(57)【要約】      （修正有）【課題】物体と距離計の間の距離を正確に測定するための、簡単な構造および良好な可搬性を備えた距離計を提供する。【解決手段】距離計は、レンズモジュールと、少なくとも１つの光学機能デバイスと、画像感知デバイスと、プロセッサとを含む。レンズモジュールは、視野角および中央点を有し、物体の主画像光および物体の補助画像光を受け入れる。少なくとも１つの光学機能デバイスは、レンズモジュールの視野角内に配設される。主画像光は、主画像を画像感知デバイス上に形成する。補助画像光は、それに対応して少なくとも１つの補助画像を、少なくとも１つの光学機能デバイスを通して画像感知デバイス上に形成する。プロセッサは、画像感知デバイスに電気的に接続される。プロセッサは、主画像および少なくとも１つの補助画像の画像位置にしたがって、物体と中央点の間の距離を決定する。【選択図】図１Ｂ
2018116038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
距離計であって、
視野角および中央点を有し、物体の主画像光および前記物体の補助画像光を受け入れるレンズモジュールと、
前記レンズモジュールの前記視野角内に配設された、少なくとも１つの光学機能デバイスと、
画像感知デバイスであって、前記主画像光は、主画像を前記画像感知デバイス上に形成し、前記補助画像光は、それに対応して少なくとも１つの補助画像を、前記少なくとも１つの光学機能デバイスを通して前記画像感知デバイス上に形成する、画像感知デバイスと、
前記画像感知デバイスに電気的に接続されたプロセッサとを備え、
前記プロセッサは、前記主画像および前記少なくとも１つの補助画像の画像位置にしたがって、前記物体と前記中央点の間の距離を決定する、距離計。
【請求項２】
前記少なくとも１つの光学機能デバイスが、複数の光学機能デバイスを含み、前記少なくとも１つの補助画像が、複数の補助画像を含む、請求項１に記載の距離計。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記主画像および前記少なくとも１つの補助画像の前記画像位置および前記レンズモジュールと前記少なくとも１つの光学機能デバイス間の位置関係にしたがって少なくとも１つの特徴的三角形を決定し、前記プロセッサは、前記特徴的三角形にしたがって、前記物体と前記中央点の間の前記距離を決定する、請求項１に記載の距離計。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光学機能デバイスが、前記レンズモジュールの前記視野角内に複数の角度を規定し、前記角度は、主角度および少なくとも１つの補助角度を含み、前記物体は、前記主角度の範囲内に位置し、１つの光学機能デバイスは、前記少なくとも１つの補助角度の範囲内に位置し、
前記少なくとも１つの補助角度は、鏡像化を実行し、前記補助角度内に対応して位置する前記光学機能デバイスによって補助画像取得角度を形成し、前記補助画像取得角度および前記主角度は重複する、請求項１に記載の距離計。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光学機能デバイスのタイプが、反射器および屈折器の少なくとも１つから選択される、請求項１に記載の距離計。
【請求項６】
前記プロセッサに電気的に接続されたユーザインターフェースをさらに備え、前記ユーザインターフェースは、前記物体と前記中央点の間の前記距離を表示するように構成される、請求項１に記載の距離計。
【請求項７】
前記物体と前記中央点の間の前記距離が、初期設定距離より小さいとき、前記ユーザインターフェースは、リマインダ信号を送信する、請求項６に記載の距離計。
【請求項８】
物体とレンズモジュールの間の距離を決定するように構成された距離測定方法であって、
視野角および中央点を有し、前記物体の主画像光および前記物体の補助画像光を受け入れるように構成された、前記レンズモジュールを提供することと、
少なくとも１つの光学機能デバイスを前記レンズモジュールの前記視野角内に配設することと、
前記主画像光は、主画像を前記画像感知デバイス上に形成し、前記補助画像光は、少なくとも１つの補助画像を、前記少なくとも１つの光学機能デバイスを通して前記画像感知デバイス上に形成する、画像感知デバイスを提供することと、
