JP7388064B2 - Distance measuring device and method - Google Patents
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Description
本発明は、測距装置および測距方法に関するものである。 The present invention relates to a distance measuring device and a distance measuring method.
撮像領域に向けてレーザー光を照射し、撮像領域に存在する物体からの反射光を受光して、出射から受光までの時間差から物体までの距離を算出する測距方法が知られている。かかる測距方式はTOF(タイム・オブ・フライト)方式として既に知られている。TOF方式によって測距する測距装置のことをTOFカメラあるいは測距カメラということがある。また、特許文献1では撮像装置と記載しているが、特許文献1の記載されている撮像装置はTOFカメラの一例である。
A distance measuring method is known in which a laser beam is irradiated toward an imaging region, reflected light from an object present in the imaging region is received, and the distance to the object is calculated from the time difference between the emission and reception of the light. Such a distance measuring method is already known as the TOF (time of flight) method. A distance measuring device that measures distance using the TOF method is sometimes referred to as a TOF camera or a distance measuring camera. Further, although
TOF方式によって測距する測距装置(TOFカメラ)では、被写体からの反射光の受光レベル(受光量)が重要である。この受光レベルが低いとセンサ出力信号がノイズに埋もれ、受光レベルが高すぎるとセンサ出力信号が飽和して正確な測距値を得ることができない。特許文献1記載の発明は、測光部による測光エリアを設定し、測光エリアの測光量が正常値になるように照明部による照明光量を制御して、正確な測距値を得ようとするものである。
BACKGROUND ART In a distance measuring device (TOF camera) that measures distance using the TOF method, the level (amount of light received) of reflected light from a subject is important. If the light reception level is low, the sensor output signal will be buried in noise, and if the light reception level is too high, the sensor output signal will be saturated, making it impossible to obtain an accurate distance measurement value. The invention described in
前記特許文献1記載の撮像装置(TOFカメラ)は、測距対象領域測光量に基づいて露光制御を行う。すなわち、測光部により露光量を測光し、測光値が正常値以上であれば照明部による照明光量を下げ、測光値が正常値以下であれば照明部による照明光量を上げるようになっている。しかし、特許文献1記載の撮像装置(TOFカメラ)では、照明部によって被写体に照明された照射光が被写体により反射され撮像装置(TOFカメラ)に到達する反射光の光量について、この反射光の光量が撮像装置(TOFカメラ)から被写体までの距離に応じて変動することについて、考慮されていない。そのため、測距可能な範囲を拡張する、という観点で改善の余地がある。
The imaging device (TOF camera) described in
本発明は、以上述べたような従来技術の課題を解消するためになされたもので、測距可能な範囲を拡張することができる測距装置および測距方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a distance measuring device and a distance measuring method that can expand the measurable range.
本発明に係る撮像装置は、
複数の発光領域を2次元に配置してなる光源と、
前記光源から出射された出射光を測距領域へ導く光学素子と、
前記出射光が前記測距領域に存在する測距対象により反射された反射光を受光する受光部と、
を備えた測距装置であって、
前記受光部は複数の受光領域に分けられており、
前記複数の受光領域に対応する前記光源の各発光領域の発光量を各発光領域毎に制御する領域別光量制御部と、
前記受光領域毎に受光量を計測する領域光量計測部と、
前記光源の発光から前記受光部による受光までの時間を前記受光領域ごとに計測することで前記受光領域ごとに前記測距対象までの距離を計測する測距部と、
を有し、
前記領域別光量制御部は、前記光源の各発光点を同じ光量で同時発光させて予備発光を行い、前記予備発光によって前記領域光量計測部で計測された受光領域毎の受光量に基づき本発光の発光量を制御し、
前記測距部は、前記本発光によって前記受光領域ごとに前記測距対象までの距離を計測することを最も主要な特徴とする。
The imaging device according to the present invention includes:
A light source formed by two-dimensionally arranging a plurality of light emitting regions;
an optical element that guides the emitted light emitted from the light source to a ranging area;
a light receiving unit that receives reflected light from which the emitted light is reflected by a distance measurement target existing in the distance measurement area;
A distance measuring device comprising:
The light receiving section is divided into a plurality of light receiving areas,
a region-specific light amount control unit that controls the amount of light emitted by each light emitting region of the light source corresponding to the plurality of light receiving regions;
an area light amount measurement unit that measures the amount of light received for each of the light receiving areas;
a distance measurement unit that measures the distance to the distance measurement target for each of the light reception areas by measuring the time from the light emission of the light source to the reception of light by the light reception unit for each of the light reception areas;
has
The region-based light amount control section performs preliminary light emission by simultaneously causing each light emitting point of the light source to emit light with the same amount of light, and performs main light emission based on the amount of light received for each light receiving area measured by the area light amount measurement section by the preliminary light emission. Controls the amount of light emitted by
The most important feature of the distance measuring section is that it measures the distance to the distance measurement target for each of the light receiving areas by the main light emission.
