CN101270978A - 测距***、测距方法、电子装置***以及遥控器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测距***，其包括一光源、两个间隔一定距离的第一及第二影像感测装置以及一信号处理电路。所述第一及第二影像感测装置分别包括相对设置的镜头及影像感测器，所述两镜头分别有一焦距，所述两影像感测器分别在各自的一感光位置上感测到所述光源发出的光，所述两感光位置与对应的影像感测器中心各相距一距离；所述信号处理电路分别计算所述两距离与对应的焦距的比值，并分别转换为所述光源入射所述第一及第二影像感测装置的一光线与所述第一及第二影像感测装置连线的夹角数值，从而获得所述光源与所述第一及及第二影像感测装置连线的垂直距离。本发明还提供所述测距***的测距方法，使用该测距***的电子装置***及遥控器。

Description

测距***、测距方法、电子装置***以及遥控器
技术领域
本发明涉及一种测距***，一种测距方法，以及一种使用该测距***、测距方法的电子装置***及遥控器。
背景技术
目前，现有的测距方式除利用尺具直接测量外，还包括利用标竿配合仪器测量，通过计算其对应角度而推算出距离的方法。但是，因尺具需要人力去丈量，而标竿配合仪器测量时，则需要一人插设标竿，另一人操控仪器，操作均不方便。
近年来，激光测距法被广泛应用在距离的测量上，而激光测距仪也成为距离测量的重要工具，其原理是由一激光发射器对目标物发射出一脉冲信号，再由一低噪声、高敏感度的激光接收器接收由该目标物反射回来的信号，利用该接收到的反射信号即可计算出目标物的距离。但是，激光测距仪成本较为昂贵，常应用在太空测距领域。
现在的电视机、游戏机等电子装置与其遥控器之间常有一个距离限定，使用者需要站在该限定的距离范围以内，其手持的遥控器才能对电子装置进行正常操控，所以可以测距的遥控器就会对使用者有很大帮助。然而上述的测距方法或者不便利使用，或者其仪器，例如激光测距仪架构复杂，占用的空间大，不适合装配在电视机、游戏机等电子装置中或其遥控器中。
发明内容
有鉴于此，提供一种架构简单的测距***、测距方法，以及使用该测距***、测距方法的电子装置***及遥控器实为必要。
一种测距***，其包括一光源、两个间隔一定距离的第一影像感测装置及第二影像感测装置以及一信号处理电路。所述第一及第二影像感测装置分别包括相对设置的镜头及影像感测器，所述两镜头分别具有第一焦距，所述两影像感测器分别在各自的一感光位置上感测到所述光源发出的光，所述两感光位置与对应的影像感测器中心各相距一距离；所述信号处理电路分别计算所述两距离与对应的焦距的比值，并根据该两比值分别得到所述光源入射所述第一及第二影像感测装置的一光线与所述第一及第二影像感测装置连线的夹角数值，从而获得所述光源到所述第一及及第二影像感测装置连线的垂直距离。
一种测距方法，其包括如下步骤：将一光源设置于被测地；在测距地用两个间隔一定距离的第一影像感测装置及第二影像感测装置感测所述光源发出的光，所述第一及第二影像感测装置分别包括相对设置的镜头及影像感测器，所述两镜头分别具有第一焦距及第二焦距，所述两影像感测器分别在各自的一感光位置上感测到所述光源发出的光，所述两感光位置与对应的影像感测器中心各相距一距离；用一信号处理电路分别计算所述两距离与对应的焦距的比值，并根据该两比值分别得到所述光源入射所述第一及第二影像感测装置的一光线与所述第一及第二影像感测装置连线的夹角数值，从而获得所述被测地与所述测距地的垂直距离。
一种电子装置***，包括电子装置及遥控器，所述电子装置包括一光源，所述遥控器包括两个间隔一定距离的第一影像感测装置及第二影像感测装置，以及一信号处理电路，所述第一及第二影像感测装置分别包括相对设置的镜头及影像感测器，所述两镜头分别具有第一焦距及第二焦距，所述两影像感测器分别在各自的一感光位置上感测到所述光源发出的光，所述两感光位置与对应的影像感测器中心各相距一距离，所述信号处理电路分别计算所述两距离与对应的焦距的比值，并根据该两比值分别得到所述光源入射所述第一及第二影像感测装置的一光线与所述第一及第二影像感测装置连线的夹角数值，从而获得所述电子装置与所述遥控器的垂直距离。
一种电子装置***，包括电子装置及遥控器，所述遥控器包括一光源，所述电子装置包括有两个间隔一定距离的第一影像感测装置及第二影像感测装置，以及一信号处理电路，所述第一及第二影像感测装置分别包括相对设置的镜头及影像感测器，所述两镜头分别具有第一焦距及第二焦距，所述两影像感测器分别在各自的一感光位置上感测到所述光源发出的光，所述两感光位置与对应的影像感测器中心各相距一距离，所述信号处理电路分别计算所述两距离与对应的焦距的比值，并根据该两比值分别得到所述光源入射所述第一及第二影像感测装置的一光线与所述第一及第二影像感测装置连线的夹角数值，从而获得所述电子装置与所述遥控器的垂直距离。
