JP2016033482A - Laser range finer - Google Patents
Laser range finer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016033482A JP2016033482A JP2014156328A JP2014156328A JP2016033482A JP 2016033482 A JP2016033482 A JP 2016033482A JP 2014156328 A JP2014156328 A JP 2014156328A JP 2014156328 A JP2014156328 A JP 2014156328A JP 2016033482 A JP2016033482 A JP 2016033482A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- laser
- housing
- area
- range finder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Description
本発明は、対象物までの距離を測定するレーザレンジファインダに関する。 The present invention relates to a laser range finder for measuring a distance to an object.
ロボットが自律移動する時の障害物を検知するためのセンサ、あるいは、人物を検知するためのセンサには、例えば、レーザレンジファインダ(Laser Range Finder、LRF)がある。レーザレンジファインダは、レーザ光を出射してから、レーザ光が対象物に当たって反射した反射光が返ってくるまでの時間の測定を行い、測定結果から対象物までの距離を算出する。 As a sensor for detecting an obstacle when the robot moves autonomously, or a sensor for detecting a person, for example, there is a laser range finder (LRF). The laser range finder measures the time from when the laser light is emitted until the reflected light that is reflected when the laser light hits the object and returns, and calculates the distance to the object from the measurement result.
具体的には、レーザレンジファインダは、例えば、レーザ光を出射するレーザダイオード(Laser Diode、LD)と、レーザ光の出射方向を調整する揺動ミラーと、対象物からの反射光を受光する受光素子と、レーザダイオードから出射されたレーザ光の位相と受光素子が受光した反射光の位相との差から、対象物までの距離を測定する信号処理部とを備えている。 Specifically, the laser range finder receives, for example, a laser diode (Laser Diode, LD) that emits laser light, an oscillating mirror that adjusts the emission direction of the laser light, and light that is reflected from an object. The device includes a signal processing unit that measures the distance to the object from the difference between the phase of the laser light emitted from the laser diode and the phase of the reflected light received by the light receiving device.
また、このようなレーザレンジファインダを用いて、対象物の形状を測定する形状測定装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この形状測定装置は、次のように対象物の方向を求めることにより、対象物の形状を推定することができる。具体的には、測距に用いられるレーザ光のスキャン軌道上の一部にレーザ光を反射する基準反射板を設けて、当該基準反射板で反射されたレーザ光を受光部が受光したタイミングを用いることにより、レーザレンジファインダに対する対象物の方向を求める。 In addition, a shape measuring apparatus that measures the shape of an object using such a laser range finder has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This shape measuring apparatus can estimate the shape of an object by determining the direction of the object as follows. Specifically, a reference reflector that reflects the laser beam is provided on a part of the scan orbit of the laser beam used for distance measurement, and the timing at which the light receiving unit receives the laser beam reflected by the reference reflector. By using it, the direction of the object with respect to the laser range finder is obtained.
しかしながら、同軸光学系を用いてレーザレンジファインダを構成した場合において、対象物からの反射光と基準反射板からの反射光とを区別できない場合がある。例えば、対象物が基準反射板と同様の反射率を有する場合、もしくは、全反射体の対象物がレーザレンジファインダの筐体のレーザ光を出射するための開口部に張り付いている場合に、対象物からの反射光と基準反射板からの反射光との光強度が同等となることにより、これらの反射光を区別できない場合がある。 However, when a laser range finder is configured using a coaxial optical system, the reflected light from the object and the reflected light from the reference reflector may not be distinguished. For example, when the object has the same reflectance as the reference reflector, or when the object of the total reflector is stuck to the opening for emitting laser light of the laser range finder housing, Since the light intensity of the reflected light from the object and the reflected light from the reference reflecting plate are equal, the reflected light may not be distinguished.
このように、いずれの反射光であるかを区別できない場合には、レーザ光の出射方向が基準反射板を設けた基準位置であるか否かの判別が困難になる。当該判別を誤った場合には、対象物の角度認識(方向認識)の誤り、及び、不意なキャリブレーション操作を行う場合がある。つまり、このような場合には、レーザレンジファインダが誤動作する恐れがある。 As described above, when it is not possible to distinguish which reflected light, it is difficult to determine whether or not the emission direction of the laser light is the reference position where the reference reflector is provided. If the determination is wrong, there may be an error in angle recognition (direction recognition) of the object and an unexpected calibration operation. That is, in such a case, the laser range finder may malfunction.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、誤動作を生じにくくすることができるレーザレンジファインダを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a laser range finder that can prevent malfunction.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るレーザレンジファインダは、対象物までの距離を測定するレーザレンジファインダであって、筐体と、前記筐体内に配置され、レーザ光を出射する光源と、前記光源からのレーザ光を走査領域で走査する揺動ミラーと、前記走査領域かつ前記筐体内に配置され、前記揺動ミラーからのレーザ光を反射する反射板と、前記走査領域のうち前記揺動ミラーから前記反射板に到達するレーザ光の光路及び当該光路の延長上を除く測距領域、かつ、前記筐体内に配置され、前記揺動ミラーからのレーザ光の強さを制限して前記筐体外へ透過する光制限部材と、前記揺動ミラーによって走査されたレーザ光の前記対象物及び前記反射板からの反射光を受光する受光部と、前記受光部が前記反射光を受光したタイミングを用いて前記レーザレンジファインダに対する前記対象物の方向の算出を行う信号処理部とを備える。 In order to achieve the above object, a laser range finder according to one aspect of the present invention is a laser range finder that measures a distance to an object, and is disposed within a housing and the housing to emit laser light. A scanning light source, a oscillating mirror that scans laser light from the light source in a scanning region, a reflector that is disposed in the scanning region and the housing and reflects the laser light from the oscillating mirror, and the scanning region The optical path of the laser light reaching the reflector from the oscillating mirror and the ranging area excluding the extension of the optical path, and the intensity of the laser light from the oscillating mirror disposed in the housing A light limiting member that restricts and transmits to the outside of the housing, a light receiving unit that receives reflected light from the object and the reflection plate of the laser beam scanned by the swing mirror, and the light receiving unit includes the reflected light Receive light By using the timing and a signal processing unit for calculating the direction of the object relative to the laser range finder.
これにより、筐体外部の測距領域に出力されるレーザ光の光強度は、筐体内部の測距領域に出力されたレーザ光の光強度よりも小さくなる。つまり、対象物が全反射ターゲットの場合であっても、当該対象物からの反射光の光強度は、筐体内部に配置された反射板からの光強度よりも必ず小さくなる。したがって、レーザレンジファインダは、受光部で受光した光が、対象物からの反射光であるか、反射板からの反射光であるかを識別することができる。言い換えると、測距領域からの反射光と反射板からの反射光とを識別することができる。つまり、測距領域と反射板が配置されている基準位置とを高精度に分離して識別することができる。よって、測距領域からの反射光を基準位置からの反射光と誤認識することを抑制できるので、当該誤認識によって生じ得る、例えば、対象物の角度認識(方向認識)の誤り、及び、不意なキャリブレーション操作といったレーザレンジファインダの誤動作を低減することができる。 As a result, the light intensity of the laser light output to the distance measuring area outside the housing is smaller than the light intensity of the laser light output to the distance measuring area inside the housing. That is, even when the object is a total reflection target, the light intensity of the reflected light from the object is necessarily smaller than the light intensity from the reflector disposed inside the housing. Therefore, the laser range finder can identify whether the light received by the light receiving unit is reflected light from the object or reflected light from the reflecting plate. In other words, the reflected light from the distance measuring area and the reflected light from the reflecting plate can be distinguished. That is, the distance measurement area and the reference position where the reflector is disposed can be separated and identified with high accuracy. Accordingly, since it is possible to suppress erroneous recognition of reflected light from the distance measurement area as reflected light from the reference position, for example, an error in angle recognition (direction recognition) of an object, which may occur due to the erroneous recognition, and unexpectedness. Malfunction of the laser range finder such as a simple calibration operation can be reduced.
