JP2005061899A - 携帯電話機による距離測定方式 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話機から照射されるライトを用いて携帯電話機のカメラ機能により撮影可能な対象物までの距離を測定する。
【解決手段】携帯電話機１は照射光源１０及びカメラ２０を内蔵する。近距離対象物２及び遠距離対象物３はカメラの被写体である。照射光源１０は近距離対象物２、遠距離対象物３にライト６を照射する。ライト６は距離が遠くなる毎に照射面積が大きくなるように光束が距離に応じて拡がるように一定の照射角度が設けてある。
【選択図】 図１

Description

本発明は携帯電話機による距離測定方式に関し、特に携帯電話機が内蔵しているカメラにより対象物までの距離を測定する携帯電話機による距離測定方式に関する。

最近のカメラ付き携帯電話機の発展はめざましく、カメラ解像度も３０万画素数から数１００万画素数のものや、動画撮影できるムービーカメラ付き携帯電話機も開発され、高機能化が図られている。

従来の携帯電話機では、カメラのライトというのは撮影時の明度の補強や、ライトの色を変化させることによる視覚的効果のみをねらったものであり、実使用に密着しているものとは云いがたく、趣向、エンターテイメント的要素を多く含むものである。カメラ付き携帯電話機は固定焦点距離方式であり、ディジタルカメラのようなオートフォーカシング測距機能は、小型・軽量化のため装着されていないのが現状である。

従来の携帯電話機による距離測定方式は、人物等の近接被写体と遠景背景との分離認識を行い、被写体までの距離を測定して、近接した被写体と遠方にある背景とを識別している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−２３２７７９号公報（第２−３頁）

上述した従来の携帯電話機が有するカメラは、被写体の写真撮影や撮影した画像をメール送信するものなので、距離を測定できないという欠点を有している。

また携帯電話機が有するカメラのライトは、撮影時の明度の補強や、ライトの色を変化させることによる視覚的効果のみをねらったものなので、実使用の測距に密着していないという欠点を有している。

本発明の目的は、カメラ付き携帯電話機から照射されるライトを用いて携帯電話使用者から撮影可能な対象物までの距離を測定する携帯電話機による距離測定方式を提供することにある。

また他の目的は、対象物までの距離測定データを用いて対象物の長さを容易に測定し、携帯電話機に取り込まれた距離や大きさのデータをネットワーク上で使用するネットワークサービスを提供することにある。

本発明の第１の携帯電話機による距離測定方式は、照射光源及びカメラを内蔵した携帯電話機であって、
前記照射光源からの光束が一定の拡がり角度を有し、前記照射光源による対象物上の照射エリアは前記照射光源からの距離に比例して大きくなることを用いることで前記照射エリアを前記カメラにより撮像し、この撮像したデータと予め記憶した実測データとの比較処理により前記対象物までの距離を測定表示することを特徴としている。

本発明の第２の携帯電話機による距離測定方式は、
照射光源及びカメラを内蔵した携帯電話機であって、
この携帯電話機の近傍に位置する近距離対象物に、前記照射光源から光束が一定の拡がり角度をもつライトが照射した近距離照射エリア面積と、前記携帯電話機から離れて位置する遠距離対象物に、前記照射光源から光束が一定の拡がり角度をもつライトが照射した遠距離照射エリア面積とを前記携帯電話機のディスプレイに表示し、
前記ライトが照射した部分の面積、対象物までの距離の値の関係は、前記携帯電話機の前記カメラからの距離が近い程照射エリアの面積は小さく、前記カメラからの距離が遠い程照射エリアの面積は大きくなることから、予め記憶した実測データとの比較処理により前記対象物までの距離を測定表示することを特徴としている。

本発明の第３の携帯電話機による距離測定方式は、前記第２の携帯電話機による距離測定方式において、
前記照射光源から照射される前記ライトは、距離が遠くなる毎に照射面積が大きくなるよう、光束が距離に応じて拡がるように一定の照射角度が設けられたことを特徴としている。

本発明の第４の携帯電話機による距離測定方式は、前記第１〜第３のいずれかの携帯電話機による距離測定方式において、
前記照射光源は、光束が拡散しないレーザーダイオードを用いたレーザー発光源であることを特徴としている。

本発明の第５の携帯電話機による距離測定方式は、前記第１〜第４のいずれかの携帯電話機による距離測定方式において、
前記照射エリアの大きさに対応して、この照射エリアを有する対象物までの距離を、予め測定した照射エリアの大きさと距離データとの対応表のデータを記憶することで、距離測定を行うことを特徴としている。