一种遥控器，用于遥控一电子装置，所述电子装置包括一光源，所述遥控器包括两个间隔一定距离的第一影像感测装置及第二影像感测装置，以及一信号处理电路，所述第一及第二影像感测装置分别包括相对设置的镜头及影像感测器，所述两镜头分别具有第一焦距及第二焦距，所述两影像感测器分别在各自的一感光位置上感测到所述光源发出的光，所述两感光位置与对应的影像感测器中心各相距一距离，所述信号处理电路分别计算所述两距离与对应的焦距的比值，并根据该两比值分别得到所述光源入射所述第一及第二影像感测装置的一光线与所述第一及第二影像感测装置连线的夹角数值，从而获得所述电子装置与所述遥控器的垂直距离。
一种遥控器，用于遥控一电子装置，所述遥控器包括一光源，所述电子装置包括有两个间隔一定距离的第一影像感测装置及第二影像感测装置，以及一信号处理电路，所述第一及第二影像感测装置分别包括相对设置的镜头及影像感测器，所述两镜头分别具有第一焦距及第二焦距，所述两影像感测器分别在各自的一感光位置上感测到所述光源发出的光，所述两感光位置与对应的影像感测器中心各相距一距离，所述信号处理电路分别计算所述两距离与对应的焦距的比值，并根据该两比值分别得到所述光源入射所述第一及第二影像感测装置的一光线与所述第一及第二影像感测装置连线的夹角数值，从而获得所述电子装置与所述遥控器的垂直距离。
所述测距***在测距时使用两个距离已知的影像感测装置感测一光源所在位置，并利用一信号处理电路根据光路三角形函数关系计算出光源与两个影像感测装置的大致距离。所述光源及影像感测装置均架构简单，体积可以很小，因此适合装设于电子装置及遥控器中。该电子装置及遥控器便可以告示使用者操控距离。
附图说明
图1是本发明的实施例提供的测距***光路示意图。
图2及图3均是图1提供的测距***应用于电子装置及遥控器的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的测距***、测距方法、电子装置***以及遥控器作进一步详细说明。
请参阅图1，本发明的实施例提供的测距***100，包括一光源10，一第一影像感测装置20，一与所述第一影像感测装置20间隔一定距离L的第二影像感测装置30，以及一信号处理电路50。
所述光源10可以为卤素灯、荧光灯或发光二极管。
所述第一影像感测装置20包括相对设置的镜头22及影像感测器24，所述镜头22具有第一焦距F1。所述第二影像感测装置30包括相对设置的镜头32及影像感测器34，所述镜头32具有第二焦距F2。所述两影像感测器24，34均可选自电荷偶合器件(Charge Coupled Device，简称CCD)或互补金属氧化物半导体晶体管(Complementary Metal Oxide SemiconductorTransistor，简称CMOS)。
所述信号处理电路50与所述两影像感测器24，34均电性连接。
所述测距***100可以采用如下方法测量被测地A与测距地B的距离：
(1)将所述光源10设置于被测地A；
(2)在测距地B用所述第一及第二影像感测装置20，30分别感测所述光源10发出的光线，包括图1中穿过镜头22，32中心的光线C1，C2，所述两影像感测器24，34分别在各自的一感光位置26，36上感测到所述光源10发出的光，所述两感光位置26，36与对应的影像感测器24，34中心各相距一距离D1，D2；
(3)用所述信号处理电路50分别计算所述两距离D1，D2与对应的焦距F1，F2的比值，即D1/F1，D2/F2。
在上述测距步骤中，由于所述第一及第二影像感测装置20，30中镜头22，32分别与影像感测器24，34的距离可以设计得很短小，所述被测地A与测距地B的垂直距离(即光源10到所述第一及第二影像感测装置20，30的垂直距离)便可看成所述光源10到所述两镜头22，32的连线C3的垂直距离X。
而在求所述垂直距离X时可以依赖如下原理：在当所述光源10与所述两镜头22，32的距离，即成像的物距足够远时，成像的像距会近似于焦距F1，F2。因此，将所述两影像感测器24，34设置在近似于焦距F1，F2的位置，即可较清晰感测到一定长度距离以外的光，而无需装设对焦驱动结构。在这种方式下，根据三角形函数关系，所述D1/F1，D2/F2的数值分别近似等于所述光线C1，C2与所述镜头22，32的连线C3的夹角θ1，θ2的余角θ3，θ4的正切值，从而所述夹角θ1，θ2便可得知。而再次根据三角形原理，上述距离X就可以表示为
X = L × tan θ 1 × tan θ 2 tan θ 1 + tan θ 2 .
