JP2013113684A - 距離測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2次元スキャナおよび投光角拡大レンズを含み投光ビームを前方に投光する投光系と、投光系のビーム走査角度と同等以上の受光視野角を有すると共に受光に関する第1の光路が投光角拡大レンズの投光に関する第2の光路と独立しており投光角拡大レンズより前方、且つ、投光ビームの投光領域より後方に配置された受光レンズを含む受光系とを備えるように構成する。
【選択図】図2
Description
図1は、第1実施例における光学系を示す斜視図であり、図2は、第1実施例における光学系を示す側面図である。図1および図2に示すように、距離測定装置1は、光源の一例であるレーザダイオード(LD:Laser Diode)10、コリメータレンズ11、走査ミラー12、投光角拡大レンズ13、受光レンズ14、および受光部の一例であるフォトダイオード(PD:Photo Diode)15を有する。図1および図2では、説明の便宜上、LD10および走査ミラー12の制御系の図示は省略する。LD10、コリメータレンズ11、走査ミラー12、および投光角拡大レンズ13は、投光系を形成する。投光系は、水平走査範囲21と垂直走査範囲22でLD10からのレーザビームを走査させることで、投光領域23内の測定対象物にレーザビーム(即ち、投光ビーム)を照射する。一方、受光レンズ14およびPD15は、受光系を形成する。走査ミラー12および図1および図2では図示を省略するミラー制御回路(または、駆動回路)は、2次元スキャナの一例を形成する。2次元スキャナは、例えば2軸のMEMS(Micro Electro Mechanical System)で形成可能である。図5と共に後述するように、2次元スキャナの構成は特に限定されない。
次に、受光ゲインの補正を行う第2実施例について、図7乃至図9と共に説明する。本実施例における光学系の構成は、上記第1実施例の場合と同様で良い。図7は、第2実施例の動作を説明する図であり、図8は、第2実施例の制御系の構成の一例を示すブロック図である。また、図9は、第2実施例で用いるテーブルの一例を説明する図である。
次に、投光レーザパワーの補正を行う第3実施例について、図10乃至図12と共に説明する。本実施例における光学系の構成は、上記第1実施例の場合と同様で良い。図10は、第3実施例の動作を説明する図であり、図11は、第3実施例の制御系の構成の一例を示すブロック図である。また、図12は、第3実施例で用いるテーブルの一例を説明する図である。
次に、投光レーザパワーの補正を行う第4実施例について、図13と共に説明する。本実施例における光学系の構成は、上記第1実施例の場合と同様で良い。又、制御系の構成は、図8及び図11に示す第2実施例および第3実施例の場合と同様で良い。図13は、第4実施例の動作を説明する図である。
(付記1)
2次元スキャナおよび投光角拡大レンズを含み、投光ビームを前方に投光する投光系と、
前記投光系のビーム走査角度と同等以上の受光視野角を有すると共に、受光に関する第1の光路が前記投光角拡大レンズの投光に関する第2の光路と独立しており、前記投光角拡大レンズより前方、且つ、前記投光ビームの投光領域より後方に配置された受光レンズを含む受光系とを備えたことを特徴とする、距離測定装置。
(付記2)
前記投光系のビーム走査角度は、水平方向と垂直方向で検出角度範囲が異なることを特徴とする、付記1記載の距離測定装置。
(付記3)
前記投光系のビーム走査角度は、水平方向の検出角度範囲が垂直方向の検出角度範囲より広いことを特徴とする、付記1記載の距離測定装置。
(付記4)
前記受光レンズで受光したビームを検出する受光部と、
前記受光部の検出信号を増幅する増幅回路と、
前記投光角拡大レンズの投光角度に応じて前記増幅回路の利得を制御する制御回路
を更に備えたことを特徴とする、付記2または3記載の距離測定装置。
(付記5)
前記制御回路は、前記投光角度に対する利得が予め格納されたテーブルを用いて前記増幅回路の利得を制御することを特徴とする、付記4記載の距離測定装置。
(付記6)
前記2次元スキャナ内の走査ミラーのミラー角度を検出して角度位置を示す位置信号を出力する検出回路
を更に備え、
前記制御回路は、前記位置信号に基づいて前記投光角度に対する利得を前記テーブルから読み出すことを特徴とする、付記5記載の距離測定装置。
(付記7)
前記制御回路は、スキャン原点からスキャン終点までの時間に対する利得が予め格納されたテーブルを用いて前記増幅回路の利得を制御することを特徴とする、付記4記載の距離測定装置。
(付記8)
前記スキャン原点から前記スキャン終点までの時間をカウントして前記2次元スキャナ内の走査ミラーの時間位置を示す位置信号を出力するカウンタ
を更に備え、
前記制御回路は、前記位置信号に基づいて前記走査ミラーの時間位置に対する利得を前記テーブルから読み出すことを特徴とする、付記7記載の距離測定装置。
(付記9)
光ビームを出射する光源と、
前記投光角拡大レンズの投光角度に応じて前記光源の光出射パワーを制御する制御回路
を更に備えたことを特徴とする、付記2乃至8のいずれか1項記載の距離測定装置。
(付記10)
前記制御回路は、前記投光角度に対する光出射パワーが予め格納されたテーブルを用いて前記光源の光出射パワーを制御することを特徴とする、付記9記載の距離測定装置。
(付記11)
前記2次元スキャナ内の走査ミラーのミラー角度を検出して角度位置を示す位置信号を出力する検出回路
を更に備え、
前記制御回路は、前記位置信号に基づいて前記投光角度に対する光出射パワーを前記テーブルから読み出すことを特徴とする、付記10記載の距離測定装置。
(付記12)
前記制御回路は、スキャン原点からスキャン終点までの時間に対する光出射パワーが予め格納されたテーブルを用いて前記光源の光出射パワーを制御することを特徴とする、付記9記載の距離測定装置。
(付記13)
前記スキャン原点から前記スキャン終点までの時間をカウントして前記2次元スキャナ内の走査ミラーの時間位置を示す位置信号を出力するカウンタ
を更に備え、
前記制御回路は、前記位置信号に基づいて前記走査ミラーの時間位置に対する光出射パワーを前記テーブルから読み出すことを特徴とする、付記12記載の距離測定装置。
(付記14)
前記投光系及び前記受光系を収納する筐体
を更に備え、
前記受光レンズは前記投光角拡大レンズより前記筐体の上方、且つ、前記筐体の後方に配置されていることを特徴とする、付記2乃至13のいずれか1項記載の距離測定装置。
10 LD
12 走査ミラー
13 投光角拡大レンズ
14 受光レンズ
15 PD
31 システム制御回路
32 LD制御回路
33 ミラー制御回路
34 PD信号処理回路
Claims (5)
- 2次元スキャナおよび投光角拡大レンズを含み、投光ビームを前方に投光する投光系と、
前記投光系のビーム走査角度と同等以上の受光視野角を有すると共に、受光に関する第1の光路が前記投光角拡大レンズの投光に関する第2の光路と独立しており、前記投光角拡大レンズより前方、且つ、前記投光ビームの投光領域より後方に配置された受光レンズを含む受光系とを備えたことを特徴とする、距離測定装置。 - 前記投光系のビーム走査角度は、水平方向と垂直方向で検出角度範囲が異なることを特徴とする、請求項1記載の距離測定装置。
- 前記受光レンズで受光したビームを検出する受光部と、
前記受光部の検出信号を増幅する増幅回路と、
前記投光角拡大レンズの投光角度に応じて前記増幅回路の利得を制御する制御回路
を更に備えたことを特徴とする、請求項2記載の距離測定装置。 - 光ビームを出射する光源と、
前記投光角拡大レンズの投光角度に応じて前記光源の光出射パワーを制御する制御回路
を更に備えたことを特徴とする、請求項2又は3の距離測定装置。 - 前記投光系及び前記受光系を収納する筐体
を更に備え、
前記受光レンズは前記投光角拡大レンズより前記筐体の上方、且つ、前記筐体の後方に配置されていることを特徴とする、請求項2乃至4のいずれか1項記載の距離測定装置。
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