本発明の第６の携帯電話機による距離測定方式は、前記第１〜第４のいずれかの携帯電話機による距離測定方式において、
予め前記照射光源からの前記ライトによる照射エリアの大きさと前記照射エリアまでの距離を実測し、この実測したデータをテーブルとしてＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶させることを特徴としている。

本発明の第７の携帯電話機による距離測定方式は、前記第２の携帯電話機による距離測定方式において、
前記カメラが有するＣＣＤ素子エリア（ｍ画素×ｎ画素；ｍ，ｎは整数）に電気的な対象物の照射エリアの大きさが（ｐ画素×ｑ画素：ｐ，ｑ＜ｍ，ｎ；ｐ，ｑは整数）ならば、この（ｐ×ｑ）画素数に対応して、対象物までの実測距離のデータをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に予め記憶させ、この測定を所望精度の距離毎に行うことで、前記対象物の照射エリアの大きさが前記所望精度の単位の距離増に対応した実測値として取得し、これら一連のデータ対をテーブルとして前記ＲＯＭに記憶し、
前記携帯電話機の前記カメラにより近距離対象物を撮影したときに、前記ＣＣＤ素子エリア（ｍ画素×ｎ画素）上の近距離対象物の照射エリアの大きさが（ｐ_３画素×ｑ_３画素：ｐ_３，ｑ_３＜ｍ，ｎ）ならば、内蔵のマイクロプロセッサ（図示せず）の処理により前記ＲＯＭデータをスキャンすることで、ｐ_３，ｑ_３に対応する第１の距離データを前記ＲＯＭのテーブルから読出して前記携帯電話機の液晶表示画面（図示せず）に表示し、
遠距離対象物を撮影したときに、前記ＣＣＤ素子エリア（ｍ画素×ｎ画素）上の遠距離対象物の照射エリアの大きさが（ｐ_１０画素×ｑ_１０画素：ｐ，ｑ＜ｍ，ｎ）ならば、前記内蔵のマイクロプロセッサの処理により前記ＲＯＭデータをスキャンすることで、ｐ_１０，ｑ_１０に対応する第２の距離データを前記ＲＯＭのテーブルから読出し、前記液晶表示画面に表示することを特徴としている。

本発明の第８の携帯電話機による距離測定方式は、前記第７の携帯電話機による距離測定方式において、
前記携帯電話機から等距離ａにある物体の前記照射光源による照射エリアの大きさｂを、前記内蔵のマイクロプロセッサにより、照射角度θとして、ｂ＝ａ・ｔａｎθ で計算された値を前記携帯電話機の前記液晶表示画面に表示するか、或いは前記照射エリアの大きさと前記照射エリアまでの距離の実測データに対応して、前記照射エリアの大きさｂを前記ＲＯＭに保存することを特徴としている。

本発明の第９の携帯電話機による距離測定方式は、前記第１または第２の携帯電話機による距離測定方式において、
前記照射光源からの光束が平行光であることを特徴としている。

本発明の第１０の携帯電話機による距離測定方式は、前記第８の携帯電話機による距離測定方式において、
距離測定方式で取得した大きさ、長さのデータを、ネットワークに接続し配信することを特徴としている。

本発明の携帯電話機による距離測定方式は、カメラ付き携帯電話機から照射されるライトを用いて撮影可能な対象物までの距離の測定ができるという効果を有している。

また、携帯電話機に取り込まれたデータはネットワーク上での使用が可能となるので、カメラ付き携帯電話機の撮影画像から距離や大きさのデータのネットワークサービスが行えるという効果を有している。

物の長さを測定する場合にはメジャーのような道具を使用し、測定できる範囲には限界があり、また測定方法も一人では難しい場面が多々存在するが、測定できる範囲が大きくなり、測定方法も簡易化されるという効果を有している。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の携帯電話機による距離測定方式の一つの実施の形態を示すブロック図である。

図１に示す本実施の形態は、照射光源１０及びカメラ２０を内蔵した携帯電話機１と、近距離対象物２と、遠距離対象物３とから構成されている。

ここで、照射光源１０とカメラ２０との距離は携帯電話機１上で一定間隔離れた位置に装着されている。

図１を参照して動作を説明すると、携帯電話機１の照射光源１０から近距離対象物２、遠距離対象物３にライト６を照射した場合を示している。ここで、同一空間に近距離対象物２、遠距離対象物３が重なって存在しているわけではなく、２つの対象物が一定距離離れた状態を示している。

