JP2014163884A

JP2014163884A - Distance measurement device

Info

Publication number: JP2014163884A
Application number: JP2013037122A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Omuro; 仁大室
Original assignee: Nikon Vision Co Ltd
Current assignee: Nikon Vision Co Ltd
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2014-09-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distance measurement device that enables a measurement of a distance with high accuracy irrespective of a magnitude of a light reception level of reflection light.SOLUTION: A light emission section of a distance measurement device emits measurement light to a measured object a plurality of times. A light reception section thereof receives the reflection light to be reflected from the measured object. A count section thereof counts a frequency at a point of time when the light reception section measures the amount of the light reception exceeding over a threshold value, integrates the frequency counted by emission of the measurement light the plurality of times, and calculates a light reception level at each of points of time. A distance calculation section thereof estimates a point of time when the light reception level indicates a peak on the basis of the light reception level calculated by the count section, and calculates a distance value to the measured object on the basis of an elapsed time until the point of time when the light reception level indicates the peak from the emission of the measurement light. A distance correction section thereof corrects the distance value to the measured object in accordance with an integrated value of the frequency at the point of time when the light reception level indicates the peak or in a period of time when the light reception level indicates the peak. Further, the distance correction section corrects the distance value on the basis of the light reception level at the point of time when the light reception level indicates the peak or in the period of time when the light reception level indicates the peak.

Description

本発明は、距離測定装置に関する。 The present invention relates to a distance measuring device.

従来より、パルスレーザ光を被測定物に向かって発光し、被測定物から反射された反射光を受光するまでの経過時間を測定し、この経過時間とレーザ光の伝搬速度とに基づいて被測定物までの距離を測定する距離測定装置が知られている。 Conventionally, pulsed laser light is emitted toward the object to be measured, and the elapsed time from receiving the reflected light reflected from the object to be measured is measured. Based on this elapsed time and the propagation speed of the laser light, A distance measuring device for measuring a distance to a measurement object is known.

また、距離測定装置において、計測対象に向けて送信した信号と、計測対象で反射されて戻ってくる受光信号との時間差を計測する際に、最も確からしい本来時間を表す受光信号を選択することによって測定誤差を低減させることが提案されている（例えば、特許文献１）。 In the distance measurement device, when measuring the time difference between the signal transmitted to the measurement target and the light reception signal reflected back from the measurement target, the light reception signal representing the most probable original time is selected. It has been proposed to reduce the measurement error (for example, Patent Document 1).

特開２００８−２７５３７９号公報JP 2008-275379 A

しかし、従来の距離測定装置では、例えば反射光の受光レベルの大小に応じて測距精度がばらついていた。 However, in the conventional distance measuring device, the distance measuring accuracy varies depending on, for example, the level of the received light level of the reflected light.

一態様の距離測定装置は、発光部と、受光部と、カウント部と、距離算出部と、距離補正部とを備える。発光部は、被測定物に測定光を複数回出射する。受光部は、被測定物から反射される反射光を受光する。カウント部は、受光部が閾値を超える受光量を計測した時点で度数をカウントし、複数回の測定光の出射によってカウントされた度数を積算して各時点での受光レベルを求める。距離算出部は、カウント部で求められた受光レベルに基づいて、受光レベルがピークを示す時点を推定し、測定光の出射から受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離値を求める。距離補正部は、受光レベルがピークを示す時点または期間における度数の積算値に応じて被測定物までの距離値を補正する。また、距離補正部は、受光レベルがピークを示す時点または期間における受光レベルに基づいて距離値を補正する。 The distance measuring device according to one aspect includes a light emitting unit, a light receiving unit, a counting unit, a distance calculating unit, and a distance correcting unit. The light emitting unit emits measurement light to the object to be measured a plurality of times. The light receiving unit receives reflected light reflected from the object to be measured. The counting unit counts the frequency at the time when the light receiving unit measures the amount of received light exceeding the threshold value, and calculates the received light level at each time by integrating the frequency counted by the emission of the measurement light a plurality of times. The distance calculation unit estimates the time point at which the light reception level reaches a peak based on the light reception level obtained by the counting unit, and the object to be measured based on the elapsed time from the emission of the measurement light to the time point at which the light reception level reaches the peak. Find the distance value to. The distance correction unit corrects the distance value to the object to be measured according to the integrated value of the frequency at the time or period when the light reception level shows a peak. The distance correction unit corrects the distance value based on the light reception level at the time or period when the light reception level shows a peak.

本発明によれば、反射光の受光レベルの大小にかかわらず精度良く距離を測定可能な距離測定装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a distance measuring device that can accurately measure a distance regardless of the level of the received light level of reflected light.

一の実施形態の距離測定装置の構成例を示すブロック図The block diagram which shows the structural example of the distance measuring device of one Embodiment （ａ）レベルサンプリング回路におけるデジタルサンプリングを説明する図、（ｂ）エッジサンプリング回路におけるデジタルサンプリングを説明する図(A) The figure explaining the digital sampling in a level sampling circuit, (b) The figure explaining the digital sampling in an edge sampling circuit 一の実施形態の距離測定装置の動作例を示すフローチャートThe flowchart which shows the operation example of the distance measuring device of one Embodiment 測定光が出射されたときからの経過時間と、測定動作で積算された度数との度数分布（ヒストグラム）の例を示す図The figure which shows the example of the frequency distribution (histogram) of the elapsed time from when measurement light was emitted, and the frequency integrated by measurement operation （ａ）度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が短い場合における度数分布（ヒストグラム）の例を示す図、（ｂ）度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が長い場合における度数分布（ヒストグラム）の例を示す図(A) The figure which shows the example of frequency distribution (histogram) in case the continuous time when the integrated value of frequency exceeds a predetermined threshold is short, (b) The continuous time when the integrated value of frequency exceeds a predetermined threshold The figure which shows the example of frequency distribution (histogram) in the case of long （ａ）受光レベルが小さい場合におけるアナログ受光信号の２値化のタイミングの例を示す図、（ｂ）受光レベルが大きい場合におけるアナログ受光信号の２値化のタイミングの例を示す図(A) The figure which shows the example of the binarization timing of the analog light reception signal when the light reception level is small, (b) The figure which shows the example of the binarization timing of the analog light reception signal when the light reception level is large （ａ）受光レベルが小さい場合における度数分布（ヒストグラム）の例を示す図、（ｂ）受光レベルが大きい場合における度数分布（ヒストグラム）の例を示す図(A) The figure which shows the example of frequency distribution (histogram) when the light reception level is small, (b) The figure which shows the example of frequency distribution (histogram) when the light reception level is large

＜一の実施形態の説明＞
図１は、一の実施形態の距離測定装置の構成例を示すブロック図である。一の実施形態の距離測定装置は、例えばスポーツ、狩猟等の測距で使用される。 <Description of One Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a distance measuring device according to an embodiment. The distance measuring device of one embodiment is used for distance measurement such as sports and hunting.

一の実施形態の距離測定装置１は、筐体２と、発光部３と、受光部４と、操作ボタン５と、コントローラ６と、距離表示部７とを有する。発光部３、受光部４、操作ボタン５、および距離表示部７は、それぞれコントローラ６と接続される。 The distance measuring device 1 according to one embodiment includes a housing 2, a light emitting unit 3, a light receiving unit 4, an operation button 5, a controller 6, and a distance display unit 7. The light emitting unit 3, the light receiving unit 4, the operation buttons 5, and the distance display unit 7 are each connected to the controller 6.

発光部３、受光部４、コントローラ６、および距離表示部７は、筐体２の内側に配置される。また、操作ボタン５は、筐体２の外側に露出するように筐体２に実装される。また、筐体２には、ファインダ窓２ａ、出射窓３ａ、受光窓４ａが形成されている。 The light emitting unit 3, the light receiving unit 4, the controller 6, and the distance display unit 7 are disposed inside the housing 2. The operation button 5 is mounted on the housing 2 so as to be exposed to the outside of the housing 2. The housing 2 is formed with a finder window 2a, an exit window 3a, and a light receiving window 4a.

ファインダ窓２ａおよび出射窓３ａは、距離測定装置１の光学ファインダを構成する。出射窓３ａとファインダ窓２ａとの間の光路上には、図１の左側から順に、コリメートレンズ３１と、ハーフミラー２１とが配置されている。 The finder window 2a and the exit window 3a constitute an optical finder of the distance measuring device 1. On the optical path between the exit window 3a and the finder window 2a, a collimator lens 31 and a half mirror 21 are arranged in order from the left side of FIG.