前記主画像および前記少なくとも１つの補助画像の画像位置にしたがって、前記物体と前記中央点の間の距離を決定することとを含む、距離測定方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの光学機能デバイスが、複数の光学機能デバイスを含み、前記少なくとも１つの補助画像が、複数の補助画像を含む、請求項８に記載の距離測定方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの光学機能デバイスが、前記レンズモジュールの前記視野角内に複数の角度を規定し、前記角度は、主角度および少なくとも１つの補助角度を含み、前記物体は、前記主角度の範囲内に位置し、１つの光学機能デバイスは、前記少なくとも１つの補助角度の範囲内に位置し、
前記少なくとも１つの補助角度は、鏡像化を実行し、前記補助角度内に対応して位置する前記光学機能デバイスによって補助画像取得角度を形成し、前記補助画像取得角度および前記主角度は重複する、請求項８に記載の距離測定方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの光学機能デバイスのタイプが、反射器および屈折器の少なくとも１つから選択される、請求項８に記載の距離測定方法。
【請求項１２】
前記物体と前記中央点の間の前記距離を表示するように構成されたユーザインターフェースを提供することをさらに含む、請求項８に記載の距離測定方法。
【請求項１３】
前記物体と前記中央点の間の前記距離が、初期設定距離より小さいとき、前記ユーザインターフェースは、リマインダ信号を送信する、請求項１２に記載の距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離計および距離測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
日常生活において、ユーザは、しばしば、ユーザ自身と物体の間の距離を決定することが必要である。通常、ユーザは、視覚的観察によって距離を決定するが、視覚的観察の正確性は低い。多くの状況下で、視覚的観察は、ユーザからのニーズを満足していない。従来の技術では、ユーザと物体の間の距離は、超音波距離計によって測定され得る。一般に、超音波距離計は、音波を物体に送り出し、次いで、この音波は物体によって反射され、超音波距離計に跳ね返る。次に、送り出されている音波と跳ね返る音波との間の時間差が、超音波距離計によって測定される。この時間差に、媒体における音波の速度がかけられ、次いで、２で割られる。それにより、ユーザと物体の間の距離は、正確に算出される。しかし、超音波距離計が、距離を測定するために使用されるとき、跳ね返り音波の方向は、知られていない。
【０００３】
従来の技術では、一般に、距離を測定するためにレンズも使用される。たとえば、レンズを用いて距離を測定する方法の１つは、たとえば、二重レンズを使用することによるものである。方法は、物体までの距離を、人の目と物体の間の角度差をシミュレーションすることによって捉える。そうではあるが、二重レンズを使用することによって距離を測定するとき、比較的より多くのカメラ（２つ以上のカメラ）が必要とされ、それにより、結果として全体的なコストは上昇する。さらに、その後の補修コストもまた、比較的高くなる。加えて、二重レンズを使用することによって距離を測定するとき、これらのカメラ間の相違が較正されまたは合わせられることが必要とされる。その結果、距離を測定するときにより多くの時間が必要とされる。
【０００４】
レンズを通して距離を測定する別の方法は、たとえば、単一レンズを使用することによるものである。主な原理は、単一レンズを通して物体に焦点を合わせることである。物体が最も明確に画像化されたとき、焦点長さの変化が、距離に変換され得る。単一レンズを通して距離を測定するとき、ズームレンズが使用されることが必要とされる。そうではあるが、ズームレンズのコストは、かなり高くなる。加えて、焦点調節時間は、焦点システムのソフトウェアとハードウェアの間の相違が影響したときに大きく変動し得る。不安定な環境下では、焦点時間は増大し、構造の耐用年数は、短縮し得る。したがって、上記の課題をいかにして克服するかが、この業界における主な主題の１つである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、物体と距離計の間の距離を正確に測定するための、簡単な構造および良好な可搬性を備えた距離計を提供する。
【０００６】
