(57)【要約】【課題】パッシブ測距方式を用いずに、窓材からの反射による誤測距または誤検知を防止できる小型の光学式測距装置を提供する。【解決手段】受光素子１２は、発光素子から出射されて測距対象物１６により反射された第１の光束１７と発光素子１１から出射されて窓材１５により反射された第２の光束１８とを受光レンズ１４を介して受光して、第１,第２の光束１７,１８の受光素子１２上における光強度分布を検出する。光強度分布抽出部により、受光素子１２により検出された第１,第２の光束１７,１８が照射された受光素子１２上における光強度分布から、第２の光束１８の受光素子１２上における光強度分布を減算して、第１の光束１７の受光素子１２上における光強度分布を抽出する。光強度分布抽出部により抽出された第１の光束１７の受光素子１２上における光強度分布に基づいて、測距対象物１６までの距離を距離演算部により演算する。【選択図】図１
2011117940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射された光を集光して測距対象物に照射する投光用集光部と、
上記測距対象物からの反射光を集光する受光用集光部と、
上記受光用集光部によって集光された上記反射光を受光する受光素子と、
上記受光素子からの受光信号を処理する信号処理回路と
を備え、
上記受光素子は、一次元の光強度分布を検出可能なラインセンサまたは二次元の光強度分布を検出可能なエリアセンサであって、上記発光素子から出射されて上記測距対象物により反射された第１の光束と上記発光素子から出射されて窓材により反射された第２の光束とを上記受光用集光部を介して受光して、上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布を検出し、
上記信号処理回路は、上記受光素子により検出された上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布から、上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を減算することにより、上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を抽出する光強度分布抽出部と、上記光強度分布抽出部により抽出された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布に基づいて、上記測距対象物までの距離を演算する距離演算部とを有することを特徴とする光学式測距装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式測距装置において、
上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を記憶するメモリを備えたことを特徴とする光学式測距装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学式測距装置において、
上記測距対象物からの反射光が無い状態で上記受光素子により検出された上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記メモリに予め記憶することを特徴とする光学式測距装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１つに記載の光学式測距装置において、
上記窓材は、上記投光用集光部と上記受光用集光部との間かつ上記受光素子側に設けられた遮光材からなる突起または遮光材による表面処理された突起を有することを特徴とする光学式測距装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１つに記載の光学式測距装置において、
上記受光素子は、上記測距対象物からの反射光が照射される領域以外が不感となるように、有効範囲を制限していることを特徴とする光学式測距装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１つに記載の光学式測距装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射された光を集光して測距対象物に照射する投光用集光部と、
上記測距対象物からの反射光を集光する受光用集光部と、
上記受光用集光部によって集光された上記反射光を受光する受光素子と、
上記受光素子からの受光信号を処理する信号処理回路と
を備え、
上記受光素子は、一次元の光強度分布を検出可能なラインセンサまたは二次元の光強度分布を検出可能なエリアセンサであって、上記発光素子から出射されて上記測距対象物により反射された第１の光束と上記発光素子から出射されて窓材により反射された第２の光束とを上記受光用集光部を介して受光して、上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布を検出し、
上記信号処理回路は、上記受光素子により検出された上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布から、上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を減算することにより、上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を抽出する光強度分布抽出部と、上記光強度分布抽出部により抽出された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布に基づいて、上記測距対象物までの距離を演算する距離演算部とを有すると共に、
上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を記憶するメモリを備えた光学式測距装置を校正する光学式測距装置の校正方法であって、
上記第１の光束を遮光体により遮光するステップと、
上記遮光体により上記第１の光束を遮光した状態で上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記受光素子により検出するステップと、
上記受光素子により検出された上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記メモリに記憶するステップと
を有することを特徴とする光学式測距装置の校正方法。
【請求項８】
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射された光を集光して測距対象物に照射する投光用集光部と、
上記測距対象物からの反射光を集光する受光用集光部と、
上記受光用集光部によって集光された上記反射光を受光する受光素子と、
上記受光素子からの受光信号を処理する信号処理回路と
を備え、
上記受光素子は、一次元の光強度分布を検出可能なラインセンサまたは二次元の光強度分布を検出可能なエリアセンサであって、上記発光素子から出射されて上記測距対象物により反射された第１の光束と上記発光素子から出射されて窓材により反射された第２の光束とを上記受光用集光部を介して受光して、上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布を検出し、
上記信号処理回路は、上記受光素子により検出された上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布から、上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を減算することにより、上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を抽出する光強度分布抽出部と、上記光強度分布抽出部により抽出された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布に基づいて、上記測距対象物までの距離を演算する距離演算部とを有すると共に、
