JP2000266851A - 測距装置 - Google Patents
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- JP2000266851A JP2000266851A JP11074837A JP7483799A JP2000266851A JP 2000266851 A JP2000266851 A JP 2000266851A JP 11074837 A JP11074837 A JP 11074837A JP 7483799 A JP7483799 A JP 7483799A JP 2000266851 A JP2000266851 A JP 2000266851A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】周期的にパルス光を投射する場合の投射周期を
短縮し、測定の高速化を図る。 【解決手段】パルス光の投射時点から受光時点までの時
間を測定して対物間距離データを出力する測距装置にお
いて、パルス光を射出する複数の光源と、複数の光源の
それぞれから射出されたパルス光の光軸を一致させる光
学部材とを設け、複数の光源のそれぞれを互いに異なる
時期に発光させる。
短縮し、測定の高速化を図る。 【解決手段】パルス光の投射時点から受光時点までの時
間を測定して対物間距離データを出力する測距装置にお
いて、パルス光を射出する複数の光源と、複数の光源の
それぞれから射出されたパルス光の光軸を一致させる光
学部材とを設け、複数の光源のそれぞれを互いに異なる
時期に発光させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光を反射する物体
までの光の往復伝搬時間を距離情報として測定する測距
装置に関する。
までの光の往復伝搬時間を距離情報として測定する測距
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光のパルスの送信から物体で反射して戻
ったパルスの受信までのいわゆる飛行時間（ＴＯＦ：ti
me of flight）を測定することにより、既知の光伝搬速
度を適用して対物間距離を求めることができる。この手
法は土木や天文をはじめとする各種分野で応用されてい
る。例えば特開平７−２１８６３２号公報には、近距離
計測用のレンジファインダへの応用例として、複数のレ
ーザ光源を順に発光させて互いに異なる方向に光を投射
し、物体の形状を測定する装置構成が記載されている。
ったパルスの受信までのいわゆる飛行時間（ＴＯＦ：ti
me of flight）を測定することにより、既知の光伝搬速
度を適用して対物間距離を求めることができる。この手
法は土木や天文をはじめとする各種分野で応用されてい
る。例えば特開平７−２１８６３２号公報には、近距離
計測用のレンジファインダへの応用例として、複数のレ
ーザ光源を順に発光させて互いに異なる方向に光を投射
し、物体の形状を測定する装置構成が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の手法による測距
において、測定精度を高めるためにパルス光の送受を複
数回繰り返すことが考えられる。複数回分の測定結果を
平均化したり、最もノイズの影響の小さい測定結果を選
択したりするのである。また、多数の方向にパルス光を
投射して物体形状を細かく測定する場合には、投射方向
毎に光源を配置するよりも、回転ミラーで投射角度を変
更する走査の方が装置構成の簡単化の点で有利である。
ただし、回転ミラーによる走査では周期的に光源を発光
させる必要がある。
において、測定精度を高めるためにパルス光の送受を複
数回繰り返すことが考えられる。複数回分の測定結果を
平均化したり、最もノイズの影響の小さい測定結果を選
択したりするのである。また、多数の方向にパルス光を
投射して物体形状を細かく測定する場合には、投射方向
毎に光源を配置するよりも、回転ミラーで投射角度を変
更する走査の方が装置構成の簡単化の点で有利である。
