KR19990042349A

KR19990042349A - 레이저광선을 이용한 거리측정장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR19990042349A
Application number: KR1019970063124A
Authority: KR
Inventors: 박준설
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1997-11-22
Filing date: 1997-11-22
Publication date: 1999-06-15

Abstract

본 발명은, 비확산성에 따라 일정한 크기를 갖는 레이저광선을 피사체를 향하여 입사시키고, 광학기기의 렌즈를 통하여 결상된 피사면상에서의 레이저광의 크기를 측정하고, 상기 측정된 크기와 장치에 특정된 고정 변수값을 이용하여 피사체까지의 거리를 알 수 있도록 한 레이저광선을 이용한 거리측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치는, 레이저광선을 송출하는 레이저광선 송출부(100); 피사체로부터 입사되는 광학신호를 수광하는 렌즈부(201); 상기 렌즈부(201)를 통한 광학신호를 전기신호로 변환하는 촬상부(CCD)(202); 상기 변환된 전기신호로부터 상기 피사체상에 투사된 레이저광선에 의한 상을 여파시켜 그 크기를 검출하는 레이저광상 검출부(210); 줌렌즈의 현재 위치를 검출하는 렌즈위치 검출부(220); 상기 검출된 레이저광상의 크기와 상기 검출되는 줌렌즈 위치에 의한 줌배율을 이용하여 피사체까지의 거리를 산출하는 마이컴(MICOM)(500); 및 상기 산출된 피사체까지의 거리값을 표시하는 LCD 표시부(60)를 포함하여 구성되어, 레이저광선을 송출하는 송신부만을 사용하고, 별도의 수광부없이, 기존의 촬상부 또는 간단한 거리측정자를 이용하여 피사체까지의 거리를 측정할 수 있도록 함으로써 보다 저렴하고, 소형의 촬영기기의 제작이 가능한 유용한 발명인 것이다.

Description

레이저광선을 이용한 거리측정장치 및 그 방법

본 발명은, 레이저광선을 이용하여 피사체까지의 거리를 측정하는 레이저광선을 이용한 거리측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 비확산성에 따라 일정한 크기를 갖는 레이저광선을 피사체를 향하여 입사시키고, 광학기기의 렌즈를 통하여 결상된 피사염상에서의 레이저광의 크기를 측정하고, 상기 측정된 크기와 장치에 특정된 고정 변수값을 이용하여 피사체까지의 거리를 알 수 있도록 한 레이저광선을 이용한 거리측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

망원경 등과 같은 광학기기를 통하여 입사되는 피사체까지의 거리를 측정하기 위한 종래의 거리측정장치는, 도 1에서와 같이, 피사체를 향하여 적외선을 송출하는 적외선 송출부(10); 상기 송출된 적외선이 피사체로부터 반사되어 렌즈를 향하여 입사되는 적외선을 감지수신하는 적외선 수광부(20); 일정 주기의 펄스를 발생시키는 펄스 발생기(30); 상기 발생되는 펄스에 기준하여, 상기 적외선 송출부(10)에서 송출되는 적외선과, 상기 적외선 수광부(20)에서 수신되는 적외선의 위상을 비교하는 위상 비교기(40); 상기두 적외선의 위상차를 이용하여 상기 피사체까지의 거리 데이타를 산출하는 산출기(50); 및 상기 산출된 거리 데이타를 표시하는 LCD 표시부(60)를 포함하여 구성되어 있었다.

상기와 같이 구성되어 있는 종래의 거리측정장치는, 일정거리에 위치하고 있는 피사체까지의 거리를 측정하고자 할 때, 상기 적외선 송출부(10)로부터 송출되는 적외선을 피사체로 입사시키게 되고, 상기 피사체에 입사되어 피사체의 면으로부터 반사된 적외선은, 광학기기 등에 부착되어 있는 상기 적외선 수광부(20)내의 적외선 센서에 의해 감지수신되게 된다.