本発明に係る撮像方法は、
複数の発光領域を2次元に配置してなる光源と、
前記光源から出射された出射光を測距領域へ導く光学素子と、
前記出射光が前記測距領域に存在する測距対象により反射された反射光を受光する受光部と、
を備えた測距装置を用いた測距方法であって、
前記受光部は複数の受光領域に分けられており、
前記複数の受光領域に対応する前記光源の各発光領域の発光量を各発光領域毎に制御する領域別光量制御工程と、
前記受光領域毎に受光量を計測する領域光量計測工程と、
前記光源の発光から前記受光部による受光までの時間を前記受光領域毎に計測することで前記受光領域毎に前記計測対象までの距離を計測する測距工程と、
を有し、
前記領域別光量制御工程は、前記光源の各発光点を同じ光量で同時発光させて予備発光を行い、前記予備発光によって領域光量計測工程で計測された領域毎の受光量に基づき本発光の発光量を制御し、
前記測距工程は、前記本発光によって前記受光領域ごとに前記測距対象までの距離を計測することを最も主要な特徴とする。
The imaging method according to the present invention includes:
A light source formed by two-dimensionally arranging a plurality of light emitting regions;
an optical element that guides the emitted light emitted from the light source to a ranging area;
a light receiving unit that receives reflected light in which the emitted light is reflected by a distance measurement target existing in the distance measurement area;
A distance measuring method using a distance measuring device equipped with
The light receiving section is divided into a plurality of light receiving areas,
a region-based light amount control step of controlling the amount of light emitted from each light emitting region of the light source corresponding to the plurality of light receiving regions for each light emitting region;
an area light amount measurement step of measuring the amount of light received for each of the light receiving areas;
a distance measuring step of measuring the distance to the measurement target for each of the light receiving areas by measuring the time from the light emission of the light source to the reception of light by the light receiving unit for each of the light receiving areas;
has
In the region-specific light amount control step, each light emitting point of the light source simultaneously emits light with the same amount of light to perform preliminary light emission, and the main light emission is performed based on the amount of light received for each region measured in the region light amount measurement step by the preliminary light emission. control the amount,
The most important feature of the distance measuring step is to measure the distance to the distance measurement target for each of the light receiving areas by the main light emission.
本発明によれば、遠距離の被写体に対しても近距離の被写体に対しても測距可能な範囲を拡張することができる。 According to the present invention, it is possible to expand the measurable range for both long-distance objects and short-distance objects.
以下、本発明に係る測距装置および測距方法の実施例を、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of a distance measuring device and a distance measuring method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施例1]