例えば、前記光制限部材は、前記筐体の開口部に設けられ、前記揺動ミラーからのレーザ光の前記開口部におけるスポットの一部を遮蔽することにより、当該レーザ光の強さを制限して前記筐体外へ透過する遮光部材であってもよい。 For example, the light limiting member is provided in the opening of the casing, and limits the intensity of the laser light by shielding part of the spot in the opening of the laser light from the oscillating mirror. And a light shielding member that transmits to the outside of the housing.
このように、レーザ光のスポットの一部を遮蔽する遮光部材を設けることにより、筐体外部の測距領域に出力されるレーザ光の光強度を筐体内部の測距領域に出力されたレーザ光の光強度よりも小さくすることができる。この一方で、開口部において遮光部材はレーザスポット径より幅が小さく、揺動ミラーの面積、及び、開口部の開口面積に比べて極僅かな面積しか占有しない。したがって、光強度が非常に小さな拡散光となっている対象物からの反射光を用いて精度よく距離を測定するために必要な開口面積を遮光部材が制限するようなことはない。よって、対象物からの反射光が開口部を通過する際の遮光部材が設けられていることによる光量低下の影響を抑制することができる。その結果、受光部でのS/N比を遮光部材がない場合と同等に扱うことができる。つまり、角度認識精度が向上することで、測距精度が向上する。 In this way, by providing a light shielding member that blocks a part of the laser beam spot, the laser beam intensity output to the distance measuring area outside the casing is output to the distance measuring area inside the casing. It can be made smaller than the light intensity of light. On the other hand, the light shielding member has a width smaller than the laser spot diameter in the opening, and occupies a very small area compared to the area of the oscillating mirror and the opening area of the opening. Therefore, the light shielding member does not limit the opening area necessary for accurately measuring the distance by using the reflected light from the object which is diffused light having a very low light intensity. Therefore, it is possible to suppress the influence of the light amount reduction due to the provision of the light blocking member when the reflected light from the object passes through the opening. As a result, the S / N ratio at the light receiving portion can be handled in the same manner as when there is no light shielding member. That is, the accuracy of ranging is improved by improving the angle recognition accuracy.
また、例えば、前記遮光部材は、前記揺動ミラーによるレーザ光の走査方向に沿って前記測距領域に配置されていてもよい。 Further, for example, the light shielding member may be disposed in the distance measuring area along the scanning direction of the laser beam by the oscillating mirror.
これにより、遮光部材は、揺動ミラーによるレーザ光の走査方向のいずれの位置においても、揺動ミラーからのレーザ光を同等の割合で遮蔽することができる。よって、測距領域と基準位置とを一層高精度に分離して識別することができる。 Thereby, the light shielding member can shield the laser beam from the oscillating mirror at an equal ratio at any position in the scanning direction of the laser beam by the oscillating mirror. Therefore, the distance measurement area and the reference position can be separated and identified with higher accuracy.
また、例えば、前記光制限部材は、前記筐体の開口部に設けられ、当該レーザ光の強さを制限して前記筐体外へ透過する減光フィルタであってもよい。 Further, for example, the light limiting member may be a neutral density filter that is provided at an opening of the casing and limits the intensity of the laser light and transmits the laser beam to the outside of the casing.
これにより、レーザレンジファインダを組み立てる際に、光制限部材と揺動ミラーとの位置決めについて高い精度が要求されにくくなる。言い換えると、レーザレンジファインダの組み立てを容易にすることができる。また、揺動ミラーがレーザ光を2次元走査する場合であっても、レーザレンジファインダの誤動作を低減することができる。 Thereby, when assembling a laser range finder, it becomes difficult to require high accuracy for positioning the light limiting member and the oscillating mirror. In other words, the assembly of the laser range finder can be facilitated. Further, even when the oscillating mirror scans the laser beam two-dimensionally, the malfunction of the laser range finder can be reduced.
また、例えば、前記反射板は、前記走査領域の端部に配置されていてもよい。 Further, for example, the reflection plate may be disposed at an end of the scanning region.
これにより、反射板からの反射光を一定の時間間隔で受光することができるので、揺動ミラーの最大走査角度を容易に算出することができる。よって、対象物の方向を容易に算出することができる。 Thereby, the reflected light from the reflecting plate can be received at a constant time interval, so that the maximum scanning angle of the oscillating mirror can be easily calculated. Therefore, the direction of the object can be easily calculated.
また、例えば、前記揺動ミラーは、所定の軸線を含む少なくとも2軸を中心に揺動し、前記反射板は、前記所定の軸線に平行な方向において、前記筐体の開口部を塞ぐように配置されていてもよい。 Further, for example, the oscillating mirror oscillates about at least two axes including a predetermined axis, and the reflecting plate closes the opening of the housing in a direction parallel to the predetermined axis. It may be arranged.
これにより、測距領域からの反射光の強さと反射板からの反射光の強さとの差が小さいことにより、反射光の強さに基づいて測距領域と反射板が配置されている基準位置とを分離して識別することが困難な場合であっても、反射光を受光するタイミングに基づいて測距領域と反射板が配置されている基準位置とを分離して識別することができる。具体的には、測距領域の当該所定の軸線に平行な方向に一定の幅で高い反射が存在するとは考えにくいので、一定の周期かつ一定の強さで出現する反射光を基準位置からの反射光と見なすことができる。このように、一定の周期かつ一定の強さで出現する反射光を基準位置からの反射光と見なすことにより、測距領域と基準位置とを分離して識別することができる。よって、測距領域からの反射光の強さと反射板からの反射光の強さとの差が小さい場合であっても、測距領域と基準位置とを高精度に分離して識別することができる。 Thereby, the difference between the intensity of the reflected light from the distance measuring area and the intensity of the reflected light from the reflecting plate is small, so that the reference position where the ranging area and the reflecting plate are arranged based on the intensity of the reflected light. Even if it is difficult to separately identify the distance measurement area, it is possible to identify the distance measurement area and the reference position where the reflection plate is disposed based on the timing of receiving the reflected light. Specifically, since it is unlikely that there is high reflection with a certain width in a direction parallel to the predetermined axis of the distance measurement area, reflected light that appears at a certain period and with a certain intensity is reflected from the reference position. It can be regarded as reflected light. Thus, the distance measurement region and the reference position can be separated and identified by regarding the reflected light that appears at a constant cycle and a constant intensity as reflected light from the reference position. Therefore, even when the difference between the intensity of the reflected light from the distance measuring area and the intensity of the reflected light from the reflecting plate is small, the distance measuring area and the reference position can be separated and identified with high accuracy. .
本発明によると、誤動作を生じにくくすることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent malfunction.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. The invention is specified by the claims. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims are not necessarily required to achieve the object of the present invention, but are described as constituting more preferable embodiments. Is done.
(実施の形態)
[1.レーザレンジファインダの構成]
まず、本実施の形態に係るレーザレンジファインダの構成について、図1及び図2を用いて説明する。
(Embodiment)
[1. Configuration of laser range finder]
First, the configuration of the laser range finder according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、実施の形態におけるレーザレンジファインダ1の概略構成の一例を示す斜視図である。なお、図1は、レーザレンジファインダ1の筐体11を透視して筐体11内方を示した図となっている。また、説明の都合上、遮光部材51及び反射板52には網掛けを施している。図2は、実施の形態におけるレーザレンジファインダ1の信号処理部60の機能構成の一例を示すブロック図である。なお、図2では、信号処理部60に加えて、受光部30も図示されている。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a schematic configuration of a laser range finder 1 in the embodiment. FIG. 1 is a view showing the inside of the
なお、図1では、Z軸方向をレーザレンジファインダ1の走査軸(基準方向)に平行な軸として示しており、Y軸を上下方向(設置状態での重力の作用する方向)として示している。以下ではY軸方向を上下方向として説明するが、使用態様によってはY軸方向が上下方向にならない場合も考えられるため、Y軸方向は上下方向となることには限定されない。以下の図においても、同様である。 In FIG. 1, the Z-axis direction is shown as an axis parallel to the scanning axis (reference direction) of the laser range finder 1, and the Y-axis is shown as the vertical direction (direction in which gravity acts in the installed state). . In the following description, the Y-axis direction is assumed to be the vertical direction. However, depending on the usage, the Y-axis direction may not be the vertical direction, so the Y-axis direction is not limited to the vertical direction. The same applies to the following drawings.
