5)
パルス状の測定光を目標物に向けて出射する出射装置と、
前記目標物から反射された前記測定光の反射光を受光する受光装置と、
前記測定光の発光時から前記反射光の受光時までの経過時間に基づき前記目標物までの距離を求める距離演算装置と、
前記観察光学系に備えられ、前記距離演算装置で求められた結果を表示し、前記前記観察光学系で取得した観察像を透過可能な表示装置と、
前記表示装置の表示状態を制御する表示制御装置を有し、
前記測定光の非発光時間に前記受光装置で受光した前記目標物の周辺光または測距装置の周辺光の信号に基づいて前記表示装置の表示状態を制御することを特徴とする測距装置。 An observation optical system having an eyepiece and an objective lens;
An emission device that emits pulsed measurement light toward a target; and
A light receiving device that receives the reflected light of the measurement light reflected from the target;
A distance calculation device for obtaining a distance to the target based on an elapsed time from when the measurement light is emitted to when the reflected light is received;
A display device that is provided in the observation optical system, displays a result obtained by the distance calculation device, and is capable of transmitting an observation image acquired by the observation optical system;
A display control device for controlling a display state of the display device;
A distance measuring device that controls a display state of the display device based on a signal of ambient light of the target or ambient light of the distance measuring device received by the light receiving device during a non-emission time of the measurement light.
前記表示制御装置は、前記ノイズ閾値により前記表示装置の表示状態を制御することを特徴とする請求項1に記載の測距装置。 A noise threshold setting device for setting a noise threshold based on a signal of ambient light of the target or ambient light of the distance measuring device received by the light receiving device during a non-emission time of the measurement light;
The distance measuring device according to claim 1, wherein the display control device controls a display state of the display device based on the noise threshold.
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