図1は、本発明に係る測距装置の実施例であるTOFカメラ10を示す。図1において、TOFカメラ10は、メガヘルツ[MHz]程度に周波数変調された矩形波もしくはサイン波状のレーザー光を投光する投光系20と、投射光が物体すなわち被写体に当たって反射してきた光を受光する受光系30を備えている。
[Example 1]
FIG. 1 shows a
投光系20は、光源として垂直共振器面発光レーザー(以下「VCSEL」という)21を有する。本実施例におけるVCSEL21は、複数の発光領域を2次元に配置している。VCSEL21は、その各発光領域による発光動作が発光制御部50によって制御される。投光系20はまた、VCSEL21の各発光点から発光される光を必要な画角に広げて投光するレンズ22を有する。
The
TOFカメラ10は判断部40を有している。判断部40は、発光制御部50を制御することによって、VCSEL21の各発光領域による発光タイミング、発光量などを制御する。
The TOF
受光系30は、被写体に当たって反射してきた光を集光する受光レンズ31と、受光レンズ31で集められた光を受光して光電変換する受光センサ32を有する。本実施例では、受光センサ32としてTOFセンサを用いている。受光センサ32は、センサ素子による受光領域がVCSEL21の各発光領域の配置と同じ2次元に配置され、検出信号がセンサ各素子から決められた領域ごとに分割して出力される。
The light-receiving
以上説明したように、TOFカメラ10は、複数の発光領域を2次元に配置したレーザー光源を用い、撮像素子の撮像面を、上記複数の発光領域と同じ数で同じ配置の複数の領域にメッシュ状に分割することで撮像領域を複数の領域に分け、各領域について測距する。
As explained above, the
受光センサ32の検出信号は測光/制御部60に入力される。測光/制御部60は、TOFセンサからなる受光センサ32の各検出領域からのセンサ出力値を統計処理し、撮像領域毎に受光レベル(受光量)を計測する領域光量計測部として機能する。測光/制御部60はまた、受光センサ32の受光時間、受光感度、タイミング等を、VCSEL21の各発光領域からの投光制御と同期して制御する。上記領域光量計測部としての機能は、VCSEL21によるレーザー光の予備発光時も撮像領域毎に受光レベル(受光量)を計測し、この撮像領域毎の受光量に基づいて本発光時の発光量が後で説明する領域別光量制御部41によって制御される。
A detection signal from the
判断部40は、受光センサ32の受光領域毎のセンサ出力統計値から、撮影時のVCSEL21の発光領域毎の発光量および受光センサ32の受光感度を決定する領域別光量制御部41を有する。また、判断部40は、VCSEL21によるレーザー光の発光から、受光センサ32による受光までの時間を撮像領域ごとに計測することで撮像領域ごとの測距対象までの距離を計測する測距部42を有する。
The determining
TOFカメラ10による距離測定動作は、一般的な位相検出方式のTOFカメラ動作と同等であり、周知の技術である。例えば、特開2018-077143号公報に記載されているTOFカメラと同様の技術を用いることができる。よって、TOFカメラ10による詳細な距離測定動作の説明は省略する。
The distance measurement operation by the
次に、図2に示す光源として使用するVCSEL21の、2次元アレイの素子配置について説明する。図2は、VCSEL21の発光面を模式的に示した図であり、黒丸が発光領域を示しており、縦方向および横方向にそれぞれ8個、合計64個の発光領域が配列されている。また、各発光領域内に、複数のVCSEL素子が等間隔で配置されている。
Next, the element arrangement of the two-dimensional array of the
図2では、VCSEL素子の上側の縁部と左側の縁部に沿って、それぞれ横方向の照度分布曲線と縦方向の照度分布曲線が示されている。これらの照度分布曲線のうち、点線は各素子の照度分布曲線、実線は全素子を同時に発光させた場合の照度分布曲線を示す。これらの照度分布曲線からわかるように、全素子同時発光時には、ほぼ均一な面発光となる。換言すると、素子の配置間隔は、均一な面発光となるように決められている。VCSEL素子の仕様によって異なるが、1辺がおおよそ50μm程度のスケールである。 In FIG. 2, horizontal and vertical illuminance distribution curves are shown along the upper and left edges of the VCSEL element, respectively. Among these illuminance distribution curves, the dotted line shows the illuminance distribution curve of each element, and the solid line shows the illuminance distribution curve when all the elements emit light at the same time. As can be seen from these illuminance distribution curves, when all the elements emit light simultaneously, substantially uniform surface light emission occurs. In other words, the arrangement intervals of the elements are determined so as to provide uniform surface emission. Although it varies depending on the specifications of the VCSEL element, the scale is approximately 50 μm on one side.
