JP2007155356A

JP2007155356A - 測距装置および測距方法

Info

Publication number: JP2007155356A
Application number: JP2005346956A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yajima; 謙一矢島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】複数回測距してみた個々の測距データのバラツキが小さい場合、測距回数を減らすことで測距時間を短縮し、逆に測距データのバラツキが大きい場合、測距回数をより多くすることで測距精度を向上させる。
【解決手段】ステップＳ２０１〜Ｓ２０４により、投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値をＭ回算出する。ステップＳ２０５Ｍ回算出した距離に応じた値のバラつきを標準偏差を使って算出する。このバラつきが所定の範囲に収まっていればＭ回測定した平均値の値は正しいとし、これを最終的にピンと調整のための測距データとする。もし、所定の範囲に収まっていなければ、ステップＳ２０７以降で投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値をＮ回測定し、この（Ｍ＋Ｎ）回測距した平均値を最終的にピンと調整のための測距データとする。
【選択図】図２

Description

この発明は、距離を測定する測距装置および測距方法に関する。

従来の測距装置は、複数回測距した結果に基づき最終的な測距結果を出力する測距装置が知られている。例えば、要求されるＳ／Ｎ比と測距時間に従って測距回数を選択するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、１回目の受光強度で測距回数を設定するものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開平０９−１２６７５５号公報特開２００１−５９９３４公報

このように従来の測距装置においては、測距データのバラツキに基づいて、複数回測距するときの測距回数が決定されていないという問題があった。
この発明は、測距データのバラツキに基づいて、複数回測距するときの測距回数が決定することにより、複数回測距してみた個々の測距データのバラツキが小さい場合、測距回数を減らすことで測距時間を短縮することができる。逆に測距データのバラツキが大きい場合、測距回数をより多くすることで測距精度を向上させた測距装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明においては、投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値を複数回算出し、距離をピント調整に用いるための距離として出力する測距装置において、投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値をＭ（Ｍは２以上の整数）回算出する第１の算出手段と、前記Ｍ回算出した距離に応じた値のバラつきを算出する第１のバラつき算出手段と、前記Ｍ回算出した距離の平均を算出する第１の平均距離算出手段と、前記バラつきが所定の範囲に収まっているとき、前記第１の平均距離算出手段により算出された距離をピント調整に用いるための距離として出力する手段と、前記バラつきが所定の範囲に収まっていないとき、投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値をＮ（Ｎは２以上の整数）回算出する第２の算出手段と、前記（Ｍ＋Ｎ）回算出した距離に応じた値のバラつきを算出する第２のバラつき算出手段と、前記（Ｍ＋Ｎ）回算出した距離の平均を算出する第２の平均距離算出手段と、前記第２の平均距離算出手段により算出された距離をピント調整に用いるための距離として出力する第２の出力手段とを備えたことを特徴とする測距装置を提供する。

なお、装置に係る本発明は方法に係る発明としても成立し、方法に係る本発明は装置に係る発明としても成立する。

この発明によれば、複数回測距してみた個々の測距データのバラツキが小さい場合、測距回数を減らすことで測距時間を短縮することができる。逆に測距データのバラツキが大きい場合、測距回数をより多くすることで測距精度を向上させることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
この実施形態では測距装置として、投射レンズからスクリーン迄の距離を測距するプロジェクタを例に説明する。
図１は、本発明におけるオートフォーカス（ＡＦ）機能を有したプロジェクタの基本構成である。
図１において、プロジェクタ１００はマイコン１０１、赤外光を照射する発光部であるＩＲＥＤ１０３、マイコン１０１からの制御に従ってＩＲＥＤ１０３を駆動するＩＲＥＤ駆動回路１０２、スクリーンから反射した赤外光を受光する受光部であるＰＳＤ(Position Sensitive Detector)１０５、ＰＳＤ１０５の両端から出力された電流値の比から、投射レンズからスクリーンまでの距離に応じたデジタルデータ（以後ＡＦデータと呼ぶ）を算出し、この算出したＡＦデータをマイコン１０１からの指示に従ってマイコン１０１へ出力する測距回路１０４、マイコン１０１からの指示に従ってフォーカス環を駆動しピント調整する駆動回路１０６、から構成される。

