JP3137307B2 - 全方位距離検出装置 - Google Patents
全方位距離検出装置Info
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- JP3137307B2 JP3137307B2 JP05353622A JP35362293A JP3137307B2 JP 3137307 B2 JP3137307 B2 JP 3137307B2 JP 05353622 A JP05353622 A JP 05353622A JP 35362293 A JP35362293 A JP 35362293A JP 3137307 B2 JP3137307 B2 JP 3137307B2
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周囲ほぼ３６０度にわ
たって物体の有無並びに物体が存在するときには物体ま
での距離を検出できる全方位距離検出装置に関する。
たって物体の有無並びに物体が存在するときには物体ま
での距離を検出できる全方位距離検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ある物体までの距離を検出する距
離検出装置として、三角測量の原理を応用したものが知
られている。これは所定間隔だけ離して投光素子と、位
置検出が可能な受光素子とを設け、投光素子からの光を
物体に当て、その反射光を受光素子で受け、その受光位
置の基準位置からの「ずれ」を測定し、この「ずれ」量
に基づいて幾何学的に物体までの距離を検出するように
したものでる。
離検出装置として、三角測量の原理を応用したものが知
られている。これは所定間隔だけ離して投光素子と、位
置検出が可能な受光素子とを設け、投光素子からの光を
物体に当て、その反射光を受光素子で受け、その受光位
置の基準位置からの「ずれ」を測定し、この「ずれ」量
に基づいて幾何学的に物体までの距離を検出するように
したものでる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のも
のでは幾何学的に距離を検出するから、投光素子及び受
光素子の取付位置が若干でもずれていると検出距離が実
際の距離から狂ってしまう。従って、装置全体の光学的
精度を高レベルに維持する必要があり、そのために装置
の製造及び管理に手間を要した。また、光軸の変動を問
題とするから、投光素子と受光素子との間でやりとりす
る光はスポット的な光であることが要求され、そのため
に光学系が複雑になったり、高価なレーザー光を必要と
する場合があった。
のでは幾何学的に距離を検出するから、投光素子及び受
光素子の取付位置が若干でもずれていると検出距離が実
際の距離から狂ってしまう。従って、装置全体の光学的
精度を高レベルに維持する必要があり、そのために装置
の製造及び管理に手間を要した。また、光軸の変動を問
題とするから、投光素子と受光素子との間でやりとりす
る光はスポット的な光であることが要求され、そのため
に光学系が複雑になったり、高価なレーザー光を必要と
する場合があった。
【０００４】また、このような距離検出装置としては検
出範囲を所定角度内に限定した検出にとどまらず、広範
囲にわたって精度良く距離検出を行いたいという要望が
ある。
出範囲を所定角度内に限定した検出にとどまらず、広範
囲にわたって精度良く距離検出を行いたいという要望が
ある。
【０００５】本発明は、このような点に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、発光ダイオー
ド等による光を物体に当て、その反射光に生じる位相差
又は時間差に基づいて物体までの距離を簡単な構成で精
度良く検出すると共に、投・受光用の機器を集中配置
し、これを中心にして装置全体を回転するようにして、
物体の有無並びに物体が存在するときには物体までの距
離をほぼ３６０度にわたって検出できるようにすること
にある。
たものであり、その目的とするところは、発光ダイオー
ド等による光を物体に当て、その反射光に生じる位相差
又は時間差に基づいて物体までの距離を簡単な構成で精
度良く検出すると共に、投・受光用の機器を集中配置
し、これを中心にして装置全体を回転するようにして、
物体の有無並びに物体が存在するときには物体までの距
離をほぼ３６０度にわたって検出できるようにすること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、周壁が光学的に開放されたケーシングと、このケー