図3は、VCSEL21の全領域を同じ光量で発光させ、被写体からの反射光を受光センサ32で受光し、受光センサ32から出力される検出信号について示したもので、被写体距離に対する受光センサ32の出力の関係を示す。図3の横軸は被写体距離、縦軸は受光センサ32の出力を0から255までのレベルで表している。当然ながら、被写体は受光センサ32の視野内にある被写体である。
FIG. 3 shows the detection signal output from the
ここで、受光センサ32における受光面の横方向をX方向、縦方向をY方向、受光面と直交し受光面から離れる方向をZ方向と定義すると、受光面はXY平面となる。受光センサ32から測距する領域(測距領域)を見た場合、測距領域に存在する物体がXY平面と平行な平面でない限り、XY平面上の各分割領域に存在する物体までの距離すなわち被写体までの距離は分割領域ごとに異なる。
Here, if the horizontal direction of the light receiving surface of the
そして、TOF方式による測距光の光量を均一にして撮像領域に向けて発光すると、近距離の被写体が存在する領域では反射光のレベルが高くなり、受光センサ32の出力レベルが飽和する。また、遠距離の被写体が存在する領域では反射光のレベルが低くなり、受光センサ32の出力信号がノイズに埋もれる。つまり、被写体位置が近すぎる場合と遠すぎる場合のいずれでも、測距不可能となりあるいは測距精度が劣化し、結果として、測距可能な被写体の距離範囲が制限される
Then, when the amount of distance measuring light by the TOF method is made uniform and is emitted toward the imaging area, the level of reflected light becomes high in an area where a nearby object exists, and the output level of the
具体的に説明する。VCSEL21がアレイ状に配置された全画素につき同じ光量で発光すると、図3に示すように、遠方の被写体による反射光は減衰し受光センサ32の出力は小さくなる。図3に示す例では、被写体距離が7mを超えるとセンサ出力と被写体距離の関係が非線形となり、測距精度が劣化するため、受光センサ32の出力は無効とする。近距離被写体に対しては、反射光の減衰は少ないため、受光センサ32の出力は大きくなる。
I will explain in detail. When the
図8は、近距離または遠距離被写体において、受光センサ32による測距精度が劣化し、あるいは測距不能となる理由について説明している。図8(a)は、VCSEL21の発光量と時間を示している。発光波形は矩形状の波形である。
FIG. 8 explains the reason why the accuracy of distance measurement by the
図8(b)は、被写体距離が中間距離(1~7m)での受光センサ32の出力波形を示す。受光波形は矩形ではなく、少し遅延を持つ正弦波状の波形となり、発光と受光の位相差Δtを測定するポイントを決めるため、受光センサ32に出力判断閾値を設け、このレベルに達するまでの時間を計測し、その位相差を距離に換算する。中間距離にある被写体については精度の良い測距が可能である。
FIG. 8(b) shows the output waveform of the
図8(c)は、被写体距離が近距離時(1m以内)の受光センサ32の出力波形を示す。被写体が近距離にあると、受光センサ32の出力が大きく飽和するため、波形の立ち上がりが急峻となる。このため、本来想定された正弦波形に対して、受光センサ32の出力が判断閾値(この例では50%)に達する時間に誤差が生じる。この誤差成分は図2(b)中のEで示される。この誤差Eの影響は、前記位相差Δtが小さい近距離ほど大きくなるため、近距離で受光センサ32の出力が飽和する場合には測距誤差が大きくなる。そのため、受光センサ32の出力が飽和する場合は測距演算を行わない。
FIG. 8(c) shows the output waveform of the
図8(d)は、被写体が遠距離(7m以遠)にある場合の受光センサ32の出力を示す。被写体が遠距離になるほど、受光センサ32の受光量が低下する。このため、受光センサ32の出力が位相差計測に必要な判断閾値を超えることがなく、前記位相差Δtの計測ができなくなる。この場合も、測距演算は行わない。
FIG. 8(d) shows the output of the
図8から明らかなように、VCSEL21の全素子による1回の同じ光量、同時発光で測距可能な被写体距離は一定の範囲に限られる。
As is clear from FIG. 8, the distance to a subject that can be measured by simultaneously emitting the same amount of light once by all elements of the
図4は、受光センサ32の出力に応じたVCSEL21の発光量制御について示している。図4の横軸は受光センサ32の出力で、最大レベルを255、最小レベルを0で表している。縦軸はVCSEL21の発光量で、最大3Wである。
FIG. 4 shows the control of the amount of light emitted from the
図4に示すように、VCSEL21の全素子を同じ光量で同時に発光したとき(1回目の発光、予備発光)の受光センサ32の出力に応じて2回目の発光すなわち本発光におけるVCSEL21の発光量を制御する。被写体までの距離が遠く、予備発光において受光センサ32の出力が微小で測距ができない場合には、本発光におけるVCSEL21の発光量を大きくする。被写体までの距離が近く、予備発光において受光センサ32の出力が飽和してしまい、測距ができない場合には、本発光におけるVCSEL21の発光量を小さくする。このような本発光における発光量の制御は、前記領域別光量制御部41が前記発光制御部50を制御することによって行われる。
As shown in FIG. 4, when all elements of the