上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を記憶するメモリを備えた光学式測距装置を校正する光学式測距装置の校正方法であって、
所定の測距対象物を所定の位置に設置するステップと、
上記所定の測距対象物を上記所定の位置に設置しかつ窓材が無い状態で、上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記受光素子により検出するステップと、
上記受光素子により検出された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記メモリに記憶するステップと、
上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記メモリに記憶した後、上記所定の測距対象物を上記所定の位置に設置しかつ上記窓材が有る状態で、上記所定の測距対象物から反射される上記第１の光束と上記窓材から反射される上記第２の光束とが照射された上記受光素子上における光強度分布を上記受光素子により検出するステップと、
上記受光素子により検出された上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布から、上記メモリに記憶された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を減算して、上記第２の光束の受光素子上における光強度分布を上記光強度分布抽出部により抽出するステップと、
上記光強度分布抽出部により抽出された上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記メモリに記憶するステップと
を有することを特徴とする光学式測距装置の校正方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の光学式測距装置の校正方法において、
上記メモリに記憶された上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を定期的に更新することを特徴とする光学式測距装置の校正方法。
【請求項１０】
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射された光を集光して測距対象物に照射する投光用集光部と、
上記測距対象物からの反射光を集光する受光用集光部と、
上記受光用集光部によって集光された上記反射光を受光する受光素子と、
上記受光素子からの受光信号を処理する信号処理回路と
を備え、
上記受光素子は、一次元の光強度分布を検出可能なラインセンサまたは二次元の光強度分布を検出可能なエリアセンサであって、上記発光素子から出射されて上記測距対象物により反射された第１の光束と上記発光素子から出射されて窓材により反射された第２の光束とを上記受光用集光部を介して受光して、上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布を検出し、
上記信号処理回路は、上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布に近似した近似データを記憶するメモリと、上記受光素子により検出された上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布から、上記メモリに記憶された上記近似データを減算することにより、上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を抽出する光強度分布抽出部と、上記光強度分布抽出部により抽出された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布に基づいて、上記測距対象物までの距離を演算する距離演算部とを有することを特徴とする光学式測距装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光学式測距装置において、
上記第２の光束の上記受光素子における光強度分布を直線近似した上記近似データを上記メモリに記憶したことを特徴とする光学式測距装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光学式測距装置において、
上記窓材の厚さおよび上記受光素子の受光面から上記窓材までの距離に対応づけて上記直線近似した複数の直線の情報を上記近似データとして上記メモリに記憶したことを特徴とする光学式測距装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の光学式測距装置において、
上記信号処理回路は、
上記測距対象物からの反射光が無い状態で上記受光素子により検出された上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を取り込む第１ステップと、上記第１ステップで取り込まれた上記光強度分布を直線近似する第２ステップとを複数回繰り返し、上記第２ステップで得られた複数の直線を平均化して、上記平均化した１つの直線の情報を上記近似データとして上記メモリに予め記憶することを特徴とする光学式測距装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載の光学式測距装置において、
上記第２の光束の上記受光素子における光強度分布を、折れ曲がるポイントを１つ有する折れ線により近似したことを特徴とする光学式測距装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光学式測距装置において、
上記折れ曲がるポイントを１つ有する折れ線における折れ曲がるポイントは、上記第２の光束の上記受光素子における光強度分布の一方の側と他方の側をそれぞれ直線近似した２本の直線の交点とすることを特徴とする光学式測距装置。
【請求項１６】
請求項１０に記載の光学式測距装置において、
上記受光素子上の受光エリアをｎ分割し、上記ｎ分割された各エリアの光強度分布をそれぞれ直線近似し、上記ｎ分割された各エリアの直線近似により得られた複数の線分を結んだ折れ線を上記近似データとすることを特徴とする光学式測距装置。
【請求項１７】
請求項１０に記載の光学式測距装置において、
上記受光素子上の受光エリアをｎ分割し、上記ｎ分割された各エリアの中間点と上記受光エリアの両端の点とを結んだ折れ線を上記近似データとすることを特徴とする光学式測距装置。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の光学式測距装置において、
上記受光素子上の上記ｎ分割される受光エリアの分割領域の大きさを不均一とすることを特徴とする光学式測距装置。
【請求項１９】
請求項１６から１８までのいずれか１つに記載の光学式測距装置において、