シング内にほぼ鉛直軸まわりに回転可能に設けられたロ
ータと、このロータをケーシングに対して回転させる駆
動機構とを備えると共に、上記ケーシングに、ロータ回
転軸上で対向配置された投光器及び受光器と、ケーシン
グに対するロータの回転位置に応じて信号を出力する回
転位置検出器とを設け、上記ロータに、投光器及び受光
器の光軸を検出方向に向くよう変換する光軸変換機構を
設け、上記回転位置検出器の出力信号からロータの回転
位置を、投光器の入力信号と受光器の出力信号との差か
ら距離をそれぞれ検出できるようにした。
め、周壁が光学的に開放されたケーシングと、このケー
シング内にほぼ鉛直軸まわりに回転可能に設けられたロ
ータと、このロータをケーシングに対して回転させる駆
動機構とを備えると共に、上記ケーシングに、ロータ回
転軸上で対向配置された投光器及び受光器と、ケーシン
グに対するロータの回転位置に応じて信号を出力する回
転位置検出器とを設け、上記ロータに、投光器及び受光
器の光軸を検出方向に向くよう変換する光軸変換機構を
設け、上記回転位置検出器の出力信号からロータの回転
位置を、投光器の入力信号と受光器の出力信号との差か
ら距離をそれぞれ検出できるようにした。
【０００７】そして、上記構成において、駆動機構が、
ケーシング及びロータの対向する水平面に一体に設けた
モータであり、このモータのコイルがケーシング側に、
磁極がロータ側に設けられている。
ケーシング及びロータの対向する水平面に一体に設けた
モータであり、このモータのコイルがケーシング側に、
磁極がロータ側に設けられている。
【０００８】また、請求項２の全方位距離検出装置は、
上記構成において、ロータが基準回転位置にあるときに
投光器と受光器とを一定の光路長さで光学的に結合させ
る基準機構をケーシングに設け、ロータが基準回転位置
にきたときの出力により検出距離を補正できるようにし
た。
上記構成において、ロータが基準回転位置にあるときに
投光器と受光器とを一定の光路長さで光学的に結合させ
る基準機構をケーシングに設け、ロータが基準回転位置
にきたときの出力により検出距離を補正できるようにし
た。
【０００９】
【作用】本発明では、投光器の光は光軸変換機構を介し
て物体に当たり、その反射光が光軸変換機構を介して受
光器に入る。そして投光器の入力信号と受光器の出力信
号との位相差又は時間差から物体までの距離が検出され
る。そして、駆動機構の作動によりロータがケーシング
に対して回転するから、物体までの距離がほぼ３６０度
にわたって検出される。その場合、回転位置検出器の出
力に基づいてケーシングに対するロータの回転位置が検
出される。
て物体に当たり、その反射光が光軸変換機構を介して受
光器に入る。そして投光器の入力信号と受光器の出力信
号との位相差又は時間差から物体までの距離が検出され
る。そして、駆動機構の作動によりロータがケーシング
に対して回転するから、物体までの距離がほぼ３６０度
にわたって検出される。その場合、回転位置検出器の出
力に基づいてケーシングに対するロータの回転位置が検
出される。
【００１０】そして、コイルに誘導電流を流せばモータ
が機能してロータがケーシングに対して回動する。
が機能してロータがケーシングに対して回動する。
【００１１】請求項２では、ロータが基準回転位置にく
ると投光用レンズと受光用のレンズとが一定の光路長さ
で光学的に結合するから、そのときの投光器の入力信号
と受光器の出力信号との位相差又は時間差が上記光路長
さに応じた基準値として認識され、これを零距離とした
補正が可能になる。
ると投光用レンズと受光用のレンズとが一定の光路長さ
で光学的に結合するから、そのときの投光器の入力信号
と受光器の出力信号との位相差又は時間差が上記光路長
さに応じた基準値として認識され、これを零距離とした
補正が可能になる。
【００１２】
【実施例】以下、実施例を説明する。図１において１０
は円柱形のケーシングであって、円盤形の上板１１及び
下板１２と、これら上板１１と下板１２とを連結する円
筒形の連結筒１３とを備えており、この連結筒１３を透
明樹脂で形成することによりケーシング１０の周壁を光
学的に開放している。上記ケーシング１０の上板１１及
び下板１２の中心において相対向する部位には互いに近
づくように立ち上がる突成部１１ａ，１２ａが形成さ
れ、ここにラジアルベアリング１４，１４がその内輪に
おいて嵌合している。２０はケーシング１０の上板１１