本発明は、さらに、物体と距離計の間の距離を正確に測定するための距離測定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態では、距離計が提供される。距離計は、レンズモジュールと、少なくとも１つの光学機能デバイスと、画像感知デバイスと、プロセッサとを含む。レンズモジュールは、視野角および中央点を有し、物体の主画像光および物体の補助画像光を受け入れる。少なくとも１つの光学機能デバイスは、レンズモジュールの視野角内に配設される。主画像光は、主画像を画像感知デバイス上に形成する。補助画像光は、それに対応して少なくとも１つの補助画像を、少なくとも１つの光学機能デバイスを通して画像感知デバイス上に形成する。プロセッサは、画像感知デバイスに電気的に接続される。プロセッサは、主画像および少なくとも１つの補助画像の画像位置にしたがって、物体と中央点の間の距離を決定する。
【０００８】
本発明の実施形態では、距離測定方法が提供される。距離測定方法は、レンズモジュールを提供することを含む。レンズモジュールは、視野角および中央点を有し、物体の主画像光および物体の補助画像光を受け入れるように構成される。少なくとも１つの光学機能デバイスが、レンズモジュールの視野角内に配設される。画像感知デバイスが、提供される。主画像が、主画像光によって画像感知デバイス上に形成される。少なくとも１つの補助画像が、少なくとも１つの光学機能デバイスを通る補助画像光によって、画像感知デバイス上に形成される。物体と中央点の間の距離は、主画像および少なくとも１つの補助画像の画像位置にしたがって決定される。
【０００９】
本発明の実施形態では、少なくとも１つの光学機能デバイスは、複数の光学機能デバイスを含み、少なくとも１つの補助画像は、複数の補助画像を含む。
【００１０】
本発明の実施形態では、プロセッサは、主画像および少なくとも１つの補助画像の画像位置、ならびにレンズモジュールと、少なくとも１つの光学機能デバイスとの間の位置関係にしたがって、少なくとも１つの特徴的三角形を決定する。プロセッサは、少なくとも１つの特徴的三角形にしたがって、物体と中央点の間の距離を決定する。
【００１１】
本発明の実施形態では、少なくとも１つの光学機能デバイスは、レンズモジュールの視野角内に複数の角度を規定する。角度は、主角度および少なくとも１つの補助角度を含む。物体は、主角度の範囲内に位置し、１つの光学機能デバイスは、１つの補助角度の範囲内に位置する。補助角度は、鏡像化を実行し、補助角度内に対応して位置する光学機能デバイスによって補助画像取得角度を形成する。補助画像取得角度および主角度は重複する。
【００１２】
本発明の実施形態では、距離計は、さらに、ユーザインターフェースを含む。ユーザインターフェースは、プロセッサに電気的に接続される。ユーザインターフェースは、物体と中央点の間の距離を表示するように構成される。
【００１３】
本発明の実施形態では、物体と中央点の間の距離が初期設定距離より小さいとき、ユーザインターフェースは、リマインダ信号を送信する。
【発明の効果】
【００１４】
前述を鑑みて、本発明の実施形態によって提供される距離計では、主画像および少なくとも１つの補助画像は、レンズモジュールおよび少なくとも１つの光学機能デバイスを設置することにより、物体によってそれぞれ形成される。主画像および少なくとも１つの補助画像は、画像感知デバイス上に画像化される。物体と中央点の間の距離は、次いで、主画像および少なくとも１つの補助画像の画像位置にしたがって、プロセッサによって決定される。従来の技術と比較して、本発明の実施形態によって提供される距離計は、簡単な構造および良好な可搬性を有し、物体と距離計の間の距離を正確に測定することができる。本発明の実施形態によって提供される距離測定方法は、物体とレンズモジュールの間の距離を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の実施形態による距離計の概略図である。
【００１６】
【図１Ｂ】図１Ａのプロセッサが特徴的三角形を決定することを示す実施の図である。
【００１７】
【図２Ａ】本発明の別の実施形態による距離計の概略図である。
【００１８】
【図２Ｂ】図２Ａのプロセッサが特徴的三角形を示す実施の図である。
【図２Ｃ】図２Ａのプロセッサが特徴的三角形を示す実施の図である。
【００１９】
【図３】本発明の実施形態による距離測定方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１Ａは、本発明の実施形態による距離計の概略図である。図１Ｂは、図１Ａのプロセッサが特徴的三角形を決定することを示す実施の図である。明確に示すために、物体、レンズモジュール、画像感知デバイス、プロセッサおよび特徴的三角形の中の対応関係のみが、図１Ｂに示されることに留意されたい。
【００２１】
図１Ａを参照すれば、この実施形態では、距離計１００は、レンズモジュール１１０と、少なくとも１つの光学機能デバイス１２０と、画像感知デバイス１３０と、プロセッサ１４０とを含む。レンズモジュール１１０は、視野角θおよび中央点１１２を有する。レンズモジュール１１０は、たとえば、光学軸（図示せず）に沿って配置された複数のレンズを含む。この実施形態では、視野角θは、レンズモジュール１１０が外部環境内で画像を受け入れることができる範囲として定義される。少なくとも１つの光学機能デバイス１２０が、レンズモジュール１１０の視野角θ内に配設される。詳細には、光学機能デバイス１２０は、視野角θ内に位置する。図１Ａの距離計１００では、光学機能デバイス１２０の数は、たとえば１つであるが、本発明はこれに限定されない。物体ＯＢ上の点Ｐの主画像光ＭＩＬは、主画像ＭＩを画像感知デバイス１３０の画像平面１３２上に形成する。物体ＯＢの点Ｐの補助画像光ＡＩＬは、それに対応して少なくとも１つの補助画像ＡＩを、少なくとも１つの光学機能デバイス１２０を通して画像感知デバイス１３０の画像平面１３２上に形成する。補助画像ＡＩの数は、たとえば、１つであるが、本発明は、これに限定されない。詳細には、主画像光ＭＩＬは、主画像ＭＩを、直接レンズモジュール１１０を通して画像感知デバイス１３０上に形成する。物体ＯＢの補助画像光ＡＩＬは、最初、光学機能デバイス１２０に伝えられる。次いで、光学機能デバイス１２０は、補助画像光ＡＩＬの光学経路を変更し、それにより、補助画像光ＡＩＬは、少なくとも１つの補助画像ＡＩを、レンズモジュール１１０を通して画像感知デバイス１３０上に形成する。補助画像光ＡＩＬは、たとえば、光学機能デバイス１２０によって反射され、こうしてその光学経路を変更する。換言すれば、レンズモジュール１１０は、画像感知デバイス１３０に光学的に結合される。
【００２２】
より詳細には、少なくとも１つの光学機能デバイス１２０は、レンズモジュール１１０の視野角θ内に複数の角度αを規定する。角度は、主角度αおよび少なくとも１つの補助角度α２を含む。詳細には、中央点１１２と、光学機能デバイス１２０の２つの対向する端部ＥＮ１およびＥＮ２とを連結する連結線間に形成された角度は、補助角度α２である。補助角度α２に加えて視野角θ内に含まれる角度は、主角度α１である。物体ＯＢは、主角度α１の範囲内に位置し、１つの光学機能デバイス１２０は、１つの補助角度α２の範囲内に位置する。補助角度α２は、鏡像化を実行し、補助角度α２内に対応して位置する光学機能デバイス１２０によって、補助画像取得角度ＴＡを形成する。補助画像取得角度ＴＡおよび主角度α１は、重複する。換言すれば、この実施形態によって提供される距離計１００では、物体ＯＢの主画像光ＭＩＬおよび物体ＯＢの補助画像光ＡＩＬによって対応してそれぞれ形成された主画像ＭＩおよび補助画像ＡＩは、少なくとも１つの光学機能デバイス１２０を設置することにより、画像感知デバイス１３０上に画像化される。
【００２３】
この実施形態では、画像感知要素１３０は、たとえば、電荷結合素子（ＣＣＤ）画像センサまたは相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）画像センサである。発明は、これに限定されない。
【００２４】
この実施形態では、光学機能デバイス１２０は、たとえば、反射器である。他の実施形態では、光学機能デバイス１２０は、たとえば、屈折器である。光学機能デバイス１２０は、物体ＯＢの画像光の伝達経路を変更するように構成され、それにより、物体ＯＢは、補助画像ＡＩを形成する。したがって、主画像光ＭＩＬおよび補助画像光ＡＩＬによってそれぞれ対応して形成された主画像ＭＩおよび補助画像ＡＩを画像感知要素１３０上に形成することができる任意のタイプの光学機能デバイス１２０は、本発明の範囲内に含まれる。光学機能デバイス１２０は、反射器または屈折器に限定されない。
【００２５】
図１Ａを参照すれば、この実施形態では、プロセッサ１４０は、画像感知デバイス１３０に電気的に接続される。プロセッサ１４０は、主画像ＭＩおよび少なくとも１つの補助画像ＡＩの画像位置にしたがって、物体ＯＢと中央点１１２の間の距離を決定する。プロセッサ１４０が物体ＯＢと中央点１１２の間の距離を決定する方法の詳細な説明は、以下の通りである。