上記受光素子上の上記ｎ分割された各エリアにおいて、上記エリアの中間点における光強度と上記エリアの始点における光強度との差、および、上記中間点における光強度と上記エリアの終点における光強度との差が±１０％以内になるように、上記受光素子上の受光エリアを分割することを特徴とする光学式測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学式測距装置および電子機器および光学式測距装置の校正方法に関し、特に発光素子から投光された光束が窓材で反射されることにより起こる誤測距および誤測定を回避することができる小型の光学式測距装置およびそれを搭載した電子機器および光学式測距装置の校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学式測距装置としては、図１２に示すように、光を投射してその反射光を受光することにより測距対象物までの距離を検知する三角測距方式のものがある。この光学式測距装置１００は、測距対象物１０５に光を投射するための発光素子１０１と、投射する光を集光する投光用集光手段１０３と、測距対象物１０５で反射した反射光を集光する受光用集光手段１０４と、受光用集光手段１０４によって集光された反射光を受光する受光素子１０２を備える。
【０００３】
上記発光素子１０１は、発光ダイオードなどの光源であり、発光素子１０１から出射された光は、出射部前方の光路に配設された投光用集光手段１０３により絞られ、測距対象物１０５に対して投光される。
【０００４】
上記受光素子１０２は、ＰＳＤ(Position Sensitive Device：位置検出素子)であり、測距対象物１０５で拡散反射した反射光は、受光素子１０２の前方に配設された受光用集光手段１０４により絞られ、受光素子１０２に導かれる。
【０００５】
上記構成の光学式測距装置１００において、発光素子１０１から出射された光は、投光用集光手段１０３を通過して、測距対象物１０５に投光され、測距対象物１０５で拡散反射した一部の光は、受光用集光手段１０４を通過して絞られた光スポットとして受光素子１０２に入射する。この入射光が受光素子１０２に入射する位置は、測距対象物１０５と光学式測距装置１００との距離によって変化する。上記受光素子１０２に入射する光スポットの入射位置が変化すると、この変化量に応じて受光素子１０２の両端から取り出される信号電流が変化する。
【０００６】
この信号電流を信号処理回路により演算することで、測距対象物１０５までの距離に対応した出力信号を出力する。
【０００７】
上記光学式測距装置１００では、むき出しの状態で使用されることは少なく、大抵の場合、上部を透明なガラスやプラスチックで作られた窓材で覆われた状態で使用されるため、非測距対象である窓材を誤検知してしまったり、窓材からの反射光により、測距対象物１０５までの距離が正確に測距できなかったりすることがある。
【０００８】
このような課題に対して、パッシブ測距方式により測距対象物を測距することで窓材による誤測距または誤検知を回避する技術が提案されている(特開昭６２−２９６１０６号公報(特許文献１参照))。
【０００９】
また、上記パッシブ測距方式による測距には、２つの受光部を使用し、これらから得られる信号の相関演算を行うことで、窓材の影響なしに測距が可能である。
【００１０】
ところが、パッシブ測距方式は、受光用集光部が２つ以上必要なため、光学式測距装置のサイズが大きくなり、小型の電子機器に搭載が困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６２−２９６１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、この発明の目的は、パッシブ測距方式を用いずに、窓材からの反射による誤測距または誤検知を防止できる小型の光学式測距装置およびそれを搭載した電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、この発明の光学式測距装置は、
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射された光を集光して測距対象物に照射する投光用集光部と、
上記測距対象物からの反射光を集光する受光用集光部と、
上記受光用集光部によって集光された上記反射光を受光する受光素子と、
上記受光素子からの受光信号を処理する信号処理回路と
を備え、
上記受光素子は、一次元の光強度分布を検出可能なラインセンサまたは二次元の光強度分布を検出可能なエリアセンサであって、上記発光素子から出射されて上記測距対象物により反射された第１の光束と上記発光素子から出射されて窓材により反射された第２の光束とを上記受光用集光部を介して受光して、上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布を検出し、
上記信号処理回路は、上記受光素子により検出された上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布から、上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を減算することにより、上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を抽出する光強度分布抽出部と、上記光強度分布抽出部により抽出された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布に基づいて、上記測距対象物までの距離を演算する距離演算部とを有することを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、測距対象物により反射された第１の光束の受光素子上における光強度分布のみを光強度分布抽出部によって抽出し、抽出された第１の光束の受光素子上における光強度分布を用いて、窓材の影響なしに距離演算部により測距対象物までの距離を正確に演算できる。例えば、第１の光束の受光素子上における光強度分布の重心を算出し、三角測量により測距対象物までの距離を演算する。したがって、パッシブ測距方式を用いずに、窓材からの反射による誤測距または誤検知を防止できる。
【００１５】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を記憶するメモリを備えた。
【００１６】
上記実施形態によれば、窓材から反射された第２の光束の受光素子上における光強度分布をメモリに保持して、メモリに保持された光強度分布を光強度分布抽出部で用いることよって、測距対象物から反射された第１の光束の受光素子上における光強度分布を容易に抽出することができる。
【００１７】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記測距対象物からの反射光が無い状態で上記受光素子により検出された上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記メモリに予め記憶する。
【００１８】
上記実施形態によれば、窓材から反射された第２の光束の受光素子上における光強度分布を正確に記憶できる。
【００１９】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記窓材は、上記投光用集光部と上記受光用集光部との間かつ上記受光素子側に設けられた遮光材からなる突起または遮光材による表面処理された突起を有する。
【００２０】
上記実施形態によれば、窓材の投光用集光部と上記受光用集光部との間かつ受光素子側に設けられた遮光材からなる突起(または遮光材による表面処理された突起)によって、窓材から反射された第２の光束が受光素子上に入射する光量が小さくなるため、光強度分布の値を全体的に小さくすることができ、ショットノイズの大きさを低減できる。
【００２１】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記受光素子は、上記測距対象物からの反射光が照射される領域以外が不感となるように、有効範囲を制限している。
【００２２】
上記実施形態によれば、窓材からの反射光である第２の光束の受光素子上における光強度分布のピーク値が受光素子の有効範囲の外にある場合に、第１,第２の光束の受光素子上における光強度分布の値を小さくすることができ、ショットノイズを低減できる。