상기 감지수신되는 적외선은, 펄스 발생기(30)로부터 일정주기로 발생되는 펄스에 기준하여 상기 위상비교기(40)에서, 송출되는 적외선과 그 위상이 비교되게 되고, 비교되는 양 신호의 위상차에 상응하는 펄스의 갯수가 카운트되어 상기 위상비교기(40)로부터 상기 산출기(50)로 입력되면, 상기 산출기(50)는 상기 발생되는 펄스주기를 통해 산출된 소요시간에 의해 피사체까지의 거리 데이타를 산출하게 되고, 상기 산출된 거리 데이타는 상기 LCD 표시부(60)를 통해 표시하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 동작하는 종래의 적외선을 이용한 거리측정장치는, 송출부와 더불어 수광부가 함께 형성되어야 하며, 빛의 도착시간에 의한 거리계산을 위해 고속동작하는 위상 비교기 및 펄스 발생기가 필요함으로 인해, 구성이 복잡하고 장치가 비대해지며, 제작비용이 상승하게 되어 장치의 가격 경쟁력이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 구성의 최소화에 따른 소형화와 저가의 구현의 가능하도록 한 레이저광선을 이용한 거리측정장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 사용자의 목측으로 간단하게 피사체까지의 거리를 즉시 파악할 수 있도록 한 레이저광선을 이용한 거리측정장치를 제공하는 데 있는 것이다.

도 1은 종래의 적외선을 이용한 거리측정장치의 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치의 바람직한 일실시예에 따른 구성도이고,

도 3은 도 2에서 렌즈와 피사체와의 거리에 따라 촬상부에 결상되는 상의 크기를 도식화한 것이며,

도 4는 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치의 다른 실시예에 따른 거리측정자를 도시한 것이고,

도 5는 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정방법의 흐름도를 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 적외선 송출부 20 : 적외선 수광부

30 : 펄스 발생기 40 : 위상 비교기

50 : 산출기 60 : LCD 표시부

100 : 레이저광선 송출부 201 : 렌즈부

202 : 촬상부(CCD) 210 : 레이저광상 검출부

220 : 렌즈위치 검출부 500 ; 마이컴(MICOM)

100 : 거리측정자

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치는, 레이저광선을 송출하는 송출수단; 상기 레이저광선이 투사된 피사체면으로부터 입사되는 광학신호를 입력받아 전기신호로 변환하는 광전변환수단; 상기 변환된 전기신호로부터 상기레이저광의 상크기를 검출하는 검출수단; 및 상기 검출되는 레이저광의 상 크기, 기 설정된 렌즈의 입사각 및 상기 광전 변환수단의 결상영역의 크기로부터 피사체까지의 거리를 산출하는 산출수단을 포함하여 구성되는 것에 특징이 있는 것이다.

본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정방법은, 레이저광선을 송출하는 제 1단계; 상기 송출되는 레이저광선이 투사된 피사체면으로부터 입사되는 광학신호를 입력받아 전기신호로 변환하는 제 2단계; 상기 변환된 전기신호로부터 상기 레이저광의 상크기를 검출하는 제 3단계; 및 상기 검출되는 레이저광의 상 크기, 기 설정된 렌즈의 입사각 및 상기 광전 변환수단의 결상영역의 크기로부터 피사체까지의 거리를 산출하는 제 4단계를 포함하여 이루어지는 것에 특징이 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치는, 레이저광선을 송출하는 송출수단; 및 피사체에 맺힌 상기 레이저광의 상 크기에 대응되는 피사체까지의 거리가 눈금표시되어 있는 거리 측정수단을 포함하여 구성되는 것에 특징이 있는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치 및 그 방법에서는, 먼저, 상기 송출수단으로부터 레이저광선이 피사체를 향하여 송출되어 상기 피사체 면에 투사되고, 상기 광전 변환수단을 레이저광선이 투사된 피사면이 포함된 광학신호를 수신받아 상기 수신된 광학신호를 전기신호로 변환하게 된다.

상기 검출수단은 상기 변환된 전기신호로부터 얻어지는 영상신호에서 상기 투사된 레이저광의 상크기를 검출하여 상기 산출수단으로 전송하고, 상기 산출수단은 상기 검출된 상의 크기로부터 상기 광전 변환수단의 결상영역에 맺어진 상의 실제 크기를 구하고 이 값과 렌즈의 입사각을 이용하여 상기 피사면까지의 거리를 산출하게 되는 것이다.