また、以下において、例えば、X軸方向プラス側とは、X軸の矢印方向側を示しており、X軸方向マイナス側とは、X軸方向プラス側とは反対側を示す。Y軸方向やZ軸方向についても同様である。 In the following, for example, the X axis direction plus side indicates the arrow direction side of the X axis, and the X axis direction minus side indicates the opposite side to the X axis direction plus side. The same applies to the Y-axis direction and the Z-axis direction.
図1に示すように、本実施の形態におけるレーザレンジファインダ1は、光源10と、スキャンミラー20と、受光部30(受光部30にはスキャンミラー20の反射光を集光する光学部も含まれる)と、ビームスプリッタ40と、窓部50とを備え、さらに、図2に示す信号処理部60を備える。
As shown in FIG. 1, the laser range finder 1 in the present embodiment includes a
光源10は、筐体11内に配置され、レーザ光を出射し、例えばレーザダイオード(LD)で構成されている。この光源10は、変調信号出力部(不図示)から出力される変調信号に従ってレーザ光を出射する。
The
スキャンミラー20は、光源10からのレーザ光を走査領域(図中のA−Cエリア)で走査する揺動ミラーであり、例えば、揺動器(図示せず)によって所定の軸線を中心に揺動するMEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラーである。なお、軸線は、例えば、Y軸方向に延びている。スキャンミラー20は、軸線を中心に揺動することにより、光源10からのレーザ光を対象物に向けて1軸方向(例えば水平方向)に走査する機能を有している。さらに、スキャンミラー20は、対象物で反射したレーザ光を受光部30に向けて反射する機能を有している。
The
ここで、光源10から出射されたレーザ光は、スキャンミラー20が揺動することにより、所定の範囲(図1中のA−Cエリア)で走査される。当該所定の範囲の一部(図1中のB−Cエリア)には、反射板52(後述する)が設けられており、スキャンミラー20から反射板52に入射したレーザ光はレーザレンジファインダ1の外部に出射されることなくスキャンミラー20に反射される。つまり、スキャンミラー20によって走査されたレーザ光のうち、レーザレンジファインダ1の外部に出射されるレーザ光は、当該所定の範囲の他部(図1中のA−Bエリア)に出射されたレーザ光である。以下、図1中のA−Cエリアをミラースキャンエリア(走査領域)、A−Bエリアを測距エリア(測距領域)、B−Cエリアを基準位置検出エリアと記載する場合がある。
Here, the laser light emitted from the
言い換えると、測距エリア(A−Bエリア)とは、スキャンミラー20によってレーザ光が走査されるミラースキャンエリア(A−Cエリア)のうち、レーザレンジファインダ1が対象物の距離及び方向を検知できるエリアである。すなわち、測距エリア(A−Bエリア)とは、ミラースキャンエリア(A−Cエリア)のうち、当該スキャンミラー20から反射板52に到達するレーザ光の光路及び当該光路の延長上を除く領域である。
In other words, the distance measurement area (AB area) is a mirror scan area (AC area) in which laser light is scanned by the
また、基準位置検出エリア(B−Cエリア)とは、スキャンミラー20によってレーザ光が走査されるミラースキャンエリア(A−Cエリア)のうち、スキャンミラー20から反射板52に到達するレーザ光の光路及び当該光路の延長によって形成される領域である。
The reference position detection area (BC area) refers to the laser light that reaches the
本実施の形態では、上述したようにスキャンミラー20がレーザ光L1を1軸方向(水平方向)に走査するため、ミラースキャンエリア、測距エリア、及び、基準位置検出エリアは2次元の平面領域となる。
In the present embodiment, since the
なお、本実施の形態では、スキャンミラー20は、レーザ光を1軸方向(例えば水平方向)に走査するとして説明するが、スキャンミラー20は、レーザ光を2軸方向(水平方向及び垂直方向)に走査してもよく、この場合、ミラースキャンエリア、測距エリア、及び、基準位置検出エリアは3次元の空間領域となる。
In the present embodiment, the
受光部30は、スキャンミラー20によって走査されたレーザ光の対象物及び反射板52からの反射光を受光する、例えば、フォトダイオード(PD;Photodiode)、又は、当該フォトダイオードよりも高感度なアバランシェフォトダイオード(APD:Avalanche Photo Diode)で構成されている。具体的には、受光部30は、対象物及び反射板52からの反射光を、スキャンミラー20及びビームスプリッタ40を介して受光する。また、受光部30は、対象物及び反射板52からの反射光の光路上に配置され、スキャンミラー20及びビームスプリッタ40を経由した反射光を集光してPDに導く光学部(例えば、集光レンズ)を備える。
The
ビームスプリッタ40は、光源10とスキャンミラー20との間に配置され、光源10から出射されたレーザ光をそのまま通過させ、スキャンミラー20からの光を受光部30に反射する(導く)。なお、光源10から出射されたレーザ光をそのまま通過させ、スキャンミラー20からの光を反射させる部材であれば、ビームスプリッタ40でなくてもよく、例えば、有孔ミラーであってもよい。
The
窓部50は、筐体11の開口部に設けられ、遮光部材51と反射板52とを備える。スキャンミラー20で反射されたレーザ光は、当該窓部50を介して筐体11の外部(レーザレンジファインダ1の外部)へ出射される。また、出射されたレーザ光の対象物からの反射光は、当該窓部50を介して筐体11の内部(レーザレンジファインダ1の内部)へ入射する。この窓部50の詳細については、後述する。
The
ここで、スキャンミラー20で反射されたレーザ光は、光強度が比較的大きな直線偏光の光である。これに対し、対象物からの反射光は、光強度が非常に小さな拡散光となる。そこで、筐体11の開口部のうち遮光部材51及び反射板52を設けた領域以外は、スキャンミラー20の面積より大きく、受光部30によって対象物からの反射光を受光できるだけの十分な光量を確保できるだけの大きさにすることが好ましい。
Here, the laser light reflected by the
なお、以下、本実施の形態では、反射板52は窓部50に設けられているとして説明するが、これに限らない。反射板52は、ミラースキャンエリア(走査領域)に設けられていればよく、例えば、走査領域の端部が筐体11の開口端部を含む場合、反射板52は、筐体11内面の開口端部に設けられていてもよい。
In the following description of the present embodiment, it is assumed that the reflecting
次に、図2を参照しながら、実施の形態におけるレーザレンジファインダ1の信号処理部60の機能構成について説明する。
Next, the functional configuration of the
同図に示す信号処理部60は、受光部30が受光した対象物からの反射光を用いて、レーザレンジファインダ1から当該対象物までの距離を算出する。また、さらに、受光部30が受光した反射板52からの反射光を用いて、当該対象物の方向(角度)を算出する。この信号処理部60は、測距信号処理部61と、強度信号モニタ部62と、基準位置検知部63と、演算部64とを備え、例えば、システムLSI(Large Scale Integration:大規模集積回路)、あるいは、IC(Integrated Circuit)を用いて構成されている。あるいは、信号処理部60は、マイクロコントローラにより構成されていてもよい。以下、信号処理部60の具体的な構成について、説明する。
The
測距信号処理部61は、光源10から出射されたレーザ光に含まれた変調信号と、受光部30が受光した反射光に含まれる変調信号との位相差を用いて、レーザレンジファインダ1から対象物までの距離を算出する。つまり、測距信号処理部61は、当該位相差を用いて、レーザ光が光源10から出射されてから受光部30で受光されるまでの時間を算出する。この時間は、レーザ光が光源10から測定対象物までを往復するのにかかる時間である。したがって、測距信号処理部61は、当該時間の1/2に光の速さを乗算することにより、当該距離を求めることができる。また、測距信号処理部61は、求めた距離を示す距離情報信号を出力する。
The ranging
強度信号モニタ部62は、受光部30が受光した反射光の光強度を用いて、当該反射光が基準位置検出エリアからの反射光か否かを判定する。具体的には、当該反射光の光強度が所定の閾値(例えば、測距エリアからの反射光の飽和光量)以上の場合に、当該反射光が基準位置検出エリアからの反射光(反射板52からの反射光)であると判定し、当該反射光が基準位置検出エリアからの反射光であることを示すクロック信号(パルス信号)を出力する。
The intensity
基準位置検知部63は、強度信号モニタ部62から出力されたクロック信号の信号周期を用いて、スキャンミラー20の走査方向(走査角:走査位置)を示すミラー位置認識信号を出力する。具体的には、基準位置検知部63は、強度信号モニタ部62から出力されたクロック信号の信号周期とスキャンミラー20に対して反射板52が配置された方向(基準位置検出エリアの方向)とから、スキャンミラー20の最大走査角度を算出する。さらに、算出した最大走査角度とスキャンミラー20の揺動周期とから、スキャンミラー20の走査方向(走査角:走査位置)を算出する。
The reference
演算部64は、測距信号処理部61から出力された距離情報信号と、基準位置検知部63から出力されたミラー位置認識信号とを用いて、レーザレンジファインダ1に対する対象物の方向(位置)、及び、レーザレンジファインダ1から対象物までの距離を演算する。また、演算した当該方向及び当該距離を示すスキャンエリア距離情報を出力する。
The
このように、信号処理部60は、受光部30によって受光された反射板52からの反射光と対象物からの反射光とのタイミングを用いて、レーザレンジファインダ1に対する対象物の方向(位置)を算出する。また、当該信号処理部60は、さらに、受光部30が受光した対象物からの反射光の位相と、光源10から出射されたレーザ光の位相との位相差を用いて、レーザレンジファインダ1から対象物までの距離を算出する。
Thus, the
なお、信号処理部60は、基準位置検知部63によって算出されたスキャンミラー20の最大走査角度を示す信号を、スキャンミラー20を駆動(揺動)させるミラー駆動部(不図示)へフィードバックすることにより、スキャンミラー20の最大走査角度を制御してもよい。
The
[2.窓部の構成]
次に、窓部50の構成について、図3を用いて説明する。図3は、本実施の形態における窓部50の構成の一例を示す斜視図である。なお、説明の都合上、遮光部材51及び反射板52には網掛けを施している。
[2. Window configuration]
Next, the structure of the
上述したように、窓部50は、筐体11の開口部に設けられ、遮光部材51と反射板52とを備える。また、図3に示すように、さらに、透過部材53を備える。
As described above, the
[2−1.遮光部材]
遮光部材51は、ミラースキャンエリア(A−Cエリア)のうち測距エリア(A−Bエリア)、かつ、筐体11内に配置され、スキャンミラー20からのレーザ光L1の強さ(光強度)を制限して筐体11外へ透過する光制限部材の一例である。ここで、「筐体11内に配置されている」とは、筐体11の内部(内方)に配置されている場合も筐体11の開口部に配置されている場合も含まれる。
[2-1. Shading member]
The
具体的には、遮光部材51は、筐体11の開口部に設けられ、スキャンミラー20からのレーザ光L1の当該開口部におけるレーザスポットLSスポットの一部を遮光することにより、当該レーザ光の強さを制限して筐体11外へ透過する。より具体的には、遮光部材51は、スキャンミラー20によるレーザ光L1の走査方向(水平方向)に沿って測距エリア(A−Bエリア)に配置されている。このように構成された遮光部材51により、スキャンミラー20からのレーザ光L1は、強さ(光強度)が制限されて筐体11外へ出射される。つまり、遮光部材51は、レーザ光L1のレーザスポットLSの一部と重なるように配置されることにより、スキャンミラー20からのレーザ光L1の一部をレーザ光L2として透過させ、他の一部を透過させない。ここで、「レーザ光を透過させない」とは、透過量をゼロにする場合に限らず、透過量を実質的にゼロ(例えば、透過量5パーセント以内)にすればよい。
Specifically, the
この遮光部材51は、例えば、透過部材53に塗布されたカーボンブラック等の光吸収剤を含有する樹脂であり、当該遮光部材51に入射したレーザ光を透過させない。なお、遮光部材51の構成はこれに限らず、当該遮光部材51に入射したレーザ光の光路を変えることにより、当該レーザ光を筐体11外へ透過しなくてもよく、例えば、入射したレーザ光を、筐体11外へ透過せず、かつ、受光部30に到達しないような光路で反射する鏡等の反射部材であってもよい。
The
また、遮光部材51は、スキャンミラー20によるレーザ光L1の走査方向(水平方向)に沿って測距エリア(A−Bエリア)の全域に亘って配置されており、当該走査方向のいずれの位置においても、開口部に入射したレーザ光のスポット面積を同等の割合で遮光するように設けられていることが好ましい。これにより、スキャンミラー20からのレーザ光は、測距エリアのいずれの光路においても、同等の割合で制限されて筐体11外へ出射される。
Further, the
このように、遮光部材51は、スキャンミラー20によるレーザ光L1の走査角度範囲の一部において当該レーザ光L1の光路上に配置され、当該光路を通るレーザ光L1の強さを制限して透過する。
As described above, the
[2−2.反射板]
反射板52は、ミラースキャンエリア(A−Cエリア)のうち筐体11内に配置され、スキャンミラー20からのレーザ光を反射する。つまり、反射板52は、測定エリア(B−Cエリア)外、かつ、ミラースキャンエリア(A−Cエリア)内のうち、筐体11内に配置されている。具体的には、反射板52は、スキャンミラー20からのレーザ光L1を当該スキャンミラー20に反射する反射面を有する。当該反射面は、比較的大きい既知の反射率を有していればよく、例えば、白色等の塗料が塗られて形成されていても構わないし、鏡のように光を全反射する部材が取り付けられて構成されていてもよい。また、当該反射面の大きさは、レーザスポットLSよりも大きければよい。
[2-2. reflector]
The
このように、反射板52は、スキャンミラー20によるレーザ光L1の走査角度範囲の他の一部において当該レーザ光L1の光路上に配置され、当該光路を通るレーザ光L1をスキャンミラー20に反射する。
As described above, the
[2−3.透過部材]
透過部材53は、筐体11の開口を塞ぐように設けられ、スキャンミラー20からのレーザ光L1及び当該レーザ光L1の対象物からの反射光を透過する、例えば、アクリル樹脂又はガラス等である。なお、窓部50は、透過部材53を有していなくてもよく、例えば、筐体11の開口部に架橋された柱形状の遮光部材51と、当該筐体11の開口部に設けられた反射板52とを備えてもよい。
[2-3. Transparent member]
The
[3.測距エリアと基準位置検出エリアとの分離]
以上のように構成された窓部50により、本実施の形態に係るレーザレンジファインダ1は、測距エリア(A−Bエリア)と基準位置検出エリア(B−Cエリア)とを、分離して識別することができる。つまり、基準位置検出エリアからの反射光を、測距エリアからの反射光と区別することができる。
[3. Separation of ranging area and reference position detection area]
With the
[3−1.対象物が窓部直前以外に位置している場合]
まず、対象物が窓部50の直前以外に位置している場合について、図4及び図5を用いて説明する。つまり、この場合、対象物は、窓部50に張り付くことなく、窓部50から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。図4は、本実施の形態における窓部50の測距エリア(A−Bエリア)を通過する光の様子を示す断面図である。図5は、本実施の形態における窓部50の基準位置検出エリア(B−Cエリア)における光の様子を示す断面図である。
[3-1. When the object is positioned other than just before the window]
First, a case where the object is located other than immediately before the
[3−1−1.測距エリア]
図4に示すように、測距エリア(A−Bエリア)では、スキャンミラー20により走査されたレーザ光L1は、窓部50(筐体11の開口部)において、遮光部材51によりスポット径が絞られる。つまり、窓部50において、レーザ光L1のスポットの一部が遮蔽される。これにより、レーザ光L1の強さ(光強度)が制限されて、筐体11外へ透過される。つまり、筐体11外へ出射されるレーザ光L2の強さは、スキャンミラー20からのレーザ光L1と比較して小さくなる。
[3-1-1. Ranging area]
As shown in FIG. 4, in the distance measurement area (A-B area), the laser beam L1 scanned by the
レーザレンジファインダ1から出射されたレーザ光L2の測定ターゲット2からの反射光は、レーザ光L2が測定ターゲット2で拡散反射されることにより、レーザ光L2よりも極めて光強度の小さい拡散反射光L3となり、レーザ光L2と同様の光路でレーザレンジファインダ1へと入射する。
The reflected light from the
このように、測距エリアに測定ターゲット2が存在する場合には、レーザ光L1、L2よりも極めて光強度の小さい拡散反射光L3がスキャンミラー20へと入射する。つまり、受光部30では、微弱な光が受光される。なお、測距エリアに測定ターゲット2が存在しない場合には、スキャンミラー20へと入射する光が実質的にゼロとなる。
As described above, when the
[3−1−2.基準位置検出エリア]
一方、図5に示すように、基準位置検出エリア(B−Cエリア)では、スキャンミラー20により走査されたレーザ光L1は、窓部50(筐体11の開口部)において、反射板52により反射され、筐体11外へは実質的に透過されない。
[3-1-2. Reference position detection area]
On the other hand, as shown in FIG. 5, in the reference position detection area (BC area), the laser light L <b> 1 scanned by the
スキャンミラー20により走査されたレーザ光L1の反射板52からの反射光は、反射板52の反射面が比較的非常に大きい反射率を有していることから、レーザ光L1と同等の光強度を有する。例えば、反射板52の反射面が鏡のように光を全反射する部材により構成されている場合には、反射板52からの反射光は、光強度が比較的大きな直線偏光の直線反射光L4となる。
The reflected light from the reflecting
このように、基準位置検出エリアでは、光強度が比較的大きな直線反射光L4がスキャンミラー20へと入射する。つまり、受光部30では、光強度が比較的大きな光が受光される。
Thus, in the reference position detection area, the linear reflected light L4 having a relatively large light intensity enters the
よって、信号処理部60において、強度信号モニタ部62が、受光部30によって受光された光の光強度が所定の閾値以上であるか否かを判定することにより、当該光が基準位置検出エリアからの反射光(反射板52からの反射光)であるか、測距エリアからの反射光であるかを分離して識別することができる。
Therefore, in the
[3−2.対象物が窓部直前に位置している場合]
次に、対象物が窓部50の直前に位置している場合について、本実施の形態の比較例と比較しながら説明する。つまり、この場合、対象物は、窓部50に張り付いた状態で配置されている。なお、以下では、対象物が光を全反射する全反射ターゲットであるとして説明するが、比較例に生じる問題は、対象物が全反射ターゲットである場合に限らず、反射板52の反射率と同等の反射率を有する場合であっても同様である点について留意されたい。
[3-2. When the object is located immediately before the window]
Next, a case where the object is located immediately before the
[3−2−1.比較例に生じる問題]
まず、対象物が窓部の直前に位置している場合において、比較例に生じる問題について、図6〜図8を用いて説明する。図6は、比較例における窓部950の構成の一例を示す斜視図である。なお、説明の都合上、反射板52には網掛けを施している。図7は、比較例において生じる問題について説明するための図である。図8は、比較例において、図7の状態の場合に信号処理部60で取得される各種の信号を示すグラフであり、(a)は受光振幅強度を示すグラフ、(b)は基準位置検知信号を示すグラフである。
[3-2-1. Problems in comparative examples]
First, the problem that occurs in the comparative example when the object is positioned immediately before the window will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a perspective view showing an example of the configuration of the
比較例におけるレーザレンジファインダは、実施の形態におけるレーザレンジファインダ1とほぼ同様の構成を有するが、図6に示すように、窓部950が窓部50と比較して、遮光部材51を備えない点が異なる。つまり、比較例におけるレーザレンジファインダでは、測距エリアにおいて、スキャンミラー20により走査されたレーザ光L91は、遮蔽されることなくレーザ光L1と同等のスポット径のレーザ光L92として筐体11の外部へ出射される。
The laser range finder in the comparative example has substantially the same configuration as the laser range finder 1 in the embodiment, but the
これにより、図7に示すように、全反射ターゲット2Aが窓部950の直前に位置している場合、全反射ターゲット2Aからの反射光L95は、レーザ光L1と同等の光強度を有する直線偏光の光となる。
Thereby, as shown in FIG. 7, when the
その結果、信号処理部60では、全反射ターゲット2Aからの反射光L95を、基準位置検出エリアからの反射光(反射板52からの反射光)であると誤認識する場合がある。具体的には、比較例では、受光部30から出力される信号が図8の(a)のようになる。つまり、強度信号モニタ部62によって所定の閾値以上であると判定される箇所が、基準位置検出エリア(B−Cエリア)だけでなく、測距エリア(A−Bエリア)にも出現する。よって、強度信号モニタ部62から出力される基準位置検出エリアからの反射光であることを示すクロック信号(パルス信号)は、図8の(b)に示すようになる。
As a result, the
よって、比較例では、強度信号モニタ部62が、受光部30によって受光された光の光強度が所定の閾値以上であるか否かを判定しても、当該光が基準位置検出エリアからの反射光(反射板52からの反射光)であるか、測距エリアからの反射光であるかを分離して識別することができない。
Therefore, in the comparative example, even if the intensity
基準位置検知部63では、強度信号モニタ部62から出力されたクロック信号の信号周期を用いて、スキャンミラー20の走査方向(走査角:走査位置)を示すミラー位置認識信号を出力するため、このような測距エリア(A−Bエリア)に出現するパルスは誤動作を引き起こす恐れがある。
The reference
[3−2−2.本実施の形態の効果]
次に、対象物が窓部50の直前に位置している場合において、本実施の形態が奏する効果について、図9及び図10を用いて説明する。図9は、本実施の形態において生じる効果について説明するための図である。図10は、本実施の形態において、図9の状態の場合に信号処理部60で取得される各種の信号を示すグラフであり、(a)は受光振幅強度を示すグラフ、(b)は基準位置検知信号を示すグラフである。
[3-2-2. Effects of the present embodiment]
Next, the effects of the present embodiment when the object is located immediately before the
比較例に対し、本実施の形態では、窓部50に遮光部材51が設けられていることにより、図9に示すように、全反射ターゲット2Aが窓部50の直前に位置している場合であっても、全反射ターゲット2Aからの反射光L5は、レーザ光L1よりも光強度の小さな直線偏光の光となる。
In contrast to the comparative example, in the present embodiment, since the
その結果、信号処理部60では、全反射ターゲット2Aからの反射光L5を、基準位置検出エリアからの反射光(反射板52からの反射光)ではないと判別することができる。具体的には、本実施の形態では、受光部30から出力される信号が図10の(a)のようになる。つまり、強度信号モニタ部62によって所定の閾値以上であると判定される箇所が、基準位置検出エリア(B−Cエリア)のみに出現する。よって、強度信号モニタ部62から出力される基準位置検出エリアからの反射光であることを示すクロック信号(パルス信号)は、図10の(b)に示すようになる。
As a result, the
よって、本実施の形態では、強度信号モニタ部62が、受光部30によって受光された光の光強度が所定の閾値以上であるか否かを判定することにより、当該光が基準位置検出エリアからの反射光(反射板52からの反射光)であるか、測距エリアからの反射光であるかを分離して識別することができる。
Therefore, in the present embodiment, the intensity
基準位置検知部63では、強度信号モニタ部62から出力されたクロック信号の信号周期を用いて、スキャンミラー20の走査方向(走査角:走査位置)を示すミラー位置認識信号を出力するため、比較例において生じるような誤動作を抑制することができる。
Since the reference
[4.まとめ]
以上のように、本実施の形態に係るレーザレンジファインダ1は、スキャンエリア(A−Cエリア)のうちスキャンミラー20から反射板52に到達するレーザ光の光路及び当該光路の延長上を除く測距エリア(A−Bエリア)、かつ、筐体11内に配置され、スキャンミラー20からのレーザ光の強さを制限して筐体11外へ透過する光制限部材(本実施の形態では遮光部材51)を備える。
[4. Summary]
As described above, the laser range finder 1 according to the present embodiment performs measurement except for the optical path of the laser light reaching the reflecting
これにより、筐体11外部の測距エリアに出力されるレーザ光の光強度は、筐体11内部の測距エリアに出力されたレーザ光の光強度よりも小さくなる。つまり、対象物が全反射ターゲットの場合であっても、当該対象物からの反射光の光強度は、筐体11内部に配置された反射板52からの光強度よりも必ず小さくなる。したがって、レーザレンジファインダ1は、受光部30で受光した光が、対象物からの反射光であるか、反射板52からの反射光であるかを識別することができる。言い換えると、測距エリアからの反射光と基準位置検出エリアからの反射光とを識別することができる。つまり、測距エリアと基準位置検出エリアとを高精度に分離して識別することができる。よって、測距エリアからの反射光を基準位置検出エリアからの反射光と誤認識することを抑制できるので、当該誤認識によって生じ得る、例えば、対象物の角度認識(方向認識)の誤り、及び、不意なキャリブレーション操作といったレーザレンジファインダ1の誤動作を低減することができる。
Thereby, the light intensity of the laser light output to the distance measuring area outside the
また、本実施の形態では、光制限部材として、筐体11の開口部に設けられ、スキャンミラー20からのレーザ光の開口部におけるスポットの一部を遮蔽することにより、当該レーザ光の強さを制限して筐体11外へ透過する遮光部材51が設けられている。
In the present embodiment, the light limiting member is provided at the opening of the
このように、レーザ光のスポットの一部を遮蔽する遮光部材51を設けることにより、筐体11外部の測距エリアに出力されるレーザ光の光強度を筐体11内部の測距エリアに出力されたレーザ光の光強度よりも小さくすることができる。この一方で、窓部50において遮光部材51はレーザスポット径より幅が小さく、スキャンミラー20の面積、及び、窓部50に比べて極僅かな面積しか占有しない。したがって、光強度が非常に小さな拡散光となっている対象物からの反射光を用いて精度よく距離を測定するために必要な開口面積を遮光部材51が制限するようなことはない。よって、対象物からの反射光が窓部50を通過する際の遮光部材51が設けられていることによる光量低下の影響を抑制することができる。その結果、受光部30でのS/N比を遮光部材51がない場合と同等に扱うことができる。つまり、角度認識精度が向上することで、測距精度が向上する。
As described above, by providing the
また、本実施の形態では、遮光部材51は、スキャンミラー20によるレーザ光の走査方向(水平方向)に沿って、測距エリア(A−Bエリア)に配置されている。
In the present embodiment, the
これにより、遮光部材51は、当該走査方向のいずれの位置においても、スキャンミラー20からのレーザ光を同等の割合で遮蔽することができる。よって、測距エリアと基準位置検出エリアとを一層高精度に分離して識別することができる。なお、遮光部材51は、測距エリアの全域に亘って配置されていることが好ましい。
Thereby, the
また、本実施の形態では、反射板52は、ミラースキャンエリア(A−Cエリア)の端部に配置されている。言い換えると、基準位置検出エリア(B−Cエリア)は、ミラースキャンエリア(A−Cエリア)の端部に位置している。
Moreover, in this Embodiment, the reflecting
これにより、反射板52からの反射光を一定の時間間隔で受光することができるので、スキャンミラー20の最大走査角度を容易に算出することができる。よって、対象物の方向(角度)を容易に算出することができる。
Thereby, since the reflected light from the reflecting
なお、反射板52は、ミラースキャンエリア(A−Cエリア)かつ筐体11内に配置されていればよく、例えば、筐体11の開口部よりもスキャンミラー20に近い位置に配置されていてもよい。また、例えば、反射板52は、ミラースキャンエリア(A−Cエリア)の中央に配置されていてもよい。また、例えば、反射板52は、遮光部材51と同一平面(X−Y平面)に配置されていなくてもよく、遮光部材51よりもスキャンミラー20に近い位置に配置されていてもよい。
Note that the
(変形例1)
次に、実施の形態の変形例1について、図11を用いて説明する。図11は、実施の形態の変形例1における窓部250の構成の一例を示す斜視図である。なお、説明の都合上、遮光部材251a、251bと反射板52とには、網掛けを施している。
(Modification 1)
Next, Modification 1 of the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a perspective view showing an example of the configuration of the
本変形例に係るレーザレンジファインダは、上記実施の形態とほぼ同様であるが、図11に示すように、窓部250が複数(本変形例では2つ)の遮光部材251a、251bを備える点が異なる。このような複数の遮光部材251a、251bを配置した構成であっても、上記実施の形態と同様の効果を奏する。
The laser range finder according to the present modification is substantially the same as the above embodiment, but as shown in FIG. 11, the
なお、本変形例では、2つの遮光部材251a、251bを配置した構成を例に説明したが、3つ以上の遮光部材を配置した構成であってもよい。
In this modification, the configuration in which the two
(変形例2)
次に、実施の形態の変形例2について、図12を用いて説明する。図12は、実施の形態の変形例2における窓部350の構成の一例を示す斜視図である。なお、説明の都合上、減光フィルタ351及び反射板52Aには網掛けを施している。
(Modification 2)
Next, a second modification of the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a perspective view showing an example of the configuration of the
本変形例に係るレーザレンジファインダは、上記実施の形態とほぼ同様であるが、図11に示すように、窓部350が、遮光部材51に代わり減光フィルタ351を備え、反射板52に代わり反射板52Aを備える点が異なる。
The laser range finder according to this modification is substantially the same as that of the above embodiment, but as shown in FIG. 11, the
減光フィルタ351は、ミラースキャンエリア(A−Cエリア)のうち測距エリア(A−Bエリア、かつ、筐体11内に配置され、スキャンミラー20からのレーザ光L1の強さ(光強度)を制限して筐体11外へ透過する光制限部材の一例である。具体的には、減光フィルタ351は、筐体11の開口部に設けられ、スキャンミラー20からのレーザ光L1の強さ(光強度)を制限して筐体11階へ透過する、例えば、ND(Neutral Density)フィルタである。この減光フィルタ351は、レーザ光L1の波長の光の強さを抑制する。
The
このように、光制限部材として減光フィルタ351を用いた構成であっても、上記実施の形態と同様の効果を奏する。
Thus, even if it is the structure using the
また、光制限部材として減光フィルタ351を用いることにより、図12に示すように、減光フィルタ351を透過部材53の反射板52Aが設けられた領域以外の全面に配置することが可能になる。つまり、実施の形態では、遮光部材51をレーザ光L1のスポットの一部を遮蔽するように配置していたが、本変形例では、減光フィルタ351をレーザ光L1のスポットの全てを含むように配置することができる。
Further, by using the
これにより、レーザレンジファインダ1を組み立てる際に、光制限部材(本変形例では減光フィルタ351)とスキャンミラー20との位置決めについて高い精度が要求されにくくなる。言い換えると、レーザレンジファインダ1の組み立てを容易にすることができる。
Thereby, when the laser range finder 1 is assembled, it becomes difficult to require high accuracy for positioning the light limiting member (the
また、スキャンミラー20がレーザ光L1を2次元走査する場合であっても、上記実施の形態と同様の効果を奏する。
Further, even when the
また、本変形例における反射板52Aは、上記実施の形態における反射板52と比較して、窓部250のY軸方向(垂直方向)の全域に形成されている。
In addition, the reflecting
これにより、スキャンミラー20がレーザ光L1を2次元走査する場合であっても、上記実施の形態と同様の効果を奏する。
Thereby, even when the
また、スキャンミラー20が所定の軸線を含む少なくとも2軸を中心に揺動し、かつ、反射板52Aが、当該所定の軸線に平行な方向において、筐体11の開口部を塞ぐように配置されていることにより、次のような効果を奏する。
Further, the
すなわち、測距エリアからの反射光の強さと反射板52Aからの反射光の強さとの差が小さいことにより、測距エリアと基準位置検出エリアとを分離して識別することが困難な場合であっても、測距エリアのY軸方向(垂直方向)に一定の幅で高い反射が存在するとは考えにくいので、一定の周期かつ一定の強さで出現する反射光を反射板52Aからの反射光と見なすことができる。このように、一定の周期かつ一定の強さで出現する反射光を反射板52Aからの反射光と見なすことにより、測距エリアと基準位置検出エリアとを分離して識別することができる。よって、測距エリアからの反射光の強さと反射板52Aからの反射光の強さとの差が小さい場合であっても、上記実施の形態と同様の効果を奏する。
That is, when the difference between the intensity of the reflected light from the distance measuring area and the intensity of the reflected light from the reflecting
(他の実施の形態)
以上、本発明の実施の形態及び変形例に係るレーザレンジファインダについて説明したが、本発明は、これら実施の形態及び変形例に限定されるものではない。
(Other embodiments)
Although the laser range finder according to the embodiments and modifications of the present invention has been described above, the present invention is not limited to these embodiments and modifications.
例えば、レーザ光L1のレーザスポット形状は、略円形、略楕円形、ライン形状、矩形形状等のいずれでもよく、例えば、遮光部材の形状と共に適宜調整されてもよい。 For example, the laser spot shape of the laser light L1 may be any of a substantially circular shape, a substantially elliptical shape, a line shape, a rectangular shape, and the like, and may be appropriately adjusted together with the shape of the light shielding member, for example.
また、遮光部材とスキャンミラー20からのレーザ光L1のレーザスポットLSとの重なり面積は、レーザレンジファインダ1から出射されるレーザ光L2の強さ(光強度)と相関がある。具体的には、当該重なり面積が大きいほど、レーザ光L2の強さが小さくなる。そこで、当該重なり面積は、レーザ光L2が全反射された場合の光強度が、基準位置検出エリアからの反射光(反射板からの反射光)からの光強度よりも有意に小さくなるようにすればよい。具体的には、当該重なり面積は、レーザ光L2が全反射された場合の光強度が、強度信号モニタ部62において基準位置検出エリアからの反射光か否かの判定に用いられる閾値よりも小さくなるようにすればよい。
Further, the overlapping area between the light shielding member and the laser spot LS of the laser beam L1 from the
また、遮光部材の幅(スキャンミラー20によるレーザ光L1の走査方向に直交する方向の大きさ)は、特に限定されてないが、受光部30におけるS/N比を良好に保つことができる程度の幅であることが好ましい。例えば、遮光部材の幅は、筐体11の開口部におけるレーザ光L1のレーザスポット径程度以下であることが好ましい。
Further, the width of the light shielding member (the size in the direction orthogonal to the scanning direction of the laser beam L1 by the scan mirror 20) is not particularly limited, but is sufficient to maintain a good S / N ratio in the
また、上記説明では、レーザレンジファインダは、スキャンミラー20と受光部30とが同軸経路で構成された同軸光学系として説明したが、スキャンミラー20と受光部30とが分離して構成された分離光学系であってもよい。
In the above description, the laser range finder has been described as a coaxial optical system in which the
さらに、上記実施の形態及び変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。 Furthermore, the above embodiments and modifications may be combined.
上記実施の形態は、物体の距離を検出するレーザレンジファインダに適用可能である。 The embodiment described above can be applied to a laser range finder that detects the distance of an object.
1 レーザレンジファインダ
2 測定ターゲット
2A 全反射ターゲット
10 光源
11 筐体
20 スキャンミラー
30 受光部
40 ビームスプリッタ
50、250、350、950 窓部
51、251a、251b 遮光部材
52、52A 反射板
53 透過部材
60 信号処理部
61 測距信号処理部
62 強度信号モニタ部
63 基準位置検知部
64 演算部
351 減光フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
筐体と、
前記筐体内に配置され、レーザ光を出射する光源と、
前記光源からのレーザ光を走査領域で走査する揺動ミラーと、
前記走査領域かつ前記筐体内に配置され、前記揺動ミラーからのレーザ光を反射する反射板と、
前記走査領域のうち前記揺動ミラーから前記反射板に到達するレーザ光の光路及び当該光路の延長上を除く測距領域、かつ、前記筐体内に配置され、前記揺動ミラーからのレーザ光の強さを制限して前記筐体外へ透過する光制限部材と、
前記揺動ミラーによって走査されたレーザ光の前記対象物及び前記反射板からの反射光を受光する受光部と、
前記受光部が前記反射光を受光したタイミングを用いて前記レーザレンジファインダに対する前記対象物の方向の算出を行う信号処理部とを備える
レーザレンジファインダ。 A laser range finder that measures the distance to an object,
A housing,
A light source disposed in the housing and emitting laser light;
A oscillating mirror that scans a laser beam from the light source in a scanning region;
A reflecting plate disposed in the scanning region and in the housing and reflecting the laser beam from the oscillating mirror;
Of the scanning area, the optical path of the laser beam reaching the reflector from the oscillating mirror and the distance measuring area excluding the extension of the optical path, and the laser beam from the oscillating mirror are arranged in the housing. A light limiting member that limits the strength and transmits outside the housing;
A light receiving unit that receives reflected light from the object and the reflector plate of the laser beam scanned by the swing mirror;
A laser range finder, comprising: a signal processing unit that calculates a direction of the object with respect to the laser range finder using a timing at which the light receiving unit receives the reflected light.
請求項1に記載のレーザレンジファインダ。 The light limiting member is provided in the opening of the casing, and blocks a part of the spot in the opening of the laser light from the oscillating mirror, thereby limiting the intensity of the laser light. The laser range finder according to claim 1, wherein the laser range finder is a light shielding member that transmits to the outside of the housing.
請求項2に記載のレーザレンジファインダ。 The laser range finder according to claim 2, wherein the light shielding member is disposed in the distance measuring area along a scanning direction of laser light by the oscillating mirror.
請求項1に記載のレーザレンジファインダ。 The laser range finder according to claim 1, wherein the light limiting member is a neutral density filter that is provided at an opening of the housing and limits the intensity of the laser light and transmits the laser light to the outside of the housing.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザレンジファインダ。 The laser range finder according to claim 1, wherein the reflecting plate is disposed at an end of the scanning region.
前記反射板は、前記所定の軸線に平行な方向において、前記筐体の開口部を塞ぐように配置されている
請求項1〜5のいずれか1項に記載のレーザレンジファインダ。 The oscillating mirror oscillates about at least two axes including a predetermined axis,
The laser range finder according to any one of claims 1 to 5, wherein the reflecting plate is arranged so as to close an opening of the housing in a direction parallel to the predetermined axis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014156328A JP6347079B2 (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Laser range finder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014156328A JP6347079B2 (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Laser range finder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016033482A true JP2016033482A (en) | 2016-03-10 |
JP6347079B2 JP6347079B2 (en) | 2018-06-27 |
Family
ID=55452443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014156328A Active JP6347079B2 (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Laser range finder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6347079B2 (en) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018112528A (en) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | 本田技研工業株式会社 | Cover member and sensor assembly |
WO2018221048A1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | シャープ株式会社 | Three-dimensional image element and optical radar device |
KR20190105889A (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-18 | 주식회사 에스오에스랩 | LiDAR scanning device |
JP2019197044A (en) * | 2018-03-28 | 2019-11-14 | 株式会社村田製作所 | Lidar device fabry-perot element |
JP2019211442A (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 株式会社クボタ | Laser radar mounted on service vehicle |
JP2020016481A (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 三菱電機株式会社 | Distance measuring device |
JP2020104155A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社キーエンス | Laser processing device |
WO2021045001A1 (en) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | 株式会社デンソー | Optical ranging device |
CN112731419A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-30 | 河南中原光电测控技术有限公司 | Distance measuring instrument, distance measuring equipment for measuring plate cutting length, filtering method and application |
CN112856151A (en) * | 2020-12-30 | 2021-05-28 | 李达平 | Foundation detection equipment with tripod horizontal support frame for building construction |
CN113671461A (en) * | 2021-07-30 | 2021-11-19 | 苏州玖物互通智能科技有限公司 | Method and system for detecting laser radar emission beam direction and laser radar device |
US11493630B2 (en) | 2018-01-08 | 2022-11-08 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
WO2023184547A1 (en) * | 2022-04-02 | 2023-10-05 | 华为技术有限公司 | Scanning system and method |
US11808889B2 (en) | 2018-01-08 | 2023-11-07 | Sos Lab Co., Ltd. | LiDAR device |
WO2024004166A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | ファナック株式会社 | Distance measurement device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11561288B2 (en) | 2019-04-18 | 2023-01-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus, on-board system, and movement apparatus |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0377506B2 (en) * | 1980-02-15 | 1991-12-10 | Canon Kk | |
JPH07301519A (en) * | 1994-05-09 | 1995-11-14 | Omron Corp | Distance measuring instrument |
JP2001221967A (en) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Sharp Corp | Optical scanning optical device |
JP2003149343A (en) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Nissan Motor Co Ltd | On-vehicle radar, its inspection method and vehicle-to- vehicle distance measuring device |
JP2005084565A (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Canon Inc | Optical scanner and image forming device using the same |
JP2012093256A (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | Laser image measurement device |
JP2013160545A (en) * | 2012-02-02 | 2013-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | Shape measuring device |
-
2014
- 2014-07-31 JP JP2014156328A patent/JP6347079B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0377506B2 (en) * | 1980-02-15 | 1991-12-10 | Canon Kk | |
JPH07301519A (en) * | 1994-05-09 | 1995-11-14 | Omron Corp | Distance measuring instrument |
JP2001221967A (en) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Sharp Corp | Optical scanning optical device |
JP2003149343A (en) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Nissan Motor Co Ltd | On-vehicle radar, its inspection method and vehicle-to- vehicle distance measuring device |
JP2005084565A (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Canon Inc | Optical scanner and image forming device using the same |
JP2012093256A (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | Laser image measurement device |
JP2013160545A (en) * | 2012-02-02 | 2013-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | Shape measuring device |
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018112528A (en) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | 本田技研工業株式会社 | Cover member and sensor assembly |
WO2018221048A1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | シャープ株式会社 | Three-dimensional image element and optical radar device |
US11953596B2 (en) | 2018-01-08 | 2024-04-09 | Sos Lab Co., Ltd. | LiDAR device |
US11953626B2 (en) | 2018-01-08 | 2024-04-09 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
US11808889B2 (en) | 2018-01-08 | 2023-11-07 | Sos Lab Co., Ltd. | LiDAR device |
US11493630B2 (en) | 2018-01-08 | 2022-11-08 | SOS Lab co., Ltd | LiDAR device |
KR20190105889A (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-18 | 주식회사 에스오에스랩 | LiDAR scanning device |
KR102221864B1 (en) * | 2018-03-06 | 2021-03-02 | 주식회사 에스오에스랩 | LiDAR scanning device |
JP2019197044A (en) * | 2018-03-28 | 2019-11-14 | 株式会社村田製作所 | Lidar device fabry-perot element |
JP7036077B2 (en) | 2018-03-28 | 2022-03-15 | 株式会社村田製作所 | Fabry-Perot element of LIDAR device |
JP2019211442A (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | 株式会社クボタ | Laser radar mounted on service vehicle |
CN110579776A (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-17 | 株式会社久保田 | Laser radar mounted on working vehicle |
CN110579776B (en) * | 2018-06-08 | 2024-05-03 | 株式会社久保田 | Laser radar mounted on working vehicle |
JP7113669B2 (en) | 2018-06-08 | 2022-08-05 | 株式会社クボタ | Laser radar mounted on a work vehicle |
JP2020016481A (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 三菱電機株式会社 | Distance measuring device |
US11914075B2 (en) * | 2018-07-24 | 2024-02-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Distance measurement apparatus |
JP7181790B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-12-01 | 株式会社キーエンス | Laser processing equipment |
JP2020104155A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-09 | 株式会社キーエンス | Laser processing device |
WO2021045001A1 (en) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | 株式会社デンソー | Optical ranging device |
CN112731419A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-30 | 河南中原光电测控技术有限公司 | Distance measuring instrument, distance measuring equipment for measuring plate cutting length, filtering method and application |
CN112856151A (en) * | 2020-12-30 | 2021-05-28 | 李达平 | Foundation detection equipment with tripod horizontal support frame for building construction |
CN113671461A (en) * | 2021-07-30 | 2021-11-19 | 苏州玖物互通智能科技有限公司 | Method and system for detecting laser radar emission beam direction and laser radar device |
CN113671461B (en) * | 2021-07-30 | 2024-03-08 | 苏州玖物智能科技股份有限公司 | Method and system for detecting laser radar emission beam direction and laser radar device |
WO2023184547A1 (en) * | 2022-04-02 | 2023-10-05 | 华为技术有限公司 | Scanning system and method |
WO2024004166A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | ファナック株式会社 | Distance measurement device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6347079B2 (en) | 2018-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6347079B2 (en) | Laser range finder | |
US10031213B2 (en) | Laser scanner | |
CN104236464B (en) | Laser vibration displacement sensor and measuring method thereof | |
US10067222B2 (en) | Laser rangefinder | |
KR101785253B1 (en) | LIDAR Apparatus | |
KR101581061B1 (en) | Light barrier and method for detecting objects | |
JP2009229255A (en) | Scanning range finder | |
JP5209455B2 (en) | Laser distance measuring instrument | |
KR102209500B1 (en) | Lidar apparatus | |
KR102144541B1 (en) | Apparatus for sensing distances of two directions | |
JP6460445B2 (en) | Laser range finder | |
KR102263182B1 (en) | A lidar device and rotating mirror used in the lidar device | |
US20170199272A1 (en) | Optical reflection sensor and electronic device | |
CN110235025B (en) | Distance detecting device | |
US20150029490A1 (en) | Laser scanning device | |
US10436881B2 (en) | Photonics device | |
JP2017106833A (en) | Measuring apparatus | |
KR102430667B1 (en) | Distance measuring apparatus | |
TW202127061A (en) | Laser ranging device and robot | |
KR20190128068A (en) | Laser sensor module for particle detection with offset beam | |
JP2007333592A (en) | Distance measurement device | |
JP2016020831A (en) | Laser rangefinder | |
JP6388383B2 (en) | Laser range finder | |
JP2019138675A (en) | Object detecting device | |
JP2023159092A (en) | Optical scanner, object detection device and sensing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170612 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180406 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180424 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6347079 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |