JP2571283B2 - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JP2571283B2 JP2571283B2 JP1247021A JP24702189A JP2571283B2 JP 2571283 B2 JP2571283 B2 JP 2571283B2 JP 1247021 A JP1247021 A JP 1247021A JP 24702189 A JP24702189 A JP 24702189A JP 2571283 B2 JP2571283 B2 JP 2571283B2
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- angle
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は距離測定装置の改良に係り、詳しくは被測定
物までの距離を広領域で測定し得る距離測定装置に関す
る。
物までの距離を広領域で測定し得る距離測定装置に関す
る。
第４図は、従来の距離測定装置を模式的に示す説明図
である。
である。
この距離測定装置51は、赤外線あるいはレーザー光等
の光を投光する光源、例えば赤外線LED52、この投光点
から所定距離隔てて設けられたレンズ53、更にこのレン
ズ53から所定距離隔てて設けられた少なくとも１次元の
光学センサ、例えばCCDセンサ54を具備してなる。
の光を投光する光源、例えば赤外線LED52、この投光点
から所定距離隔てて設けられたレンズ53、更にこのレン
ズ53から所定距離隔てて設けられた少なくとも１次元の
光学センサ、例えばCCDセンサ54を具備してなる。
上記赤外線LED52から被測定物55に赤外線を投光し、
被測定物55からの反射光を上記レンズ53により受光し、
CCDセンサ54上にこの反射光を結像させる。
被測定物55からの反射光を上記レンズ53により受光し、
CCDセンサ54上にこの反射光を結像させる。
ここで、求めようとする被測定物までの距離をl,上記
赤外線LED52の投光点からレンズ53の中心までの距離を
B,上記レンズ53の光軸から上記結像点までの距離をx,レ
ンズ53とCCDセンサ54表面までの距離をf,上記赤外線LED
52の投光角度をθ，光線のレンズ53への入射角をθ′と
すると、 Ｂ＝ltanθ＋ltanθ′ …（１） ただしtanθ′＝x/f …（２） の関係式が成立し、この（１），（２）式により上記距
離ｌは ｌ＝B/（tanθ＋x/f） …（３） となる。
赤外線LED52の投光点からレンズ53の中心までの距離を
B,上記レンズ53の光軸から上記結像点までの距離をx,レ
ンズ53とCCDセンサ54表面までの距離をf,上記赤外線LED
52の投光角度をθ，光線のレンズ53への入射角をθ′と
すると、 Ｂ＝ltanθ＋ltanθ′ …（１） ただしtanθ′＝x/f …（２） の関係式が成立し、この（１），（２）式により上記距
離ｌは ｌ＝B/（tanθ＋x/f） …（３） となる。
上記反射光の結像位置が上記CCDセンサ54により検出
されて上記ｘの値が求められ、上記B,θ,fが既値として
与えられ、上記（３）式の演算がなされて上記被測定物
55までの距離ｌが求められる。
されて上記ｘの値が求められ、上記B,θ,fが既値として
与えられ、上記（３）式の演算がなされて上記被測定物
55までの距離ｌが求められる。
上記従来の距離測定装置51では、前記式（３）から解
るように矢印Ａで示す赤外線の投光方向上の測定物まで
の距離しか測定することができなかった。そのため、通
常赤外線LED52を旋回させる広領域の対象物についての
測定を可能としているが、旋回に要する時間だけ測定が
遅れるため車両等に用いた場合危険であるという問題が
あった。
るように矢印Ａで示す赤外線の投光方向上の測定物まで
の距離しか測定することができなかった。そのため、通
常赤外線LED52を旋回させる広領域の対象物についての
測定を可能としているが、旋回に要する時間だけ測定が
遅れるため車両等に用いた場合危険であるという問題が
あった。
従って、本発明は被測定物までの距離を広領域で常時
測定し得るようにした距離測定装置を提供することを目
的としてなされたものである。
測定し得るようにした距離測定装置を提供することを目
的としてなされたものである。
上記目的を達成するために本発明は光を投光し、該投
光点から所定距離隔てた位置で被測定物からの反射光を
レンズにより受光し、該レンズから光軸方向に所定距離
隔てて設けられた少なくとも１次元の光学センサ上に上
記反射光を結像させ、前記光の投光角度及び上記結像点
の位置等の値から被測定物までの距離を演算する距離測
定装置において、光を少なくとも平面的に拡散して投光
する投光手段と、該投光手段前方であって上記拡散の幅
内に設けられ、該拡散光にその拡散角度に応じた偏光を
与える偏光手段と、上記被測定物からの反射光の偏光角
を求める偏光角検出手段と、上記求められた偏光角から
上記拡散光の拡散角度を求め、該拡散角度及び該拡散反
射光の結像位置等から被測定物までの距離を演算する距
離演算手段とを具備してなることを特徴とする距離測定
装置として構成されている。
光点から所定距離隔てた位置で被測定物からの反射光を
レンズにより受光し、該レンズから光軸方向に所定距離
隔てて設けられた少なくとも１次元の光学センサ上に上
記反射光を結像させ、前記光の投光角度及び上記結像点
の位置等の値から被測定物までの距離を演算する距離測
定装置において、光を少なくとも平面的に拡散して投光
する投光手段と、該投光手段前方であって上記拡散の幅
内に設けられ、該拡散光にその拡散角度に応じた偏光を
与える偏光手段と、上記被測定物からの反射光の偏光角
を求める偏光角検出手段と、上記求められた偏光角から
上記拡散光の拡散角度を求め、該拡散角度及び該拡散反
射光の結像位置等から被測定物までの距離を演算する距
離演算手段とを具備してなることを特徴とする距離測定
装置として構成されている。
この距離測定装置では、投光手段により光が少なくと
も平面的に一度に拡散して投光され、この拡散光に偏光
手段によりその拡散角度に応じた偏光が与えられる。
も平面的に一度に拡散して投光され、この拡散光に偏光
手段によりその拡散角度に応じた偏光が与えられる。
そして、偏光角検出手段により被測定物からの反射光
が受光されて偏光角が求められる。更に、距離演算手段
により上記求められた偏光角から上記拡散光の拡散角度
が求められ、この拡散角度及び拡散反射光の結像位置等
から被測定物までの距離が演算される。
が受光されて偏光角が求められる。更に、距離演算手段
により上記求められた偏光角から上記拡散光の拡散角度
が求められ、この拡散角度及び拡散反射光の結像位置等
から被測定物までの距離が演算される。
従って、少なくとも平面的に拡散した広い領域内の被
測定物までの距離を瞬時に測定することができる。
測定物までの距離を瞬時に測定することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明を具体化した実施
例につき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実
施例は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術
的範囲を限定する性格のものではない。
例につき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実
施例は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術
的範囲を限定する性格のものではない。
第１図は本発明の一実施例に係る距離測定装置を模式
的に示す説明図、第２図は同距離測定装置の要部を示す
説明模式図、第３図は光学センサにより検出された光強
度の変化の一例を示す説明グラフである。
的に示す説明図、第２図は同距離測定装置の要部を示す
説明模式図、第３図は光学センサにより検出された光強
度の変化の一例を示す説明グラフである。
第１図に示すこの距離測定装置１は、光を被測定物
a1,a2,…,an,…に向けて投光する光源、例えば電球ラン
プ３、この電球ランプ３前方に設けられたレンズ４、こ
のレンズ４前方に設けられた組み合わせ偏光フィルタ
５、上記投光点から所定距離隔てて設けられたレンズ
６、このレンズ６から所定距離隔てて設けられた少なく
とも１次元の光学センサ，例えばCCDセンサ７、上記被
測定物a1,a2,…から反射光を受光する受光偏光フィルタ
８、この受光偏光フィルタ８を回転させるためのモータ
９、および各種演算処理するマイクロコンピュータ10等
を具備してなる。
a1,a2,…,an,…に向けて投光する光源、例えば電球ラン
プ３、この電球ランプ３前方に設けられたレンズ４、こ
のレンズ４前方に設けられた組み合わせ偏光フィルタ
５、上記投光点から所定距離隔てて設けられたレンズ
６、このレンズ６から所定距離隔てて設けられた少なく
とも１次元の光学センサ，例えばCCDセンサ７、上記被
測定物a1,a2,…から反射光を受光する受光偏光フィルタ
８、この受光偏光フィルタ８を回転させるためのモータ
９、および各種演算処理するマイクロコンピュータ10等
を具備してなる。
上記電球ランプ３により投光された光はレンズ４によ
り拡散される。
り拡散される。
上述した電球ランプ３およびレンズ４の組み合わせが
光を少なくとも平面的に拡散して投光する機能を実現す
る投光手段の一例である。
光を少なくとも平面的に拡散して投光する機能を実現す
る投光手段の一例である。
上記レンズ４により拡散された拡散光は第２図に示す
ようにその拡散幅内に設けられた上記組み合わせ偏光フ
ィルタ５により偏光される。
ようにその拡散幅内に設けられた上記組み合わせ偏光フ
ィルタ５により偏光される。
この組み合わせ偏光フィルタ５は、この図に示すよう
にそれぞれ異なる所定偏光角を有する偏光フィルタb1,b
2,…,bn,…を順次組み合わせてなる。
にそれぞれ異なる所定偏光角を有する偏光フィルタb1,b
2,…,bn,…を順次組み合わせてなる。
従って、上記拡散光はその拡散角度に応じてそれぞれ
の偏光フィルタb1,b2,…の偏光角に偏光される。
の偏光フィルタb1,b2,…の偏光角に偏光される。
例えば、第２図に矢印αで示すように拡散角度θ１に
拡散された拡散光が、その拡散角度に対応する上記偏光
フィルタb1により偏光角１に偏光されて投光される領域
は第１図に模式的に示す領域A1で示される。
拡散された拡散光が、その拡散角度に対応する上記偏光
フィルタb1により偏光角１に偏光されて投光される領域
は第１図に模式的に示す領域A1で示される。
同様に、拡散角度θｎに拡散された拡散光が偏光フィ
ルタbnにより偏光角ｎに偏光されて投光される領域は、
領域Anに限られる。
ルタbnにより偏光角ｎに偏光されて投光される領域は、
領域Anに限られる。
上述した上記拡散光の拡散幅内に設けられ、この拡散
光にその拡散角度に応じた偏光を与える機能を実現する
組み合わせ偏光フィルタ５が偏光手段の一例である。
光にその拡散角度に応じた偏光を与える機能を実現する
組み合わせ偏光フィルタ５が偏光手段の一例である。
上記拡散投光され偏光された拡散光は、被測定物，例
えば領域An内の被測定物anにより第１図破線に示すよう
に反射された受光偏光フィルタ８により受光される。
えば領域An内の被測定物anにより第１図破線に示すよう
に反射された受光偏光フィルタ８により受光される。
この受光偏光フィルタ８は第２図に示すように、モー
タ９の回転力により歯車9aを介して回転される。
タ９の回転力により歯車9aを介して回転される。
従って、上記受光された反射光がレンズ６により集光
されてCCDセンサ７上に結像された画像の光強度は、第
３図（ｃ）に示すように受光偏光フィルタ８の回転に伴
って変化する。
されてCCDセンサ７上に結像された画像の光強度は、第
３図（ｃ）に示すように受光偏光フィルタ８の回転に伴
って変化する。
即ち、この図に示すように上記光強度は、受光偏光フ
ィルタ８の偏光角が上記領域An内に投光された偏光拡散
光の偏光角ｎに一致する（イ），（ホ），（ヘ）のとき
に最大となる。
ィルタ８の偏光角が上記領域An内に投光された偏光拡散
光の偏光角ｎに一致する（イ），（ホ），（ヘ）のとき
に最大となる。
他の領域，例えばA1,A2の反射結像画像の光強度の変
化についても全く同様である（第３図（ａ），
（ｂ））。
化についても全く同様である（第３図（ａ），
（ｂ））。
この図に示すようにこれらの光強度の変化は偏光角1,
偏光角2,…，偏光角ｎに応じてそれぞれその位相が異な
る（第３図（ロ），（ハ），（ニ））。
偏光角2,…，偏光角ｎに応じてそれぞれその位相が異な
る（第３図（ロ），（ハ），（ニ））。
上記それぞれの位相は、マイクロコンピュータ10によ
り識別され、それぞれ対応する偏光角が求められる。
り識別され、それぞれ対応する偏光角が求められる。
上述した被測定物a1,a2,…,an,…からの反射光の偏光
角を求める機能を実現する受光偏光フィルタ８やマイク
ロコンピュータ10等が偏光角検出手段の一例である。
角を求める機能を実現する受光偏光フィルタ８やマイク
ロコンピュータ10等が偏光角検出手段の一例である。
上記求められた偏光角が例えば偏光角ｎであれば、マ
イクロコンピュータ10により上記領域An内に投光された
偏光拡散光であると判断され、その拡散角度θｎが求め
られる。
イクロコンピュータ10により上記領域An内に投光された
偏光拡散光であると判断され、その拡散角度θｎが求め
られる。
そして、電球ランプ３の投光点からレンズ６の中心ま
での距離Ｂ、およびレンズ６とCCDセンサ７表面までの
距離ｆは所定に設定されているので、CCDセンサ７によ
り領域An内の被測定物anの反射光の結像位置xnが検出さ
れると、同被測定物anまでの距離lnが前記（３）式と同
様の次式 ln＝B/（tanθｎ＋xn/f） …（４） を用いてマイクロコンピュータ10により演算される。
での距離Ｂ、およびレンズ６とCCDセンサ７表面までの
距離ｆは所定に設定されているので、CCDセンサ７によ
り領域An内の被測定物anの反射光の結像位置xnが検出さ
れると、同被測定物anまでの距離lnが前記（３）式と同
様の次式 ln＝B/（tanθｎ＋xn/f） …（４） を用いてマイクロコンピュータ10により演算される。
他の領域、例えば領域A1にある被測定物a1に対しても
全く同様に同被測定物a1までの距離が求められる。
全く同様に同被測定物a1までの距離が求められる。
従って、被測定物a1,a2,…,an,…までの距離を一瞬に
広領域で測定することができる。
広領域で測定することができる。
上述した求められた偏光角ｎから拡散光の拡散角度θ
ｎを求め、この拡散角度θｎ及び拡散反射光の結像位置
xn等から被測定物までの距離lnを演算する機能を実現す
るマイクロコンピュータ10等が距離演算手段の一例であ
る。
ｎを求め、この拡散角度θｎ及び拡散反射光の結像位置
xn等から被測定物までの距離lnを演算する機能を実現す
るマイクロコンピュータ10等が距離演算手段の一例であ
る。
尚、第１図に示す減光フィルタ11,レンズ12,CCDセン
サ13は上記受光偏光フィルタ8,レンズ6,CCDセンサ７に
よる結像画像の外乱を同CCDセンサ７の結像画像と上記C
CDセンサ13の結像画像との差を求めることにより除去す
るためのものであり、必要に応じて設けられる。
サ13は上記受光偏光フィルタ8,レンズ6,CCDセンサ７に
よる結像画像の外乱を同CCDセンサ７の結像画像と上記C
CDセンサ13の結像画像との差を求めることにより除去す
るためのものであり、必要に応じて設けられる。
また、上記組み合わせ偏光フィルタ５及び受光偏光フ
ィルタ８は第１図，第２図に示すようにいずれも透過型
であるが、反射型としてもよく任意に選択される。
ィルタ８は第１図，第２図に示すようにいずれも透過型
であるが、反射型としてもよく任意に選択される。
また、上記組み合わせ偏光フィルタ５は第２図に示す
ように１方向（水平方向）に配列されているが、マトリ
クス状にしてもよい。この場合、更に２次元の光学セン
サを用いて立体的に広い領域内の被測定物までの距離を
測定することができる。
ように１方向（水平方向）に配列されているが、マトリ
クス状にしてもよい。この場合、更に２次元の光学セン
サを用いて立体的に広い領域内の被測定物までの距離を
測定することができる。
上記実施例に示した距離測定装置は瞬時に広領域内の
被測定物までの距離を測定することができるので、車両
等に用いれば安全である。
被測定物までの距離を測定することができるので、車両
等に用いれば安全である。
本発明により光を投光し、該投光点から所定距離隔て
た位置で被測定物からの反射光をレンズにより受光し、
該レンズから光軸方向に所定距離隔てて設けられた少な
くとも１次元の光学センサ上に上記反射光を結像させ、
前記光の投光角度及び上記結像点の位置等の値から被測
定物までの距離を演算する距離測定装置において、光を
少なくとも平面的に拡散して投光する投光手段と、該投
光手段前方であって上記拡散の幅内に設けられ、該拡散
光にその拡散角度に応じた偏光を与える偏光手段と、上
記被測定物からの反射光の偏光角を求める偏光角検出手
段と、上記求められた偏光角から上記拡散光の拡散角度
を求め、該拡散角度及び該拡散反射光の結像位置等から
被測定物までの距離を演算する距離演算手段とを具備し
てなることを特徴とする距離測定装置が提供される。
た位置で被測定物からの反射光をレンズにより受光し、
該レンズから光軸方向に所定距離隔てて設けられた少な
くとも１次元の光学センサ上に上記反射光を結像させ、
前記光の投光角度及び上記結像点の位置等の値から被測
定物までの距離を演算する距離測定装置において、光を
少なくとも平面的に拡散して投光する投光手段と、該投
光手段前方であって上記拡散の幅内に設けられ、該拡散
光にその拡散角度に応じた偏光を与える偏光手段と、上
記被測定物からの反射光の偏光角を求める偏光角検出手
段と、上記求められた偏光角から上記拡散光の拡散角度
を求め、該拡散角度及び該拡散反射光の結像位置等から
被測定物までの距離を演算する距離演算手段とを具備し
てなることを特徴とする距離測定装置が提供される。
従って、少なくとも平面的に拡散した広い領域内の被
測定物までの距離を測定することができる。
測定物までの距離を測定することができる。
また、本発明では、光源としていずれの形式のもので
も利用可能であるが、特に白熱電球を光源として使用す
ることにより昼間でも十分な高度を確保することができ
る。
も利用可能であるが、特に白熱電球を光源として使用す
ることにより昼間でも十分な高度を確保することができ
る。
第１図は本発明の一実施例に係る距離測定装置を模式的
に示す説明図、第２図は同距離測定装置の要部を示す説
明模式図、第３図は光学センサにより検出された光強度
の変化の一例を示す説明グラフ、第４図は従来の距離測
定装置を模式的に示す説明図である。 〔符号の説明〕 １……距離測定装置 a1,a2,…,an,………被測定物 ３……電球ランプ 4,6……レンズ ５……組み合わせ偏光フィルタ（偏光手段） ７……CCDセンサ（光学センサ） ８……受光偏光フィルタ ９……モータ 10……マイクロコンピュータ
に示す説明図、第２図は同距離測定装置の要部を示す説
明模式図、第３図は光学センサにより検出された光強度
の変化の一例を示す説明グラフ、第４図は従来の距離測
定装置を模式的に示す説明図である。 〔符号の説明〕 １……距離測定装置 a1,a2,…,an,………被測定物 ３……電球ランプ 4,6……レンズ ５……組み合わせ偏光フィルタ（偏光手段） ７……CCDセンサ（光学センサ） ８……受光偏光フィルタ ９……モータ 10……マイクロコンピュータ
Claims (1)
- 【請求項１】光を投光し、該投光点から所定距離隔てた
位置で被測定物からの反射光をレンズにより受光し、該
レンズから光軸方向に所定距離隔てて設けられた少なく
とも１次元の光学センサ上に上記反射光を結像させ、前
記光の投光角度及び上記結像点の位置等の値から被測定
物までの距離を演算する距離測定装置において、 光を少なくとも平面的に拡散して投光する投光手段と、 該投光手段前方であって上記拡散の幅内に設けられ、該
拡散光にその拡散角度に応じた偏光を与える偏光手段
と、 上記被測定物からの反射光の偏光角を求める偏光角検出
手段と、 上記求められた偏光角から上記拡散光の拡散角度を求
め、該拡散角度及び該拡散反射光の結像位置等から被測
定物までの距離を演算する距離演算手段とを具備してな
ることを特徴とする距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1247021A JP2571283B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1247021A JP2571283B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03108603A JPH03108603A (ja) | 1991-05-08 |
| JP2571283B2 true JP2571283B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=17157225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1247021A Expired - Lifetime JP2571283B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2571283B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5484966A (en) * | 1993-12-07 | 1996-01-16 | At&T Corp. | Sensing stylus position using single 1-D image sensor |
| JP5202060B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2013-06-05 | 三菱重工印刷紙工機械株式会社 | スリッタ刃の高さ調整方法及び装置 |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP1247021A patent/JP2571283B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03108603A (ja) | 1991-05-08 |
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