出射窓３ａから入射する光束の一部は、コリメートレンズ３１とハーフミラー２１とを透過してファインダ窓２ａに導かれる。これにより、操作者は、ファインダ窓２ａおよび出射窓３ａ越しに被測定物を目視できる。 A part of the light beam entering from the exit window 3a passes through the collimating lens 31 and the half mirror 21 and is guided to the finder window 2a. Thereby, the operator can visually observe the object to be measured through the finder window 2a and the exit window 3a.

発光部３は、被測定物に照射される測定光（パルス状のレーザ光）を出射する。この発光部３は、例えば発光素子（レーザダイオード）と、発光素子の駆動回路とで構成される。 The light emitting unit 3 emits measurement light (pulsed laser light) irradiated on the object to be measured. The light emitting unit 3 includes, for example, a light emitting element (laser diode) and a driving circuit for the light emitting element.

ここで、発光部３から出射された測定光は、ハーフミラー２１で反射されてコリメートレンズ３１および出射窓３ａに導かれる。このため、操作者が光学ファインダを覗いた状態で発光部３から測定光が出射されると、測定光は操作者の目視している被測定物に向かって（図１の矢印Ａ方向）出射されることとなる。 Here, the measurement light emitted from the light emitting unit 3 is reflected by the half mirror 21 and guided to the collimating lens 31 and the emission window 3a. For this reason, when the measurement light is emitted from the light emitting unit 3 while the operator is looking through the optical viewfinder, the measurement light is emitted toward the object being observed by the operator (in the direction of arrow A in FIG. 1). Will be.

受光部４は、受光窓４ａから入射する光（例えば、被測定物で反射された測定光）を受光する。受光部４は、例えば受光素子（フォトダイオード）と、受信回路とで構成される。なお、受光窓４ａと受光部４との間には、集光レンズ４１が配置される。受光窓４ａから入射する光（図１の矢印Ｂ方向からの光）は、集光レンズ４１により集光され、受光素子により光電変換される。そして、受光素子の出力（受光信号）は、受信回路で増幅処理された後にコントローラ６に送られる。 The light receiving unit 4 receives light incident from the light receiving window 4a (for example, measurement light reflected by the object to be measured). The light receiving unit 4 includes, for example, a light receiving element (photodiode) and a receiving circuit. A condensing lens 41 is disposed between the light receiving window 4 a and the light receiving unit 4. Light incident from the light receiving window 4a (light from the direction of arrow B in FIG. 1) is condensed by the condensing lens 41 and photoelectrically converted by the light receiving element. The output (light reception signal) of the light receiving element is sent to the controller 6 after being amplified by the receiving circuit.

操作ボタン５は、測距を開始するスイッチの役割を持つ。また、距離測定装置１は、不図示の単位モード切換スイッチ（距離表示部７の単位（メートル／ヤード等）の選択）や、距離表示部７のバックライトを点灯／消灯するためのスイッチを有する。 The operation button 5 serves as a switch for starting distance measurement. The distance measuring apparatus 1 also has a unit mode changeover switch (not shown) (selection of unit (meter / yard, etc.) of the distance display unit 7) and a switch for turning on / off the backlight of the distance display unit 7. .

コントローラ６は、距離測定装置１の動作を制御する回路であって、例えばＦＰＧＡ等が使用される。コントローラ６は、被測定物までの距離を算出するための距離算出部１０と、パルス発生部２０とを有する。 The controller 6 is a circuit that controls the operation of the distance measuring apparatus 1, and for example, an FPGA or the like is used. The controller 6 includes a distance calculation unit 10 for calculating the distance to the object to be measured and a pulse generation unit 20.

距離算出部１０は、測定光が出射されたときから受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離値を求める。距離算出部１０は、カウント部１１と、度数測定部１２と、距離補正部１３とを有する。 The distance calculation unit 10 obtains a distance value to the object to be measured based on the elapsed time from the time when the measurement light is emitted until the time when the light reception level shows a peak. The distance calculation unit 10 includes a count unit 11, a frequency measurement unit 12, and a distance correction unit 13.

カウント部１１は、受光部４が閾値を超える受光量を計測した時点（例えば、受光信号の値が所定の強度閾値を超える場合）で度数をカウントする。カウント部は、カウントされた度数を時点毎に積算する。カウント部１１は、２値化回路１１ａと、レベルサンプリング回路１１ｂと、エッジサンプリング回路１１ｃとを有する。 The counting unit 11 counts the frequency at the time when the light receiving unit 4 measures the amount of received light exceeding the threshold (for example, when the value of the received light signal exceeds a predetermined intensity threshold). The count unit accumulates the counted frequencies for each time point. The count unit 11 includes a binarization circuit 11a, a level sampling circuit 11b, and an edge sampling circuit 11c.

２値化回路１１ａは、受光部４が閾値を超える受光量を計測した時点（例えば、受光信号の値が所定の強度閾値を超える場合）で２値化信号を低レベルから高レベルに立ち上げる。２値化信号は、レベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃの両者に出力される。 The binarization circuit 11a raises the binarization signal from a low level to a high level when the light receiving unit 4 measures the amount of received light exceeding the threshold (for example, when the value of the light reception signal exceeds a predetermined intensity threshold). . The binarized signal is output to both the level sampling circuit 11b and the edge sampling circuit 11c.

レベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃは、２値化信号を所定のタイミングでサンプリングする。レベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃは、高レベルの２値化信号がサンプリングされたときに受信信号のレベルを高レベルに立ち上げて度数をカウントする。レベルサンプリング回路１１ｂは、受光量が閾値よりも大きい期間のうち、全ての期間で度数を積算する。一方、エッジサンプリング回路１１ｃは、受光量が閾値よりも大きい期間のうち、受光量が閾値未満から閾値以上に変化した時点のみ度数を積算する。なお、以降の説明では、レベルサンプリング回路１１ｂで積算される度数を第１の度数と称することがあり、エッジサンプリング回路１１ｃで積算される度数を第２の度数と称することがある。 The level sampling circuit 11b and the edge sampling circuit 11c sample the binarized signal at a predetermined timing. The level sampling circuit 11b and the edge sampling circuit 11c count the frequency by raising the level of the reception signal to a high level when the high-level binary signal is sampled. The level sampling circuit 11b integrates the frequencies in all periods of the period in which the amount of received light is larger than the threshold value. On the other hand, the edge sampling circuit 11c integrates the frequency only when the amount of received light changes from less than the threshold to above the threshold during the period in which the amount of received light is greater than the threshold. In the following description, the frequency accumulated in the level sampling circuit 11b may be referred to as a first frequency, and the frequency accumulated in the edge sampling circuit 11c may be referred to as a second frequency.

図２（ａ）は、レベルサンプリング回路におけるデジタルサンプリングを説明する図であり、図２（ｂ）は、エッジサンプリング回路におけるデジタルサンプリングを説明する図である。図２（ａ）（ｂ）中、（１）、（２）は２値化信号の高レベル期間を示し、（Ａ）〜（Ｅ）はサンプリングクロックによるサンプリングのタイミングを示す。また、図２（ｂ）中、（イ）、（ロ）はエッジサンプリング回路によってエッジサンプルされた期間を示す。なお、エッジサンプルとは、例えば２値化信号の高レベルへの立ち上がりエッジで測定光の反射光の有無を検出することをいう。 FIG. 2A is a diagram for explaining digital sampling in the level sampling circuit, and FIG. 2B is a diagram for explaining digital sampling in the edge sampling circuit. 2A and 2B, (1) and (2) indicate the high-level period of the binarized signal, and (A) to (E) indicate the sampling timing by the sampling clock. In FIG. 2B, (a) and (b) indicate periods during which edge sampling is performed by the edge sampling circuit. Note that the edge sample refers to detecting the presence or absence of reflected light of the measurement light at the rising edge of the binarized signal to a high level, for example.

レベルサンプリング回路１１ｂは、２値化信号の高レベル期間（受光量が閾値より大きい期間）にサンプリングされると、測定光の反射光が検出されたと判断して、受信信号のレベルを高レベルに立ち上げる。また、レベルサンプリング回路１１ｂは、２値化信号の低レベル期間（受光量が閾値より小さい期間）にサンプリングされると、反射光は検出されなかったと判断し、受信信号のレベルを低レベルに立ち下げる。 When the level sampling circuit 11b is sampled during a high level period of the binarized signal (a period during which the amount of received light is greater than the threshold), the level sampling circuit 11b determines that the reflected light of the measurement light has been detected, and sets the level of the received signal to a high level. Launch. Further, when the level sampling circuit 11b is sampled during a low level period of the binarized signal (a period during which the amount of received light is smaller than the threshold value), the level sampling circuit 11b determines that no reflected light is detected, and sets the level of the received signal to a low level. Lower.