【００２３】
また、発明の電子機器では、
上記のいずれか１つの光学式測距装置を搭載したことを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、パッシブ測距方式を用いずに、窓材からの反射による誤測距または誤検知を防止できる光学式測距装置を搭載することによって、測距機能を備えた小型の電子機器を実現できる。
【００２５】
また、この発明の光学式測距装置の校正方法では、
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射された光を集光して測距対象物に照射する投光用集光部と、
上記測距対象物からの反射光を集光する受光用集光部と、
上記受光用集光部によって集光された上記反射光を受光する受光素子と、
上記受光素子からの受光信号を処理する信号処理回路と
を備え、
上記受光素子は、一次元の光強度分布を検出可能なラインセンサまたは二次元の光強度分布を検出可能なエリアセンサであって、上記発光素子から出射されて上記測距対象物により反射された第１の光束と上記発光素子から出射されて窓材により反射された第２の光束とを上記受光用集光部を介して受光して、上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布を検出し、
上記信号処理回路は、上記受光素子により検出された上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布から、上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を減算することにより、上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を抽出する光強度分布抽出部と、上記光強度分布抽出部により抽出された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布に基づいて、上記測距対象物までの距離を演算する距離演算部とを有すると共に、
上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を記憶するメモリを備えた光学式測距装置を校正する光学式測距装置の校正方法であって、
上記第１の光束を遮光体により遮光するステップと、
上記遮光体により上記第１の光束を遮光した状態で上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記受光素子により検出するステップと、
上記受光素子により検出された上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記メモリに記憶するステップとを有することを特徴とする。
【００２６】
上記構成によれば、窓材から反射された第２の光束の受光素子上における光強度分布を正確に記憶できる。
【００２７】
また、この発明の光学式測距装置の校正方法では、
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射された光を集光して測距対象物に照射する投光用集光部と、
上記測距対象物からの反射光を集光する受光用集光部と、
上記受光用集光部によって集光された上記反射光を受光する受光素子と、
上記受光素子からの受光信号を処理する信号処理回路と
を備え、
上記受光素子は、一次元の光強度分布を検出可能なラインセンサまたは二次元の光強度分布を検出可能なエリアセンサであって、上記発光素子から出射されて上記測距対象物により反射された第１の光束と上記発光素子から出射されて窓材により反射された第２の光束とを上記受光用集光部を介して受光して、上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布を検出し、
上記信号処理回路は、上記受光素子により検出された上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布から、上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を減算することにより、上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を抽出する光強度分布抽出部と、上記光強度分布抽出部により抽出された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布に基づいて、上記測距対象物までの距離を演算する距離演算部とを有すると共に、
上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を記憶するメモリを備えた光学式測距装置を校正する光学式測距装置の校正方法であって、
所定の測距対象物を所定の位置に設置するステップと、
上記所定の測距対象物を上記所定の位置に設置しかつ窓材が無い状態で、上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記受光素子により検出するステップと、
上記受光素子により検出された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記メモリに記憶するステップと、
上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記メモリに記憶した後、上記所定の測距対象物を上記所定の位置に設置しかつ上記窓材が有る状態で、上記所定の測距対象物から反射される上記第１の光束と上記窓材から反射される上記第２の光束とが照射された上記受光素子上における光強度分布を上記受光素子により検出するステップと、
上記受光素子により検出された上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布から、上記メモリに記憶された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を減算して、上記第２の光束の受光素子上における光強度分布を上記光強度分布抽出部により抽出するステップと、
上記光強度分布抽出部により抽出された上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を上記メモリに記憶するステップと
を有することを特徴とする。
【００２８】
上記構成によれば、窓材から反射された第２の光束の受光素子上における光強度分布を正確に記憶できる。
【００２９】
また、一実施形態の光学式測距装置の校正方法では、
上記メモリに記憶された上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を定期的に更新することを特徴とする。
【００３０】
上記実施形態によれば、発光素子の経年劣化による光量の低減や窓材の傷により、第２の光束の受光素子上における光強度分布が変化した場合も、窓材の影響なしに正確な測距ができる。
【００３１】
また、発明の光学式測距装置は、
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射された光を集光して測距対象物に照射する投光用集光部と、
上記測距対象物からの反射光を集光する受光用集光部と、
上記受光用集光部によって集光された上記反射光を受光する受光素子と、
上記受光素子からの受光信号を処理する信号処理回路と
を備え、
上記受光素子は、一次元の光強度分布を検出可能なラインセンサまたは二次元の光強度分布を検出可能なエリアセンサであって、上記発光素子から出射されて上記測距対象物により反射された第１の光束と上記発光素子から出射されて窓材により反射された第２の光束とを上記受光用集光部を介して受光して、上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布を検出し、
