(57)【要約】  霧モヤが発生している場合に、誤った測距結果を表示することがあった。測距計は、測定光を対象物に出射する送光部と、対象物からの戻り光を受光する受光部と、受光部が出力する受光信号に基づいて、対象物までの距離を演算する演算部と、演算部が演算した距離を表示する表示部と、受光部が戻り光を受光したタイミングに関する情報と受光信号の強度に関する情報との関係に基づいて、どの受光信号を演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を演算および／または表示に用いないかを判定する判定部と、を備える。
2016030923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光を対象物に出射する送光部と、
対象物からの戻り光を受光する受光部と、
前記受光部が出力する受光信号に基づいて、前記対象物までの距離を演算する演算部と、
前記演算部が演算した距離を表示する表示部と、
前記受光部が前記戻り光を受光したタイミングに関する情報と前記受光信号の強度に関する情報との関係に基づいて、どの受光信号を前記演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を前記演算および／または表示に用いないかを判定する判定部と、
を備える測距計。
【請求項２】
前記判定部は、前記受光部が前記戻り光を受光したタイミングと前記受光信号の強度分布との関係に基づいて、どの受光信号を前記演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を前記演算および／または表示に用いないかを判定する請求項１に記載の測距計。
【請求項３】
前記判定部は、前記受光部が前記戻り光を受光したタイミングと前記受光信号の飽和の有無との関係に基づいて、どの受光信号を前記演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を前記演算および／または表示に用いないかを判定する請求項２に記載の測距計。
【請求項４】
前記判定部は、前記受光部が戻り光を受光したタイミングが予め定められた範囲にあった場合に、どの受光信号を前記演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を前記演算および／または表示に用いないかを判定する請求項１から３のいずれか１項に記載の測距計。
【請求項５】
前記判定部は、前記受光部が前記戻り光を受光したタイミングに関する情報と前記受光信号の強度に関する情報との関係に基づいて、前記戻り光を受光したタイミングの受光信号が霧モヤからの戻り光であるか否かを判定し、霧モヤであると判定された場合には前記受光したタイミングの受光信号を用いない請求項１に記載の測距計。
【請求項６】
前記送光部は、前記測定光を複数回出射し、
前記演算部は、複数回出射された前記測定光に対して、前記受光部の前記受光信号が閾値を超えたタイミングをカウントした度数を積算し、
前記判定部は、前記受光信号として前記度数を用いる請求項１から５のいずれか１項に記載の測距計。
【請求項７】
前記送光部および前記受光部の少なくとも一方に含まれる光学素子を駆動してブレに応じた補正量で補正するブレ補正部と、
前記ブレ補正部の前記補正量に基づいて前記予め定められた範囲を設定する設定部と
を更に備える請求項４に記載の測距計。
【請求項８】
前記判定部は、第１の強度で前記送光部から前記測定光を出射してどの受光信号を前記演算および／または表示に用いるか、又はどの受光信号を前記演算および／または表示に用いないかを判定し、当該判定に基づいて、前記第１の強度とは異なる第２の強度で前記送光部から前記測定光を改めて出射して、前記演算部により前記距離を演算させる請求項１から７のいずれか１項に記載の測距計。
【請求項９】
送光部から測定光を対象物に出射するステップと、
対象物からの戻り光を受光部で受光するステップと、
前記受光部が出力する受光信号に基づいて、前記対象物までの距離を演算部で演算するステップと、
前記演算部が演算した距離を表示するステップと、
前記受光部が前記戻り光の受光信号を受光したタイミングに関する情報と前記受光信号の強度に関する情報との関係に基づいて、どの受光信号を前記演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を前記演算および／または表示に用いないかを判定するステップと
を備える測距方法。
【請求項１０】
送光部から第１の強度の測定光を対象物に出射するステップと、
前記第１の強度の測定光による対象物からの戻り光を受光部で受光するステップと、
前記受光部が出力する前記第１の強度の測定光による対象物からの戻り光の受光信号に基づいて、前記対象物までの距離を演算部で演算するステップと、
送光部から前記第１の強度とは異なる第２の強度の測定光を対象物に出射するステップと、
第２の強度の測定光による対象物からの戻り光を受光部で受光するステップと、
前記受光部が前記第２の強度の測定光による前記戻り光の受光信号を受光したタイミングに関する情報と前記受光信号の強度に関する情報との関係に基づいて、どの受光信号を前記演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を前記演算および／または表示に用いないかを判定するステップと
を備える測距方法。
【請求項１１】
測定光を対象物に出射する送光部と、
対象物からの戻り光を受光する受光部と、
前記受光部が出力する受光信号に基づいて前記対象物までの距離を演算する演算部と、
前記演算された距離を表示する表示部と、
前記受光信号の時系列パターンに基づいて、前記演算および／または表示に用いる、または前記演算および／または表示に用いない受光信号の範囲を制御する制御部と、
を備える測距計。
【請求項１２】
前記時系列パターンは、前記受光信号の強度の時系列データである請求項１１に記載の測距計。
【請求項１３】