ただし、回転ミラーによる走査では周期的に光源を発光
させる必要がある。
【０００４】しかし、従来においては、周期的にパルス
光を投射する場合の投射周期がレーザ光源の放熱時間に
よって制限され、測定を高速化することができないとい
う問題があった。所定の放熱時間よりも短い周期でレー
ザ光源をパルス発光させると、発光時に発生する熱が蓄
積して光源自体が高温になり、特性の劣化及び破損を招
いてしまう。低出力のレーザ光源は発熱量が少ないが、
これを用いると測定可能距離が短くなる。
光を投射する場合の投射周期がレーザ光源の放熱時間に
よって制限され、測定を高速化することができないとい
う問題があった。所定の放熱時間よりも短い周期でレー
ザ光源をパルス発光させると、発光時に発生する熱が蓄
積して光源自体が高温になり、特性の劣化及び破損を招
いてしまう。低出力のレーザ光源は発熱量が少ないが、
これを用いると測定可能距離が短くなる。
【０００５】本発明は、周期的にパルス光を投射する場
合の投射周期を短縮し、測定の高速化を図ることを目的
としている。他の目的は往復伝搬時間より短い周期の投
射を可能とし、測定距離の長短に係わらず測定を高速化
することにある。
合の投射周期を短縮し、測定の高速化を図ることを目的
としている。他の目的は往復伝搬時間より短い周期の投
射を可能とし、測定距離の長短に係わらず測定を高速化
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明においては、複数
の光源を設け、１つの光源の放熱時間中に他の光源を発
光させる。また、発光波長の異なる複数の光源を用い、
受信光を分光することにより、光源毎のパルス光の識別
を行う。これによって、以前に投射したパルス光の受光
を待たずに次のパルス光を投射しても、各パルス光の往
復伝搬時間を測定することができる。
の光源を設け、１つの光源の放熱時間中に他の光源を発
光させる。また、発光波長の異なる複数の光源を用い、
受信光を分光することにより、光源毎のパルス光の識別
を行う。これによって、以前に投射したパルス光の受光
を待たずに次のパルス光を投射しても、各パルス光の往
復伝搬時間を測定することができる。
【０００７】請求項１の発明の装置は、外部へパルス光
を投射する投光手段と、外部で反射した前記パルス光を
受光して光電変換をする受光手段とを備え、前記パルス
光の投射時点から受光時点までの時間を測定して対物間
距離データを出力する測距装置であって、前記投光手段
はパルス光を射出する複数の光源と、当該複数の光源の
それぞれから射出されたパルス光の光軸を一致させる光
学部材とを有し、前記複数の光源のそれぞれを互いに異
なる時期に発光させる投射制御手段を備えたものであ
る。
を投射する投光手段と、外部で反射した前記パルス光を
受光して光電変換をする受光手段とを備え、前記パルス
光の投射時点から受光時点までの時間を測定して対物間
距離データを出力する測距装置であって、前記投光手段
はパルス光を射出する複数の光源と、当該複数の光源の
それぞれから射出されたパルス光の光軸を一致させる光
学部材とを有し、前記複数の光源のそれぞれを互いに異
なる時期に発光させる投射制御手段を備えたものであ
る。
【０００８】請求項２の発明の測距装置においては、前
記複数の光源の発光波長が互いに異なり、前記受光手段
は、前記複数の光源のそれぞれから射出されたパルス光
を分離する分光手段と、分離されたパルス光のそれぞれ
に１個ずつ対応する複数の光電変換デバイスとを有し、
光源毎にパルス光の投射時点から受光時点までの時間が
測定される。 請求項３の発明の測距装置は、パルス光
の投射角度を変更する走査手段を備えている。
記複数の光源の発光波長が互いに異なり、前記受光手段
は、前記複数の光源のそれぞれから射出されたパルス光
を分離する分光手段と、分離されたパルス光のそれぞれ
に１個ずつ対応する複数の光電変換デバイスとを有し、
光源毎にパルス光の投射時点から受光時点までの時間が
測定される。 請求項３の発明の測距装置は、パルス光