所述测距***100的测距原理简单，其使用的硬件，包括所述光源10，所述第一及第二影像感测装置20，30都架构简单，体积很小，因此很适合安装在电子装置中，用于告示其中两相对部件的大致距离。
请参阅图2，所述测距***100应用于电子装置200与遥控器400中，所述电子装置200为游戏机或电视机等显示装置，所述遥控器400与所述电子装置200可以红外信号连接以进行相关操控。所述光源10装设于所述电子装置200中，所述第一及第二影像感测装置20，30，以及所述信号处理电路50装设于所述遥控器400中。使用者持所述遥控器400位于所述电子装置200前的一个位置，其可以启动所述测距***100测量自己位置，即遥控器400是否位于对电子装置200的正常操控范围内。
另一实施例中，如图3所示，所述光源10装设于一遥控器500中，所述第一及第二影像感测装置20，30，以及所述信号处理电路50装设于一电子装置300中。使用者可以通过按遥控器500上按钮使所述光源10发出光，从而在所述电子装置300上显示出使用者的距离。
可以理解的是，对在本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其它各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属在本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1. 一种测距***(100)，包括：
一光源(10)；
一第一影像感测装置(20)，所述第一影像感测装置(20)包括相对设置的镜头(22)及影像感测器(24)，所述镜头(22)具有第一焦距(F1)；
一与所述第一影像感测装置(20)间隔一定距离(L)的第二影像感测装置(30)，所述第二影像感测装置(30)包括相对设置的镜头(32)及影像感测器(34)，所述镜头(32)具有第二焦距(F2)，所述两影像感测器(24，34)分别在各自的一感光位置(26，36)上感测到所述光源(10)发出的光，所述两感光位置(26，36)与对应的影像感测器(24，34)中心各相距一距离(D1，D2)；以及
一信号处理电路(50)；所述信号处理电路(50)分别计算所述两距离(D1，D2)与对应的焦距(F1，F2)的比值，并根据该两比值分别得到所述光源(10)入射所述第一及第二影像感测装置(20，30)的一光线(C1，C2)与所述第一及第二影像感测装置(20，30)连线(C3)的夹角(θ1，θ2)数值，从而获得所述光源(10)到所述第一及及第二影像感测装置(20，30)连线(C3)的垂直距离。
2. 如权利要求1所述的测距***，其特征在于，所述光源(10)包括卤素灯、荧光灯或发光二极管。
3. 如权利要求1所述的测距***，其特征在于，所述两影像感测器(24，34)均选自电荷偶合器件或互补金属氧化物半导体晶体管。
4. 一种测距方法，其包括如下步骤：
将一光源(10)设置于被测地(A)；
在测距地(B)用两个间隔一定距离(L)的第一影像感测装置(20)及第二影像感测装置(30)感测所述光源(10)发出的光，所述第一及第二影像感测装置(20，30)分别包括相对设置的镜头(22，32)及影像感测器(24，34)，所述两镜头(22，32)分别具有第一焦距(F1)及第二焦距(F2)，所述两影像感测器(24，34)分别在各自的一感光位置(26，36)上感测到所述光源(10)发出的光，所述两感光位置(26，36)与对应的影像感测器(24，34)中心各相距一距离(D1，D2)；
用一信号处理电路(50)分别计算所述两距离(D1，D2)与对应的焦距(F1，F2)的比值，并根据该两比值分别得到所述光源(10)入射所述第一及第二影像感测装置(20，30)的一光线(C1，C2)与所述第一及第二影像感测装置(20，30)连线(C3)的夹角(θ1，θ2)数值，从而获得所述被测地(A)与所述测距地(B)的垂直距离。
5. 如权利要求4所述的测距方法，其特征在于，所述光源(10)包括卤素灯、荧光灯或发光二极管。
6. 如权利要求4所述的测距方法，其特征在于，所述两影像感测器(24，34)均选自电荷偶合器件或互补金属氧化物半导体晶体管。