또한, 상기에서와 동일하게 송출되어 피사체 면에 맺힌 레이저광의 상 크기에 대응되는 피사체까지의 거리가 눈금표시되어 있는 상기 거리 측정수단상의 눈금값에, 사용자가 상기 피사체에 맺어진 레이저광의 상을 대응시켜, 해당 눈금값으로부터 거리를 직접 독출하게 되는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치 및 그 방법의 바람직한 실시예의 구성 및 동작에 대해, 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치의 바람직한 일 실시예에 따른 구성도로서, 레이저광선을 송출하는 레이저광선 송출부(100); 피사체로부터 입사되는 광학신호를 수광하는 렌즈부(201); 상기 렌즈부(201)를 통한 광학신호를 전기신호로 변환하는 촬상부(CCD)(202); 상기 변환된 전기신호로부터 상기 피사체상에 투사된 레이저광선에 의한 상을 여파시켜 그 크기를 검출하는 레이저광상 검출부(210); 줌렌즈의 현재 위치를 검출하는 렌즈위치 검출부(220); 상기 검출된 레이저광상(光象)의 크기와 상기 검출되는 줌렌즈 위치에 의한 줌배율을 이용하여 피사체까지의 거리를 산출하는 마이컴(MICOM)(500); 및 상기 산출된 피사체까지의 거리값을 표시하는 LCD 표시부(60)를 포함하여 구성되어 있다.

도 3은, 렌즈와 피사체간의 거리에 따라 렌즈의 굴절율에 의해 상기 촬상부(202)에 결상되는 상의 크기를 도식화한 것이고, 도 5는 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정방법의 흐름도를 도시한 것으로서, 상기와 같이 구성되는 도 2장치의 동작을, 도 5의 흐름도를 병행하고 도 3을 참고로 하여 상세히 설명한다.

먼저, 상기 레이저광선 송출부(100)로부터 피사체를 향해 비확산성을 지니는 레이저광선이 송출되어(S01) 피사체의 면에 투사되고, 상기 레이저광선이 투사된 피사체가 있는 피사면(A1 또는 A2)으로부터 입사되는광학신호가 상기 렌즈부(201)를 거쳐 상기 촬상부(202)에 입사되어 피사면의 상이 결상되게 된다(S02).

상기 촬상부(202)에 결상되는 광학신호는 영상데이타를 갖는 전기신호로 변환되게 되고, 변환되는 영상신호는 상기 레이저광산 검출부(210)에서 상기 송출된 레이저광에 의해 결상된 상만이 여파되어 그 상의 크기가 검출되게 된다(S10).

상기와 같이 검출된 레이저광상의 크기가 상기 마이컴(500)으로 전송되면,상기 마이컴(500)은 기 정해져 있는 레이저광의 실제 크기(l)에 대한 상기 검출된 레이저광 상의 비를 산출하고(S11), 그 산출된 비로부터 상기 촬상부(202)에 맺어진 피사면 상(象)의 실제 크기를 구하게 된다(S12). 예를 들어, 실제 레이저 광의 지름이 2㎝였다면 그 배율은 0.1이 되므로, 상기 촬상부(202)에 맺어진 상은 10배로 축소된 상이 되는 것이고, 이때 상기 촬상부(202)의 결상영역의 크기(D)가 10㎝라면 레이저광이 투사되어 있는 피사면에서 렌즈의 입사각 내에 들어오는 상의 실제 크기는 10㎝×10, 즉 1m가 되는 것이다.

이와 같이, 결상된 피사면이 높이(h1 또는 h2)가 산출되면, 상기 마이컴(500)은 기 설정된 렌즈의 입사각(θ)의 탄젠트(tangent) 값으로 상기 산출된 높이값의 반을 나누어서( T-1 )거리 데이타를 구한 다음(S13), 상기 렌즈위치 검출부(220)로부터 검출되는 줌렌즈의 현재 위치값을 읽어 들인다.

