专利名称：测距系统、测距方法、电子装置系统以及遥控器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测距系统， 一种测距方法，以及一种使用该测距系统、测距方法的电子 装置系统及遥控器。
技术背景目前，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系统、测距方法，以及使用该测距系统、测距方法 的电子装置系统及遥控器实为必要。一种测距系统，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。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系统，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。一种电子装置系统，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。所述测距系统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。
图l是本发明的实施例提供的测距系统光路示意图。图2及图3均是图1提供的测距系统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系统、测距方法、电子装置系统以及遥控器作进一步 详细说明。请参阅图l，本发明的实施例提供的测距系统100，包括一光源IO， 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Fb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 Semiconductor Transistor,简称CM0S)。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。 所述测距系统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d， 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Dh D2;(3) 用所述信号处理电路50分别计算所述两距离Dh D2与对应的焦距F^ F2的比值，即 D工/F工，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Fh F2。因此，将所述两影像感测器24， 34设置在近似于焦距Fh 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D^Fh D2/F2的数值分别近似等于所述光线Ch C2与所述镜头22， 32的连线C3的夹角8 i， 82的余角93， 8 4的正切值，从而所述夹角9h 92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 vL x tan 6\ x tan gtan A + tan g所述测距系统100的测距原理简单，其使用的硬件，包括所述光源IO，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，所述测距系统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系统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。
权利要求
1. 一种测距系统(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l所述的测距系统，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l所述的测距系统，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(Fl)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(Dl， D2);用一信号处理电路(50)分别计算所述两距离(Dl， D2)与对应的焦距(Fl， 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(ei， 9 2 )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. 一种电子装置系统，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(Fl)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(Dl ，D2)，所述信号处理电路(50)分别计算所述两距离(Dl， D2)与对应的焦距(Fl， 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(8 1， 9 2)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. 一种电子装置系统，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(Fl)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(Dl ，D2)，所述信号处理电路(50)分别计算所述两距离(Dl， D2)与对应的焦距(Fl， 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(8 1， 9 2)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(Fl)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(Dl， D2)， 所述信号处理电路(50)分别计算所述两距离(Dl， D2)与对应的焦距(Fl， 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(ei， 9 2)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(Fl)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(Dl， D2) ，所述信号处理电路(50)分别计算所述两距离(Dl， D2)与对应的焦距(Fl， 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(ei， 9 2) 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。
全文摘要
本发明提供一种测距系统，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系统的测距方法，使用该测距系统的电子装置系统及遥控器。
文档编号G01C3/00GK101270978SQ200710200310
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者袁崐益 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司