JP2011112585A - Optical range finder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パルス状のレーザ光を対象領域内で走査して該対象領域内に存在する物体の距離を計測する光測距装置に関する。 The present invention relates to an optical distance measuring apparatus that scans a pulsed laser beam in a target area and measures the distance of an object existing in the target area.
従来から、レーザ光を対象領域内で、例えば、リサージュ走査して、対象領域内を移動又は通過する対象物までの距離を計測する光測距装置が知られている。この種の光測距装置は、例えば、パルス状のレーザ光を投光する光源部と、パルス状のレーザ光を投光するタイミングを指令する光源制御部と、二次元ガルバノミラーで構成される光走査部と、光走査部を駆動する走査駆動部と、反射したパルス状のレーザ光を受光する受光部と、パルス状のレーザ光の投光タイミングと反射光の受光タイミングとの時間差に基づいて対象物までの距離を計測する測距部と、を備えている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an optical distance measuring device that measures a distance to an object that moves or passes through a target region by, for example, Lissajous scanning in a target region. This type of optical distance measuring device includes, for example, a light source unit that projects pulsed laser light, a light source control unit that commands the timing of projecting pulsed laser light, and a two-dimensional galvanometer mirror. Based on the time difference between the light projecting timing of the pulsed laser beam and the light receiving timing of the reflected light, the optical scanning unit, the scanning drive unit that drives the optical scanning unit, the light receiving unit that receives the reflected pulsed laser beam And a distance measuring unit that measures the distance to the object (see Patent Document 1).
ところで、この種のリサージュ走査による測距方式を採用した光測距装置において、光走査駆動部は、二次元ガルバノミラーの各揺動方向の共振周波数と一致する駆動周波数で光走査部を駆動させている。ここで、例えば、光走査部の周辺温度が変化したり、光走査部自体の温度が変化すると共振周波数も変化する。この状態で、駆動周波数を変えずに光走査部を駆動させると、二次元ガルバノミラーの揺動振幅が減少し、その結果、レーザ光の走査領域が対象領域より縮小することが知られている。このように、走査領域が縮小された状態で、パルス状のレーザ光を投光するタイミングを変更せずに投光制御すると、走査領域内におけるレーザ光の各照射位置間の距離が狭まり、レーザの安全上問題があるため、一般的にインターロックが作動して、装置が停止してしまう。また、光走査部が周知の一次元ガルバノミラーで構成された光測距装置においても、上記と同じ問題がある。 By the way, in the optical distance measuring device adopting this type of distance measurement by Lissajous scanning, the optical scanning drive unit drives the optical scanning unit at a driving frequency that matches the resonance frequency of each oscillation direction of the two-dimensional galvanometer mirror. ing. Here, for example, when the ambient temperature of the optical scanning unit changes or the temperature of the optical scanning unit itself changes, the resonance frequency also changes. In this state, it is known that when the optical scanning unit is driven without changing the driving frequency, the oscillation amplitude of the two-dimensional galvanometer mirror is reduced, and as a result, the scanning region of the laser beam is reduced from the target region. . As described above, when the projection control is performed without changing the timing of projecting the pulsed laser beam in a state where the scanning region is reduced, the distance between each irradiation position of the laser beam in the scanning region is narrowed, and the laser Therefore, the interlock is generally activated and the device is stopped. In addition, the optical distance measuring device in which the optical scanning unit is configured by a known one-dimensional galvanometer mirror has the same problem as described above.
このような問題を解決するために、上記光測距装置は、従来より、PWM(Pulse Width Modulation)方式による駆動制御を一般的に採用している。このPWM方式を採用した上記走査駆動部は、共振周波数に対応した周期でパルス電流を光走査部に供給して、光走査部の揺動振幅が一定になるように、デューティー比、すなわち、一周期の中でパルス電流を供給する時間(パルス幅)が一周期内で占める割合、を変更することにより、レーザ光の走査領域の縮小を抑制制御している。このようにして、例えば周辺温度が変化して光走査部の共振周波数が変化した場合に、レーザ光の走査領域を保持し、レーザ安全上のインターロックが作動しないようにしている。 In order to solve such a problem, the optical distance measuring device generally employs drive control by a PWM (Pulse Width Modulation) method. The scanning drive unit adopting this PWM system supplies a pulse current to the optical scanning unit at a cycle corresponding to the resonance frequency, so that the oscillation amplitude of the optical scanning unit becomes constant, that is, one By changing the ratio of the time (pulse width) for supplying the pulse current in one period to one period, the reduction of the scanning area of the laser light is suppressed and controlled. In this way, for example, when the ambient temperature changes and the resonance frequency of the optical scanning unit changes, the laser light scanning region is maintained so that the laser safety interlock does not operate.
しかしながら、従来のこの種の光測距装置において、例えば、光走査部の周辺温度や光走査部自体の温度が極端に変化する場合や、少しの温度変化によって特性が大きく変化してしまう光走査部を使用している場合等には、光走査部の共振周波数が駆動周波数と大きく異なってしまうことがある。PWM方式による駆動制御においては、揺動振幅が一定になるように、デューティー比を変更するが、上記のように共振周波数が駆動周波数と大きく異なると、デューティー比を変更しても、揺動振幅を一定に制御することができなくなる。このような状態においては、デューティー比は、例えば、50%を越えてしまい、光走査部に供給される電力量は過大となり、供給された電力の一部は熱に変換されて揺動駆動に寄与しなくなる。その結果、走査領域が縮小されてしまうため、対象領域内におけるレーザ光の各照射位置間の距離が狭まり、インターロックが作動して装置が停止してしまうことが依然としてある。 However, in the conventional optical distance measuring device of this type, for example, when the ambient temperature of the optical scanning unit or the temperature of the optical scanning unit itself changes drastically, or the characteristics greatly change due to a slight temperature change. When the scanning unit is used, the resonance frequency of the optical scanning unit may be greatly different from the driving frequency. In the drive control by the PWM method, the duty ratio is changed so that the swing amplitude becomes constant. However, if the resonance frequency is greatly different from the drive frequency as described above, the swing amplitude is changed even if the duty ratio is changed. Cannot be controlled to a certain level. In such a state, the duty ratio exceeds 50%, for example, and the amount of power supplied to the optical scanning unit becomes excessive, and a part of the supplied power is converted into heat for swing driving. No longer contributes. As a result, since the scanning area is reduced, the distance between the respective irradiation positions of the laser light in the target area is narrowed, and the interlock still operates to stop the apparatus.
このように、光走査による測距方式を採用した光測距装置において、温度に基づいて駆動特性が変化する状態において、駆動周波数と投光タイミングを変更しない従来の場合、PWM方式による駆動制御だけでは、光測距装置が停止しないように制御できる制御範囲には限界があった。 As described above, in the optical distance measuring device adopting the optical scanning distance measuring method, in the state where the driving frequency and the light emission timing are not changed in the state where the driving characteristic changes based on the temperature, only the drive control by the PWM method is used. However, there is a limit to the control range in which the optical distance measuring device can be controlled so as not to stop.
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、リサージュ走査による測距方式を採用した光測距装置において、光走査部の周辺温度や光走査部自体の温度が極端に変化したり、少しの温度変化によって光走査部の駆動特性が大きく変化しても、レーザ安全の基準を満たす様に、駆動可能な光測距装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems, and in an optical distance measuring device adopting a distance measuring method by Lissajous scanning, the ambient temperature of the optical scanning unit and the temperature of the optical scanning unit itself change extremely. However, an object of the present invention is to provide an optical distance measuring device that can be driven so as to satisfy the laser safety standards even if the driving characteristics of the optical scanning unit greatly change due to a slight temperature change.
本発明による光測距装置は、光反射面を有する可動部が揺動可能に形成され、該可動部が揺動することによって前記光反射面に入射される光を対象領域内で走査できる光走査部と、前記可動部を揺動させる駆動信号を、前記可動部が有する共振周波数に合わせて設定された駆動周波数で、前記光走査部に供給して前記可動部を揺動駆動する走査駆動部と、前記光反射面に向かってパルス状のレーザ光を投光する光源部と、前記光源部から投光され、前記光反射面で反射走査されたレーザ光が前記対象領域内に存在する物体によって反射された反射光を受光する受光部と、前記対象領域内におけるレーザ光の各照射位置間の距離が予め定める所定値以上になるように設定された、前記光源部が投光するレーザ光の投光タイミングを前記光源部に指令する光源制御部と、前記光源制御部によるレーザ光の投光タイミングと前記受光部による反射光の受光タイミングとの時間差に基づいて前記物体の距離を計測する測距部と、前記走査駆動部に設定されている前記駆動周波数と、前記光源制御部に設定されている前記投光タイミングとを、温度に応じて変化する前記共振周波数に合わせて変更する変更手段と、を備える。 In the optical distance measuring device according to the present invention, a movable part having a light reflecting surface is formed so as to be able to swing, and the light that can be scanned within the target region by the swinging of the movable part within the target region. A scanning drive that drives the movable unit to swing by supplying a scanning unit and a drive signal for swinging the movable unit to the optical scanning unit at a drive frequency set in accordance with a resonance frequency of the movable unit. And a light source unit that projects a pulsed laser beam toward the light reflecting surface, and a laser beam that is projected from the light source unit and reflected and scanned by the light reflecting surface exists in the target region. A laser projecting from the light source unit configured to receive a reflected light reflected by an object and a distance between each irradiation position of the laser beam in the target region to be equal to or greater than a predetermined value. Light projection timing to the light source A light source control unit for instructing, a distance measuring unit for measuring a distance of the object based on a time difference between a light projection timing of the laser light by the light source control unit and a light reception timing of the reflected light by the light receiving unit, and the scan driving unit And changing means for changing the driving frequency set to 1 and the light projection timing set to the light source controller in accordance with the resonance frequency that changes according to temperature.
本発明による光測距装置によれば、走査駆動部に設定されている駆動周波数と、光源制御部に設定されている投光タイミングとを、温度に応じて変化する共振周波数に合わせて変更する変更手段を備えており、具体的には、例えば、光測距装置は、共振周波数及び投光タイミングを関連付けたタイミングテーブルを温度毎に有し、変更手段によって、温度に応じてタイミングテーブルを切替えて、駆動周波数と投光タイミングを変更したり、また、共振周波数を測定する共振周波数測定手段を備え、取得した共振周波数に基づいて、駆動周波数を変更すると共に投光タイミングのデータを生成して、生成したデータにより投光タイミングを変更する。これにより、例えば、光走査部の周辺温度や光走査部自体の温度の極端な変化等により、光走査部の駆動特性が大きく変化する状態においても、対象領域内におけるレーザ光の各照射位置間の距離を予め定める所定値以上にすることができるため、レーザ安全の基準を満たして駆動可能な光測距装置を提供することができる。 According to the optical distance measuring device of the present invention, the drive frequency set in the scanning drive unit and the light projection timing set in the light source control unit are changed in accordance with the resonance frequency that changes according to the temperature. Specifically, for example, the optical distance measuring device has a timing table that associates the resonance frequency and the light projection timing for each temperature, and the changing unit switches the timing table according to the temperature. The resonance frequency measuring means for measuring the resonance frequency is provided, and the drive frequency is changed and the projection timing data is generated based on the acquired resonance frequency. The projection timing is changed according to the generated data. As a result, for example, even when the driving characteristics of the optical scanning unit greatly change due to, for example, an extreme change in the temperature around the optical scanning unit or the temperature of the optical scanning unit itself, Therefore, it is possible to provide an optical distance measuring device that can be driven while satisfying the laser safety standard.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態による光測距装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態による光測距装置1は、パルス状のレーザ光を対象領域内でリサージュ走査して該対象領域内に存在する物体までの距離を計測(測距)し、その計測結果に基づく距離画像を生成して出力(表示)する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the optical distance measuring device according to the first embodiment of the present invention.
The optical distance measuring
本実施形態による光測距装置1は、図1に示すように、電磁駆動型の光走査部2と、光走査部2を揺動駆動する走査駆動部3と、パルス状のレーザ光を投光する光源部4と、投光されたレーザ光の反射光を受光する受光部5と、レーザ光の投光タイミングを光源部4に指令する光源制御部6と、レーザ光を反射した物体までの距離を計測する測距部7と、投光タイミング及び光走査部2を揺動駆動する駆動周波数を変更する変更手段8と、各共振周波数及び投光タイミングを関連付けたタイミングテーブル9と、測距部7による計測結果に基づいて距離画像を生成する画像生成部10と、生成された距離画像を出力(表示)する表示部11と、を備える。
As shown in FIG. 1, the optical
前記光走査部2は、光反射面(ミラー)を有する可動部が互いに直交する第1方向及び第2方向に揺動可能に形成されており、該可動部が揺動することによって、光反射面に入射される光(パルス状のレーザ光)を対象領域内でリサージュ走査することが可能である。このような光走査部2としては、例えば、本出願人により提案された特許第2722314号公報に記載の二次元走査型の半導体ガルバノミラー(以下単に「二次元ガルバノミラー」という)を用いることができる。
The
図2は、光走査部2の具体例としての二次元ガルバノミラー20の構成を示している。
図2に示すように、二次元ガルバノミラー20は、枠状の固定部21と、固定部21の内側に配置されて一対の第1トーションバー22,22によって揺動可能に支持された外側可動部23と、外側可動部23の内側に配置されて第1トーションバー22,22に軸方向が直交する一対の第2トーションバー24,24によって揺動可能に支持された内側可動部25と、を備える。
FIG. 2 shows a configuration of a two-
As shown in FIG. 2, the two-
内側可動部25の中央部には光反射面(ミラー)26が形成され、外側可動部23及び内側可動部25の周縁部にはそれぞれ第1駆動コイル27、第2駆動コイル28が形成されている。第1駆動コイル27の端部は、固定部21に形成された第1電極端子29,29に接続され、第2駆動コイル28の端部は、固定部21に形成された第2電極端子30,30に接続されている。
A light reflecting surface (mirror) 26 is formed at the central portion of the inner
また、第1駆動コイル27に磁界を作用させる一対の第1永久磁石31,31及び第2駆動コイル28に磁界を作用させる一対の第2永久磁石32,32が固定部21を挟んでそれぞれ対向配置されている。なお、固定部21、第1トーションバー22,22、外側可動部23、第2トーションバー24,24及び内側可動部25は、半導体基板から一体的に形成されている。
In addition, a pair of first
二次元ガルバノミラー20は、第1駆動コイル27及び第2駆動コイル28に流れる電流(例えば、交流電流)と、第1永久磁石31,31及び第2永久磁石32,32による磁界と、によって外側可動部23及び内側可動部25にローレンツ力が作用し、その結果、内側可動部25が二次元方向に揺動する。内側可動部25が揺動することによって光反射面26に入射されるパルス状のレーザ光が対象領域内でリサージュ走査される。
The two-
図1に戻って、前記走査駆動部3は、光走査部2を揺動駆動させるものであり、例えば、駆動回路3aによって構成されている。この駆動回路3aは、外側可動部23及び内側可動部25を第1トーションバー22,22の軸回り方向(以下、「第1方向」と言う)に揺動させる第1駆動信号(例えば、交流電流)を、外側可動部23が有する第1方向の共振周波数に合わせて設定された駆動周波数で、第1電極端子29,29を介して第1駆動コイル27に供給すると共に、内側可動部25を第2トーションバー24,24の軸回り方向(以下、「第2方向」と言う)に揺動させる第2駆動信号(例えば、交流電流)を、内側可動部25が有する第2方向の共振周波数に合わせて設定された駆動周波数で、第2電極端子30,30を介して第2駆動コイル28に供給する。第1及び第2方向の各駆動周波数は、例えば、走査駆動部3に予め初期設定されており、この設定されている各駆動周波数は、駆動中に変化する温度(例えば、光走査部の周辺温度)に応じて、後述する変更手段によって変更される。
Returning to FIG. 1, the
なお、本実施形態においては、第1駆動信号の供給による外側可動部23及び内側可動部25の第1方向の揺動によって光反射面26に入射されるレーザ光が、対象領域内において後述する水平方向に走査され、第2駆動信号の供給による内側可動部25の第2方向の揺動によって光反射面26に入射されたパルス状のレーザ光が後述する垂直方向に走査されるものとする。
In the present embodiment, laser light that is incident on the
図3は、走査駆動部3により内側可動部25が二次元方向に揺動駆動され、光反射面26に入射されたレーザ光が対象領域内でリサージュ走査された軌跡と、第1方向及び第2方向の揺動角度x及びyとの対応関係を示している。ここで、リサージュ走査軌跡上に位置するレーザ光の照射位置は、時刻tにおける揺動角度x及びyと、光反射面26から対象領域までの距離とに基づいて定まり、例えば、対象領域の水平及び垂直方向の位置座標(X,Y)で表すことができる。時刻tにおける揺動角度x及びyは、例えば、第1駆動信号と第2駆動信号との位相差はないものとし、負方向の最大振幅(後述のA又はB)から各時刻tを起算する場合、下記の(1)及び(2)式により表される。
x=A×sin(2πtfx−π/2) ・・・(1)
y=B×sin(2πtfy−π/2) ・・・(2)
但し、Aは第1方向の最大振幅(rad)、Bは第2方向の最大振幅(rad)、fxは光走査部の第1方向の共振周波数、fyは光走査部の第2方向の共振周波数、をそれぞれ示す。
FIG. 3 shows a locus in which the inner
x = A × sin (2πtf x −π / 2) (1)
y = B × sin (2πtf y −π / 2) (2)
However, A is the maximum amplitude in the first direction (rad), B is the maximum amplitude in the second direction (rad), f x the first direction of the resonance frequency of the optical scanning unit, f y the second direction of the light scanning unit The resonance frequency of each is shown.
図1に戻って、前記光源部4は、光走査部2の内側可動部25に形成された光反射面26に向かってパルス状のレーザ光を投光するものであり、光源41と、投光光学系42と、を含む。光源部4が投光するレーザ光の投光タイミングは後述する光源制御部6によって指令される。
Returning to FIG. 1, the
光源41は、例えばレーザダイオードであり、後述する光源制御部4からの駆動信号によって発光してパルス状のレーザ光を出射する。
The
投光光学系42は、光源41が発したレーザ光を好ましい状態とするものであり、例えばコリメータレンズを含み、光源41が発したレーザ光を平行光に変換する。そして、光源部4から投光されたレーザ光は、光走査部2の光反射面26で反射されて対象領域内をリサージュ走査される。
The light projecting
前記受光部5は、光源部4から投光され、光反射面26で反射走査されたレーザ光が対象領域内に存在する物体によって反射されたレーザ光(反射光)を受光して検知するものであり、例えばフォトセンサを用いることができる。なお、受光部5は、反射光を直接受光するものであってもよいし、光走査部2(光反射面26)を介して反射光を受光するものであってもよい。
The
前記光源制御部6は、対象領域内におけるレーザ光の各照射位置間の距離が予め定める所定値以上になるように設定された投光タイミングを光源部4に指令するものである。投光タイミングは、例えば、レーザ光の各照射位置間の距離がレーザ安全の基準を満たす所定距離以上離れるように、光源制御部6に予め初期設定されており、この光源制御部6に設定されている投光タイミングは、駆動中に変化する温度(例えば、光走査部の周辺温度)に応じて、後述する変更手段によって変更される。
The light
前記測距部7は、光源制御部6によるレーザ光の投光タイミングと受光部5による反射光の受光タイミングとの時間差に基づいて物体の距離を計測するものであり、光源制御部6によるレーザ光の投光タイミングと、受光部5による反射光の受光タイミングと、を入力し、両者の時間差(光飛行時間)に基づいて、レーザ光を反射した物体までの距離を計測する。測距部7による距離の計測は、対象領域内の各照射位置において、すなわち、光源部4からのレーザ光の投光毎に行なわれ、その計測結果が後述する画像生成部10に出力される。
The
前記変更手段8は、走査駆動部3に設定されている第1及び第2方向の各駆動周波数と、光源制御部6に設定されている投光タイミングとを、温度に応じて変化する各共振周波数に合わせて変更するものである。すなわち、本実施形態において、変更手段8は、走査駆動部3に設定されている第1方向の駆動周波数を、外側可動部23が有する第1方向の共振周波数に合わせて変更すると共に、走査駆動部3に設定されている第2方向の駆動周波数を、内側可動部25が有する第2方向の共振周波数に合わせて変更し、同時に、光源制御部6に設定されているレーザ光の投光タイミングを、各共振周波数に合わせて変更する。本実施形態において、変更手段8は、例えば、駆動中に変化する外側可動部23及び内側可動部25等の周辺温度を図示しない温度計等により測定し、周辺温度の測定結果に応じて、第1及び第2方向の各駆動周波数と、投光タイミングとを変更する。
The changing means 8 changes each drive frequency in the first and second directions set in the
本実施形態において、光測距装置1は、各共振周波数及び投光タイミングを関連付けたタイミングテーブル9を温度毎に有しており、各タイミングテーブル9は、例えば、図示しないメモリ等にデータとして予め保存されている。タイミングテーブル9は、例えば、温度Tが、T≦−5℃の時用(低温用)、−5℃<T<55℃の時用(標準温度用)、55℃≦Tの時用(高温用)に設けられている。各タイミングテーブル9は、各タイミングテーブル9の温度範囲を代表する温度(例えば、−5℃、25℃、55℃)における外側可動部23及び内側可動部25の各共振周波数と、この各共振周波数に対応した投光タイミングのデータを有する。この各共振周波数に対応した投光タイミングのデータは、例えば、各共振周波数と、前述した(1)及び(2)式と、光反射面26から対象領域までの距離とに基づいて定まるリサージュ走査軌跡上に位置する各時刻tにおけるレーザ光の各照射位置間の距離が予め定める所定値以上になるように予め求められたものである。このように、タイミングテーブル9は、各共振周波数及び投光タイミングを関連付けて、温度毎(例えば、温度範囲毎)に設けられている。なお、タイミングテーブル9は、例えば、温度Tが−5℃<T<55℃の時用のものが初期設定されている。
In the present embodiment, the optical
本実施形態において、変更手段8は、温度に応じてタイミングテーブル9を切替えて、各駆動周波数及び投光タイミングを変更するように構成されている。具体的には、変更手段8は、光走査部2の周辺温度が予め定める所定温度範囲を超えた場合に、各駆動周波数及び投光タイミングの変更動作を開始する。例えば、周辺温度が常温(25℃)の状態で測距動作を開始し、その後周辺温度が変化する環境において、変更手段8は、外側可動部23及び内側可動部25の周辺温度を温度計等によって測定し、測定温度が−5℃<T<55℃の温度範囲を超えた場合に、初期設定されているタイミングテーブル9(周辺温度Tが−5℃<T<55℃の時用のテーブル)を、その測定温度が属するタイミングテーブル9(高温用若しくは低温用のテーブル)に切替える。
In the present embodiment, the changing
前記画像生成部10は、測距部7によって計測された距離に基づいて対象領域についての距離画像を生成する。距離画像は、例えば、各照射位置において計測された距離毎に色が異なる画像、すなわち、対象領域内の存在する物体についてはその奥行き距離が反映された三次元的な画像となるように生成される。そして、画像生成部10で生成された距離画像は表示部11に出力される。表示部11は、ディスプレイを備え、画像生成部10から出力された距離画像を表示する。この距離画像によって対象領域内に存在する物体を認識できることはもちろん、物体の位置、物体までの距離、物体の姿勢の変化なども検出することが可能となる。
The
次に、以上のような構成を有する光測距装置1の動作について、図2,4に基づいて説明する。なお、測距動作開始時の光走査部2の周辺温度は常温(25℃)であり、その後周辺温度Tが所定の温度範囲(−5℃<T<55℃)を超える場合について説明する。
Next, the operation of the optical
まず、測距動作について説明する。走査駆動部3の駆動回路3aは、周辺温度が25℃の時用にそれぞれ初期設定された各駆動周波数で第1及び第2駆動信号を、第1及び第2駆動コイル27,28にそれぞれ供給することにより、内側可動部25を二次元方向に揺動させる。同時に、光源制御部6は、周辺温度が25℃においてレーザ光の各照射位置間の距離がレーザ安全の基準を満たす所定距離以上離れるように初期設定された投光タイミングを光源部4に指令する。光源部4は、2次元方向に揺動する内側可動部25の光反射面26に、光制御部6により指令された投光タイミングでパルス状のレーザ光を投光する。そして、光反射面26で反射走査されたレーザ光は、対象領域内でリサージュ走査され、対象領域内に存在する物体によって反射され、受光部5で受光される。ここで、測距部7はレーザ光の投光タイミングと受光タイミングとの時間差に基づいて物体の距離を照射位置毎に計測する。その計測結果が、画像生成部10に出力される。画像生成部10は、測距部7からの計測結果に基づき距離画像を生成する。そして、生成された距離画像が表示部11に表示される。以上のような動作により測距を行うが、測距開始(STEP1)後、変更手段8は、例えば、外側可動部23及び内側可動部25の周辺温度Tを温度計等によって測定(STEP2)する。ここで、測定温度が−5℃<T<55℃の温度範囲内である場合、測距部7は、測距動作をそのまま続ける。そして、測定温度が、−5℃<T<55℃の温度範囲を超えた場合(STEP3)、変更手段8は、タイミングテーブル9をその測定温度が属する温度範囲のタイミングテーブル9(高温用又は低温用)に切替え(STEP4)て、走査駆動部3に設定されている第1及び第2方向の駆動周波数と、光源制御部6に設定されている投光タイミングとを変更(STEP5)する。そして、STEP1に戻り、変更された各駆動周波数と投光タイミングで測距動作を再開する。その後は、例えば、測定温度が低温又は高温の温度範囲を超えた場合(STEP3)、すなわち、−5℃<T<55℃の温度範囲になった場合、変更手段8は、−5℃<T<55℃の時用のタイミングテーブル9に切替え(STEP4)等を行い、測距動作を継続する。
First, the distance measuring operation will be described. The
このように、本実施形態による光測距装置1においては、走査駆動部3に設定されている各駆動周波数と、光源制御部6に設定されている投光タイミングとを、温度に応じて変化する各共振周波数に合わせて変更する変更手段8を備えると共に、各共振周波数及び投光タイミングを関連付けたタイミングテーブル9を温度毎に備える。変更手段8は、例えば、光走査部2の周辺温度に応じてタイミングテーブル9を切替えて、各駆動周波数と投光タイミングを変更する。これにより、例えば、光走査部2の周辺温度の極端な変化により、光走査部の駆動特性が大きく変化する状態においても、対象領域内におけるレーザ光の各照射位置間の距離を予め定める所定値以上にすることが可能となり、レーザ安全の基準を満たして駆動可能な光測距装置1を提供することができる。
As described above, in the optical
なお、上記説明において、タイミングテーブル9は、データ容量を少なくするために、低温用、−5℃<T<55℃の時用、高温用で設ける場合で説明したが、タイミングテーブル9は、このように3つに区分された温度範囲毎に設ける構成に限らず、例えば、5℃刻みに区分された温度範囲毎に多数設けてもよく、また、前述の−5℃<T<55℃の時用のタイミングテーブル9を1つ設け、その高温側及び低温側においては、例えば、5℃刻みに区分された温度範囲毎に多数設けてもよい。このように、タイミングテーブル9を細かく区分した温度範囲毎に設けることにより、各駆動周波数と投光タイミングをより最適に変更することができる。上記において、タイミングテーブル9は、温度範囲毎に設けるものとして説明したが、温度範囲毎ではなく、温度測定器の測定精度にあわせた温度毎に設けてもよく、この場合、さらに精度を高めて各駆動周波数と投光タイミングをより最適に変更することができる。また、変更手段8は、光走査部2等の周辺温度を測定し、周辺温度に応じて、第1及び第2方向の各駆動周波数と、投光タイミングとを変更するものとしたが、光走査部2等の周辺温度に限らず、例えば、光走査部2自体の温度を測定し、光走査部2自体の温度に応じて、第1及び第2方向の各駆動周波数と、投光タイミングとを変更してもよい。
In the above description, in order to reduce the data capacity, the timing table 9 has been described for the case of low temperature, the case of −5 ° C. <T <55 ° C., and the case of high temperature. Thus, the configuration is not limited to each of the temperature ranges divided into three, and for example, a large number may be provided for each temperature range divided in increments of 5 ° C., and the above-described −5 ° C. <T <55 ° C. One timing table 9 for time may be provided, and on the high temperature side and the low temperature side, a large number may be provided for each temperature range divided in increments of 5 ° C., for example. As described above, by providing the timing table 9 for each temperature range finely divided, each drive frequency and light projection timing can be changed more optimally. In the above description, the timing table 9 has been described as being provided for each temperature range. However, the timing table 9 may be provided for each temperature according to the measurement accuracy of the temperature measuring device, not for each temperature range. Each drive frequency and light projection timing can be changed more optimally. The changing
次に、本発明の第2実施形態による光測距装置について説明する。
図5は、本発明の第2実施形態による光測距装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図1の第1実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
Next, an optical distance measuring device according to a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the optical distance measuring device according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element same as 1st Embodiment of FIG. 1, description is abbreviate | omitted, and only a different part is demonstrated.
本実施形態において、変更手段8は、外側可動部23及び内側可動部25が有する各共振周波数を取得し、取得した各共振周波数に合わせて、第1及び第2方向の各駆動周波数を変更し、取得した各共振周波数に基づいて、光源部4が投光するパルス状のレーザ光の投光タイミングを変更するように構成されている。具体的には、変更手段8は、取得した各共振周波数に基づいて、投光タイミングのデータを生成し、生成したデータにより、投光タイミングを変更すると同時に、各駆動周波数を取得した各共振周波数と一致するように変更する。このように、変更手段8に、投光タイミングのデータを生成する機能を持たせることにより、温度に応じた投光タイミングのデータを予め備えなくても、レーザ光の投光タイミングを温度に応じて、変更することができる。
In the present embodiment, the changing
また、本実施形態において、光測距装置1は、温度と各共振周波数とを関連付けたデータAを有するデータA収納部12を備えている。このデータA収納部12には、例えば、5℃刻みに区分された温度範囲を代表する各温度データと、その各温度において外側可動部23及び内側可動部が有する第1及び第2方向の各共振周波数のデータが保存されている。なお、温度範囲は、5℃刻みに区分する場合に限らず、さらに細かく区分してもよい。温度範囲をより細かく区分することにより、より正確な各共振周波数を取得することができるため、各駆動周波数と投光タイミングをより最適に変更することができる。
In the present embodiment, the optical
そして、本実施形態において、変更手段8は、データA収納部12のデータAと温度とに基づいて、各共振周波数を取得するように構成されている。例えば、光走査部2の周辺温度が常温(25℃)の状態で測距動作を開始し、その後周辺温度が変化する環境において、変更手段8は、外側可動部23及び内側可動部の周辺温度を温度計等によって測定し、測定温度が予め定める所定温度範囲を超えた場合に、測定温度が属する温度範囲を代表する温度と関連付けられた各共振周波数をデータA収納部12から取得する。同時に、変更手段8は、取得した各共振周波数に基づいて、投光タイミングのデータを生成する。例えば、変更手段8に備えるマイコン(図示省略)等によって、取得した各共振周波数と、前述した(1)及び(2)式と、光反射面26から対象領域までの距離とに基づいて定まるリサージュ走査軌跡上に位置する各時刻tにおけるレーザ光の各照射位置間の距離が予め定める所定値以上になるように生成する。このようにして、変更手段8は、例えば、周辺温度が予め定める所定温度範囲を超えた場合に、周辺温度に応じた各共振周波数を取得し、取得した各共振周波数に合わせて、第1及び第2方向の各駆動周波数を変更すると共に、取得した各共振周波数に基づいて、投光タイミングを生成し、生成したデータにより、投光タイミングを変更する。
And in this embodiment, the change means 8 is comprised so that each resonance frequency may be acquired based on the data A and temperature of the data
次に、以上のような構成を有する光測距装置1の動作について、図5,6に基づいて説明する。なお、測距動作開始時の光走査部2の周辺温度は常温(25℃)であり、その後周辺温度Tが所定の温度範囲(例えば、22.5℃<T<27.5℃)を超える場合について説明する。なお、第1実施形態の動作と同じ部分については説明を簡略化する。なお、各駆動周波数及び投光タイミングは、周辺温度が25℃の時用のデータが初期設定されているものとする。
Next, the operation of the optical
第1実施形態と同じ様に、測距開始(STEP1)後、変更手段8は、例えば、外側可動部23及び内側可動部25の周辺温度を温度計等によって測定(STEP2)する。ここで、測定温度が22.5℃<T<27.5℃の温度範囲内である場合、測距部7は、測距動作をそのまま続ける。そして、測定温度が、22.5℃<T<27.5℃の温度範囲を超えた場合(STEP3)、例えば、27.5℃であった場合、変更手段8は、その測定温度が属する温度範囲を代表する温度データ(30℃)と関連付けられた各共振周波数をデータA収納部12から取得(STEP4a)し、取得した各共振周波数に基づいて投光タイミングを生成(STEP4b)する。そして、変更手段8は、取得した各駆動周波数に基づいて、第1及び第2方向の各駆動周波数を変更すると共に、生成したデータにより、投光タイミングを変更(STEP5)する。そして、STEP1に戻り、変更された各駆動周波数と投光タイミングで測距動作を再開する。その後は、測定温度が、例えば、使用している各駆動周波数と対応した温度(30℃)が属する温度範囲(例えば、27.5℃<T<32.5℃)を超えた場合(STEP3)、変更手段8は、上記STEP4a、4bの動作等を行い、測距動作を継続する。
As in the first embodiment, after the distance measurement is started (STEP 1), the changing
このように、本実施形態による光測距装置1においては、変更手段8は、温度に応じた各共振周波数を取得し、取得した各共振周波数に基づいて、第1及び第2方向の各駆動周波数及び投光タイミングの双方を変更することができる。また、本実施形態においては、変更手段8に投光タイミングのデータを生成する機能を持たせることができる。したがって、前述した各共振周波数及び投光タイミングを関連付けたタイミングテーブル9を設けた第1実施形態と比較すると、投光タイミングのデータを備える必要がない分、データ容量を少なくすることができる。
As described above, in the optical
なお、以上の説明において、変更手段8は、光走査部2等の周辺温度を測定し、周辺温度に応じて、第1及び第2方向の各駆動周波数を変更するものとしたが、光走査部2等の周辺温度に限らず、例えば、光走査部2自体の温度を測定し、光走査部2自体の温度に応じて、第1及び第2方向の各駆動周波数を変更してもよい。
In the above description, the changing
図7は、第2実施形態による光測距装置1の変形例の要部を示す部分ブロック図である。図7に示すように、第1変形例では、データA収納部12に加えて、各共振周波数と投光タイミングとを関連付けたデータBを有するデータB収納部13を備えて構成する。
FIG. 7 is a partial block diagram illustrating a main part of a modification of the optical
前記データB収納部13には、例えば、データA収納部12に保存されている第1及び第2方向の各共振周波数と同じ各共振周波数と、この各共振周波数に対応した投光タイミングのデータが保存されている。この各共振周波数に対応した投光タイミングのデータは、例えば、各共振周波数と、前述した(1)及び(2)式と、光反射面26から対象領域までの距離とに基づいて定まるリサージュ走査軌跡上に位置する各時刻tにおけるレーザ光の各照射位置間の距離が予め定める所定値以上になるように予め求められたものである。
In the data
また、本変形例においては、変更手段8は、取得した各共振周波数に関連付けられたデータB収納部13内のデータBを抽出し、抽出したデータにより、投光タイミングを変更するように構成されている。
Moreover, in this modification, the change means 8 is comprised so that the data B in the data
本変形例の場合、図6に示す動作フローのSTEP4bにおいて、変更手段8は、データB収納部13内のデータBを抽出し、抽出したデータにより、投光タイミングを変更(STEP5)し、それ以外の動作については、図6において説明した動作と同じである。このように、本変形例においては、投光タイミングのデータを生成するためにマイコン等を設けることなく投光タイミングを変更することができる。
In the case of this modification, in STEP 4b of the operation flow shown in FIG. 6, the changing
次に、本発明の第3実施形態による光測距装置について説明する。
図8は、本発明の第3実施形態による光測距装置の概略構成の要部を示す部分ブロック図である。なお、図5の第2実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
Next, an optical distance measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a partial block diagram showing the main part of the schematic configuration of the optical distance measuring device according to the third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element same as 2nd Embodiment of FIG. 5, description is abbreviate | omitted, and only a different part is demonstrated.
本実施形態において、光測距装置1は、温度と投光タイミングとを関連付けたデータCを有するデータC収納部14を備えている。データC収納部14には、例えば、データA収納部12に保存されている5℃刻みに区分された温度範囲を代表する温度と同じ温度データと、この各温度に対応した投光タイミングのデータが保存されている。この各温度に対応した投光タイミングのデータは、各温度においてレーザ光の各照射位置間の距離が予め定める所定値以上になるように予め求められたものである。
In the present embodiment, the optical
また、本実施形態において、変更手段8は、各共振周波数を取得し、取得した各共振周波数に合わせて、第1及び第2駆動信号の各駆動周波数を変更し、データC収納部14のデータCと温度とに基づいて、投光タイミングを変更するように構成されている。変更手段8は、例えば、第2実施形態と同様に、光走査部2の周辺温度を測定し、測定温度が予め定める所定温度範囲を超えた場合に、測定温度が属する温度範囲を代表する温度データと関連付けられた各共振周波数をデータA収納部12から取得する。そして、本実施形態において、変更手段8は、測定温度が属する温度範囲を代表する温度データと関連付けられた投光タイミングのデータをデータC収納部14から取得し、各駆動周波数及び投光タイミングを変更する。
In the present embodiment, the changing
また、本実施形態の場合、図6に示す動作フローのSTEP4b、STEP5において、変更手段8は、データC収納部14のデータCと周辺温度とに基づいて、投光タイミングを変更し、それ以外の動作については、図6において説明した動作と同じである。このように、本実施形態においては、第2実施形態の変形例と同様に、投光タイミングのデータを生成するためにマイコン等を設けることなく投光タイミングを変更することができる。
In the case of this embodiment, in STEP 4b and
なお、上記第2及び第3実施形態において、光測距装置1は、データA収納部12を備え、データA収納部12と、例えば、光走査部2の周辺温度の測定結果に基づいて、周辺温度に応じて変化する第1及び第2方向の各共振周波数を取得する構成としたが、各共振周波数の取得は、データA収納部12と周辺温度の測定結果に基づいて行う場合に限らず、外側可動部23及び内側可動部25の第1及び第2方向の各共振周波数を測定する共振周波数測定手段(図示省略)を備えて、各共振周波数を取得するように構成してもよい。
In the second and third embodiments, the optical
共振周波数測定手段は、例えば、第1及び2駆動コイル27,28と平行に設けられる第3及び第4コイル(図示省略)と、第3及び第4コイルに流れる電流を計測する計測器(図示省略)とを備え、第1及び第2駆動コイル27,28に、パルス電流を1回供給する様に走査駆動部3に指令する。そして、共振周波数測定手段は、パルス電流の供給により外側可動部23及び内側可動部25が自然振動している時に第3及び第4コイルに生じる逆起電力を計測器により計測し、その計測波形より自然振動の周波数を求めることにより、第1及び第2方向の各共振周波数を取得可能に構成するとよい。
The resonance frequency measuring means includes, for example, a third and fourth coil (not shown) provided in parallel with the first and second drive coils 27 and 28, and a measuring instrument (not shown) that measures a current flowing through the third and fourth coils. And the
また、このように、第2及び第3実施形態に共振周波数測定手段を適用した場合、図6に示す動作フローのSTEP3において、周辺温度が所定温度範囲を超えた場合、測距動作を停止し、STEP4aにおいて、変更手段8は、共振周波数測定手段により各共振周波数を取得し、それ以外の動作については、前述した動作と同じである。このように、本構成例においては、可動部23,25の各共振周波数を直接測定することができるため、精度のよい共振周波数を取得することができる。
As described above, when the resonance frequency measuring means is applied to the second and third embodiments, the distance measuring operation is stopped when the ambient temperature exceeds the predetermined temperature range in
ところで、上記全ての実施形態による光測距装置1では、温度が予め定める所定温度範囲を超えた場合に、変更手段8による変更動作を開始しているが、他の条件で変更動作を開始するようにしてもよい。以下にいくつか例を挙げて説明する。
By the way, in the optical
図1に点線で示したように、外側可動部23及び内側可動部25の揺動振幅を測定する振幅測定手段15を備え、振幅測定手段15の測定結果が予め定める所定振幅以下になった場合に、変更手段8による変更動作を開始する構成でもよい。この場合は、図4及び6の測距開始(STEP1)後、振幅測定手段15は外側可動部23及び内側可動部25の揺動振幅を測定し、STEP3において、測定結果が予め定める所定振幅以下になった場合、以降の変更動作を開始する。
As shown by a dotted line in FIG. 1, when the amplitude measuring means 15 for measuring the swinging amplitude of the outer
また、周辺温度が予め定める所定温度範囲を超えた場合、又は、外側可動部23及び内側可動部25の揺動振幅が予め定める所定振幅以下になった場合に、変更手段8が変更動作を開始するように構成すると、周辺温度が変化しても変更動作が開始されるまでの間は、設定されている第1及び第2方向の各駆動周波数と、第1及び第2方向の各共振周波数との間にはずれが生じることがある。したがって、可動部23,25の揺動振幅は測距中に小さくなる可能性がある。そこで、変更手段8が変更動作を開始するまでは、従来より知られているPWM(Pulse Width Modulation)方式による駆動制御により、外側可動部23及び内側可動部25の揺動振幅を一定に制御し、所定の条件(後述のSTEP3a)になった場合に、変更手段8の変更動作を開始する構成でもよい。このようにすると、変更手段8の変更動作開始前(測距中)に、揺動振幅が小さくなることはない。以下に具体例として、第1実施形態による光測距装置1に適用した場合を説明する。
In addition, when the ambient temperature exceeds a predetermined temperature range, or when the swinging amplitude of the outer
図9は、第1実施形態による光測距装置1の別の構成例を示すブロック図である。図9に示すように、本構成例では、外側可動部23及び内側可動部25の揺動振幅を測定する振幅測定手段15を備え、走査駆動部3は、駆動回路3aからパルス電流を第1及び第2駆動信号としてそれぞれ供給し、振幅測定手段15の測定結果に応じて、パルス電流のデューティー比、すなわち、走査駆動部3に設定されている第1及び第2駆動信号の各駆動周波数に基づいて定まる一周期の中でパルス電流を供給する時間(パルス幅)が一周期内で占める割合、を変更することにより揺動振幅を一定に制御するパルス幅変更部3bを備えて構成している。
FIG. 9 is a block diagram showing another configuration example of the optical
本構成例において、駆動回路3aは、設定されている第1及び第2駆動信号の各駆動周波数に基づいて定まる周期で、パルス電流を第1及び第2駆動コイル27,28にそれぞれ供給するように構成される。また、変更手段8は、パルス電流のデューティー比が所定比率を超えた場合に、変更動作を開始するように構成されている。
In this configuration example, the
次に、以上のような構成を有する光測距装置1の動作について、図9,10に基づいて説明する。なお、前述した第1実施形態の動作と同じ部分については説明を簡略化する。
Next, the operation of the optical
まず、測距動作について説明する。走査駆動部3の駆動回路3aは、初期設定された駆動周波数に基づいて定まる周期で、パルス電流を第1及び第2駆動信号としてそれぞれ第1及び第2駆動コイル27,28に供給することにより、内側可動部25を二次元方向に揺動させる。同時に、パルス幅変更部3bは、揺動振幅測定手段15の測定結果に応じて、パルス電流のデューティー比を変更して外側可動部23及び内側可動部25の揺動振幅を一定に制御する。そして、前述した第1実施形態と同じ様に、測距部7は、物体の距離を照射位置毎に計測し、表示部11が距離画像を表示する。以上のような動作により測距を行うが、測距開始(STEP1a)後、変更手段8は、例えば、外側可動部23及び内側可動部25の周辺温度を温度計等によって測定すると同時に、第1及び第2駆動コイル27,28に供給する電力量を、現在のデューティー比に基づいて求める(STEP2a)。ここで、求めた電力量が予め定める所定量以内の場合、測距部7は、測距動作をそのまま続ける。そして、デューティー比が所定比率を越えて、求めた電力量が所定量を超えた場合(STEP3a)、変更手段8は、第1実施形態と同じ様に、タイミングテーブル9を温度計から得られた測定温度が属する温度範囲のタイミングテーブル9に切替え(STEP4)て、各駆動周波数と投光タイミングとを変更(STEP5)する。
First, the distance measuring operation will be described. The
このように、本構成例による光測距装置1においては、変更手段8の変更動作開始前(測距中)において、揺動振幅を一定に制御することができる。これにより、デューティー比が所定比率(消費電力量が所定量)を超えるまでは、PWM方式による駆動制御の利点を生かして、揺動振幅を一定に制御し、デューティー比が所定比率(消費電力量が所定量)を越えPWM方式の制御範囲を超えてしまった場合においても、変更手段8により変更動作を開始して、測距動作を継続することができる。なお、上記説明は、PWM方式の駆動制御を第1実施形態に適用した場合で説明したが、上記全ての実施形態に適用することができる。
As described above, in the optical
なお、上記全ての実施形態の説明において、光走査部2は、二次元ガルバノミラー20によって構成され、対象領域内をリサージュ走査する場合で説明したが、光走査部2は、図示しないが、周知の一次元ガルバノミラーによって構成し、対象領域内を一次元走査する構成であってもよい。この場合、光走査部2の可動部は、固定部21に対して一対のトーションバーにより揺動可能に軸支される構成となる。そして、例えば、前述の第1実施形態の様に、タイミングテーブル9を備える構成にする場合は、タイミングテーブル9のタイミングデータは、時刻tにおける可動部の揺動角度と、光反射面26から対象領域までの距離とに基づいて定まる一次元走査軌跡上に位置する各時刻tにおけるレーザ光の各照射位置間の距離が予め定める所定値以上になるように予め求められる。また、前述の第2実施形態の様に、変更手段8が、取得した共振周波数に基づいて投光タイミングのデータを生成する構成にする場合、例えば、変更手段8に備えるマイコン等によって、取得した共振周波数と、時刻tにおける可動部の揺動角度と、光反射面26から対象領域までの距離とに基づいて、投光タイミングのデータを生成する構成となる。
In the above description of all the embodiments, the
1…光測距装置
2…光走査部
3…走査駆動部
4…光源部
5…受光部
6…光源制御部
7…測距部
8…変更手段
9…タイミングテーブル
12…データA収納部(第3データ収納部)
13…データB収納部(第1データ収納部)
14…データC収納部(第2データ収納部)
15…振幅測定手段
20…二次元ガルバノミラー(光走査部)
21…固定部
22…第1トーションバー
23…外側可動部
24…第2トーションバー
25…内側可動部
26…光反射面
3b…パルス幅変更手段
DESCRIPTION OF
13: Data B storage (first data storage)
14: Data C storage unit (second data storage unit)
15 ... Amplitude measuring means 20 ... Two-dimensional galvanometer mirror (optical scanning unit)
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記可動部を揺動させる駆動信号を、前記可動部が有する共振周波数に合わせて設定された駆動周波数で、前記光走査部に供給して前記可動部を揺動駆動する走査駆動部と、
前記光反射面に向かってパルス状のレーザ光を投光する光源部と、
前記光源部から投光され、前記光反射面で反射走査されたレーザ光が前記対象領域内に存在する物体によって反射された反射光を受光する受光部と、
前記対象領域内におけるレーザ光の各照射位置間の距離が予め定める所定値以上になるように設定された、前記光源部が投光するレーザ光の投光タイミングを前記光源部に指令する光源制御部と、
前記光源制御部によるレーザ光の投光タイミングと前記受光部による反射光の受光タイミングとの時間差に基づいて前記物体の距離を計測する測距部と、
前記走査駆動部に設定されている前記駆動周波数と、前記光源制御部に設定されている前記投光タイミングとを、温度に応じて変化する前記共振周波数に合わせて変更する変更手段と、
を備えたことを特徴とする光測距装置。 A movable portion having a light reflecting surface is formed so as to be swingable, and the light scanning portion capable of scanning the light incident on the light reflecting surface within the target region by swinging the movable portion;
A scanning drive unit that supplies a drive signal for swinging the movable unit to the optical scanning unit at a drive frequency set in accordance with a resonance frequency of the movable unit, and swings the movable unit;
A light source unit that projects a pulsed laser beam toward the light reflecting surface;
A light receiving unit that receives the reflected light reflected from the object that is projected from the light source unit and reflected and scanned by the light reflecting surface in the target region;
Light source control for instructing the light source unit to project the timing of the laser beam emitted by the light source unit, which is set so that the distance between the laser beam irradiation positions in the target region is equal to or greater than a predetermined value. And
A distance measuring unit that measures a distance of the object based on a time difference between a light projection timing of the laser light by the light source control unit and a light reception timing of reflected light by the light receiving unit;
Change means for changing the drive frequency set in the scanning drive unit and the light projection timing set in the light source control unit according to the resonance frequency that changes according to temperature,
An optical distance measuring device comprising:
前記走査駆動部は、前記駆動信号として、前記可動部を前記第1方向に揺動させる第1駆動信号及び前記可動部を前記第2方向に揺動させる第2駆動信号を、前記可動部が有する前記第1方向の共振周波数及び第2方向の共振周波数にそれぞれ合わせて設定された駆動周波数で、前記光走査部にそれぞれ供給して前記可動部を揺動駆動することを特徴とする請求項1に記載の光測距装置。 The light scanning unit performs Lissajous scanning of light incident on the light reflecting surface within a target region by swinging the movable unit formed to be swingable in a first direction and a second direction orthogonal to each other. Is possible,
The scanning drive unit includes, as the drive signal, a first drive signal for swinging the movable unit in the first direction and a second drive signal for swinging the movable unit in the second direction. The movable portion is oscillated and driven by being supplied to the optical scanning portion at a driving frequency set in accordance with the resonance frequency in the first direction and the resonance frequency in the second direction, respectively. The optical distance measuring device according to 1.
枠状の固定部と、
前記固定部の内側に配置され、一対の第1トーションバーによって揺動可能に支持された外側可動部と、
前記外側可動部の内側に配置され、前記第1トーションバーとは軸方向が互いに直交する一対の第2トーションバーによって揺動可能に支持された内側可動部と、
前記内側可動部に形成された光反射面と、
を備えて構成することを特徴とする請求項2に記載の光測距装置。 The optical scanning unit
A frame-shaped fixing part;
An outer movable portion disposed inside the fixed portion and supported by a pair of first torsion bars so as to be swingable;
An inner movable part that is disposed inside the outer movable part and is swingably supported by a pair of second torsion bars whose axial directions are perpendicular to each other with the first torsion bar;
A light reflecting surface formed on the inner movable portion;
The optical distance measuring device according to claim 2, comprising:
前記変更手段は、前記温度に応じて前記タイミングテーブルを切替えて、前記駆動周波数と前記投光タイミングを変更することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の光測距装置。 A timing table that associates the resonance frequency and the light projection timing for each temperature,
The optical distance measuring device according to claim 1, wherein the changing unit changes the driving frequency and the light projection timing by switching the timing table according to the temperature. .
前記変更手段は、前記取得した共振周波数に関連付けられた前記第1データ収納部内のデータを抽出し、抽出したデータにより、前記投光タイミングを変更することを特徴とする請求項5に記載の光測距装置。 A first data storage unit having data associating the resonance frequency with the light projection timing;
The light according to claim 5, wherein the changing unit extracts data in the first data storage unit associated with the acquired resonance frequency, and changes the light projection timing based on the extracted data. Distance measuring device.
前記変更手段は、前記共振周波数を取得し、取得した共振周波数に合わせて、前記駆動周波数を変更し、前記第2データ収納部のデータと前記温度とに基づいて、前記投光タイミングを変更することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の光測距装置。 A second data storage unit having data associating the temperature with the light projection timing;
The changing unit acquires the resonance frequency, changes the driving frequency according to the acquired resonance frequency, and changes the light projection timing based on the data in the second data storage unit and the temperature. The optical distance measuring device according to any one of claims 1 to 3.
前記変更手段は、前記第3データ収納部のデータと前記温度とに基づいて、前記共振周波数を取得することを特徴とする請求項5〜8のいずれか1つに記載の光測距装置。 A third data storage unit having data relating the temperature and the resonance frequency;
The optical distance measuring device according to claim 5, wherein the changing unit acquires the resonance frequency based on data in the third data storage unit and the temperature.
前記変更手段は、前記共振周波数測定手段により、前記共振周波数を取得することを特徴とする請求項5〜8のいずれか1つに記載の光測距装置。 Resonance frequency measurement means for measuring the resonance frequency of the movable part,
9. The optical distance measuring device according to claim 5, wherein the changing unit acquires the resonance frequency by the resonance frequency measuring unit.
前記変更手段は、前記振幅測定手段の測定結果が予め定める所定振幅以下になった場合に、前記変更動作を開始することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載の光測距装置。 Amplitude measuring means for measuring the swing amplitude of the movable part,
The optical measurement according to claim 1, wherein the changing unit starts the changing operation when a measurement result of the amplitude measuring unit becomes equal to or less than a predetermined amplitude. Distance device.
前記走査駆動部は、パルス電流を前記駆動信号として供給し、前記振幅測定手段の測定結果に応じて、前記パルス電流のデューティー比を変更することにより揺動振幅を一定に制御するパルス幅変更部を備え、
前記変更手段は、前記デューティー比が所定比率を超えた場合に、前記変更動作を開始することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載の光測距装置。 Amplitude measuring means for measuring the swing amplitude of the movable part,
The scanning drive unit supplies a pulse current as the drive signal, and changes a duty ratio of the pulse current according to a measurement result of the amplitude measuring unit, thereby controlling a swing amplitude constant. With
The optical distance measuring device according to claim 1, wherein the changing unit starts the changing operation when the duty ratio exceeds a predetermined ratio.
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