と下板１２との間に配置された円柱形のロータであっ
て、このロータ２０の上面及び下面の中心部には上記ラ
ジアルベアリング１４，１４の外輪に嵌合する嵌合穴２
１，２２が形成され、この嵌合穴２１と嵌合穴２２との
間は開放されていて光路となる空間２３になっている。
以上の構成によってロータ２０がケーシング１０内でほ
ぼ鉛直軸まわりに回転できるように構成されている。そ
して、３０はロータ２０をケーシング１０に対して回転
させる駆動機構としてのモータであって、このモータ３
０はケーシング１０及びロータ２０の対向する水平面に
一体に設けられている。すなわち、ケーシング上板１１
の下面には平面視で等角度間隔でコイル３１が設けられ
ていると共に、ロータ２０の上面には平面視で等角度間
隔で永久磁石よりなる磁極３２が設けられており、各コ
イル３１に流す誘導電流を制御することにより、ロータ
２０が所定回転数で回転する。
は円柱形のケーシングであって、円盤形の上板１１及び
下板１２と、これら上板１１と下板１２とを連結する円
筒形の連結筒１３とを備えており、この連結筒１３を透
明樹脂で形成することによりケーシング１０の周壁を光
学的に開放している。上記ケーシング１０の上板１１及
び下板１２の中心において相対向する部位には互いに近
づくように立ち上がる突成部１１ａ，１２ａが形成さ
れ、ここにラジアルベアリング１４，１４がその内輪に
おいて嵌合している。２０はケーシング１０の上板１１
と下板１２との間に配置された円柱形のロータであっ
て、このロータ２０の上面及び下面の中心部には上記ラ
ジアルベアリング１４，１４の外輪に嵌合する嵌合穴２
１，２２が形成され、この嵌合穴２１と嵌合穴２２との
間は開放されていて光路となる空間２３になっている。
以上の構成によってロータ２０がケーシング１０内でほ
ぼ鉛直軸まわりに回転できるように構成されている。そ
して、３０はロータ２０をケーシング１０に対して回転
させる駆動機構としてのモータであって、このモータ３
０はケーシング１０及びロータ２０の対向する水平面に
一体に設けられている。すなわち、ケーシング上板１１
の下面には平面視で等角度間隔でコイル３１が設けられ
ていると共に、ロータ２０の上面には平面視で等角度間
隔で永久磁石よりなる磁極３２が設けられており、各コ
イル３１に流す誘導電流を制御することにより、ロータ
２０が所定回転数で回転する。
【００１３】上記ケーシング上板１１の突成部１１ａの
中心には投光器として発光ダイオード１５が光軸を真下
に向けて装着されており、またケーシング下板１２の突
成部１２ａの中心には受光器としてのフォトダイオード
１６が光軸を真上に向けて装着されていて、発光ダイオ
ード１５とフォトダイオード１６とがロータ回転軸上で
対向配置されている。一方、上記ロータ２０では上述し
た空間２３が一側壁（図１では左側壁）において開放さ
れ、且つ隔壁によって上下２つの筒形空間２３ａ，２３
ｂに分割されており、この空間２３ａ，２３ｂに投光用
レンズ２５及び受光用レンズ２６が光軸を検出方向であ
る側方（図１では左方）に向けてそれぞれ配置されてい
る。また上記空間２３の内方には光軸変換機構としての
ミラー２７が設けられている。このミラー２７は中心軸
がロータ回転軸に一致するように配置された円柱形の本
体の上下端面を約４５度の角度で切除して得た形状であ
り、この切除面を反射面としたものである。このミラー
２７の２つの反射面により上記発光ダイオード１５及び
フォトダイオード１６の光軸を投光用レンズ２５及び受
光用レンズ２５の光軸に変換するようにしている。従っ
て、発光ダイオード１５の光はミラー２７及び投光用レ
ンズ２５を介して物体Ｘに当たり、その反射光が受光用
レンズ２６及びミラー２７介してフォトダイオード１６
に入る。
中心には投光器として発光ダイオード１５が光軸を真下
に向けて装着されており、またケーシング下板１２の突
成部１２ａの中心には受光器としてのフォトダイオード
１６が光軸を真上に向けて装着されていて、発光ダイオ
ード１５とフォトダイオード１６とがロータ回転軸上で
対向配置されている。一方、上記ロータ２０では上述し
た空間２３が一側壁（図１では左側壁）において開放さ
れ、且つ隔壁によって上下２つの筒形空間２３ａ，２３
ｂに分割されており、この空間２３ａ，２３ｂに投光用
レンズ２５及び受光用レンズ２６が光軸を検出方向であ
る側方（図１では左方）に向けてそれぞれ配置されてい
る。また上記空間２３の内方には光軸変換機構としての