上記信号処理回路は、上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布に近似した近似データを記憶するメモリと、上記受光素子により検出された上記第１の光束と上記第２の光束との上記受光素子上における光強度分布から、上記メモリに記憶された上記近似データを減算することにより、上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布を抽出する光強度分布抽出部と、上記光強度分布抽出部により抽出された上記第１の光束の上記受光素子上における光強度分布に基づいて、上記測距対象物までの距離を演算する距離演算部とを有することを特徴とする。
【００３２】
上記構成によれば、上記メモリに記憶された近似データ(第２の光束の受光素子上における光強度分布に近似)を用いて、測距対象物により反射された第１の光束の受光素子上における光強度分布のみを光強度分布抽出部によって抽出し、抽出された第１の光束の受光素子上における光強度分布を用いて、窓材の影響なしに距離演算部により測距対象物までの距離を正確に演算できる。例えば、第１の光束の受光素子上における光強度分布の重心を算出し、三角測量により測距対象物までの距離を演算する。したがって、パッシブ測距方式を用いずに、窓材からの反射による誤測距または誤検知を防止できる。また、上記光強度分布抽出部によって、受光素子により検出された第１の光束と第２の光束との受光素子上における光強度分布から、メモリに記憶された第２の光束の受光素子上における光強度分布を近似した光強度分布を減算することにより、第１の光束の受光素子上における光強度分布を抽出するので、メモリに記憶される第２の光束が受光素子上に形成する光強度分布のデータ量を小さくできる。
【００３３】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記第２の光束の上記受光素子における光強度分布を直線近似した上記近似データを上記メモリに記憶した。
【００３４】
上記実施形態によれば、メモリに記憶される第２の光束が受光素子上に形成する光強度分布のデータは直線で表すことが可能になるため、メモリに記憶されるデータ量を最小限に抑えることができる。
【００３５】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記窓材の厚さおよび上記受光素子の受光面から上記窓材までの距離に対応づけて上記直線近似した複数の直線の情報を上記近似データとして上記メモリに記憶した。
【００３６】
上記実施形態によれば、様々な窓材の使用状況にも対応できる汎用性の高い光学式測距装置を提供できる。なお、上記近似データは、窓材の厚さおよび受光素子の受光面から窓材までの距離に対応づけられた複数の直線の情報を格納したテーブルでもよいし、窓材の厚さおよび受光素子の受光面から窓材までの距離との関係を表したの関数であってもよい。
【００３７】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記信号処理回路は、
上記測距対象物からの反射光が無い状態で上記受光素子により検出された上記第２の光束の上記受光素子上における光強度分布を取り込む第１ステップと、上記第１ステップで取り込まれた上記光強度分布を直線近似する第２ステップとを複数回繰り返し、上記第２ステップで得られた複数の直線を平均化して、上記平均化した１つの直線の情報を上記近似データとして上記メモリに予め記憶する。
【００３８】
上記実施形態によれば、外乱光等の雑音の影響が少なくかつより正確な近似データとしての直線の情報をメモリに記憶することができる。
【００３９】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記第２の光束の上記受光素子における光強度分布を、折れ曲がるポイントを１つ有する折れ線により近似した。
【００４０】
上記実施形態によれば、第２の光束の受光素子における光強度分布が２つの線分からなる折れ線に似た光強度分布を有する場合、折れ曲がるポイントを１つ有する折れ線で第２の光束の受光素子における光強度分布を精度よく近似することができる。
【００４１】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記折れ曲がるポイントを１つ有する折れ線における折れ曲がるポイントは、上記第２の光束の上記受光素子における光強度分布の一方の側と他方の側をそれぞれ直線近似した２本の直線の交点とする。
【００４２】
上記実施形態によれば、第２の光束の受光素子における光強度分布の一方の側と他方の側をそれぞれ直線近似した２本の直線の交点を折れ曲がるポイントとする２つの線分で表された折れ線によって、第２の光束の受光素子における光強度分布を精度よく近似することができる。
【００４３】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記受光素子上の受光エリアをｎ分割し、上記ｎ分割された各エリアの光強度分布をそれぞれ直線近似し、上記ｎ分割された各エリアの直線近似により得られた複数の線分を結んだ折れ線を上記近似データとする。
【００４４】
上記実施形態によれば、第２の光束の受光素子における光強度分布が直線とは程遠い光強度分布を有する場合にも、複数の線分を結んだ折れ線で精度よく近似することができる。
【００４５】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記受光素子上の受光エリアをｎ分割し、上記ｎ分割された各エリアの中間点と上記受光エリアの両端の点とを結んだ折れ線を上記近似データとする。
【００４６】
上記実施形態によれば、第２の光束の受光素子における光強度分布が直線とは程遠い分布である場合にも、上記折れ線で精度よく近似することができる。
【００４７】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記受光素子上の上記ｎ分割される受光エリアの分割領域の大きさを不均一とする。
【００４８】
また、一実施形態の光学式測距装置では、
上記受光素子上の上記ｎ分割された各エリアにおいて、上記エリアの中間点における光強度と上記エリアの始点における光強度との差、および、上記中間点における光強度と上記エリアの終点における光強度との差が±１０％以内になるように、上記受光素子上の受光エリアを分割する。
【００４９】
上記実施形態によれば、第２の光束の受光素子における光強度分布を精度よく近似することができる。
【発明の効果】
【００５０】
以上より明らかなように、この発明の光学式測距装置および電子機器および光学式測距装置の校正方法によれば、パッシブ測距方式を用いずに、窓材からの反射による誤測距または誤検知を防止できる小型の光学式測距装置およびそれを搭載した電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の光学式測距装置の構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは第１の光束と第２の光束とが照射された受光素子上における光強度分布である。
【図２Ｂ】図２Ｂは第２の光束の受光素子上における光強度分布である。
【図２Ｃ】図２Ｃは第１の光束の受光素子上における光強度分布である。
【図３】図３は信号処理・演算の構成図である。
【図４】図４は測距対象物がない状態での測定系を示す構成図である。
【図５】図５は窓材上部に遮光材を添付した状態での測定系を示す構成図である。