の投射角度を変更する走査手段を備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕図１は第１実施
形態の測距装置１の全体構成図である。
形態の測距装置１の全体構成図である。
【００１０】測距装置１は、投光手段としての送信光学
系１０、受光手段としての受信光学系２０、受信処理回
路３０、コントローラ４０、クロック発生器４５、及び
出力ポート４６から構成されている。送信光学系１０
は、２個の発光部１１，１２とこれらのそれぞれから射
出されたパルス光Ｐ１，Ｐ２の光軸を一致させる光路統
一部１３とからなり、コントローラ４０からの指示に呼
応して１００ｎｓ程度のパルス幅のパルス光Ｐ１，Ｐ２
を外部へ射出する。時点ｔｐ０に射出されたパルス光Ｐ
１，Ｐ２は物体Ｑで反射して測距装置１へ戻り、時点ｔ
ｐ１に受信光学系２０によって受光される。受信光学系
２０は受光量に応じた受信信号（光電変換信号）Ｓ２０
を受信処理回路３０へ出力し、受信処理回路３０は受信
信号Ｓ２０に基づいて時点ｔｐ１を示すデータＤ３０を
生成する。データＤ３０は、物体Ｑで反射して入射した
パルス光Ｐ１，Ｐ２の光量分布のピーク検出の結果であ
る。時点ｔｐ０から時点ｔｐ１までの時間を光伝搬時間
（距離Ｌの往復の所要時間）Ｔａとして求め、さらに既
知の光伝搬速度（３×１０8 ｍ／ｓ）を適用して距離Ｌ
を算出する演算はコントローラ４０が受け持つ。算出さ
れた距離Ｌは測定データＤＬとして出力ポート４６から
他の装置（ディスプレイ、コンピュータなど）へ転送さ
れる。
系１０、受光手段としての受信光学系２０、受信処理回
路３０、コントローラ４０、クロック発生器４５、及び
出力ポート４６から構成されている。送信光学系１０
は、２個の発光部１１，１２とこれらのそれぞれから射
出されたパルス光Ｐ１，Ｐ２の光軸を一致させる光路統
一部１３とからなり、コントローラ４０からの指示に呼
応して１００ｎｓ程度のパルス幅のパルス光Ｐ１，Ｐ２
を外部へ射出する。時点ｔｐ０に射出されたパルス光Ｐ
１，Ｐ２は物体Ｑで反射して測距装置１へ戻り、時点ｔ
ｐ１に受信光学系２０によって受光される。受信光学系
２０は受光量に応じた受信信号（光電変換信号）Ｓ２０
を受信処理回路３０へ出力し、受信処理回路３０は受信
信号Ｓ２０に基づいて時点ｔｐ１を示すデータＤ３０を
生成する。データＤ３０は、物体Ｑで反射して入射した
パルス光Ｐ１，Ｐ２の光量分布のピーク検出の結果であ
る。時点ｔｐ０から時点ｔｐ１までの時間を光伝搬時間
（距離Ｌの往復の所要時間）Ｔａとして求め、さらに既
知の光伝搬速度（３×１０8 ｍ／ｓ）を適用して距離Ｌ
を算出する演算はコントローラ４０が受け持つ。算出さ
れた距離Ｌは測定データＤＬとして出力ポート４６から
他の装置（ディスプレイ、コンピュータなど）へ転送さ
れる。
【００１１】図２は送信光学系のブロック図、図３は投
射動作のタイムチャートである。発光部１１は、レーザ
光を射出する光源（半導体レーザ）１１１、発光用のド
ライバ１１２、発光時間を規定するパルス回路１１３、
及び投光用のレンズ（コリメータレンズ）１１４からな
る。発光部１２も同様に光源１２１、ドライバ１２２、
パルス回路１２３、及びレンズ１２４からなる。ただ
し、本実施形態において、光源１２１の発光波長λ２は
光源１１１の発光波長λ１と異なる値に選定されている
（λ１≠λ２）。
射動作のタイムチャートである。発光部１１は、レーザ
光を射出する光源（半導体レーザ）１１１、発光用のド
ライバ１１２、発光時間を規定するパルス回路１１３、
及び投光用のレンズ（コリメータレンズ）１１４からな
る。発光部１２も同様に光源１２１、ドライバ１２２、
パルス回路１２３、及びレンズ１２４からなる。ただ
し、本実施形態において、光源１２１の発光波長λ２は
光源１１１の発光波長λ１と異なる値に選定されている
（λ１≠λ２）。
【００１２】発光部１１にはコントローラ４０から投射
タイミング信号Ｓ１が与えられる。パルス回路１１３は
投射タイミング信号Ｓ１の立上がりｔ１，ｔ３，…に呼
応して、所定幅のパルス信号ＳＰ１を出力する。パルス