次に、図２を用いて、オートフォーカス実行時の動作フローを説明する。
（ステップＳ２０１）
まず、マイコン１０１はＩＲＥＤ駆動回路１０２を制御して、ＩＲＥＤ１０３から赤外光をスクリーンへ照射させる。
すると、図示しない受光レンズは、前記赤外光がスクリーンから反射された反射光をＰＳＤ１０５上に結像させる。
ＰＳＤ１０５はＰＩＮフォトダイオードで構成された半導体素子であり、入射光の光電流をその入射位置に対応する比で分割し、ＰＳＤ１０５の両端子から出力するよう構成されている。

（ステップＳ２０２）
次に、マイコン１０１は測距回路１０４を制御して、測距回路１０４にＡＦデータを算出させる。測距回路１０４は、ＰＳＤ１０５の両端から出力された電流値の比から、投射レンズからスクリーンまでの距離に応じたＡＦデータを算出する。

（ステップＳ２０３）
マイコン１０１は、測距回路１０４から取得したＡＦデータをマイコン１０１内のバッファやマイコン１０１にアクセス可能なＲＡＭ上にセーブする。
（ステップＳ２０４）
マイコン１０１は測距回数が予め指定された回数（Ｍ回）に達したかどうか確認する。Ｍ回に達していなければステップＳ２０１へ戻り、測距を繰り返す。ここでＭ回に達していたら、次のステップＳ２０５へ進む。

（ステップＳ２０５）
マイコン１０１は、Ｍ回蓄積したＡＦデータから、平均値（ｙ１）と標準偏差（σ１）を算出する。さらに、上記平均値ｙ１から距離Ｌを算出する。尚、ＡＦデータＹと距離Ｌには次の（式１）の関係が成立する。

Ｙ＝ａ／Ｌ＋ｂ・・・（１）
なお、（式１）のａとｂはセンサ毎に決まる定数なので、センサ毎にキャリブレーションして求めておく必要がある。
（ステップＳ２０６）
マイコン１０１は、ステップＳ２０５で算出した標準偏差（σ１）と、予め設定しておいたバラツキ基準値（σｓｔｄ）とを比較する。
この比較の結果σ１の方が小さければ、マイコン１０１はＡＦデータのバラツキが基準以下と判断し、ここでＡＦデータの取得を中止し、ステップＳ２０５で算出した距離Ｌを最終的な距離ＬとしてステップＳ２１２へ進む。

また反対に比較の結果σ１の方が小さくなければ、ステップＳ２０７〜Ｓ２１０を実行し、更にＮ回ＡＦデータを取得し、マイコン１０１のＲＡＭに結果を蓄積しておく。なお、このステップＳ２０７〜Ｓ２１０は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４に対応し、ＡＦデータをＭ回でなく新たにＮ回取得するだけであるため説明は省略する。

（ステップＳ２１１）
マイコン１０１は、（Ｍ＋Ｎ）回のＡＦデータの取得が終了したら、（Ｍ＋Ｎ）回のＡＦデータの平均値（ｙ２）を算出すると共に、上記（式１）を使って最終的な距離Ｌを算出し、ステップＳ２１２へ進む。

（ステップＳ２１２）
マイコン１０１は、求めた最終的な距離Ｌから適正なフォーカス量を算出し、フォーカス環駆動回路１０６を駆動しピント調整する。
なお、図２のフローでは、測距回数は２段階（１回目はＭ回、２回目はＮ回測距）に分けた。しかし本発明は２段階に限定せず３段階以上に分けてもよい。図３は、３段階に分けたときのフローを示す図である。図３の例ではマイコン１０１は、３段目として更にＰ回のＡＦデータを得て、ステップＳ２１７にて（Ｍ＋Ｎ＋Ｐ）回のＡＦデータの平均値（ｙ３）を求め、この求めたｙ３から最終的にフォーカスを合わせるのに用いる距離Ｌを算出している。

また、このとき３回以上に分ける場合、測距を継続するか否かを判断する基準値（図２のσｓｔｄ）を一定のままにしてもよいし、段階に応じて可変（段々基準を甘くする等）にしてもよい。