前記時系列パターンは、複数回出射された前記測定光に対し、前記受光信号の強度が所定の閾値を超えた回数に対応する度数分布の時系列データである請求項１１に記載の測距計。
【請求項１４】
前記制御部は、前記時系列パターンから受光信号の飽和の有無を判定する請求項１１から１３のいずれか一項に記載の測距計。
【請求項１５】
前記制御部は、前記時系列パターンが、測定光の光路上に霧モヤが存在する場合の時系列パターンを含むか否かを判定する請求項１１から１４のいずれか一項に記載の測距計。
【請求項１６】
前記制御部は、前記時系列パターンのうち、前記霧モヤに対応すると判定された時系列パターンに含まれる受光信号以外の受光信号を前記演算に用いる請求項１５に記載の測距計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距計および測距方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物に反射された測定光の伝播時間に基づいて、対象物までの距離を測定する測距計がある（例えば、特許文献１参照）。
［特許文献１］  特開２００４−１０１３４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
対象物との間に霧モヤが発生している場合に、測距計が霧モヤからの反射光を対象物からの反射光と誤認して、誤った測距結果を表示するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様における測距計は、測定光を対象物に出射する送光部と、対象物からの戻り光を受光する受光部と、受光部が出力する受光信号に基づいて、対象物までの距離を演算する演算部と、演算部が演算した距離を表示する表示部と、受光部が戻り光を受光したタイミングに関する情報と受光信号の強度に関する情報との関係に基づいて、どの受光信号を演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を演算および／または表示に用いないかを判定する判定部と、を備える。【０００５】
本発明の第２の態様における測距方法は、送光部から測定光を対象物に出射するステップと、対象物からの戻り光を受光部で受光するステップと、受光部が出力する受光信号に基づいて、対象物までの距離を演算部で演算するステップと、演算部が演算した距離を表示するステップと、受光部が戻り光の受光信号を受光したタイミングに関する情報と受光信号の強度に関する情報との関係に基づいて、どの受光信号を演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を演算および／または表示に用いないかを判定するステップとを備える。【０００６】
本発明の第３の態様における測距方法は、送光部から第１の強度の測定光を対象物に出射するステップと、第１の強度の測定光による対象物からの戻り光を受光部で受光するステップと、受光部が出力する第１の強度の測定光による対象物からの戻り光の受光信号に基づいて、対象物までの距離を演算部で演算するステップと、送光部から第１の強度とは異なる第２の強度の測定光を対象物に出射するステップと、第２の強度の測定光による対象物からの戻り光を受光部で受光するステップと、受光部が第２の強度の測定光による戻り光の受光信号を受光したタイミングに関する情報と受光信号の強度に関する情報との関係に基づいて、どの受光信号を演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を演算および／または表示に用いないかを判定するステップとを備える。【０００７】
本発明の第４の態様における測距方法は、測定光を対象物に出射する送光部と、対象物からの戻り光を受光する受光部と、受光部が出力する受光信号に基づいて対象物までの距離を演算する演算部と、演算された距離を表示する表示部と、受光信号の時系列パターンに基づいて、演算および／または表示に用いる、または演算および／または表示に用いない受光信号の範囲を制御する制御部と、を備える。【０００８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態における測距計のブロック図である。
【図２】霧モヤに起因した誤測距の発生原理を説明する図である。
【図３】近距離ターゲットに対する典型的なヒストグラムを示す図である。
【図４】遠距離ターゲットに対する典型的なヒストグラムを示す図である。
【図５】霧モヤが発生しているときの遠距離ターゲットに対する典型的なヒストグラムを示す図である。
【図６】誤測距回避処理のフローチャート図である。
【図７】ヒストグラムの山を検出するフローチャート図である。
【図８】他の判定方法を説明する図である。
【図９】他の判定方法を説明する図である。
【図１０】他の判定方法を説明する図である。
【図１１】さらに他の判定方法を説明する図である。
【図１２】さらに他の判定方法を説明する図である。
【図１３】さらに他の判定方法を説明する図である。
【図１４】第２実施形態における測距計のブロック図である。
【図１５】手振れ補正時における誤測距範囲ＥＲの変動を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、第１実施形態における測距計１０のブロック図である。測距計１０は、送光部１００、調整部１３２、受光部２００、演算部３００、判定部４００およびメモリ５００を備える。測距計１０はさらに、レチクルプレート１４０、接眼レンズ１５０および操作ボタン５１０を備える。
【００１２】
送光部１００は測定光を対象物に出射する。送光部１００は、対物レンズ１１０、正立プリズム１２０および発光部１３０を有する。以降の説明においては、測距計１０において送光部１００が測定光を出射する方向、すなわち図中の光線Ｂ３の矢印方向を前方と呼ぶ。
【００１３】