7. 一种电子装置***，包括电子装置(200)及遥控器(400)，其特征在于，所述电子装置(200)包括一光源(10)，所述遥控器(400)包括两个间隔一定距离(L)的第一影像感测装置(20)及第二影像感测装置(30)，以及一信号处理电路(50)，所述第一及第二影像感测装置(20，30)分别包括相对设置的镜头(22，32)及影像感测器(24，34)，所述两镜头(22，32)分别具有第一焦距(F1)及第二焦距(F2)，所述两影像感测器(24，34)分别在各自的一感光位置(26，36)上感测到所述光源(10)发出的光，所述两感光位置(26，36)与对应的影像感测器(24，34)中心各相距一距离(D1，D2)，所述信号处理电路(50)分别计算所述两距离(D1，D2)与对应的焦距(F1，F2)的比值，并根据该两比值分别得到所述光源(10)入射所述第一及第二影像感测装置(20，30)的一光线(C1，C2)与所述第一及第二影像感测装置(20，30)连线(C3)的夹角(θ1，θ2)数值，从而获得所述电子装置(200)与所述遥控器(400)的垂直距离。
8. 一种电子装置***，包括电子装置(300)及遥控器(500)，其特征在于，所述遥控器(500)包括一光源(10)，所述电子装置(300)包括有两个间隔一定距离(L)的第一影像感测装置(20)及第二影像感测装置(30)，以及一信号处理电路(50)，所述第一及第二影像感测装置(20，30)分别包括相对设置的镜头(22，32)及影像感测器(24，34)，所述两镜头(22，32)分别具有第一焦距(F1)及第二焦距(F2)，所述两影像感测器(24，34)分别在各自的一感光位置(26，36)上感测到所述光源(10)发出的光，所述两感光位置(26，36)与对应的影像感测器(24，34)中心各相距一距离(D1，D2)，所述信号处理电路(50)分别计算所述两距离(D1，D2)与对应的焦距(F1，F2)的比值，并根据该两比值分别得到所述光源(10)入射所述第一及第二影像感测装置(20，30)的一光线(C1，C2)与所述第一及第二影像感测装置(20，30)连线(C3)的夹角(θ1，θ2)数值，从而获得所述电子装置(300)与所述遥控器(500)的垂直距离。
9. 一种遥控器(400)，用于遥控一电子装置(200)，其特征在于：所述电子装置(200)包括一光源(10)，所述遥控器(400)包括两个间隔一定距离(L)的第一影像感测装置(20)及第二影像感测装置(30)，以及一信号处理电路(50)，所述第一及第二影像感测装置(20，30)分别包括相对设置的镜头(22，32)及影像感测器(24，34)，所述两镜头(22，32)分别具有第一焦距(F1)及第二焦距(F2)，所述两影像感测器(24，34)分别在各自的一感光位置(26，36)上感测到所述光源(10)发出的光，所述两感光位置(26，36)与对应的影像感测器(24，34)中心各相距一距离(D1，D2)，所述信号处理电路(50)分别计算所述两距离(D1，D2)与对应的焦距(F1，F2)的比值，并根据该两比值分别得到所述光源(10)入射所述第一及第二影像感测装置(20，30)的一光线(C1，C2)与所述第一及第二影像感测装置(20，30)连线(C3)的夹角(θ1，θ2)数值，从而获得所述电子装置(200)与所述遥控器(400)的垂直距离。
10. 一种遥控器(500)，用于遥控一电子装置(300)，其特征在于：所述遥控器(500)包括一光源(10)，所述电子装置(300)包括有两个间隔一定距离(L)的第一影像感测装置(20)及第二影像感测装置(30)，以及一信号处理电路(50)，所述第一及第二影像感测装置(20，30)分别包括相对设置的镜头(22，32)及影像感测器(24，34)，所述两镜头(22，32)分别具有第一焦距(F1)及第二焦距(F2)，所述两影像感测器(24，34)分别在各自的一感光位置(26，36)上感测到所述光源(10)发出的光，所述两感光位置(26，36)与对应的影像感测器(24，34)中心各相距一距离(D1，D2)，所述信号处理电路(50)分别计算所述两距离(D1，D2)与对应的焦距(F1，F2)的比值，并根据该两比值分别得到所述光源(10)入射所述第一及第二影像感测装置(20，30)的一光线(C1，C2)与所述第一及第二影像感测装置(20，30)连线(C3)的夹角(θ1，θ2)数值，从而获得所述电子装置(300)与所述遥控器(500)的垂直距离。
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