CN104024795A - 距离计测装置、距离计测方法以及控制程序 - Google Patents

距离计测装置、距离计测方法以及控制程序 Download PDF

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Abstract

实施方式的多激光光束照射部将多个具有椭圆形状的激光光束在短轴方向上横向一列地向测定对象物的表面进行照射。照射位置变更部沿着所照射的上述激光光束的长轴方向，使上述多个激光光束的照射位置一体地往复移动。摄像部接受上述多个激光光束的反射光，对在摄像面上成像了的多个上述激光光束的反射光的明暗图案进行摄像。结果，距离运算部根据摄像面上的反射光的明暗图案，通过运算求出到测定对象物的距离。

Description

距离计测装置、距离计测方法以及控制程序
技术领域
本发明的实施方式涉及距离计测装置、距离计测方法以及控制程序。
背景技术
以往，由于能够以非接触的方式高精度地测定距离，所以在测定对象物的表面形状的测定中使用光学式的三角测量方式。
并且，最近，在钢板等以高速被输送的测定对象物的厚度、形状的测定中，也广泛被应用。
但是，现有的三角测量方式是光学式，因此，根据表面的反射率的变化及散射特性等的变化，存在无法正确地求出反射光的强度及位置的情况。
因此，使照射的激光利用狭缝进行干涉而成为多激光光束，进行其干涉条纹的明暗图案的检测，将在明暗图案的暗部出现的、明亮部分所夹的更暗的部分的明亮度曲线的形状(谷部的形状)与函数近似，计算暗部的极小坐标，由此进行距离的运算，这样，成为难以受到测定对象的反射率、散射特性的影响的测定，进行高精度的测定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8－304068号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，为了用进行更暗的部分(谷部)的检测的方法进行高精度的测定，谷部的形状需要能够实现函数近似。
作为该谷部的形状散乱的原因，有由测定对象物的表面的微小凹凸引起的斑点噪声带来的影响。
用于解决问题的手段
实施方式的距离计测装置的光源将多个具有椭圆形状的激光光束在短轴方向上横向一列地向测定对象物的表面进行照射。照射位置变更部沿所照射的上述激光光束的长轴方向，使上述多个激光光束的照射位置一体地往复移动。
摄像部接受多个激光光束的反射光，对在摄像面上成像的多个激光光束的反射光的明暗图案进行摄像。
结果，距离运算部根据摄像面上的反射光的明暗图案，通过运算求出到测定对象物的距离。
附图说明
图1是第一实施方式的距离计测装置的概要结构以及多激光光束的照射状态的说明图。
图2是多激光光束与CCD的输出信号电平的关系的说明图。
图3是第一实施方式的光学系统单元的概要结构说明图。
图4是第二实施方式的光学系统单元的概要结构说明图。
图5是第三实施方式的光学系统单元的概要结构说明图。
图6是第三实施方式的光学系统单元的概要结构说明图。
具体实施方式
下面，参照附图对实施方式详细说明。
[1]第一实施方式
图1是第一实施方式的距离计测装置的概要结构以及多激光光束的照射状态的说明图。
距离计测装置10如图1(a)所示，具备：光源11，射出激光光束LB；准直透镜12，使激光光束LB成为平行光；以及狭缝13，使成为平行光的激光光束LB成为由多个具有椭圆形状的激光光束LB1～LB3构成的多激光光束MLB。
此外，距离计测装置10具备圆柱透镜15和光学系统单元16，圆柱透镜15使多激光光束MLB在测定对象物14上成像，光学系统单元16使多激光光束MLB向测定对象物14表面的照射位置往复移动(振动)而实现噪声降低。
并且，距离计测装置10具备CCD摄像机17，该CCD摄像机17具有CCD17A以及使由测定对象物14反射后的多激光光束MLB成像于CCD17A的摄像面的受光透镜17B，该CCD摄像机17作为摄像部发挥功能而输出摄像信号SA(模拟信号)。
进而，距离计测装置10具备A/D转换器(ADC)18和距离运算装置19，A/D转换器(ADC)18进行从CCD摄像机17输出的摄像信号SA的A/D变换，输出摄像数据DP，距离运算装置19根据所输入的摄像数据DP，算出到测定对象物14的距离。
在上述结构中，光源11、准直透镜12以及狭缝13作为多激光光束照射部发挥功能。
并且，光源11、准直透镜12以及狭缝13如图1(b)所示那样，将多个具有椭圆形状的激光光束LB1～LB3在短轴方向(图1中是X轴方向)上横向一列地向作为测定对象物的测定对象物14的表面进行照射。
光学系统单元16作为照射位置变更部发挥功能。并且，光学系统单元16作为多激光光束照射部发挥功能，将多个具有椭圆形状的激光光束在短轴方向上横向一列地向测定对象物的表面进行照射。照射位置变更部沿所照射的上述激光光束的长轴方向使上述多个激光光束的照射位置一体地往复移动。
并且，CCD摄像机17作为摄像部发挥功能。CCD摄像机17接受多个激光光束LB1～LB3的反射光。并且，CCD摄像机17对在摄像面上成像的多个激光光束LB1～LB3的反射光(的干涉条纹)的明暗图案进行摄像。
结果，距离运算装置19作为距离运算部发挥功能。即，距离运算装置19根据摄像面上的多个激光光束LB1～LB3的反射光的明暗图案，通过运算求出到测定对象物14的距离。
在上述结构中，光源11、准直透镜12、狭缝13、圆柱透镜15、光学系统单元16、CCD17A以及受光透镜17B构成距离检测部MD。
并且，距离检测部MD的光学系统以与测定对象物14保持规定的距离的方式被设定配置。并且，CCD摄像机17将在测定对象物14的表面上照射的AA点的像在CCD17A的摄像面的PA点成像。
该情况下，如果测定对象物14的表面(测定面)从AA点向BB点移动(变化)，则构成多激光光束MLB的多个激光光束LB1～LB3的成像点分别从PA点向PB点移动。针对该移动范围即距离计测范围选择CCD17A的像素数(元件数)，以便得到规定的分辨率。
此外，CCD17A构成为行(line)扫描型CCD。由此，设定准直透镜12的准直倍率(collimator magnification)，以使得在CCD17A中，多个激光光束LB1～LB3的形状在测定对象物14的表面上成为比CCD17A的测定视野尺寸大的形状。
此外，受光透镜17B根据与测定对象物14之间的对物距离和CCD17A的分辨率，决定并选择光学倍率。
例如，使用像素数(元件数)为1000～5000像素、各像素(元件)的形状为15μm×15μm左右的CCD17A。并且，根据受光透镜17等光学系统的倍率决定测定对象物14表面的分辨率。例如，设光学系统的倍率为1/10时，测定对象物14表面的分辨率为150μm。
图2是多激光光束与CCD的输出信号电平的关系的说明图。
图2(a)中，符号SP1～SP3是构成多激光光束MLB的激光光束LB1～LB3在CCD17A的受光面上的成像图像。
并且，图2(b)表示将该多个激光光束LB1～LB3利用CCD17A进行了扫描时的各元件的输出信号电平(越高则光量越高)。
通常，多个激光光束LB1～LB3的形状根据距离检测部MD的准直透镜12和狭缝13而形成为椭圆形状。
此外，图2(a)所示的矩形列表示构成为行扫描型CCD的CCD17A的各受光元件17G。这里，受光元件17G的列方向成为图1中的X轴方向，矩形的长轴方向沿着图1所示的Y轴方向。并且，以对构成多激光光束MLB的具有椭圆形状的多个激光光束LB1～LB33的长轴方向的中心进行扫描的方式，设定CCD摄像机17的光轴。
因而，如果被照射多个激光光束LB1～LB3的测定对象物14的表面是正常的扩散面，则CCD17A的输出表示与图示那样的激光光束的能量(power)分布形状近似的形状。即，激光光束LB1～LB3的能量最强的峰值位置是A0，激光光束LB1～LB3的弱位置(极小点)是A4、B4，其光量包络线(envelope)应该成为与高斯分布相近的形状。
但是，实际上，由于测定对象物14的表面的微小凹凸，激光光束LB1～LB3各自的反射光的位相偏移，产生斑点噪声。
结果，激光光束LB1～LB3各自的包络线成为偏离高斯分布的形状。
因此，本实施方式中，利用光学系统单元16，沿着激光光束LB1～LB3在测定对象物14的表面上的椭圆形状的长轴方向，使测定对象物14的表面上的激光光束LB1～LB3的照射中心位置振动。由此，消除(或降低)斑点噪声的影响，从而激光光束LB1～LB3的CCD17A上的受光光量的包络线变得接近于高斯分布。
图3是第一实施方式的光学系统单元的概要结构说明图。
第一实施方式的光学系统单元16具备：玻璃平板A，被入射激光光束LB1～LB3；转动支撑部件16B1、16B2，支撑玻璃平板16A的一端并使其能够转动；以及线性驱动器(linear actuator)16C，在Z轴方向上振动，使玻璃平板16A的另一端以转动支撑部件16B的转动轴为中心转动。
上述结构中，转动支撑部件16B1被固定设置于未图示的框架等中，转动支撑部件16B2成为自由端。
这里，说明光学系统单元16的动作。
如图3所示，线性驱动器的前端部分在Z轴方向上振动时，玻璃平板16A转动，激光光束LB1～LB3对玻璃平板16A的入射角改变。并且，入射的激光光束LB1～LB3各自的出射位置在Y轴方向上振动。
结果，测定对象物14的表面上的激光光束LB1～LB3的照射位置沿y轴方向即椭圆形状的激光光束LB1～LB3的长轴方向振动。
结果，在固定激光光束LB1～LB3的情况下由于测定对象物14的表面凹凸引起的、激光光束LB1～LB3各自的入射光与反射光相干扰而发生的斑点噪声的产生得到抑制。
结果，激光光束LB1～LB3在CCD17A上的受光光量的包络线稳定，变得接近于高斯分布。
因而，能够容易地求出构成多激光光束MLB的激光光束LB1～LB3的受光光量的包络线的谷形状(暗部)的极小坐标(最暗部坐标)。因而，能够稳定地以更高精度进行距离运算装置19的距离运算。
如以上说明的那样，根据本第一实施方式，能够将多激光光束的光量分布中的谷部(暗部)的形状进行函数(高斯分布)近似。由此，根据本第一实施方式，能够正确地求出光量极小的极小坐标，所以能进行高精度的距离运算。
[2]第二实施方式
在以上的第一实施方式中，在光学系统单元16中，振动地改变对玻璃平板16A入射的激光光束LB1～LB3的入射角。相对于此，本第二实施方式中，作为光学系统单元，设置反射光学系统，将反射角振动地改变，由此得到同样的效果。
图4是第二实施方式的光学系统单元的概要结构说明图。
取代图1中的光学系统单元16而使用第二实施方式的光学系统单元20。
光学系统单元20具备：被固定设置的第一平板镜20A，被入射激光光束LB1～LB3；以及第二平板镜20B，入射被第一平板镜20A反射后的激光光束LB1～LB3，将该入射的激光光束LB1～LB3反射后向测定对象物14的表面引导。
此外，光学系统单元20具备：转动支撑部件20C，支撑第二平板镜20B并使第二平板镜20B能够以与X轴(椭圆形状的激光光束的短轴方向)平行设置的转动轴20X为转动中心进行转动；以及线性驱动器20D，使第二平板镜20B在与第二平板镜20B的转动轴20X分离的位置振动，并使第二平板镜20B以转动轴AX为中心转动。
接着，说明光学系统单元20的动作。
如图4所示，线性驱动器20D的前端部分往复移动(振动)时，第二平板镜20B以转动轴AX为中心，一边切换转动方向一边转动。
伴随该第二平板镜20B的转动，激光光束LB1～LB3对第二平板镜20B的入射角改变。
并且，入射的激光光束LB1～LB3各自的反射位置在Y轴方向上一体地往复移动(振动)。
结果，测定对象物14的表面上的激光光束LB1～LB3的照射位置沿y轴方向即椭圆形状的激光光束LB1～LB3的长轴方向往复移动(振动)。
并且，与第一实施方式同样，在固定激光光束LB1～LB3的情况下由于测定对象物14的表面凹凸而引起的、激光光束LB1～LB3各自的入射光与反射光相干扰所导致的斑点噪声的产生得到抑制。
结果，激光光束LB1～LB3在CCD17A上的受光光量的包络线稳定并变得接近于高斯分布。
因而，能够容易地求出构成多激光光束MLB的激光光束LB1～LB3的受光光量的包络线的谷形状(暗部)中的极小坐标(最暗部坐标)，能够稳定地以更高精度进行距离运算装置19的距离运算。
如以上说明的那样，根据本第二实施方式，也能够将多激光光束的光量分布中的谷部(暗部)的形状进行函数(高斯分布)近似，能够正确地求出光量极小的极小坐标，所以能够进行高精度的距离运算。
[3]第三实施方式
在以上的第一实施方式以及第二实施方式中，在光学系统单元16或光学系统单元20中，振动地改变向玻璃平板16A或第二平板镜20B入射的激光光束LB1～LB3的入射角。相对于此，本第三实施方式中，通过将作为反射部件的平板镜的位置沿光轴变更，使照射位置振动，能够得到同样的效果。
图5是第三实施方式的光学系统单元的概要结构说明图。
取代图1中的光学系统单元16A而使用第三实施方式的光学系统单元30。
光学系统单元30具备：被固定设置的第一平板镜30A，被入射激光光束LB1～LB3；以及第二平板镜30B，与第一平板镜30A平行设置，入射被第一平板镜30A反射后的激光光束LB1～LB3，将该入射的激光光束LB1～LB3反射后向测定对象物14的表面引导。
此外，光学系统单元30具备：滑动支撑部件30C，支撑第二平板镜30B并使其能够滑动，并且能够一边沿着与y轴(椭圆形状的激光光束的长轴方向)平行的直线，维持第二平板镜30B与第一平板镜30A之间的平行状态，一边改变第二平板镜30B与第一平板镜30A的距离；以及线性驱动器30D，使第二平板镜30B沿y轴方向振动，使第二平板镜30B滑动。
接着，说明光学系统单元30的动作。
如图5所示，线性驱动器的前端部分振动时，第二平板镜20B以转动轴AX为中心转动，激光光束LB1～LB3对第二平板镜20B的入射角改变。由此，入射的激光光束LB1～LB3各自的反射位置在y轴方向上振动。
结果，测定对象物14的表面上的激光光束LB1～LB3的照射位置沿Y轴方向即椭圆形状的激光光束LB1～LB3的长轴方向一体地往复移动(振动)。
结果，与第一实施方式同样，在固定激光光束LB1～LB3的情况下由于测定对象物14的表面凹凸引起的、激光光束LB1～LB3各自的入射光与反射光相干扰而导致的斑点噪声的产生得到抑制。
结果，激光光束LB1～LB3在CCD17A上的受光光量的包络线稳定且变得接近于高斯分布。
因而，能够容易地求出构成多激光光束MLB的激光光束LB1～LB3的受光光量的包络线的谷形状(暗部)中的极小坐标(最暗部坐标)，能够稳定地以更高精度进行距离运算装置19的距离运算。
如以上说明的那样，根据本第三实施方式，也能将多激光光束的光量分布中的谷部(暗部)的形状进行函数(高斯分布)近似，能够正确地求出光量极小的极小坐标，所以能进行高精度的距离运算。
[4]第四实施方式
图6是第四实施方式的光学系统单元的概要结构说明图。
取代图1中的光学系统单元16A而使用第三实施方式的光学系统单元40。
以上的各实施方式中，为了使多激光光束MLB在测定对象物14的表面上的照射位置往复运动(变更)，采用了具有可动部的结构。相对于此，本第四实施方式是电气性地使照射位置往复运动(变更)的实施方式。
光学系统单元40大致具备：光电效应元件41(electro-optic effectelement)；电极42P、42N，用于对光电效应元件41施加电压；以及电压施加部43，能够使对光电效应元件41施加的电压可变。
这里，作为光电效应元件41，例如可以举出PLZT[锆钛酸铅镧(Lead-Lanthanum-Zirconium-Titanium)]，KTN晶体[由镓(K)、钽(Ta)、铌(Nb)、氧(O)构成的透明的光学晶体]。
根据上述结构，电压施加部43经由电极42P、42N使对光电效应元件41施加的电压(电场强度)可变，从而改变光电效应元件41的折射率。
由此，如图6所示，能够在实线到虚线之间改变多激光光束MLB对测定对象物14的表面的照射位置，不设置机械的可动部分就能够得到与第一实施方式同样的效果。
[5]实施方式的变形例
本实施方式的距离计测装置所执行的控制程序，通过以可安装的形式或可执行的形式的文件记录在CD－ROM、软盘(FD)、CD－R、DVD(DigitalVersatile Disk)等计算机可读取的记录介质中而被提供。
此外，也可以是，将本实施方式的距离计测装置所执行的控制程序保存在与互联网等网络连接了的计算机上，并经由网络下载来提供该控制程序。此外，也可以构成为，将本实施方式的距离计测装置所执行的控制程序经由互联网等网络提供或分发。
此外，也可以构成为，将本实施方式的距离计测装置的控制程序事先放入ROM等中来提供。
说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例而提示的，并不意欲限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并包含在权利要求所记载的发明及其等同范围内。

Claims (6)

1.一种距离计测装置，具备：
多激光光束照射部，将多个具有椭圆形状的激光光束在短轴方向上横向一列地向测定对象物的表面进行照射；
照射位置变更部，沿着所照射的上述激光光束的长轴方向，使上述多个激光光束的照射位置一体地往复移动；
摄像部，接受上述多个激光光束的反射光，对在摄像面上成像了的多个上述激光光束的反射光的明暗图案进行摄像；以及
距离运算部，根据上述摄像面上的上述反射光的明暗图案，通过运算求出到上述测定对象物的距离。
2.如权利要求1记载的距离计测装置，
上述照射位置变动部具备：
平板透光部件，配置在上述光源与上述测定对象物之间的光路上，使上述激光光束透过；
支撑部件，支撑上述平板透光部件并使上述平板透光部件能够摇动；以及
驱动部，用于变更上述激光光束对上述平板透光部件的入射角。
3.如权利要求1记载的距离计测装置，
上述照射位置变动部具备：
第一平板反射部件，固定配置在上述光源与上述测定对象物之间的光路上，将上述多个激光光束反射；
第二平板反射部件，将被上述第一反射部件反射后的上述多个激光光束反射后向上述测定对象物侧引导；
支撑部件，支撑上述第二平板反射部件，并使上述第二平板反射部件能够以与该第二平板反射部件的反射面平行的转动轴为中心转动；以及
驱动部，一边切换转动方向一边使上述第二平板反射部件转动。
4.如权利要求1记载的距离计测装置，
上述照射位置变动部具备：
第一平板反射部件，固定配置在上述多激光光束照射部与上述测定对象物之间的光路上，将上述多个激光光束反射；
第二平板反射部件，具有与上述第一反射部件的反射面平行地配置的反射面，将被上述第一反射部件反射后的上述多个激光光束反射后向上述测定对象物侧引导；以及
驱动部，往复驱动上述第二反射部件，以便变更上述第一反射部件与上述第二反射部件之间的距离。
5.一种距离计测方法，在距离计测装置中执行，该距离计测装置具备：
多激光光束照射部，将多个具有椭圆形状的激光光束在短轴方向上横向一列地向测定对象物的表面进行照射；
摄像部，接受上述多个激光光束的反射光，对在摄像面上成像了的多个上述激光光束的反射光的明暗图案进行摄像；以及
距离运算部，根据上述摄像面上的上述反射光的明暗图案，通过运算求出到测定对象物的距离；
该距离计测方法是：
沿着所照射的上述激光光束的长轴方向，使上述多个激光光束的照射位置一体地往复移动；
对多个上述激光光束的反射光的明暗图案进行摄像；以及
根据上述反射光的明暗图案，通过运算求出到测定对象物的距离。
6.一种控制程序，用于通过计算机对距离计测装置进行控制，该距离计测装置具备：
多激光光束照射部，将多个具有椭圆形状的激光光束在短轴方向上横向一列地向测定对象物的表面进行照射；
摄像部，接受上述多个激光光束的反射光，对在摄像面上成像了的多个上述激光光束的反射光的明暗图案进行摄像；以及
距离运算部，根据上述摄像面上的上述反射光的明暗图案，通过运算求出到测定对象物的距离；
该控制程序使上述计算机执行：
沿着所照射的上述激光光束的长轴方向，使上述多个激光光束的照射位置一体地往复移动的步骤；
对多个上述激光光束的反射光的明暗图案进行摄像的步骤；以及
根据上述反射光的明暗图案，通过运算求出到测定对象物的距离的步骤。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108844466A (zh) * 2018-03-14 2018-11-20 四川大学 一种超精密位移激光感测方法
CN110462423A (zh) * 2017-04-21 2019-11-15 松下知识产权经营株式会社 距离计测装置以及移动体
CN112229478A (zh) * 2020-09-09 2021-01-15 广东韶钢工程技术有限公司 一种料堆作业过程中高度变化的监测方法及系统
CN113124821A (zh) * 2021-06-17 2021-07-16 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种基于曲面镜和平面镜的结构测量方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10338673B2 (en) * 2015-09-16 2019-07-02 Google Llc Touchscreen hover detection in an augmented and/or virtual reality environment
TWI595253B (zh) * 2016-08-16 2017-08-11 原相科技股份有限公司 可用來判斷參考物件或光源相對位置的光學偵測裝置
CN106199624B (zh) * 2016-07-08 2018-07-17 东南大学 一种基于激光测距的门窗开度记录装置及其应用方法
TWI580929B (zh) * 2016-10-07 2017-05-01 H P B Optoelectronic Co Ltd Height detection system and its method
JP6656200B2 (ja) * 2017-04-12 2020-03-04 東京エレクトロン株式会社 位置検出システム及び処理装置
KR102009023B1 (ko) * 2017-06-28 2019-10-21 주식회사 에스오에스랩 대상체 표면 감지장치
KR102050632B1 (ko) * 2017-08-02 2019-12-03 주식회사 에스오에스랩 다채널 라이다 센서 모듈
JP6845774B2 (ja) * 2017-09-15 2021-03-24 株式会社東芝 距離計測装置
US11585902B2 (en) * 2017-11-30 2023-02-21 Cepton Technologies, Inc. Optical designs using cylindrical lenses for improved resolution in lidar systems
US11592527B2 (en) 2018-02-16 2023-02-28 Cepton Technologies, Inc. Systems for incorporating LiDAR sensors in a headlamp module of a vehicle
KR102213692B1 (ko) * 2018-12-06 2021-02-08 (주)시그봇 오브젝트 인식을 위한 센서 장치
CN111337935B (zh) * 2020-03-17 2022-06-14 中国水利水电第五工程局有限公司 一种地下斜井开挖测量方法
US11450103B2 (en) 2020-10-05 2022-09-20 Crazing Lab, Inc. Vision based light detection and ranging system using dynamic vision sensor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994016289A1 (en) * 1993-01-11 1994-07-21 Limab Laser & Instrumentmekanik Ab Method and apparatus for measuring of distances
GB2276997A (en) * 1993-04-08 1994-10-12 Kollmorgen Corp Scanning rangefinder
JP2000147604A (ja) * 1998-11-13 2000-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd レンジファインダ
CN1455883A (zh) * 2000-11-03 2003-11-12 微视有限公司 具有变化补偿扫描的显示器
JP2004163343A (ja) * 2002-11-15 2004-06-10 Toshiba Corp 距離検出装置，厚さ測定装置及びその方法
CN201104239Y (zh) * 2007-10-26 2008-08-20 东南大学 杠杆式微位移光学测定装置
JP2008224408A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Sanyo Electric Co Ltd ビーム照射装置
US20110298896A1 (en) * 2009-02-23 2011-12-08 Dimensional Photonics International, Inc. Speckle noise reduction for a coherent illumination imaging system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0747687Y2 (ja) * 1989-05-20 1995-11-01 株式会社リコー 距離検出装置
JP3018003B2 (ja) * 1991-11-22 2000-03-13 株式会社小野測器 スペックルノイズの除去装置
JP3245003B2 (ja) 1995-05-15 2002-01-07 株式会社東芝 距離計測装置及びその方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994016289A1 (en) * 1993-01-11 1994-07-21 Limab Laser & Instrumentmekanik Ab Method and apparatus for measuring of distances
GB2276997A (en) * 1993-04-08 1994-10-12 Kollmorgen Corp Scanning rangefinder
JP2000147604A (ja) * 1998-11-13 2000-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd レンジファインダ
CN1455883A (zh) * 2000-11-03 2003-11-12 微视有限公司 具有变化补偿扫描的显示器
JP2004163343A (ja) * 2002-11-15 2004-06-10 Toshiba Corp 距離検出装置，厚さ測定装置及びその方法
JP2008224408A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Sanyo Electric Co Ltd ビーム照射装置
CN201104239Y (zh) * 2007-10-26 2008-08-20 东南大学 杠杆式微位移光学测定装置
US20110298896A1 (en) * 2009-02-23 2011-12-08 Dimensional Photonics International, Inc. Speckle noise reduction for a coherent illumination imaging system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110462423A (zh) * 2017-04-21 2019-11-15 松下知识产权经营株式会社 距离计测装置以及移动体
CN108844466A (zh) * 2018-03-14 2018-11-20 四川大学 一种超精密位移激光感测方法
CN108844466B (zh) * 2018-03-14 2019-11-08 四川大学 一种超精密位移激光感测方法
CN112229478A (zh) * 2020-09-09 2021-01-15 广东韶钢工程技术有限公司 一种料堆作业过程中高度变化的监测方法及系统
CN113124821A (zh) * 2021-06-17 2021-07-16 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种基于曲面镜和平面镜的结构测量方法
CN113124821B (zh) * 2021-06-17 2021-09-10 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种基于曲面镜和平面镜的结构测量方法

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