ミラー２７が設けられている。このミラー２７は中心軸
がロータ回転軸に一致するように配置された円柱形の本
体の上下端面を約４５度の角度で切除して得た形状であ
り、この切除面を反射面としたものである。このミラー
２７の２つの反射面により上記発光ダイオード１５及び
フォトダイオード１６の光軸を投光用レンズ２５及び受
光用レンズ２５の光軸に変換するようにしている。従っ
て、発光ダイオード１５の光はミラー２７及び投光用レ
ンズ２５を介して物体Ｘに当たり、その反射光が受光用
レンズ２６及びミラー２７介してフォトダイオード１６
に入る。
【００１４】また上記ケーシング１０の連結筒１３にお
いて周方向の一箇所には基準機構４０が固定されてい
る。この基準機構４０は上下に対向する一対のプリズム
を有しており、上側のプリズムが投光用レンズ２５の高
さで斜め下向きに、そして下側のプリズムが受光用レン
ズ２６の高さで斜め上向きにそれぞれ設定されている。
従ってロータ２０が図１の状態から１８０度回転して基
準回転位置にきたときに投光用レンズ２５からの光が上
下のプリズムで１８０度角度を変えてから受光用レンズ
２６に入り、これによってロータ２０が基準回転位置に
あるときに投光用レンズ２５と受光用のレンズ２６とが
一定の光路長さで光学的に結合するようになっている。
ここで、上記基準機構４０の外周側に遮光シールを貼る
などして遮光処理することによりプリズムを通過した検
査光が外部にもれないようにすることが望ましい。こう
すれば基準値に誤差が生じないので精度が上がる。また
遮光処理面の内面で反射した検査光も基準値の形成に寄
与する。
いて周方向の一箇所には基準機構４０が固定されてい
る。この基準機構４０は上下に対向する一対のプリズム
を有しており、上側のプリズムが投光用レンズ２５の高
さで斜め下向きに、そして下側のプリズムが受光用レン
ズ２６の高さで斜め上向きにそれぞれ設定されている。
従ってロータ２０が図１の状態から１８０度回転して基
準回転位置にきたときに投光用レンズ２５からの光が上
下のプリズムで１８０度角度を変えてから受光用レンズ
２６に入り、これによってロータ２０が基準回転位置に
あるときに投光用レンズ２５と受光用のレンズ２６とが
一定の光路長さで光学的に結合するようになっている。
ここで、上記基準機構４０の外周側に遮光シールを貼る
などして遮光処理することによりプリズムを通過した検
査光が外部にもれないようにすることが望ましい。こう
すれば基準値に誤差が生じないので精度が上がる。また
遮光処理面の内面で反射した検査光も基準値の形成に寄
与する。
【００１５】また、図１において１７及び１８はケーシ
ング１０に固定されてエンコーダとして機能する第１及
び第２の光学式の回転位置検出器であって、ロータ２０
の下面に設けられた第１及び第２の遮光板２８ａ，２８
ｂをそれぞれ跨ぐようにケーシング下板１２に固定され
ている。上記第１遮光板２８ａの内周縁には多数の切り
欠きが等間隔で設けられ、また第２遮光板２８ｂの外周
縁には切り欠きが１箇所だけ設けられていて、これらの
切り欠きが回転位置検出器１７，１８の光の通過を許容
することに応じてパルス信号が出力される。ここで、第
２遮光板２８ｂの切り欠きはロータ２０が基準回転位置
にきたときに第２回転位置検出器１８にくるよう位置調
整されている。図４のＲはロータ２０の回転に伴う第１
回転位置検出器１７の出力信号であり、６は第２回転位
置検出器１８の出力信号である。
ング１０に固定されてエンコーダとして機能する第１及
び第２の光学式の回転位置検出器であって、ロータ２０
の下面に設けられた第１及び第２の遮光板２８ａ，２８
ｂをそれぞれ跨ぐようにケーシング下板１２に固定され
ている。上記第１遮光板２８ａの内周縁には多数の切り
欠きが等間隔で設けられ、また第２遮光板２８ｂの外周
縁には切り欠きが１箇所だけ設けられていて、これらの
切り欠きが回転位置検出器１７，１８の光の通過を許容
することに応じてパルス信号が出力される。ここで、第
２遮光板２８ｂの切り欠きはロータ２０が基準回転位置
にきたときに第２回転位置検出器１８にくるよう位置調
整されている。図４のＲはロータ２０の回転に伴う第１
回転位置検出器１７の出力信号であり、６は第２回転位
置検出器１８の出力信号である。
【００１６】さらに、図１において１９ａ及び１９ｂは
回路基板であって、この回路基板１９ａ，１９ｂに制御
回路５０が組まれており、この制御回路５０に上記発光
ダイオード１５、フォトダイオード１６及び第２回転位