発光部１３０は、一定の時間間隔でパルス状の測定光を出射する。この場合に、発光部１３０は一回の測距動作において、毎秒予め定められた数、例えば毎秒３２０個のパルス光を出射する。発光部１３０の一例は赤外線を発振する半導体レーザである。以下、発光部１３０は赤外域の測定光を出射する例を用いて説明する。
【００１４】
正立プリズム１２０は、可視光帯域を反射して、赤外帯域を透過するダイクロイック反射面１２２と、可視光帯域および赤外帯域の両方に対して高い反射率を有する全反射面１２４、１２６とを有する。正立プリズム１２０において、測定光はダイクロイック反射面１２２を透過し、全反射面１２４において反射され、光線Ｂ２として測距計１０内を前方に向かって伝播する。さらに、正立プリズム１２０は、ダイクロイック反射面１２２、全反射面１２４、１２６および他の反射面を用いて、入射光線により形成される倒立鏡像を正立正像に反転させる。正立プリズム１２０の例は、ダハプリズム、ポロプリズム等である。
【００１５】
対物レンズ１１０は、正立プリズム１２０から出力された光線Ｂ２をコリメートした光線Ｂ３を測距計１０の前方に照射する。
【００１６】
調整部１３２は、発光部１３０から出射される測定光の出射タイミングや強度を調整する。
【００１７】
上記対物レンズ１１０、上記正立プリズム１２０、レチクルプレート１４０、および接眼レンズ１５０は、ユーザが対象物に対して測距計１０を視準する視準部を構成する。すなわち、視準部は、送光部１００と光学系の一部を共有する。これにより、測距計１０において送光部１００と視準部とは見かけの光軸が一致する。
【００１８】
レチクルプレート１４０は、対物レンズ１１０の焦点位置に配置される。接眼レンズ１５０の前端は、測距計１０の内部において正立プリズム１２０の後端に対向する。
【００１９】
レチクルプレート１４０は、視準指標および表示部を有する。視準指標の形状の例は、十字線、矩形枠、円形枠等である。視準指標は、可視光に対して透明な板に印刷、食刻等により形成されてもよいし、透過型の液晶を用いて表示されてもよい。表示部は、透過型の液晶等を用いて、対象物までの距離の計測結果を、文字、画像等によりユーザに示す。表示部をレチクルプレート１４０に直接設けることに代えて、反射型の液晶と、当該液晶を用いた表示像をレチクルプレート１４０に導く光学系とにより構成してもよい。当該表示部は、測距結果の他、電池の残量、アラート、時計等を併せて表示してもよい。
【００２０】
視準部には、測距計１０の前方に位置する対象物から反射または散乱された光のうち、対物レンズ１１０の見込み角の範囲内を伝播する光線Ａ１が入射する。光線Ａ１は、対物レンズ１１０で光線Ａ２として集光し、正立プリズム１２０、レチクルプレート１４０および接眼レンズ１５０を通じて、測距計１０の後方に光線Ａ３として出射される。これにより、ユーザは、接眼レンズ１５０を通じて、対象物の正立正像を観察する。
【００２１】
ユーザが接眼レンズ１５０を通じて観察する対象物の像には、レチクルプレート１４０に配された視準指標が重畳される。よって、ユーザは、接眼レンズ１５０を通じて観察する像に視準指標を重畳させることにより、測距計１０を対象物に視準する。この場合に、上記の通り送光部１００と視準部とは見かけの光軸が一致するので、視準指標の示す位置に測定光が照射される。
【００２２】
受光部２００は、対象物からの戻り光を受光して電気信号に変換した受光信号を出力する。受光部２００は、受光レンズ２１０、帯域透過フィルター２２０、受光素子２３０および増幅器２４０を含む。これにより、受光部２００の受光レンズ２１０は、送光部１００の対物レンズ１１０とは異なる光軸を有する。
【００２３】
受光レンズ２１０の後方には、帯域透過フィルター２２０および受光素子２３０が順次配される。帯域透過フィルター２２０は、測定光を含む狭い帯域の光を透過し、他の帯域の光を遮断または減衰する。受光素子２３０の例は、測定光の帯域に対して感度を有するフォトダイオード、フォトトランジスタ等である。これにより、受光素子２３０は、入射光の強度に対応した受光信号を出力する。測定光に対して背景光の影響を排除するという観点から、受光素子２３０の受光面積はより小さいことが好ましい。
【００２４】
上記受光部２００において、受光レンズ２１０には、測距計１０の前方に位置する対象物から反射または散乱された光線Ｃ１が入射する。光線Ｃ１は受光レンズ２１０で集光されて光線Ｃ２として、帯域透過フィルター２２０を通過した後、受光素子２３０に受光される。受光素子２３０は受光した強度に対応した受光信号を増幅器２４０に出力する。増幅器２４０は、受光素子２３０から供給された受光信号を増幅する。増幅器２４０は、増幅した当該受光信号を演算部３００に供給する。
【００２５】
演算部３００は、受光部２００が出力する受光信号に基づいて、対象物までの距離を演算する。具体的には、発光部１３０が測定光を発光した時刻と、対象物で反射された当該測定光の戻り光を受光素子２３０が受光した時刻との時間差を計測する。演算部３００は、当該計測した時間差に基づいて、対象物までの距離を演算する。
【００２６】
演算部３００は、受光信号が予め定められた閾値を超えたか否かを判断する。ここで、閾値は、測定光に基づく信号と、太陽光等に基づくノイズ信号とを判別するための値である。演算部３００は、受光信号が閾値を超えたと判断した場合に、当該受光信号に対応する測定光のパルスの送信時刻と受光信号の受信時刻との時間差を算出する。演算部３００はさらに、当該時間差に対応したメモリ５００のメモリアドレスにカウント値を積算する。測定光の一回のパルスに対する受光信号において、当該閾値を超える箇所が複数ある場合には、それぞれの箇所についての時間差に対応したメモリアドレスにカウント値が積算される。測定光の強度および上記閾値を適宜設定することにより、背景光の影響を小さくして、測定光が対象物で反射または散乱した反射光または散乱光（以降の説明において、反射光等ということがある）を、測定光の受光信号として検出することができる。なお、上記時間差の算出においては、エッジサンプリング、レベルサンプリングのいずれを用いてもよい。
【００２７】