상기 검출된 줌렌즈의 현재 위치에 의해 이루어지는 줌배율이 α라면, 상기 마이컴(500)은 앞서 산출된 거리 데이타에 상기 α값만큼 곱하여 실제 거리 데이타를 얻게 되는데, 예를 들어 현재의 줌배율이 2:1이라면 상기에서 구해진 거리 데이타는 실제 거리보다 반으로 축소된(즉, 2배로 영상을 줌인한 것이고) 것이므로, 이 데이타에 2를 곱하여 실제 거리를 구하게 되는 것이다. 줌아웃인 경우에도 상기 α값이 1이하가 되므로 역시 구해진 거리 데이타에 줌아웃 비율을 곱하게 되면 실제 거리 데이타가 구해지고(S14), 이와 같이 구해진 거리 데이타는, 상기 LCD 표시부(60)로 전송되어 현재 피사면까지의 거리가 시각적으로 표시되게 된다(S20).

도 4는 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치의 다른 실시예에 따른 거리측정자를 도시한 것으로서, 이 때의 거리측정장치는 레이저광선 송출부(100); 및 피사체에 투사된 레이저광의 지름크기에 따라 눈금별로 피사체까지의 거리를 표시한 거리측정자(1000)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치의 동작은, 전술한 바와 동일하게 레이저광선 송출부(100)로부터 송출되어 피사체에 투사된 레이저광을 상기 거리측정자(1000)를 통해 사용자가 투시하여 보고, 상기 거리측정자(1000)를 통해 피사체상(上)의 레이저광의 중심과 일치시켜 그 지름크기(l)에 상응하는 눈금의 거리값(d)을 독출함으로써, 상기 독출된 값을 통해 실제 피사체까지의 거리를 알 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되고 이루어지는 본 발명에 따른 레이저광선을 이용한 거리측정장치 및 그 방법은, 레이저광선을 송출하는 송신부만을 사용하고, 별도의 수광부없이, 기존의 촬상부 또는 간단한 거리측정자를 이용하여 피사체까지의 거리를 측정할 수 있도록 함으로써 보다 저렴하고, 소형의 촬영기기의 제작이 가능한 유용한 발명인 것이다.

Claims

레이저광선을 송출하는 송출수단;

상기 레이저광선이 투사된 피사체면으로부터 입사되는 광학신호를 입력받아 전기신호로 변환하는 광전변환수단;

상기 변환된 전기신호로부터 상기레이저광의 상크기를 검출하는 검출수단; 및

상기 검출되는 레이저광의 상 크기, 기 설정된 렌즈의 입사각 및 상기 광전 변환수단의 결상영역의 크기로부터 피사체까지의 거리를 산출하는 산출수단을 포함하여 구성되는 레이저광선을 이용한 거리측정장치.
제 1항에 있어서,

현재의 줌렌즈 위치를 검출하는 렌즈위치 검출수단을 더 포함하여 구성되되,

상기 산출수단은 상기 검출되는 줌렌즈 위치에서의 줌배율에 따라, 산출된 피사체까지의 거리를 보정하는 것을 특징으로 하는 레이저광선을 이용한 거리측정장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 산출된 거리데이타를 표시하는 표시수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저광선을 이용한 거리측정장치.
레이저광선을 송출하는 송출수단; 및

피사체에 맺힌 상기 레이저광의 상 크기에 대응되는 피사체까지의 거리가 눈금표시되어 있는 거리 측정수단을 포함하여 구성되는 레이저광선을 이용한 거리측정장치.
레이저광선을 송출하는 제 1단계;

상기 송출되는 레이저광선이 투사된 피사체면으로부터 입사되는 광학신호를 입력받아 전기신호로 변환하는 제 2단계;

상기 변환된 전기신호로부터 상기 레이저광의 상크기를 검출하는 제 3단계; 및

상기 검출되는 레이저광의 상 크기, 기 설정된 렌즈의 입사각 및 상기 광전 변환수단의 결상영역의 크기로부터 피사체까지의 거리를 산출하는 제 4단계를 포함하여 이루어지는 레이저광선을 이용한 거리측정방법.