【００２６】
この実施形態では、主画像ＭＩおよび少なくとも１つの補助画像ＡＩは、画像感知デバイス１３０上で画像化されるため、光学機能デバイス１２０およびレンズモジュール１１０は、固定された方法で配置される。図１Ｂを参照すれば、光学機能デバイス１２０およびレンズモジュール１１０は、たとえば、光学機能デバイス１２０の延長線１２４が、レンズモジュール１１０の主軸１１４を垂直に貫通し、点Ｈにおいて交差するようにして配置される。そうではあるが、他の実施形態では、光学機能デバイス１２０の延長線１２４は、主軸１１４に対して垂直でなくてもよい。本発明は、これに限定されない。点Ｈと中央点１１２の間の距離は、Ｘによって示される。換言すれば、Ｘの値は、知られており、固定される。プロセッサ１４０は、主画像ＭＩおよび少なくとも１つの補助画像ＡＩの画像位置およびレンズモジュール１１０と少なくとも１つの光学機能デバイス１２０の間の位置関係にしたがって、少なくとも１つの特徴的三角形Ｔを決定する。詳細には、プロセッサ１４０は、主画像ＭＩおよび少なくとも１つの補助画像ＡＩの画像位置を取得し、次いで、その画像位置からレンズモジュール１１０の中央点１１２までそれぞれ延びる延長線を形成して、特徴的三角形Ｔ１の２つの縁Ｅ１およびＥ２を形成する。２つの縁Ｅ１とＥ２間の角度は、１８０−θ１−θ２である。特徴的三角形Ｔ１の縁Ｅ１は、たとえば、中央点１１２と、光学機能デバイス１２０の表面上の点１２２との間の距離である。特徴的三角形Ｔ１の縁Ｅ２は、たとえば、中央点１１２と物体ＯＢの表面上の点Ｐとの間の距離である。縁Ｅ１の長さは、次の公式で示される。
【数１】
2018116038.tif 000003
三角法にしたがって、縁Ｅ２の長さは、次の公式で示されることが分かる。
【数２】
2018116038.tif 000004
この実施形態では、縁Ｅ２の長さは、プロセッサ１４０によって、たとえば、上記の算出方法によって算出される。それにより、プロセッサ１４０は、特徴的三角形Ｔの縁Ｅ２の長さを算出することによって、中央点１１２と物体ＯＢの間の距離を決定する。
【００２７】
この実施形態では、距離計１００が、さらに、ユーザインターフェース１５０を含むことは、述べるに値することである。ユーザインターフェース１５０は、プロセッサ１４０に電気的に接続される。ユーザインターフェース１５０は、たとえば、音響／ビデオ機能を備えたディスプレイである。ユーザインターフェース１５０は、物体ＯＢと中央点１１２の間の距離を表示するように構成される。１つの状況下では、物体ＯＢと中央点１１２の間の距離が、初期設定距離より小さいとき、ユーザインターフェース１５０は、リマインダ信号を送信して、距離が近すぎることをユーザに知らせる（すなわち距離プロンプト）。この実施形態では、リマインダ信号は、たとえば、アラーム音または警告信号である。他の実施形態では、遠隔物体測定などのさまざまな用途が、物体ＯＢと中央点１１２の間の距離の結果を適用することによって、ユーザインターフェース１５０に対して導き出され得る。本発明は、これに限定されない。
【００２８】
加えて、この実施形態では、距離計１００は、主画像ＭＩおよび補助画像ＡＩを異なる時点で画像感知デバイス１３０によって感知して、物体ＯＢと中央点１１２の間の距離を各々の時点で決定する。さらに、プロセッサ１４０は、各々の時点における物体ＯＢと中央点１１２の間の距離および時点間の時間差にしたがって、距離計１００に対する物体ＯＢの相対速度を算出することができる。
【００２９】
上記で説明したように、この実施形態によって提供される距離計１００では、物体ＯＢは、主画像ＭＩおよび少なくとも１つの補助画像ＡＩを、レンズモジュール１１０および少なくとも１つの光学機能デバイス１２０を設置することによってそれぞれ形成する。主画像ＭＩおよび少なくとも１つの補助画像ＡＩは、画像感知デバイス１３０上に画像化される。プロセッサ１４０は、次いで、主画像ＭＩおよび少なくとも１つの補助画像ＡＩの画像位置にしたがって、物体ＯＢと中央点１１２の間の距離を決定する。従来の超音波距離計と比較して、この実施形態によって提供される距離計１００は、簡単な構造および良好な可搬性を有し、物体ＯＢと距離計１００の間の距離を正確に測定することができる。さらに、二重レンズを用いて距離を測定する従来の技術と比較して、この実施形態によって提供される距離計１００はまた、比較的多くのレンズおよびカメラを使用することを回避する。したがって、この実施形態によって提供される距離計１００は、生産コストが低減すると共に、補修コストも低減する。単一レンズを用いて距離を決定する従来の技術と比較して、この実施形態によって提供される距離計１００は、距離を取得するために焦点長さを調整する必要はなく、換言すれば、より高価であるズームレンズは必要とされない。したがって、この実施形態によって提供される距離計１００は、生産コストが低減する。
【００３０】
この実施形態によって提供される距離計１００が、簡単な構造および良好な可搬性を有し、それによって多様な分野、たとえば車両距離測定および携帯電話距離測定の分野で使用することができることは、述べるに値することである。しかし、本発明は、距離計１００が適用可能である分野に限定されない。
【００３１】
先述の実施形態における内容の一部は、次の実施形態において使用され、その実施形態では、同じ技術的内容の反復的な説明は省略され、同一の名称の要素は内容のその部分に参照され得ることが、説明されなければならない。詳細な説明は、次の実施形態では反復されない。
【００３２】
図２Ａは、本発明の別の実施形態による距離計の概略図である。図２Ｂおよび図２Ｃは、図２Ａのプロセッサが特徴的三角形を示す実施の図である。明確に示すために、物体、レンズモジュール、画像感知デバイス、プロセッサおよび特徴的三角形の中の対応関係のみが、図２Ｂおよび図２Ｃに示されることに留意されたい。
【００３３】
図２Ａおよび図２Ｃを参照すれば、図２Ａの距離計１００ａは、図１Ａの距離計１００にほぼ類似する。そうではあるが、距離計１００ａと距離計１００の間の相違は、少なくとも１つの光学機能デバイス１２０が、複数の光学機能デバイス１２０を含み、少なくとも１つの補助画像ＡＩが、複数の補助画像を含むことを含む。詳細には、光学機能デバイス１２０の数は、たとえば２つ、すなわち光学機能デバイス１２０ａおよび光学機能デバイス１２０ｂである。補助画像ＡＩの数は、たとえば、２つ、すなわち補助画像ＡＩ１および補助画像ＡＩ２である。補助角度α２は、鏡像化を実行し、補助角度α２内に対応して位置する光学機能デバイス１２０ａによって補助画像取得角度ＴＡ１を形成する。補助角度α２は、鏡像化を実行し、補助角度α２内に対応して位置する光学機能デバイス１２０ｂによって補助画像取得角度ＴＡ２を形成する。補助画像取得角度ＴＡ１およびＴＡ２ならびに主角度α１は、重複する。プロセッサ１４０は、主画像ＭＩおよび補助画像ＡＩの画像位置にしたがって、複数の特徴的三角形Ｔを決定する。特徴的三角形Ｔの数は、たとえば、２つ、すなわち（図２Ｂに示すような）特徴的三角形Ｔ１および（図２Ｃに示すような）特徴的三角形Ｔ２である。特徴的三角形Ｔ１の形成は、図１Ｂに示す実施形態におけるものに類似しており、したがって詳細な説明は省略される。特徴的三角形Ｔ２の形成の詳細な説明は、次の通りである。詳細には、光学機能デバイス１２０ｂおよびレンズモジュール１１０は、たとえば、光学機能デバイス１２０ｂの延長線１２２が、レンズモジュール１１０の主軸１１４を垂直に貫通し、点Ｈ２において交差するようにして配置される。そうではあるが、他の実施形態では、光学機能デバイス１２０ｂの延長線１２４は、主軸１１４に対して垂直でなくてもよい。本発明は、これに限定されない。点Ｈ２と中央点１１２の間の距離は、Ｙによって示される。プロセッサ１４０は、主画像ＭＩおよび補助画像ＡＩの画像位置を取得し、次いで、その画像位置からレンズモジュール１１０の中央点１１２までそれぞれ延びる延長線を形成して、特徴的三角形Ｔ２の２つの縁Ｅ３およびＥ４を形成する。２つの縁Ｅ３とＥ４間の角度は、１８０−θ１−θ３である。特徴的三角形Ｔ２の縁Ｅ３は、たとえば、中央点１１２と、光学機能デバイス１２０の表面上の点１２２との間の距離である。特徴的三角形Ｔ３の縁Ｅ４は、たとえば、中央点１１２と物体ＯＢの表面上の点Ｐとの間の距離である。縁Ｅ３の長さは、次の公式で示される。
【数３】
2018116038.tif 000005
三角法にしたがって、縁Ｅ４の長さは、次の公式で示されることが分かる。
【数４】
2018116038.tif 000006
この実施形態では、縁Ｅ２および縁Ｅ４の長さは、プロセッサ１４０によって、たとえば、上記の算出方法によって算出される。それにより、プロセッサ１４０は、特徴的三角形Ｔ１の縁Ｅ２および特徴的三角形Ｔ２の縁Ｅ４の長さを算出することによって、中央点１１２と物体ＯＢの間の距離を決定する。詳細には、プロセッサ１４０は、縁Ｅ２の長さおよび縁Ｅ４の長さを平均化することによって、中央点１１２と物体ＯＢの間の距離を決定する。それにより、この実施形態における距離計１００ａは、複数のセットの光学機能デバイス２００を設置することにより、測定の正確性をさらに向上させることができる。
