JP2018132420A - Distance image sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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を受光して測定対象物までの距離を測定する距離画像センサに関する。 The present invention relates to a distance image sensor that projects radiated light toward a measurement object, receives reflected light from the measurement object, and measures the distance to the measurement object.
特許文献１には、プレーナ型アクチュエータなどの二次元スキャナによりレーザ光で測距領域内を走査し、測定対象物から反射したレーザ光を受光することにより距離値を取得する距離画像センサが記載されている。 Patent Document 1 describes a distance image sensor that obtains a distance value by scanning a distance measurement area with a laser beam by a two-dimensional scanner such as a planar actuator and receiving a laser beam reflected from a measurement object. ing.
ところで、この種の距離画像センサは、通常、単体では表示機能を備えていないため、測定結果や異常を知るためには、パーソナルコンピュータなどに接続し、これらの情報をパーソナルコンピュータのモニタに表示させる必要がある。このため、距離画像センサ毎に接続作業と検証作業が必要になり、センサの設置作業が煩雑化する。また、距離画像センサを設置した後の点検作業でも同様な作業が必要になり、作業時間の長期化を招いている。 By the way, since this type of distance image sensor normally does not have a display function alone, in order to know a measurement result or abnormality, it is connected to a personal computer or the like and the information is displayed on a monitor of the personal computer. There is a need. For this reason, connection work and verification work are required for each distance image sensor, and sensor installation work becomes complicated. In addition, the same work is required in the inspection work after installing the distance image sensor, which leads to an increase in work time.
更に、距離画像センサを、例えば駅のプラットホームに設置されるホームドア装置の支障物センサとして用いる場合に、ホームドア装置の周辺に警告や注意喚起の情報を表示できれば、駅利用者の安全性がより向上できることが期待される。また、検証結果やエラーなどの情報を表示できれば、センサ設置作業を簡単化し、点検作業の時間も短縮できると推定される。
しかしながら、従来の距離画像センサでは、ホームドア装置に表示装置を組み込まなければならず、設置作業や点検作業が複雑化するとともにホームドア装置の高コスト化を招く、という課題がある。
Furthermore, when the distance image sensor is used as an obstacle sensor for a platform door device installed on a platform of a station, for example, if a warning or a warning information can be displayed around the platform door device, the safety of the station user is improved. It is expected to be improved. If information such as verification results and errors can be displayed, it is estimated that the sensor installation work can be simplified and the inspection work time can be shortened.
However, in the conventional distance image sensor, there is a problem that a display device must be incorporated in the platform door device, and installation work and inspection work are complicated, and the cost of the platform door device is increased.
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、作業の複雑化や組み込まれるシステムの高コスト化を招くことなく表示機能を付加できる距離画像センサ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 a distance image sensor to which a display function can be added without complicating work and increasing the cost of an incorporated system. There is.
本発明の距離画像センサは、測定対象物に向けて放射光を投光し、光スキャナによりこの放射光で測距領域内を走査し、前記測定対象物からの反射光を受光して前記測定対象物までの距離を測定する距離画像センサであって、前記光スキャナにより光を走査して描画領域内に描画を行い、測距結果に基づく情報を表示する、ことを特徴とする。 The distance image sensor of the present invention projects radiated light toward a measurement object, scans the distance measurement area with the radiated light by an optical scanner, receives reflected light from the measurement object, and performs the measurement. A distance image sensor for measuring a distance to an object, wherein light is scanned by the optical scanner, drawing is performed in a drawing area, and information based on a distance measurement result is displayed.
本発明によれば、測距用の光スキャナを利用して光を走査して表示を行うことで、距離画像センサに表示機能を付加できる。光スキャナを測距と表示に共用し、且つ周辺の物体の表面に光を走査して描画を行うことで、設置作業や点検作業の複雑化を抑制するとともに、組み込まれるシステムのコストを低減できる。 According to the present invention, it is possible to add a display function to the distance image sensor by scanning and displaying light using an optical scanner for distance measurement. By sharing the optical scanner for distance measurement and display, and drawing by scanning light on the surface of the surrounding object, it is possible to reduce the complexity of installation work and inspection work and to reduce the cost of the built-in system .
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。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る距離画像センサの概略構成図である。この距離画像センサは、測距用の放射光（レーザ光）Ｌａを投光するレーザ光源１、この放射光Ｌａで測距領域２内を走査する光スキャナ３、測距領域２内の測定対象物４からの反射光Ｌｂ，Ｌｃを受光する集光レンズ５、集光レンズ５で集光した光を受光する受光器（フォトダイオード）６、及び描画用の放射光（レーザ光）Ｌｄを投光するレーザ光源７などを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a distance image sensor according to the first embodiment of the present invention. This distance image sensor includes a laser light source 1 for projecting distance measuring radiation light (laser light) La, an optical scanner 3 for scanning the distance measuring area 2 with the radiation light La, and a measurement object in the distance measuring area 2. A condenser lens 5 that receives the reflected lights Lb and Lc from the object 4, a light receiver (photodiode) 6 that receives the light collected by the condenser lens 5, and radiation (laser light) Ld for drawing are projected. A laser light source 7 that emits light is provided.