携帯電話機１の照射光源１０から照射されるライト６は、距離が遠くなる毎に照射面積が大きくなるよう、光束が距離に応じて拡がるように一定の照射角度が設けてある。この目的のために照射光源１０は光束が拡散しないレーザーダイオード等によるレーザー発光源が望ましい。

図１では、近距離対象物２にライト６が照射した部分の面積を照射エリア４、遠距離対象物３にライト６が照射した部分の面積を照射エリア５としている。このとき携帯電話機１から近距離対象物２までの距離を距離７、遠距離対象物３までの距離を距離８とする。

これらのライト６が照射した部分の面積、対象物までの距離の値の関係は、照射エリア４＜照射エリア５ に対応して、距離７＜距離８のようになる。つまり、携帯電話機１のカメラ２０からの距離が近い程照射エリアの面積は小さく、カメラ２０からの距離が遠い程照射エリアの面積は大きくなる。

照射光源１０からの光束が一定の拡がり角度を有しているので、照射光源１０による対象物上の照射エリアは、照射光源１０からの距離に比例して大きくなる。したがって、照射エリアの大きさに対応してこの照射エリアを有する対象物までの距離を、予め測定し記憶させた照射エリアの大きさと距離データとの対応表のデータと比較し、一致するデータを読み出すことで、距離測定を行うことができる。

図２は携帯電話機による距離測定方式を用いて近距離対象物の測定を示す図である。

なお、図２において図１に示す構成要素に対応するものは同一の参照数字または符号を付し、その説明を省略する。

図２によると、実際に携帯電話機１のカメラ２０の機能により近距離対象物２を撮影する場合を示している。近距離対象物２が撮影されたものを近距離画像３１とする。

図３は携帯電話機による距離測定方式を用いて遠距離対象物の測定を示す図である。

なお、図３において図１に示す構成要素に対応するものは同一の参照数字または符号を付し、その説明を省略する。

図３によると、実際に携帯電話機１のカメラ２０の機能により遠距離対象物３を撮影する場合を示している。遠距離対象物３が撮影されたものを遠距離画像３２とする。

図４は撮影した近距離画像及び遠距離画像の比較を示す図である。

図４から明らかなように、遠距離対象物３にライト６が照射した部分の照射エリア５の方が、近距離対象物２にライト６が照射した部分の照射エリア４よりも、面積が大きい。このことは、光束が拡がるようなライト６の仕様であれば、距離７よりも距離８が大きいことと同義である。

次に、携帯電話機１の照射光源１０により照射した部分の照射エリアから対象物までの距離を測定する方法を説明する。

これを実現するために、予め携帯電話機１の照射光源１０からのライト６による照射エリアの大きさと照射エリアまでの距離を実測し、この実測したデータをテーブルとしてＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のようなメモリ素子に記憶させる。

図５はＣＣＤ素子エリア上の照射エリアと対象物との距離の関係を説明する図である。

図５（ａ）は近距離対象物の場合を示し、図５（ｂ）は遠距離対象物の場合を示す。

図５を参照しながら、カメラ２０が有するＣＣＤ素子エリア（ｍ画素×ｎ画素）２１に電気的な対象物の照射エリアの大きさが（ｐ画素×ｑ画素：ｐ，ｑ＜ｍ，ｎ）ならば、この（ｐ×ｑ）画素数に対応して、対象物までの実測距離のデータをＲＯＭに予め記憶させる。この測定を例えば距離０．１ｍ毎に行うことで、対象物の照射エリアの大きさが０．１ｍ単位の距離増に対応した実測値として得られるので、これらのデータ対がテーブルとして得られる。この処理は工場出荷前にメーカーサイドで行われ、製品としてＲＯＭ実装されるものとする。

次に、携帯電話機１のカメラ２０により近距離対象物２を撮影したときに、ＣＣＤ素子エリア２１上の近距離対象物２の照射エリア４の大きさが、例えば（３画素×３画素：ｐ＝３，ｑ＝３＜ｍ，ｎ）ならば、内蔵のマイクロプロセッサ（図示せず）の処理によりＲＯＭデータをスキャンすることで、例えばｐ＝３，ｑ＝３に対応する距離データ０．８ｍをＲＯＭのテーブルから読出し、携帯電話機の液晶表示画面（図示せず）に表示する。一般に、カメラ付き携帯電話機による撮像画像は液晶表示画面に表示される。