【００３４】
図３は、本発明の実施形態による距離測定方法の流れ図である。図３を参照すれば、ステップＳ１００において、レンズモジュール１１０が提供される。レンズモジュール１１０は、視野角θおよび中央点１１２を有し、物体ＯＢの主画像光ＭＩＬおよび物体ＯＢの補助画像光ＡＩＬを受け入れるように構成される。
【００３５】
ステップＳ２００において、少なくとも１つの光学機能デバイス１２０が、レンズモジュール１１０の視野角θ内に配設される。
【００３６】
ステップＳ３００において、画像感知デバイス１３０が、提供される。主画像ＭＩは、主画像光ＭＩＬによって画像感知デバイス１３０上に形成される。少なくとも１つの補助画像ＡＩは、少なくとも１つの光学機能デバイス１２０を通る補助画像光ＡＩＬによって画像感知デバイス１３０上に形成される。
【００３７】
ステップＳ４００において、物体ＯＢと中央点１１２の間の距離は、主画像ＭＩおよび補助画像ＡＩの画像位置、少なくとも１つの特徴的三角形、および少なくとも１つの補助画像ＡＩの画像位置にしたがって決定される。
【００３８】
前述を鑑みて、本発明の実施形態によって提供される距離計および距離測定方法では、主画像および少なくとも１つの補助画像は、レンズモジュールおよび少なくとも１つの光学機能デバイスを設置することにより、物体によってそれぞれ形成される。主画像および少なくとも１つの補助画像は、画像感知デバイス上に画像化される。物体と中央点の間の距離は、次いで、主画像および少なくとも１つの補助画像の画像位置にしたがって、プロセッサによって決定される。詳細には、少なくとも１つの特徴的三角形が、主画像および少なくとも１つの補助画像の画像位置にしたがって、プロセッサによって決定される。物体と中央点の間の距離は、さらに、少なくとも１つの特徴的三角形にしたがって、プロセッサによって決定される。さらに、本発明の実施形態によって提供される距離計および距離測定方法では、測定の正確性は、複数のセットの光学機能デバイスを設置することによって向上され得る。したがって、従来の技術と比較して、本発明の実施形態によって提供される距離計は、簡単な構造および良好な可搬性を有し、物体とレンズモジュールの中央点との間の距離をより正確に測定することができる。本発明の実施形態によって提供される距離測定方法は、物体とレンズモジュールの中央点との間の距離を正確に測定することができる。
【００３９】
さまざまな改変形態および変形形態が、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、開示された実施形態に加えられ得ることが、当業者に明白になるであろう。前述を鑑みて、本発明は、改変形態および変形形態を、これらが特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に入ることを前提として含めることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、物体と距離計の間の距離を測定するために使用することができる距離計および距離測定方法に関する。
【符号の説明】
【００４１】
１００、１００ａ：距離計
１１０：レンズモジュール
１１２：中央点
１１４：主軸
１２０、１２０ａ、１２０ｂ：光学機能デバイス
１２４：延長線
１３０：画像感知デバイス
１３２：画像平面
１４０：プロセッサ
ＯＢ：物体
ＡＩ、ＡＩ１、ＡＩ２：補助画像
ＡＩＬ：補助画像光
ＭＩ：主画像
ＭＩＬ：主画像光
Ｐ、１２２、Ｈ：点
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２：特徴的三角形
Ｘ、Ｙ：中央点と延長線の間の距離
Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００、Ｓ４００：ステップ
ＴＡ、ＴＡ１、ＴＡ２：補助画像取得角度
α：角度
α１：主角度
α２：補助角度
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４：縁
θ：視野角
θ１、θ２、θ３：角度
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【外国語明細書】
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