置検出器１８が電気的に接続されている。上記制御回路
５０等の構成を図２及び図３で説明する。５１は所定周
波数でクロック信号を出力する発振回路、５２は発振回
路５１のクロック信号に基づいて発光ダイオード１５へ
送る信号を調整する投光回路である（その出力は図３の
１）。一方、５３はフォトダイオード１６の出力を増幅
するリミッタアンプ（その出力は図３の２）、５４はス
イッチング回路である（その出力は図３の３）。また５
５は上記投光回路５２の出力及びスイッチング回路の出
力の位相を比較する位相比較器（その出力は図３の
４）、５６は積分回路（その出力は図３の５）、５７は
次のトリガが入るまでは入力信号のレベルを維持するサ
ンプルホールド回路であって、その入力信号として積分
回路５６が入り、またトリガとして第２回転位置検出器
１８の信号が入っている。５８は差動アンプであって、
積分回路５６の出力からサンプルホールド回路５７の出
力を差し引いた値を出力する。この差動アンプ５８の出
力（距離出力）は発光ダイオード１５の入力信号とフォ
トダイオード１６の出力信号の位相差又は時間差に応じ
た値になっているから、この値から物体までの距離が検
出される。
回路基板であって、この回路基板１９ａ，１９ｂに制御
回路５０が組まれており、この制御回路５０に上記発光
ダイオード１５、フォトダイオード１６及び第２回転位
置検出器１８が電気的に接続されている。上記制御回路
５０等の構成を図２及び図３で説明する。５１は所定周
波数でクロック信号を出力する発振回路、５２は発振回
路５１のクロック信号に基づいて発光ダイオード１５へ
送る信号を調整する投光回路である（その出力は図３の
１）。一方、５３はフォトダイオード１６の出力を増幅
するリミッタアンプ（その出力は図３の２）、５４はス
イッチング回路である（その出力は図３の３）。また５
５は上記投光回路５２の出力及びスイッチング回路の出
力の位相を比較する位相比較器（その出力は図３の
４）、５６は積分回路（その出力は図３の５）、５７は
次のトリガが入るまでは入力信号のレベルを維持するサ
ンプルホールド回路であって、その入力信号として積分
回路５６が入り、またトリガとして第２回転位置検出器
１８の信号が入っている。５８は差動アンプであって、
積分回路５６の出力からサンプルホールド回路５７の出
力を差し引いた値を出力する。この差動アンプ５８の出
力（距離出力）は発光ダイオード１５の入力信号とフォ
トダイオード１６の出力信号の位相差又は時間差に応じ
た値になっているから、この値から物体までの距離が検
出される。
【００１７】そして、この状態でモータ３０の作動によ
りロータ２０がケーシング１０に対して回転すると、差
動アンプ５８の距離出力が光軸方向にある物体との距離
に応じて変動し、これを検出することによって物体の有
無並びに物体が存在するときには物体までの距離が周囲
ほぼ３６０度にわたって検出される。すなわち、図４の
５は積分回路５６の出力、図４の７は第２回転位置検出
器１８の信号を受けた時点で更新されるサンプルホール
ド回路５７の出力であって、差動アンプ５８からこれら
の差が出力される（図４の８）。従ってロータ２０が基
準回転位置にきたときの積分回路５６の出力を基準値と
して、これを零距離とした補正がされる。そして、別途
に第１回転位置検出器１７の出力信号（角度信号）から
ロータ２０の回転位置を検出する。なお、外部へ取り出
せる出力信号としては、差動アンプ５８の距離出力と、
第１回転位置検出器１７の角度信号と、第２回転位置検
出器１８の基準位置信号とが設定されており、これらの
出力信号を適宜加工して用いることができる。
りロータ２０がケーシング１０に対して回転すると、差
動アンプ５８の距離出力が光軸方向にある物体との距離
に応じて変動し、これを検出することによって物体の有
無並びに物体が存在するときには物体までの距離が周囲
ほぼ３６０度にわたって検出される。すなわち、図４の
５は積分回路５６の出力、図４の７は第２回転位置検出
器１８の信号を受けた時点で更新されるサンプルホール
ド回路５７の出力であって、差動アンプ５８からこれら
の差が出力される（図４の８）。従ってロータ２０が基
準回転位置にきたときの積分回路５６の出力を基準値と
して、これを零距離とした補正がされる。そして、別途
に第１回転位置検出器１７の出力信号（角度信号）から
ロータ２０の回転位置を検出する。なお、外部へ取り出
せる出力信号としては、差動アンプ５８の距離出力と、
第１回転位置検出器１７の角度信号と、第２回転位置検
出器１８の基準位置信号とが設定されており、これらの
出力信号を適宜加工して用いることができる。
【００１８】従って、上記実施例においては、光の位相
差に基づいて物体Ｘまでの距離を簡単な構成で精度良く
検出できると共に、装置全体を回転させて物体Ｘの有無
並びに物体Ｘが存在するときには物体までの距離をほぼ
３６０度にわたって検出することができる。また駆動機
構３０をケーシング１０及びロータ２０に一体に設けた
モータで構成したので、全体の構成をコンパクト化でき
る上、回転騒音を低減できる上、ブラシレスタイプなの
でブラシの摩耗による寿命の低下がない。さらに基準機
構４０を設けたので、ロータ２０が基準回転位置にきた
ときの出力により検出距離を補正して常に物体Ｘまでの
距離を正確に検出することができる。
差に基づいて物体Ｘまでの距離を簡単な構成で精度良く
検出できると共に、装置全体を回転させて物体Ｘの有無
並びに物体Ｘが存在するときには物体までの距離をほぼ
３６０度にわたって検出することができる。また駆動機
構３０をケーシング１０及びロータ２０に一体に設けた
モータで構成したので、全体の構成をコンパクト化でき
る上、回転騒音を低減できる上、ブラシレスタイプなの
でブラシの摩耗による寿命の低下がない。さらに基準機
構４０を設けたので、ロータ２０が基準回転位置にきた
ときの出力により検出距離を補正して常に物体Ｘまでの
距離を正確に検出することができる。
【００１９】なお、上記実施例ではケーシング１０に透
明な連結筒１３を設けたが、連結筒を設けずに完全に開
放する構成であってもよく、要は周壁が光学的に開放さ
れておればよい。また駆動機構としてはロータの周壁に
ギヤを刻設し、これをピニオンで駆動する構成、ロータ
の周壁に駆動用アイドラを当接させる構成、その他種々
の構成が考えられる。また投光器及び受光器の位置は上
下に逆転してもよい。上記実施例では投光レンズ及び受
光レンズを投光器及び受光器と別に設けたが、レンズ付
きの投光器及び受光器を使用してもよいし、投光レンズ
及び受光レンズを使用しなくてもよい。さらに光軸変換
機構はミラー以外にプリズムが使用できる。
明な連結筒１３を設けたが、連結筒を設けずに完全に開
放する構成であってもよく、要は周壁が光学的に開放さ
れておればよい。また駆動機構としてはロータの周壁に
ギヤを刻設し、これをピニオンで駆動する構成、ロータ
の周壁に駆動用アイドラを当接させる構成、その他種々
の構成が考えられる。また投光器及び受光器の位置は上
下に逆転してもよい。上記実施例では投光レンズ及び受
光レンズを投光器及び受光器と別に設けたが、レンズ付
きの投光器及び受光器を使用してもよいし、投光レンズ
及び受光レンズを使用しなくてもよい。さらに光軸変換
機構はミラー以外にプリズムが使用できる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の全方位距
離検出装置は、ロータをケーシングに対して回動させ、
このケーシングに投光器及び受光器をロータ回転軸上で
対向するよう配置し、ロータに投光器及び受光器の光軸
を検出方向に向くよう変換する光軸変換機構を設け、回
転位置検出器の出力信号からロータの回転位置を、投光
器への入力信号と受光器からの出力信号との差から距離
をそれぞれ検出できるようにしたので、光の位相差又は
時間差に基づいて物体までの距離を簡単な構成で精度良
く検出できると共に、装置全体を回転させて物体の有無
並びに物体が存在するときには物体までの距離をほぼ３
６０度にわたって検出することができるものであり、例
えば自走式ロボット等において障害物を認識するために
搭載する距離検出装置として好適である。
離検出装置は、ロータをケーシングに対して回動させ、
このケーシングに投光器及び受光器をロータ回転軸上で
対向するよう配置し、ロータに投光器及び受光器の光軸
を検出方向に向くよう変換する光軸変換機構を設け、回
転位置検出器の出力信号からロータの回転位置を、投光
器への入力信号と受光器からの出力信号との差から距離
をそれぞれ検出できるようにしたので、光の位相差又は
時間差に基づいて物体までの距離を簡単な構成で精度良
く検出できると共に、装置全体を回転させて物体の有無
並びに物体が存在するときには物体までの距離をほぼ３
６０度にわたって検出することができるものであり、例
えば自走式ロボット等において障害物を認識するために
搭載する距離検出装置として好適である。
【００２１】特に、駆動機構をケーシングに設けたコイ
ルとロータに設けた磁極とからなるモータで構成したの
で、ロータをケーシングに対して回動させる駆動機構の
具体的な例を示すことができた。
ルとロータに設けた磁極とからなるモータで構成したの
で、ロータをケーシングに対して回動させる駆動機構の
具体的な例を示すことができた。
【００２２】また請求項２の全方位距離検出装置は、ロ
ータが基準回転位置にあるときに投光器と受光器とを一
定の光路長さで光学的に結合させる基準機構をケーシン
グに設けたので、ロータが基準回転位置にきたときの出
力により検出距離を補正して常に物体までの距離を正確
に検出することができる。
ータが基準回転位置にあるときに投光器と受光器とを一
定の光路長さで光学的に結合させる基準機構をケーシン
グに設けたので、ロータが基準回転位置にきたときの出
力により検出距離を補正して常に物体までの距離を正確
に検出することができる。
【図１】実施例の縦断側面図、
【図２】実施例の制御回路のブロック図、
【図３】実施例の制御回路の基本作動を示す図、
【図４】同じくロータ回転時の制御回路の作動を示す図
である。
である。
１０ ケーシング １５ 発光ダイオード（投光器） １６ フォトダイオード（受光器） １７ 回転位置検出器 ２０ ロータ ２７ 光軸変換機構 ３０ モータ（駆動機構） ４０ 基準機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95 G01B 11/00
Claims (2)
- 【請求項１】周壁が光学的に開放されたケーシングと、
このケーシング内にほぼ鉛直軸まわりに回転可能に設け
られたロータと、このロータをケーシングに対して回転
させる駆動機構とを備えると共に、上記ケーシングに、
ロータ回転軸上で対向配置された投光器及び受光器と、
ケーシングに対するロータの回転位置に応じて信号を出
力する回転位置検出器とを設け、上記ロータに投光器及
び受光器の光軸を検出方向に向くよう変換する光軸変換
機構を設け、上記回転位置検出器の出力信号からロータ
の回転位置を、投光器の入力信号と受光器の出力信号と
から距離をそれぞれ検出できるようにすると共に、上記
駆動機構が、ケーシング及びロータの対向する水平面に
一体に設けたモータであり、このモータのコイルがケー
シング側に、磁極がロータ側に設けられていることを特
徴とする全方位距離検出装置。 - 【請求項２】周壁が光学的に開放されたケーシングと、
このケーシング内にほぼ鉛直軸まわりに回転可能に設け
られたロータと、このロータをケーシングに対して回転
させる駆動機構とを備えると共に、上記ケーシングに、
ロータ回転軸上で対向配置された投光器及び受光器と、
ケーシングに対するロータの回転位置に応じて信号を出
力する回転位置検出器とを設け、上記ロータに投光器及
び受光器の光軸を検出方向に向くよう変換する光軸変換
機構を設け、上記回転位置検出器の出力信号からロータ
の回転位置を、投光器の入力信号と受光器の出力信号と
から距離をそれぞれ検出できるようにすると共に、ロー
タが基準回転位置にあるときに投光器と受光器とを一定
の光路長さで光学的に結合させる基準機構をケーシング
に設け、ロータが基準回転位置にきたときの出力により
検出距離を補正できるようにしたことを特徴とする全方
位距離検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05353622A JP3137307B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 全方位距離検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05353622A JP3137307B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 全方位距離検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191142A JPH07191142A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3137307B2 true JP3137307B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=18432095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05353622A Expired - Fee Related JP3137307B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 全方位距離検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3137307B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6204916B1 (en) | 1998-02-03 | 2001-03-20 | Minolta Co., Ltd. | Three dimensional information measurement method and apparatus |
| US6788807B1 (en) | 1998-02-13 | 2004-09-07 | Minolta Co., Ltd. | Three dimensional information measurement method and apparatus |
| JP2000162318A (ja) | 1998-11-24 | 2000-06-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 全方位距離検出装置 |
| JP3953908B2 (ja) * | 2002-07-25 | 2007-08-08 | 株式会社京三製作所 | 交通信号制御装置 |
| JP3875665B2 (ja) | 2003-07-31 | 2007-01-31 | 北陽電機株式会社 | スキャニング型レンジセンサ |
| JP3908226B2 (ja) * | 2004-02-04 | 2007-04-25 | 日本電産株式会社 | スキャニング型レンジセンサ |
| JP4819403B2 (ja) * | 2005-06-06 | 2011-11-24 | 株式会社トプコン | 距離測定装置 |
| JP2007101404A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Hokuyo Automatic Co | 投受波装置及び測距装置 |
| US7852463B2 (en) * | 2007-08-13 | 2010-12-14 | Honeywell International Inc. | Range measurement device |
| JP5598831B2 (ja) * | 2007-09-05 | 2014-10-01 | 北陽電機株式会社 | 走査式測距装置 |
| JP4663743B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2011-04-06 | 北陽電機株式会社 | 走査式測距装置 |
| US20210137342A1 (en) * | 2017-06-07 | 2021-05-13 | Chiba Institute Of Technology | Self-propelled vacuum cleaner |
| DE102017215671A1 (de) * | 2017-09-06 | 2019-03-07 | Robert Bosch Gmbh | Scansystem und Sende- und Empfangsvorrichtung für ein Scansystem |
| JP7181790B2 (ja) * | 2018-12-28 | 2022-12-01 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
| JP2021010761A (ja) * | 2020-10-12 | 2021-02-04 | 学校法人千葉工業大学 | 自走式掃除機 |
| JP2021007051A (ja) * | 2020-10-12 | 2021-01-21 | 学校法人千葉工業大学 | 自走式掃除機 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP05353622A patent/JP3137307B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07191142A (ja) | 1995-07-28 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |