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JP2012255738A - Optical measuring apparatus - Google Patents

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JP2012255738A JP2011129854A JP2011129854A JP2012255738A JP 2012255738 A JP2012255738 A JP 2012255738A JP 2011129854 A JP2011129854 A JP 2011129854A JP 2011129854 A JP2011129854 A JP 2011129854A JP 2012255738 A JP2012255738 A JP 2012255738A
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Koichi Iida
弘一 飯田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance measurement performance in an optical measuring apparatus.SOLUTION: An optical measuring apparatus 1 includes a first light-receiving lens 11, an annular second light-receiving lens 12 arranged around the first light-receiving lens 11, a photodetector 15 for detecting light, and an optical element 13. The optical element 13 includes a waveguide 13a that guides light L1 received by the first light-receiving lens 11 and light L2 received by the second light-receiving lens 12 to the photodetector 15. The waveguide 13a is formed of a reflection plane 13b for reflecting light, and the cross section of which becomes smaller as it approaches the photodetector 15.

Description

本明細書で論じる実施態様は、光を検出することにより測定を行う光学式測定装置に関する。   The embodiments discussed herein relate to an optical measurement device that performs measurements by detecting light.

図6および図7に示すように、光学式測定装置200は、例えば、車両100の前端中央に配置され、前方車両である測定対象物300との距離を測定する。
光学式測定装置200は、レーザ発振器201と、ポリゴンミラー202と、受光レンズ203と、光検出器204と、筐体205とを備える。
As illustrated in FIGS. 6 and 7, the optical measurement device 200 is disposed, for example, in the center of the front end of the vehicle 100 and measures the distance from the measurement object 300 that is the preceding vehicle.
The optical measurement apparatus 200 includes a laser oscillator 201, a polygon mirror 202, a light receiving lens 203, a photodetector 204, and a housing 205.

レーザ発振器201は、レーザ光L11を照射する。
ポリゴンミラー202は、回転しながら、外周面においてレーザ光L11を反射させる。
The laser oscillator 201 emits laser light L11.
The polygon mirror 202 reflects the laser beam L11 on the outer peripheral surface while rotating.

受光レンズ203は、筐体205の表面に配置され、測定対象物300において反射した散乱光であるレーザ光L12を受光する。
光検出器204は、受光回路204aを有し、受光レンズ203から入射するレーザ光L12を検出する。
The light receiving lens 203 is disposed on the surface of the housing 205 and receives the laser light L <b> 12 that is scattered light reflected by the measurement object 300.
The light detector 204 includes a light receiving circuit 204a and detects the laser light L12 incident from the light receiving lens 203.

また、光学式測定装置としては、側方から入射する光を外側に反射させて受光素子に受光させるレンズを用いた光学式測定装置がある。   Further, as an optical measuring device, there is an optical measuring device using a lens that reflects light incident from the side to the outside and receives it by a light receiving element.

特開平5−332822号公報JP-A-5-332822 特開2009−229462号公報JP 2009-229462 A 特開2005−259824号公報JP 2005-259824 A

ところで、図7に示すような光学式測定装置200は、受光レンズ203がシングレット(一枚構成)の単純なものであるため、図8に示すように入射光軸Aからの傾きθが大きい、側方から入射する光は、光検出器204の受光領域から外れる場合が生じる。   By the way, in the optical measuring device 200 as shown in FIG. 7, the light receiving lens 203 is a simple singlet (single-piece structure), so that the inclination θ from the incident optical axis A is large as shown in FIG. The light incident from the side may deviate from the light receiving area of the photodetector 204.

然るに、光検出器の受光領域から反射光が外れることは、計測信号のSNR(Signal to Noise Ratio)を劣化させ、例えば距離などの測定結果に誤差を誘引する要因となる。
また、上述の光学式測定装置のうち、側方から入射する光を外側に反射させて受光素子に受光させるレンズを用いた光学式測定装置では、レンズに側方から入射する光を確実に光検出器に反射させるのは困難である。
However, if the reflected light deviates from the light receiving region of the photodetector, the SNR (Signal to Noise Ratio) of the measurement signal is deteriorated, which causes an error in the measurement result such as distance.
Of the optical measuring devices described above, the optical measuring device using the lens that reflects the light incident from the side to the outside and receives the light to the light receiving element reliably transmits the light incident from the side to the lens. It is difficult to reflect on the detector.