【図６】図６は窓材がない状態での測定系を示す構成図である。
【図７】図７は第１の光束の受光素子上における光強度分布の大きさが、第２の光束の受光素子上における光強度分布よりも著しく小さい場合の光強度分布を示す図である。
【図８】図８は第１の光束の受光素子上における光強度分布に大きなショットノイズが付加された状態の光強度分布を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは窓材に設けられた突起の周囲を遮光した状態での測定系を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは図９Ａの測定系により測定することにより、第２の光束の受光素子上における光強度分布が小さくなることを示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは窓材の突起に加え、樹脂ケースにも切り込みいれた状態での測定系を示す図である。
【図１０】図１０は受光素子の有効範囲を測距対象物からの反射光以外は不感とするように制限した場合の光強度分布を示す図である。
【図１１】図１１は光学式測距装置をコンピュータ用液晶ディスプレイに応用した例を示す図である。
【図１２】図１２は従来の光学式測距装置の構成図を示す図である。
【図１３】図１３はこの発明の第２実施形態の光学式測距装置の第２の光束により形成される光強度分布の一例である。
【図１４】図１４は第２の光束により形成される光強度分布を１本の直線近似した図である。
【図１５】図１５は窓材の厚さと窓材とのギャップをマトリクスとした近似直線の傾きテーブルを示す図である。
【図１６】図１６は第２の光束により形成される光強度分布の一例である。
【図１７】図１７は図１６に示す第２の光束により形成される光強度分布を折れ曲がるポイントを１つ有する折れ線で近似した図である。
【図１８】図１８は図１７の折れ線が折れ曲がるポイントを示す図である。
【図１９】図１９は図１６に示す第２の光束により形成される光強度分布をｎ分割した受光エリアごとに線分を繋ぎ合わせた折れ線で近似した図である。
【図２０】図２０は図１６の第２の光束により形成される光強度分布をｎ分割した受光エリアごとの中間点と始点,終点を繋ぎ合わせた折れ線で近似した図である。
【図２１】図２１は各エリアの効率的な分割方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、この発明の光学式測距装置および電子機器および光学式測距装置の校正方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５３】
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態の光学式測距装置の基本的な構成を示している。
【００５４】
この第１実施形態の光学式測距装置１０は、図１に示すように、光を出射する発光素子１１と、上記発光素子１１から出射された光を集光して測距対象物１６に照射する投光用集光部の一例として投光レンズ１３と、上記測距対象物１６からの反射光を集光する受光用集光部の一例として受光レンズ１４と、受光レンズ１４により集光された反射光を受光する受光素子１２と、発光素子１１,受光素子１２,投光レンズ１３,受光レンズ１４を覆う窓材１５を備えている。
【００５５】
上記発光素子１１は、発光ダイオードや面発光レーザなどの光源であり、透光性樹脂(図示せず)により樹脂封止されている。
【００５６】
上記発光素子１１から出射された光は、出射部前方の光路に配設された投光レンズ１３により絞られ、測距対象物１６に投光されて反射する第１の光束１７と、窓材１５により反射する第２の光束１８とに分かれる。この第２の光束１８には、窓材１５の下端により反射するものと、窓材１５の上端により反射するものと、窓材１５の上端、下端を複数回反射するものとがある。
【００５７】
上記受光素子１２は、ｎ個の受光部が直線状に配列されたリニアセンサであるＣＭＯＳイメージャーであり、発光素子１１とは別に樹脂封止されている。なお、格子状に受光部が二次元配列されたエリアセンサであるＣＭＯＳイメージャーを受光素子に用いてもよい。
【００５８】
測距対象物１６や窓材１５により反射した反射光は、受光素子１２の前方に配置された受光レンズ１４により絞られ、受光素子１２に導かれる。この受光素子１２であるＣＭＯＳイメージャーは、受光素子１２上に照射された光の強度分布を取り込むことができる。
【００５９】
また、窓材１５は、透明なガラスやプラスチックなどで作られており、投光レンズ１３と受光レンズ１４を覆うように設置されている。この窓材１５は、主にレンズ(１３,１４)の傷や汚れを防ぐためや、搭載される電子機器の外観を良くするために設置されるが、投光ビームを反射して、誤検知や誤測距の原因となる。
【００６０】
この第１実施形態の光学式測距装置１０は、図３の構成に示すように受光素子１２であるＣＭＯＳイメージャーにより取り込まれた光強度分布を処理する信号処理回路２１やメモリ２２が搭載されている。上記信号処理回路２１(図３に示す)は、光強度分布抽出部２１aと、受光素子１２上の光強度分布から測距対象物１６までの距離を演算する距離演算部２１bと備えている。
【００６１】
図１の構成の光学式測距装置１０において、発光素子１１から出射された光を投光レンズ１３を介して測距対象物１６に対して照射するとき、第１の光束１７と第２の光束１８が受光素子１２上に入射する。このときの第１の光束１７と第２の光束１８とが照射された受光素子１２上における光強度分布Ｄ[i] (ｉ＝１〜ｎ)を図２Ａに示している。
【００６２】
上記信号処理回路２１の光強度分布抽出部２１aは、第１の光束１７と第２の光束１８とが照射された受光素子１２上における光強度分布Ｄ[i]から、第２の光束１８の受光素子１２上における光強度分布Ｍ[i] (ｉ＝１〜ｎ) (図２Ｂ参照)を減算することで、第１の光束１７の受光素子１２上における光強度分布Ｏ[i] (ｉ＝１〜ｎ) (図２Ｃ参照)を抽出することができる(Ｏ[i]＝Ｄ[i]-Ｍ[i])。
【００６３】
そして、信号処理回路２１の距離演算部２１bは、光強度分布Ｏ[i]の重心を算出し、三角測量により測距対象物１６までの距離を演算する。
【００６４】
第２の光束１８の受光素子１２上における光強度分布Ｍ[i]は、予めメモリ２２(図３に示す)に記憶されており、距離演算部２１bによる距離演算のたびに呼び出される。
【００６５】
上記測距対象物１６からの反射光が無い状態で受光素子１２により検出された第２の光束の受光素子１２上における光強度分布をメモリ２２に予め記憶することによって、窓材１５から反射された第２の光束の受光素子１２上における光強度分布を正確に記憶することができる。メモリ２２に記憶された第２の光束１８の受光素子１２上における光強度分布を光強度分布抽出部２１aで用いることによって、測距対象物１６から反射された第１の光束１７の受光素子１２上における光強度分布を容易に抽出することができる。
【００６６】
発光素子１１から出射された光が窓材１５により反射され、その反射光である第２の光束１８の光強度分布Ｍ[i]を受光素子１２により取り込み、メモリ２２に記憶する方法としては次の３種類がある。
【００６７】
〔第１のメモリ記憶方法〕
第１のメモリ記憶方法は、図４に示すように、測距対象物１６を何も設置せず、第１の光束１７がない状態での測定を行う方法である。
【００６８】
受光素子１２上には、窓材１５から反射された第２の光束１８のみが入射するため、第２の光束１８の受光素子１２上における光強度分布Ｍ[i]を受光素子１２であるＣＭＯＳイメージャーにより取り込むことができ、これをメモリ２２に記憶する。
【００６９】
〔第２のメモリ記憶方法〕