図２（ａ）の例では、サンプリングのタイミング（Ａ）（Ｂ）では２値化信号が高レベルに立ち上がっていないため、受信信号のレベルは低レベルとなる。一方、サンプリングのタイミング（Ｃ）（Ｄ）では、２値化信号（２）が高レベルに立ち上がっているため、受信信号は高レベルとなる。そして、サンプリングのタイミング（Ｅ）では、２値化信号（２）が低レベルに立ち下がっているため、受信信号のレベルが低レベルとなる。 In the example of FIG. 2A, since the binarized signal does not rise to a high level at the sampling timings (A) and (B), the level of the received signal is low. On the other hand, at the sampling timings (C) and (D), since the binarized signal (2) rises to a high level, the received signal becomes a high level. At the sampling timing (E), since the binarized signal (2) falls to a low level, the level of the received signal becomes a low level.

このようなレベルサンプリング回路１１ｂによるレベルサンプリングでは、サンプリングのタイミングごとに、２値化信号の高レベル／低レベル状態に応じて、反射光の検出の有無を判断するため、基本的に全ての出射光と反射光との時間差を計測可能である。このため、レベルサンプリングによれば、受光量が飽和せずパルス幅が正常であれば、Ｓ／Ｎ比が低くても度数を正確にカウントできる。 In such level sampling by the level sampling circuit 11b, in order to determine whether or not the reflected light is detected according to the high level / low level state of the binarized signal at every sampling timing, basically all output is performed. The time difference between the incident light and the reflected light can be measured. For this reason, according to level sampling, if the amount of received light is not saturated and the pulse width is normal, the frequency can be accurately counted even if the S / N ratio is low.

但し、上記のレベルサンプリングでは、受光量の飽和に起因して受光信号のパルス幅が本来のパルス幅より広い異常値を示した場合、その分だけ２値化信号の高レベル期間のパルス幅も広くなり、受信信号の高レベル期間もそのまま広がってしまう。このため、上記の場合は、レベルサンプリングによると度数のカウント値が不正確になる。 However, in the above level sampling, when the pulse width of the received light signal shows an abnormal value wider than the original pulse width due to saturation of the received light amount, the pulse width of the high level period of the binarized signal is correspondingly increased. It becomes wider and the high level period of the received signal also extends as it is. For this reason, in the above case, the count value of the frequency becomes inaccurate according to the level sampling.

一方、エッジサンプリング回路１１ｃは、２値化信号の高レベルへの立ち上がりエッジ（受光量が閾値未満から閾値以上へ変化したタイミング）で、測定光の反射光が検出されたと判断して、エッジサンプルを高レベルに立ち上げる。そして、エッジサンプルが高レベルに立ち上がった後の１つ目のサンプリングのタイミングで、受信信号のレベルを高レベルに立ち上げる。また、２値化信号の低レベルへの立ち下がりとは無関係に、エッジサンプルが高レベルに立ち上がった後の２つ目のサンプリングのタイミングで、エッジサンプルを低レベルに立ち下げ、受信信号のレベルを低レベルに立ち下げる。 On the other hand, the edge sampling circuit 11c determines that the reflected light of the measurement light has been detected at the rising edge of the binarized signal to a high level (the timing at which the amount of received light has changed from less than the threshold value to more than the threshold value). To a high level. Then, at the first sampling timing after the edge sample rises to a high level, the level of the received signal is raised to a high level. Regardless of the fall of the binarized signal to the low level, the edge sample is lowered to the low level at the timing of the second sampling after the edge sample rises to the high level, and the level of the received signal To the low level.

図２（ｂ）の例では、２値化信号（１）の高レベルへの立ち上がりエッジで、サンプリングのタイミングとは非同期にエッジサンプル（イ）が高レベルに立ち上がっている。そして、エッジサンプル（イ）が高レベルに立ち上がった後の１つ目のサンプリングのタイミング（Ｂ）で受信信号のレベルが高レベルに立ち上がっている。そして、２値化信号（１）の低レベルへの立ち下りとは無関係に、エッジサンプル（イ）が高レベルに立ち上がった後の２つ目のサンプリングのタイミング（Ｃ）で、エッジサンプル（イ）は低レベルに立ち下がっている。通常は、同時に受信信号のレベルも低レベルに立ち下がるのであるが、図２（ｂ）の例では、後述のエッジサンプル（ロ）との関係で、受信信号のレベルは低レベルに立ち下がっていない。次に、２値化信号（２）の高レベルへの立ち上がりエッジで、サンプリングのタイミングとは非同期にエッジサンプル（ロ）が高レベルに立ち上がっている。そして、エッジサンプル（ロ）が高レベルに立ち上がった後の１つ目のサンプリングのタイミング（Ｃ）で受信信号のレベルが高レベルに立ち上がる。なお、図２（ｂ）の例では、前述のエッジサンプル（イ）との関係で受信信号は既に高レベルに立ち上がっている。そして、２値化信号（２）の低レベルへの立ち下りとは無関係に、エッジサンプル（ロ）が高レベルに立ち上がった後の２つ目のサンプリングのタイミング（Ｄ）で、エッジサンプル（ロ）は低レベルに立ち下がり、受信信号のレベルも低レベルに立ち下がっている。 In the example of FIG. 2B, at the rising edge of the binarized signal (1) to the high level, the edge sample (A) rises to the high level asynchronously with the sampling timing. The received signal level rises to a high level at the first sampling timing (B) after the edge sample (a) rises to a high level. Regardless of the fall of the binary signal (1) to the low level, the edge sample (i) is detected at the second sampling timing (C) after the edge sample (b) rises to the high level. ) Has fallen to a low level. Normally, the level of the received signal falls to a low level at the same time. However, in the example of FIG. 2B, the level of the received signal falls to a low level in relation to the edge sample (b) described later. Absent. Next, at the rising edge of the binarized signal (2) to the high level, the edge sample (b) rises to the high level asynchronously with the sampling timing. Then, the level of the received signal rises to a high level at the first sampling timing (C) after the edge sample (b) rises to a high level. In the example of FIG. 2B, the received signal has already risen to a high level in relation to the edge sample (A) described above. Regardless of the fall of the binary signal (2) to the low level, the edge sample (low) is detected at the second sampling timing (D) after the edge sample (b) rises to the high level. ) Falls to a low level, and the received signal level also falls to a low level.

このようなエッジサンプリング回路１１ｃによるエッジサンプリングでは、サンプリングのタイミング（サンプリングクロックの周期）に拘束されることなく、２値化信号の高レベルへの立ち上がりエッジのタイミングで、サンプリングクロックとは非同期に、測定光の出射から反射光の検出までの時間差を計測可能である。このため、エッジサンプリングによれば、受光量が飽和しても、Ｓ／Ｎ比が良好であり、２値化信号の高レベルへの立ち上がりエッジが明確であれば、度数を正確にカウントすることができる。 In such edge sampling by the edge sampling circuit 11c, without being restricted by the sampling timing (sampling clock cycle), the timing of the rising edge to the high level of the binarized signal is asynchronous with the sampling clock. It is possible to measure a time difference from emission of measurement light to detection of reflected light. Therefore, according to edge sampling, even if the amount of received light is saturated, if the S / N ratio is good and the rising edge of the binarized signal to a high level is clear, the frequency is accurately counted. Can do.

但し、上記のエッジサンプリングでは、Ｓ／Ｎ比が低下して２値化信号の高レベルへの立ち上がりエッジが不明確になってしまうと、カウント部１１による度数のカウント値が不正確になる。例えば、真の反射光の前のパルス光が偽のパルス光（例えば雨粒などで反射したノイズ成分）に起因する場合、そのノイズ成分の影響で真の反射光の高レベルへの立ち上がりエッジが不明確になると、カウント値が不正確になる。 However, in the above edge sampling, if the S / N ratio decreases and the rising edge of the binarized signal to a high level becomes unclear, the count value of the frequency by the counting unit 11 becomes inaccurate. For example, when the pulse light before the true reflected light is caused by false pulse light (for example, a noise component reflected by raindrops), the rising edge of the true reflected light to a high level is not affected by the noise component. When it becomes clear, the count value becomes inaccurate.