次に、遠距離対象物３を撮影したときに、ＣＣＤ素子エリア２１上の遠距離対象物３の照射エリア５の大きさが、例えば（１０画素×１０画素：ｐ＝１０，ｑ＝１０＜ｍ，ｎ）ならば、内蔵のマイクロプロセッサの処理によりＲＯＭデータをスキャンすることで、例えばｐ＝１０，ｑ＝１０に対応する距離データ７．２ｍをＲＯＭのテーブルから読出し、液晶表示画面に表示する。ここで距離データ０．８ｍ、７．２ｍの値は例示用として用いたものである。

このようにして、対象物の照射エリアの大きさから、携帯電話機１からの対象物の距離が計測できることになる。

この原理から、携帯電話機１の照射光源１０のライト６により被写体となる対象物を照らしたうえで、照射光源１０から一定間隔離れて実装されたカメラ２０により撮影を行い、ライト６が照射した対象物の部分の面積から被写体までの距離を測定することになる。

なお、ライト６の照射角度の変更・切り替え、ライトの照射数の変更・切り替えを可能とすることで、さまざまなシーンでの利用が可能となる。

また、上述の動作は照射光源１０からの光束が一定の拡がりを有した場合であるが、照射光源１０からの光束が平行光の場合、ＣＣＤ素子エリア２１上の近距離対象物２の照射エリア４の大きさに較べて、遠距離対象物３の照射エリア５の大きさの方が小さくなるので、上述とは逆に照射光源１０による対象物上の照射エリアは、照射光源１０からの距離に比例して小さくなる。したがって、照射エリアの大きさに対応して、この照射エリアを有する対象物までの距離を、予め測定した照射エリアの大きさと距離データとの対応表のデータを記憶することで、同様に距離測定を行うことができることになる。

次に、本発明の携帯電話機を利用してオンラインショッピングを行う場合について説明する。

現在、携帯電話機を利用してオンラインショッピングをする際、買い物の内容次第では大きさ、長さといったデータが重要になることもある。例えば家具等の大きな物を購入したい場合、部屋の大きさといったデータが必要となる。自分の身の回りの物の長さ、大きさについては非常に大まかに把握しているが、値を知り尽くしている人は少ないだろう。

この場合、携帯電話機１から等距離ａにある物体の照射光源１０による照射エリアの大きさｂを、内蔵のマイクロプロセッサにより、照射角度θとして、ｂ＝ａｔａｎθ で計算された値を携帯電話機の液晶表示画面に表示するか、或いは照射エリアの大きさと照射エリアまでの距離の実測データに対応して、照射エリアの大きさｂをＲＯＭに保存することが考えられる。

したがって、大きさや長さの測定は、このｂの値と比較しての測定となる。

また、本システムのみを使用する場合にもさまざまなシーンでの利用法が考えられる。例えば、住宅などを見にいった際には部屋の広さを知ることができるし、可視可能な物であれば物件からの距離の測定並びに高さといったデータも容易に測定が可能となる。

さらに、被写体が高所、谷底、急斜面にある場合や、落下の危険性、土砂崩れ等の危険な場所にある場合、被写体及び周辺までの測距が可能になる。

上述の通り、携帯電話上で稼動する測距計算等のアプリケーションソフト及び携帯電話機から照射されるライトを用いて、携帯電話機のカメラ機能により撮影可能な対象物までの距離の測定が可能になる。

通常、物の長さを測定する場合にはメジャーのような道具を使用するが、測定できる範囲には限界があり、また測定方法も一人では難しい場面が多々存在する。しかしながら本システムを使用する場合には、測定できる範囲は大きくなり、また測定方法はファインダや表示画面で対象物を確認するだけなので非常に容易となる。現在でも、赤外線等を使用した測定ツールは存在するが、あまり一般的ではなく手軽に利用できるとは云いがたく、手軽さの面でも大きな利点をもつ。

本発明の携帯電話機による距離測定方式の一つの実施の形態を示すブロック図である。 携帯電話機による距離測定方式を用いて近距離対象物の測定を示す図である。 携帯電話機による距離測定方式を用いて遠距離対象物の測定を示す図である。 撮影した近距離画像及び遠距離画像の比較を示す図である。 ＣＣＤ素子エリア上の照射エリアと対象物との距離の関係を説明する図である。

符号の説明

１ 携帯電話機
２ 近距離対象物
３ 遠距離対象物
４ 照射エリア
５ 照射エリア
６ ライト
７ 距離
８ 距離
１０ 照射光源
２０ カメラ
２１ ＣＣＤ素子エリア
３１ 近距離画像
３２ 遠距離画像

Claims (10)