演算部３００は、当該時間差を下記の式にて距離に換算する。
ｄ＝ｃ×ｔ／２
ここで、ｄは対象物までの距離、ｃは光速、ｔは時間差である。演算部３００は、計測した時間差を距離に換算して、距離を階級としたヒストグラムを生成する。
【００２８】
メモリ５００は、上記カウント値に加えて、現在の測定光の強度、後述する誤測距範囲の情報などを記録する。以降の説明において、送光部１００を駆動して測定光を出射させて、上記カウント値を得てメモリ５００に記録することを、送受光データを収集する、と呼ぶことがある。
【００２９】
判定部４００は、演算部３００で生成された距離階級のヒストグラムにおいて、山のピークを検出して、当該ピーク位置の距離を対象物までの距離として認定する。ここで、山とは縦軸を度数、横軸を階級としたヒストグラムにおいて、予め定められた度数の閾値を超えて横軸方向に連続している部分をいう。
【００３０】
判定部４００は、当該認定した測定距離をレチクルプレート１４０に表示する。これにより、ユーザが接眼レンズ１５０を通じて観察する測定対象物の像に、演算部３００で演算された測定距離の情報が重畳される。
【００３１】
この場合に、判定部４００は、受光部２００が戻り光を受光したタイミングに関する情報と受光信号の強度に関する情報との関係に基づいて、どの受光信号を演算および／または表示に用いるか、またはどの受光信号を演算および／または表示に用いないかを判定する。上記判定において、受光部２００が戻り光を受光したタイミングと受光信号の強度分布との関係が用いられてもよい。以下、受光のタイミングに関する情報と受光信号の強度に関する情報との関係に基づいて、戻り光を受光したタイミングの受光信号が霧モヤからの戻り光であるか否かを判定し、霧モヤであると判定された場合には受光したタイミングの受光信号を用いない例を説明する。
【００３２】
図２は、霧モヤに起因した誤測距の発生原理を説明する図である。ここで、霧モヤには、霧、靄、煙霧等のいわゆるエアロゾル全般が含まれる。
【００３３】
図２は、測距計１０で遠距離ターゲット２０までの距離を計測している状況を模式的に示している。受光立体角１４は、受光部２００に光を取り込むことができる見込み立体角である。受光領域１２は、当該受光立体角１４に基づく、遠距離ターゲット２０に対応する距離における受光可能範囲である。
【００３４】
測距計１０は、受光立体角１４内において測定光１６が測定対象物等の物体で反射等した反射光等を受光部２００に取り込むことによって、当該物体までの距離を計測する。したがって、測距計１０は、測定光１６と受光立体角１４の作る領域とが交わるＤｎから遠方側にある物体の距離を計測することができる。
【００３５】
図２では、測定光１６は、送光部１００から遠距離ターゲット２０に向けて照射されている。ここで、霧モヤが発生していないとすると、測定光１６は、遠距離ターゲット２０で反射等されて受光部２００に取り込まれる。測距計１０は、測定光１６の出射時間と受光時間との時間差より、遠距離ターゲット２０までの距離を算出する。
【００３６】
測距計１０と遠距離ターゲット２０との間に霧モヤが発生している場合を考える。測定光１６は、霧モヤの中を伝播する際に、霧モヤ粒子１８によって散乱される。
【００３７】
霧モヤが測距計１０から距離Ｄｎまでの範囲に発生している場合には、当該範囲において測定光１６の光路は受光立体角１４の作る領域に含まれない。よって、霧モヤ粒子１８による後方散乱光は受光部２００に入射しないか、または入射しても非常に弱いので受光信号が閾値を超えず、カウントされない。
【００３８】
霧モヤが距離Ｄｎより遠距離に発生している場合には、当該範囲において測定光１６の光路は受光立体角１４が作る領域に含まれるので、霧モヤ粒子１８による後方散乱光は受光部２００に検出される。ここで、物体からの反射光の強度は、当該物体からの距離に応じて変化する。距離Ｄｆよりも遠方の霧モヤによる散乱光は、受光部２００に取り込まれるまでに十分に減衰されて、カウントされない。
【００３９】
一方、距離Ｄｎから距離Ｄｆまでの範囲において霧モヤが発生している場合には、測距計１０は、霧モヤ粒子１８による後方散乱光をカウントする。その結果、あたかも近距離ターゲット２２が存在するかのような誤った計測結果を出力してしまう。
【００４０】
上記状況に基づき、本実施形態の判定部４００は、受光部２００が戻り光を受光したタイミングと受光信号との関係に基づいて、どの受信信号を表示に用いるか、または、どの受信信号を表示に用いないかを判定する。
【００４１】
予め定められた範囲の一例は、距離Ｄｎから距離Ｄｆまでの範囲である誤測距範囲ＥＲである。距離Ｄｎは、送光部１００の光軸、ビームの広がりの立体角、受光部２００における受光立体角１４等の関係により予め算出される。同様に、距離Ｄｆはこれらに代えてまたはこれらに加えて、受光素子２３０の感度等に基づいて予め算出される。これら距離Ｄｎ、Ｄｆに基づく誤測距範囲ＥＲの情報は、メモリ５００に予め記録されている。
【００４２】
図３から５は、測距計１０によって生成されたヒストグラムの例を示している。各ヒストグラムの縦軸は度数を示している。横軸は距離を示しており、右に行くほど距離が遠くなる。なお、度数分布は、受光信号そのものの強度と距離との関係に対応した形となる。
【００４３】
図３は、近距離ターゲットに対する典型的なヒストグラムを示す図である。例えば、対象物までの距離が１０ｍ未満である場合のヒストグラムである。近距離側の山４０は、誤測距範囲ＥＲにある。山４０よりも遠距離側に、距離Ｄ１からＤ２の幅をもつ幅広の山４１がある。
【００４４】
測距計１０から近い位置に対象物がある場合には、当該対象物からの反射光は十分に減衰されないため、比較的高い強度をもつ。強度の高い光が受光素子２３０に入射した場合には、受光素子２３０は高い電圧の受光信号を増幅器２４０へ出力する。増幅器２４０に規定値以上の電圧が入力された場合には、増幅器２４０の飽和により偽信号が発生し、これがカウントされる。幅広の山４１は、この増幅器２４０の飽和により発生する偽信号に起因する。