度数測定部１２は、レベルサンプリングによる各時点での受光レベル（レベルサンプリング回路１１ｂで積算された第１の度数の積算値）を参照する。度数測定部１２は、各時点での第１の度数の積算値の高い順に、受光レベルのピーク算出用の標本点となる時点を所定数抽出する。そして、度数測定部１２は、各標本点での度数の積算値の高さを用いた重心計算により、時間軸方向において受光レベルがピークを示す時点を推定する。 The frequency measurement unit 12 refers to the light reception level at each time point by level sampling (the integrated value of the first frequency integrated by the level sampling circuit 11b). The frequency measuring unit 12 extracts a predetermined number of time points that are sample points for calculating the peak of the received light level in descending order of the integrated value of the first frequency at each time point. Then, the frequency measuring unit 12 estimates a point in time at which the light reception level reaches a peak in the time axis direction by calculating the center of gravity using the height of the integrated value of the frequency at each sample point.

なお、受光レベルが上限値に達して飽和状態となる時点が時間軸方向に連続する場合は、コントローラ６は、レベルサンプリングによる受光レベルがピークを示す時点が特定できないと判定する。この場合、度数測定部１２は、エッジサンプリング回路１１ｃで積算された第２の度数の積算値を参照し、各標本点での第２の度数の積算値の高さを用いた重心計算により、時間軸方向において受光レベルがピークを示す時点を推定する。 When the time point at which the light reception level reaches the upper limit value and becomes saturated continues in the time axis direction, the controller 6 determines that the time point at which the light reception level by level sampling shows a peak cannot be specified. In this case, the frequency measuring unit 12 refers to the integrated value of the second frequency integrated by the edge sampling circuit 11c, and calculates the center of gravity using the height of the integrated value of the second frequency at each sample point. A time point at which the received light level reaches a peak in the time axis direction is estimated.

距離補正部１３は、度数測定部１２により特定された受光レベルがピークを示す時点または期間における度数の積算値に応じて被測定物までの距離値を補正する。なお、期間とは、時間軸方向に連続した複数の時点のことをいう。 The distance correction unit 13 corrects the distance value to the object to be measured according to the integrated value of the frequency at the time or period when the light reception level specified by the frequency measurement unit 12 shows a peak. Note that a period refers to a plurality of time points that are continuous in the time axis direction.

パルス発生部２０は、距離測定装置の動作タイミングを規定するパルス信号を発生させる。パルス発生部２０からのパルス信号に応じて、発光部３の発光素子からパルス状のレーザ光（測定光）が出射される。また、上記のパルス信号を用いて、コントローラ６は、測定光が出射されたときから受光部４で受光信号が出力されるまでの経過時間を求めることができる。 The pulse generator 20 generates a pulse signal that defines the operation timing of the distance measuring device. In response to a pulse signal from the pulse generation unit 20, pulsed laser light (measurement light) is emitted from the light emitting element of the light emitting unit 3. Further, using the pulse signal, the controller 6 can determine the elapsed time from when the measurement light is emitted until the light receiving signal is output by the light receiving unit 4.

距離表示部７は、コントローラ６からの表示指示を受けてファインダ窓２ａの内部において距離表示を行う。距離表示部７は、例えば、光学ファインダの像の外縁に情報を点灯表示するものや、光学ファインダの像に情報をオーバレイ表示するものでもよい。なお、距離表示部７は、例えば筐体２の外側に配置された液晶表示器等でもよい。 The distance display unit 7 receives a display instruction from the controller 6 and displays the distance in the finder window 2a. For example, the distance display unit 7 may display information on the outer edge of the optical finder image or display information on the optical finder image in an overlay manner. The distance display unit 7 may be, for example, a liquid crystal display arranged outside the housing 2.

（一の実施形態の動作の説明）
以下、一の実施形態での距離測定装置１の動作を説明する。図３は、一の実施形態の距離測定装置１の動作例を示すフローチャートである。なお、以下「ビン」とは、度数分布（ヒストグラム）を求める際にデータが積算される小区間（時点）のことをいう。 (Description of operation of one embodiment)
Hereinafter, the operation of the distance measuring apparatus 1 in one embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation example of the distance measuring apparatus 1 according to the embodiment. In the following, “bin” refers to a small section (time point) in which data is integrated when obtaining a frequency distribution (histogram).

ステップＳ１：コントローラ６は、操作ボタン５の押圧により、測距開始の指示を受け付ける。 Step S1: The controller 6 receives an instruction to start ranging by pressing the operation button 5.

ここで、一の実施形態の距離測定装置１は、１回の測距（Ｓ１での１回分の操作ボタン５の操作）につき測定光を複数回（例えば５５０回）出射する。後述のＳ２〜Ｓ５の処理（測定動作）は、測定光が出射される回数分だけ繰り返される。なお、測定動作の回数は、コントローラ６によって管理される。 Here, the distance measuring device 1 of one embodiment emits the measurement light a plurality of times (for example, 550 times) for each distance measurement (operation of the operation button 5 for one time in S1). The processing (measurement operation) in S2 to S5 described later is repeated as many times as the measurement light is emitted. Note that the number of measurement operations is managed by the controller 6.

ステップＳ２：コントローラ６は、発光部３を作動させて、発光素子からパルス状のレーザ光を被測定物に向けて出射させる。なお、発光部３から出射した測定光の一部は、被測定物での反射によって、受光窓４ａおよび集光レンズ４１を介して受光部４に導かれる。 Step S2: The controller 6 operates the light emitting unit 3 to emit pulsed laser light from the light emitting element toward the object to be measured. A part of the measurement light emitted from the light emitting unit 3 is guided to the light receiving unit 4 through the light receiving window 4a and the condenser lens 41 by reflection on the object to be measured.

ステップＳ３：コントローラ６は、測定光が出射された時点を起点として時間のカウントを開始する。 Step S3: The controller 6 starts counting time from the time when the measurement light is emitted.

ステップＳ４：受光部４は、受光窓４ａから入射する光を受光する。 Step S4: The light receiving unit 4 receives light incident from the light receiving window 4a.

ステップＳ５：距離算出部１０のカウント部１１は、受光部４が閾値を超える受光量を計測した時点（例えば、受光信号の値が所定の強度閾値を超える場合）で度数をカウントする。時点ごとにカウントされる度数は、コントローラ６内のメモリ（不図示）に記憶される。 Step S5: The counting unit 11 of the distance calculation unit 10 counts the frequency when the light receiving unit 4 measures the amount of received light exceeding the threshold (for example, when the value of the received light signal exceeds a predetermined intensity threshold). The frequency counted for each time point is stored in a memory (not shown) in the controller 6.

上記の強度閾値は、例えば定常光の示す信号よりも十分大きく、かつ測定光の信号強度よりは小さくなるように設定される。これにより、測定光の反射光のように、定常光よりも十分に強い光が入射した場合のみ度数のカウントが行われることとなる。 The intensity threshold is set, for example, to be sufficiently larger than a signal indicated by stationary light and smaller than the signal intensity of measurement light. Thus, the frequency is counted only when light sufficiently stronger than the steady light is incident, such as the reflected light of the measurement light.

また、上記の度数のカウントは、複数回繰り返される測定動作（Ｓ２〜Ｓ５）において積算されてゆく。例えば第２回目の測定動作を行うときに、前回の測定動作で度数がカウントされた時点と同一時点で再び度数がカウントされた場合、その時点に対応する度数は積算されて「２」となる。この度数の積算数の上限は、測定光の出射回数と同じ回数（例えば５５０回）となる。なお、一の実施形態では、各時点において複数回の測定動作で得られた度数の積算値を、各時点での受光レベルとして扱う。 Further, the count of the frequency is integrated in the measurement operation (S2 to S5) repeated a plurality of times. For example, when the second measurement operation is performed, if the frequency is counted again at the same time as the time when the frequency was counted in the previous measurement operation, the frequency corresponding to that time is accumulated to be “2”. . The upper limit of the frequency integration number is the same number of times as the measurement light is emitted (for example, 550 times). In one embodiment, the integrated value of the frequencies obtained by a plurality of measurement operations at each time point is treated as the light reception level at each time point.

図４は、測定光が出射されたときからの経過時間と、測定動作で積算された度数との度数分布の例を示す図である。図４の度数分布において、縦軸は各時点での度数の積算値を表し、横軸は測定光が出射されたときからの経過時間を示す。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the frequency distribution of the elapsed time from when the measurement light is emitted and the frequency accumulated in the measurement operation. In the frequency distribution of FIG. 4, the vertical axis represents the integrated value of the frequency at each time point, and the horizontal axis represents the elapsed time since the measurement light was emitted.

なお、１回の測定動作において、被測定物での反射光と強い外乱光とが異なる時点で入射した場合、それぞれの光が入射した時点でカウント部１１は度数のカウントを行う。つまり、１回の測定動作において複数の時点で度数がカウントされる場合もある。しかし、複数回の測定動作で被測定物での反射光はほぼ同じ時点で計測されるが、複数回の測定動作で外乱光は同じ時点で計測されることはない。そのため、複数回の測定動作全体でみたときには、両者を区別することができる。 In a single measurement operation, when the reflected light from the object to be measured and the strong disturbance light are incident at different times, the counting unit 11 counts the frequency at the time when each light is incident. That is, the frequency may be counted at a plurality of time points in one measurement operation. However, the reflected light from the object to be measured is measured at almost the same time in a plurality of measurement operations, but the disturbance light is not measured at the same time in a plurality of measurement operations. Therefore, when it sees in the whole measurement operation | movement of several times, both can be distinguished.

ステップＳ６：コントローラ６は、Ｓ２〜Ｓ５の所定回数の処理（上記の例であれば５５０回分の測定動作）が終了したか否かを判定する。上記要件を満たすとき（Ｙｅｓ側）には、コントローラ６は処理をステップＳ７に移行させる。一方、上記要件を満たさないとき（Ｎｏ側）には、コントローラ６は測定動作の回数を１回分カウントするとともに、処理をステップＳ２に移行させて、上記動作を繰り返す。 Step S6: The controller 6 determines whether or not the predetermined number of processes of S2 to S5 (550 measurement operations in the above example) have been completed. When the above requirements are satisfied (Yes side), the controller 6 shifts the process to step S7. On the other hand, when the above requirement is not satisfied (No side), the controller 6 counts the number of times of the measurement operation, shifts the process to step S2, and repeats the above operation.

ステップＳ７：距離算出部１０の度数測定部１２は、各時点での受光レベル（度数の積算値）を取得する。なお、一の実施形態では、一例として、度数測定部１２が、レベルサンプリングによりメモリ（不図示）に積算された第１の度数の度数分布を参照して受光レベルを取得する例を説明する。 Step S7: The frequency measuring unit 12 of the distance calculating unit 10 acquires the light reception level (frequency integrated value) at each time point. In the embodiment, as an example, an example will be described in which the frequency measurement unit 12 refers to a frequency distribution of a first frequency accumulated in a memory (not shown) by level sampling to acquire a light reception level.

ステップＳ８：コントローラ６は、度数測定部１２により各時点での度数の積算値の高い順に、受光レベルのピーク算出用の標本点となる時点を所定数抽出する。ここでは、標本点の一例として、度数分布における度数の積算値が上位の複数のビンを取得する。そして、コントローラ６は、各標本点での度数の積算値の高さを用いた重心計算により、時間軸方向において受光レベルがピークを示す時点を推定する。一例として、コントローラ６は、上記の度数分布における度数の積算値が上位の複数のビンの重心が位置する時点を、被測定物での反射光に対応した受光レベルのピークとして推定する。 Step S8: The controller 6 uses the frequency measurement unit 12 to extract a predetermined number of time points that become sample points for peak calculation of the received light level in descending order of the integrated value of the frequency at each time point. Here, as an example of the sample points, a plurality of bins having higher frequency integrated values in the frequency distribution are acquired. Then, the controller 6 estimates a time point at which the light reception level shows a peak in the time axis direction by calculating the center of gravity using the height of the integrated value of the frequency at each sample point. As an example, the controller 6 estimates the point in time at which the centroids of a plurality of bins with higher frequency integrated values in the above frequency distribution are positioned as the peak of the received light level corresponding to the reflected light from the object to be measured.

ここで、一の実施形態では、コントローラ６は、測定光が出射されたときから上記で特定された受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離値を求める。そして、コントローラ６は、例えば、所定の閾値（度数分布におけるノイズ以外の受光信号とみなせる閾値）を超える時点の連続時間に応じて重心計算に用いるビン数を変更する。 Here, in one embodiment, the controller 6 obtains a distance value to the object to be measured based on the elapsed time from when the measurement light is emitted to the time when the light reception level specified above shows a peak. Then, for example, the controller 6 changes the number of bins used for centroid calculation according to a continuous time at a time point exceeding a predetermined threshold value (threshold value that can be regarded as a received light signal other than noise in the frequency distribution).

一般に、上記の所定の閾値を超える時点の連続時間が短いほど、度数分布における度数の積算値による波形の山がはっきり表れる場合が多い。すなわち、度数分布における波形の広がり（幅）が狭いほど、波形の山がはっきり表れる場合が多い。このため、少ないビン数での重心計算でも、計算で求めた受光レベルのピークの信頼性が高くなる。一方、度数分布における度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が長いほど、度数分布における度数の積算値による波形の山がはっきり表れない場合が多い。すなわち度数分布における波形の広がり（幅）が広いほど、波形の山がはっきり表れない場合が多い。このため、少ないビン数での重心計算では、計算で求めた受光レベルのピークの信頼性が低くなる。このため、例えば、コントローラ６は、度数分布における度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が長いほど、重心を求めるために用いる度数の積算値のビン数を多くする。 In general, the shorter the continuous time at the point in time at which the above predetermined threshold is exceeded, the more clearly the peak of the waveform due to the integrated value of the frequency in the frequency distribution. That is, the smaller the waveform spread (width) in the frequency distribution, the more frequently the peaks of the waveform appear. For this reason, even in the center of gravity calculation with a small number of bins, the reliability of the peak of the received light level obtained by the calculation becomes high. On the other hand, the longer the continuous time at which the integrated value of the frequency in the frequency distribution exceeds the predetermined threshold, the more frequently the peak of the waveform due to the integrated value of the frequency in the frequency distribution does not appear. That is, the larger the waveform spread (width) in the frequency distribution, the more often the waveform peaks do not appear clearly. For this reason, in the calculation of the center of gravity with a small number of bins, the reliability of the peak of the received light level obtained by the calculation becomes low. For this reason, for example, the controller 6 increases the number of bins of the frequency integration value used for obtaining the center of gravity as the continuous time when the frequency integration value in the frequency distribution exceeds a predetermined threshold is longer.

図５は、度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が短い場合（図５（ａ））と度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が長い場合（図５（ｂ））とにおける度数分布の例を示す図である。図５では、縦軸は度数（受光レベル）を示し、横軸は時間（距離）を示す。また、図中の破線は、所定の閾値（度数分布におけるノイズ以外の受光信号とみなせる閾値）を示す。また、図中の斜線部分（ハッチング部分）は、重心計算に用いられる上位ビンを示す。図５によると、度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が短い場合（図５（ａ）の場合）は、ピークを示す波形の山がはっきりと表れている。このため、一例として、コントローラ６は、上位ｎ１ビンで重心計算を行う。一方、度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が長い場合（図５（ｂ）の場合）は、ピークを示す波形の山がはっきりと表れていない。このため、一例として、コントローラ６は、上位ｎ２（ｎ２＞ｎ１）ビンで重心計算を行う。なお、重心計算で用いるビン数と度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間との関係は、例えば、予め実験等で求めた結果に基づいて決定すればよい。 FIG. 5 shows a case where the continuous time when the integrated value of the frequency exceeds the predetermined threshold is short (FIG. 5A) and a case where the continuous time when the integrated value of the frequency exceeds the predetermined threshold is long (FIG. 5 ( It is a figure which shows the example of the frequency distribution in b)). In FIG. 5, the vertical axis indicates the frequency (light reception level), and the horizontal axis indicates time (distance). Moreover, the broken line in the figure indicates a predetermined threshold value (threshold value that can be regarded as a received light signal other than noise in the frequency distribution). Also, the hatched portion (hatched portion) in the figure indicates the upper bin used for the center of gravity calculation. According to FIG. 5, when the continuous time when the integrated value of the frequency exceeds a predetermined threshold is short (in the case of FIG. 5 (a)), a peak of a waveform showing a peak clearly appears. For this reason, as an example, the controller 6 calculates the center of gravity in the upper n1 bin. On the other hand, when the continuous time when the integrated value of the frequency exceeds the predetermined threshold is long (in the case of FIG. 5B), the peak of the waveform indicating the peak is not clearly shown. For this reason, as an example, the controller 6 calculates the center of gravity in the upper n2 (n2> n1) bins. Note that the relationship between the number of bins used in the centroid calculation and the continuous time at which the integrated value of the frequencies exceeds a predetermined threshold may be determined based on, for example, results obtained in advance through experiments or the like.

ステップＳ９：コントローラ６は、測定光が出射されたときから受光レベルがピークを示す時点（Ｓ８で特定した重心が位置する時点）までの経過時間を用いて被測定物までの仮の距離を算出する。一例として、コントローラ６は、測定光の出射時点からステップＳ８で取得した時点までの時間差に光速を乗じることにより、被測定物までの仮の距離を算出する。なお、上記の経過時間は、公知のレーザ光の空間伝播速度を用いて被測定物までの距離に換算できる。 Step S9: The controller 6 calculates a temporary distance to the object to be measured using the elapsed time from the time when the measurement light is emitted until the time when the light reception level shows a peak (the time when the center of gravity specified in S8 is located). To do. As an example, the controller 6 calculates the temporary distance to the object to be measured by multiplying the time difference from the time when the measurement light is emitted to the time acquired at step S8 by the speed of light. In addition, said elapsed time can be converted into the distance to a to-be-measured object using the space propagation speed of a well-known laser beam.

ステップＳ１０：距離補正部１３は、受光レベルがピークを示す時点または期間における度数の積算値の大きさ（度数分布における度数の高さ）に応じて被測定物までの仮の距離の値を補正する。例えば、距離補正部１３は、受光レベルが大きいほど、すなわち、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値が大きいほど仮の距離に対して距離が長くなるように距離を補正する。 Step S10: The distance correction unit 13 corrects the value of the temporary distance to the object to be measured according to the magnitude of the frequency integrated value (the frequency frequency in the frequency distribution) at the time or period when the light reception level shows a peak. To do. For example, the distance correction unit 13 corrects the distance so that the distance becomes longer with respect to the provisional distance as the light reception level is higher, that is, as the integrated value of the frequency at the time when the light reception level shows a peak is larger.

一般に、受光レベルが大きい場合は、２値化回路１１ａにより２値化信号を高レベルに立ち上げるタイミングが早くなる傾向があり、受光レベルが小さい場合は、２値化回路１１ａにより２値化信号を高レベルに立ち上げるタイミングが遅くなる傾向がある。 In general, when the light reception level is large, the timing at which the binarization signal is raised to a high level by the binarization circuit 11a tends to be earlier, and when the light reception level is small, the binarization signal by the binarization circuit 11a. There is a tendency that the timing of starting up to a high level is delayed.

図６（ａ）（ｂ）は、受光レベルが小さい場合（図６（ａ））と受光レベルが大きい場合（図６（ｂ））とにおけるアナログ受光信号の２値化信号を高レベルに立ち上げるタイミングの例を示す図である。図６では、縦軸はアナログ受光信号の大きさを示し、横軸は時間を示す。また、図中の横の破線は、受光信号が被測定物からの信号とみなせる強度閾値を示す。また、図中の左側の縦の一点鎖線は、２値化信号を高レベルに立ち上げるタイミング、例えばレベルサンプリング回路１１ｂにおいてすなわち度数がカウントされ始めるタイミングを示す。また、図中の右側の一点鎖線は、反射光のピークに対応する時点を示す。前述の通り、受光部４により所定の強度閾値を超える受光信号が計測された時点で、２値化回路１１ａにより２値化信号が高レベルに立ち上げられる。そして、上記のタイミングから、例えばレベルサンプリング回路１１ｂによって度数がカウントされ始める。 6 (a) and 6 (b), the binarized signal of the analog light reception signal is set to a high level when the light reception level is low (FIG. 6 (a)) and when the light reception level is high (FIG. 6 (b)). It is a figure which shows the example of the timing to raise. In FIG. 6, the vertical axis indicates the magnitude of the analog light reception signal, and the horizontal axis indicates time. In addition, a horizontal broken line in the figure indicates an intensity threshold at which the received light signal can be regarded as a signal from the object to be measured. Also, the vertical one-dot chain line on the left side in the figure indicates the timing at which the binarized signal rises to a high level, for example, the timing at which the frequency starts to be counted in the level sampling circuit 11b. Moreover, the one-dot chain line on the right side in the figure indicates the time corresponding to the peak of the reflected light. As described above, when the light receiving signal exceeding the predetermined intensity threshold is measured by the light receiving unit 4, the binarized circuit 11a raises the binarized signal to a high level. Then, from the above timing, the frequency starts to be counted by, for example, the level sampling circuit 11b.

なお、図６（ａ）（ｂ）は、同一の距離にある被測定物を測定した場合における受光レベルの大小による２値化信号の高レベルへの立ち上げのタイミングの関係を示している。図６によると、受光レベルが大きい場合（図６（ｂ）の場合）は、受光レベルが小さい場合（図６（ａ）の場合）に比べ、反射光のピークに対応する時点に対して閾値に対応する時点までの幅が広い。このため、受光レベルが大きい場合（図６（ｂ）の場合）は、受光レベルが小さい場合（図６（ａ）の場合）に比べ、２値化信号を高レベルに立ち上げるタイミングが早くなる。すなわち、受光レベルが大きい場合（図６（ｂ）の場合）は、受光レベルが小さい場合（図６（ａ）の場合）に比べ、度数が早い時点からカウントされ始めることになる。このため、同一の距離を測定した場合においても、度数分布において、受光レベルが大きい場合の方が、受光レベルが小さい場合に比べ、距離が近くなる方向に度数が多く積算されてしまうことになる。 6 (a) and 6 (b) show the relationship of the rise timing of the binarized signal to a high level depending on the magnitude of the received light level when measuring objects to be measured at the same distance. According to FIG. 6, when the light reception level is high (in the case of FIG. 6B), the threshold value is set for the time point corresponding to the peak of the reflected light, compared to when the light reception level is low (in the case of FIG. 6A). The range up to the time corresponding to is wide. Therefore, when the light reception level is high (in the case of FIG. 6B), the timing for raising the binarized signal to a high level is earlier than in the case of low light reception level (in the case of FIG. 6A). . That is, when the light reception level is high (in the case of FIG. 6B), the frequency starts to be counted from an earlier time point than in the case of low light reception level (in the case of FIG. 6A). For this reason, even when the same distance is measured, in the frequency distribution, when the light reception level is larger, the frequency is accumulated in a direction closer to the distance than when the light reception level is small. .

なお、受光レベルが大きい場合は、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値も大きくなるため、受光レベルの大きさは、度数分布における受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値の大きさに応じて判断すればよい。 If the light reception level is high, the integrated value of the frequency at the time when the light reception level shows a peak also increases. Therefore, the magnitude of the light reception level is the magnitude of the integrated value of the frequency at the time when the light reception level shows a peak in the frequency distribution. Judgment may be made accordingly.

図７（ａ）（ｂ）は、受光レベルが小さい場合（図７（ａ））と受光レベルが大きい場合（図７（ｂ））とにおける度数分布の例を示す図である。図７では、縦軸は度数（受光レベル）を示し、横軸は時間（距離）を示す。また、図中の横の破線は、所定の閾値（度数分布におけるノイズ以外の受光信号とみなせる閾値）を示す。また、図中の左側の縦の破線は、ステップＳ９で求めた仮の距離（重心）を示し、右側の縦の破線は、距離の真値を示す。図７によると、受光レベルが大きい場合（図７（ｂ）の場合）は、受光レベルがピークを示す時点（仮の距離を示す時点）における度数の積算値が、受光レベルが小さい場合（図７（ａ）の場合）における度数の積算値に比べて大きい。そして、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値が大きい場合（図７（ｂ）の場合）は、小さい場合（図７（ａ）の場合）に比べ、距離が短くなる方向に度数が多く積算されている。このため、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値が大きい場合（図７（ｂ）の場合）は、小さい場合（図７（ａ）の場合）に比べ、仮の距離が距離の真値よりもより短く算出されている。そこで、距離補正部１３は、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値の大きさ（度数分布における度数の高さ）に応じて被測定物までの仮の距離の値を補正する必要がある。この場合、距離補正部１３は、例えば、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値が大きいほど仮の距離に対して距離が長くなるように距離を補正する。なお、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値の大きさと上記の補正値との対応関係は、例えば、予め実験等で求めた結果に基づいて決定すればよい。 FIGS. 7A and 7B are diagrams showing examples of the frequency distribution when the light reception level is low (FIG. 7A) and when the light reception level is high (FIG. 7B). In FIG. 7, the vertical axis indicates the frequency (light reception level), and the horizontal axis indicates time (distance). Moreover, the horizontal broken line in the figure indicates a predetermined threshold value (threshold value that can be regarded as a received light signal other than noise in the frequency distribution). In addition, the left vertical broken line in the figure indicates the temporary distance (center of gravity) obtained in step S9, and the right vertical broken line indicates the true value of the distance. According to FIG. 7, when the light reception level is high (in the case of FIG. 7B), the integrated value of the frequency at the time when the light reception level shows a peak (when the temporary distance is shown) is small (see FIG. 7). 7 (a)), which is larger than the integrated value of the frequency. Then, when the integrated value of the frequency at the time when the light reception level shows a peak is large (in the case of FIG. 7B), the frequency decreases in the direction in which the distance becomes shorter than in the case of a small value (in the case of FIG. 7A). A lot is accumulated. For this reason, when the integrated value of the frequency at the time when the light reception level shows a peak is large (in the case of FIG. 7B), the temporary distance is true of the distance compared to the case where the integrated value is small (in the case of FIG. 7A). It is calculated to be shorter than the value. Therefore, it is necessary for the distance correction unit 13 to correct the value of the temporary distance to the object to be measured in accordance with the magnitude of the frequency integrated value (the frequency height in the frequency distribution) at the time when the light reception level shows a peak. is there. In this case, for example, the distance correction unit 13 corrects the distance so that the distance becomes longer with respect to the temporary distance as the integrated value of the frequency at the time when the light reception level shows a peak is larger. In addition, what is necessary is just to determine the correspondence of the magnitude | size of the integrated value of frequency at the time of a light reception level showing a peak, and said correction value based on the result calculated | required beforehand by experiment etc., for example.

ステップＳ１１：コントローラ６は、距離補正部１３が求めた距離（Ｓ１０）を距離表示部７に表示させる。これにより、操作者は、被測定物までの距離を例えばファインダ窓２ａの表示等によって確認できる。以上で、本フローチャートの説明を終了する。 Step S11: The controller 6 causes the distance display unit 7 to display the distance (S10) obtained by the distance correction unit 13. Thereby, the operator can confirm the distance to the object to be measured by, for example, displaying the finder window 2a. Above, description of this flowchart is complete | finished.

（一の実施形態の効果）
従来の距離測定装置は、測定光が出射されたときから度数分布における度数の積算値がピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離を求めていた。しかし、例えば、同一距離に存在する被測定物であっても反射光の受光レベルの違いや測定環境によって、度数分布の波形における積算値（高さ）や広がり（幅）に差異が生じ、上記の差異に起因して測定値が大きくばらつくおそれがある。 (Effect of one embodiment)
The conventional distance measuring device obtains the distance to the object to be measured based on the elapsed time from when the measurement light is emitted to the time when the integrated value of the frequency in the frequency distribution shows a peak. However, for example, even in the objects to be measured existing at the same distance, the integrated value (height) and spread (width) in the waveform of the frequency distribution vary depending on the difference in the light reception level of the reflected light and the measurement environment. The measurement value may vary greatly due to the difference.

一方、一の実施形態の距離測定装置１は、受光レベルがピークを示す時点または期間における度数の積算値の大きさ（高さ）に応じて被測定物までの距離値を補正する（Ｓ１０）。そして、例えば、一の実施形態の距離測定装置１は、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値が大きいほど（高さが高いほど）距離が長くなるように上記の距離値を補正する（Ｓ１０）。一般に、受光レベルが大きいと、度数がカウントされ始めるタイミングが早くなる。しかし、一の実施形態の距離測定装置１は、度数の積算値から類推できる受光レベルの大きさ（高さ）に応じて被測定物までの距離値を補正するため、受光レベルの大きさによって度数がカウントされ始めるタイミングが異なっても、上記のタイミングのズレに合わせて距離値を補正できる。このため、一の実施形態の距離測定装置１は、距離被測定物からの反射光の受光レベルにかかわらず、被測定物までの距離を精度よく測定できる。 On the other hand, the distance measuring device 1 of one embodiment corrects the distance value to the object to be measured according to the magnitude (height) of the integrated value of the frequency at the time or period when the light reception level shows a peak (S10). . For example, the distance measuring apparatus 1 according to the one embodiment corrects the distance value so that the distance becomes longer as the integrated value of the frequency at the time when the light reception level shows a peak is larger (as the height is higher). (S10). In general, when the light reception level is high, the timing at which the frequency starts to be counted is advanced. However, since the distance measuring device 1 of one embodiment corrects the distance value to the object to be measured according to the magnitude (height) of the light receiving level that can be inferred from the integrated value of the frequency, the distance measuring device 1 depends on the magnitude of the light receiving level. Even if the timing at which the frequency starts to be counted is different, the distance value can be corrected in accordance with the deviation of the timing. For this reason, the distance measuring device 1 of one embodiment can accurately measure the distance to the measurement object regardless of the light reception level of the reflected light from the distance measurement object.

また、一の実施形態の距離測定装置１は、各時点での度数の積算値の高い順に、受光レベルのピーク算出用の標本点となる時点を所定数抽出し、各標本点での度数の積算値の高さを用いた重心計算により、時間軸方向において前記受光レベルがピークを示す時点を推定する。そして、一の実施形態の距離測定装置１は、測定光が出射されたときから受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離値を求める（Ｓ８、９）。そして、一の実施形態の距離測定装置１は、度数の積算値が所定の閾値を超えている時点の連続時間に応じて重心計算に用いる標本点の抽出数を変更する（Ｓ８）。そして、一の実施形態の距離測定装置１は、上記の連続時間が長いほど上記の重心計算に用いる標本点の抽出数を多くする（Ｓ８）。一般に、受光レベルが大きい場合は、度数分布における波形の広がり（幅）が大きく、受光レベルがピークを示す時点の特定が困難となる。しかし、一の実施形態の距離測定装置１は、度数分布における波形の広がり（幅）が大きい場合は、重心計算に用いる度数の積算値の抽出数を多くしたため、受光レベルの大きさにかかわらず、精度よくピークを特定できる。このため、一の実施形態の距離測定装置１は、受光レベルの大きさにかかわらず、被測定物までの距離を精度よく測定できる。 In addition, the distance measuring apparatus 1 of one embodiment extracts a predetermined number of time points that are sample points for peak calculation of the received light level in descending order of the integrated value of the frequency at each time point, and calculates the frequency at each sample point. By calculating the center of gravity using the height of the integrated value, the time point at which the received light level reaches a peak in the time axis direction is estimated. Then, the distance measuring device 1 of one embodiment obtains a distance value to the object to be measured based on the elapsed time from the time when the measurement light is emitted to the time when the light reception level shows a peak (S8, 9). Then, the distance measuring apparatus 1 according to the first embodiment changes the number of sample points extracted for centroid calculation according to the continuous time at which the integrated value of the frequency exceeds a predetermined threshold (S8). And the distance measuring device 1 of one Embodiment increases the extraction number of the sample point used for said gravity center calculation, so that said continuous time is long (S8). In general, when the light reception level is high, the spread (width) of the waveform in the frequency distribution is large, and it becomes difficult to specify the time point at which the light reception level shows a peak. However, the distance measuring device 1 according to the embodiment increases the number of extractions of the integrated value of the frequencies used for calculating the center of gravity when the waveform spread (width) in the frequency distribution is large. The peak can be accurately identified. For this reason, the distance measuring apparatus 1 of one embodiment can accurately measure the distance to the object to be measured regardless of the magnitude of the light reception level.

＜実施形態の補足事項＞
（１）一の実施形態では、受光レベルと経過時間とで度数分布を求めているが、度数分布の横軸の経過時間を予め距離に換算してもよい。 <Supplementary items of the embodiment>
(1) In one embodiment, the frequency distribution is obtained from the light reception level and the elapsed time. However, the elapsed time on the horizontal axis of the frequency distribution may be converted into a distance in advance.

（２）一の実施形態では、カウント部１１は、２値化回路１１ａによる２値化信号をレベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃの両方に出力した。しかし、カウント部１１は、２値化回路１１ａによる２値化信号をレベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃのいずれか一方にのみ出力してもよい。また、カウント部１１は、レベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃを用いてカウントされた第１の度数および第２の度数のうちいずれか一方のみを選択してメモリに記憶させてもよい。 (2) In one embodiment, the count unit 11 outputs the binarized signal from the binarizing circuit 11a to both the level sampling circuit 11b and the edge sampling circuit 11c. However, the count unit 11 may output the binarized signal from the binarizing circuit 11a only to one of the level sampling circuit 11b and the edge sampling circuit 11c. The counting unit 11 may select only one of the first frequency and the second frequency counted using the level sampling circuit 11b and the edge sampling circuit 11c and store the selected frequency in the memory.

（３）一の実施形態では、レベルサンプリングのカウント値による度数分布を用いる例を説明した。しかし、エッジサンプリングのカウント値による度数分布を用いた場合でも、本発明を適用できる。この場合、レベルサンプリングによる受光レベルが飽和した場合にエッジサンプリングのカウント値による度数分布を用いてもよい。レベルサンプリングによる受光レベルが飽和した場合は、受光レベルのピークの検出が出来ない一方、エッジサンプリングによれば、上記の場合でも受光レベルのピークを検出することが可能だからである。 (3) In one embodiment, the example using the frequency distribution by the count value of level sampling was demonstrated. However, the present invention can be applied even when a frequency distribution based on edge sampling count values is used. In this case, a frequency distribution based on a count value of edge sampling may be used when the light reception level by level sampling is saturated. This is because the peak of the light reception level cannot be detected when the light reception level due to the level sampling is saturated, whereas the peak of the light reception level can be detected even in the above case by the edge sampling.

（４）一の実施形態では、度数の積算値が所定の閾値を超える時点が連続する時間が長いほど上記の重心を求めるために用いる度数のビン数を多くして、受光レベルがピークを示す時点の信頼性を高めている。しかし、そもそも、度数の積算値が所定の閾値を超える時点が連続する時間が長い場合は、受光レベルがピークを示す時点の信頼性が低いとしてコントローラ６は、重心計算を行わなくてもよい。 (4) In one embodiment, the number of frequency bins used for obtaining the center of gravity increases as the time over which the integrated value of the frequency exceeds a predetermined threshold is longer, and the light reception level exhibits a peak. The reliability of the time is raised. However, in the first place, if the time when the integrated value of the frequency exceeds the predetermined threshold is long, the controller 6 does not have to calculate the center of gravity because the reliability at the time when the light reception level shows a peak is low.

（５）一の実施形態では、度数の積算値が所定の閾値を超える時点が連続する時間が長いほど上記の重心を求めるために用いる度数のビン数を多くして、受光レベルがピークを示す時点の信頼性を高めている。しかし、度数の積算値が所定の閾値を超える時点が連続する時間が長い場合は、受光レベルがピークを示す時点の信頼性が低いとしてコントローラ６は、重心計算を行わず、又は重心計算を行うと共に、警告を発してもよい。この場合の警告は、ブザー等の音やファインダ窓２ａや距離表示部７等への表示等によって発せられてもよい。 (5) In one embodiment, the number of frequency bins used to obtain the center of gravity increases as the time over which the integrated value of the frequency exceeds a predetermined threshold is longer, and the light reception level exhibits a peak. The reliability of the time is raised. However, when the time when the integrated value of the frequency exceeds the predetermined threshold is long, the controller 6 does not calculate the center of gravity or performs the center of gravity calculation because the reliability at the time when the light reception level shows a peak is low. At the same time, a warning may be issued. The warning in this case may be issued by a sound such as a buzzer, a display on the finder window 2a, the distance display unit 7, or the like.

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。 From the above detailed description, features and advantages of the embodiments will become apparent. It is intended that the scope of the claims extend to the features and advantages of the embodiments as described above without departing from the spirit and scope of the right. Further, any person having ordinary knowledge in the technical field should be able to easily come up with any improvements and modifications, and there is no intention to limit the scope of the embodiments having the invention to those described above. It is also possible to use appropriate improvements and equivalents within the scope disclosed in.

１…距離測定装置、２…筐体、２ａ…ファインダ窓、３…発光部、３ａ…出射窓、４…受光部、４ａ…受光窓、５…操作ボタン、６…コントローラ、７…距離表示部、８…受光レベル測定部、８ａ…ピークホールド回路、８ｂ…Ａ／Ｄ変換部、１０…距離算出部、１１…カウント部、１１ａ…２値化回路、１１ｂ…レベルサンプリング回路、１１ｃ…エッジサンプリング回路、１２…度数測定部、１３…距離補正部、２０…パルス発生部、２１…ハーフミラー、３１…コリメートレンズ、４１…集光レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Distance measuring device, 2 ... Housing, 2a ... Finder window, 3 ... Light emission part, 3a ... Outgoing window, 4 ... Light receiving part, 4a ... Light receiving window, 5 ... Operation button, 6 ... Controller, 7 ... Distance display part , 8 ... Light reception level measuring unit, 8a ... Peak hold circuit, 8b ... A / D conversion unit, 10 ... Distance calculation unit, 11 ... Count unit, 11a ... Binary circuit, 11b ... Level sampling circuit, 11c ... Edge sampling Circuit 12: Frequency measuring unit 13 ... Distance correcting unit 20 ... Pulse generating unit 21 ... Half mirror 31 ... Collimating lens 41 ... Condensing lens

Claims

被測定物に測定光を複数回出射する発光部と、
前記被測定物から反射される反射光を受光する受光部と、
前記受光部が閾値を超える受光量を計測した時点で度数をカウントし、複数回の測定光の出射によってカウントされた前記度数を積算して各時点での受光レベルを求めるカウント部と、
前記カウント部で求められた前記受光レベルに基づいて、前記受光レベルがピークを示す時点を推定し、前記測定光の出射から前記受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて前記被測定物までの距離値を求める距離算出部と、
前記受光レベルがピークを示す時点または期間における前記度数の積算値に応じて前記被測定物までの距離値を補正する距離補正部とを備え、
前記距離補正部は、前記受光レベルがピークを示す時点または期間における前記受光レベルに基づいて前記距離値を補正する
ことを特徴とする距離測定装置。 A light emitting unit for emitting measurement light to the object to be measured multiple times;
A light receiving unit that receives reflected light reflected from the object to be measured;
Counting the frequency at the time when the light receiving unit measured the amount of received light exceeding the threshold, and counting the number of times counted by the emission of the measurement light multiple times to obtain the light reception level at each time point,
Based on the received light level obtained by the counting unit, the time point at which the received light level reaches a peak is estimated, and the measured object is based on the elapsed time from the emission of the measurement light to the time point at which the received light level reaches the peak. A distance calculation unit for obtaining a distance value to an object;
A distance correction unit that corrects a distance value to the object to be measured according to an integrated value of the frequency at a time point or period when the light reception level exhibits a peak;
The distance correction unit corrects the distance value based on the light reception level at a time or period when the light reception level shows a peak.

請求項１に記載の距離測定装置において、
前記距離補正部は、前記受光レベルがピークを示す時点における前記度数の積算値が大きいほど距離が長くなるように前記距離値を補正する
ことを特徴とする距離測定装置。 The distance measuring device according to claim 1,
The distance correction unit corrects the distance value such that the distance becomes longer as the integrated value of the frequency at the time when the light reception level shows a peak is larger.

請求項１または請求項２に記載の距離測定装置において、
前記距離算出部は、各時点での前記度数の積算値の高い順に、前記受光レベルのピーク算出用の標本点となる時点を所定数抽出し、各標本点での前記度数の積算値の高さを用いた重心計算により、時間軸方向において前記受光レベルがピークを示す時点を推定する
ことを特徴とする距離測定装置。 In the distance measuring device according to claim 1 or 2,
The distance calculation unit extracts a predetermined number of time points that are sample points for peak calculation of the received light level in descending order of the integrated value of the frequency at each time point, and increases the integrated value of the frequency at each sample point. A distance measurement device characterized by estimating a point in time at which the received light level reaches a peak in a time axis direction by calculating a center of gravity using a height.

請求項３に記載の距離測定装置において、
前記距離算出部は、前記度数の積算値が所定の閾値を超えている時点の連続時間に応じて前記標本点の抽出数を変更する
ことを特徴とする距離測定装置。 The distance measuring device according to claim 3,
The distance calculation unit is characterized in that the number of sampling points is changed according to a continuous time when the integrated value of the frequencies exceeds a predetermined threshold.

請求項４に記載の距離測定装置において、
前記距離算出部は、前記度数の積算値が所定の閾値を超えている時点の連続時間が長いほど前記標本点の抽出数を多くする
ことを特徴とする距離測定装置。 The distance measuring device according to claim 4,
The distance measuring unit is characterized in that the number of sampling points is increased as the continuous time when the integrated value of the frequency exceeds a predetermined threshold is longer.