信号ＳＰ１がアクティブのときにドライバ１１２から光
源１１１に駆動電流が供給され、光源１１１が発光す
る。一方、発光部１２には投射タイミング信号Ｓ１と逆
位相の投射タイミング信号Ｓ２がコントローラ４０から
与えられる。発光部１２の各部の動作は発光部１１と同
様であって投射タイミング信号Ｓ２の立上がりｔ２，ｔ
４，…に呼応してパルス信号ＳＰ２が出力される。した
がって、光源１１１，１２１は投射タイミング信号Ｓ
１，Ｓ２の半周期毎に交互に発光する。このように異な
る時期に発光したパルス光Ｐ１，Ｐ２は、光路統一部１
３を経た後、同一の光路を通って物体Ｑに向かう。な
お、上述の時点ｔｐ０は、投射タイミング信号Ｓ１，Ｓ
２の立上がりエッジから予め定めた時間が経過した時点
（発光強度の推定ピーク時期）としてもよいし、発光強
度のピーク検出によって設定してもよい。
タイミング信号Ｓ１が与えられる。パルス回路１１３は
投射タイミング信号Ｓ１の立上がりｔ１，ｔ３，…に呼
応して、所定幅のパルス信号ＳＰ１を出力する。パルス
信号ＳＰ１がアクティブのときにドライバ１１２から光
源１１１に駆動電流が供給され、光源１１１が発光す
る。一方、発光部１２には投射タイミング信号Ｓ１と逆
位相の投射タイミング信号Ｓ２がコントローラ４０から
与えられる。発光部１２の各部の動作は発光部１１と同
様であって投射タイミング信号Ｓ２の立上がりｔ２，ｔ
４，…に呼応してパルス信号ＳＰ２が出力される。した
がって、光源１１１，１２１は投射タイミング信号Ｓ
１，Ｓ２の半周期毎に交互に発光する。このように異な
る時期に発光したパルス光Ｐ１，Ｐ２は、光路統一部１
３を経た後、同一の光路を通って物体Ｑに向かう。な
お、上述の時点ｔｐ０は、投射タイミング信号Ｓ１，Ｓ
２の立上がりエッジから予め定めた時間が経過した時点
（発光強度の推定ピーク時期）としてもよいし、発光強
度のピーク検出によって設定してもよい。
【００１３】図４は光路統一部の具体例を示す図であ
る。図示のようにプリズム１３１，１３２，１３３を組
み合わせることにより、コリメータレンズ１１４で平行
化された光の光軸とコリメータレンズ１２４で平行化さ
れた光の光軸とを一致させることができる。プリズム１
３１は光路長の調整のために設けられている。
る。図示のようにプリズム１３１，１３２，１３３を組
み合わせることにより、コリメータレンズ１１４で平行
化された光の光軸とコリメータレンズ１２４で平行化さ
れた光の光軸とを一致させることができる。プリズム１
３１は光路長の調整のために設けられている。
【００１４】図５は受信光学系のブロック図である。受
信光学系２０は、２個の受光素子（例えばフォトダイオ
ード）２１，２２、受光用のドライバ２３，２４、光電
流を電圧に変換する増幅器２５，２６、受光用のレンズ
２７、及び光路分岐部２８からなる。光路分岐部２８
は、レンズ２７で集光された受信光を分光し、波長λ１
のパルス光Ｐ１を受光素子２１へ導き、波長λ２のパル
ス光Ｐ２を受光素子２２へ導く。
信光学系２０は、２個の受光素子（例えばフォトダイオ
ード）２１，２２、受光用のドライバ２３，２４、光電
流を電圧に変換する増幅器２５，２６、受光用のレンズ
２７、及び光路分岐部２８からなる。光路分岐部２８
は、レンズ２７で集光された受信光を分光し、波長λ１
のパルス光Ｐ１を受光素子２１へ導き、波長λ２のパル
ス光Ｐ２を受光素子２２へ導く。
【００１５】図６は光路分岐部の具体例を示す図であ
る。所定特性の多層反射膜２８１とそれを挟む一対の三
角プリズム２８２，２８３とからなるダイクロイックプ
リズムにより、光路分岐部２８の機能を実現することが
できる。
る。所定特性の多層反射膜２８１とそれを挟む一対の三
角プリズム２８２，２８３とからなるダイクロイックプ
リズムにより、光路分岐部２８の機能を実現することが
できる。
【００１６】図７は受信光学系の変形例のブロック図で
ある。１個の受光素子２１をパルス光Ｐ１の光電変換と
パルス光Ｐ２の光電変換とに兼用することができる。こ
の構成ではパルス光Ｐ１，Ｐ２を区別しないので、光源
の発光波長が同一（λ１＝λ２）であってもよい。な