光スキャナ３には、例えば電磁駆動方式のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）二次元光スキャナが用いられ、レーザ光源１からの放射光Ｌａをミラー３ａで反射して測定対象物４に照射する。光スキャナ３は、Ｘ軸とＹ軸の駆動周波数の組み合わせにより制御され、レーザ光源１から放射されるパルス状の放射光Ｌａを測距領域２内で二次元走査、より具体的にはリサジュー走査またはラスター走査するようになっている。
測定対象物４で反射された光は、同じ経路を通ってミラー３ａに戻り、集光レンズ５を通って受光器６で受光される。そして、レーザ光源１から放射される光の投光タイミングと、測定対象物４からの反射光の受光タイミングとの時間差を測定し、この時間差により距離を算出する。
このような同軸光学系は、外乱光８が受光器６に入る可能性が低く、外乱光８による影響を小さくできる。
As the optical scanner 3, for example, an electromagnetically driven MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) two-dimensional optical scanner is used, and the radiation light La from the laser light source 1 is reflected by the mirror 3 a to irradiate the measurement object 4. The optical scanner 3 is controlled by a combination of driving frequencies of the X axis and the Y axis, and two-dimensional scanning, more specifically Lissajous scanning, is performed on the pulsed radiation La emitted from the laser light source 1 within the distance measuring area 2. Alternatively, raster scanning is performed.
The light reflected by the measurement object 4 returns to the mirror 3 a through the same path, and is received by the light receiver 6 through the condenser lens 5. Then, the time difference between the light projection timing of the light emitted from the laser light source 1 and the light reception timing of the reflected light from the measurement object 4 is measured, and the distance is calculated from this time difference.
In such a coaxial optical system, the possibility that the disturbance light 8 enters the light receiver 6 is low, and the influence of the disturbance light 8 can be reduced.
上述した光スキャナ３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ジュー走査またはラスター走査される。 As the optical scanner 3 described above, for example, a two-dimensional scanning type 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 projection beam incident on the mirror surface is subjected to Lissajous scanning or raster scanning within the target region.
なお、リサジュー走査またはラスター走査を実現するスキャンミラーとして、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走査を行うようにしてもよい。 Note that two one-dimensional galvanometer mirrors are used as scan mirrors for realizing Lissajous scanning or raster scanning, 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, scanning may be performed.
一方、レーザ光源７からの放射光（パルス光）Ｌｄは、光スキャナ３のミラー３ａで反射され、図示しない光学系により集束されて描画領域（表示領域）９に照射される。そして、選択された物体の表面にリサジュー走査またはラスター走査の軌跡を決定するＸ軸とＹ軸の駆動周波数の組み合わせに応じた時間で光を照射して描画する。すなわち、光スキャナ３の走査のためのＸ軸とＹ軸の駆動を利用し、レーザ光源７からの放射光Ｌｄを描画領域９内に照射し、照射タイミングを制御することで、測距結果に基づく情報、例えば測定対象物４までの距離、測距のエラー、注意喚起、及び警告のうち少なくともいずれか１つを表示する。
なお、以後の説明では、リサジュー走査を例に取って説明するが、ラスター走査でも同様である。
On the other hand, the radiated light (pulse light) Ld from the laser light source 7 is reflected by the mirror 3a of the optical scanner 3, is focused by an optical system (not shown), and is applied to the drawing area (display area) 9. Then, drawing is performed by irradiating the surface of the selected object with light for a time corresponding to the combination of the driving frequencies of the X axis and the Y axis that determine the locus of Lissajous scanning or raster scanning. That is, by using the X-axis and Y-axis driving for scanning of the optical scanner 3, the radiation light Ld from the laser light source 7 is irradiated into the drawing region 9, and the irradiation timing is controlled, so that the distance measurement result is obtained. Based on the information, for example, at least one of the distance to the measurement object 4, a distance measurement error, a warning, and a warning is displayed.
In the following description, Lissajous scanning will be described as an example, but the same applies to raster scanning.
図２は、図１に示した距離画像センサの機能ブロック図である。距離画像センサは、制御部１１、光スキャナ３、測距用発光部（レーザ光源）１、描画用発光部（レーザ光源）７、受光部（受光器）６、判定部１２、及びインターフェィス部（Ｉ／Ｆ）１３などを含んで構成されている。制御部１１は、光スキャナ３を制御して測距用発光部１からの放射光を測距領域２内で走査するスキャナ制御機能（スキャナ制御部）、測定対象物４に向けた放射光Ｌａと、受光した測定対象物４からの反射光Ｌｂ，Ｌｃとに基づいて測定対象物４までの距離を測定する測距機能（測距部）、及び光スキャナ３を制御して、描画用発光部７からの放射光を図示しない光学系を介して描画領域９内で走査し、測距結果に基づく情報を描画する表示制御機能（表示制御部）を有している。 FIG. 2 is a functional block diagram of the distance image sensor shown in FIG. The distance image sensor includes a control unit 11, an optical scanner 3, a distance measuring light emitting unit (laser light source) 1, a drawing light emitting unit (laser light source) 7, a light receiving unit (light receiver) 6, a determining unit 12, and an interface unit ( I / F) 13 and the like. The control unit 11 controls the optical scanner 3 to scan the radiated light from the distance measuring light emitting unit 1 within the distance measuring region 2, and the radiated light La toward the measurement object 4. And a distance measuring function (ranging unit) that measures the distance to the measurement object 4 based on the received reflected light Lb and Lc from the measurement object 4 and the light scanner 3 to control light emission for drawing. It has a display control function (display control unit) that scans the radiation light from the unit 7 in the drawing region 9 via an optical system (not shown) and draws information based on the distance measurement result.
＜警告表示＞
次に、上記図１及び図２に示したような構成の距離画像センサにおいて、警告表示を行う場合の動作について、図３のフローチャートにより動作を説明する。
まず、制御部１１から測距用発光部１へ発光を指示し（ステップＳ１）、制御部１１から光スキャナ３へＸ軸駆動信号とＹ軸駆動信号を供給して動作を指示する（ステップＳ２）。測距用発光部１からの放射光（投光ビーム）Ｌａは、投受光分離器１４を介して光スキャナ３のミラー３ａで反射され、測距領域２内で走査される。
<Warning display>
Next, in the distance image sensor having the configuration as shown in FIGS. 1 and 2, the operation when warning display is performed will be described with reference to the flowchart of FIG. 3.