【００４５】
一方、強度の低い光が受光素子２３０に入射した場合には、受光素子２３０は低い電圧の受光信号を増幅器２４０へ出力する。増幅器２４０に規定値未満の電圧が入力された場合には、偽信号は発生しない。したがって、ヒストグラムに幅広の山は現れない。
【００４６】
図４は、遠距離ターゲットに対する典型的なヒストグラムを示す図である。例えば、対象物までの距離が１００ｍ以上離れている場合のヒストグラムである。遠距離側の山５０は、図３よりも遠方にある。図４における対象物からの反射光は、受光部２００に入射するまでに十分に減衰される。よって、増幅器２４０の飽和は生じず、幅広の山は現れていない。
【００４７】
図５は、霧モヤ発生時の遠距離ターゲットに対する典型的なヒストグラムを示す図である。例えば、対象物までの距離が１００ｍ以上離れている場合のヒストグラムである。図５には、誤測距範囲ＥＲにある近距離側の山６０と、それよりも遠距離側の山６１とが現れている。
【００４８】
図５において、山６０が近距離にある対象物からの反射光に基づく場合には、図３で説明した幅広の山４１が含まれていることが期待される。しかしながら、図５においては幅広の山が含まれていない。このため、近距離側の山６０は霧モヤによる誤測距要素であると判断することができる。したがって、遠距離側の山６１が対象物までの距離と認定できる。
【００４９】
すなわち、霧モヤがある場合とない場合との違いに基づく、上記幅広の山４１の有無を判断する。より具体的には、霧モヤがなかった場合に生じる、誤測距範囲ＥＲよりも遠距離側の分布が含まれているか否かを判断する。当該判断に基づき、近距離側の山６０を表示するか否かを判断する。これにより、霧モヤにより算出された距離を対象物の距離と誤って表示することを防ぐことができる。
【００５０】
図６は、誤測距回避処理のフローチャート図である。本フローは、ユーザによる操作ボタン５１０の押下により、測距開始信号を演算部３００が受け付けた場合に開始される。
【００５１】
ユーザによる操作ボタン５１０の押下を検知すると、演算部３００は送受光データを収集し、ヒストグラムを生成する（Ｓ１）。通常よりも強度の高い予め定められた強度の測定光を出射させて、判定部４００は、当該ヒストグラムにおける山の検出と山の幅の記録を行う（Ｓ２）。ここで、予め定められた強度の一例は、誤測距範囲ＥＲに対象物がある場合に、偽信号が生じると判断される測定光の強度であり、予めメモリに記憶されている。
【００５２】
判定部４００は、検出した山が誤測距範囲ＥＲにあるか否かを判定する（Ｓ３）。検出した山が誤測距範囲ＥＲにないと判定した場合には（Ｓ３：ＮＯ）、判定部４００は、当該検出した山のピーク位置における距離を測距結果として、レチクルプレート１４０に表示する（Ｓ４）。
【００５３】
ステップＳ３で、検出した山が誤測距範囲ＥＲにあると判定した場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、判定部４００は、遠距離側に予め定められた幅Ｍよりも広い山が含まれているか否かを判定する（Ｓ５）。ステップＳ５で、遠距離側に予め定められた幅Ｍよりも広い山が含まれていると判定した場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、判定部４００は、測定光の強度を通常の強度に下げる（Ｓ６）。強い強度の測定光では誤測距範囲ＥＲにある山の度数が飽和していた場合に、測定光の強度を下げることによって飽和を防いで、ピークを検出することが容易になる。判定部４００は、メモリ５００に記録されているヒストグラムのデータを破棄する。次に、演算部３００は、送受光データを再度収集し、ヒストグラムを生成する（Ｓ７）。判定部４００は、当該ヒストグラムにおける山の検出と山の幅の記録を行う（Ｓ８）。そして、判定部４００は、誤測距範囲ＥＲに含まれていると判定された山のピーク位置における距離を対象物までの距離としてレチクルプレート１４０に表示する（Ｓ９）。
【００５４】
ステップＳ５で、遠距離側に予め定められた幅Ｍよりも広い山が含まれていないと判定した場合には（Ｓ５：ＮＯ）、判定部４００は、霧モヤが発生していると判断して、ユーザに対して霧モヤがある旨を警告する（Ｓ１０）。例えば、判定部４００は、霧モヤ発生の注意を喚起するアラートをレチクルプレート１４０に表示する。
【００５５】
上記ステップＳ１０に続いて、判定部４００は、誤測距範囲ＥＲ外にも山があるか否かを判定する（Ｓ１１）。誤測距範囲ＥＲ外にも山があると判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、判定部４００は、誤測距範囲ＥＲ外の山のピーク位置における距離を対象物までの距離として、レチクルプレート１４０に表示する（Ｓ１２）。一方、ステップＳ１１において誤測距範囲ＥＲ外には山がないと判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、判定部４００は、レチクルプレート１４０への距離の表示を行わない（Ｓ１３）。
【００５６】
ステップＳ４、ステップＳ９、ステップＳ１２、ステップＳ１３のいずれかの処理が実行された後に、本フローは終了する。
【００５７】
図７は、ヒストグラムの山を検出するフローチャート図である。本フローは、演算部３００によって、一回の測距動作に相当する数の測定光が出射された場合に、開始される。
【００５８】
判定部４００は、時間差が短い側から長い側に向かってメモリアドレスから順次度数を読み出す（Ｓ２０）。判定部４００は、読み出した度数が予め定められた度数閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ２１）。読み出した度数が予め定められた度数閾値を超えていないと判定した場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、判定部４００は、次のメモリアドレスから度数を読み出す。判定部４００は、予め定められた度数閾値を超える度数を読み出すまで、当該読み出し動作を繰り返す。
【００５９】
ステップＳ２１で、読み出したメモリアドレスにおける度数が予め定められた度数閾値を超えていると判定した場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、判定部４００は、山の始点として当該メモリアドレスに対応する距離の情報をメモリ５００に記録する（Ｓ２２）。判定部４００は、ステップＳ２２で山の始点と判定した位置から時間差が長い側に向かってメモリアドレスから度数を順次読み出す（Ｓ２３）。判定部４００は、読み出したメモリアドレスにおける度数が予め定められた度数閾値を下回っているか否かを判定する（Ｓ２４）。
【００６０】
ステップＳ２４で、読み出したメモリアドレスにおける度数が予め定められた度数閾値を下回っていないと判定した場合には（Ｓ２４：ＮＯ）、判定部４００は、次のメモリアドレスから度数を読み出す。判定部４００は、予め定められた度数閾値を下回る度数を読み出すまで、当該読み出し動作を繰り返す。このとき、判定部４００は、読み出した度数の最大値とそのメモリアドレスに対応する距離とをメモリ５００に記録する（Ｓ２４）。
【００６１】
ステップＳ２４で、読み出したメモリアドレスにおける度数が予め定められた度数閾値を下回っていると判定した場合には（Ｓ２４：ＹＥＳ）、判定部４００は、山の終点として当該メモリアドレスに対応する距離の情報をメモリ５００に記録する（Ｓ２６）。以上の動作によって、ヒストグラムにおける山の位置と、ピーク位置における距離、および山の幅とがメモリ５００に記録される。
【００６２】
判定部４００は、引き続き残りのメモリアドレスについて山の探索を行う。全てのメモリアドレスからの度数読み出しを行うと（Ｓ２８）、判定部４００は、山の探索を終了する。以上の動作によって、ヒストグラムにおけるすべての山を検出することができる。
【００６３】
図８から１０は、他の判定方法を説明する図である。図８は、ある強度の測定光にて生成したヒストグラムを示す。図８では、近距離側の山７０は、予め定められた閾値Ｔｈを超えていないことを示している。
【００６４】
図９、１０は、図８よりも強度の強い測定光にて生成したヒストグラムを示す。図９では、近距離側の山７１は、予め定められた閾値Ｔｈを超えていることを示している。一方、図１０では、近距離側の山７２は、予め定められた閾値Ｔｈを超えていないことを示している。
【００６５】
霧モヤは奥行きを有するため、霧モヤからの散乱光は対象物からの反射光に比べて、距離分布を有する。このため、対象物からの反射光に対する受光信号と比べて、霧モヤからの散乱光に対する受光信号はブロードになる傾向がある。また、対象物からの反射光に比べて、霧モヤからの散乱光は強度が低い。このため、対象物からの反射光に対する受光信号と比べて、霧モヤからの散乱光に対する受光信号は閾値を超えずにカウントされない割合が高い。したがって、誤測距範囲ＥＲある山が、霧モヤによる散乱光に基づくものである場合には、測定光の強度を上げても、山の高さは急激には高くならない。これに対して、対象物からの反射光に基づくものである場合には、測定光の強度を上げることによって、山の高さは急激に高くなる。
【００６６】
そこで、予め定められた条件として、誤測距範囲ＥＲにある山の度数が予め定められた度数閾値Ｔｈを超えたか否かを判断する。この場合に図６のステップＳ５に代えて、ステップＳ３の判断がＹＥＳの場合に、予め定められた強度の測定光に対して誤測距範囲ＥＲにある山の高さが予め定められた度数閾値Ｔｈを超えているときには、判定部４００は、当該山を霧モヤによるものでないと判定する。一方、誤測距範囲ＥＲにある山の高さが予め定められた度数閾値Ｔｈを超えていないときには、判定部４００は、当該山を霧モヤによるものであると判定する。
【００６７】
これにより、図９の場合には、判定部４００は、近距離側の山７１を当該距離にある対象物に対応した山であると判定し、その距離を表示する。一方、図１０の場合には、判定部４００は、近距離側の山７２を霧モヤと判定し、その距離を表示しない。
【００６８】
図１１から１３は、さらに他の判定方法を説明する図である。図１１では、近距離側の山８０は、飽和点ＳＰに到達していないことを示している。
【００６９】
図１２、１３は、図１１よりも強度の高い測定光にて生成したヒストグラムを示す。図１２では、近距離側の山８１は、飽和点ＳＰに到達していることを示している。一方、図１３では、近距離側の山８２は、飽和点ＳＰに到達していないことを示している。
【００７０】
図８に示す例に代えて、誤測距範囲ＥＲにある山の度数が飽和しているか否か、すなわち、予め定められた度数の飽和点ＳＰに達するか否かを判断する。この場合に図６のステップＳ５に代えて、ステップＳ３の判断がＹＥＳの場合に、予め定められた強度の測定光に対して誤測距範囲ＥＲにある山が予め定められた飽和点ＳＰに到達しているときには、判定部４００は、当該山を霧モヤによるものではないと判定する。一方、誤測距範囲ＥＲにある山が予め定められた飽和点ＳＰに到達していないときには、判定部４００は、当該山を霧モヤによるものであると判定する。
【００７１】
これにより、図１２の場合には、判定部４００は、近距離側の山８１を当該距離にある対象物に対応した山であると判定し、その距離を表示する。一方、図１３の場合には、判定部４００は、近距離側の山８２を霧モヤと判定し、その距離を表示しない。
【００７２】
図１４は、第２実施形態における測距計１１のブロック図である。なお、第１実施形態と重複する構成要素には同じ符号を付して、説明は省略する。
【００７３】
測距計１１は、第１実施形態の測距計１０に加えてブレ補正部６００と設定部７００とを備える。ブレ補正部６００は、補正レンズ６１０、ブレ検出部６２０、駆動部６３０、および補正制御部６４０を含む。さらに、送光部１０１は、対物レンズ１１０、正立プリズム１２０および発光部１３０に加えて補正レンズ６１０を含む。視準部は、当該補正レンズ６１０も共用する。
【００７４】
ブレ検出部６２０は、検出方向が互いに交差する複数の角速度センサ等を備える。複数の角速度センサは、例えば、測距計１０のピッチングおよびヨーイングを検出する方向に配される。角速度センサの各々は、測距計１０が変位した場合に、情報として方向と大きさとを含む変位量に対応した信号を補正制御部６４０へ出力する。
【００７５】
補正制御部６４０は、ブレ検出部６２０の出力を周期的に参照して、測距計１１の変位に起因して視準部で生じる像ブレを打ち消すための送光部１０１の光軸の補正量を算出する。変位量に対応して、当該補正量も方向と大きさとを含む。補正制御部６４０は、当該補正量分の光軸変位を生じさせる補正レンズ６１０の変位量を算出する。また、補正制御部６４０は、算出した変位量で補正レンズ６１０を駆動させる指令を駆動部６３０に出力する。
【００７６】
駆動部６３０は、補正制御部６４０から受けた指令に基づいて、補正レンズ６１０を光軸と交差する方向に変位させる。これにより、視準部における像ブレが抑制されると共に、測定光が対象物から逸れることが防止される。
【００７７】
更に、補正制御部６４０は、補正レンズ６１０から変位量を取得して、補正レンズ６１０の駆動量を帰還制御する。これにより、衝撃、振動等の外乱が加わった場合であっても、補正レンズ６１０の位置を精度よく制御できる。また、補正制御部６４０は、補正レンズ６１０から取得した変位量より補正量を算出し、当該補正量の情報を設定部７００に送信する。
【００７８】
なお、ブレ補正部６００は、常時補正動作をしてもよいが、ユーザが測距計１１を使用している期間に限って補正動作を実行してもよい。ユーザが測距計１１を使用していることは、例えば、接眼レンズ１５０を覗くユーザの目を検出して、ブレ補正部６００をオン／オフしてもよい。また、ユーザがスイッチ等を操作することによりブレ補正部６００が動作を開始するようにしてもよい。更に、予め定められた時間を超えてユーザの操作が無い場合にブレ補正部６００の動作を停止させてもよい。
【００７９】
補正レンズ６１０は、対物レンズ１１０の近傍において、駆動部６３０により駆動されて、光線Ａ２、Ｂ２各々の光路を変位させる。これにより、測距計１１が変位した場合に光学的に当該変位を打ち消すように補正レンズ６１０を変位させることにより、ユーザが観察する像のブレを止めることができる。補正レンズ６１０は送光部１０１にも共用されているので、測距計１１が変位しても同じ対象物に測定光を照射し続けることができる。
【００８０】
設定部７００は、補正制御部６４０から予め定められたタイミングで補正量を受信し、当該補正量に基づいて誤測距範囲ＥＲを設定する。設定部７００は、メモリ５００に記録されている誤測距範囲ＥＲの値を、新たに算出した値で適宜書き換える。
【００８１】
図１５は、手振れ補正時における誤測距範囲の変動を説明する図である。なお、図２と同じものを指す場合には、同じ符号を付して、説明は省略する。
【００８２】
図１５（ａ）は、手振れの無い場合における測距計１０による測距動作を示す。補正レンズ６１０は、初期位置に配されている。測定光１６と受光立体角１４との関係により、誤測距範囲ＥＲは近側端点Ｄｎと遠側端点Ｄｆとによって規定される。
【００８３】
図１５（ｂ）は、測距計１０に、その重心に対して反時計回りに微小角のピッチングが生じた状態を示している。補正レンズ６１０は、当該手振れによる視準位置のズレを補正するために駆動される。補正レンズ６１０の変位に伴って、補正前の測定光１６ｂは、補正後の測定光１７ｂに補正され、図１５（ａ）と同じ位置に視準される。この場合、受光立体角１４ｂと補正後の測定光１７ｂとの交わる位置Ｄｎｂは、図１５（ａ）における受光立体角１４と補正後の測定光１６との交わる位置Ｄｎよりも遠方側に変位している。
【００８４】
図１５（ｃ）は、測距計１０に、図１５（ｂ）とは逆の方向、すなわちその重心に対して反時計回りに微小角のピッチングが生じた状態を示している。図１５（ｂ）と同様に、補正レンズ６１０によって、補正前の測定光１６ｃは、補正後の測定光１７ｃに補正され、図１５（ａ）と同じ位置に視準される。この場合、受光立体角１４ｃと補正後の測定光１７ｃとの交わる位置Ｄｎｃは、図１５（ａ）における受光立体角１４と補正後の測定光１６との交わる位置Ｄｎよりも近方側に変位している。
【００８５】
設定部７００は、一回の測距動作中に補正レンズによる補正が行われた場合に、当該一回の測距動作中において上記交わりの位置が最も近方側に変位したＤｎｃから遠側端点Ｄｆまでを、当該測距動作における誤測距範囲ＥＲに設定する。これにより、一回の測距動作中における霧モヤによる誤検出より低減することができる。なお、これに代えて、  設定部７００は、一回の測距動作中に補正レンズによる補正が行われた場合に、当該一回の測距動作中における上記交わりの位置の平均値から遠側端点Ｄｆまでを、当該測距動作における誤測距範囲ＥＲに設定してもよい。
【００８６】
第２実施形態において、ブレ補正部６００を送光部１００にのみ設けたが、ブレ補正部６００を受光部２００に設けてもよい。また、送光部１００および受光部２００の双方に設けてもよい。
【００８７】
第２実施形態においては、図６、７で説明した誤測距回避処理のフローを準用することができる。ここで、図１５で説明した通り、ブレ補正動作に伴って、誤測距範囲ＥＲは変動する。このため、図６のステップＳ３において、誤測距範囲ＥＲを手振れ量に応じて変化させて判定する。
【００８８】
判定部４００が受光部２００が戻り光を受光したタイミングと受光信号との関係が予め定められた条件を満たすか否かに基づいて演算部３００を制御する他の例として、戻り光を受光したタイミングに基づいて、演算部３００が受信信号をカウントするのに用いる閾値を判定部４００が変更してもよい。具体的には、誤測距範囲ＥＲからの受光時間に対応する時間帯における閾値を、他の時間帯における閾値よりも高い値とするように制御してもよい。これによって、霧モヤからの散乱光に起因する弱い受光信号を積極的にカウントから外すことができ、誤測距を回避することが容易にできる。
【００８９】
以上の説明では、ヒストグラムに基づいて誤測距判定を行ったが、受光信号に基づいて誤測距判定を行ってもよい。この場合、度数の代わりに受光信号の電圧の高さを判断基準とすることができる。近距離ターゲットに対する測距において、受光信号は、図３のヒストグラムと類似した波形となる。このため、受光信号においても偽信号を示す幅広の山の有無を基にして、図６のフローと同等の誤測距回避処理を実現できる。また、図６、７においても、測定光の強度を上げた場合の受光信号の挙動は、ヒストグラムの挙動と類似する。したがって、受光信号を用いて同様の誤測距回避処理を実現できる。更に、図８から１３で説明した判定方法においても同様に受光信号の電圧の高さに基づいて判定を行ってもよい。
【００９０】
なお、上記図１および図１４において、対物レンズ１１０、接眼レンズ１５０および受光レンズ２１０を一枚のレンズで代表して表した。しかしながら、これらのレンズは複数枚のレンズを含んでいてもよい。
【００９１】
さらに対物レンズ１１０、接眼レンズ１５０および受光レンズ２１０は、それぞれ、焦点距離が可変であってもよい。この場合に、少なくとも対物レンズ１１０および受光レンズ２１０の焦点距離を変えることにより、上記交わり位置が変わる。よって、当該焦点距離に応じて、誤測距範囲ＥＲを設定してもよい。
【００９２】
また、図６におけるステップＳ６からＳ８を省略してもよい。この場合に、調整部１３２は常に上記予め定められた強度で、発光部１３０を発光させてもよい。また、測距計１０、１１に誤測距判定モードと通常測定モードとを選択設定するための選択スイッチを設け、誤測距判定モードが選択された場合には、上記予め定められた強度とし、他の場合に通常の強度としてもよい。
【００９３】
また、図６で説明したフローにおいて、ステップＳ３で誤測距範囲ＥＲ内に山があると判断した場合に（Ｓ３：ＮＯ）、ＥＲ外の山が飽和しているか否かを判定して、飽和していると判定した場合には、ステップＳ６からＳ８で説明した処理を行うとしてもよい。また、ステップＳ１１においても同様に、ＥＲ外の山が飽和しているか否かを判定して、飽和していると判定した場合には、ステップＳ６からＳ８で説明した処理を行うとしてもよい。これにより、山のピークを容易に検出することができる。
【００９４】
図６のフローチャートで、送光部１００から強い強度で測定光を出射した後に、ステップＳ６で弱い強度で測定光を出射する。これに代えて、送光部１００から弱い強度で測定光を出射した後に、ステップＳ６およびＳ７を省略するとともに、ステップＳ３のＮｏおよびステップＳ１０の後に、弱い強度で測定光を出射して送受光データを収集してもよい。
【００９５】
上記実施形態はいずれも霧モヤがあると判定した場合に、当該霧モヤに対応する距離を表示しないこととした。これに代えて、霧モヤがないと判定した場合に当該受信信号を演算に用いるとともに、霧モヤがあると判定した場合に、霧モヤに対応する受信信号を演算に用いないようにしてもよい。
【００９６】
また、発光部１３０が赤外線を発光することに代えて、紫外線を発光するものであってもよい。この場合には、正立プリズム１２０も紫外線に対応したものが用いられる。
【００９７】
なお、以上においては、送光部１００と視準部とが共通の光軸を有する、いわゆる２眼タイプの測距計について説明した。しかしながら、送光部１００、受光部２００および視準部がそれぞれ異なる光軸を有する、いわゆる３眼タイプの測距計についても同様の処理、および制御を適用することができる。
【００９８】
また、図３から図５は、受信信号の度数分布の時系列パターンの一例とみることもできる。そこで、当該時系列パターンに基づいて、演算および／または表示に用いる、または演算および／または表示に用いない受光信号の範囲を制御してもよい。受信信号の度数分布の時系列パターンに代えて、受信信号の強度の時系列パターンに基づいて上記制御がされてもよい。該時系列パターンを用いる場合にも図１から図１５の実施形態を適用することができる。
【００９９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【０１００】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１０１】
１０、１１  測距計、１２  受光領域、１４  受光立体角、１６  測定光、１６ｂ、１６ｃ  測定光光路、１７ｂ、１７ｃ  測定光光路、１８  霧モヤ粒子、２０  遠距離ターゲット、２２  近距離ターゲット、４０、４１、５０、６０、６１、７０、７１、７２、８０、８１、８２  山、１００、１０１  送光部、１１０  対物レンズ、１２０  正立プリズム、１２２  ダイクロイック反射面、１２４  全反射面、１２６  全反射面、１３０  発光部、１３２  調整部、１４０  レチクルプレート、１５０  接眼レンズ、２００  受光部、２１０  受光レンズ、２２０  帯域透過フィルター、２３０  受光素子、２４０  増幅器、３００  演算部、４００  判定部、５００  メモリ、５１０  操作ボタン、６００  ブレ補正部、６１０  補正レンズ、６２０  ブレ検出部、６３０  駆動部、６４０  補正制御部、７００  設定部
【図１】
2016030923.tif 000003
【図２】
2016030923.tif 000004
【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９】
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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】
2016030923.tif 000017
【国際調査報告】
2016030923.tif 000018
2016030923.tif 000019
2016030923.tif 000020
2016030923.tif 000021