本明細書で開示する光学式測定装置は、測定性能を高めることができるようにする。   The optical measurement device disclosed in the present specification makes it possible to improve measurement performance.

本明細書で開示する光学式測定装置は、第1の受光レンズと、この第1の受光レンズの周囲に配置された環状の第2の受光レンズと、光を検出する光検出器と、光学素子と、を具備する。上記光学素子は、上記第1の受光レンズにより受光された光、および上記第2の受光レンズにより受光された光を上記光検出器に導光する導波路を含む。この導波路は、光を反射する反射面で形成され、上記光検出器に近づくほど断面積が小さくなる、   An optical measurement device disclosed in the present specification includes a first light receiving lens, an annular second light receiving lens disposed around the first light receiving lens, a photodetector for detecting light, and an optical An element. The optical element includes a waveguide for guiding light received by the first light receiving lens and light received by the second light receiving lens to the photodetector. This waveguide is formed of a reflective surface that reflects light, and the cross-sectional area becomes smaller as it approaches the photodetector.

本明細書で開示する光学式測定装置によれば、測定性能を高めることができる。   According to the optical measurement device disclosed in the present specification, the measurement performance can be enhanced.

一実施の形態に係る光学式測定装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the optical measuring device which concerns on one embodiment. 一実施の形態に係る光学式測定装置を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the optical measuring device which concerns on one embodiment. 一実施の形態における光学素子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical element in one embodiment. 一実施の形態における第2の受光レンズを示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd light receiving lens in one Embodiment. 一実施の形態における第2の受光レンズを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd light receiving lens in one Embodiment. 一実施の形態に係る光学式測定装置を備える車両を示す平面図である。It is a top view which shows a vehicle provided with the optical measuring device which concerns on one embodiment. 参考技術に係る光学式測定装置を備える車両を示す平面図である。It is a top view which shows a vehicle provided with the optical measuring device which concerns on a reference technique. 参考技術に係る光学式測定装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the optical measuring device which concerns on a reference technique. 参考技術に係る光学式測定装置を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the optical measuring device which concerns on a reference technique.

以下、実施の形態に係る光学式測定装置について、図面を参照しながら説明する。
図1は、一実施の形態に係る光学式測定装置1を示す概略構成図である。
図1に示す光学式測定装置1は、第1の受光レンズ11と、第2の受光レンズ12と、光学素子13と、集光レンズ14と、光検出器15と、筐体16と、照射部20と、を具備する。後述するが、光学式測定装置1は、例えば、図5に示す車両(移動体)100である測定対象物からの反射光を検出することで、測定対象物までの距離を測定する。なお、集光レンズ14としては、例えば、両凸レンズや、平凸レンズが採用される。
Hereinafter, an optical measurement apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an optical measurement apparatus 1 according to an embodiment.
The optical measuring device 1 shown in FIG. 1 includes a first light receiving lens 11, a second light receiving lens 12, an optical element 13, a condenser lens 14, a photodetector 15, a housing 16, and an irradiation. Part 20. As will be described later, the optical measurement apparatus 1 measures the distance to the measurement object by detecting reflected light from the measurement object that is the vehicle (moving body) 100 illustrated in FIG. 5, for example. In addition, as the condensing lens 14, a biconvex lens and a planoconvex lens are employ | adopted, for example.

第1の受光レンズ11は、図2に示すように、例えば、筐体16の表面から突出した位置において、主に正面からの光L1を受光する。第1の受光レンズ11は、正面部11aが凸形状を呈し、背面部11bが凹形状を呈するメニスカスレンズであるが、他の形状とすることも可能である。   As shown in FIG. 2, the first light receiving lens 11 mainly receives light L <b> 1 from the front, for example, at a position protruding from the surface of the housing 16. The first light receiving lens 11 is a meniscus lens in which the front surface portion 11a has a convex shape and the back surface portion 11b has a concave shape, but other shapes can also be used.

図4Aおよび図4Bに示す第2の受光レンズ12は、環状を呈し、第1の受光レンズ11の周囲に配置されている。本実施の形態では、第2の受光レンズ12は、前後方向(入射光軸Aの方向)の長さが第1の受光レンズ11よりも短いが、第2の受光レンズ12の前端は、前後方向の位置が第1の受光レンズ11の前端の位置と一致する。   The second light receiving lens 12 shown in FIGS. 4A and 4B has an annular shape and is arranged around the first light receiving lens 11. In the present embodiment, the second light receiving lens 12 is shorter in the front-rear direction (the direction of the incident optical axis A) than the first light receiving lens 11, but the front end of the second light receiving lens 12 is The position in the direction matches the position of the front end of the first light receiving lens 11.

第2の受光レンズ12は、図2に示すように、主に側方からの光L2を受光する。第2の受光レンズ12は、例えば、外周面12aから入射する光L2を、内周面12bにおいて光学素子13に向けて反射させる。   As shown in FIG. 2, the second light receiving lens 12 mainly receives the light L2 from the side. For example, the second light receiving lens 12 reflects the light L2 incident from the outer peripheral surface 12a toward the optical element 13 on the inner peripheral surface 12b.

第2の受光レンズ12の外周面12aは、例えば円環面である。内周面12bは、例えば、正面側の前端開口部12cから背面側の後端開口部12dにかけて、光学素子13に近づくほど径が小さくなる円錐面である。なお、後端開口部12dは、外周面12aの後端よりも正面側に奥まって位置している。第2の受光レンズ12は、他の形状とすることも可能である。   The outer peripheral surface 12a of the second light receiving lens 12 is, for example, an annular surface. The inner peripheral surface 12b is, for example, a conical surface whose diameter decreases from the front end opening 12c on the front side to the rear end opening 12d on the back side as it approaches the optical element 13. The rear end opening 12d is located deeper on the front side than the rear end of the outer peripheral surface 12a. The second light receiving lens 12 can have other shapes.

集光レンズ14は、正面部14aおよび背面部14bの両方が凸形状を有し、第1の受光レンズ11から入射する光L1を光学素子13に出射する。集光レンズ14は、省略することも可能である。また、集光レンズ14以外の1つ以上のレンズ、又は集光レンズ14を含む複数のレンズを、第1の受光レンズ11および第2の受光レンズ12と光学素子13との間に配置してもよい。   The condensing lens 14 has both a front portion 14 a and a back portion 14 b having a convex shape, and emits light L 1 incident from the first light receiving lens 11 to the optical element 13. The condenser lens 14 can be omitted. In addition, one or more lenses other than the condensing lens 14 or a plurality of lenses including the condensing lens 14 are arranged between the first light receiving lens 11 and the second light receiving lens 12 and the optical element 13. Also good.

図3に示す光学素子13は、第1の受光レンズ11から集光レンズ14を介して間接的に入射する光L1、および第2の受光レンズ12から入射する光L2を光検出器15に導光する導波路13aを含む。   The optical element 13 shown in FIG. 3 guides the light L1 incident indirectly from the first light receiving lens 11 via the condenser lens 14 and the light L2 incident from the second light receiving lens 12 to the photodetector 15. An optical waveguide 13a is included.

導波路13aは、例えば外周面に位置し光L1,L2を反射(例えば全反射)する全反射面(反射面の一例)13bで形成され、光検出器15に近づくほど例えば内径が小さくなることで断面積が小さくなるホーン型形状を呈する。なお、導波路13aは、全反射面13bが円錐面である場合のように断面積が一定割合で小さくなるようにしてもよいが、光検出器15に近づくほど断面積が緩やかに小さくなるようにすることが望ましい。   The waveguide 13a is formed of, for example, a total reflection surface (an example of a reflection surface) 13b that is positioned on the outer peripheral surface and reflects (for example, total reflection) the light L1 and L2. It exhibits a horn shape with a reduced cross-sectional area. The cross-sectional area of the waveguide 13a may be reduced at a constant rate as in the case where the total reflection surface 13b is a conical surface, but the cross-sectional area gradually decreases as it approaches the photodetector 15. It is desirable to make it.

光学素子13は、前端に位置する径が一定の前端外周面13c以外の部分では、光検出器15に近づくほど断面積が小さくなる。そのため、本実施の形態では、導波路13aは、光学素子13のうち前端外周面13cよりも下方の部分の全体である。   The optical element 13 has a smaller cross-sectional area as it approaches the photodetector 15 at a portion other than the front end outer peripheral surface 13c having a constant diameter located at the front end. Therefore, in the present embodiment, the waveguide 13a is the entire portion of the optical element 13 below the front end outer peripheral surface 13c.

なお、導波路13aが中空になっていたり他の部材からなるようにしたりしてもよい。また、全反射面13bは、塗膜等されてもよいし、光学素子13の内部に形成されてもよい。   The waveguide 13a may be hollow or made of other members. The total reflection surface 13 b may be a coating film or the like, or may be formed inside the optical element 13.

本実施の形態の光学素子13の前後方向の長さHは、例えば30mm〜60mm程度であるが、これよりも大きくすることも小さくすることも可能である。   The length H in the front-rear direction of the optical element 13 of the present embodiment is, for example, about 30 mm to 60 mm, but can be larger or smaller than this.

光検出器15は、第1の受光レンズ11および第2の受光レンズ12からの収束光L1,L2を受光する。光検出器15は、飛行時間計測法を用いた時間測定や画像の2値化を行う受光回路15aを有し、例えば測定対象までの距離を検出する。   The photodetector 15 receives the convergent lights L1 and L2 from the first light receiving lens 11 and the second light receiving lens 12. The photodetector 15 includes a light receiving circuit 15a that performs time measurement using a time-of-flight measurement method and binarization of an image, and detects a distance to a measurement target, for example.

例えば、受光回路15a(光学式測定装置1)は、後述する光照射部20が光を照射してから光検出器15が反射光を検出するまでに要した時間を用いて、測定対象までの距離を測定する。   For example, the light receiving circuit 15a (the optical measuring device 1) uses the time required from when the light irradiating unit 20 described later irradiates light until the light detector 15 detects reflected light to reach the measurement target. Measure distance.

なお、光検出器15やその受光範囲の大きさW(1辺の長さ或いは径)は、例えば数mm〜数10mm程度であるが、これよりも大きくすることも小さくすることも可能である。また、光検出器15は、距離ではなく、対称物の位置、形状などの他の要素を測定するものでもよい。   The size W (the length or diameter of one side) of the photodetector 15 and its light receiving range is, for example, about several mm to several tens mm, but it can be made larger or smaller than this. . Further, the photodetector 15 may measure other elements such as the position and shape of the symmetrical object instead of the distance.

照射部20は、半導体レーザダイオード21と、コリメータレンズ22と、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー23と、集光レンズ24aおよびメニスカスレンズ24bを有する走査拡大レンズ群24とを含む。   The irradiation unit 20 includes a semiconductor laser diode 21, a collimator lens 22, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror 23, and a scanning magnification lens group 24 having a condenser lens 24a and a meniscus lens 24b.

半導体レーザダイオード21は、例えば光モニタ回路付きのパルス発光回路21aにより発光制御されてパルス光L0を発光する。
コリメータレンズ22は、半導体レーザダイオード21から出射されたパルス光L0を略平行光に変換する。
The semiconductor laser diode 21 emits pulsed light L0 by being controlled to emit light by, for example, a pulse light emitting circuit 21a with an optical monitor circuit.
The collimator lens 22 converts the pulsed light L0 emitted from the semiconductor laser diode 21 into substantially parallel light.

MEMSミラー23は、MEMS駆動回路23aにより揺動制御され、コリメータレンズ22により変換された略平行光を反射させ、数10度の範囲で走査する。走査拡大レンズ群24は、集光レンズ24aと、この集光レンズ24aから出射される光が凹面側から入射するメニスカスレンズ24bとで、さらに走査角を拡大させる。   The MEMS mirror 23 is controlled to swing by the MEMS drive circuit 23a, reflects the substantially parallel light converted by the collimator lens 22, and scans within a range of several tens of degrees. The scanning magnifying lens group 24 further expands the scanning angle with the condensing lens 24a and the meniscus lens 24b into which the light emitted from the condensing lens 24a enters from the concave surface side.

なお、光学式測定装置1は、照射部20を備えず、他の装置の照射部により照射される光の反射光、或いは太陽光の反射光などを測定するようにしてもよい。   The optical measurement apparatus 1 may not include the irradiation unit 20 and may measure reflected light of sunlight or reflected sunlight of light irradiated by the irradiation unit of another apparatus.

以下、本実施の形態に係る光学式測定装置1の動作について、上述の説明と重複する点については適宜省略しながら説明する。   Hereinafter, the operation of the optical measurement apparatus 1 according to the present embodiment will be described while appropriately omitting the points overlapping with the above description.

上述の光学式測定装置1は、例えば、図5に示す移動体である車両100の前後左右の計4箇所に配置される場合もあるし、前方部 FRONTだけ、また後方部BACKだけに配置される場合もある。   The above-described optical measuring device 1 may be arranged, for example, at a total of four locations on the front and rear, left and right of the vehicle 100 that is the moving body shown in FIG. 5, or only at the front portion FRONT and at the rear portion BACK. There is also a case.

図1に示すように、照射部20の半導体レーザダイオード21により発光されたパルス光L0は、コリメータレンズ22により略平行光に変換される。この略平行光は、揺動制御されるMEMSミラー23において反射し、数10度の範囲で走査され、走査拡大レンズ群24によって広範囲に走査される。   As shown in FIG. 1, the pulsed light L0 emitted by the semiconductor laser diode 21 of the irradiation unit 20 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 22. The substantially parallel light is reflected by the MEMS mirror 23 controlled to swing, scanned within a range of several tens of degrees, and scanned over a wide range by the scanning magnification lens group 24.

上述のように照射されたレーザ光は、図6に示す車両100において反射して散乱光となり、図2に示すように第1の受光レンズ11及び第2の受光レンズ12に入射する(レーザ光L1,L2)。   The laser light irradiated as described above is reflected by the vehicle 100 shown in FIG. 6 to become scattered light, and enters the first light receiving lens 11 and the second light receiving lens 12 as shown in FIG. 2 (laser light). L1, L2).

第1の受光レンズ11及び第2の受光レンズ12に入射したレーザ光L1,L2は、直接或いは集光レンズ14を介して間接的に光学素子13に入射する。   The laser beams L 1 and L 2 incident on the first light receiving lens 11 and the second light receiving lens 12 are incident on the optical element 13 directly or indirectly via the condenser lens 14.

光学素子13に入射した光L1,L2は、全反射面13bで形成された導波路13aにおいて反射しながら光検出器15に導光され、光検出器15により検出される。そして、光検出器15は、検出した光から測定対象物との距離を計測する。   The lights L1 and L2 incident on the optical element 13 are guided to the photodetector 15 while being reflected by the waveguide 13a formed by the total reflection surface 13b, and are detected by the photodetector 15. And the photodetector 15 measures the distance with a measuring object from the detected light.

ところで、レーザ光を用いた測距技術の測距可能範囲は、測定対象物に当たって帰って来たレーザ光が受光レンズにて屈折した場合に、屈折光が光検出器15に到達する範囲である。本実施の形態では、光学素子13に入射する光L1,L2は、導波路13a内にて全反射しながら光検出器15方向へ進むとともに、光検出器15方向へ収束するため、広い範囲(入射光軸Aからの傾きθがほぼ90度)から入射したレーザ光L1,L2を光検出器15で検出することができる。つまり、測距可能範囲が広がる。   By the way, the range that can be measured by the distance measuring technique using the laser beam is a range in which the refracted light reaches the photodetector 15 when the laser beam returned to the measurement object is refracted by the light receiving lens. . In the present embodiment, the light L1 and L2 incident on the optical element 13 travels in the direction of the photodetector 15 while being totally reflected in the waveguide 13a and converges in the direction of the photodetector 15; The laser beams L1 and L2 incident from the incident optical axis A with an inclination θ of approximately 90 degrees can be detected by the photodetector 15. That is, the range that can be measured is expanded.

以上説明した本実施の形態では、光学素子13は、第1の受光レンズ11により受光された光、およびその周囲に配置された環状の第2の受光レンズ12により受光された光L1、L2を光検出器15に導光する導波路13aを含む。この導波路13aは、光L1,L2を全反射する全反射面13bで形成され、光検出器15に近づくほど断面積が小さくなる。そのため、側方からの光L2も十分に受光することが可能となり、例えば距離測定用の信号品質が向上し、測定結果の誤差を低減することが可能となる。よって、本実施の形態によれば、測定性能を高めることができる。   In the present embodiment described above, the optical element 13 receives the light received by the first light receiving lens 11 and the lights L1 and L2 received by the annular second light receiving lens 12 disposed around the optical element 13. A waveguide 13a that guides light to the photodetector 15 is included. The waveguide 13 a is formed by a total reflection surface 13 b that totally reflects the light L 1 and L 2, and the cross-sectional area becomes smaller as it approaches the photodetector 15. Therefore, the light L2 from the side can be sufficiently received, for example, the signal quality for distance measurement can be improved, and errors in the measurement result can be reduced. Therefore, according to this Embodiment, measurement performance can be improved.

また、単一の光検出器15で光L1,L2を受光することで、浮遊容量が減り、計測信号の帯域が延び信号品質向上に寄与することも可能となる。   Further, by receiving the lights L1 and L2 with the single photodetector 15, the stray capacitance is reduced, the band of the measurement signal is extended, and the signal quality can be improved.

また、光学式測定装置1が飛行時間計測法を用いた距離計測を行う場合、光量を受光できれば、結像性能(収差等)を考慮せずに光学系を配置することができる。そのため、枚数の多い、非球面形状を有するレンズ等を配置しなくともよくなり、設計の自由度や構造の簡素化にも寄与することが可能となる。   Further, when the optical measurement apparatus 1 performs distance measurement using the time-of-flight measurement method, the optical system can be arranged without considering the imaging performance (such as aberration) as long as the amount of light can be received. Therefore, it is not necessary to dispose a large number of aspherical lenses and the like, which can contribute to design freedom and simplification of the structure.

なお、全反射面13bで一回だけ反射する光線と二回以上反射する光線とでは、光検出器15に到達するまでの光路長が変わる分、光の飛行距離が変わるので飛行時間、すなわち、測定対象物までの距離が異なることになる。   The light beam reflected only once at the total reflection surface 13b and the light beam reflected twice or more change the flight distance of the light by the amount of the light path length until reaching the photodetector 15, so that the flight time, that is, The distance to the measurement object will be different.

しかし、光学素子と測定対象物との間に例えば数m〜100m程度の距離がある場合、例えば数mm〜数cmの径の光学素子13内を複数回反射するような光路差は、数m〜100mというオーダーと比較すると無視できる距離差である。光学式測定装置1と測定対象物100が大きい場合でも、光路差の影響を無視した測定が可能となる。   However, when there is a distance of, for example, several meters to 100 meters between the optical element and the measurement object, the optical path difference that reflects the inside of the optical element 13 having a diameter of several millimeters to several centimeters, for example, several times is several meters. Compared to the order of ~ 100 m, this is a negligible distance difference. Even when the optical measuring device 1 and the measuring object 100 are large, measurement that ignores the influence of the optical path difference is possible.

また、本実施の形態では、導波路13aの断面積は、光検出器15に近づくほど緩やかに小さくなる。そのため、光学素子13が受光した光をより確実に光検出器15に導光することができ、したがって、測定性能をより一層高めることができる。   In the present embodiment, the cross-sectional area of the waveguide 13a gradually decreases as it approaches the photodetector 15. Therefore, the light received by the optical element 13 can be more reliably guided to the photodetector 15, and therefore the measurement performance can be further improved.

また、本実施の形態では、全反射面13bは、光学素子13の外周面に形成されている。そのため、簡素な構成で測定性能を高めることができる。   In the present embodiment, the total reflection surface 13 b is formed on the outer peripheral surface of the optical element 13. Therefore, measurement performance can be enhanced with a simple configuration.

また、本実施の形態では、第2の受光レンズ12は、内周面12bの径が光学素子13に近づくほど小さくなり、外周(外周面12a)から入射する光を内周面12bにおいて光学素子(13)に向けて反射させる。そのため、第2の受光レンズ12の受光範囲が広がり、測定性能をより一層高めることができる。   Further, in the present embodiment, the second light receiving lens 12 becomes smaller as the diameter of the inner peripheral surface 12b approaches the optical element 13, and light incident from the outer periphery (outer peripheral surface 12a) is incident on the inner peripheral surface 12b. Reflect toward (13). Therefore, the light receiving range of the second light receiving lens 12 is expanded, and the measurement performance can be further enhanced.

また、本実施の形態の光学式測定装置1は、測定対象に光を照射する光照射部20を具備し、光検出器15は、光照射部20が測定対象に照射した光の反射光を検出し、光学式測定装置1受光回路15aは、光照射部20が光を照射してから光検出器15が反射光を検出するまでに要した時間を用いて、測定対象までの距離を測定する。そのため、距離測定性能を高めることができる。   The optical measurement apparatus 1 according to the present embodiment includes a light irradiation unit 20 that irradiates the measurement target with light, and the photodetector 15 reflects the reflected light of the light irradiated to the measurement target by the light irradiation unit 20. The optical measuring device 1 light receiving circuit 15a detects and measures the distance to the measurement object using the time required from the light irradiation unit 20 irradiating the light until the light detector 15 detects the reflected light. To do. Therefore, distance measurement performance can be improved.

1 光学式測定装置
11 第1の受光レンズ
11a 正面部
11b 背面部
12 第2の受光レンズ
12a 外周面
12b 内周面
12c 前端開口部
12d 後端開口部
13 光学素子
13a 導波路
13b 全反射面
13c 前端外周面
14 集光レンズ
14a 正面部
14b 背面部
15 光検出器
15a 受光回路
16 筐体
20 照射部
21 半導体レーザダイオード
21a パルス発光回路
22 コリメータレンズ
23 MEMSミラー
23a MEMS駆動回路
24 走査拡大レンズ群
24a 集光レンズ
24b メニスカスレンズ
100 車両
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical measuring device 11 1st light receiving lens 11a Front part 11b Back part 12 2nd light receiving lens 12a Outer peripheral surface 12b Inner peripheral surface 12c Front end opening part 12d Rear end opening part 13 Optical element 13a Waveguide 13b Total reflection surface 13c Front end outer peripheral surface 14 Condensing lens 14a Front portion 14b Back portion 15 Photo detector 15a Light receiving circuit 16 Housing 20 Irradiating portion 21 Semiconductor laser diode 21a Pulse light emitting circuit 22 Collimator lens 23 MEMS mirror 23a MEMS drive circuit 24 Scanning magnification lens group 24a Condenser lens 24b Meniscus lens 100 Vehicle

Claims (4)

第1の受光レンズと、
前記第1の受光レンズの周囲に配置された環状の第2の受光レンズと、
光を検出する光検出器と、
前記第1の受光レンズにより受光された光、および前記第2の受光レンズにより受光された光を前記光検出器に導光する導波路を含む光学素子と、
を具備し、
前記導波路は、光を反射する反射面で形成され、前記光検出器に近づくほど断面積が小さくなる、
ことを特徴とする光学式測定装置。
A first light receiving lens;
An annular second light-receiving lens disposed around the first light-receiving lens;
A light detector for detecting light;
An optical element including a waveguide for guiding the light received by the first light receiving lens and the light received by the second light receiving lens to the photodetector;
Comprising
The waveguide is formed of a reflective surface that reflects light, and the cross-sectional area becomes smaller as it approaches the photodetector.
An optical measuring device.
請求項1記載の光学式測定装置において、
前記反射面は、前記光学素子の外周面に形成されている、
ことを特徴とする光学式測定装置。
In the optical measuring device according to claim 1,
The reflective surface is formed on the outer peripheral surface of the optical element.
An optical measuring device.
請求項1記載の光学式測定装置において、
前記第2の受光レンズは、内周面の径が前記光学素子に近づくほど小さくなり、外周から入射する光を前記内周面において前記光学素子に向けて反射させる、
ことを特徴とする光学式測定装置。
In the optical measuring device according to claim 1,
The second light receiving lens is smaller as the diameter of the inner peripheral surface approaches the optical element, and reflects light incident from the outer periphery toward the optical element on the inner peripheral surface.
An optical measuring device.
請求項1記載の光学式測定装置において、
測定対象に光を照射する光照射部を更に具備し、
前記光検出器は、前記光照射部が前記測定対象に照射した光の反射光を検出し、
前記光学式測定装置は、前記光照射部が前記光を照射してから前記光検出器が前記反射光を検出するまでに要した時間を用いて、前記測定対象までの距離を測定する、
ことを特徴とする光学式測定装置。
In the optical measuring device according to claim 1,
It further comprises a light irradiator that irradiates the measurement object with light,
The light detector detects reflected light of the light irradiated to the measurement object by the light irradiation unit,
The optical measuring device measures the distance to the measurement object using the time required from the time when the light irradiation unit irradiates the light until the light detector detects the reflected light.
An optical measuring device.
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