JP2012068066A - Optical range finder - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a multiplication rate of each light receiving element to be maintained constant with high accuracy, to fluctuation of element temperature, in an optical range finder comprising light receiving elements configured to exert a multiplication function through applying bias voltage.SOLUTION: An optical range finder 1 includes and comprises a two-dimensional scan mirror 2, a laser projecting section 3, a laser receiving section 4 equipped with light receiving elements 4b comprising avalanche photodiodes APD, and light projection/reception separator 5. Further, a strip-like reflection board 21 is mounted onto cover glass 7 along a bottom edge of a laser beam scan area SA so as to overlap the laser beam scan area SA. Therefore, so that output of the light receiving elements 4b when reflectance light is received from the reflection board 21 is a target value (prescribed preset value), bias voltage to apply to the light receiving elements 4b is changed.

Description

本発明は、バイアス電圧を印加することにより増倍作用を持つ受光器を備え、測定対象物から反射した光を前記受光器で検出する光測距装置に関する。   The present invention relates to an optical distance measuring device that includes a light receiver having a multiplication effect by applying a bias voltage, and detects light reflected from a measurement object by the light receiver.

従来、光測距装置として、特許文献1に開示されるように、測定対象物に向けてレーザ光を放射し、レーザ光を放射したタイミングと、測定対象物から反射したレーザ光を受光したタイミングとの時間差を測定することにより、測定対象物までの距離を測定する装置がある。
前記光測距装置では、測定対象物から反射した微弱な光を高感度で検出する受光器として、バイアス電圧を印加することにより増倍作用を持つ受光素子であるアバランシェフォトダイオードAPDを用いている。
Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, as an optical distance measuring device, a laser beam is emitted toward a measurement object, a laser beam is emitted, and a laser beam reflected from the measurement object is received. There is an apparatus for measuring a distance to a measurement object by measuring a time difference from the measurement object.
In the optical distance measuring device, an avalanche photodiode APD, which is a light receiving element having a multiplication effect by applying a bias voltage, is used as a light receiver for detecting weak light reflected from a measurement object with high sensitivity. .

特開2003−130953号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-130953

ところで、増倍作用を持つ受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)の増倍率は、素子温度によって変化する。
このため、素子温度が変化すると、反射光強度(光量)に依存せずに受光素子の出力が変化し、これによって受光タイミングの判定にずれが生じ、距離の測定結果に誤差を生じることがある。
By the way, the multiplication factor of the light-receiving element (avalanche photodiode APD) having a multiplication action varies depending on the element temperature.
For this reason, when the element temperature changes, the output of the light receiving element changes without depending on the reflected light intensity (light quantity), which may cause a deviation in the determination of the light receiving timing and may cause an error in the distance measurement result. .

そこで、増倍率を一定にするためのバイアス電圧を素子温度毎に予め求めてテーブルに記憶させ、そのときの素子温度に基づき前記テーブルを参照してバイアス電圧を決定すれば、素子温度が変化しても増倍率を一定に保持することが可能である。
しかし、受光素子における素子温度と増倍率との相関には固体差があるため、高精度に増倍率を制御するためには、受光器毎に前記テーブルを用意する必要があり、また、増倍率に相関する素子温度を高精度に検出することは難しいという問題があった。
Therefore, if the bias voltage for making the multiplication factor constant is previously determined for each element temperature and stored in a table, and the bias voltage is determined with reference to the table based on the element temperature at that time, the element temperature changes. However, it is possible to keep the multiplication factor constant.
However, since there is a solid difference in the correlation between the element temperature and the multiplication factor in the light receiving element, it is necessary to prepare the table for each light receiver in order to control the multiplication factor with high accuracy. There is a problem that it is difficult to detect the element temperature correlated with the above with high accuracy.

本発明は上記問題点に着目してなされたものであり、受光素子毎にバイアス電圧と素子温度との相関を示すテーブルを用意することなく、素子温度の変化に対して個々の受光素子の増倍率を精度良く一定に保持できる光測距装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and it is possible to increase the number of individual light receiving elements with respect to changes in element temperature without preparing a table showing the correlation between bias voltage and element temperature for each light receiving element. An object of the present invention is to provide an optical distance measuring device that can maintain a constant magnification with high accuracy.

このため、請求項1に係る発明は、測定光を投光する投光器と、前記測定光を測定対象物に向けて走査する走査装置と、バイアス電圧を印加することにより増倍作用を持ち、前記測定対象物からの反射光を受光する受光器と、を備え、前記投光器による測定光の投光タイミングと、前記受光器による反射光の受光タイミングとの時間差に基づいて、前記測定対象物までの距離を測定する光測距装置において、前記測定光の走査領域の一部に、前記投光器からの測定光を前記受光器に向けて反射する反射部を設けると共に、前記反射部が反射した光を受光したときの前記受光器の出力が所定の設定値になるように、前記バイアス電圧を変更するバイアス電圧変更手段を備えるようにした。   For this reason, the invention according to claim 1 has a multiplication function by applying a bias voltage, a projector that projects measurement light, a scanning device that scans the measurement light toward the measurement object, A light receiver that receives reflected light from the measurement object, and based on the time difference between the light projection timing of the measurement light by the light projector and the light reception timing of the reflected light by the light receiver, In the optical distance measuring device for measuring the distance, a reflection part that reflects the measurement light from the projector toward the light receiver is provided in a part of the scanning area of the measurement light, and the light reflected by the reflection part is provided. Bias voltage changing means for changing the bias voltage is provided so that the output of the light receiver when receiving light has a predetermined set value.

かかる構成では、反射部からの反射光、即ち、一定強度(光量)の反射光に対して、受光器の出力が設定値(目標値)になるように、バイアス電圧を個々に変更するから、温度変化による増倍率の変化によって受光器の出力が変化すれば、出力が設定値になるように、換言すれば、増倍率が一定になるようにバイアス電圧を受光器毎に変更する。
従って、素子温度の変化、及び、受光器の固体差があっても、増倍率を精度良く一定に保持でき、高い測距精度を安定して得ることができる。
In such a configuration, since the bias voltage is individually changed so that the output of the light receiver becomes a set value (target value) with respect to the reflected light from the reflecting portion, that is, the reflected light with a constant intensity (light quantity), When the output of the light receiver changes due to a change in gain due to temperature change, the bias voltage is changed for each light receiver so that the output becomes a set value, in other words, the gain is constant.
Therefore, even if there is a change in the element temperature and a difference between individual light receivers, the multiplication factor can be kept constant with high accuracy, and high ranging accuracy can be stably obtained.

上記請求項1の構成において、請求項2のように、前記バイアス電圧変更手段が、前記走査領域内における前記反射部の配置領域に基づき、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力を検出することができる。
かかる構成では、受光器が受光した反射光のうち、反射部からの反射光は、走査領域内で反射部を配置した領域を測定光が走査したときに受光することになるので、反射部からの反射光であるか、測定対象物からの反射光であるかを、走査領域内における反射部の配置領域に基づき区別することができ、反射部からの反射光を受光したときの受光器の出力を検出して、バイアス電圧の制御に用いることができる。
In the configuration of claim 1, as in claim 2, the bias voltage changing unit is configured to receive the light reflected by the reflection unit based on the arrangement region of the reflection unit in the scanning region. The output can be detected.
In such a configuration, of the reflected light received by the light receiver, the reflected light from the reflecting portion is received when the measurement light scans the region where the reflecting portion is arranged in the scanning region. Or reflected light from the object to be measured based on the arrangement area of the reflection part in the scanning area, and the light receiving device when receiving the reflection light from the reflection part can be distinguished. The output can be detected and used to control the bias voltage.

また、請求項1又は2の構成において、請求項3のように、前記バイアス電圧変更手段が、距離の測定結果に基づき、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力を検出することができる。
かかる構成では、反射部までの距離は既知であるから、反射部までの距離に対応しない測距結果を得たときに受光した反射光は、測定対象物からの反射光であり、反射部までの距離に対応する測距結果を得たときに受光した反射光は、反射部からの反射光であると判断でき、反射部からの反射光を受光したときの受光器の出力を検出して、バイアス電圧の制御に用いることができる。
Also, in the configuration of claim 1 or 2, as in claim 3, the bias voltage changing means detects the output of the light receiver that has received the light reflected by the reflecting portion based on the distance measurement result. be able to.
In such a configuration, since the distance to the reflecting part is known, the reflected light received when the distance measurement result not corresponding to the distance to the reflecting part is obtained is reflected light from the measurement object, and the distance to the reflecting part is The reflected light received when the distance measurement result corresponding to the distance is obtained can be judged as the reflected light from the reflecting part, and the output of the light receiver when the reflected light from the reflecting part is received is detected. Can be used to control the bias voltage.

また、請求項1〜3の構成において、請求項4のように、前記反射部を、前記走査領域内に配置した反射板とすることができる。
かかる構成では、反射板を走査領域内に配置することで、一定した強度(光量)の反射光を安定して受光器に受光させることができるようにし、反射板で反射した光を受光したときの受光器の出力が設定値になるように、換言すれば、増倍率が一定になるように、バイアス電圧を変更する。
Moreover, in the structure of Claims 1-3, like Claim 4, the said reflection part can be made into the reflecting plate arrange | positioned in the said scanning area | region.
In such a configuration, when the reflecting plate is arranged in the scanning region, the reflected light with a constant intensity (light quantity) can be stably received by the light receiver, and the light reflected by the reflecting plate is received. The bias voltage is changed so that the output of the optical receiver becomes the set value, in other words, the multiplication factor is constant.