第２のメモリ記憶方法は、図５に示すように、受光レンズ１４側の窓材１５の上部を非透過性の遮光材１９(遮光体)で遮光した状態で、測定を行う方法である。ここで、遮光材１９は、少なくとも受光レンズ１４に入射される測距対象物１６からの反射光を遮るように配置する。
【００７０】
遮光材１９により、受光素子１２上には第２の光束１８のみが入射するため、第２の光束１８の受光素子１２上における光強度分布Ｍ[i]を受光素子１２であるＣＭＯＳイメージャーにより取り込むことができる。
【００７１】
受光素子１２であるＣＭＯＳイメージャーにより光強度分布Ｍ[i]を取り込み、メモリ２２に記憶した後は、遮光に用いた遮光材１９は取り除く。
【００７２】
上記第２のメモリ記憶方法を用いた光学式測距装置の校正方法によれば、窓材１５から反射された第２の光束１８の受光素子１２上における光強度分布Ｍ[i]を正確に記憶することができる。
【００７３】
〔第３のメモリ記憶方法〕
第３のメモリ記憶方法は、信号処理回路２１による演算による方法である。
【００７４】
図６に示すように、所定の位置に設置された所定の測距対象物１６を、窓材１５がない状態で第１の光束１７の測定を行い、第１の光束１７の受光素子１２上における光強度分布をメモリ２２に記憶しておく。
【００７５】
次に、窓材１５がある状態で、第１の光束１７と第２の光束１８が照射された受光素子１２上における光強度分布を受光素子１２であるＣＭＯＳイメージャーで取り込む。この第１の光束１７と第２の光束１８との受光素子１２上における光強度分布から、メモリ２２に記憶された窓材１５がない状態での測定で得られた第１の光束１７の受光素子１２上における光強度分布を減算することで、第２の光束１８が受光素子１２上における光強度分布Ｍ[i]を得ることができる。
【００７６】
光強度分布Ｍ[i]をメモリ２２に記憶して、メモリ２２に記憶されていた窓材１５がある状態の測定で得た光強度分布は消去される。
【００７７】
上記第３のメモリ記憶方法を用いた光学式測距装置の校正方法によれば、窓材１５から反射された第２の光束１８の受光素子１２上における光強度分布Ｍ[i]を正確に記憶できる。
【００７８】
ＬＥＤの経年劣化による光量の低下や、窓材１５にキズ等が入ることで受光素子１２上における光強度分布に変化が生ずると、窓材１５からの反射光による光強度分布を正確に減算できないので、メモリ２２に保存された光強度分布Ｍ[i]は、上記３つの方法のいずれかを用いた光学式測距装置の校正方法により、定期的に更新されるものとする。
【００７９】
これにより、発光素子１１の経年劣化による光量の低減や窓材１５の傷により、第２の光束１８の受光素子１２上における光強度分布が変化した場合も、窓材１５の影響なしに正確な測距ができる。
【００８０】
測距対象物１６が遠距離に有り、かつ、測距対象物１６の反射率が小さいと、測距対象物１６により反射される光の光強度が極めて小さくなり、図７に示すように、窓材１５からの反射光の光強度を大きく下回ることがある。
【００８１】
この場合、図８に示すように、光強度分布Ｍ[i]を減算したとしても、第１の光束１７の受光素子１２上における光強度分布Ｏ[i]に匹敵する大きさのショットノイズが付加される。
【００８２】
この状態で光強度分布Ｏ[i]の重心を演算すると、光強度分布Ｏ[i]の重心が実際の重心とずれ、測距対象物１６までの距離の演算に大きな誤差が生ずる。
【００８３】
このような雑音を低減する方法として次の２つがある。
【００８４】
〔第１の雑音低減方法〕
第１の雑音低減方法は、図９Ａに示すように、投光レンズ１３と受光レンズ１４との間の上部に遮光材からなる突起１５aを有した窓材１５を使用する。もしくは、この突起１５aの周りを遮光材２０によりで表面を遮光処理することである。
【００８５】
これにより、窓材１５から反射された第２の光束１８が受光素子１２上に入射する光量が小さくなるため、図９Ｂに示すように光強度分布の値を全体的に小さくすることができ、ショットノイズの大きさを低減できる。
【００８６】
また、図９Ｃに示すように、突起で遮光する代わりに、投光レンズ１３と受光レンズ１４との間の樹脂ケース３０に窓材１５の突起１５aが収まるように切り込み３１aを入れることも有効である。
【００８７】
樹脂ケース３０は、壁部３１で仕切られた発光側凹部３２と受光側凹部３３とを有している。上記樹脂ケース３０の発光側凹部３２の底に発光素子１１を配置すると共に、発光側凹部３２の上側に発光レンズ１３を配置している。一方、樹脂ケース３０の受光側凹部３３の底に受光素子１２を配置すると共に、受光側凹部３３の上側に受光レンズ１４を配置している。上記樹脂ケース３０の壁部３１の上部に、窓材１５の突起１５aが収まる切り込み３１aを設けている。
【００８８】
〔第２の雑音低減方法〕
第２の雑音低減方法は、図１０に示すように、受光素子１２の有効範囲を、信号処理回路２１において測距対象物１６からの反射光以外は不感とするように制限することである。
【００８９】
窓材１５から反射された第２の光束１８の受光素子１２上における光強度分布Ｍ[i]のピーク値が受光素子１２の有効範囲の外にある場合、光強度分布Ｄ[i]の値を小さくすることができ、ショットノイズの大きさを小さくすることができる。
【００９０】
また、この第２の雑音低減方法により、信号処理回路２１の演算時間を短縮できるという利点もある。
【００９１】
上記構成の光学式測距装置によれば、測距対象物１６から反射された第１の光束１７の受光素子１２上における光強度分布のみを光強度分布抽出部２１aによって取り出し、窓材１５の影響なしに距離演算部２１bにより測距対象物１６までの距離を正確に演算することができる。したがって、パッシブ測距方式を用いずに、窓材１５からの反射による誤測距または誤検知を防止することができる。
【００９２】
また、図１１に示すように、この発明の光学式測距装置を搭載した電子機器としては、光学式測距装置をコンピュータ用の液晶ディスプレイがある。図１１において、４１はコンピュータ本体、４２は液晶ディスプレイ、４３はキーボード、４４はマウスである。この液晶ディスプレイ４２の上部に光学式測距装置１０を搭載している。
【００９３】
上記液晶ディスプレイ４２を備えたコンピュータシステムでは、窓材による誤検知なしに、液晶ディスプレイ４２前の人の有無を判断し、人がいない場合は自動的に液晶ディスプレイ４２の電源を切り、省電力化が図れる。
【００９４】
上記構成によれば、パッシブ測距方式を用いずに、窓材からの反射による誤測距または誤検知を防止できる光学式測距装置を搭載することによって、測距機能を備えた小型の電子機器を実現することができる。
【００９５】
上記液晶ディスプレイは、光学式測距装置を搭載した電子機器の一例であり、液晶ディスプレイに限らず、表示装置などの他の電子機器にこの発明の光学式測距装置を適用してもよい。
【００９６】
〔第２実施形態〕
次に、この発明の第２実施形態の光学式測距装置について詳細に説明する。この第２実施形態の光学式測距装置は、信号処理回路２１の動作やメモリ２２に記憶されるデータを除いて第１実施形態の光学式測距装置と同一の構成をしており、図１,図３を援用する。
【００９７】
この第２実施形態の光学式測距装置は、第２の光束により形成される光強度分布(図２Ａに示す)を関数により近似を行うことで、メモリ２２に記録されるデータ量を小さくすると共に、計算量を少なくする。
【００９８】
例えば、窓材１５の厚さが薄く、光学式測距装置と窓材１５との間隔(ギャップ)が小さい場合には、第２の光束が受光素子１２上に形成する光強度分布の値は小さく、図１３に示すように直線に近い光強度分布となる。
【００９９】
この光強度分布を図１４に示すように１本の直線Ｌ１として近似する。ここで、直線Ｌ１は、光強度をｙとし、受光素子１２上の座標をｘとすると、
ｙ＝ａｘ＋ｂ      (ａ,ｂは定数)