図5(a)及び図5(b)は、受光センサ32の受光領域毎の測光値に応じたVCSEL21の発光量制御について説明している。図5(a)は、受光センサ32の受光領域を8×8分割したときの予備発光における各領域の受光センサ32の出力分布例を塗りつぶしパターンを変えることで表している。具体的には、受光センサ32の出力に応じて、出力が大きい領域を濃度が薄い塗りつぶしパターンで表現し、出力が小さい領域を濃度が濃い塗りつぶしパターンで表現している。換言すると、濃度が薄い塗りつぶしパターンで表現された領域は、この領域にある被写体までの距離が近いことを示しており、濃度が濃い塗りつぶしパターンで表現された領域は、この領域にある被写体までの距離が遠いことを示している。被写体が実質的に無限遠の位置にある領域は最も濃度が濃い塗りつぶしパターンで表現しており、被写体が最至近の位置にある領域、換言すると、受光センサ32の出力が最大となる領域(受光センサ32の出力が飽和している領域)は塗りつぶしパターンを用いず、白色で示している。なお、図5(a)では、説明を簡素化するために、白色を含めた5種類の塗りつぶしパターンで表現しているが、実際の受光センサ32の出力が5段階であることを示しているものではない。
5(a) and 5(b) explain the control of the amount of light emitted by the
図5(b)は、予備発光において受光センサ32の出力分布が図5(a)に示す例のようになった場合にVCSEL21に対して設定される領域毎の発光量を塗りつぶしパターンを変えることで表している。塗りつぶしパターンの濃度が薄くなるほど発光量が大きいことを表している。図5(a)に対応して、被写体が近距離にあると思われる領域では、VCSEL21の発光量が小さく、被写体が遠距離にあると思われる領域については、VCSEL21の発光量が大きくなるように、制御する。なお、図5(a)と同様に図5(b)では、説明を簡素化するために、白色を含めた5種類の塗りつぶしパターンで表現しているが、実際のVCSEL21の発光量が5段階であることを示しているものではない。
FIG. 5(b) shows how to change the filling pattern of the light emission amount for each area set for the
図6は、受光センサ32を標準感度に設定した通常撮影の処理フローを示す。STEP1では撮影前の予備発光を行う。このときVCSEL21の発光量は全画素共通とし、全領域均一の発光量となるように設定する。
FIG. 6 shows a processing flow for normal photography in which the
STEP2では、予備発光の反射光を受光センサ32で受光し検知する。受光センサ32の受光領域は前述の通り分割されていて、それぞれの領域におけるセンサ出力値から各領域の統計値を算出する。
In
STEP3では、STEP2で算出された各受光領域の統計値から、本撮影時のVCSEL21の各領域における発光量を設定する。VCSEL21の発光量については、図5(a)及び図5(b)において説明した通りである。
In
STEP4では、STEP3で設定されたVCSEL21の発光量で発光させ本発光を行う。STEP5では、発光タイミングに合わせて受光センサ32のデータを取得する。
In
STEP6では、STEP5で取得された受光センサ32のデータから、測距処理を実行し、画角内の被写体の距離情報を算出する。以上のとおり、VCSEL21の発光領域ごとに適正な発光量を設定することで、測距可能な被写体距離のレンジを拡大することが可能になる。
In STEP 6, distance measurement processing is executed from the data of the
[実施例2]
図7は、受光センサ32の感度を設定し直す場合であって、高感度による撮影の処理フローの例を示す。図7におけるSTEP1~5は、図6の処理フローにおけるSTEP1~5と同様であり、撮影データ取得まで実行する。STEP6で、本発光時の反射光を受光センサ32で検知し、受光領域毎のセンサ出力の統計値を算出し、センサ出力が小さく測距できない領域すなわち要感度アップ領域を検知する。
[Example 2]
FIG. 7 shows a case where the sensitivity of the light-receiving
STEP7では、STEP6で検知された要感度アップ領域のみについて受光センサ32の受光感度を上げる。STEP8では、VCSEL21の発光領域ごとに発光量を設定し、この設定に従いSTEP9でVCSEL21の各発光領域を発光させる。
In STEP7, the light-receiving sensitivity of the light-receiving
STEP10では、受光センサ32で受光領域ごとに測光する。STEP11では、STEP10における測光の結果、要感度アップ領域があるか否かを確認し、要感度アップ領域が残っている場合はSTEP7に戻りその領域の感度を高めて再測光する。要感度アップ領域が無い場合はSTEP12に進んで撮影処理を行い、受光センサ32による検出データを格納する。STEP11では、要感度アップ領域が残っていればSTEP7からのフローを繰り返し、撮影回数がN回を上限とし、STEP12の撮影処理を行う。
In
STEP13では、STEP12で取得された受光センサ32のデータから、測距処理を実行し、画角内の被写体の距離情報を算出する。
In STEP 13, distance measurement processing is executed from the data of the
以上のように処理することで、VCSEL21の発光領域ごとの適正な発光量、受光センサ32の受光領域ごとの適正な感度となり、測距可能な被写体距離のレンジを図6にしめすレンジよりも更に拡大することが可能になる。
By processing as described above, the appropriate amount of light emission for each light emitting area of the
以上説明した実施例では、複数の発光領域を2次元に配置してなるレーザー光源として、複数の発光領域を2次元に配置したVCSELを用いて説明した。しかし、複数の発光領域を2次元に配置してなる光源であれば、VCSELに限定されるものではない。 In the embodiments described above, a VCSEL in which a plurality of light emitting regions are arranged two-dimensionally is used as a laser light source in which a plurality of light-emitting regions are arranged two-dimensionally. However, the light source is not limited to a VCSEL as long as it is a light source formed by two-dimensionally arranging a plurality of light emitting regions.