First, the control unit 11 instructs the distance measuring light emitting unit 1 to emit light (step S1), and the control unit 11 supplies the X-axis drive signal and the Y-axis drive signal to the optical scanner 3 to instruct the operation (step S2). ). The emitted light (projection beam) La from the distance measuring light emitting unit 1 is reflected by the mirror 3a of the optical scanner 3 through the light projecting / receiving separator 14, and scanned in the distance measuring area 2.
測距領域２内の測定対象物４で反射された受光ビームは、上記光スキャナ３のミラー３ａで反射され、投受光分離器１４を介して受光部６で受光され、光信号が制御部１１に入力される（ステップＳ３）。
そして、制御部１１で光信号が増幅される（ステップＳ４）。
次のステップＳ５では、制御部１１からの光信号が判定部１２で処理され、正常動作を行っているか、エラーが発生しているかなどが判定される（ステップＳ５）。
The light receiving beam reflected by the measuring object 4 in the distance measuring area 2 is reflected by the mirror 3a of the optical scanner 3 and received by the light receiving unit 6 through the light projecting / receiving separator 14, and the optical signal is controlled by the control unit 11. (Step S3).
Then, the optical signal is amplified by the control unit 11 (step S4).
In the next step S5, the optical signal from the control unit 11 is processed by the determination unit 12, and it is determined whether a normal operation is performed or an error has occurred (step S5).
続いて、判定部１２で測距モード（立ち上がり、共振測距）か否かが判定される（ステップＳ６）。測距モードと判定されると、判定部１２で距離が判定された後（ステップＳ７）、判定部１２でエリア検知が行われる（ステップＳ８）。
ステップＳ６で測距モードではないと判定されると、ステップＳ１に戻ってステップＳ１〜Ｓ５の動作を繰り返す。
Subsequently, the determination unit 12 determines whether or not the distance measurement mode (rise, resonance distance measurement) is set (step S6). When the distance measuring mode is determined, the distance is determined by the determination unit 12 (step S7), and then the area detection is performed by the determination unit 12 (step S8).
If it is determined in step S6 that the mode is not the distance measurement mode, the process returns to step S1 and the operations in steps S1 to S5 are repeated.
次のステップＳ９では、判定部１２で測距領域２内に人が侵入したか否か（あるいは支障物が存在するか否か）が判定され、侵入したと判定されると、制御部１１で予め記憶されている警告表示が読み出され（ステップＳ１０）、制御部１１から描画用発光部７に発光が指示される（ステップＳ１１）。これによって、光スキャナ３のリサジュー走査のためのＸ軸とＹ軸の駆動を利用し、レーザ光源７からの放射光Ｌｄを描画領域９内に照射し、照射タイミングを制御することで、周辺の物体の表面、例えばホームドア装置の場合には乗客の足下やドアの表面に光を走査して警告表示が実施される（ステップＳ１２）。 In the next step S9, it is determined whether or not a person has entered the distance measurement area 2 by the determination unit 12 (or whether or not an obstacle exists). The warning display stored in advance is read (step S10), and the control unit 11 instructs the drawing light emitting unit 7 to emit light (step S11). Thus, by utilizing the X-axis and Y-axis driving for the Lissajous scanning of the optical scanner 3, the radiation light Ld from the laser light source 7 is irradiated into the drawing region 9, and the irradiation timing is controlled, thereby In the case of an object surface, for example, a platform door device, a warning is displayed by scanning light on the passenger's feet or the door surface (step S12).
このように、距離画像センサに表示機能を付加することで、距離画像センサを、例えば駅のプラットホームに設置されるホームドア装置の支障物センサとして用いる場合に、ホームドア装置の周辺に警告や注意喚起の情報を表示でき、駅利用者の安全性をより向上できる。しかも、ホームドア装置に表示装置を組み込む必要はないので、設置作業や点検作業が複雑化することはなく、ホームドア装置の高コスト化を招くこともない。 In this way, by adding a display function to the distance image sensor, when the distance image sensor is used as an obstacle sensor for a platform door device installed on a platform of a station, for example, a warning or caution is placed around the platform door device. You can display the information of the arousal, you can further improve the safety of station users. In addition, since it is not necessary to incorporate a display device into the platform door device, installation work and inspection work are not complicated, and the cost of the platform door device is not increased.
＜メンテナスモード表示＞
次に、メンテナスモード時の動作について、図４のフローチャートにより動作を説明する。ステップＳ２１からステップＳ２７までの動作は、図３のフローチャートにおけるステップＳ１からステップＳ７までの動作と同様であるので説明は省略する。
ステップＳ２８では、判定部１２で設定条件の正否が検知され、ステップＳ２９では、制御部１１で正否判定結果の読み出しが行われる。
<Maintenance mode display>
Next, the operation in the maintenance mode will be described with reference to the flowchart of FIG. The operation from step S21 to step S27 is the same as the operation from step S1 to step S7 in the flowchart of FIG.
In step S28, the determination unit 12 detects whether the setting condition is correct. In step S29, the control unit 11 reads out the correctness determination result.
ステップＳ３１では、制御部１１から描画用発光部７に発光が指示され、光スキャナ３のリサジュー走査のためのＸ軸とＹ軸の駆動を利用し、レーザ光源７からの放射光Ｌｄを描画領域９内に照射し、照射タイミングを制御することで、周辺の物体の表面、例えばホームドア装置の場合には乗客の足下やドアの表面に光を走査して正否判定結果の表示が実施される（ステップＳ３２）。 In step S31, the control unit 11 instructs the drawing light-emitting unit 7 to emit light, and uses the X-axis and Y-axis driving for the Lissajous scanning of the optical scanner 3 to draw the emitted light Ld from the laser light source 7 into the drawing region. 9, and the irradiation timing is controlled, and in the case of a platform door device, for example, in the case of a platform door device, light is scanned on the passenger's feet or the surface of the door to display the correctness determination result. (Step S32).
このように、距離画像センサに表示機能を付加することで、距離画像センサを、例えば駅のプラットホームに設置されるホームドア装置の支障物センサとして用いる場合に、ホームドア装置の周辺に設定条件の正否の情報を表示できるので、パーソナルコンピュータに接続する必要はなく、センサ設置作業を簡単化し、点検作業を簡単化して作業時間も短縮できる。しかも、描画用のレーザ光源を付加すればよいので、ホームドア装置の高コスト化を招くこともない。 In this way, by adding a display function to the distance image sensor, when the distance image sensor is used as an obstacle sensor for a platform door device installed on a platform of a station, for example, a setting condition is set around the platform door device. Since correct / incorrect information can be displayed, it is not necessary to connect to a personal computer, the sensor installation work can be simplified, the inspection work can be simplified, and the work time can be shortened. In addition, since it is only necessary to add a laser light source for drawing, the cost of the platform door device is not increased.
＜測距結果表示モード＞
次に、測距結果表示モード時の動作について、図５のフローチャートにより動作を説明する。ステップＳ４１からステップＳ４７までの動作は、図３のフローチャートにおけるステップＳ１からステップＳ７までの動作と同様であるので説明は省略する。
ステップＳ４８では、判定部１２で制御部１１から計算結果の読み出しが行われる。
次のステップＳ４９で制御部１１から光スキャナ３に動作指示が行われる。
<Ranging result display mode>
Next, the operation in the distance measurement result display mode will be described with reference to the flowchart of FIG. The operation from step S41 to step S47 is the same as the operation from step S1 to step S7 in the flowchart of FIG.
In step S <b> 48, the determination unit 12 reads the calculation result from the control unit 11.
In the next step S49, an operation instruction is issued from the control unit 11 to the optical scanner 3.
ステップＳ５０では、制御部１１から描画用発光部７に発光が指示され、光スキャナ３のリサジュー走査のためのＸ軸とＹ軸の駆動を利用し、レーザ光源７からの放射光Ｌｄを描画領域９内に照射し、照射タイミングを制御することで、周辺の物体の表面に光を走査して測距結果の表示が実施される（ステップＳ５１）。 In step S50, the control unit 11 instructs the drawing light-emitting unit 7 to emit light, and uses the X-axis and Y-axis driving for the Lissajous scanning of the optical scanner 3 to draw the emitted light Ld from the laser light source 7 in the drawing region. 9 is irradiated and the irradiation timing is controlled, so that the surface of the surrounding object is scanned with light, and the distance measurement result is displayed (step S51).
このように、距離画像センサに表示機能を付加することで、距離画像センサを、例えば駅のプラットホームに設置されるホームドア装置の支障物センサとして用いる場合に、ホームドア装置の周辺に測距結果の情報を表示でき、センサ設置作業を簡単化し、点検作業を簡単化して作業時間も短縮できる。しかも、描画用のレーザ光源を付加すればよいので、ホームドア装置の高コスト化を招くこともない。 In this way, by adding a display function to the distance image sensor, when the distance image sensor is used as an obstacle sensor for a platform door device installed on a platform of a station, for example, a distance measurement result around the platform door device Information can be displayed, sensor installation work can be simplified, inspection work can be simplified and work time can be shortened. In addition, since it is only necessary to add a laser light source for drawing, the cost of the platform door device is not increased.
＜エラーモード表示＞
次に、エラーモード時の動作について、図６のフローチャートにより動作を説明する。ステップＳ６１からステップＳ６７までの動作は、図３のフローチャートにおけるステップＳ１からステップＳ７までの動作と同様であるので説明は省略する。
ステップＳ６８では、判定部１２で設定条件の正否が検知される。
次のステップＳ６９では、制御部１１により判定部１２から正否判定結果の読み出しが行われ、ステップＳ７０で制御部１１から光スキャナ３に動作指示が行われる。
<Error mode display>
Next, the operation in the error mode will be described with reference to the flowchart of FIG. The operation from step S61 to step S67 is the same as the operation from step S1 to step S7 in the flowchart of FIG.
In step S68, whether or not the setting condition is correct is detected by the determination unit 12.
In the next step S69, the correct / incorrect determination result is read from the determination unit 12 by the control unit 11, and an operation instruction is issued from the control unit 11 to the optical scanner 3 in step S70.
ステップＳ７１では、制御部１１から描画用発光部７に発光が指示され、光スキャナ３のリサジュー走査のためのＸ軸とＹ軸の駆動を利用し、レーザ光源７からの放射光Ｌｄを描画領域９内に照射し、照射タイミングを制御することで、周辺の物体の表面に光を走査して正否判定結果の表示が実施される（ステップＳ７２）。 In step S71, the control unit 11 instructs the drawing light emitting unit 7 to emit light, and uses the X-axis and Y-axis drive for the Lissajous scanning of the optical scanner 3 to draw the emitted light Ld from the laser light source 7 in the drawing region. By irradiating the light into the surface 9 and controlling the irradiation timing, the surface of the surrounding object is scanned with light, and the correct / incorrect determination result is displayed (step S72).
このように、距離画像センサに表示機能を付加することで、距離画像センサを、例えば駅のプラットホームに設置されるホームドア装置の支障物センサとして用いる場合に、ホームドア装置の周辺に測距エラーが発生している情報を表示でき、作業者と駅利用者の安全を図ることができる。しかも、描画用のレーザ光源を付加すればよいので、ホームドア装置の高コスト化を招くこともない。
従って、上記のような構成によれば、作業の複雑化や組み込まれるシステムの高コスト化を招くことなく表示機能を付加できる距離画像センサを提供できる。
Thus, by adding a display function to the distance image sensor, when the distance image sensor is used as an obstacle sensor of a platform door device installed on a platform of a station, for example, a distance measurement error is generated around the platform door device. Can be displayed and the safety of workers and station users can be ensured. In addition, since it is only necessary to add a laser light source for drawing, the cost of the platform door device is not increased.
Therefore, according to the configuration as described above, it is possible to provide a distance image sensor to which a display function can be added without complicating work and increasing the cost of an incorporated system.
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る距離画像センサの概略構成図である。この距離画像センサは、測距用及び描画用の放射光（レーザ光）Ｌａ，Ｌｄを投光するレーザ光源１、放射光Ｌａで測距領域２内を走査する光スキャナ３、測距領域２内の測定対象物４からの反射光Ｌｂ，Ｌｃを受光する集光レンズ５、及び集光レンズ５で集光した光を受光する受光器（フォトダイオード）６などを備えている。また、図示しないが、図１と同様に、光スキャナ３で反射された描画用の放射光（レーザ光）Ｌｄを、描画領域９に集束させるための光学系が設けられている。
すなわち、レーザ光源１を測距用と描画用に共用し、測距結果に基づく情報を、測定対象物４に向けて投光する放射光の光源を用いて、測距タイミングと異なるタイミングで表示させるようにしている。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a distance image sensor according to the second embodiment of the present invention. This distance image sensor includes a laser light source 1 for projecting distance measurement and drawing radiation light (laser light) La and Ld, an optical scanner 3 for scanning the distance measurement area 2 with the radiation light La, and a distance measurement area 2. The condenser lens 5 which receives the reflected lights Lb and Lc from the measuring object 4 in the inside, the light receiver (photodiode) 6 which receives the light condensed with the condenser lens 5, etc. are provided. Although not shown, an optical system for focusing the drawing radiation light (laser light) Ld reflected by the optical scanner 3 on the drawing region 9 is provided as in FIG.
That is, the laser light source 1 is shared for distance measurement and drawing, and information based on the distance measurement result is displayed at a timing different from the distance measurement timing by using a light source of radiated light that projects toward the measurement object 4. I try to let them.
図８は、図７に示した距離画像センサの機能ブロック図である。距離画像センサは、制御部１１、光スキャナ３、測距用及び描画用発光部（レーザ光源）１、受光部（受光器）６、判定部１２、及びインターフェィス部（Ｉ／Ｆ）１３などを含んで構成されている。制御部１１は、基本的には図２におけるスキャナ制御機能、測距機能及び表示制御機能に加えて、発光部１を測距モードとディスプレイモードで切り替えるモード切替機能を有している。 FIG. 8 is a functional block diagram of the distance image sensor shown in FIG. The distance image sensor includes a control unit 11, an optical scanner 3, a distance measuring and drawing light emitting unit (laser light source) 1, a light receiving unit (light receiver) 6, a determining unit 12, an interface unit (I / F) 13, and the like. It is configured to include. The control unit 11 basically has a mode switching function for switching the light emitting unit 1 between the distance measurement mode and the display mode in addition to the scanner control function, the distance measurement function, and the display control function in FIG.
＜警告表示＞
次に、上記図７及び図８に示したような構成の距離画像センサにおいて、警告表示を行う場合の動作について、図９のフローチャートにより動作を説明する。
まず、制御部１１から発光部１へ発光を指示し（ステップＳ８１）、制御部１１から光スキャナ３へＸ軸駆動信号とＹ軸駆動信号を供給して動作を指示する（ステップＳ８２）。発光部１からの放射光（投光ビーム）Ｌａは、投受光分離器１４を介して光スキャナ３のミラー３ａで反射され、測距領域２内で走査される。
<Warning display>
Next, in the distance image sensor having the configuration as shown in FIGS. 7 and 8, the operation when warning display is performed will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the control unit 11 instructs the light emitting unit 1 to emit light (step S81), and the control unit 11 supplies the X-axis drive signal and the Y-axis drive signal to the optical scanner 3 to instruct the operation (step S82). The radiated light (projection beam) La from the light emitting unit 1 is reflected by the mirror 3a of the optical scanner 3 via the light projection / reception separator 14 and scanned in the distance measuring area 2.
測距領域２内の測定対象物４で反射された受光ビームは、上記光スキャナ３のミラー３ａで反射され、投受光分離器１４を介して受光部６で受光され、光信号が制御部１１に入力される（ステップＳ８３）。
そして、制御部１１で光信号が増幅される（ステップＳ８４）。
次のステップＳ５では、制御部１１からの光信号が判定部１２で処理され、正常動作を行っているか、エラーが発生しているかなどが判定される（ステップＳ８５）。
The light receiving beam reflected by the measuring object 4 in the distance measuring area 2 is reflected by the mirror 3a of the optical scanner 3 and received by the light receiving unit 6 through the light projecting / receiving separator 14, and the optical signal is controlled by the control unit 11. (Step S83).
Then, the control unit 11 amplifies the optical signal (step S84).
In the next step S5, the optical signal from the control unit 11 is processed by the determination unit 12, and it is determined whether a normal operation is performed or an error has occurred (step S85).
続いて、判定部１２で測距モード（立ち上がり、共振測距）か否かが判定される（ステップＳ８６）。測距モードと判定されると、判定部１２で距離が判定された後（ステップＳ８７）、判定部１２でエリア検知が行われる（ステップＳ８８）。
ステップＳ８６で測距モードではないと判定されると、ステップＳ８１に戻ってステップＳ８１〜Ｓ８５の動作を繰り返す。
Subsequently, the determination unit 12 determines whether or not the distance measurement mode (rise, resonance distance measurement) is set (step S86). When the distance measuring mode is determined, the distance is determined by the determination unit 12 (step S87), and then the area detection is performed by the determination unit 12 (step S88).
If it is determined in step S86 that the mode is not the distance measurement mode, the process returns to step S81 and the operations in steps S81 to S85 are repeated.
次のステップＳ８９では、判定部１２で測距領域２内に人が侵入したか否か（あるいは支障物が存在するか否か）が判定され、侵入したと判定されると、制御部１１によりディスプレイモードに切り替えられる（ステップＳ９０）。続いて、制御部１１に予め記憶されている警告表示が読み出され（ステップＳ９１）、制御部１１から光スキャナ３に動作指示がされる（ステップＳ９２）。次のステップＳ９３では、制御部１１から発光部１へ発光指示が行われ、光スキャナ３のリサジュー走査のためのＸ軸とＹ軸の駆動を利用し、発光部１からの放射光Ｌｄを描画領域９内に照射し、照射タイミングを制御することで、周辺の物体の表面、例えばホームドア装置の場合には乗客の足下やドアの表面に光を走査して警告表示が実施される（ステップＳ９４）。 In the next step S89, it is determined whether or not a person has entered the distance measurement area 2 by the determination unit 12 (or whether or not an obstacle exists). The display mode is switched (step S90). Subsequently, a warning display stored in advance in the control unit 11 is read (step S91), and an operation instruction is issued from the control unit 11 to the optical scanner 3 (step S92). In the next step S93, a light emission instruction is issued from the control unit 11 to the light emitting unit 1, and the emitted light Ld from the light emitting unit 1 is drawn using the driving of the X axis and the Y axis for the Lissajous scanning of the optical scanner 3. By irradiating the area 9 and controlling the irradiation timing, a warning display is performed by scanning light on the surface of a surrounding object, for example, in the case of a platform door device, the passenger's feet or the door surface (step). S94).
このように、発光部１を測距用と描画用の両方に用いても、モード切替により異なるタイミングで測距と描画を行うことで、距離画像センサに表示機能を付加することができる。これによって、距離画像センサを、例えば駅のプラットホームに設置されるホームドア装置の支障物センサとして用いる場合に、ホームドア装置の周辺に警告や注意喚起の情報を表示でき、駅利用者の安全性をより向上できる。しかも、ホームドア装置に表示装置を組み込む必要はなく、設置作業や点検作業が複雑化することはなく、ホームドア装置の高コスト化を招くこともない。発光部が１個で済むことから、第１の実施形態よりも更に低コスト化が可能である。 As described above, even if the light emitting unit 1 is used for both distance measurement and drawing, a display function can be added to the distance image sensor by performing distance measurement and drawing at different timings by mode switching. As a result, when the distance image sensor is used as an obstacle sensor for a platform door device installed on a platform of a station, for example, warning and alert information can be displayed around the platform door device, and the station user's safety can be displayed. Can be improved more. In addition, it is not necessary to incorporate a display device into the platform door device, installation work and inspection work are not complicated, and the cost of the platform door device is not increased. Since only one light emitting unit is required, the cost can be further reduced as compared with the first embodiment.
＜メンテナスモード表示＞
次に、メンテナスモード時の動作について、図１０のフローチャートにより動作を説明する。ステップＳ１０１からステップＳ１０７までの動作は、図９のフローチャートにおけるステップＳ８１からステップＳ８７までの動作と同様であるので説明は省略する。
ステップＳ１０８では、判定部１２で設定条件の正否の検知が行われる。
次のステップＳ１０９では、設定条件の正否に拘わらずディスプレイモードに切り替えられる。ステップＳ１１０で判定部１２から制御部１１に判定結果が読み出され、制御部１１から光スキャナ３に動作指示が行われる（ステップＳ１１１）。
<Maintenance mode display>
Next, the operation in the maintenance mode will be described with reference to the flowchart of FIG. The operations from step S101 to step S107 are the same as the operations from step S81 to step S87 in the flowchart of FIG.
In step S108, the determination unit 12 detects whether the setting condition is correct.
In the next step S109, the display mode is switched regardless of whether the setting condition is correct. In step S110, the determination result is read from the determination unit 12 to the control unit 11, and an operation instruction is issued from the control unit 11 to the optical scanner 3 (step S111).
ステップＳ１１２では、制御部１１から発光部１に発光が指示され、光スキャナ３のリサジュー走査のためのＸ軸とＹ軸の駆動を利用し、レーザ光源７からの放射光Ｌｄを描画領域９内に照射し、照射タイミングを制御することで、周辺の物体の表面、例えばホームドア装置の場合には乗客の足下やドアの表面に光を走査して正否判定結果の表示が実施される（ステップＳ１１３）。 In step S112, the light emission unit 1 is instructed to emit light from the control unit 11, and the emitted light Ld from the laser light source 7 is applied to the drawing region 9 by using the X-axis and Y-axis driving for the Lissajous scanning of the optical scanner 3. In the case of a platform door device, for example, in the case of a platform door device, light is scanned on the passenger's feet or the surface of the door to display the correctness determination result (step). S113).
このように、発光部１を測距用と描画用の両方に用いても、モード切替により異なるタイミングで測距と描画を行うことで、距離画像センサに表示機能を付加することができ、距離画像センサを、例えば駅のプラットホームに設置されるホームドア装置の支障物センサとして用いる場合に、ホームドア装置の周辺に設定条件の正否の情報を表示でき、センサ設置作業を簡単化し、点検作業を簡単化して作業時間も短縮できる。しかも、発光部が１個で済むことから、第１の実施形態よりも更に低コスト化が可能である。 Thus, even if the light emitting unit 1 is used for both distance measurement and drawing, the distance image sensor can be added with a display function by performing distance measurement and drawing at different timings by mode switching. When the image sensor is used as an obstacle sensor for a platform door device installed on a platform of a station, for example, information on the correctness of the setting conditions can be displayed around the platform door device, simplifying the sensor installation work and performing inspection work. Simplify and reduce work time. In addition, since only one light emitting unit is required, the cost can be further reduced as compared with the first embodiment.
＜測距結果表示モード＞
次に、測距結果表示モード時の動作について、図１１のフローチャートにより動作を説明する。ステップＳ１２１からステップＳ１２７までの動作は、図９のフローチャートにおけるステップＳ８１からステップＳ８７までの動作と同様であるので説明は省略する。
ステップＳ１２８では、判定部１２で計算結果の読み出しが行われる。
次のステップＳ１２９では、計算結果の正否に拘わらずディスプレイモードへの切り替えが行われ、ステップＳ１３０で制御部１１から光スキャナ３に動作指示が行われる。
<Ranging result display mode>
Next, the operation in the distance measurement result display mode will be described with reference to the flowchart of FIG. The operations from step S121 to step S127 are the same as the operations from step S81 to step S87 in the flowchart of FIG.
In step S128, the determination unit 12 reads the calculation result.
In the next step S129, switching to the display mode is performed regardless of whether the calculation result is correct or not, and an operation instruction is issued from the control unit 11 to the optical scanner 3 in step S130.
ステップＳ１３１では、制御部１１から描画用発光部７に発光が指示され、光スキャナ３のリサジュー走査のためのＸ軸とＹ軸の駆動を利用し、レーザ光源７からの放射光Ｌｄを描画領域９内に照射し、照射タイミングを制御することで、周辺の物体の表面に光を走査して測距結果の表示が実施される（ステップＳ１３２）。 In step S131, the control unit 11 instructs the drawing light emitting unit 7 to emit light, and uses the X-axis and Y-axis driving for the Lissajous scanning of the optical scanner 3 to draw the emitted light Ld from the laser light source 7 in the drawing region. 9 is irradiated and the irradiation timing is controlled, so that the surface of the surrounding object is scanned with light, and the distance measurement result is displayed (step S132).
このように、発光部１を測距用と描画用の両方に用いても、モード切替により異なるタイミングで測距と描画を行うことで、距離画像センサに表示機能を付加することができ、距離画像センサを、例えば駅のプラットホームに設置されるホームドア装置の支障物センサとして用いる場合に、ホームドア装置の周辺に測距結果の情報を表示でき、センサ設置作業を簡単化し、点検作業を簡単化して作業時間も短縮できる。しかも、発光部が１個で済むことから、第１の実施形態よりも更に低コスト化が可能である。 Thus, even if the light emitting unit 1 is used for both distance measurement and drawing, the distance image sensor can be added with a display function by performing distance measurement and drawing at different timings by mode switching. For example, when using an image sensor as an obstacle sensor for a platform door device installed on a platform of a station, information on the distance measurement results can be displayed around the platform door device, simplifying the sensor installation work and simplifying the inspection work. To shorten the work time. In addition, since only one light emitting unit is required, the cost can be further reduced as compared with the first embodiment.
＜エラーモード表示＞
次に、エラーモード時の動作について、図１２のフローチャートにより動作を説明する。ステップＳ１４１からステップＳ１４７までの動作は、図９のフローチャートにおけるステップＳ８１からステップＳ８７までの動作と同様であるので説明は省略する。
ステップＳ１４８では、判定部１２で設定条件の正否が検知される。
次のステップＳ１４９では、設定条件の正否に拘わらずディスプレイモードへの切り替えが行われる。ステップＳ１５０では、制御部１１により判定部１２から正否判定結果の読み出しが行われ、ステップＳ１５１で制御部１１から光スキャナ３に動作指示が行われる。
<Error mode display>
Next, the operation in the error mode will be described with reference to the flowchart of FIG. The operations from step S141 to step S147 are the same as the operations from step S81 to step S87 in the flowchart of FIG.
In step S148, the determination unit 12 detects whether the setting condition is correct.
In the next step S149, the display mode is switched regardless of whether the setting condition is correct. In step S150, the control unit 11 reads out the correct / incorrect determination result from the determination unit 12, and in step S151, the control unit 11 issues an operation instruction to the optical scanner 3.
ステップＳ１５２では、制御部１１から発光部１に発光が指示され、光スキャナ３のリサジュー走査のためのＸ軸とＹ軸の駆動を利用し、レーザ光源１からの放射光Ｌｄを描画領域９内に照射し、照射タイミングを制御することで、周辺の物体の表面に光を走査して正否判定結果の表示が実施される（ステップＳ１５３）。 In step S152, the control unit 11 instructs the light emitting unit 1 to emit light and uses the X-axis and Y-axis driving for the Lissajous scanning of the optical scanner 3 to emit the radiated light Ld from the laser light source 1 in the drawing area 9. By controlling the irradiation timing, the surface of the surrounding object is scanned with light, and the correct / incorrect determination result is displayed (step S153).
このように、発光部１を測距用と描画用の両方に用いても、モード切替により異なるタイミングで測距と描画を行うことで、距離画像センサに表示機能を付加することができ、距離画像センサを、例えば駅のプラットホームに設置されるホームドア装置の支障物センサとして用いる場合に、ホームドア装置の周辺に測距エラーが発生している情報を表示でき、作業者と駅利用者の安全を図ることができる。しかも、発光部が１個で済むことから、第１の実施形態よりも更に低コスト化が可能である。 Thus, even if the light emitting unit 1 is used for both distance measurement and drawing, the distance image sensor can be added with a display function by performing distance measurement and drawing at different timings by mode switching. When the image sensor is used as an obstacle sensor for a platform door device installed on a platform of a station, for example, information indicating that a ranging error has occurred around the platform door device can be displayed. Safety can be achieved. In addition, since only one light emitting unit is required, the cost can be further reduced as compared with the first embodiment.
図１３は、本発明の距離画像センサの第１の適用例を示しており、ホームドア装置の支障物センサの概略図である。距離画像センサ２０は、ホームドア装置２１に内蔵され、側面からホームドアのドア部に設定された測距領域２内に放射光（レーザ光）Ｌａを照射し、乗客の足下の床面に設定された描画領域９に放射光（レーザ光）Ｌｄを照射して、測距結果に基づく情報、例えば測定対象物４までの距離、測距のエラー、注意喚起、及び警告のうち少なくともいずれか１つを表示するようになっている。
このように、ホームドア装置に表示機能を付加することで、センサの設置作業と点検作業を簡単化して作業時間を短縮できる。また、ホームドア装置の周辺に警告や注意喚起の情報を表示することで、駅利用者の安全性をより向上できる。しかも、作業の複雑化や組み込まれるシステムの高コスト化を抑制できる。
FIG. 13 shows a first application example of the distance image sensor of the present invention, and is a schematic diagram of an obstacle sensor of a platform door device. The distance image sensor 20 is built in the platform door device 21 and emits radiated light (laser beam) La into the distance measuring area 2 set on the door portion of the platform door from the side, and is set on the floor surface under the passenger's feet. Irradiated radiation (laser light) Ld is irradiated on the drawn drawing area 9, and at least one of information based on a distance measurement result, for example, a distance to the measurement object 4, a distance measurement error, a warning, and a warning. One is displayed.
Thus, by adding a display function to the platform door device, the sensor installation work and the inspection work can be simplified and the work time can be shortened. In addition, by displaying warning and alert information around the platform door device, the station user's safety can be further improved. In addition, it is possible to suppress the complexity of work and the increase in cost of the incorporated system.
図１４は、本発明の距離画像センサの第２の適用例を示しており、自動車の方向指示や歩行者に接近警告を行う警告装置の概略図である。本例では、距離画像センサは、車両３１のドアミラー３２に内蔵され、車両３１の左側面に設定された測距領域２内に人が侵入した場合に、描画領域９に車両３１が左折することを表示したり、警告したりするようになっている。
このように、車両３１に搭載して歩行者や他の車両に左折することを注意喚起したり警告したりすることで、運転者を補助でき、より安全性を高めることができる。
FIG. 14 shows a second application example of the distance image sensor of the present invention, and is a schematic diagram of a warning device that gives direction indication of an automobile and an approach warning to a pedestrian. In this example, the distance image sensor is built in the door mirror 32 of the vehicle 31, and when a person enters the distance measuring area 2 set on the left side surface of the vehicle 31, the vehicle 31 turns left in the drawing area 9. Is displayed or warned.
In this way, the driver can be assisted and alerted to warn that the vehicle 31 is mounted on the vehicle 31 and turn left to a pedestrian or another vehicle, thereby further improving safety.
なお、本発明は、上述した第１、第２の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、ホームドア用支障物検知センサ及び自動車の警告装置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、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、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、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。
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and can be implemented with various modifications. For example, although the case where it used as an obstacle detection sensor for platform doors and a warning device of a car was explained as an example, it is not restricted to this use.
Further, the scanning optical system using a two-dimensional optical scanner (for example, a MEMS optical scanner) has been described as an example, but the present invention can be similarly applied to the case of using another scanning optical system.
Further, the light projecting / light 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.
１…レーザ光源（第１投光部）、２…測距領域、３…光スキャナ、３ａ…ミラー、４…測定対象物、５…集光レンズ、６…受光器（受光部）、７…レーザ光源（第２投光部）、９…描画領域（表示領域）、１１…制御部（スキャナ制御部、測距部、表示制御部）、１２…判定部、１３…インターフェィス部、２０…距離画像センサ、Ｌａ〜Ｌｄ…放射光（レーザ光） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser light source (1st light projection part), 2 ... Distance measuring area, 3 ... Optical scanner, 3a ... Mirror, 4 ... Measurement object, 5 ... Condensing lens, 6 ... Light receiver (light-receiving part), 7 ... Laser light source (second light projecting unit), 9 ... Drawing region (display region), 11 ... Control unit (scanner control unit, distance measuring unit, display control unit), 12 ... Determining unit, 13 ... Interface unit, 20 ... Distance Image sensor, La to Ld ... Radiant light (laser light)
Claims (7)
前記光スキャナにより光を走査して描画領域内に描画を行い、測距結果に基づく情報を表示する、ことを特徴とする距離画像センサ。 The emitted light is projected toward the measurement object, and the distance measurement area is scanned with the emitted light by an optical scanner, and the reflected light from the measurement object is received to measure the distance to the measurement object. A distance image sensor,
A distance image sensor characterized by scanning light with the optical scanner, drawing in a drawing area, and displaying information based on a distance measurement result.
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