上記請求項4の構成において、請求項5のように、前記測定光の前記測定対象物に向けた放射及び前記測定対象物からの反射光の受光を、透明板を介して行い、前記透明板に前記反射板を取り付けることができる。
かかる構成では、筐体の窓部に取り付けたカバーガラスなどの透明板を介し、測定光の放射及び反射光の受光を行う光測距装置において、透明板に反射板を取り付け、この透明板に設けた反射板からの反射光を受光器が受光したときの出力に基づき、バイアス電圧を変更する。
In the configuration of claim 4, as in claim 5, radiation of the measurement light toward the measurement object and reception of reflected light from the measurement object are performed via a transparent plate, and the transparent plate The reflection plate can be attached to.
In such a configuration, in an optical distance measuring device that radiates measurement light and receives reflected light through a transparent plate such as a cover glass attached to the window of the housing, the reflective plate is attached to the transparent plate, The bias voltage is changed based on the output when the light receiver receives the reflected light from the provided reflector.

また、請求項1〜3の構成において、請求項6のように、前記測定光の前記測定対象物に向けた放射及び前記測定対象物からの反射光の受光を、透明板を介して行い、前記透明板の一部を前記反射部として用いることができる。
かかる構成では、筐体の窓部に取り付けたカバーガラスなどの透明板を介し、測定光の放射及び反射光の受光を行う光測距装置において、透明板の一部で測定光を反射させ、この透明板からの反射光を受光器に受光させるようにし、透明板からの反射光を受光したときの受光器の出力に基づきバイアス電圧を変更する。
Further, in the configuration of claims 1 to 3, as in claim 6, radiation of the measurement light toward the measurement object and reception of reflected light from the measurement object are performed via a transparent plate, A part of the transparent plate can be used as the reflecting portion.
In such a configuration, in the optical distance measuring device that radiates measurement light and receives reflected light through a transparent plate such as a cover glass attached to the window portion of the housing, the measurement light is reflected by a part of the transparent plate, The light reflected from the transparent plate is received by the light receiver, and the bias voltage is changed based on the output of the light receiver when the light reflected from the transparent plate is received.

上記請求項6の構成において、請求項7のように、前記透明板を、前記走査領域内で前記投光器に向けて凸となるように折れ曲がった形状に形成し、前記透明板の頂点付近を前記反射部とすることができる。
かかる構成では、透明板を、走査領域内で前記投光器に向けて凸となるように折れ曲がった形状に形成することで、透明板の平面からの反射光が受光器の視野に入ることを抑制し、測定対象物からの反射光に透明板からの反射光が混じることによるノイズを低減できる一方、透明板の頂点付近では、透明板からの反射光が受光器の視野に入るようにでき、頂点付近で反射した光を受光した受光器の出力が設定値になるように、バイアス電圧を変更する。
In the configuration of claim 6, as in claim 7, the transparent plate is formed in a shape bent so as to be convex toward the projector in the scanning area, and the vicinity of the apex of the transparent plate is It can be a reflection part.
In such a configuration, the transparent plate is formed in a bent shape so as to be convex toward the projector in the scanning region, thereby preventing reflected light from the plane of the transparent plate from entering the visual field of the light receiver. In addition, it is possible to reduce the noise caused by the reflected light from the transparent plate mixed with the reflected light from the measurement object, while the reflected light from the transparent plate can enter the field of view of the receiver near the top of the transparent plate. The bias voltage is changed so that the output of the light receiver that receives the light reflected in the vicinity becomes the set value.

また、請求項1〜7の構成において、請求項8のように、前記バイアス電圧変更手段が、前記走査装置による走査振幅が走査開始から設定値に到達するまでの間は、前記バイアス電圧を初期値に固定し、走査振幅が前記設定値に達した後に、前記バイアス電圧を、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力と前記設定値との偏差に応じて、前記初期値からステップ的に変化させることができる。
かかる構成では、測定光の走査開始直後であって、走査振幅が設定値に達していないときには、反射部からの反射光を受光したときの出力を精度良くモニタできないので、走査が所期の振幅で行われるようになるまでは、バイアス電圧を変更せずに初期値を保持させ、走査が所期の振幅で行われるようになると、反射部からの反射光を受光したときの出力に基づくバイアス電圧の変更を開始し、バイアス電圧を初期値からステップ的に変化させる。
In the configuration of claims 1 to 7, as in claim 8, the bias voltage changing means sets the bias voltage to an initial value until the scanning amplitude by the scanning device reaches a set value from the start of scanning. After the scanning amplitude reaches the set value, the bias voltage is set to the initial value according to a deviation between the output of the light receiver that has received the light reflected by the reflecting unit and the set value. Can be changed step by step.
In such a configuration, immediately after the scanning of the measurement light is started and the scanning amplitude does not reach the set value, the output when the reflected light from the reflecting portion is received cannot be accurately monitored. Until the scanning is performed, the initial value is maintained without changing the bias voltage, and when scanning is performed with the expected amplitude, the bias based on the output when the reflected light from the reflecting portion is received The voltage change is started, and the bias voltage is changed stepwise from the initial value.

また、請求項1〜8の構成において、請求項9のように、前記バイアス電圧変更手段が、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力について平均値を求め、前記平均値に基づき前記バイアス電圧を変更することができる。
かかる構成では、反射部が反射した光を受光した受光器の出力について平均値を求めることで、出力ばらつきを平滑化し、平均的な出力レベルに基づきバイアス電圧を変更する。
In the configuration of claims 1 to 8, as in claim 9, the bias voltage changing means obtains an average value for the output of the light receiver that has received the light reflected by the reflecting portion, and the average value is obtained. Based on this, the bias voltage can be changed.
In such a configuration, the average value is obtained for the output of the light receiver that has received the light reflected by the reflecting portion, thereby smoothing the output variation and changing the bias voltage based on the average output level.

また、請求項1〜9の構成において、請求項10のように、前記バイアス電圧変更手段が、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力と前記設定値との偏差が許容誤差を超える場合に、前記バイアス電圧を変更することができる。
かかる構成では、反射部が反射した光を受光した受光器の出力と設定値との偏差が許容誤差内であって、受光器の出力が設定値に略一致する場合には、バイアス電圧をそれまでの値に保持させ、前記偏差が許容誤差を超えている場合には、バイアス電圧を変更して増倍率を修正することで、前記偏差を許容誤差内に収束させる。
Further, in the configuration according to any one of claims 1 to 9, as in claim 10, the deviation between the output of the light receiver that has received the light reflected by the reflecting portion and the set value is an allowable error. The bias voltage can be changed when exceeding.
In such a configuration, if the deviation between the output of the light receiver that has received the light reflected by the reflecting portion and the set value is within an allowable error and the output of the light receiver substantially matches the set value, the bias voltage is adjusted accordingly. When the deviation exceeds the allowable error, the bias is changed to correct the multiplication factor, thereby converging the deviation within the allowable error.

また、請求項1〜10の構成において、請求項11のように、前記反射部における反射率を、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力が飽和しない値に設定することができる。
かかる構成では、反射部が測定対象物よりも投光器に近い位置に配置されることで、反射部における反射光の強度(光量)が強く、反射部からの反射光を受光したときの受光器の出力が飽和してしまうと、バイアス電圧の過不足が不明となってしまうので、反射部からの反射光を受光したときに、受光器の出力が飽和しないように、反射部の反射率を低く抑制する。
Moreover, in the structure of Claims 1-10, like Claim 11, the reflectance in the said reflection part may be set to the value which does not saturate the output of the said light receiver which received the light which the said reflection part reflected. it can.
In such a configuration, since the reflecting portion is arranged at a position closer to the projector than the object to be measured, the intensity (light quantity) of the reflected light at the reflecting portion is high, and the light receiving device when the reflected light from the reflecting portion is received. If the output saturates, it becomes unclear whether the bias voltage is excessive or insufficient. Therefore, when the reflected light from the reflector is received, the reflectivity of the reflector is lowered so that the output of the receiver is not saturated. Suppress.

かかる光測距装置によると、受光器毎にバイアス電圧テーブルを用意することなく、素子温度の変化、及び、受光器の固体差に対して、受光器の増倍率を精度良く一定に保持でき、高い測距精度を安定して得ることができる。   According to such an optical distance measuring device, without preparing a bias voltage table for each photoreceiver, the gain of the photoreceiver can be accurately and constantly maintained with respect to changes in element temperature and individual differences in the photoreceiver, High ranging accuracy can be obtained stably.

本発明の実施形態の光測距装置におけるレーザ光の走査系を示す斜視図The perspective view which shows the scanning system of the laser beam in the optical distance measuring device of embodiment of this invention 本発明の実施形態の光測距装置のシステムブロック図System block diagram of an optical distance measuring device according to an embodiment of the present invention 本発明の実施形態の光測距装置におけるバイアス電圧の変更処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of the change process of the bias voltage in the optical distance measuring device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の光測距装置においてカバーガラスの折れ曲がり部の頂点を反射部としたときのレーザ光の反射特性を示す図The figure which shows the reflective characteristic of a laser beam when the vertex of the bent part of a cover glass is made into the reflection part in the optical distance measuring device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の光測距装置においてカバーガラスの折れ曲がり部の頂点を反射部とする場合の反射部の配置パターンを示す図The figure which shows the arrangement pattern of a reflection part in the case of using the vertex of the bending part of a cover glass as a reflection part in the optical distance measuring device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の光測距装置においてカバーガラスの折れ曲がり部の頂点を反射部とする場合の頂点付近での反射特性を示す図The figure which shows the reflection characteristic in the vertex vicinity in case the vertex of the bending part of a cover glass is made into a reflection part in the optical distance measuring device of embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る光測距装置1の光学系を示す斜視図であり、光測距装置1は、2次元走査ミラー(スキャナ、走査装置)2、レーザ投光部(投光器)3、レーザ受光部(受光器)4、投受光分離器5を含んで構成され、測定対象物に向けたレーザ光(測定光)の投光、及び、測定対象物からの反射光の受光は、図示省略した筐体に開口させた投受光窓6に取り付けた透明板であるカバーガラス7を介してなされるようになっている。
尚、カバーガラス7はガラス板で形成され、カバーガラス7で反射したレーザ光がレーザ受光部4の視野内に入ることがないように、カバーガラス7を湾曲させたり、平板状のカバーガラス7を光軸に対して斜めに交差するように取り付けたりしてある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an optical system of an optical distance measuring device 1 according to the present invention. The optical distance measuring device 1 includes a two-dimensional scanning mirror (scanner, scanning device) 2, a laser projector (projector) 3. The laser light receiving section (light receiver) 4 and the light projecting / receiving separator 5 are configured to project the laser light (measurement light) toward the measurement object and receive the reflected light from the measurement object. It is made through a cover glass 7 which is a transparent plate attached to a light projecting / receiving window 6 opened in a housing (not shown).
The cover glass 7 is formed of a glass plate, and the cover glass 7 is curved or a flat cover glass 7 so that the laser light reflected by the cover glass 7 does not enter the field of view of the laser light receiving unit 4. Are attached so as to cross the optical axis at an angle.

そして、光測距装置1は、レーザ光を投射すべき座標と時刻とを定めたタイミングテーブルを備え、このタイミングテーブルに従ってレーザ光の放射を行い、レーザ投光部3からの測定対象物に向けたレーザ光の放射タイミングと、測定対象物からの反射光をレーザ受光部4が受光した受光タイミングとの時間差及びレーザ光の伝播速度に基づいて、測定対象物までの距離を算出する。
即ち、光測距装置1は、光パルス飛行時間計測法によって測定対象物までの距離を測定する装置である。
尚、光測距装置1は、測距結果の長短に応じた色分けを画素毎に行った画像(測距画像データ)を出力する構成とすることができる。
The optical distance measuring device 1 includes a timing table that determines the coordinates and time at which the laser light is to be projected, emits the laser light according to this timing table, and directs it toward the measurement object from the laser projector 3. The distance to the measurement object is calculated based on the time difference between the laser light emission timing and the light reception timing at which the laser light receiving unit 4 receives the reflected light from the measurement object and the propagation speed of the laser light.
That is, the optical distance measuring device 1 is a device that measures the distance to the measurement object by the optical pulse time-of-flight measurement method.
Note that the optical distance measuring device 1 can be configured to output an image (ranging image data) obtained by performing color coding for each pixel according to the length of the distance measurement result.

図2は、光測距装置1のシステム構成の詳細を示すブロック図である。
レーザ投光部3は、レーザ素子3a及び投光光学系3bを備え、レーザ放射タイミング制御信号に基づいてレーザ素子3aを駆動制御して、測定光としてのレーザ光(パルス光)を発光させる。レーザ素子3aから発光されたレーザ光は、投光光学系3bを介して放射され、投受光分離器5を透過して、2次元走査ミラー2で反射し、カバーガラス7を透過して測定対象物に向けて放射される。
FIG. 2 is a block diagram showing details of the system configuration of the optical distance measuring device 1.
The laser projector 3 includes a laser element 3a and a projecting optical system 3b, and drives and controls the laser element 3a based on a laser emission timing control signal to emit laser light (pulse light) as measurement light. Laser light emitted from the laser element 3a is emitted through the light projecting optical system 3b, passes through the light projecting / receiving light separator 5, is reflected by the two-dimensional scanning mirror 2, and passes through the cover glass 7 to be measured. Radiated towards an object.

ここで、2次元走査ミラー2が2次元的に振動することで、2次元走査ミラー2での反射光は2次元領域に走査され、これにより、レーザ光で測定対象物が2次元に走査される。2次元走査ミラー2によるレーザ光の走査は、ラスタスキャン或いはリサージュスキャンである。但し、1次元の走査装置(走査ミラー)を2つ組み合わせることで、測定対象物をレーザ光が2次元に走査するシステムであってもよい。
カバーガラス7を透過して測定対象物に向けて放射されたレーザ光は、測定対象物で反射し、この反射レーザ光は、カバーガラス7を透過して2次元走査ミラー2で反射し、更に、投受光分離器5で反射して、レーザ受光部4に受光される。
Here, when the two-dimensional scanning mirror 2 vibrates two-dimensionally, the reflected light from the two-dimensional scanning mirror 2 is scanned in a two-dimensional region, and thereby the measurement object is scanned two-dimensionally with laser light. The The scanning of the laser beam by the two-dimensional scanning mirror 2 is a raster scan or a Lissajous scan. However, a system in which a laser beam is scanned two-dimensionally by a laser beam by combining two one-dimensional scanning devices (scanning mirrors) may be used.
The laser light transmitted through the cover glass 7 and emitted toward the measurement object is reflected by the measurement object, and this reflected laser light is transmitted through the cover glass 7 and reflected by the two-dimensional scanning mirror 2. Then, it is reflected by the light projecting / receiving separator 5 and received by the laser light receiving unit 4.

レーザ受光部4は、受光光学系4a、受光素子4b、プリアンプ4c、バイアス回路4dを含んで構成される。
そして、投受光分離器5で反射したレーザ光は、受光光学系4aで集光されて受光素子4bに受光され、受光素子4bは、測定対象物で反射したレーザ光の強度(光量)に応じた電圧を検出出力として発生する。
The laser light receiving unit 4 includes a light receiving optical system 4a, a light receiving element 4b, a preamplifier 4c, and a bias circuit 4d.
The laser light reflected by the light projecting / receiving separator 5 is collected by the light receiving optical system 4a and received by the light receiving element 4b, and the light receiving element 4b corresponds to the intensity (light quantity) of the laser light reflected by the measurement object. The generated voltage is generated as a detection output.

受光素子4bは、バイアス電圧を印加することにより増倍作用を持つアバランシェフォトダイオードAPDであり、バイアス回路4dは、アバランシェフォトダイオードAPDにバイアス電圧を印加する。
測定対象物からの反射光の強度(光量)を示す受光素子4bの出力信号(アナログ信号)を、プリアンプ4cで増幅し、更に、増幅後の信号を、A/D変換器10でデジタル信号に変換し、プリアンプ4cが出力するアナログ信号及びA/D変換器10が出力するデジタル信号を、測距部11に出力する。
The light receiving element 4b is an avalanche photodiode APD that has a multiplication action by applying a bias voltage, and the bias circuit 4d applies a bias voltage to the avalanche photodiode APD.
The output signal (analog signal) of the light receiving element 4b indicating the intensity (light quantity) of the reflected light from the measurement object is amplified by the preamplifier 4c, and the amplified signal is converted into a digital signal by the A / D converter 10. The analog signal output from the preamplifier 4 c and the digital signal output from the A / D converter 10 are output to the distance measuring unit 11.

測距部11は、受光素子4bの出力信号(アナログ信号)に基づき計時ストップパルスを生成し、図示省略した発光モニタ部が生成する計時スタートパルスから、前記計時ストップパルスまでの時間差を計測し、この時間差から測定対象物までの距離を算出する。
A/D変換器10が出力するデジタル信号、即ち、反射光の強度(光量)データは、測距部11において、レーザ光の照射タイミング及び受光タイミングの検出方式の選択などに用いる。
The distance measuring unit 11 generates a time stop pulse based on an output signal (analog signal) of the light receiving element 4b, measures a time difference from a time start pulse generated by a light emission monitor unit (not shown) to the time stop pulse, The distance to the measurement object is calculated from this time difference.
The digital signal output from the A / D converter 10, that is, the intensity (light quantity) data of the reflected light is used by the distance measuring unit 11 to select the detection method of the laser light irradiation timing and light reception timing.

また、本実施形態では、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bの増倍率を一定にするために、バイアス回路4dが印加するバイアス電圧を制御する。
上記バイアス電圧制御のために、図1,図2に示すように、レーザ光走査領域SAの下端に沿って走査領域SAに重なるように、短冊状の反射板21をカバーガラス7に取り付けてある。
この反射板21の位置に走査タイミングが来たときにレーザ光を投射すると、レーザ光が反射板21で反射して、この反射板21での反射光がレーザ受光部4(受光素子4b)に受光されるようにしてある。
In the present embodiment, the bias voltage applied by the bias circuit 4d is controlled in order to make the multiplication factor of the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b constant.
In order to control the bias voltage, as shown in FIGS. 1 and 2, a strip-shaped reflector 21 is attached to the cover glass 7 so as to overlap the scanning area SA along the lower end of the laser beam scanning area SA. .
When a laser beam is projected when the scanning timing comes to the position of the reflecting plate 21, the laser beam is reflected by the reflecting plate 21, and the reflected light from the reflecting plate 21 is transmitted to the laser light receiving unit 4 (light receiving element 4b). It is designed to receive light.

図1及び図2に示した例では、反射部としての反射板21を、レーザ光走査領域SAの下端に沿って走査幅の全域に渡って延びる短冊状の部材としたが、反射板21を設ける位置を走査領域SAの下端に限定するものではなく、上端、左側端、右側端のいずれかに反射板21を配置しても良く、また、上端、下端、左側端、右側端のうちの複数箇所に反射板21を配置しても良い。
また、レーザ光走査領域SAの4隅の少なくとも1つに反射板21を配置しても良く、更に、反射板21の形状を短冊状(長方形)に限定するものでもない。
即ち、反射板21は、レーザ光の走査領域SA内であって、レーザ光が投射される位置に配置すれば良い。但し、反射板21を設けた領域は、カバーガラス7の外側に位置する測定対象物に向けてレーザ光が投射されずに測距不能となるので、走査領域SAの周縁に配置することが好ましい。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the reflecting plate 21 as the reflecting portion is a strip-shaped member extending over the entire scanning width along the lower end of the laser beam scanning area SA. The position to be provided is not limited to the lower end of the scanning area SA, and the reflecting plate 21 may be arranged at any one of the upper end, the left end, and the right end, and among the upper end, the lower end, the left end, and the right end. You may arrange | position the reflecting plate 21 in multiple places.
Further, the reflecting plate 21 may be disposed at at least one of the four corners of the laser beam scanning area SA, and the shape of the reflecting plate 21 is not limited to a strip shape (rectangle).
In other words, the reflection plate 21 may be disposed in the laser beam scanning area SA at a position where the laser beam is projected. However, since the region where the reflecting plate 21 is provided cannot be measured without laser light being projected toward the measurement object located outside the cover glass 7, it is preferable to arrange the region on the periphery of the scanning region SA. .

更に、反射板21をカバーガラス7の内側面に取り付けるようにすれば、反射板21を簡易に設けることができるが、反射板21の取り付け位置をカバーガラス7に限定するものではなく、2次元走査ミラー2とカバーガラス7との間に、ステーなどを用いて固定することができる。
但し、反射板21は、カバーガラス7の内側の装置筐体内に設置することが好ましい。反射板21を、カバーガラス7の内側の装置筐体内に設置すれば、反射板21に向けて投射したレーザ光が他の障害物で反射してしまうことを回避でき、走査振幅及び発光タイミングが所期の値で走査される状態であれば、反射板21からの反射光をレーザ受光部4に確実に受光させることができる。
Furthermore, if the reflecting plate 21 is attached to the inner side surface of the cover glass 7, the reflecting plate 21 can be easily provided. However, the attachment position of the reflecting plate 21 is not limited to the cover glass 7, but two-dimensional. It can be fixed between the scanning mirror 2 and the cover glass 7 using a stay or the like.
However, it is preferable that the reflecting plate 21 is installed in the apparatus housing inside the cover glass 7. If the reflecting plate 21 is installed in the device casing inside the cover glass 7, it can be avoided that the laser light projected toward the reflecting plate 21 is reflected by other obstacles, and the scanning amplitude and light emission timing can be reduced. If the scanning is performed with the desired value, the laser light receiving unit 4 can surely receive the reflected light from the reflecting plate 21.

そして、反射板21で反射したレーザ光を受光したときのレーザ受光部4(受光素子4b)の出力が所定の設定値(目標値)になるように、バイアス回路4dが、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bに印加するバイアス電圧を変更する。
ここで、レーザ受光部4(受光素子4b)の出力のうち、反射板21で反射したレーザ光を受光したときの出力は、走査領域内で反射板21を配置した領域から判断でき、反射板21を配置した領域(走査ポイント)での出力は、反射板21で反射したレーザ光を受光したときの出力であるものと推定できる。
Then, the bias circuit 4d includes a light receiving element (avalanche photo) so that the output of the laser light receiving unit 4 (light receiving element 4b) when receiving the laser light reflected by the reflecting plate 21 becomes a predetermined set value (target value). The bias voltage applied to the diode APD) 4b is changed.
Here, among the outputs of the laser light receiving unit 4 (light receiving element 4b), the output when the laser beam reflected by the reflecting plate 21 is received can be determined from the region where the reflecting plate 21 is arranged in the scanning region. It can be presumed that the output in the region (scanning point) where 21 is placed is the output when the laser beam reflected by the reflecting plate 21 is received.

また、測定対象物に照射される前に反射板21によってレーザ光が反射されることになり、反射板21までの距離は既知であるから、この既知である距離の測定結果を得たときの出力は、反射板21での反射光を受光したときの出力であるものと推定できる。
更に、反射板21を配置した領域での出力であり、かつ、測距結果が反射板21までの距離に相当する場合に、反射板21での反射光を受光したときの出力であると判断することができる。
In addition, since the laser beam is reflected by the reflecting plate 21 before being irradiated on the measurement object, and the distance to the reflecting plate 21 is known, the measurement result of the known distance is obtained. The output can be estimated to be an output when the reflected light from the reflecting plate 21 is received.
Furthermore, when the output is in the area where the reflecting plate 21 is arranged and the distance measurement result corresponds to the distance to the reflecting plate 21, it is determined that the output is when the reflected light from the reflecting plate 21 is received. can do.

尚、反射板21は、レーザ受光部4から近距離に配置されることになり、その反射面におけるレーザ光の反射率が高いと、反射板21からの反射光を受光したときの受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bの出力が飽和してしまい、受光素子4bの増倍率が設定値よりも高いか否かを出力から判断することができなくなる。
そこで、反射板21の反射面を黒色にするなどして、反射板21からの反射光を受光したときにレーザ受光部4(受光素子4b)の出力が飽和しない程度の低反射率に設定してある。
The reflecting plate 21 is disposed at a short distance from the laser light receiving unit 4. If the reflectance of the laser beam on the reflecting surface is high, the light receiving element (when receiving the reflected light from the reflecting plate 21) The output of the avalanche photodiode APD) 4b is saturated, and it cannot be determined from the output whether the multiplication factor of the light receiving element 4b is higher than the set value.
Therefore, the reflection surface of the reflection plate 21 is made black, for example, so that the reflectance is set so as not to saturate the output of the laser light receiving unit 4 (light reception element 4b) when the reflected light from the reflection plate 21 is received. It is.

バイアス電圧の変更を行うための処理ブロックとして、平均値算出部12、目標設定部13、偏差算出部14、調整部15、バイアス電圧変更部(バイアス電圧変更手段)16を設けてある。
平均値算出部12は、A/D変換器10が出力するデジタル信号のうち、反射板21で反射したレーザ光の強度(光量)を示す信号について、複数フレームnでの平均値を算出する。
As a processing block for changing the bias voltage, an average value calculating unit 12, a target setting unit 13, a deviation calculating unit 14, an adjusting unit 15, and a bias voltage changing unit (bias voltage changing means) 16 are provided.
The average value calculation unit 12 calculates an average value in a plurality of frames n for a signal indicating the intensity (light quantity) of the laser light reflected by the reflecting plate 21 among the digital signals output from the A / D converter 10.

目標設定部13は、反射板21で反射したレーザ光を受光したときの受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bの出力の目標値を予め記憶し、この目標値(設定値)を偏差算出部14に出力する。
偏差算出部14は、目標設定部13が出力する目標値(設定値)と平均値算出部12が算出した平均値との偏差、即ち、反射板21で反射したレーザ光を受光したときの受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bの出力の目標値に対する誤差を算出する。
The target setting unit 13 stores in advance a target value of the output of the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b when the laser beam reflected by the reflecting plate 21 is received, and this target value (set value) is calculated as a deviation calculating unit 14. Output to.
The deviation calculation unit 14 is a deviation between the target value (set value) output from the target setting unit 13 and the average value calculated by the average value calculation unit 12, that is, the light reception when the laser beam reflected by the reflecting plate 21 is received. An error with respect to the target value of the output of the element (avalanche photodiode APD) 4b is calculated.

調整部15は、偏差算出部14が算出した偏差(誤差)を入力し、反射板21で反射したレーザ光を受光したときの受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bの出力を目標値に近づけるためのバイアス電圧の変更分(補正値)を設定する。
そして、バイアス電圧変更部16は、調整部15が設定した変更分に従って、バイアス回路4dが受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bに印加するバイアス電圧を変更する。
尚、バイアス電圧変更部16を、D/A変換器、又は、可変抵抗器で構成することができる。
The adjustment unit 15 inputs the deviation (error) calculated by the deviation calculation unit 14 and makes the output of the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b close to the target value when the laser beam reflected by the reflecting plate 21 is received. Set the change (correction value) of the bias voltage.
The bias voltage changing unit 16 changes the bias voltage applied to the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b by the bias circuit 4d according to the change set by the adjusting unit 15.
The bias voltage changing unit 16 can be configured by a D / A converter or a variable resistor.

反射板21で反射したレーザ光の強度(光量)は一定であるから、上記のように、反射板21で反射したレーザ光を受光したときの受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bの出力が目標値になるようにバイアス電圧を変更することは、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bの増倍率(入射光量に対する出力レベルのゲイン)を一定とすることになる。
従って、受光素子4bの素子温度に変化によって増倍率が変化すると、バイアス電圧を変更して増倍率を一定に保持するように作用し、素子温度の変化による出力レベルの変動を抑制できる。
Since the intensity (light quantity) of the laser beam reflected by the reflecting plate 21 is constant, as described above, the output of the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b when receiving the laser beam reflected by the reflecting plate 21 is the target. Changing the bias voltage to have a value makes the multiplication factor (the gain of the output level with respect to the incident light amount) constant of the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b.
Therefore, when the multiplication factor changes due to the change in the element temperature of the light receiving element 4b, the bias voltage is changed to keep the multiplication factor constant, and the fluctuation of the output level due to the change of the element temperature can be suppressed.

また、素子温度と増倍率との相関が、個々の受光素子4bでばらついても、反射板21で反射した一定強度(光量)のレーザ光を受光したときの出力が目標値(設定値)になるようにバイアス電圧を補正すれば、反射光強度(光量)と出力との相関を一定に揃えることになって、前記ばらつきに影響されて出力レベルが変動することを抑制できる。
そして、反射光強度(光量)に対する出力レベルを一定にできれば、受光タイミングの判定にずれが生じることを抑制できるから、素子温度の変化や素子ばらつきに対して、高い測距精度を安定して得ることができる。
Further, even when the correlation between the element temperature and the multiplication factor varies among the individual light receiving elements 4b, the output when the laser beam having a constant intensity (light quantity) reflected by the reflecting plate 21 is received becomes the target value (set value). If the bias voltage is corrected so that the correlation between the reflected light intensity (light quantity) and the output is made constant, it is possible to suppress the fluctuation of the output level due to the variation.
If the output level with respect to the reflected light intensity (light quantity) can be made constant, it is possible to suppress the occurrence of deviation in the determination of the light reception timing, so that high ranging accuracy can be stably obtained with respect to changes in element temperature and element variations. be able to.

以下では、前述したバイアス電圧の変更処理を、図3のフローチャートに従ってより詳細に説明する。
ステップS101で光測距装置を起動すると、まず、ステップS102では、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bに印加するバイアス電圧を標準値V0に設定する。
前記標準値V0は、標準温度のときに、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bの出力が設定値(設計値)となる値として予め適合してある。
In the following, the above-described bias voltage changing process will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG.
When the optical distance measuring device is activated in step S101, first, in step S102, the bias voltage applied to the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b is set to the standard value V0.
The standard value V0 is previously adapted as a value at which the output of the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b becomes a set value (design value) at the standard temperature.

ステップS103では、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bに印加するバイアス電圧を標準値V0とした状態で、仮動作を開始させる。
ステップS104では、2次元走査ミラー2によるレーザ光の走査、及び、レーザ発光タイミングの制御を起動する。
2次元走査ミラー2は、ミラーの振動を検出する振動センサ(歪ゲージ、ピエゾ抵抗素子など)を備え、レーザ光の走査制御においては、前記振動センサの出力に基づき検出したミラーの振動に応じて、ミラー駆動手段の操作量をフィードバック制御する。
In step S103, the temporary operation is started in a state where the bias voltage applied to the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b is set to the standard value V0.
In step S104, scanning of laser light by the two-dimensional scanning mirror 2 and control of laser emission timing are started.
The two-dimensional scanning mirror 2 includes a vibration sensor (strain gauge, piezoresistive element, etc.) that detects the vibration of the mirror, and in laser beam scanning control, according to the mirror vibration detected based on the output of the vibration sensor. The amount of operation of the mirror driving means is feedback controlled.

ステップS105では、2次元走査ミラー2によるレーザ光の走査振幅、及び、レーザ発光タイミングが目標値に達したか否か、即ち、所期の走査領域SAを、所期の発光タイミングでレーザ光が走査されるようになったか否かを判断する。
そして、2次元走査ミラー2によるレーザ光の走査振幅、及び、レーザ発光タイミングが目標値に達していない状態では、ステップS104へ戻って、2次元走査ミラー2によるレーザ光の走査、及び、レーザ発光タイミングの制御を継続させる。
In step S105, whether or not the scanning amplitude of the laser beam by the two-dimensional scanning mirror 2 and the laser emission timing have reached the target values, that is, the intended scanning region SA is scanned with the laser beam at the intended emission timing. It is determined whether or not scanning has started.
When the scanning amplitude of the laser beam by the two-dimensional scanning mirror 2 and the laser emission timing do not reach the target values, the process returns to step S104, the scanning of the laser beam by the two-dimensional scanning mirror 2, and the laser emission. Continue timing control.

一方、2次元走査ミラー2によるレーザ光の走査振幅、及び、レーザ発光タイミングが目標値に達すると、ステップS106へ進み、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bに印加するバイアス電圧のフィードバック制御を開始する。
ステップS107では、反射板21から反射したレーザ光を受光したときのレーザ受光部4の出力E(検出光量)の目標値E0を設定すると共に、この目標値E0と実際の出力Eとの偏差ΔEの許容値である許容誤差εを設定する。前記目標値E0及び許容誤差εは、予め記憶した値であるが、任意に変更できるようにしてもよい。
On the other hand, when the scanning amplitude of the laser beam by the two-dimensional scanning mirror 2 and the laser emission timing reach the target values, the process proceeds to step S106, and feedback control of the bias voltage applied to the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b is started. To do.
In step S107, a target value E0 of the output E (detected light amount) of the laser light receiving unit 4 when the laser light reflected from the reflecting plate 21 is received is set, and a deviation ΔE between the target value E0 and the actual output E is set. An allowable error ε that is an allowable value is set. The target value E0 and the allowable error ε are values stored in advance, but may be arbitrarily changed.

ステップS108では、仮動作で用いたバイアス電圧の標準値V0を、フィードバック制御におけるバイアス電圧V1の初期値に設定する。
ステップS109では、バイアス電圧をフィードバック制御で変更するときの制御ステップΔV、即ち、1サイクル当たりのバイアス電圧の変更幅を設定する。
ステップS110では、レーザ光を2次元に走査して得た走査ポイント(画素)毎の測距データを取得する。
In step S108, the standard value V0 of the bias voltage used in the temporary operation is set to the initial value of the bias voltage V1 in the feedback control.
In step S109, a control step ΔV when changing the bias voltage by feedback control, that is, a change width of the bias voltage per cycle is set.
In step S110, distance measurement data for each scanning point (pixel) obtained by two-dimensionally scanning laser light is acquired.

ステップS111では、取得した測距データが、反射板21の配置領域内の走査ポイント(画素)で得たデータであるか否か、換言すれば、反射板21からの反射光を受光するものとして予め設定した領域内で得た測距データであるか否かを判断する。
そして、反射板21の配置領域内の走査ポイント(画素)で得たデータではなく、カバーガラス7をレーザ光が透過する領域(反射板21の配置領域外)で得た測距データであると判断すると、ステップS110へ戻る。
In step S111, whether or not the acquired distance measurement data is data obtained at a scanning point (pixel) in the arrangement area of the reflection plate 21, in other words, it is assumed that the reflected light from the reflection plate 21 is received. It is determined whether or not the distance measurement data is obtained within a preset area.
And it is not the data obtained by the scanning point (pixel) in the arrangement | positioning area | region of the reflecting plate 21, but the distance measurement data obtained by the area | region (outside the arrangement | positioning area | region of the reflecting plate 21) which the cover glass 7 permeate | transmits a laser beam. If it judges, it will return to step S110.

一方、反射板21の配置領域内の走査ポイント(画素)での測距データを得た場合には、ステップS112へ進み、その測距データが、反射板21までの距離に略相当する値であるか否かを判断する。
反射板21までの距離は不変であって、かつ、既知の値であるから、反射板21からの反射光を受光した結果としての測距データであれば、その測距データは、反射板21までの距離に略相当することになり、反射板21までの距離からずれている場合には、反射板21からの反射光を受光した結果としての測距データではないものと判断できる。
On the other hand, when the distance measurement data at the scanning point (pixel) in the arrangement area of the reflection plate 21 is obtained, the process proceeds to step S112, and the distance measurement data is a value substantially corresponding to the distance to the reflection plate 21. Judge whether there is.
Since the distance to the reflecting plate 21 is not changed and is a known value, if the distance measuring data is a result of receiving the reflected light from the reflecting plate 21, the distance measuring data is the reflecting plate 21. If it is deviated from the distance to the reflecting plate 21, it can be determined that it is not distance measurement data as a result of receiving the reflected light from the reflecting plate 21.

従って、測距データが反射板21までの距離に略一致していない場合には、反射板21からの反射光を受光した結果としての測距データではないものと判断し、ステップS110へ戻る。
一方、測距データが反射板21までの距離に略一致していれば、反射板21からの反射光を受光した結果としての測距データであると判断して、ステップS113へ進む。
Therefore, if the distance measurement data does not substantially match the distance to the reflector 21, it is determined that the distance measurement data is not the distance measurement data as a result of receiving the reflected light from the reflector 21, and the process returns to step S110.
On the other hand, if the distance measurement data substantially matches the distance to the reflecting plate 21, it is determined that the distance measurement data is a result of receiving the reflected light from the reflecting plate 21, and the process proceeds to step S113.

即ち、反射板21の配置領域内の走査ポイントで得た測距データであって、かつ、その測距データが反射板21までの距離に略一致している場合に、当該測距データが、反射板21からの反射光をレーザ受光部4が受光したときのレーザ受光部4の出力に基づき算出したものであると判断する。
換言すれば、ステップS113へ進んだ場合には、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力を検出したことになる。
That is, when the distance measurement data obtained at the scanning point in the arrangement area of the reflection plate 21 and the distance measurement data substantially matches the distance to the reflection plate 21, the distance measurement data is It is determined that the reflected light from the reflecting plate 21 is calculated based on the output of the laser receiving unit 4 when the laser receiving unit 4 receives the reflected light.
In other words, when the process proceeds to step S113, the output of the laser light receiving unit 4 when the reflected light from the reflecting plate 21 is received is detected.

ここで、ステップS111とステップS112とのいずれか一方の処理を省略し、反射板21の配置領域内の走査ポイント(画素)での測距データを得た場合にステップS113へ進むようにするか、又は、測距データが反射板21までの距離に略一致している場合にステップS113へ進むようにしても良い。
但し、反射板21の配置領域内の走査ポイント(画素)で得た測距データであって、かつ、反射板21までの距離に略一致している場合にステップS113へ進むようにすれば、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力に基づき測距を行ったことを、高精度に判断できる。
Here, whether or not the processing of either step S111 or step S112 is omitted, and the distance measurement data at the scanning point (pixel) in the arrangement area of the reflector 21 is obtained, the process proceeds to step S113. Alternatively, the process may proceed to step S113 when the distance measurement data substantially matches the distance to the reflecting plate 21.
However, if the distance measurement data obtained at the scanning points (pixels) in the arrangement area of the reflection plate 21 and the distance to the reflection plate 21 are substantially the same, the process proceeds to step S113. It can be determined with high accuracy that the distance measurement has been performed based on the output of the laser light receiving unit 4 when the reflected light from the reflecting plate 21 is received.

ステップS113では、測距データの基礎となったレーザ受光部4の出力E、即ち、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eについて、同じバイアス電圧V1で動作させた過去の複数フレームでの平均値Eaを算出する。
そして、ステップS114では、ステップS113で算出した平均値Eaと、ステップS107で設定した目標値E0との偏差ΔE(ΔE=Ea−E0)を算出する。
In step S113, the output E of the laser light receiving unit 4 that is the basis of the distance measurement data, that is, the output E of the laser light receiving unit 4 when the reflected light from the reflecting plate 21 is received is operated with the same bias voltage V1. An average value Ea in a plurality of past frames is calculated.
In step S114, a deviation ΔE (ΔE = Ea−E0) between the average value Ea calculated in step S113 and the target value E0 set in step S107 is calculated.

ステップS115では、ステップS114で算出した偏差ΔEの絶対値が許容誤差εよりも小さいか否かを判断する。
偏差ΔEの絶対値が許容誤差εよりも小さい場合には、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが略目標値E0に一致していて、現状のバイアス電圧V1を変更する必要はないので、バイアス電圧V1を変更することなくステップS110に戻る。
In step S115, it is determined whether or not the absolute value of the deviation ΔE calculated in step S114 is smaller than the allowable error ε.
When the absolute value of the deviation ΔE is smaller than the allowable error ε, the output E of the laser light receiving unit 4 when receiving the reflected light from the reflecting plate 21 substantially matches the target value E0, and the current bias voltage Since it is not necessary to change V1, the process returns to step S110 without changing the bias voltage V1.

一方、偏差ΔEの絶対値が許容誤差εよりも大きい場合には、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0からずれていて、係る出力レベルのずれによって受光タイミングの判定にずれが生じ、測距精度が低下している可能性があるものと判断し、ステップS116へ進む。
即ち、許容誤差εは、出力レベルのずれによる受光タイミングの判定ずれによって発生する測距誤差が、許容範囲を超えない範囲での偏差ΔEの最大値として設定され、偏差ΔEの絶対値が許容誤差εよりも小さい場合には、測距精度が確保されているものと推定できるようにしてある。
On the other hand, when the absolute value of the deviation ΔE is larger than the allowable error ε, the output E of the laser light receiving unit 4 when the reflected light from the reflecting plate 21 is received is deviated from the target value E0, and the output level thereof is It is determined that there is a possibility that the determination of the light reception timing is caused by the deviation and the distance measurement accuracy is lowered, and the process proceeds to step S116.
That is, the allowable error ε is set as the maximum value of the deviation ΔE within a range in which the distance measurement error caused by the light reception timing judgment shift due to the output level shift does not exceed the allowable range, and the absolute value of the deviation ΔE is the allowable error. If it is smaller than ε, it can be estimated that ranging accuracy is ensured.

ステップS116以降では、バイアス電圧V1の変更(補正)による増倍率の修正によって、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eを目標値E0に近づけるようにする。
まず、ステップS116では、偏差ΔEが0よりも大きい正の値であるか否か、換言すれば、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0よりも高いか否かを判断する。
After step S116, the output E of the laser light receiving unit 4 when the reflected light from the reflecting plate 21 is received is brought close to the target value E0 by correcting the multiplication factor by changing (correcting) the bias voltage V1.
First, in step S116, whether or not the deviation ΔE is a positive value larger than 0, in other words, the output E of the laser light receiving unit 4 when the reflected light from the reflecting plate 21 is received from the target value E0. Is also determined.

そして、偏差ΔEが0よりも大きい正の値であって、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0よりも高くなっている場合には、ステップS117(バイアス電圧変更手段)へ進む。
ステップS117では、バイアス電圧V1をそれまでの値よりも制御ステップΔVだけより小さな値に修正し、減少修正後のバイアス電圧V1を、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bに印加する。
When the deviation ΔE is a positive value larger than 0 and the output E of the laser light receiving unit 4 when receiving the reflected light from the reflecting plate 21 is higher than the target value E0, the step The process proceeds to S117 (bias voltage changing means).
In step S117, the bias voltage V1 is corrected to a value smaller than the previous value by the control step ΔV, and the bias voltage V1 after the correction is applied to the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b.

受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bに印加するバイアス電圧V1をより低い電圧に変更すると、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bにおける増倍率が低下し、同じ強度(光量)のレーザ光を受光したときの出力Eが低下することになる。
従って、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0よりも高くなっている状態で、バイアス電圧V1をより低く変更すれば、出力Eが目標値E0に近づくことになる。
When the bias voltage V1 applied to the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b is changed to a lower voltage, the multiplication factor in the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b decreases, and laser light having the same intensity (light quantity) is received. The output E at that time will decrease.
Accordingly, if the bias voltage V1 is changed to be lower in a state where the output E of the laser light receiving unit 4 when receiving the reflected light from the reflecting plate 21 is higher than the target value E0, the output E becomes the target value E0. Will approach.

一方、偏差ΔEが0よりも小さい負の値であって、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0よりも低くなっている場合には、ステップS118(バイアス電圧変更手段)へ進む。
ステップS118では、バイアス電圧V1をそれまでの値よりも制御ステップΔVだけより高い値に修正し、増大修正後のバイアス電圧V1を、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bに印加する。
On the other hand, when the deviation ΔE is a negative value smaller than 0 and the output E of the laser light receiving unit 4 when receiving the reflected light from the reflecting plate 21 is lower than the target value E0, the step The process proceeds to S118 (bias voltage changing means).
In step S118, the bias voltage V1 is corrected to a value higher than the previous value by the control step ΔV, and the increased bias voltage V1 is applied to the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b.

受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bに印加するバイアス電圧V1をより高い電圧に変更すると、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bにおける増倍率が増加し、同じ強度(光量)のレーザ光を受光したときの出力Eが増大することになる。
従って、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0よりも低くなっている状態で、バイアス電圧V1をより高く変更すれば、出力Eが目標値E0に近づくことになる。
When the bias voltage V1 applied to the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b is changed to a higher voltage, the multiplication factor in the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b increases, and laser light of the same intensity (light quantity) is received. Output E will increase.
Accordingly, if the bias voltage V1 is changed to a higher value while the output E of the laser light receiving unit 4 when receiving the reflected light from the reflecting plate 21 is lower than the target value E0, the output E becomes the target value E0. Will approach.

上記のように、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0よりも高いか低いかによって、バイアス電圧V1を制御ステップΔVだけ低下又は増大修正すると、ステップS110へ戻り、バイアス電圧V1の変更後の距離データを取得する。
そして、偏差ΔEの絶対値が許容誤差εよりも小さくなるまで、バイアス電圧V1の変更を繰り返し、偏差ΔEの絶対値が許容誤差εよりも小さくなると、そのときのバイアス電圧V1を保持する。
As described above, when the bias voltage V1 is decreased or increased by the control step ΔV depending on whether the output E of the laser receiving unit 4 when receiving the reflected light from the reflecting plate 21 is higher or lower than the target value E0, Returning to step S110, the distance data after the change of the bias voltage V1 is acquired.
The bias voltage V1 is repeatedly changed until the absolute value of the deviation ΔE becomes smaller than the allowable error ε. When the absolute value of the deviation ΔE becomes smaller than the allowable error ε, the bias voltage V1 at that time is held.

従って、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bの温度が変化して、増倍率が変化し、その結果、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0からずれると、バイアス電圧V1を修正することで、増倍率を一定に保持するようにする。
また、素子温度と増倍率との相関が、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4b毎にばらついても、一定の強度(光量)である反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0に一致するように、バイアス電圧V1を変更するので、素子温度の変化及び素子ばらつきに対して増倍率を一定に保持するように制御することになる。
Accordingly, the temperature of the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b changes to change the multiplication factor. As a result, the output E of the laser light receiving unit 4 when the reflected light from the reflecting plate 21 is received is the target value E0. If it deviates from this, the multiplication factor is kept constant by correcting the bias voltage V1.
Further, even if the correlation between the element temperature and the multiplication factor varies for each light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b, the laser light receiving unit when the reflected light from the reflecting plate 21 having a constant intensity (light quantity) is received. Since the bias voltage V1 is changed so that the output E of 4 coincides with the target value E0, the multiplication factor is controlled to be kept constant with respect to changes in element temperature and element variations.

従って、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4b毎にバイアス電圧V1と素子温度との相関を示すテーブルを用意することなく、素子温度の変化に対して個々のレーザ受光部4の増倍率を精度良く一定に保持でき、高い測距精度を安定して得ることができる。
尚、バイアス電圧V1の変更幅を定める制御ステップΔEを、偏差ΔEの絶対値が大きいほど大きな値とし、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0に近づくほど、制御ステップΔEをより小さい値に変更すれば、増倍率の変化に対するバイアス電圧V1の応答性と、収束安定性とを両立させることができる。
Therefore, without preparing a table showing the correlation between the bias voltage V1 and the element temperature for each light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b, the multiplication factor of each laser receiving unit 4 can be accurately adjusted with respect to changes in the element temperature. It can be kept constant, and high ranging accuracy can be obtained stably.
The control step ΔE for determining the change width of the bias voltage V1 is set to a larger value as the absolute value of the deviation ΔE is larger, and the output E of the laser light receiving unit 4 when the reflected light from the reflecting plate 21 is received is the target value E0. If the control step ΔE is changed to a smaller value as the value approaches, the responsiveness of the bias voltage V1 to the change in multiplication factor and the convergence stability can both be achieved.

また、偏差ΔEに基づく比例・積分・微分動作によってバイアス電圧V1を変更することができる。
また、バイアス電圧V1のフィードバック制御を開始させるときのバイアス電圧の初期値を、素子温度の検出値に基づき可変に設定することができる。
また、バイアス電圧V1の可変領域(上下限値)を予め設定し、前記可変領域内でバイアス電圧V1を変更することが好ましく、前記可変領域内でバイアス電圧V1を変更しても、反射板21からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eを、目標値E0に充分に近づけることができなかった場合には、レーザ投光部(投光器)3における発光光量の低下などが発生している可能性があるので、故障検知信号を発生させ、測距動作を停止させることができる。
Further, the bias voltage V1 can be changed by a proportional / integral / derivative operation based on the deviation ΔE.
Moreover, the initial value of the bias voltage when starting the feedback control of the bias voltage V1 can be variably set based on the detected value of the element temperature.
Further, it is preferable that a variable region (upper and lower limit values) of the bias voltage V1 is set in advance and the bias voltage V1 is changed within the variable region. Even if the bias voltage V1 is changed within the variable region, the reflector 21 When the output E of the laser light receiving unit 4 when receiving the reflected light from the laser beam cannot be made sufficiently close to the target value E0, the amount of light emitted from the laser projecting unit (projector) 3 is reduced. Therefore, it is possible to generate a failure detection signal and stop the distance measuring operation.

更に、上記実施形態では、2次元走査ミラー2で走査されるレーザ光を、レーザ受光部4に向けて反射させる反射部として反射板21を設けたが、カバーガラス7の一部を反射部として用いることができる。
カバーガラス7の一部を反射部として用いる実施形態を、図4〜図6に基づいて説明する。
図4に示すように、カバーガラス7(透明板)を、走査領域内でレーザ受光部4に向けて凸となるように折れ曲がった形状に形成し、このカバーガラス7の頂点7a付近を反射部として用いる。
Furthermore, in the said embodiment, although the reflecting plate 21 was provided as a reflection part which reflects the laser beam scanned with the two-dimensional scanning mirror 2 toward the laser light-receiving part 4, a part of cover glass 7 was used as a reflection part. Can be used.
Embodiment which uses a part of cover glass 7 as a reflection part is described based on FIGS.
As shown in FIG. 4, the cover glass 7 (transparent plate) is formed in a shape bent so as to be convex toward the laser light receiving unit 4 in the scanning region, and the vicinity of the apex 7a of the cover glass 7 is a reflection unit. Used as

尚、カバーガラス7の頂点7aがなす稜線が、図5(A)に示すように、水平方向に延びるようにしても良いし、又は、図4(B)に示すように、上下方向に延びるようにしても良いが、稜線が走査領域の中心付近を通り、稜線で走査領域が上下又は左右に略2等分されるようにすることが好ましい。
稜線が走査領域の中心から大きくずれていると、一方の傾斜面が長くなり、その結果、頂点7aから走査領域の端部に相当するカバーガラス7の部分までの光軸方向での長さ(カバーガラスの奥行き)が長くなり、装置を大型化させることになってしまう。これに対し、稜線が走査領域の略中心を通るようにすれば、カバーガラスの奥行きが最も短くなり、装置の小型化に寄与できる。
The ridge line formed by the apex 7a of the cover glass 7 may extend in the horizontal direction as shown in FIG. 5A, or extend in the vertical direction as shown in FIG. 4B. However, it is preferable that the ridge line passes through the vicinity of the center of the scanning region, and the scanning region is divided into approximately two equal parts vertically or horizontally by the ridge line.
If the ridge line is greatly deviated from the center of the scanning region, one inclined surface becomes long. As a result, the length in the optical axis direction from the vertex 7a to the portion of the cover glass 7 corresponding to the end of the scanning region ( The depth of the cover glass becomes long, and the apparatus becomes large. On the other hand, if the ridge line passes through the approximate center of the scanning region, the depth of the cover glass becomes the shortest, which can contribute to downsizing of the apparatus.

測定対象物までの距離を計測する場合に、カバーガラス7の内面で反射したレーザ光がレーザ受光部4の視野に入ると、ノイズを発生させることになってしまうが、図4に示すように、カバーガラス7をレーザ受光部4に向けて凸となる折り曲がった形状にし、カバーガラス7の内側平面を、頂点7a部分から離れるに従って2次元走査ミラー2からの距離がより長くなる傾斜面とすれば、カバーガラス7の内側平面に対してレーザ光が入射角α(α>0)をもって入射し、図4に示すように、レーザ光を走査領域の外側に向けて反射させることができ、ノイズ低減を図れる。
一方、カバーガラス7の頂点7a付近では、図6に示すように、一定の条件を満たすことで、カバーガラス7での反射光をレーザ受光部4の視野に入れることができ、この頂点7a付近での反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力Eが目標値E0に一致するようにバイアス電圧V1を変更すれば、受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)4bの増倍率を一定に制御できる。
When measuring the distance to the object to be measured, if the laser light reflected by the inner surface of the cover glass 7 enters the field of view of the laser light receiving unit 4, noise will be generated. As shown in FIG. The cover glass 7 has a bent shape that is convex toward the laser light receiving unit 4, and the inner plane of the cover glass 7 is an inclined surface whose distance from the two-dimensional scanning mirror 2 becomes longer as the distance from the vertex 7 a portion increases. Then, the laser light is incident on the inner plane of the cover glass 7 with an incident angle α (α> 0), and as shown in FIG. 4, the laser light can be reflected toward the outside of the scanning region, Noise reduction can be achieved.
On the other hand, in the vicinity of the vertex 7a of the cover glass 7, as shown in FIG. 6, the reflected light from the cover glass 7 can be put into the field of view of the laser light receiving unit 4 by satisfying certain conditions, and the vicinity of the vertex 7a. If the bias voltage V1 is changed so that the output E of the laser light receiving unit 4 when receiving the reflected light at the point coincides with the target value E0, the multiplication factor of the light receiving element (avalanche photodiode APD) 4b can be controlled to be constant. .

カバーガラス7での反射光がレーザ受光部4の視野に入るようにするための条件は、投光ビームがカバーガラス7の頂点7a付近に放射されたときに、投光ビームの一部がカバーガラス7の平面に対して直角に入射する条件であり、具体的には、投光ビームの径を2W、走査基点(2次元走査ミラー2)とカバーガラス7との距離をL、カバーガラス7の頂点7aを挟んだ2つの平面が、垂直面となす角度をそれぞれθ1としたときに、tanθ1≦w/Lを満たせばよい。
上記のように、カバーガラス7の一部を反射部として用いるようにすれば、反射板21を設ける場合に比べて部品点数を少なくできる。
The condition for allowing the reflected light from the cover glass 7 to enter the field of view of the laser light receiving unit 4 is that when the light projection beam is emitted near the vertex 7a of the cover glass 7, a part of the light projection beam is covered. It is a condition that the light is incident at a right angle to the plane of the glass 7. Specifically, the diameter of the projection beam is 2 W, the distance between the scanning base point (two-dimensional scanning mirror 2) and the cover glass 7 is L, It is only necessary to satisfy tan θ1 ≦ w / L, where θ1 is an angle between two planes sandwiching the apex 7a of the vertical plane.
As described above, if a part of the cover glass 7 is used as the reflecting portion, the number of parts can be reduced as compared with the case where the reflecting plate 21 is provided.

また、カバーガラス7の頂点7aが走査領域の中心付近に位置するため、走査振幅が多少変動しても反射部としても頂点7a付近からの反射光をレーザ受光部4で受光できる。従って、図3のフローチャートのステップS105における走査振幅が目標に到達したか否かの判断を省略し、走査振幅が目標に到達する前から、反射部からの反射光を受光したときのレーザ受光部4の出力をモニタすることができる。
尚、カバーガラス7を、複数個所で凸となるように蛇腹状に折れ曲がった形状とし、複数の稜線をそれぞれ反射部とすることが可能であり、また、頂点7aに近づくほど前記角度θ1が段階的により大きくなるように形成することも可能であり、前記角度θ1を連続的に変化させることで、カバーガラス7が湾曲するようにしても良い。
Further, since the vertex 7a of the cover glass 7 is located near the center of the scanning region, the laser light receiving unit 4 can receive the reflected light from the vicinity of the vertex 7a as the reflecting portion even if the scanning amplitude slightly varies. Accordingly, the determination of whether or not the scanning amplitude has reached the target in step S105 in the flowchart of FIG. 3 is omitted, and the laser light receiving unit when the reflected light from the reflecting unit is received before the scanning amplitude reaches the target. 4 outputs can be monitored.
The cover glass 7 can be bent into a bellows shape so as to be convex at a plurality of locations, and a plurality of ridge lines can be used as reflecting portions, respectively, and the angle θ1 is gradually increased toward the vertex 7a. It is also possible to form the cover glass 7 so as to be larger, and the cover glass 7 may be curved by continuously changing the angle θ1.

1 光測距装置
2 2次元走査ミラー(走査装置)
3 レーザ投光部(投光器)
4 レーザ受光部(受光器)
4b 受光素子(アバランシェフォトダイオードAPD)
4d バイアス回路
5 投受光分離器
7 カバーガラス(透明板)
7a 頂点
11 測距部
12 平均値算出部
13 目標設定部
14 偏差算出部
15 調整部
16 バイアス電圧変更部
21 反射板
1 Optical distance measuring device 2 Two-dimensional scanning mirror (scanning device)
3 Laser projector (projector)
4 Laser receiver (receiver)
4b Light receiving element (avalanche photodiode APD)
4d Bias circuit 5 Emitter / receiver separator 7 Cover glass (transparent plate)
7a Vertex 11 Distance measurement unit 12 Average value calculation unit 13 Target setting unit 14 Deviation calculation unit 15 Adjustment unit 16 Bias voltage change unit 21 Reflector

Claims (11)

測定光を投光する投光器と、
前記測定光を測定対象物に向けて走査する走査装置と、
バイアス電圧を印加することにより増倍作用を持ち、前記測定対象物からの反射光を受光する受光器と、を備え、
前記投光器による測定光の投光タイミングと、前記受光器による反射光の受光タイミングとの時間差に基づいて、前記測定対象物までの距離を測定する光測距装置において、
前記測定光の走査領域の一部に、前記投光器からの測定光を前記受光器に向けて反射する反射部を設けると共に、
前記反射部が反射した光を受光したときの前記受光器の出力が所定の設定値になるように、前記バイアス電圧を変更するバイアス電圧変更手段を備えたことを特徴とする光測距装置。
A projector for projecting measurement light;
A scanning device that scans the measurement light toward the measurement object;
Having a multiplication effect by applying a bias voltage, and receiving a reflected light from the measurement object,
In the optical distance measuring device that measures the distance to the measurement object based on the time difference between the light projection timing of the measurement light by the light projector and the light reception timing of the reflected light by the light receiver,
In a part of the scanning region of the measurement light, a reflection unit that reflects the measurement light from the projector toward the light receiver is provided,
An optical distance measuring device comprising bias voltage changing means for changing the bias voltage so that an output of the light receiver when receiving light reflected by the reflecting portion becomes a predetermined set value.
前記バイアス電圧変更手段が、前記走査領域内における前記反射部の配置領域に基づき、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力を検出することを特徴とする請求項1記載の光測距装置。   2. The light according to claim 1, wherein the bias voltage changing unit detects an output of the light receiver that has received the light reflected by the reflection unit based on an arrangement region of the reflection unit in the scanning region. Distance measuring device. 前記バイアス電圧変更手段が、距離の測定結果に基づき、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力を検出することを特徴とする請求項1又は2記載の光測距装置。   3. The optical distance measuring device according to claim 1, wherein the bias voltage changing unit detects an output of the light receiver that has received the light reflected by the reflecting unit based on a distance measurement result. 4. 前記反射部が、前記走査領域内に配置した反射板であ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。   The optical distance measuring device according to claim 1, wherein the reflection unit is a reflection plate disposed in the scanning region. 前記測定光の前記測定対象物に向けた放射及び前記測定対象物からの反射光の受光を、透明板を介して行い、
前記透明板に前記反射板を取り付けたことを特徴とする請求項4記載の光測距装置。
Radiation of the measurement light toward the measurement object and reception of reflected light from the measurement object are performed through a transparent plate,
The optical distance measuring device according to claim 4, wherein the reflecting plate is attached to the transparent plate.
前記測定光の前記測定対象物に向けた放射及び前記測定対象物からの反射光の受光を、透明板を介して行い、
前記透明板の一部を前記反射部として用い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。
Radiation of the measurement light toward the measurement object and reception of reflected light from the measurement object are performed through a transparent plate,
The optical distance measuring device according to claim 1, wherein a part of the transparent plate is used as the reflecting portion.
前記透明板を、前記走査領域内で前記投光器に向けて凸となるように折れ曲がった形状に形成し、
前記透明板の頂点付近を前記反射部とすることを特徴とする請求項6記載の光測距装置。
The transparent plate is formed in a shape that is bent so as to be convex toward the projector in the scanning region,
The optical distance measuring device according to claim 6, wherein a vicinity of an apex of the transparent plate is used as the reflecting portion.
前記バイアス電圧変更手段が、前記走査装置による走査振幅が走査開始から設定値に到達するまでの間は、前記バイアス電圧を初期値に固定し、走査振幅が前記設定値に達した後に、前記バイアス電圧を、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力と前記設定値との偏差に応じて、前記初期値からステップ的に変化させることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の光測距装置。   The bias voltage changing unit fixes the bias voltage to an initial value until the scanning amplitude by the scanning device reaches a set value from the start of scanning, and after the scanning amplitude reaches the set value, the bias voltage is changed. The voltage is changed stepwise from the initial value in accordance with a deviation between the output of the light receiver that has received the light reflected by the reflecting portion and the set value. The optical distance measuring device according to claim 1. 前記バイアス電圧変更手段が、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力について平均値を求め、前記平均値に基づき前記バイアス電圧を変更することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の光測距装置。   9. The bias voltage changing unit according to claim 1, wherein the bias voltage changing unit calculates an average value for the output of the light receiver that has received the light reflected by the reflecting portion, and changes the bias voltage based on the average value. The optical distance measuring device according to any one of the above. 前記バイアス電圧変更手段が、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力と前記設定値との偏差が許容誤差を超える場合に、前記バイアス電圧を変更することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載の光測距装置。   The bias voltage changing unit is configured to change the bias voltage when a deviation between an output of the light receiver that receives light reflected by the reflection unit and the set value exceeds an allowable error. The optical distance measuring device according to any one of 1 to 9. 前記反射部における反射率を、前記反射部が反射した光を受光した前記受光器の出力が飽和しない値に設定した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。   11. The optical measurement according to claim 1, wherein the reflectance of the reflection unit is set to a value that does not saturate an output of the light receiver that receives light reflected by the reflection unit. Distance device.
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