以上説明した通り、この発明によれば、複数回測距してみた個々の測距データのバラツキが小さい場合、測距回数を減らすことで測距時間を短縮することができる。逆に測距データのバラツキが大きい場合、測距回数をより多くすることで測距精度を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明の測距装置の構成を説明するためのブロック図。本発明の測距装置の動作を説明するためのフローチャート。本発明の測距装置の動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１００…プロジェクタ、１０１…マイコン、１０２…ＩＲＥＤ駆動回路、１０３…ＩＲＥＤ、１０４…測距回路、１０５…ＰＳＤ(Position Senstive Detector)、１０６…フォーカス環駆動回路。

Claims

投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値を複数回算出し、距離をピント調整に用いるための距離として出力する測距装置において、
投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値をＭ（Ｍは２以上の整数）回算出する第１の算出手段と、
前記Ｍ回算出した距離に応じた値のバラつきを算出する第１のバラつき算出手段と、
前記Ｍ回算出した距離の平均を算出する第１の平均距離算出手段と、
前記バラつきが所定の範囲に収まっているとき、前記第１の平均距離算出手段により算出された距離をピント調整に用いるための距離として出力する手段と、
前記バラつきが所定の範囲に収まっていないとき、
投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値をＮ（Ｎは２以上の整数）回算出する第２の算出手段と、
前記（Ｍ＋Ｎ）回算出した距離に応じた値のバラつきを算出する第２のバラつき算出手段と、
前記（Ｍ＋Ｎ）回算出した距離の平均を算出する第２の平均距離算出手段と、
前記第２の平均距離算出手段により算出された距離をピント調整に用いるための距離として出力する第２の出力手段とを備えたことを特徴とする測距装置。
前記バラつき算出手段は、回算出した距離に応じた値の標準偏差を用いて、前記バラつきを算出することを特徴とする請求項１記載の測距装置。
投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値を複数回算出し、距離をピント調整に用いるための距離として出力する測距装置において、
投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値をＭ（Ｍは２以上の整数）回算出する第１の算出手段と、
前記Ｍ回算出した距離に応じた値のバラつきを算出する第１のバラつき算出手段と、
前記Ｍ回算出した距離の平均を算出する第１の平均距離算出手段と、
前記バラつきが所定の範囲に収まっているとき、前記第１の平均距離算出手段により算出された距離をピント調整に用いるための距離として出力する手段と、
前記バラつきが所定の範囲に収まっていないとき、
投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値をＮ（Ｎは２以上の整数）回算出する第２の算出手段と、
前記（Ｍ＋Ｎ）回算出した距離に応じた値のバラつきを算出する第２のバラつき算出手段と、
前記（Ｍ＋Ｎ）回算出した距離の平均を算出する第２の平均距離算出手段と、
前記第２の平均距離算出手段により算出された距離をピント調整に用いるための距離として出力する第２の出力手段とを備えたことを特徴とする測距装置。
前記バラつきが前記所定の範囲よりも緩い範囲に収まっているとき、前記第１の平均距離算出手段により算出された距離をピント調整に用いるための距離として出力する手段とを備えたことを特徴とする測距装置。
投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値を複数回算出し、距離をピント調整に用いるための距離として出力する測距方法において、
第１の算出手段により、投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値をＭ（Ｍは２以上の整数）回算出し、
第１のバラつき算出手段により、前記Ｍ回算出した距離に応じた値のバラつきを算出し、
第１の平均距離算出手段により、前記Ｍ回算出した距離の平均を算出し、
前記バラつきが所定の範囲に収まっているとき、前記第１の平均距離算出手段により算出された距離をピント調整に用いるための距離として出力し、
前記バラつきが所定の範囲に収まっていないとき、
第２の算出手段により、投射レンズからスクリーン迄の距離に応じた値をＮ（Ｎは２以上の整数）回算出し、
第２のバラつき算出手段により、前記（Ｍ＋Ｎ）回算出した距離に応じた値のバラつきを算出し、
第２の平均距離算出手段により、前記（Ｍ＋Ｎ）回算出した距離の平均を算出し、
第２の出力手段により、前記第２の平均距離算出手段により算出された距離をピント調整に用いるための距離として出力することを特徴とする測距方法。