20 投光系
22 光学素子
30 受光系
32 受光センサ
41 領域別光量制御部
42 測距部
50 発光制御部
20
Claims (14)
複数の受光領域を有する受光部を含み、前記光源から出射された出射光が前記測距領域に存在する測距対象により反射された反射光を受光し検出信号を出力する受光系と、
前記複数の受光領域に対応する前記光源の各発光領域の発光量を、発光領域毎に制御する領域別光量制御部と、
前記受光領域毎に受光量を計測する領域光量計測部と、
を備え、
前記領域別光量制御部は、前記投光系に第1の投光を行わせ、
前記受光系は、前記第1の投光による第1の検出信号を出力し、
前記領域別光量制御部は、前記領域光量計測部で前記第1の検出信号に基づき計測された前記受光領域毎の受光量に基づき第2の投光における前記各発光領域の発光量を制御して前記投光系に第2の投光を行わせ、
前記受光系は、前記第2の投光による第2の検出信号を出力することを特徴とする測距装置。 a light projection system including a light source having a plurality of light emitting regions and projecting light onto a distance measurement region ;
a light receiving system that includes a light receiving section having a plurality of light receiving areas, receives reflected light emitted from the light source and reflected by a distance measurement target existing in the distance measurement area , and outputs a detection signal;
a region- specific light amount control unit that controls the amount of light emitted from each light emitting region of the light source corresponding to the plurality of light receiving regions for each light emitting region;
an area light amount measurement unit that measures the amount of light received for each of the light receiving areas;
Equipped with
The area - specific light amount control unit causes the light projection system to perform first light projection,
The light receiving system outputs a first detection signal by the first light projection,
The area-specific light amount control unit controls the amount of light emitted from each of the light emitting areas in the second light projection based on the amount of light received for each light receiving area measured by the area light amount measurement unit based on the first detection signal. causing the light projection system to perform a second light projection ,
The distance measuring device is characterized in that the light receiving system outputs a second detection signal based on the second light projection .
前記光源から出射された出射光を測距領域へ導く光学素子と、
前記出射光が前記測距領域に存在する測距対象により反射された反射光を受光する受光部と、
を備えた測距装置であって、
前記受光部は複数の受光領域に分けられており、
前記複数の受光領域に対応する前記光源の各発光領域の発光量を、発光領域毎に制御する領域別光量制御部と、
前記受光領域毎に受光量を計測する領域光量計測部と、
前記光源の発光から前記受光部による受光までの時間を前記受光領域ごとに計測することで前記受光領域ごとに前記測距対象までの距離を計測する測距部と、
を有し、
前記領域別光量制御部は、前記光源の各発光点を同じ光量で同時発光させて予備発光を行い、前記予備発光によって前記領域光量計測部で計測された受光領域毎の受光量に基づき本発光の発光量を制御し、
前記測距部は、前記本発光によって前記受光領域ごとに前記測距対象までの距離を計測することを特徴とする測距装置。 A light source formed by two-dimensionally arranging a plurality of light emitting regions;
an optical element that guides the emitted light emitted from the light source to a ranging area;
a light receiving unit that receives reflected light from which the emitted light is reflected by a distance measurement target existing in the distance measurement area;
A distance measuring device comprising:
The light receiving section is divided into a plurality of light receiving areas,
a region-specific light amount control unit that controls the amount of light emitted from each light emitting region of the light source corresponding to the plurality of light receiving regions for each light emitting region;
an area light amount measurement unit that measures the amount of light received for each of the light receiving areas;
a distance measurement unit that measures the distance to the distance measurement target for each of the light reception areas by measuring the time from the light emission of the light source to the reception of light by the light reception unit for each of the light reception areas;
has
The region-based light amount control section performs preliminary light emission by simultaneously causing each light emitting point of the light source to emit light with the same amount of light, and performs main light emission based on the amount of light received for each light receiving area measured by the area light amount measurement section by the preliminary light emission. Controls the amount of light emitted by
The distance measuring device is characterized in that the distance measuring unit measures the distance to the distance measuring object for each of the light receiving areas by the main light emission .
前記測距部は、前記領域光量計測部で計測した受光量が不足する受光領域の受光感度を前記制御部により上げて、測距を行う請求項6記載の測距装置。 a control unit that controls the light-receiving sensitivity of each light-receiving area of the light-receiving unit;
7. The distance measuring device according to claim 6, wherein the distance measuring section measures the distance by increasing the light receiving sensitivity of a light receiving area where the amount of light received by the area light amount measuring section is insufficient , by using the control section.
前記測距部は、前記領域光量計測部で計測した受光量が飽和する受光領域の受光感度を前記制御部により下げて測距を行う請求項6記載の測距装置。7. The distance measuring device according to claim 6, wherein the distance measuring section measures the distance by lowering the light receiving sensitivity of the light receiving area where the amount of light received measured by the area light amount measuring section is saturated.
前記光源から出射された出射光を測距領域へ導く光学素子と、an optical element that guides the emitted light emitted from the light source to a ranging area;
前記出射光が前記測距領域に存在する測距対象により反射された反射光を受光する受光部と、a light receiving unit that receives reflected light from which the emitted light is reflected by a distance measurement target existing in the distance measurement area;
を備えた測距装置を用いた測距方法であって、A distance measuring method using a distance measuring device equipped with
前記受光部は複数の受光領域に分けられており、The light receiving section is divided into a plurality of light receiving areas,
前記複数の受光領域に対応する前記光源の各発光領域の発光量を各発光領域毎に制御する領域別光量制御工程と、a region-based light amount control step of controlling the amount of light emitted from each light emitting region of the light source corresponding to the plurality of light receiving regions for each light emitting region;
前記受光領域毎に受光量を計測する領域光量計測工程と、an area light amount measurement step of measuring the amount of light received for each of the light receiving areas;
前記光源の発光から前記受光部による受光までの時間を前記受光領域毎に計測することで前記受光領域毎に前記測距対象までの距離を計測する測距工程と、A distance measuring step of measuring the distance to the distance measurement target for each of the light receiving areas by measuring the time from the light emission of the light source to the reception of light by the light receiving unit for each of the light receiving areas;
を有し、has
前記領域別光量制御工程は、前記光源の各発光点を同じ光量で同時発光させて予備発光を行い、前記予備発光によって領域光量計測工程で計測された領域毎の受光量に基づき本発光の発光量を制御し、In the region-specific light amount control step, each light emitting point of the light source simultaneously emits light with the same amount of light to perform preliminary light emission, and the main light emission is performed based on the amount of light received for each region measured in the region light amount measurement step by the preliminary light emission. control the amount,
前記測距工程は、前記本発光によって前記受光領域ごとに前記測距対象までの距離を計測することを特徴とする測距方法。The distance measuring method is characterized in that in the distance measuring step, the distance to the distance measuring object is measured for each of the light receiving areas by the main light emission.
前記測距工程は、前記領域光量計測工程で計測した受光量が不足する受光領域の受光感度を前記制御部により上げて測距を行う請求項12記載の測距方法。13. The distance measuring method according to claim 12, wherein in the distance measuring step, the control unit increases the light receiving sensitivity of the light receiving area where the amount of light received in the area light amount measuring step is insufficient.
前記測距工程は、前記領域光量計測工程で計測した受光量が飽和する受光領域の受光感度を前記制御部により下げて測距を行う請求項12記載の測距方法。13. The distance measuring method according to claim 12, wherein in the distance measuring step, the distance is measured by lowering the light receiving sensitivity of the light receiving area where the amount of light received measured in the area light amount measuring step is saturated.
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