JP2018054381A - Optical ranging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定対象物に向かってレーザを投光し、反射角度可変ミラーの角度を調整してレーザを走査し、測定対象物で反射したレーザを受光するまでの時間差を計測して距離計測を行う光測距装置に関する。 The present invention projects a laser beam toward a measurement object, adjusts the angle of the reflection angle variable mirror, scans the laser, measures the time difference until the laser beam reflected by the measurement object is received, and measures distance. The present invention relates to an optical distance measuring device that performs.
特許文献１には、リサージュ走査により決定される投光タイミングにより、測定対象物に向けて放射光を投光し、測定対象物からの反射光により測定対象物までの距離を測定する光測距装置が記載されている。 Patent Document 1 discloses an optical distance measurement method in which radiated light is projected toward a measurement object at a light projection timing determined by Lissajous scanning, and a distance to the measurement object is measured by reflected light from the measurement object. An apparatus is described.
ところで、光測距装置を、例えばホームドア用支障物検知センサとして用いる場合、検知対象は様々であり、人以外に傘や杖などの細い物体も検知する必要がある。細い物体を検知するには、計測位置の間隔を小さくして解像度を向上させなければならず、特許文献１では振幅や位相を変化させてレーザ放射タイミングを変更し、対象領域内におけるリサージュ走査軌跡を密にして解像度を向上している。
しかしながら、レーザの走査軌跡を密にするためには、光走査部（二次元走査型の半導体ガルバノミラー）の駆動周波数、駆動信号の位相差、揺動振幅を変更する必要があり、変更速度が機械的な応答速度に制限される、という課題がある。
By the way, when the optical distance measuring device is used as an obstacle detection sensor for a home door, for example, there are various detection targets, and it is necessary to detect a thin object such as an umbrella or a cane in addition to a person. In order to detect a thin object, the resolution must be improved by reducing the interval between measurement positions. In Patent Document 1, the laser emission timing is changed by changing the amplitude and phase, and the Lissajous scanning locus in the target region. To improve resolution.
However, in order to make the laser scanning locus dense, it is necessary to change the driving frequency, the phase difference of the driving signal, and the oscillation amplitude of the optical scanning unit (two-dimensional scanning type semiconductor galvanometer mirror). There is a problem that it is limited to mechanical response speed.
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、変更速度が機械的な応答速度に制限されることなく解像度を向上できる光測距装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical distance measuring device capable of improving resolution without the change speed being limited to a mechanical response speed. is there.
本発明の光測距装置は、リサージュ走査により決定される投光タイミングにより、測定対象物に向けて放射光を投光し、前記測定対象物からの反射光により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、前記リサージュ走査の対象領域内に、異なる照射パターンに切り替えて前記測定対象物へ照射する、ことを特徴とする。 The optical distance measuring device of the present invention projects radiated light toward the measurement object at the light projection timing determined by the Lissajous scanning, and determines the distance to the measurement object by the reflected light from the measurement object. In the optical distance measuring device to be measured, the object to be measured is switched to a different irradiation pattern in the target region of the Lissajous scanning, and the measurement object is irradiated.
本発明によれば、レーザ放射タイミングを変更して異なる照射パターンを生成し、これら異なる照射パターンを切り替えて測定対象物へ照射することで、実質的に計測位置の間隔を小さくしたのと等価になり、解像度を向上させることができる。従って、駆動周波数、駆動信号の位相差、揺動振幅を変更する必要がなく、変更速度が機械的な応答速度に制限されずに細い物体を検知可能となる。 According to the present invention, the laser radiation timing is changed to generate different irradiation patterns, and these different irradiation patterns are switched to irradiate the measurement object, which is substantially equivalent to reducing the interval between the measurement positions. Thus, the resolution can be improved. Therefore, it is not necessary to change the drive frequency, the phase difference of the drive signal, and the swing amplitude, and the change speed is not limited to the mechanical response speed, and a thin object can be detected.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る光測距装置の概略構成を示している。この光測距装置は、レーザ投光部１０、二次元光スキャナ（反射角度可変ミラー）２０、レーザ受光部３０、距離計測部４０、及び制御部５０等を備えている。レーザ投光部１０は、発光素子（光源）としてレーザ１１、このレーザ１１を駆動するレーザドライバ１２、投光ビームを放射する投光光学系１３、及びこの投光光学系１３から放射されるレーザの投光タイミングをモニタする発光モニタ１４を含んで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical distance measuring device according to an embodiment of the present invention. The optical distance measuring device includes a laser projector 10, a two-dimensional optical scanner (reflection angle variable mirror) 20, a laser light receiver 30, a distance measuring unit 40, a control unit 50, and the like. The laser projection unit 10 includes a laser 11 as a light emitting element (light source), a laser driver 12 that drives the laser 11, a projection optical system 13 that emits a projection beam, and a laser emitted from the projection optical system 13. The light emission monitor 14 for monitoring the light projection timing is configured.
投光光学系１３から放射されるレーザ１１の投光ビームは、投受光分離器１５を介して二次元光スキャナ２０に照射される。二次元光スキャナ２０は、スキャンミラー２１を有する可動部が互いに直交する２つの方向に揺動可能に形成されており、ミラー面に入射される投光ビーム（パルス光）を対象領域内で二次元走査、より具体的にはリサージュ走査することが可能に構成されている。 The projection beam of the laser 11 emitted from the projection optical system 13 is irradiated to the two-dimensional optical scanner 20 via the projection / reception separator 15. The two-dimensional optical scanner 20 is formed such that a movable part having a scan mirror 21 can swing in two directions orthogonal to each other, and a light projection beam (pulse light) incident on the mirror surface is transmitted in the target region. Dimensional scanning, more specifically, Lissajous scanning is possible.
このような二次元光スキャナ２０としては、例えば、本出願人の特許第２７２２３１４号公報に記載の二次元走査型の半導体ガルバノミラーを用いることができる。この二次元ガルバノミラーは、２つの駆動コイル（内側駆動コイルと外側駆動コイル）にそれぞれ流れる各電流（交流電流）と、１対または２対の永久磁石による静磁界とによって２つの可動部（外側可動部及び内側可動部）にローレンツ力が作用し、その結果、内側可動部が二次元方向に揺動する。内側可動部が揺動することによって、ミラー面に入射される投光ビームが対象領域内でリサージュ走査される。 As such a two-dimensional optical scanner 20, for example, a two-dimensional scanning semiconductor galvanometer mirror described in Japanese Patent No. 2722314 of the present applicant can be used. This two-dimensional galvanometer mirror has two movable parts (outer side) by each current (alternating current) flowing through two driving coils (inner driving coil and outer driving coil) and a static magnetic field by one or two pairs of permanent magnets. Lorentz force acts on the movable portion and the inner movable portion, and as a result, the inner movable portion swings in a two-dimensional direction. As the inner movable portion swings, the light projection beam incident on the mirror surface is Lissajous scanned in the target area.
なお、リサージュ走査を実現するスキャンミラー２１として、２つの一次元ガルバノミラーを使用し、２つの一次元ガルバノミラーを、それぞれのミラーを有する可動部が互いに直交する方向に揺動するよう配置することで、リサージュ走査を行うようにしてもよい。 Note that two one-dimensional galvanometer mirrors are used as the scan mirror 21 for realizing the Lissajous scan, and the two one-dimensional galvanometer mirrors are arranged so that the movable parts having the respective mirrors swing in directions orthogonal to each other. Thus, Lissajous scanning may be performed.
二次元光スキャナ２０からの投光ビームで測定対象物が走査されると、この測定対象物で反射された光（受光ビーム）は、ミラー面に入射されて投受光分離器１５によりレーザ受光部３０に導かれる。レーザ受光部３０は、受光素子（光検出器）としてフォトダイオードやフォトトランジスタなどのフォトセンサ３１、太陽光等の背景光（外乱光）を低減する光学的バンドパスフィルタ機能を有する受光光学系３２、及びフォトセンサ３１の出力を増幅するアンプ３３を備える。このアンプ３３は、フォトセンサ３１で光電変換された信号から外乱光の周波数成分を除去するフィルタ機能（ＲＦフィルタ）を有する。 When the measurement object is scanned with the light projection beam from the two-dimensional optical scanner 20, the light (light reception beam) reflected by the measurement object is incident on the mirror surface and is projected and received by the light projection / reception separator 15. 30. The laser light receiving unit 30 is a photosensor 31 such as a photodiode or a phototransistor as a light receiving element (photodetector), and a light receiving optical system 32 having an optical bandpass filter function for reducing background light (disturbance light) such as sunlight. And an amplifier 33 for amplifying the output of the photosensor 31. The amplifier 33 has a filter function (RF filter) that removes the frequency component of disturbance light from the signal photoelectrically converted by the photosensor 31.
フォトセンサ３１の光電面には、信号光以外の入射光があり、この光はノイズ（外乱光ノイズ）となる。この外乱光ノイズを除去するために、レーザ受光部３０は、光学的並びに電気的な処理機能を備えている。光学的には、受光光学系３２に、レーザを投光している方向のみに狭角の受光視野を有する系（投受同軸光学系の場合）と、レーザ波長に対応した光学的バンドパスフィルタを設ける。電気的には、アンプ３３に、外乱光の強度変調周波数成分に対応し、信号光成分のみ透過する電気的フィルタを設けることができる。 There is incident light other than signal light on the photocathode of the photosensor 31, and this light becomes noise (disturbance light noise). In order to remove the disturbance light noise, the laser light receiving unit 30 has an optical and electrical processing function. Optically, the light receiving optical system 32 has a narrow-angle light receiving field only in the direction in which the laser is projected (in the case of a projecting and receiving coaxial optical system), and an optical bandpass filter corresponding to the laser wavelength. Is provided. Electrically, the amplifier 33 can be provided with an electrical filter that corresponds to the intensity modulation frequency component of disturbance light and transmits only the signal light component.
アンプ３３の出力信号は、距離計測部４０に設けられた立ち上がりエッジ検出回路４１、共振回路４２、及び光量検出回路４３にそれぞれ供給される。距離計測部４０には更に、計時部４４とＡ／Ｄ変換器４５が設けられている。立ち上がりエッジ検出回路４１は、受光パルスの立ち上がりエッジを検出することによりストップタイミングを検出する。この回路４１は、受光パルスのレベルが予め設定した閾値を越えた時点をストップタイミングとして検出するものであり、受光パルスが高レベルの領域（近距離の測定領域）においては、精度の良い測距が可能である。 The output signal of the amplifier 33 is supplied to a rising edge detection circuit 41, a resonance circuit 42, and a light amount detection circuit 43 provided in the distance measuring unit 40, respectively. The distance measuring unit 40 is further provided with a timer unit 44 and an A / D converter 45. The rising edge detection circuit 41 detects the stop timing by detecting the rising edge of the received light pulse. This circuit 41 detects a point in time when the level of the received light pulse exceeds a preset threshold value as a stop timing. In a region where the received light pulse is at a high level (short-range measurement region), accurate distance measurement is performed. Is possible.
また、共振回路４２は、受光パルスのゼロクロス点を検出することにより反射パルスのストップタイミングを検出する。この共振回路４２は、受光パルスに含まれる特定周波数成分で共振する回路を用いて特定周波数成分信号を抽出し、抽出した信号波形のゼロクロス点をストップタイミングとして検出するものである。共振回路４２では、受光パルスが低レベルの領域（遠距離の測定領域）においては、算出距離と実際の距離とは略正比例の関係にあり精度の良い測距が可能である。 The resonance circuit 42 detects the stop timing of the reflected pulse by detecting the zero cross point of the received light pulse. The resonance circuit 42 extracts a specific frequency component signal using a circuit that resonates with a specific frequency component included in the received light pulse, and detects a zero cross point of the extracted signal waveform as a stop timing. In the resonance circuit 42, in a region where the received light pulse is at a low level (a long-distance measurement region), the calculated distance and the actual distance are in a substantially direct relationship, and accurate measurement is possible.
そして、発光モニタ１４で検出したレーザの投光タイミングをスタートタイミング、立ち上がりエッジ検出回路４１で検出した立ち上がりエッジと共振回路４２で検出したゼロクロス点をそれぞれストップタイミングとして計時部４４に入力し、レーザの投光タイミングから反射光の受光タイミングまでの時間を計時する。計時部４４の出力信号とＡ／Ｄ変換器４５の出力信号はそれぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やマイクロコンピュータ等からなる制御部５０に供給される。 The laser projection timing detected by the light emission monitor 14 is input to the timing unit 44 as the start timing, the rising edge detected by the rising edge detection circuit 41 and the zero cross point detected by the resonance circuit 42 are respectively input to the timing unit 44 as a stop timing. Time is measured from the light timing to the light reception timing of the reflected light. The output signal from the timer unit 44 and the output signal from the A / D converter 45 are respectively supplied to a control unit 50 including a CPU (Central Processing Unit), a microcomputer, and the like.
制御部５０は、距離値と光量値を算出するとともに健全性を判定する検知判定部５１、レーザの投光制御を行う投光制御部５２、外部とのインターフェイスを行う情報入出力部５３、スキャナの制御を行うスキャナ制御部５４、スキャナドライバ５５及びフィルタ５６等を備えている。検知判定部５１は、光量検出回路４３で検出した受光パルスの光量（受光レベル）が、予め設定した受光レベルより小さいときは共振回路４２から出力されるストップタイミングを用いて測距対象物までの距離を算出し、予め設定した受光レベルより高いときは立ち上がりエッジ検出回路４１から出力されるストップタイミングを用いて測距対象物までの距離を算出する。このように、立ち上がりエッジ検出回路４１による測距と共振回路４２による測距とを組み合わせることによって、広いダイナミックレンジを確保できる。 The control unit 50 calculates a distance value and a light amount value and determines soundness, a detection determination unit 51 that determines soundness, a light projection control unit 52 that performs laser light projection control, an information input / output unit 53 that interfaces with the outside, a scanner A scanner control unit 54, a scanner driver 55, a filter 56, and the like. When the light amount (light reception level) of the light reception pulse detected by the light amount detection circuit 43 is smaller than the preset light reception level, the detection determination unit 51 uses the stop timing output from the resonance circuit 42 to reach the distance measurement object. The distance is calculated, and when it is higher than the preset light reception level, the distance to the distance measuring object is calculated using the stop timing output from the rising edge detection circuit 41. Thus, a wide dynamic range can be secured by combining the distance measurement by the rising edge detection circuit 41 and the distance measurement by the resonance circuit 42.
検知判定部５１で算出された距離値と、光量検出回路４３で検出されＡ／Ｄ変換器４５でデジタルデータに変換された光量値は、投光制御部５２の制御により情報入出力部５３を介して計測データ（判定結果）として外部に出力される。この投光制御部５２は、レーザドライバ１２に投光タイミング制御信号を供給して投光タイミングの制御を行う。投光制御部５２は、リサージュ走査の対象領域内に、異なる複数の照射パターンを生成するためのデータが格納されたタイミングテーブル５２ａを備えている。 The distance value calculated by the detection determination unit 51 and the light amount value detected by the light amount detection circuit 43 and converted into digital data by the A / D converter 45 are sent to the information input / output unit 53 under the control of the light projection control unit 52. And output to the outside as measurement data (determination result). The light projection control unit 52 supplies a light projection timing control signal to the laser driver 12 to control the light projection timing. The light projection control unit 52 includes a timing table 52a in which data for generating a plurality of different irradiation patterns is stored in a target region for Lissajous scanning.
タイミングテーブル５２ａには、リサージュ走査における走査起点からの経過時間に基づいて投光タイミングを制御するデータが格納されており、本例では、図２（ａ）に示すような行列状配置の照射パターンを生成するデータと、図２（ｂ）に示すような横方向に千鳥配置の照射パターンを生成するデータと、図２（ｃ）に示すような縦方向に千鳥配置の照射パターンを生成するデータとが格納されている。そして、タイミングテーブル５２ａに格納されたデータを、外部からの指示、タイマーの出力、及び測距判定結果の何れかにより切り替えて読み出すようになっている。 The timing table 52a stores data for controlling the projection timing based on the elapsed time from the scanning start point in the Lissajous scanning. In this example, the irradiation pattern is arranged in a matrix as shown in FIG. , Data for generating a staggered irradiation pattern in the horizontal direction as shown in FIG. 2B, and data for generating a staggered irradiation pattern in the vertical direction as shown in FIG. 2C. And are stored. The data stored in the timing table 52a is switched and read according to any of an external instruction, a timer output, and a distance measurement determination result.
また、スキャナ制御部５４は、スキャナドライバ５５に内軸駆動信号と外軸駆動信号を供給し、このスキャナドライバ５５で二次元光スキャナ２０の内軸と外軸を制御して投光ビームで測距対象物の走査を行う。そして、二次元光スキャナ２０からは、フィルタ５６を介してスキャナ制御部５４にミラー位置信号（サーチコイル）が供給されるように構成されている。 Further, the scanner control unit 54 supplies an inner shaft driving signal and an outer shaft driving signal to the scanner driver 55, and controls the inner shaft and the outer shaft of the two-dimensional optical scanner 20 with the scanner driver 55 to measure with the projected beam. The distance object is scanned. The two-dimensional optical scanner 20 is configured to supply a mirror position signal (search coil) to the scanner control unit 54 via the filter 56.
次に、上記のような構成において、図３乃至図７により動作を説明する。図３のフローチャートに示すように、まず、測距開始か否かが判定され（ステップＳ１）、測距開始が指示されるとフレーム毎の処理が実行される（ステップＳ２）。測距開始は、外部からの指示、タイマーにより所定時間経過したことが検知された場合、あるいはタイマーにより所定の時間間隔で実行など、様々な方法が採用できる。
ステップＳ２で測距開始でないと判定されると、測距開始が指示されるまで待機する。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. As shown in the flowchart of FIG. 3, it is first determined whether or not distance measurement is started (step S1), and when the distance measurement is instructed, processing for each frame is executed (step S2). Various methods can be employed for starting the distance measurement, such as an instruction from the outside, when it is detected that a predetermined time has elapsed by a timer, or execution at a predetermined time interval by the timer.
If it is determined in step S2 that the distance measurement is not started, the process waits until a distance measurement start is instructed.
次のステップＳ３では、タイミングテーブル５２ａに格納されたデータを、フレーム毎に外部からの指示、タイマーの出力、及び測距判定結果の何れかにより切り替える。続いて画素毎（ステップＳ４）にタイミングテーブル５２ａから順次データを読み出して取得する（ステップＳ５）。 In the next step S3, the data stored in the timing table 52a is switched for each frame according to any of an external instruction, a timer output, and a distance measurement determination result. Subsequently, data is sequentially read from the timing table 52a for each pixel (step S4) and acquired (step S5).
例えば、二次元光スキャナ２０のＸとＹの走査周波数比を「数：１」程度として走査すると、図４に示すようなリサージュ軌跡となる（図４では約「３：１」の場合を示す）。走査はリサージュ走査起点「０」から始まり、ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，…のタイミングでレーザ放射を実行する。
起点「０」からポイントＰ１までの時間ｔ１、ポイントＰ１からポイントＰ２までの時間ｔ２、ポイントＰ２からポイントＰ３までの時間ｔ３、ポイントＰ３からポイントＰ４までの時間ｔ４、…が、タイミングテーブル５２ａに格納されているデータを用いて制御される。
For example, when the scanning frequency ratio of X and Y of the two-dimensional optical scanner 20 is set to about “several: 1”, a Lissajous locus as shown in FIG. 4 is obtained (FIG. 4 shows a case of about “3: 1”). ). Scanning starts from a Lissajous scanning starting point “0”, and laser emission is executed at the timing of points P1, P2, P3,.
The time t1 from the starting point “0” to the point P1, the time t2 from the point P1 to the point P2, the time t3 from the point P2 to the point P3, the time t4 from the point P3 to the point P4, etc. are stored in the timing table 52a. It is controlled using the data that has been recorded.
タイミングテーブル５２ａには、図５（ａ）に示すような「次のレーザ放射点までの時間を表すデータ」と、図５（ｂ）に示すような「画素の座標を表すデータ」が格納されており、リサージュ走査における走査起点「０」からの経過時間に基づいて投光タイミングが制御され、各ポイント間の時間が経過するとレーザを放射する（ステップＳ６）。
このような画素毎のレーザ放射（ステップＳ７）がフレーム毎に実行されて測定対象物までの距離を測定する（ステップＳ８）。
The timing table 52a stores “data representing the time until the next laser emission point” as shown in FIG. 5A and “data representing the coordinates of the pixel” as shown in FIG. 5B. The projection timing is controlled based on the elapsed time from the scanning start point “0” in the Lissajous scanning, and the laser is emitted when the time between the points elapses (step S6).
Such laser emission for each pixel (step S7) is executed for each frame to measure the distance to the measurement object (step S8).
上記のような測距動作において、ステップＳ３のタイミングテーブル５２ａの選択時に、例えば図６（ａ），（ｂ）に示すように、行列状配置の照射パターンを生成するデータを選択して測定対象物２２までの距離を測定した後、横方向に千鳥配置の照射パターンを生成するデータを選択して測定対象物２２までの距離を測定する。すると、図６（ａ）に示したような行列状配置の照射パターンでは検知できない、横方向に細長い測定対象物であっても、実質的に垂直方向の画素の縦方向のピッチを狭くしたのと等価になり、図６（ｂ）に示したように測定対象物２２を検知でき、垂直方向の分解能を向上できる。
この際、光測距装置の駆動周波数、駆動信号の位相差、揺動振幅を変更する必要がないので、変更速度が機械的な応答速度に制限されずに細い物体を検知可能である。
In the distance measuring operation as described above, when the timing table 52a is selected in step S3, for example, as shown in FIGS. 6A and 6B, data for generating an irradiation pattern in a matrix arrangement is selected to be measured. After measuring the distance to the object 22, data for generating an irradiation pattern in a staggered arrangement in the horizontal direction is selected and the distance to the measurement object 22 is measured. As a result, the vertical pitch of pixels in the vertical direction is substantially reduced even for a measurement object that is elongated in the horizontal direction, which cannot be detected by the irradiation pattern in the matrix arrangement as shown in FIG. As shown in FIG. 6B, the measurement object 22 can be detected, and the vertical resolution can be improved.
At this time, since it is not necessary to change the drive frequency, drive signal phase difference, and oscillation amplitude of the optical distance measuring device, the change speed is not limited to the mechanical response speed, and a thin object can be detected.
また、例えば図７（ａ），（ｂ）に示すように、行列状配置の照射パターンを生成するデータを選択して測定対象物２２までの距離を測定した後、縦方向に千鳥配置の照射パターンを生成するデータを選択して測定対象物２２までの距離を測定する。これによって、図７（ａ）に示したような行列状配置の照射パターンでは検知できない、縦方向に細長い測定対象物であっても、実質的に水平方向の画素の縦方向のピッチを狭くしたのと等価になり、図７（ｂ）に示したように測定対象物２２を検知でき、垂直方向の分解能を向上できる。
この場合にも、光測距装置の駆動周波数、駆動信号の位相差、揺動振幅を変更する必要がないので、変更速度が機械的な応答速度に制限されずに細い物体を検知可能である。
Further, for example, as shown in FIGS. 7A and 7B, after selecting the data for generating the irradiation pattern in the matrix arrangement and measuring the distance to the measurement object 22, the irradiation in the zigzag arrangement in the vertical direction is performed. The data for generating the pattern is selected and the distance to the measurement object 22 is measured. As a result, the vertical pitch of the pixels in the horizontal direction is substantially reduced even for a measurement object that is elongated in the vertical direction, which cannot be detected by the irradiation pattern in the matrix arrangement as shown in FIG. As shown in FIG. 7B, the measurement object 22 can be detected and the resolution in the vertical direction can be improved.
Also in this case, it is not necessary to change the driving frequency, the phase difference of the driving signal, and the swing amplitude of the optical distance measuring device, so that the change speed is not limited to the mechanical response speed, and a thin object can be detected. .
更に、行列状配置の照射パターンを生成するデータを選択して測定対象物２２までの距離を測定した後、横方向に千鳥配置の照射パターンを生成するデータを選択して測定対象物２２までの距離を測定し、更に縦方向に千鳥配置の照射パターンを生成するデータを選択して測定対象物２２までの距離を測定するようにしても良い。このようにすると、行列状配置の照射パターンでは検知できない、横方向に細長い測定対象物と縦方向に細長い測定対象物の両方を検知でき、垂直方向と水平方向の両方の分解能を向上できる。
従って、例えばホームドア用支障物検知センサとして用いる場合に、レーザの走査軌跡を密にすることなく、傘や杖などの細い物体も検知することができる。
Further, after selecting the data for generating the irradiation pattern of the matrix arrangement and measuring the distance to the measurement object 22, the data for generating the irradiation pattern of the staggered arrangement in the horizontal direction is selected and up to the measurement object 22. The distance may be measured, and data for generating an irradiation pattern in a staggered arrangement in the vertical direction may be selected to measure the distance to the measurement object 22. In this way, it is possible to detect both the measurement object that is elongated in the horizontal direction and the measurement object that is elongated in the vertical direction, which cannot be detected by the irradiation pattern in the matrix arrangement, and the resolution in both the vertical direction and the horizontal direction can be improved.
Therefore, for example, when used as an obstacle detection sensor for a home door, a thin object such as an umbrella or a cane can be detected without making the laser scanning locus dense.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することが可能である。例えば、タイミングテーブル５２ａに、行列状配置の照射パターンを生成するデータ、横方向に千鳥配置の照射パターンを生成するデータ、及び縦方向に千鳥配置の照射パターンを生成するデータを格納する例について説明したが、これらのパターンに限られるものではなく、様々なパターンを適用可能である。リサージュ走査の対象領域内に、これらの照射パターンを所定の角度で回転させた照射パターンを生成するデータを格納して用いることもできる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can be implemented in various deformation | transformation. For example, the timing table 52a will be described with reference to an example of storing data for generating an irradiation pattern with a matrix arrangement, data for generating an irradiation pattern with a staggered arrangement in the horizontal direction, and data for generating an irradiation pattern with a staggered arrangement in the vertical direction. However, the present invention is not limited to these patterns, and various patterns can be applied. Data for generating irradiation patterns obtained by rotating these irradiation patterns by a predetermined angle can be stored and used in the target region of the Lissajous scanning.
また、二次元光スキャナ（例えばＭＥＭＳ光スキャナ）を使った走査光学系を例に取って説明したが、リサージュ走査できれば、他の走査光学系を用いる場合にも同様に適用可能である。
更に、ホームドア用支障物検知センサとして用いる場合を例に取って説明したが、この用途に限られるものではない。
また、投光ビームと受光ビームの軸が一致した投光／受光同軸型について説明したが、この構成に限定されるものではなく、投光ビームと受光ビームの光路が異なっていても良いことはもちろんである。
Further, the scanning optical system using a two-dimensional optical scanner (for example, a MEMS optical scanner) has been described as an example. However, as long as Lissajous scanning can be performed, the present invention can be similarly applied to the case of using other scanning optical systems.
Furthermore, although the case where it used as an obstacle detection sensor for platform doors was demonstrated as an example, it is not restricted to this use.
Further, the light projecting / receiving coaxial type in which the axes of the light projecting beam and the light receiving beam coincide with each other has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and the light path of the light projecting beam and the light receiving beam may be different. Of course.
以上の実施形態で説明された回路構成や動作手順等については、本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものに過ぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。 The circuit configuration, operation procedure, and the like described in the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be variously modified without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.
１０…レーザ投光部、１１…発光素子（レーザ）、１２…レーザドライバ、１３…投光光学系、１５…投受分離器、２０…二次元光スキャナ（走査光学系）、２１…スキャンミラー、２２…測定対象物、３０…レーザ受光部、３１…受光素子（フォトセンサ）、３２…受光光学系、３３…アンプ、４０…距離計測部、５０…制御部、５１…検知判定部、５２…投光制御部、５２ａ…タイミングテーブル、５３…情報入出力部、５４…スキャナ制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser projector, 11 ... Light emitting element (laser), 12 ... Laser driver, 13 ... Projection optical system, 15 ... Projection / separation separator, 20 ... Two-dimensional optical scanner (scanning optical system), 21 ... Scan mirror , 22 ... measurement object, 30 ... laser light receiving unit, 31 ... light receiving element (photo sensor), 32 ... light receiving optical system, 33 ... amplifier, 40 ... distance measuring unit, 50 ... control unit, 51 ... detection determination unit, 52 ... Projection control unit, 52a ... Timing table, 53 ... Information input / output unit, 54 ... Scanner control unit
Claims (4)
前記リサージュ走査の対象領域内に、異なる照射パターンに切り替えて前記測定対象物へ照射する、ことを特徴とする光測距装置。 In the optical distance measuring device that projects the emitted light toward the measurement object by the light projection timing determined by the Lissajous scanning, and measures the distance to the measurement object by the reflected light from the measurement object,
An optical distance measuring device that switches to a different irradiation pattern and irradiates the measurement object within a target region of the Lissajous scanning.
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|---|---|---|---|---|
| US11530912B2 (en) | 2020-03-12 | 2022-12-20 | Hitachi-Lg Data Storage, Inc. | Distance measurement device and distance measurement method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003028960A (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-29 | Nissan Motor Co Ltd | Obstacle detection apparatus |
| JP2006329971A (en) * | 2005-04-27 | 2006-12-07 | Sanyo Electric Co Ltd | Detector |
| JP2011053137A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Nippon Signal Co Ltd:The | Optical range finder |
| JP2011112585A (en) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Nippon Signal Co Ltd:The | Optical range finder |
| WO2016025908A2 (en) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | US LADAR, Inc. | Methods and systems for ladar transmission |
-
2016
- 2016-09-27 JP JP2016188727A patent/JP6850575B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003028960A (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-29 | Nissan Motor Co Ltd | Obstacle detection apparatus |
| JP2006329971A (en) * | 2005-04-27 | 2006-12-07 | Sanyo Electric Co Ltd | Detector |
| JP2011053137A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Nippon Signal Co Ltd:The | Optical range finder |
| JP2011112585A (en) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Nippon Signal Co Ltd:The | Optical range finder |
| WO2016025908A2 (en) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | US LADAR, Inc. | Methods and systems for ladar transmission |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11530912B2 (en) | 2020-03-12 | 2022-12-20 | Hitachi-Lg Data Storage, Inc. | Distance measurement device and distance measurement method |
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