お、この構成において、パルス光Ｐ１，Ｐ２のそれぞれ
について時点ｔｐ１を正しく検出するには、パルス光Ｐ
１，Ｐ２の受光時期が所定量以上ずれるように投射の周
期を設定する必要がある。 〔第２実施形態〕図８は第２実施形態の測距装置の全体
構成図である。
ある。１個の受光素子２１をパルス光Ｐ１の光電変換と
パルス光Ｐ２の光電変換とに兼用することができる。こ
の構成ではパルス光Ｐ１，Ｐ２を区別しないので、光源
の発光波長が同一（λ１＝λ２）であってもよい。な
お、この構成において、パルス光Ｐ１，Ｐ２のそれぞれ
について時点ｔｐ１を正しく検出するには、パルス光Ｐ
１，Ｐ２の受光時期が所定量以上ずれるように投射の周
期を設定する必要がある。 〔第２実施形態〕図８は第２実施形態の測距装置の全体
構成図である。
【００１７】測距装置２は、複数の方向にパルス光を投
射して物体Ｑの形状を計測するための走査部９０を有し
ている。送信光学系５０は、２個の発光部５１，５２と
これらのそれぞれから射出されたパルス光Ｐ１，Ｐ２の
光軸を一致させる光路統一部５３とからなり、コントロ
ーラ８０からの指示に呼応して１００ｎｓ程度のパルス
幅のパルス光Ｐ１，Ｐ２を射出する。このとき、各発光
部５１，５２の光源の過熱を避け且つ投射の周期を短縮
するため、上述の実施形態を同様に発光部５１，５２を
交互に用いる発光制御が行われる。すなわち、パルス光
Ｐ１，Ｐ２の発光時期は異なる。パルス光Ｐ１，Ｐ２は
走査部９０で偏向されて物体Ｑへ向かう。
射して物体Ｑの形状を計測するための走査部９０を有し
ている。送信光学系５０は、２個の発光部５１，５２と
これらのそれぞれから射出されたパルス光Ｐ１，Ｐ２の
光軸を一致させる光路統一部５３とからなり、コントロ
ーラ８０からの指示に呼応して１００ｎｓ程度のパルス
幅のパルス光Ｐ１，Ｐ２を射出する。このとき、各発光
部５１，５２の光源の過熱を避け且つ投射の周期を短縮
するため、上述の実施形態を同様に発光部５１，５２を
交互に用いる発光制御が行われる。すなわち、パルス光
Ｐ１，Ｐ２の発光時期は異なる。パルス光Ｐ１，Ｐ２は
走査部９０で偏向されて物体Ｑへ向かう。
【００１８】物体Ｑで反射して測距装置１へ戻ったパル
ス光Ｐ１，Ｐ２は走査部９０を通って受信光学系６０に
入射する。受信光学系６０は受光量に応じた受信信号
（光電変換信号）Ｓ６０を受信処理回路７０へ出力し、
受信処理回路７０は受信信号Ｓ７０に基づいて受光の時
点ｔｐ０を示すデータＤ８０を生成する。投射から受光
までの光伝搬時間Ｔａを求め、ある投射角度での対物間
距離Ｌを算出する演算はコントローラ８０が受け持つ。
算出された距離Ｌは測定データＤＬとして出力ポート４
６から他の装置（ディスプレイ、コンピュータなど）へ
転送される。走査部９０により投射角度を変更しながら
周期的に投射を行って距離Ｌを測定することにより、物
体Ｑの表面の起伏を示す形状データを得ることができ
る。
ス光Ｐ１，Ｐ２は走査部９０を通って受信光学系６０に
入射する。受信光学系６０は受光量に応じた受信信号
（光電変換信号）Ｓ６０を受信処理回路７０へ出力し、
受信処理回路７０は受信信号Ｓ７０に基づいて受光の時
点ｔｐ０を示すデータＤ８０を生成する。投射から受光
までの光伝搬時間Ｔａを求め、ある投射角度での対物間
距離Ｌを算出する演算はコントローラ８０が受け持つ。
算出された距離Ｌは測定データＤＬとして出力ポート４
６から他の装置（ディスプレイ、コンピュータなど）へ
転送される。走査部９０により投射角度を変更しながら
周期的に投射を行って距離Ｌを測定することにより、物
体Ｑの表面の起伏を示す形状データを得ることができ
る。
【００１９】図９は走査部の構成例を示す図である。走
査部９０は、回動可能なミラー９１、ミラー駆動機構９
２、及び固定ミラー９３を備えている。固定ミラー９３
は、送信光学系５０から射出されたパルス光Ｐ１，Ｐ２
をミラー９１へ導く。ミラー９１の回転角度位置はコン
トローラ８０によって制御される。ミラー９１は投射角
度を変更するとともに、物体Ｑから戻ったパルス光Ｐ
１，Ｐ２を受信光学系６０へ入射させる役割をもつ。
査部９０は、回動可能なミラー９１、ミラー駆動機構９
２、及び固定ミラー９３を備えている。固定ミラー９３
は、送信光学系５０から射出されたパルス光Ｐ１，Ｐ２
をミラー９１へ導く。ミラー９１の回転角度位置はコン
トローラ８０によって制御される。ミラー９１は投射角
度を変更するとともに、物体Ｑから戻ったパルス光Ｐ
１，Ｐ２を受信光学系６０へ入射させる役割をもつ。
【００２０】図示の例において、送信光学系５０は、発
光波長の異なる２個の光源５１１，５２１、コリメータ
レンズ５１４，５２４、及び光路統一のためのプリズム
５３を有している。また、受信光学系６０は、２個の受
光素子６１，６２、パルス光Ｐ１，Ｐ２の光路を分岐す
る分光手段としてのダイクロイックプリズム６８、及び
受光レンズ６７を有している。なお、光源５１１，５２
１の発光波長を同一とする場合には、受光素子６１及び
ダイクロイックプリズム６８を省略することができる。
光波長の異なる２個の光源５１１，５２１、コリメータ
レンズ５１４，５２４、及び光路統一のためのプリズム
５３を有している。また、受信光学系６０は、２個の受
光素子６１，６２、パルス光Ｐ１，Ｐ２の光路を分岐す
る分光手段としてのダイクロイックプリズム６８、及び
受光レンズ６７を有している。なお、光源５１１，５２
１の発光波長を同一とする場合には、受光素子６１及び
ダイクロイックプリズム６８を省略することができる。
【００２１】図１０は走査の形態を示す図である。上述
のように２個の光源５１１，５２１を交互に発光させる
動作と、ミラー９１の回転動作とのタイミング設定に２
つの形態がある。
のように２個の光源５１１，５２１を交互に発光させる
動作と、ミラー９１の回転動作とのタイミング設定に２
つの形態がある。
【００２２】図１０（ａ）は発光毎に投射角度を変更す
る形態を示している。各投射角度毎に１回ずつパルス光
Ｐ１（又はＰ２）を投射するので、多数方向の測定を高
速に行うことができる。
る形態を示している。各投射角度毎に１回ずつパルス光
Ｐ１（又はＰ２）を投射するので、多数方向の測定を高
速に行うことができる。
【００２３】図１０（ｂ）は１回置きの発光毎に投射角
度を変更する形態を示している。各投射角度毎にパルス
光Ｐ１及びパルス光Ｐ２を合わせて２回投射するので、
各投射角度毎に２回の測定の平均を求めて測定精度を高
めることができる。
度を変更する形態を示している。各投射角度毎にパルス
光Ｐ１及びパルス光Ｐ２を合わせて２回投射するので、
各投射角度毎に２回の測定の平均を求めて測定精度を高
めることができる。
【００２４】以上の実施形態では、光路統一及び光路分
岐にプリズムを用いた例を挙げたが、光ファイバーのス
ターカプラを用いてもよい。光源の数は２に限らず、３
個以上の光源を用いればより高速の測定が可能となる。
また、第２実施形態における走査を２方向走査とするこ
とにより、３次元形状の計測が可能である。
岐にプリズムを用いた例を挙げたが、光ファイバーのス
ターカプラを用いてもよい。光源の数は２に限らず、３
個以上の光源を用いればより高速の測定が可能となる。
また、第２実施形態における走査を２方向走査とするこ
とにより、３次元形状の計測が可能である。
【００２５】
【発明の効果】請求項１乃至請求項３の発明によれば、
周期的にパルス光を投射する場合の投射周期を短縮し、
測定の高速化を図ることができる。
周期的にパルス光を投射する場合の投射周期を短縮し、
測定の高速化を図ることができる。
【００２６】請求項２の発明によれば、往復伝搬時間よ
り短い周期の投射を可能とし、測定距離の長短に係わら
ず測定を高速化することができる。請求項３の発明によ
れば、２次元形状又は３次元形状の計測が可能となる。
り短い周期の投射を可能とし、測定距離の長短に係わら
ず測定を高速化することができる。請求項３の発明によ
れば、２次元形状又は３次元形状の計測が可能となる。
【図１】第１実施形態の測距装置の全体構成図である。
【図２】送信光学系のブロック図である。
【図３】投射動作のタイムチャートである。
【図４】光路統一部の具体例を示す図である。
【図５】受信光学系のブロック図である。
【図６】光路分岐部の具体例を示す図である。
【図７】受信光学系の変形例のブロック図である。
【図８】第２実施形態の測距装置２の全体構成図であ
る。
る。
【図９】走査部の構成例を示す図である。
【図１０】走査の形態を示す図である。
１，２ 測距装置 Ｐ１，Ｐ２ パルス光 １０，５０ 送信光学系（投光手段） ２０，６０ 受信光学系（受光手段） ｔｐ０ 時点（投射時点） ｔｐ１ 時点（受光時点） Ｔａ 光伝搬時間（時間） ＤＬ 距離データ（対物間距離データ） １１１，１２１ 光源 ５１１，５２１ 光源 １３ 光路統一部（光学部材） ５３ プリズム（光学部材） ４０，８０ コントローラ（投射制御手段） ２８ 光路分岐部（分光手段） ６８ ダイクロイックミラー（分光手段） λ１，λ２ 発光波長 ２１，２２ 受光素子（光電変換デバイス） ９０ 走査部（走査手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杭迫 真奈美 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 八木 史也 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 井手 英一 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 近藤 尊司 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA06 DD06 FF12 FF33 GG06 GG22 GG23 JJ05 JJ18 LL13 LL20 LL47 LL62 MM16 NN08 QQ42 SS13 2F112 AD01 BA05 CA12 DA01 DA09 DA15 DA19 DA21 DA25 EA03 EA05 5J084 AA05 AD01 AD03 BA04 BA36 BA50 BA56 BB04 BB11 BB14 BB21 BB24 BB31 DA01 EA05
Claims (3)
- 【請求項１】外部へパルス光を投射する投光手段と、外
部で反射した前記パルス光を受光して光電変換をする受
光手段とを備え、前記パルス光の投射時点から受光時点
までの時間を測定して対物間距離データを出力する測距
装置であって、 前記投光手段はパルス光を射出する複数の光源と、当該
複数の光源のそれぞれから射出されたパルス光の光軸を
一致させる光学部材とを有し、 前記複数の光源のそれぞれを互いに異なる時期に発光さ
せる投射制御手段を備えたことを特徴とする測距装置。 - 【請求項２】前記複数の光源の発光波長が互いに異な
り、 前記受光手段は、前記複数の光源のそれぞれから射出さ
れたパルス光を分離する分光手段と、分離されたパルス
光のそれぞれに１個ずつ対応する複数の光電変換デバイ
スとを有し、 光源毎にパルス光の投射時点から受光時点までの時間を
測定する請求項１記載の測距装置。 - 【請求項３】パルス光の投射角度を変更する走査手段を
備えた請求項１又は請求項２記載の測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11074837A JP2000266851A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11074837A JP2000266851A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000266851A true JP2000266851A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13558860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11074837A Pending JP2000266851A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000266851A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012093245A (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Topcon Corp | レーザ測量機 |
| WO2017038659A1 (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 国立大学法人東京大学 | 運動検出装置及びそれを用いた三次元形状測定装置 |
| CN106842178A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-06-13 | 清华大学深圳研究生院 | 一种光场距离估计方法与光场成像系统 |
| JP2022510695A (ja) * | 2018-12-05 | 2022-01-27 | ルミナー，エルエルシー | レンジ曖昧性を軽減するための複数の検出器を備えるライダー受光器 |
| CN115436962A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-12-06 | 探维科技(北京)有限公司 | 激光雷达及获取特征信息的方法 |
| WO2024180686A1 (ja) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | 三菱電機株式会社 | レーザセンサ、物体検知システムおよび物体検知方法 |
-
1999
- 1999-03-19 JP JP11074837A patent/JP2000266851A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012093245A (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Topcon Corp | レーザ測量機 |
| WO2017038659A1 (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 国立大学法人東京大学 | 運動検出装置及びそれを用いた三次元形状測定装置 |
| CN106842178A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-06-13 | 清华大学深圳研究生院 | 一种光场距离估计方法与光场成像系统 |
| CN106842178B (zh) * | 2017-01-13 | 2019-09-10 | 清华大学深圳研究生院 | 一种光场距离估计方法与光场成像系统 |
| JP2022510695A (ja) * | 2018-12-05 | 2022-01-27 | ルミナー，エルエルシー | レンジ曖昧性を軽減するための複数の検出器を備えるライダー受光器 |
| JP7200378B2 (ja) | 2018-12-05 | 2023-01-06 | ルミナー，エルエルシー | レンジ曖昧性を軽減するための複数の検出器を備えるライダー受光器 |
| CN115436962A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-12-06 | 探维科技(北京)有限公司 | 激光雷达及获取特征信息的方法 |
| WO2024026742A1 (zh) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | 探维科技(北京)有限公司 | 激光雷达及获取特征信息的方法 |
| WO2024180686A1 (ja) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | 三菱電機株式会社 | レーザセンサ、物体検知システムおよび物体検知方法 |
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