で表される。
【０１００】
これにより、メモリ２２に記録する第２の光束により形成される光強度分布は、直線の定数ａ(傾き)と定数ｂのみの近似データとなり、データ量を最小限に小さくすることができる。
【０１０１】
また、窓材１５の厚さとギャップ(光学式測距装置と窓材１５との間隔)をパラメータとして、図１５に示す近似直線の傾き(定数ａ)テーブルをメモリ２２内に格納することで、使用条件に合った傾きを常にメモリ２２から呼び出すことができ、汎用性の高い光学式測距装置を提供することができる。なお、近似直線の定数ｂは、共通の固定値を１つメモリ２２に記憶してもよいし、各傾き(定数ａ)毎にメモリ２２に記憶してもよい。
【０１０２】
ここで、メモリに記録される直線の定数ａ,ｂは、第２の光束の受光素子１２における光強度分布を複数回取得し、それぞれを直線近似することで得られる定数ａ,ｂを平均化したものとすることで、周囲の外乱光等によるノイズの影響が少なくかつより正確な直線の定数ａ,ｂをメモリ２２に記憶することができる。
【０１０３】
しかし、窓材１５の厚さが厚いか、もしくはギャップ(光学式測距装置と窓材１５との間隔)が大きい場合には、第２の光束が受光素子１２上に形成する光強度分布の値は大きくなり、図１６に示すように直線とは程遠い光強度分布となる。このような光強度分布を近似する方法としては、次の(i)〜(ii)の３種類がある。
【０１０４】
(i)  第１の近似方法
第１の近似方法としては、図１７に示すように折れ曲がるポイントを１つ有する折れ線で近似する方法がある。ここで折れ線の折れ曲がるポイントは、図１８に示すように光強度分布の右側の直線Ｌ１１と右側の直線Ｌ１２で近似し、これらの直線Ｌ１１,Ｌ１２の交点とすることでより正確な近似が可能になる。
【０１０５】
(ii)  第２の近似方法
第２の近似方法としては、図１９に示すように、第２の光束の受光素子１２における光強度分布をｎ分割し、それぞれのエリア１〜ｎに対して直線近似をし、これらの直線をつなぎ合わせた折れ線で近似する方法がある。
【０１０６】
(iii)  第３の近似方法
第３の近似方法としては、図２０に示すように、第２の光束の受光素子１２における光強度分布をｎ分割し、それぞれのエリア１〜ｎの中間点をとり、これらの中間点の光強度Mの点を結ぶ折れ線で近似する方法がある。
【０１０７】
ここで、第２,第３の近似方法において、分割領域の大きさを均一ではなく、図２１に示すように、各エリアの中間点の光強度Mと、各エリアの始点,終点の光強度ｓ[k] (k=1,2,3...)の差の比( (ｓ[k]-M)/M )がそれぞれ±１０％以内になるように不均一にエリア１〜ｎを分割する。これによって、より正確に第２の光束の受光素子１２における光強度分布を近似することができ、かつメモリ２２に記憶するデータ量も抑えることができる。図２１において、５０は各エリア１〜ｎの中間点の光強度Mの点、５１は受光エリアの両端の光強度の点、５２は各エリア１〜ｎの始点,終点の光強度の点である。
【０１０８】
このように、上記第２実施形態では、メモリ２２に記憶するデータ量の低減のために直線近似の例を示したが、２次曲線など適宜曲線近似とすることも可能である
上記構成の光学式測距装置によれば、測距対象物１６により反射された第１の光束の受光素子１２上における光強度分布のみを光強度分布抽出部２１aによって抽出し、抽出された第１の光束の受光素子１２上における光強度分布を用いて、窓材１５の影響なしに距離演算部２１bにより測距対象物１６までの距離を正確に演算できる。したがって、パッシブ測距方式を用いずに、窓材１５からの反射による誤測距または誤検知を防止することができる。また、上記メモリ２２に記憶される第２の光束が受光素子１２上に形成する光強度分布のデータ量を小さくすることができる。
【０１０９】
また、メモリ２２に記憶される第２の光束が受光素子１２上に形成する光強度分布の近似データは直線で表すことが可能になるため、メモリ２２に記憶されるデータ量を最小限に抑えることができる。
【０１１０】
また、上記信号処理回路２１は、窓材１５の厚さおよび受光素子１２の受光面から窓材１５までの距離に応じて、直線近似した光強度分布の直線の情報をメモリ２２に格納したテーブル(図１５に示す)を用いることによって、様々な窓材１５の使用状況にも対応できる汎用性の高い光学式測距装置を提供できる。
【０１１１】
また、上記信号処理回路２１は、測距対象物１６からの反射光が無い状態で受光素子１２により検出された第２の光束の受光素子１２上における光強度分布を取り込む第１ステップと、第１ステップで取り込まれた光強度分布を光強度分布抽出部２１aにより直線近似する第２ステップとを複数回繰り返し、第２ステップで得られた複数の直線を平均化して、平均化した１つの直線の情報をメモリ２２に予め記憶することによって、外乱光等の雑音の影響が少なくかつより正確な近似データとしての直線の情報をメモリ２２に記憶することができる。
【０１１２】
また、第２の光束の受光素子１２における光強度分布が２つの線分からなる折れ線に似た光強度分布を有する場合に、折れ曲がるポイントを１つ有する折れ線で第２の光束の受光素子１２における光強度分布を精度よく近似することができる。
【０１１３】
また、第２の光束の受光素子１２における光強度分布の一方の側と他方の側をそれぞれ直線近似した２本の直線の交点を折れ曲がるポイントとする２つの線分で表された折れ線で、第２の光束の受光素子１２における光強度分布を精度よく近似することができる。
【０１１４】
また、上記受光素子１２上の受光エリアをｎ分割し、ｎ分割された各エリアの光強度分布をそれぞれ直線近似し、ｎ分割された各エリアの直線近似により得られた複数の線分を結んだ折れ線を近似データとすることによって、第２の光束の受光素子１２における光強度分布が直線とは程遠い光強度分布を有する場合にも、複数の線分を結んだ折れ線で精度よく近似することができる。
【０１１５】
また、上記受光素子１２上の受光エリアをｎ分割し、ｎ分割された各エリアの中間点と受光エリアの両端の点とを結んだ折れ線を近似データとすることによって、第２の光束の受光素子１２における光強度分布が直線とは程遠い分布である場合にも、折れ線で精度よく近似することができる。
【０１１６】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１,第２実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０,１００…光学式測距装置
１１,１０１…発光素子
１２,１０２…受光素子
１３,１０３…投光レンズ
１４,１０４…受光レンズ
１５…窓材突起１５a
１５a…突起
１６…測距対象物
１７…第１の光束
１８…第２の光束
１９,２０…遮光材
２１…信号処理回路
２１a…光強度分布抽出部
２１b…距離演算部
２２…メモリ
３０…樹脂ケース
３１…壁部
３１a…切り込み
３２…発光側凹部
３３…受光側凹部
４１…コンピュータ本体
４２…液晶ディスプレイ
４３…キーボード
４４…マウス
５０…各エリアの中間点の光強度の点
５１…受光エリア全体の両端の光強度の点
５２…各エリアの始点,終点の光強度の点
【図１】
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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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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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