1. 照射光源及びカメラを内蔵した携帯電話機であって、
   前記照射光源からの光束が一定の拡がり角度を有し、前記照射光源による対象物上の照射エリアは前記照射光源からの距離に比例して大きくなることを用いることで前記照射エリアを前記カメラにより撮像し、この撮像したデータと予め記憶した実測データとの比較処理により前記対象物までの距離を測定表示することを特徴とする携帯電話機による距離測定方式。
2. 照射光源及びカメラを内蔵した携帯電話機であって、
   この携帯電話機の近傍に位置する近距離対象物に、前記照射光源から光束が一定の拡がり角度をもつライトが照射した近距離照射エリア面積と、前記携帯電話機から離れて位置する遠距離対象物に、前記照射光源から光束が一定の拡がり角度をもつライトが照射した遠距離照射エリア面積とを前記携帯電話機のディスプレイに表示し、
   前記ライトが照射した部分の面積、対象物までの距離の値の関係は、前記携帯電話機の前記カメラからの距離が近い程照射エリアの面積は小さく、前記カメラからの距離が遠い程照射エリアの面積は大きくなることから、予め記憶した実測データとの比較処理により前記対象物までの距離を測定表示することを特徴とする携帯電話機による距離測定方式。
3. 前記照射光源から照射される前記ライトは、距離が遠くなる毎に照射面積が大きくなるよう、光束が距離に応じて拡がるように一定の照射角度が設けられたことを特徴とする請求項２記載の携帯電話機による距離測定方式。
4. 前記照射光源は、光束が拡散しないレーザーダイオードを用いたレーザー発光源であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の携帯電話機による距離測定方式。
5. 前記照射エリアの大きさに対応して、この照射エリアを有する対象物までの距離を、予め測定した照射エリアの大きさと距離データとの対応表のデータを記憶することで、距離測定を行うことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の携帯電話機による距離測定方式。
6. 予め前記照射光源からの前記ライトによる照射エリアの大きさと前記照射エリアまでの距離を実測し、この実測したデータをテーブルとしてＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶させることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の携帯電話機による距離測定方式。
7. 前記カメラが有するＣＣＤ素子エリア（ｍ画素×ｎ画素；ｍ，ｎは整数）に電気的な対象物の照射エリアの大きさが（ｐ画素×ｑ画素：ｐ，ｑ＜ｍ，ｎ；ｐ，ｑは整数）ならば、この（ｐ×ｑ）画素数に対応して、対象物までの実測距離のデータをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に予め記憶させ、この測定を所望精度の距離毎に行うことで、前記対象物の照射エリアの大きさが前記所望精度の単位の距離増に対応した実測値として取得し、これら一連のデータ対をテーブルとして前記ＲＯＭに記憶し、
   前記携帯電話機の前記カメラにより近距離対象物を撮影したときに、前記ＣＣＤ素子エリア（ｍ画素×ｎ画素）上の近距離対象物の照射エリアの大きさが（ｐ_３画素×ｑ_３画素：ｐ_３，ｑ_３＜ｍ，ｎ）ならば、内蔵のマイクロプロセッサ（図示せず）の処理により前記ＲＯＭデータをスキャンすることで、ｐ_３，ｑ_３に対応する第１の距離データを前記ＲＯＭのテーブルから読出して前記携帯電話機の液晶表示画面（図示せず）に表示し、
   遠距離対象物を撮影したときに、前記ＣＣＤ素子エリア（ｍ画素×ｎ画素）上の遠距離対象物の照射エリアの大きさが（ｐ_１０画素×ｑ_１０画素：ｐ，ｑ＜ｍ，ｎ）ならば、前記内蔵のマイクロプロセッサの処理により前記ＲＯＭデータをスキャンすることで、ｐ_１０，ｑ_１０に対応する第２の距離データを前記ＲＯＭのテーブルから読出し、前記液晶表示画面に表示することを特徴とする請求項２記載の携帯電話機による距離測定方式。
8. 前記携帯電話機から等距離ａにある物体の前記照射光源による照射エリアの大きさｂを、前記内蔵のマイクロプロセッサにより、照射角度θとして、ｂ＝ａ・ｔａｎθ で計算された値を前記携帯電話機の前記液晶表示画面に表示するか、或いは前記照射エリアの大きさと前記照射エリアまでの距離の実測データに対応して、前記照射エリアの大きさｂを前記ＲＯＭに保存することを特徴とする請求項７記載の携帯電話機による距離測定方式。
9. 前記照射光源からの光束が平行光であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の携帯電話機による距離測定方式。
10. 距離測定方式で取得した大きさ、長さのデータを、ネットワークに接続し配信することを特徴とする請求項８記載の携帯電話機による距離測定方式。
    

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