JP3908226B2 - スキャニング型レンジセンサ - Google Patents
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Description
本発明は、投光器から被投射体に向けてスキャニングした光の反射光を距離演算回路に接続した受光器で受光して前記被投射体までの距離を演算計測するようにしたスキャニング型レンジセンサに関する。
従来、回転ミラーを使用して全周３６０度にわたって光軸を振るスキャニング型レンジセンサとしては図９と図１０に示す２つの構造が知られている。いずれもミラーの光軸とミラーを回転させるモータの軸を一致させた構造である。
図９のスキャニング型レンジセンサは、上下に共通の回転軸４１ａ，４１ｂを突出させた両軸のモータ４２を使い、一方の軸４１ａに投光ミラー４３、他方の軸４１ｂに受光ミラー４４を互いに同位相で取付けた構造である（例えば下記の特許文献１参照）。この構造は投光光学系と受光光学系が完全に分離されるため、投光光学系から受光光学系への光の回り込みが少なく、また投投受光窓５３内面からの表面反射や投投受光窓５３についたごみなどの反射光が受光器４６に入る心配が少ないのでセンサ感度を上げることができる。なお、図９で４５は投光器、４６は受光器、４７は投光レンズ、４８は受光レンズである。
図１０のスキャニング型レンジセンサは、回転軸４１ｃを上向きに突出させたモータ４２を使い、この回転軸４１ｃに投受光兼用ミラー４９を取付けた構造である（例えば下記の特許文献２参照）。投光器４５から出た光は投光レンズ５０を通りハーフミラー５１で下方に反射され投受光兼用ミラー４９に照射され、その反射光は投受光兼用ミラー４９で左方に反射され、被照射物に投射される。被照射物からの反射光は投受光兼用ミラー４９で上方に反射されハーフミラー５１を透過し受光レンズ５２を通り受光器４６に入る。この構造は投光ミラー（ハーフミラー５１）と受光ミラー（投受光兼用ミラー４９）をモータ４２に同軸に配置しているので近距離でも死角が無く、かつモータ４２に対して一方向に投光ミラーおよび受光ミラーが配置されるため取り付けの柔軟性が高い。
特開平１０−１０２３３号公報
特開昭６２−２５４００８号公報
しかしながら、図９の構造のスキャニング型レンジセンサでは、以下の欠点がある。
１）投光ミラー４３と受光ミラー４４との間にモータ４２が配置されるため、投光と受光の光軸間距離が必然的に大きくなる。従って、近距離では反射光が受光器４６に入らず死角が発生する。
２）光学系の中心がセンサの中心となり、かつ縦方向に長いため取り付けに制約が出る。特に背の低い装置に取り付ける場合、外に張り出す部分が大きくなる欠点がある。
１）投光ミラー４３と受光ミラー４４との間にモータ４２が配置されるため、投光と受光の光軸間距離が必然的に大きくなる。従って、近距離では反射光が受光器４６に入らず死角が発生する。
２）光学系の中心がセンサの中心となり、かつ縦方向に長いため取り付けに制約が出る。特に背の低い装置に取り付ける場合、外に張り出す部分が大きくなる欠点がある。
また、図１０の構造のスキャニング型レンジセンサでは、以下の欠点がある。
１）投受光の光軸を一致させるためにハーフミラー５１を使用するが、ハーフミラー５１は光を分離するとき光量が約１／２に低下する。そのため投光器４５のレーザのパワーや受光器４６のアンプ特性を図９の分離型に比べて全体で約４倍に引上げる必要がある。
２）投受光兼用ミラー４９を使用するため、投射光が投投受光窓５３内面からの表面反射や投投受光窓５３についたごみなどの反射光が投受光兼用ミラー４９とハーフミラー５１を経由して受光器４６に入りノイズになるため、受光感度を高くすることができない。
１）投受光の光軸を一致させるためにハーフミラー５１を使用するが、ハーフミラー５１は光を分離するとき光量が約１／２に低下する。そのため投光器４５のレーザのパワーや受光器４６のアンプ特性を図９の分離型に比べて全体で約４倍に引上げる必要がある。
２）投受光兼用ミラー４９を使用するため、投射光が投投受光窓５３内面からの表面反射や投投受光窓５３についたごみなどの反射光が投受光兼用ミラー４９とハーフミラー５１を経由して受光器４６に入りノイズになるため、受光感度を高くすることができない。
本発明はかかる実情に鑑み創案されたもので、その目的は（I）投光器と受光器の軸間距離を短くして近距離でも死角が発生しないようにすること、（II）兼用型の投受光兼用ミラーを使用して、しかも投受光窓からの表面反射や投受光窓に付着した塵埃などの反射光によるノイズを防止し受光感度を高めることである。
本発明は、上記課題を解決するために、投光器から被投射体に向けてスキャニングした光の反射光を距離演算回路に接続した受光器で受光して前記被投射体までの距離を演算するようにしたスキャニング型レンジセンサにおいて、モータにより回転駆動される円筒状回転体と、前記円筒状回転体の周壁の一部に形成された投受光窓と、レーザやＬＥＤなどを光源とする投光器と、前記円筒状回転体を回転可能に支持する静止軸と、前記円筒状回転体の回転位置を検出する回転位置検出器と、前記円筒状回転体の回転軸線上に所定角度で傾斜して前記円筒状回転体に固定された投受光兼用ミラーと、前記投光器から前記投受光兼用ミラーに向けて出射された光の投光光軸上に配置された投光レンズと、信号線により距離演算回路に接続された受光器と、前記投受光兼用ミラーで前記受光器に向かって反射される光の受光光軸上に配置された受光レンズとを備え、前記円筒状回転体内に、前記投光器と、前記受光器と、前記投光レンズと、前記受光レンズとを収容し、前記投光光軸が前記円筒状回転体の回転軸線と離間した状態で平行となるように前記投光器を前記円筒状回転体内の静止部材に配置し、前記受光光軸が前記円筒状回転体の回転軸線と一致するように前記受光器を前記静止軸の一端近傍に配置し、前記投光器から前記投光光軸に沿って出射された光を前記投光レンズでビーム径を一定にして前記投受光兼用ミラーに入射させ、前記投受光兼用ミラーで反射した光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体の半径方向外方空間に向けて投射し、前記半径方向外方空間の被投射体からの反射光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体内に導入し、さらに前記投受光兼用ミラーで前記受光光軸に沿って反射させると共に前記受光レンズで集光して前記受光器に導入し、前記距離演算回路で前記被投射体までの距離を演算するように構成し、前記投光レンズの中心を前記投光光軸に一致させると共に前記受光レンズの中心を前記円筒状回転体の回転軸線と一致する前記受光光軸に一致させ、且つ、前記受光レンズを前記投光レンズよりも大径とすると共に前記受光レンズの一部を切除し、その切除領域に前記投光レンズを前記円筒状回転体の回転軸線方向と直交する方向にオーバーラップさせて配置したことを特徴とするスキャニング型レンジセンサを提供するものである（請求項１）。
前述のように投光器および受光器を円筒状回転体の内側に配置し、投光器から出た回転軸線と近接した平行線上の光を投受光兼用ミラーで反射させると、投光光学系と受光光学系が完全分離型となり、投光光学系で発生した反射光が受光光学系に入ることがなく、受光感度アップにとって有利な構成となる。また、投光器と受光器とを一体にして円筒状回転体の内側に固定したことにより、投光器および受光器を円筒状回転体の内側に組み込む前に、投光器と受光器の光軸調整ができるので、投光器および受光器の光軸のばらつきが少ない安定した調整が可能である。さらに、投受光兼用ミラーを採用したことにより、投光ミラーと受光ミラーとを併用するものに比較して、投光器および受光器の軸線ずれによる光軸の変動があったとしても、被投射体の検出ポイント（光の当る部分）が少し変化するのみで、検出位置や検出精度には影響を与えない。また、投光器および受光器を円筒状回転体の内部に配設できるので、レンジセンサをコンパクトなものにすることができる。なお、周方向スキャニングによる二次元または三次元領域の距離計測では光のスキャン角度を正確に検出することが必要であるが、本発明は円筒状回転体に回転位置検出器を備えているので、円筒状回転体の回転位置を正確に検出することができる。
また本発明の別の適用形態は、投光器から被投射体に向けてスキャニングした光の反射光を距離演算回路に接続した受光器で受光して前記被投射体までの距離を演算するようにしたスキャニング型レンジセンサにおいて、モータにより回転駆動される円筒状回転体と、前記円筒状回転体の周壁の一部に形成され且つ被投射体からの反射光を前記円筒状回転体内に導入する投受光窓と、前記円筒状回転体の内壁に配設したレーザやＬＥＤなどを光源とする投光器と、前記円筒状回転体を回転可能に支持する静止軸と、前記円筒状回転体の回転位置を検出する回転位置検出器と、前記円筒状回転体に配設され且つ前記投光器からの光を投光ミラーで反射させて前記円筒状回転体の回転軸線上に導く光学系と、前記円筒状回転体の回転軸線上に所定角度で傾斜して前記円筒状回転体に固定された投受光兼用ミラーと、前記円筒状回転体の回転軸線に一致させて前記静止軸の一端近傍に固定配置され且つ信号線により距離演算回路に接続された受光器と、前記投受光兼用ミラーと受光器との間に配設された受光レンズとを備え、前記投光器から出た光を前記光学系によって前記回転軸の回転軸線上に導いて前記投受光兼用ミラーに入射させ、前記投受光兼用ミラーで反射した光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体の半径方向外方空間に向けて投射し、前記半径方向外方空間の被投射体からの反射光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体内に導入し、さらに前記投受光兼用ミラーで反射させて前記受光器に導入し、前記距離演算回路で前記被投射体までの距離を演算するようにしたことを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項２）。
また本発明の別の適用形態は、前記光学系の投光ミラーが、前記受光レンズの上方に配設されていることを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項３）。
また本発明の別の適用形態は、前記光学系の投光ミラーが、前記受光レンズの下方に配設されていることを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項４）。
また本発明の別の適用形態は、前記受光レンズが、前記投光ミラーの反射光を通過させる透孔を有することを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項５）。
以上の段落［００１１］〜［００１３］の構成では、回転軸線上に投光ミラーを配置しているため、投光ミラーの投射面積相当分だけ受光感度が低くなるが、投射光と被照射物からの反射光との軸線が一致しているので、死角がなくなる。また、投受光系を分離しているので投射光の反射成分が受光器に入り込むおそれがない。さらに、投光器は円筒状回転体の内側に配設できるのでレンジセンサをさらにコンパクトなものにすることができる。
本発明のさらに別の適用形態は、投光器から被投射体に向けてスキャニングした光の反射光を距離演算回路に接続した受光器で受光して前記被投射体までの距離を演算するようにしたスキャニング型レンジセンサにおいて、モータによって回転駆動される円筒状回転体と、前記円筒状回転体の周壁の一部に形成され且つ被投射体からの反射光を前記円筒状回転体内に導入する投受光窓と、前記円筒状回転体の内側に配設したレーザやＬＥＤなどを光源とする投光器と、前記円筒状回転体を回転可能に支持する静止軸と、前記円筒状回転体の回転位置を検出する回転位置検出器と、前記円筒状回転体に配設され前記投光器からの光を前記円筒状回転体の回転軸線方向と近接した平行線上に導く光学系と、前記円筒状回転体の前記光学系の上方に所定角度で前記円筒状回転体に固定された投光ミラー部分および受光ミラーレンズ部分を有する投受光兼用ミラーと、前記円筒状回転体の回転軸線に一致させて前記静止軸の一端近傍に固定配置され且つ信号線により距離演算回路に接続された受光器とを備え、前記投光器から出た光を前記光学系によって前記回転軸の回転軸線に近接した平行線上に導いて前記投受光兼用ミラーの投光ミラー部分に入射させ、前記投光ミラー部分で反射した光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体の半径方向外方空間に向けて投射し、前記半径方向外方空間の被投射体からの反射光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体内に導入し、さらに前記投受光兼用ミラーの受光ミラーレンズ部分で反射集光させて前記受光器に導入し、前記距離演算回路で前記被投射体までの距離を演算するようにしたことを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項６）。
本発明のさらに別の適用形態は、前記静止軸は、前記回転体の回転軸線方向に貫通した中空貫通孔を有すると共に、前記距離演算回路を前記静止軸の他端側に配置し、前記静止軸の一端近傍に固定配置された前記受光器から出力された前記信号線を、前記中空貫通孔を通して前記距離演算回路に接続したことを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項７）。
本発明のさらに別の適用形態は、前記静止軸は、前記回転体の内周側に軸受けを介して配置されると共に、前記モータは、前記回転体に固定配置されたマグネットと、該マグネットの外周側に対向配置されたステータとにより構成されていることを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項８）。
本発明のさらに別の適用形態は、前記回転位置検出器が、前記回転体の周辺に固定されたモータ駆動クロックと、このモータ駆動クロックの移動経路に固定されたフォトインタラプタとを含むことを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項９）。
本発明のさらに別の適用形態は、前記回転位置検出器が、回転位置検出センサ付きレゾルバであることを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項１０）。
本発明のさらに別の適用形態は、前記回転体を覆い且つ該回転体に設けた投受光窓と同じ高さで透明窓が周壁部の一部に形成された固定式のアウターカバーを備え、前記回転体の半径方向外方空間に向けて投射される光を前記投受光窓および透明窓を通して投射すると共に、前記半径方向外方空間の被投射体からの反射光を前記透明窓および投受光窓を通して前記回転体内に導入するようにしたことを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項１１）。
本発明のさらに別の適用形態は、前記アウターカバーの内側に、センサ後方検出時にセンサ内部で基準長さを計測する０ｍ校正部を配設したことを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項１２）。
本発明のさらに別の適用形態は、前記アウターカバーの内側に、光吸収体によるノイズ校正部を配設したことを特徴とするスキャニング型レンジセンサに係るものである（請求項１３）。
なお、投光器は典型的にはレーザを光源とするが、光源としてはＬＥＤを使用することも可能である。レーザは光芒の広がりが小さく、細い通路でも容易に光を通すことができるため、センサの形状は最小限の大きさに抑えることができる。レーザに代えてＬＥＤを使用する場合は高い周波数変調をかけることが可能なＬＥＤを採用するとよい。ＬＥＤはレーザと異なり光点が大きいため、安全上の理由からパワーに制約があるレーザよりも有利である。
また、投光器を回転側に設置した場合は、投光器と投受光兼用ミラーが回転側に設置されることによって、投光器と投受光兼用ミラーとの位置関係が一定に保持されるので、投光の高さ位置が一定になる利点がある。また、投光器を静止側に設置した場合は、投光器への給電が容易になるのみならず、投光器と投受光兼用ミラーと受光器との光軸合わせが回転体への組み込み前に実施可能で、光軸合わせがより容易、かつ、高精度にできる利点がある。
さらに、被投射体までの距離計測の方式は特に限定されないが、ＡＭ変調方式が典型的である。このＡＭ変調方式はレーザ光やＬＥＤ光をある一定の周波数で変調し、変調した信号の位相と、被投射体から反射された光の位相との差からレンジセンサと被照射体との距離を求める方法である。すなわち、周波数ｆで変調された光が被投射体に当って反射して帰ってきた場合、光の速度と距離により位相差φを持つ。その位相差φの値は光の速度ｃと距離Ｌ０に依存する。従って位相差φを検出することにより距離Ｌ０を求めることができるのである。従って、投射光を投受光兼用ミラーにより水平旋回させスキャニングすることにより二次元領域の距離計測ができる。本発明は基本的には二次元のレンジセンサとして使用可能であるが、投射光を所定角度スキャニングしつつ投受光兼用ミラーの上下方向角度を連続的に増減させることにより、三次元領域の距離計測も可能である。この三次元計測の場合は光を周囲空間に向けて例えば螺旋状にスキャニングする。
本発明によると、以下の効果を得ることができる。
（１）投光軸と受光軸を一致または近接させることができるため、近距離での死角は実用上問題が無いか問題が無い距離まで短くできる。
（２）投光器と受光器とが回転体の回転軸線上において回転体の内部の同一側にあるため、設置上の柔軟性が高い。特に背丈の低いロボットや無人搬送車（ＡＧＶ）の場合、センサの先端の部分だけを少し出すだけで対象物の位置を検出することができる。従って掃除機ロボットなどが椅子やテーブルの下を自由に動き回るためには有効な形状といえる。
（３）投光器と受光器とを回転体内部の静止側に固定した場合は、投光器と受光器とを回転体の内部に組み込む前に投光軸と受光軸の軸線調整を行うことができ、軸線調整作業が極めて容易になり、回転体の内部に組み込んだ後の煩雑な軸線調整作業が不要になる。
（４）投光ミラーと受光ミラーを兼用しているため、ミラーの使用数を少なくすることができる。
（５）アウターカバーおよび回転体を截頭円錐形状にすることにより、光の回り込みや透明窓および投受光窓の内面の汚れ等による不要反射が防げ、受光感度を最大限に上げることができる。特にレーザでスキャニングする場合は人の目の安全を確保するために投光器の光源パワーは規定値以上に大きくすることができないという事情があるから、同一パワーの光源でセンシング距離を長くできることは大きな意義がある。
（６）投光器を静止側に固定配置した場合は、可動部分である回転体に配設する必要があるのは投光ミラーや受光ミラーなどの光学要素と回転位置検出器の一部のみであり、電気部品は一切取付ける必要はない。このため信頼性の高い設計が可能でありメンテナンスも容易である。
（７）スキャニング型レンジセンサに必要な光学系および受光器を回転体の内側に効率良く配置したことにより、非常に小型でコンパクトなセンサを実現した。
（８）受光器や回転位置検出器から出力された信号線をモータの静止軸内に設けられた中空貫通孔を通して外部にある距離演算回路に導くため、従来に比較して著しく小型でコンパクトな外径形状を実現した。
（１）投光軸と受光軸を一致または近接させることができるため、近距離での死角は実用上問題が無いか問題が無い距離まで短くできる。
（２）投光器と受光器とが回転体の回転軸線上において回転体の内部の同一側にあるため、設置上の柔軟性が高い。特に背丈の低いロボットや無人搬送車（ＡＧＶ）の場合、センサの先端の部分だけを少し出すだけで対象物の位置を検出することができる。従って掃除機ロボットなどが椅子やテーブルの下を自由に動き回るためには有効な形状といえる。
（３）投光器と受光器とを回転体内部の静止側に固定した場合は、投光器と受光器とを回転体の内部に組み込む前に投光軸と受光軸の軸線調整を行うことができ、軸線調整作業が極めて容易になり、回転体の内部に組み込んだ後の煩雑な軸線調整作業が不要になる。
（４）投光ミラーと受光ミラーを兼用しているため、ミラーの使用数を少なくすることができる。
（５）アウターカバーおよび回転体を截頭円錐形状にすることにより、光の回り込みや透明窓および投受光窓の内面の汚れ等による不要反射が防げ、受光感度を最大限に上げることができる。特にレーザでスキャニングする場合は人の目の安全を確保するために投光器の光源パワーは規定値以上に大きくすることができないという事情があるから、同一パワーの光源でセンシング距離を長くできることは大きな意義がある。
（６）投光器を静止側に固定配置した場合は、可動部分である回転体に配設する必要があるのは投光ミラーや受光ミラーなどの光学要素と回転位置検出器の一部のみであり、電気部品は一切取付ける必要はない。このため信頼性の高い設計が可能でありメンテナンスも容易である。
（７）スキャニング型レンジセンサに必要な光学系および受光器を回転体の内側に効率良く配置したことにより、非常に小型でコンパクトなセンサを実現した。
（８）受光器や回転位置検出器から出力された信号線をモータの静止軸内に設けられた中空貫通孔を通して外部にある距離演算回路に導くため、従来に比較して著しく小型でコンパクトな外径形状を実現した。
以下、本発明の実施の形態および変形実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１および図２は電磁波として可視光を応用する場合の本発明を実施する形態の一例であって、図１で１は縦型截頭円錐状のアウターカバー１であって、このアウターカバー１の中にスキャニング型レンジセンサの本体が格納される。本発明のスキャニング型レンジセンサを警備ロボットや掃除ロボットなどに使用する場合は、このアウターカバー１がこれらロボットの頭頂部に搭載されることになる。アウターカバー１は樹脂など適当な材料で構成された第１部材１ａと、不透明な樹脂または金属などで構成された第２部材１ｂとを有する。第１部材１ａの周壁に、図１および図２に示すように所定角度、例えば２７０度で透明窓２が形成されている。この透明窓２はアウターカバー１の主材料とは別の透明部材を継ぎ目なく２７０度の部分円環状に形成してこの透明窓の位置に嵌合するか、あるいは第１部材１ａ自体を透明材料で一体形成することができる。なお、第１部材１ａ全体を透明にして透明窓の領域を全体に広げた構成とする場合は、受光器に無用な外光が入らないように念のために対策するとよい。第２部材１ｂは、所定角度、例えば９０度の範囲に配置されている部分円環状に形成されている。
図１および図２は電磁波として可視光を応用する場合の本発明を実施する形態の一例であって、図１で１は縦型截頭円錐状のアウターカバー１であって、このアウターカバー１の中にスキャニング型レンジセンサの本体が格納される。本発明のスキャニング型レンジセンサを警備ロボットや掃除ロボットなどに使用する場合は、このアウターカバー１がこれらロボットの頭頂部に搭載されることになる。アウターカバー１は樹脂など適当な材料で構成された第１部材１ａと、不透明な樹脂または金属などで構成された第２部材１ｂとを有する。第１部材１ａの周壁に、図１および図２に示すように所定角度、例えば２７０度で透明窓２が形成されている。この透明窓２はアウターカバー１の主材料とは別の透明部材を継ぎ目なく２７０度の部分円環状に形成してこの透明窓の位置に嵌合するか、あるいは第１部材１ａ自体を透明材料で一体形成することができる。なお、第１部材１ａ全体を透明にして透明窓の領域を全体に広げた構成とする場合は、受光器に無用な外光が入らないように念のために対策するとよい。第２部材１ｂは、所定角度、例えば９０度の範囲に配置されている部分円環状に形成されている。
アウターカバー１の内側には、アウターカバー１と離隔して円筒状回転体３が配設されている。この円筒状回転体３は樹脂など適当な材料で構成され、前記アウターカバー１の透明窓２と対応する高さ位置には、後述する投受光兼用ミラーや被投射体からの反射光を透過する投受光窓４を備えている。また、円筒状回転体３の天板には、投受光兼用ミラー５が右４５度の角度で固定されている。円筒状回転体３の下部は縮径されて回転体下端部３ｂとされている。
一方、アウターカバー１の底部にはその軸線を上下方向に一致するようにモータ６が配設されている。このモータ６は、巻線コイルとコアからなるステータ６ａと、ステータ６ａを内周面に固定する保持部材６ｂと、保持部材６ｂが内周面に配設された円筒部７と、この円筒部７に連続するアウターカバー１の底板部と平行状の底板部８と、この底板部８の中心に形成されたモータ静止軸９とを有する。前記モータ静止軸９の内部には上下に貫通する中空貫通孔１０が設けられている。
また、モータ静止軸９の外周面には軸受１１の内周面が嵌合固定され、この軸受１１の外周面に前記円筒状回転体３の回転体下端部３ｂの内径面が回転自在に嵌合されている。軸受１１は、例えばボール軸受、滑り軸受または流体動圧軸受で構成する。さらに、回転体下端部３ｂの外周面にはステータ６ａと僅かな隙間をあけて対向したマグネット１２が取り付けられている。このモータ６は、ステータ６ａにより発生された回転磁界に、円筒状回転体３の下端外周部に配置されたマグネット１２が誘引されることにより、回転駆動力を発生させる。従ってこのモータは、ブラシレス直流モータでも、同期モータ等でも良い。
前記モータ静止軸９の上端には、水平な円板部１３が固定されている。円筒状回転体３の内側で、かつ、円筒状回転体３から離隔した静止側の円板部１３の回転軸線に接近した位置に、投光器１４が固定配置されている。投光器１４はレーザやＬＥＤなどを光源とするものである。投光器１４の上端にはビーム径を一定にする投光レンズ１５が配設されている。
円板部１３の上面中央には受光器１６が配設固定されている。この受光器１６はフォトダイオードなどの光センサで構成され、この受光器１６に受光レンズ１７の焦点が合わされている。受光器１６は信号線（ハーネス）１８によってアウターカバー１の外部（警備ロボットや掃除ロボットの制御部）に配設した距離演算回路１９に接続されている。円筒状回転体３の外周には、円筒状回転体３の回転角を精密検出するための回転位置検出器２０が配置されている。図示例の回転位置検出器２０は、円筒状回転体３の外周面に配置固定されたモータ駆動クロック２１と、このモータ駆動クロック２１の移動経路上に配置固定されたフォトインタラプタ２２によって構成されている。この回転位置検出器２０は、例えば円筒状回転体３の１回転毎に１８個のパルスを得て、これをＰＬＬにより例えば１，０２４個のパルスに分周することにより、円筒状回転体３の回転位置を検出することができる。なお、上記の構成に代えて、例えば円筒状回転体３の周囲にマグネットを設けると共に、このマグネットの通過経路に近接する位置にホールセンサを設けることも可能である。また、例えば円筒状回転体３の周囲に磁性体を設けると共に、この磁性体の通過経路に近接する位置に磁気センサを設けることも可能である。
そして投光器１４から円筒状回転体３の回転軸線に近接した平行線上を上向きに投射された光が投受光兼用ミラー５で反射され、その反射光が円筒状回転体３の半径方向外方に向けてほぼ水平方向に向けられて、投受光窓４および透明窓２を通して被投射体に投射されるようになっている。一方、被投射体で反射した反射光は透明窓２および投受光窓４を通して円筒状回転体３内にほぼ水平方向に導入され、この導入光は、投受光兼用ミラー５で鉛直下向きに向きを変えられ、受光レンズ１７を通って受光器１６に焦合導入されるようになっている。
アウターカバー１の第２部材１ｂの内面壁に、センサの距離計測を安定化するための、センサ後方検出時にセンサ内部で基準長さを計測する０ｍ校正部２３と、光吸収体によるノイズ校正部２４の２種類の校正部が組み込まれている。
前者の０ｍ校正部２３は、図３に示すように、鉛直状に配置固定した台形状のプリズムミラー２５を備えている。投光器１４から照射された鉛直方向上向きの光は、投受光兼用ミラー５で左向き水平方向に反射され、プリズムミラー２５の第１反射面２５ａで鉛直方向上向きに反射され、第２反射面２５ｂで右向き水平方向に反射される。その際、第１反射面２５ａと第２反射面２５ｂとの間で、投光器１４と受光器１６の光軸線のずれ寸法分（Ｌ）だけずれて投受光兼用ミラー５に照射されるので、投受光兼用ミラー５で鉛直方向
下方に反射された光が、受光器１６に照射されて、０ｍ校正が実施される。この０ｍ校正は円筒状回転体３の１回転毎に実施される。
下方に反射された光が、受光器１６に照射されて、０ｍ校正が実施される。この０ｍ校正は円筒状回転体３の１回転毎に実施される。
後者の光吸収体によるノイズ校正部２４は、投光器１４から照射され投受光兼用ミラー５で反射した光を反射する光吸収体用ミラー２６およびこのミラー２６の反射光を吸収する光吸収部２７によって構成されている。光吸収体用ミラー２６は、鉛直軸線に対して左４５度の角度で第２部材１ｂの内壁面に固定されている。光吸収体用ミラー２６の上方に配置固定された光吸収部２７は、光吸収体取付孔２８と、この光吸収体取付孔２８の内面に、例えば黒色のベルベットを貼り付けるかあるいは多数の細い針状体を詰め込んだ光吸収体２９とによって構成されている。投光器１４から鉛直方向上向きに照射された光は、投受光兼用ミラー５で左向き水平方向に反射され、光吸収用ミラー２６で鉛直方向上向きに反射されて、光吸収部２７に照射されて吸収されることにより、ノイズが受光器１６に入射することが防止されてノイズ校正が実施される。このノイズ校正は、円筒状回転体３の１回転毎に実施される。
次に、以上のように構成したスキャニング型レンジセンサの動作について説明する。投受光兼用ミラー５は円筒状回転体３と共に高速回転しているので、投光器１４から鉛直方向上方に照射され投光レンズ１５を経由して投受光兼用ミラー５で水平方向に反射された光は、円筒状回転体３の投受光窓４およびアウターカバー１の透明窓２を通して周囲空間２７０度の範囲に連続的に振り回されて周囲の被投射体をスキャニングする。被投射体で反射された光は、透明窓２を通してアウターカバー１の内側に入り、投受光窓４を通して投受光兼用ミラー５にほぼ水平方向から入射する。その後、投受光兼用ミラー５で鉛直方向下方に反射された光は受光レンズ１７によって受光器１６に焦合する。なお、不透明材料からなるアウターカバー１の第２部材１ｂの存在によって、約９０度の範囲の被投射体はスキャニングすることができない。しかし、レンジセンサそのものを回転または所定角度回動させることにより、元の第２部材１ｂの背後位置にある被投射体もスキャニングすることが可能である。
一方、受光器１６による光の受光時における円筒状回転体３の回転角度に関する情報が回転位置検出器２０で検出され、この情報と受光器１６による光の位相情報が信号線１８によって距離演算回路１９に送られる。距離演算回路１９は位相情報に基づいて被投射体までの距離を演算すると共に、この距離と回転位置検出器２０からの回転位置情報とを組み合わせて平面二次元マップを作成する。これで円筒状回転体３の回転軸線を中心とする周囲２７０度の被投射体の二次元分布ないし二次元輪郭が分かり、例えば警備ロボットや掃除ロボットの移動可能な方向と距離を判断する基礎データが得られる。なおこの演算に必要な受光器１６からの出力信号と回転位置検出器２０から出力される回転位置情報は、信号線１８に乗り、モータ静止軸９内の中空貫通孔１０を通って距離演算回路１９に接続される。これらモータと光学系との効率的かつ密接な配置により、従来に比較して著しく外径形状が小さくコンパクトなスキャニング型レンジセンサを実現することができた。
また、円筒状回転体３の回転位置が後方の第２部材１ｂになった時、０ｍ校正部２３が作動する。０ｍ校正部２３は、円筒状回転体３の１回転ごとに、投光器１４から照射された光が投受光兼用ミラー５で反射されて図示左方に照射され、プリズムミラー２５の第１反射面２５ａおよび第２反斜面２５ｂで反射され、第１反射面２５ａと第２反射面２５ｂとの間で、投光器１４と受光器１６の光軸線のずれ寸法分（Ｌ）だけずれて投受光兼用ミ
ラー５に照射され、投受光兼用ミラー５で反射した光が、受光レンズ１７で受光器１６に焦合されることにより、円筒状回転体３の１回転毎に０ｍ校正動作を行う。
ラー５に照射され、投受光兼用ミラー５で反射した光が、受光レンズ１７で受光器１６に焦合されることにより、円筒状回転体３の１回転毎に０ｍ校正動作を行う。
なお、投光器１４の光源がレーザよりなる場合は、その照射光のスポット径が小さいために、安全管理上投射光のエネルギが制約されることがある。そのような場合は、レーザの発信パルスを連続パルスにしないで、図４に示すように、断続パルスとすると良い。図示例では、発振期間３μｓ、停止期間１５μｓの周期１８μｓの断続パルスにしている。このような断続パルスにした場合、連続パルスに比較して、レーザ発信エネルギを１／６倍に低減することができる。なお、断続パルスにした場合は、パルスの開始時および停止時にノイズが発生するので、このノイズによる影響を除去する対策が必要である。
このノイズを除去するのがノイズ校正部２４である。すなわち、レーザ発振パルスを図４に示すような断続パルスにした場合は、レーザ発振パルスの開始時および停止時、特に、レーザ発振パルスの停止時に大きなノイズが発生する。このためレーザ発振パルスの停止時の光を、投受光兼用ミラー５で図１の左向き水平方向に反射させ、光吸収用ミラー２６で鉛直方向上方に反射させて、光吸収部２７で吸収させるため、受光器１６に入力されることが防止される。このノイズが吸収された発振パルスが受光器１６に入射されることにより、このノイズ吸収動作をレーザ発振パルスの他の停止時および／または開始時にも同様に実施することにより、ノイズ校正が実施できる。
（第１変形形態）
次に、本発明の第１変形形態を図５に基づき説明する。この変形形態は、投光器１４を円筒状回転体３の内壁面に配設したもので、投光器１４からの水平方向の光を投光レンズ１５で集光し、円筒状回転体３の回転軸線上でかつ受光レンズ１７の上方に配置した投光ミラー３０によって反射光を鉛直線方向に変換して、投受光兼用ミラー５に照射するようにしたものである。また、投光器１４からの投射光が回転軸線上に一致されたことに伴って、投受光兼用ミラー５による反射光をノイズ校正部２４の光吸収用ミラー２６で受光できるように、光吸収用ミラー２６をアウターカバー１の第２部材１ｂの高い位置に設置したものである。その他の構成は図１と同様である。なお、投光ミラー３０の大きさは理解し易いように大きく描いているが、投光器１４の光源がレーザの場合は、スポット径を小さくすることができるので、投光ミラー３０の外径は小さくすることが可能で、投光ミラー３０の存在に起因する受光感度の低下を実質的に問題ない程度にできる。
次に、本発明の第１変形形態を図５に基づき説明する。この変形形態は、投光器１４を円筒状回転体３の内壁面に配設したもので、投光器１４からの水平方向の光を投光レンズ１５で集光し、円筒状回転体３の回転軸線上でかつ受光レンズ１７の上方に配置した投光ミラー３０によって反射光を鉛直線方向に変換して、投受光兼用ミラー５に照射するようにしたものである。また、投光器１４からの投射光が回転軸線上に一致されたことに伴って、投受光兼用ミラー５による反射光をノイズ校正部２４の光吸収用ミラー２６で受光できるように、光吸収用ミラー２６をアウターカバー１の第２部材１ｂの高い位置に設置したものである。その他の構成は図１と同様である。なお、投光ミラー３０の大きさは理解し易いように大きく描いているが、投光器１４の光源がレーザの場合は、スポット径を小さくすることができるので、投光ミラー３０の外径は小さくすることが可能で、投光ミラー３０の存在に起因する受光感度の低下を実質的に問題ない程度にできる。
この変形形態の場合、投光器１４から出た光は投光レンズ１５、投光ミラー３０、投受光兼用ミラー５、投受光窓４、透明窓２の経路で周囲空間に水平に投射されていき、被投射体から反射した光が透明窓２、投受光窓４、投受光兼用ミラー５、受光レンズ１７、受光器１６の経路で受光される。その後の二次元マップの作成は図１を参照して前述した通りである。
（第２変形形態）
次に、本発明の第２変形形態を、図６に基づき説明する。この変形形態は、円筒状回転体３の内壁面に投光器１４を配置し、投光器１４からの水平方向の光を投光レンズ１５で集光し、投光ミラー３０に照射する点は図５の変形形態と同様であるが、投光ミラー３０が受光レンズ１７の下方に配置されており、かつ、受光レンズ１７の中央部に投光ミラー３０による反射光を通過させる透孔１７ａを設けて、投光ミラー３０による反射光が受光レンズ１７によって吸収されることを防止している。その他の構成は、図５に示す変形形態と同様である。なお、投光器１４の光源がレーザの場合は、スポット径を小さくすることができるので、投光ミラー３０の外径および受光レンズ１７の透孔１７ａの内径は小さくすることが可能で、投光ミラー３０の存在に起因する受光感度の低下を実質的に問題ない程度にできる。
次に、本発明の第２変形形態を、図６に基づき説明する。この変形形態は、円筒状回転体３の内壁面に投光器１４を配置し、投光器１４からの水平方向の光を投光レンズ１５で集光し、投光ミラー３０に照射する点は図５の変形形態と同様であるが、投光ミラー３０が受光レンズ１７の下方に配置されており、かつ、受光レンズ１７の中央部に投光ミラー３０による反射光を通過させる透孔１７ａを設けて、投光ミラー３０による反射光が受光レンズ１７によって吸収されることを防止している。その他の構成は、図５に示す変形形態と同様である。なお、投光器１４の光源がレーザの場合は、スポット径を小さくすることができるので、投光ミラー３０の外径および受光レンズ１７の透孔１７ａの内径は小さくすることが可能で、投光ミラー３０の存在に起因する受光感度の低下を実質的に問題ない程度にできる。
この変形形態の場合、投光器１４から出た光は投光レンズ１５、投光ミラー３０、受光レンズ１７の透孔１７ａ、投受光兼用ミラー５、投受光窓４、透明窓２の経路で周囲空間に水平に投射されていき、被投射体から反射した光が透明窓２、投受光窓４、投受光兼用ミラー５、受光レンズ１７、受光器１６の経路で受光される。その後の二次元マップの作成は図１を参照して前述した通りである。
（第３変形形態）
次に、本発明の第３変形形態を、図７に基づき説明する。この変形形態は、投光器１４および投光レンズ１５が円板部１３の受光器１６に近接した位置に固定されていること、投受光兼用ミラー３１が、投光レンズ１５で集光した光を反射する断面がプリズム状で、かつ、円環状の投光ミラー部分３１ａと、被照射体からの反射光を反射集光する受光ミラーレンズ部分３１ｂとを備えており、鉛直線上に右４５度の角度で配置されている点を除いては、細部を除いて基本的に図１に示す実施形態と同様である。
次に、本発明の第３変形形態を、図７に基づき説明する。この変形形態は、投光器１４および投光レンズ１５が円板部１３の受光器１６に近接した位置に固定されていること、投受光兼用ミラー３１が、投光レンズ１５で集光した光を反射する断面がプリズム状で、かつ、円環状の投光ミラー部分３１ａと、被照射体からの反射光を反射集光する受光ミラーレンズ部分３１ｂとを備えており、鉛直線上に右４５度の角度で配置されている点を除いては、細部を除いて基本的に図１に示す実施形態と同様である。
この変形形態の場合、投光器１４から出た光は投光レンズ１５、投受光兼用ミラー３１の投光ミラー部分３１ａ、投受光窓４、透明窓２の経路で周囲空間に水平に投射されていき、被投射体から反射した光が透明窓２、投受光窓４、投受光兼用ミラー３１の受光ミラーレンズ部分３１ｂ、受光器１６の経路で受光される。その後の二次元マップの作成は図１を参照して前述した通りである。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図８に基づき説明する。この実施形態は、図１に示す第１実施形態におけるモータ駆動クロック２１およびフォトインタラプタ２２で構成された回転位置検出器２０に代えて、回転位置検出器として回転角度センサ付きレゾルバ３２を採用している。この回転角度センサ付きレゾルバ３２は、ロータとしての円筒状回転体３の内周面全体に形成した例えば４つの滑らかな輪郭を有する磁性体凹凸面３２ａに、円板部１３の基部外周面に配設した巻線を有するレゾルバステータ３２ｂを相対させたものである点を除いては、図１に示す実施形態と同様である。
次に、本発明の第２実施形態を、図８に基づき説明する。この実施形態は、図１に示す第１実施形態におけるモータ駆動クロック２１およびフォトインタラプタ２２で構成された回転位置検出器２０に代えて、回転位置検出器として回転角度センサ付きレゾルバ３２を採用している。この回転角度センサ付きレゾルバ３２は、ロータとしての円筒状回転体３の内周面全体に形成した例えば４つの滑らかな輪郭を有する磁性体凹凸面３２ａに、円板部１３の基部外周面に配設した巻線を有するレゾルバステータ３２ｂを相対させたものである点を除いては、図１に示す実施形態と同様である。
この実施形態の場合、磁性体凹凸面３２ａとレゾルバステータ３２ｂとの間のパーミアンス変化により、図１に示す回転位置検出器２０に比較して、より高精度の回転位置検出機能を有するものである。しかも円筒状回転体３には給電が不要なミラーなどの光学要素とレゾルバ３２の磁性体凹凸面３２ａしかなく、レンジセンサの耐久性と信頼性を大きく向上させることができる。
以上、本発明の変形形態および実施形態につき説明したが、本発明のスキャニング型レンジセンサは前記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば図８に示した回転位置検出器としての回転角度センサ付きレゾルバ３２は、図５〜図７の変形形態において採用しても良い。また、例えば図１の投光器１４を円板部１３上に配設されたアルミニウム、銅等の高い熱導電性を有する金属により構成されたヒートシンクに接触配置することにより、投光器１４の冷却を簡便に行う構造も実現可能である。また以上の形態ではモータは一方向に一定速度で回転することを想定していたが、所定角度、例えばアウターカバー１の第１部材１ｂの角度範囲内で往復運動するようにモータ６の回転制御を行うことも可能である。この場合は、所定方向の外周延長方向の被投射体のみスキャニングするレンジセンサとなる。さらにモータ６の回転軸線を軸として、アウターカバー１を含むセンサ全体を所定周期で傾斜振動させること等により、上下鉛直方向の広範囲に渡る広角スキャニング（３次元スキャニング）を実現することも可能である。
本発明においては、上記の他に次のような機能を付加することもできる。例えば、低消費電力化を実現するため、ロボットがセンサ動作を不要とする期間は、省エネルギモードに切り替え可能な機構を付加する。省エネルギモード時は、モータ６や投光器１４の動作を停止するとともに、距離演算回路１９をスリープ状態にする。この場合は外部から起動信号が別途必要になる。一方、距離演算回路１９は継続動作し、外部通信は有効にするようにしても良い。例えば、通常動作時の消費電力が２．５Ｗの場合において、前者の場合の消費電力はほとんど０になるが、後者の場合の消費電力は０．５Ｗ程度になる。
１ アウターカバー
１ａ 第１部材
１ｂ 第２部材
２ 透明窓
３ 円筒状回転体
４ 投受光窓
５ 投受光兼用ミラー
６ モータ
６ａ ステータ
９ モータ静止軸
１０ 中空貫通孔
１１ 軸受
１２ マグネット
１３ 円板部
１４ 投光器
１５ 投光レンズ
１６ 受光器
１７ 受光レンズ
１７ａ 透孔
１８ 信号線
１９ 距離演算回路
２０ 回転位置検出器
２１ モータ駆動クロック
２２ フォトインタラプタ
２３ ０ｍ校正部
２４ ノイズ校正部
２５ プリズムミラー
２６ 光吸収用ミラー
２７ 光吸収部
２８ 光吸収体取付孔
２９ 光吸収体
３０ 投光ミラー
３１ 投受光兼用ミラー
３１ａ 投光ミラー部分
３１ｂ 受光ミラーレンズ部分
３２ 回転角度センサ付きレゾルバ
３２ａ 磁性体凹凸面
３２ｂ レゾルバステータ
１ａ 第１部材
１ｂ 第２部材
２ 透明窓
３ 円筒状回転体
４ 投受光窓
５ 投受光兼用ミラー
６ モータ
６ａ ステータ
９ モータ静止軸
１０ 中空貫通孔
１１ 軸受
１２ マグネット
１３ 円板部
１４ 投光器
１５ 投光レンズ
１６ 受光器
１７ 受光レンズ
１７ａ 透孔
１８ 信号線
１９ 距離演算回路
２０ 回転位置検出器
２１ モータ駆動クロック
２２ フォトインタラプタ
２３ ０ｍ校正部
２４ ノイズ校正部
２５ プリズムミラー
２６ 光吸収用ミラー
２７ 光吸収部
２８ 光吸収体取付孔
２９ 光吸収体
３０ 投光ミラー
３１ 投受光兼用ミラー
３１ａ 投光ミラー部分
３１ｂ 受光ミラーレンズ部分
３２ 回転角度センサ付きレゾルバ
３２ａ 磁性体凹凸面
３２ｂ レゾルバステータ
Claims (13)
- 投光器から被投射体に向けてスキャニングした光の反射光を距離演算回路に接続した受光器で受光して前記被投射体までの距離を演算するようにしたスキャニング型レンジセンサにおいて、
モータにより回転駆動される円筒状回転体と、前記円筒状回転体の周壁の一部に形成された投受光窓と、レーザやＬＥＤなどを光源とする投光器と、前記円筒状回転体を回転可能に支持する静止軸と、前記円筒状回転体の回転位置を検出する回転位置検出器と、前記円筒状回転体の回転軸線上に所定角度で傾斜して前記円筒状回転体に固定された投受光兼用ミラーと、前記投光器から前記投受光兼用ミラーに向けて出射された光の投光光軸上に配置された投光レンズと、信号線により距離演算回路に接続された受光器と、前記投受光兼用ミラーで前記受光器に向かって反射される光の受光光軸上に配置された受光レンズとを備え、
前記円筒状回転体内に、前記投光器と、前記受光器と、前記投光レンズと、前記受光レンズとを収容し、前記投光光軸が前記円筒状回転体の回転軸線と離間した状態で平行となるように前記投光器を前記円筒状回転体内の静止部材に固定配置し、前記受光光軸が前記円筒状回転体の回転軸線と一致するように前記受光器を前記静止軸の一端近傍に固定配置し、前記投光器から前記投光光軸に沿って出射された光を前記投光レンズでビーム径を一定にして前記投受光兼用ミラーに入射させ、前記投受光兼用ミラーで反射した光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体の半径方向外方空間に向けて投射し、前記半径方向外方空間の被投射体からの反射光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体内に導入し、さらに前記投受光兼用ミラーで前記受光光軸に沿って反射させると共に前記受光レンズで集光して前記受光器に導入し、前記距離演算回路で前記被投射体までの距離を演算するように構成し、
前記投光レンズの中心を前記投光光軸に一致させると共に前記受光レンズの中心を前記円筒状回転体の回転軸線と一致する前記受光光軸に一致させ、且つ、前記受光レンズを前記投光レンズよりも大径とすると共に前記受光レンズの前記投光光軸側の一部を切除し、その切除領域に前記投光レンズを前記円筒状回転体の回転軸線方向と直交する方向にオーバーラップさせて配置したことを特徴とするスキャニング型レンジセンサ。 - 投光器から被投射体に向けてスキャニングした光の反射光を距離演算回路に接続した受光器で受光して前記被投射体までの距離を演算するようにしたスキャニング型レンジセンサにおいて、
モータにより回転駆動される円筒状回転体と、前記円筒状回転体の周壁の一部に形成され且つ被投射体からの反射光を前記円筒状回転体内に導入する投受光窓と、前記円筒状回転体の内壁に配設したレーザやＬＥＤなどを光源とする投光器と、前記円筒状回転体を回転可能に支持する静止軸と、前記円筒状回転体の回転位置を検出する回転位置検出器と、前記円筒状回転体に配設され且つ前記投光器からの光を投光ミラーで反射させて前記円筒状回転体の回転軸線上に導く光学系と、前記円筒状回転体の回転軸線上に所定角度で傾斜して前記円筒状回転体に固定された投受光兼用ミラーと、前記円筒状回転体の回転軸線に一致させて前記静止軸の一端近傍に固定配置され且つ信号線により距離演算回路に接続された受光器と、前記投受光兼用ミラーと受光器との間に配設された受光レンズとを備え、
前記投光器から出た光を前記光学系によって前記回転軸の回転軸線上に導いて前記投受光兼用ミラーに入射させ、前記投受光兼用ミラーで反射した光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体の半径方向外方空間に向けて投射し、前記半径方向外方空間の被投射体からの反射光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体内に導入し、さらに前記投受光兼用ミラーで反射させて前記受光器に導入し、前記距離演算回路で前記被投射体までの距離を演算するようにしたことを特徴とするスキャニング型レンジセンサ。 - 前記光学系の投光ミラーが、前記受光レンズの上方に配設されていることを特徴とする請求項２に記載のスキャニング型レンジセンサ。
- 前記光学系の投光ミラーが、前記受光レンズの下方に配設されていることを特徴とする請求項２に記載のスキャニング型レンジセンサ。
- 前記受光レンズが、前記投光ミラーの反射光を通過させる透孔を有することを特徴とする請求項４に記載スキャニング型レンジセンサ。
- 投光器から被投射体に向けてスキャニングした光の反射光を距離演算回路に接続した受光器で受光して前記被投射体までの距離を演算するようにしたスキャニング型レンジセンサにおいて、
モータによって回転駆動される円筒状回転体と、前記円筒状回転体の周壁の一部に形成され且つ被投射体からの反射光を前記円筒状回転体内に導入する投受光窓と、前記円筒状回転体の内側に配設したレーザやＬＥＤなどを光源とする投光器と、前記円筒状回転体を回転可能に支持する静止軸と、前記円筒状回転体の回転位置を検出する回転位置検出器と、前記円筒状回転体に配設され前記投光器からの光を前記円筒状回転体の回転軸線方向と近接した平行線上に導く光学系と、前記円筒状回転体の前記光学系の上方に所定角度で前記円筒状回転体に固定された投光ミラー部分および受光ミラーレンズ部分を有する投受光兼用ミラーと、前記円筒状回転体の回転軸線に一致させて前記静止軸の一端近傍に固定配置され且つ信号線により距離演算回路に接続された受光器とを備え、
前記投光器から出た光を前記光学系によって前記回転軸の回転軸線に近接した平行線上に導いて前記投受光兼用ミラーの投光ミラー部分に入射させ、前記投光ミラー部分で反射した光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体の半径方向外方空間に向けて投射し、前記半径方向外方空間の被投射体からの反射光を前記投受光窓を通して前記円筒状回転体内に導入し、さらに前記投受光兼用ミラーの受光ミラーレンズ部分で反射集光させて前記受光器に導入し、前記距離演算回路で前記被投射体までの距離を演算するようにしたことを特徴とするスキャニング型レンジセンサ。 - 前記静止軸は、前記回転体の回転軸線方向に貫通した中空貫通孔を有すると共に、前記距離演算回路を前記静止軸の他端側に配置し、前記静止軸の一端近傍に固定配置された前記受光器から出力された前記信号線を、前記中空貫通孔を通して前記距離演算回路に接続したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のスキャニング型レンジセンサ。
- 前記静止軸は、前記回転体の内周側に軸受けを介して配置されると共に、前記モータは、前記回転体に固定配置されたマグネットと、該マグネットの外周側に対向配置されたステータとにより構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のスキャニング型レンジセンサ。
- 前記回転位置検出器が、前記回転体の周辺に固定されたモータ駆動クロックと、このモータ駆動クロックの移動経路に固定されたフォトインタラプタとを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスキャニング型レンジセンサ。
- 前記回転位置検出器が、回転位置検出センサ付きレゾルバであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスキャニング型レンジセンサ。
- 前記回転体を覆い且つ該回転体に設けた投受光窓と同じ高さで透明窓が周壁部の一部に形成された固定式のアウターカバーを備え、前記回転体の半径方向外方空間に向けて投射される光を前記投受光窓および透明窓を通して投射すると共に、前記半径方向外方空間の被投射体からの反射光を前記透明窓および投受光窓を通して前記回転体内に導入するようにしたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のスキャニング型レンジセンサ。
- 前記アウターカバーの内側に、センサ後方検出時にセンサ内部で基準長さを計測する０ｍ校正部を配設したことを特徴とする請求項１１に記載のスキャニング型レンジセンサ。
- 前記アウターカバーの内側に、光吸収体によるノイズ校正部を配設したことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のスキャニング型レンジセンサ。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8666697B2 (en) | 2009-11-09 | 2014-03-04 | Sony Corporation | Light condensing lens and three-dimensional distance measuring apparatus |
Families Citing this family (132)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT413453B (de) * | 2003-11-21 | 2006-03-15 | Riegl Laser Measurement Sys | Einrichtung zur aufnahme eines objektraumes |
| JP4819403B2 (ja) | 2005-06-06 | 2011-11-24 | 株式会社トプコン | 距離測定装置 |
| DE102005040763B4 (de) | 2005-08-26 | 2022-02-10 | Cedes Ag | Türsensoranordnung |
| DE102005062130A1 (de) * | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Isis Sentronics Gmbh | Abtastsystem zum Abtasten einer Objektoberfläche, insbesondere für eine Koordinaten-Meßmaschine |
| DE102006027063A1 (de) * | 2006-06-10 | 2007-12-13 | Sick Ag | Scanner |
| DE102006031580A1 (de) | 2006-07-03 | 2008-01-17 | Faro Technologies, Inc., Lake Mary | Verfahren und Vorrichtung zum dreidimensionalen Erfassen eines Raumbereichs |
| USRE46672E1 (en) | 2006-07-13 | 2018-01-16 | Velodyne Lidar, Inc. | High definition LiDAR system |
| EP1890168A1 (de) * | 2006-08-18 | 2008-02-20 | Leica Geosystems AG | Laserscanner |
| GB0625442D0 (en) * | 2006-12-20 | 2007-01-31 | Csl Surveys Stevenage Ltd | Profiling device |
| DE102006060108A1 (de) * | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Sick Ag | Laserscanner |
| JP4098341B1 (ja) * | 2006-12-28 | 2008-06-11 | 北陽電機株式会社 | 走査式測距装置の光学窓汚れ検出装置 |
| US7663736B2 (en) * | 2007-04-10 | 2010-02-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Laser radar driving apparatus |
| DE102007020448B4 (de) * | 2007-04-27 | 2015-10-15 | Trützschler GmbH & Co Kommanditgesellschaft | Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z.B. Strecke, Karde, Kämmmaschine o. dgl. mit einem Streckwerk |
| JP5598831B2 (ja) * | 2007-09-05 | 2014-10-01 | 北陽電機株式会社 | 走査式測距装置 |
| US7587832B2 (en) * | 2007-09-10 | 2009-09-15 | Trimble Navigation Limited | Rotating laser transmitter |
| KR100905881B1 (ko) * | 2007-10-05 | 2009-07-03 | 삼성전기주식회사 | 레이저 측량장치 |
| JP5181628B2 (ja) * | 2007-11-12 | 2013-04-10 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置 |
| KR20090051859A (ko) * | 2007-11-20 | 2009-05-25 | 삼성전기주식회사 | 스캐너 및 이를 구비하는 디스플레이 장치 |
| JP5273711B2 (ja) * | 2008-07-30 | 2013-08-28 | 株式会社 ソキア・トプコン | 無反射冶具 |
| TWI387730B (zh) * | 2008-11-19 | 2013-03-01 | Asia Optical Co | 雷射測距裝置及其控制方法 |
| CN102301199B (zh) * | 2008-12-05 | 2013-09-18 | 麦克罗尼克迈达塔有限责任公司 | 用于旋转系统的笛卡尔坐标测量 |
| US20100228517A1 (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-09 | Lasercraft, Inc. | Lidar devices with reflective optics |
| US9551575B2 (en) | 2009-03-25 | 2017-01-24 | Faro Technologies, Inc. | Laser scanner having a multi-color light source and real-time color receiver |
| EP2237065B1 (de) * | 2009-03-31 | 2012-02-01 | Pepperl + Fuchs GmbH | Optischer Sensor nach dem Laufzeitprinzip |
| DE102009003748B4 (de) | 2009-04-06 | 2022-06-09 | Vorwerk & Co. Interholding Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Bodenstaub-Aufsammelgerät sowie Verfahren eines solchen Geräts |
| DE202009012114U1 (de) * | 2009-09-05 | 2011-02-03 | Sick Ag | Optoelektronischer Scanner |
| US20110285981A1 (en) * | 2010-05-18 | 2011-11-24 | Irvine Sensors Corporation | Sensor Element and System Comprising Wide Field-of-View 3-D Imaging LIDAR |
| JP5696324B2 (ja) * | 2009-09-29 | 2015-04-08 | 富士通株式会社 | 走行体 |
| JP5488099B2 (ja) * | 2009-12-08 | 2014-05-14 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置 |
| US9163922B2 (en) | 2010-01-20 | 2015-10-20 | Faro Technologies, Inc. | Coordinate measurement machine with distance meter and camera to determine dimensions within camera images |
| US9607239B2 (en) | 2010-01-20 | 2017-03-28 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine having a 2D camera and method of obtaining 3D representations |
| US9628775B2 (en) | 2010-01-20 | 2017-04-18 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine having a 2D camera and method of obtaining 3D representations |
| US9879976B2 (en) | 2010-01-20 | 2018-01-30 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine that uses a 2D camera to determine 3D coordinates of smoothly continuous edge features |
| CN102713499B (zh) | 2010-01-20 | 2014-07-09 | 法罗技术股份有限公司 | 用于坐标测量设备的配重 |
| FI20105058A0 (fi) * | 2010-01-22 | 2010-01-22 | Valtion Teknillinen | Omnidirektionaalinen linssi, linssiä hyödyntävät optiset laitteet sekä menetelmä optiseksi mittaamiseksi |
| US8305561B2 (en) * | 2010-03-25 | 2012-11-06 | Hokuyo Automatic Co., Ltd. | Scanning-type distance measuring apparatus |
| US8421003B2 (en) * | 2010-04-30 | 2013-04-16 | Raytheon Company | Optical transceiver built-in test (BIT) |
| US9645240B1 (en) | 2010-05-10 | 2017-05-09 | Faro Technologies, Inc. | Method for optically scanning and measuring an environment |
| DE102010020925B4 (de) | 2010-05-10 | 2014-02-27 | Faro Technologies, Inc. | Verfahren zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
| KR101487778B1 (ko) * | 2010-05-11 | 2015-01-29 | 삼성전자 주식회사 | 센싱 시스템 및 이를 갖춘 이동 로봇 |
| DE102010032724A1 (de) * | 2010-07-26 | 2012-01-26 | Faro Technologies, Inc. | Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
| US20120057172A1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-08 | Andrei Brunfeld | Optical measuring system with illumination provided through a void in a collecting lens |
| JP5459164B2 (ja) * | 2010-09-27 | 2014-04-02 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置 |
| US9168654B2 (en) | 2010-11-16 | 2015-10-27 | Faro Technologies, Inc. | Coordinate measuring machines with dual layer arm |
| TWI461656B (zh) | 2011-12-01 | 2014-11-21 | Ind Tech Res Inst | 距離感測裝置及距離感測方法 |
| DE102012100609A1 (de) | 2012-01-25 | 2013-07-25 | Faro Technologies, Inc. | Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
| US20130271744A1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Kama-Tech (Hk) Limited | Laser rangefinder module for operative association with smartphones and tablet computers |
| US9020641B2 (en) * | 2012-06-07 | 2015-04-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Obstacle sensing module and cleaning robot including the same |
| CN102737477B (zh) * | 2012-06-13 | 2013-11-06 | 绍兴电力局 | 一种变电站高层带电体防接近激光安全扫描报警器控制方法 |
| US8997362B2 (en) | 2012-07-17 | 2015-04-07 | Faro Technologies, Inc. | Portable articulated arm coordinate measuring machine with optical communications bus |
| DE102012109481A1 (de) | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Faro Technologies, Inc. | Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung |
| US9513107B2 (en) | 2012-10-05 | 2016-12-06 | Faro Technologies, Inc. | Registration calculation between three-dimensional (3D) scans based on two-dimensional (2D) scan data from a 3D scanner |
| US10067231B2 (en) | 2012-10-05 | 2018-09-04 | Faro Technologies, Inc. | Registration calculation of three-dimensional scanner data performed between scans based on measurements by two-dimensional scanner |
| JP6069628B2 (ja) * | 2012-12-03 | 2017-02-01 | 北陽電機株式会社 | 偏向装置、光走査装置及び走査式測距装置 |
| US9127909B2 (en) * | 2013-02-17 | 2015-09-08 | Smart Shooter Ltd. | Firearm aiming system with range finder, and method of acquiring a target |
| JP2014228492A (ja) * | 2013-05-24 | 2014-12-08 | リコー光学株式会社 | レーザ装置 |
| WO2014203654A1 (ja) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | 株式会社日立製作所 | 距離測定装置、形状測定装置、加工システム、距離測定方法、形状測定方法および加工方法 |
| DE102013107695A1 (de) * | 2013-07-18 | 2015-01-22 | Sick Ag | Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung von Objekten |
| CN105849620B (zh) | 2013-11-01 | 2019-08-13 | 艾罗伯特公司 | 扫描测距仪 |
| CN106030373B (zh) | 2014-04-11 | 2018-05-29 | 松下知识产权经营株式会社 | 镜驱动装置、光束照射装置以及激光雷达 |
| JP2016017803A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 三菱重工業株式会社 | 光学監視装置 |
| EP2975447B1 (en) | 2014-07-14 | 2019-03-20 | Funai Electric Co., Ltd. | Laser scanner |
| JP2016020831A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 船井電機株式会社 | レーザレンジファインダ |
| US9744670B2 (en) | 2014-11-26 | 2017-08-29 | Irobot Corporation | Systems and methods for use of optical odometry sensors in a mobile robot |
| US9519289B2 (en) | 2014-11-26 | 2016-12-13 | Irobot Corporation | Systems and methods for performing simultaneous localization and mapping using machine vision systems |
| US9751210B2 (en) | 2014-11-26 | 2017-09-05 | Irobot Corporation | Systems and methods for performing occlusion detection |
| CN107250742A (zh) | 2015-02-09 | 2017-10-13 | 株式会社岛津制作所 | 多通道分光光度计以及多通道分光光度计用数据处理方法 |
| US10042042B2 (en) * | 2015-06-12 | 2018-08-07 | Aero Vironment, Inc. | Rotating lidar |
| AU2016200789B1 (en) * | 2015-08-07 | 2016-12-01 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Mining machine including a range finding system |
| CN105115474B (zh) * | 2015-08-10 | 2017-12-29 | 金华市蓝海光电技术有限公司 | 一种旋转扫描测距仪 |
| EP3130939A1 (de) * | 2015-08-13 | 2017-02-15 | Joseph Vögele AG | Strassenfertiger mit einer radarbasierten nivelliereinrichtung und steuerverfahren |
| EP3173816B1 (en) | 2015-11-06 | 2019-01-09 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Distance measuring device |
| DE102015120399A1 (de) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Antriebseinrichtung zum Antreiben wenigstens eines Spiegels eine Umlenkspiegelanordnung, optische Messvorrichtung, Fahrerassistenzsystem, Verfahren zum Betreiben einer optischen Messvorrichtung |
| JP6732442B2 (ja) * | 2015-12-15 | 2020-07-29 | 株式会社トプコン | 光波距離測定装置 |
| DE102015122844A1 (de) | 2015-12-27 | 2017-06-29 | Faro Technologies, Inc. | 3D-Messvorrichtung mit Batteriepack |
| DE102015226773A1 (de) * | 2015-12-29 | 2017-06-29 | Robert Bosch Gmbh | Scaneinrichtung |
| CN105467398B (zh) * | 2015-12-31 | 2018-08-21 | 上海思岚科技有限公司 | 扫描测距设备 |
| US10627490B2 (en) | 2016-01-31 | 2020-04-21 | Velodyne Lidar, Inc. | Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging |
| WO2017140163A1 (zh) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 上海思岚科技有限公司 | 一种激光测距设备 |
| CA3017735C (en) | 2016-03-19 | 2023-03-14 | Velodyne Lidar, Inc. | Integrated illumination and detection for lidar based 3-d imaging |
| CN105974401B (zh) * | 2016-04-13 | 2019-03-08 | 上海物景智能科技有限公司 | 一种多面同时探测的雷达系统及其探测方法 |
| DE102016107100A1 (de) * | 2016-04-18 | 2017-10-19 | Status Pro Maschinenmesstechnik Gmbh | Rotationslaser für die Vermessung von Werkzeugmaschinen |
| EP3447521B1 (en) * | 2016-04-20 | 2019-12-18 | Konica Minolta, Inc. | Laser sensor and method for manufacturing exterior component |
| US10048120B2 (en) | 2016-05-03 | 2018-08-14 | Datalogic IP Tech, S.r.l. | Laser scanner and optical system |
| US9964437B2 (en) | 2016-05-03 | 2018-05-08 | Datalogic IP Tech, S.r.l. | Laser scanner with reduced internal optical reflection comprising a light detector disposed between an interference filter and a collecting mirror |
| WO2017191665A1 (en) * | 2016-05-03 | 2017-11-09 | Datalogic IP Tech S.r.I. | Laser scanner |
| US11585905B2 (en) | 2016-05-03 | 2023-02-21 | Datalogic Ip Tech S.R.L. | Laser scanner |
| CN106019293A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-10-12 | 上海思岚科技有限公司 | 一种激光扫描测距装置 |
| JP6179014B1 (ja) * | 2016-06-01 | 2017-08-16 | 近畿日本鉄道株式会社 | 踏切障害物の検知装置及び同装置を用いた列車安全運行システム |
| JP7165587B2 (ja) | 2016-06-01 | 2022-11-04 | ベロダイン ライダー ユーエスエー，インコーポレイテッド | 多重ピクセル走査ｌｉｄａｒ |
| CN107490792A (zh) * | 2016-06-12 | 2017-12-19 | 北京飞思迈尔光电科技有限公司 | 光学扫描传感器 |
| KR101861433B1 (ko) * | 2016-06-30 | 2018-05-25 | 광주과학기술원 | 라이다 장비의 광학계 |
| US10061021B2 (en) * | 2016-07-06 | 2018-08-28 | Datalogic IP Tech, S.r.l. | Clutter filter configuration for safety laser scanner |
| WO2018011878A1 (ja) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | パイオニア株式会社 | 情報処理装置、光学機器、制御方法、プログラム及び記憶媒体 |
| JP2018009829A (ja) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | パイオニア株式会社 | 情報処理装置、光学機器、制御方法、プログラム及び記憶媒体 |
| DE102016213980A1 (de) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Robert Bosch Gmbh | Optische Anordnung für ein LiDAR-System, LiDAR-System und Arbeitsvorrichtung |
| CN107942337A (zh) * | 2016-10-13 | 2018-04-20 | 北京飞思迈尔光电科技有限公司 | 一种光学扫描传感器 |
| US10379540B2 (en) | 2016-10-17 | 2019-08-13 | Waymo Llc | Light detection and ranging (LIDAR) device having multiple receivers |
| USD871412S1 (en) * | 2016-11-21 | 2019-12-31 | Datalogic Ip Tech S.R.L. | Optical scanner |
| CN106501812A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-03-15 | 上海思岚科技有限公司 | 一种激光扫描测距设备 |
| JP6663156B2 (ja) * | 2016-12-20 | 2020-03-11 | 日本電産モビリティ株式会社 | 物体検出装置 |
| DE102017101945A1 (de) * | 2017-02-01 | 2018-08-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Messanordnung mit einem optischen Sender und einem optischen Empfänger |
| DE102017002862A1 (de) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | Blickfeld GmbH | Winkelmagnetfeldsensor für Scanner |
| US10386465B2 (en) | 2017-03-31 | 2019-08-20 | Velodyne Lidar, Inc. | Integrated LIDAR illumination power control |
| DE102017205504A1 (de) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Optisches Scansystem |
| US10545222B2 (en) | 2017-05-08 | 2020-01-28 | Velodyne Lidar, Inc. | LIDAR data acquisition and control |
| CN107247270A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-10-13 | 蔡优飞 | 光学测距装置及其扫描方法 |
| WO2019004146A1 (ja) * | 2017-06-27 | 2019-01-03 | パイオニア株式会社 | 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 |
| EP3425333B1 (en) * | 2017-07-04 | 2020-10-14 | Hexagon Technology Center GmbH | Surveying instrument for scanning an object and image acquisition of the object |
| CN107450060B (zh) * | 2017-08-28 | 2024-03-29 | 苏州元坤智能科技有限公司 | 一种激光扫描装置 |
| JP2019052850A (ja) * | 2017-09-12 | 2019-04-04 | シナノケンシ株式会社 | 光走査装置 |
| US11294041B2 (en) | 2017-12-08 | 2022-04-05 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for improving detection of a return signal in a light ranging and detection system |
| US11525921B2 (en) | 2018-04-03 | 2022-12-13 | Sharkninja Operating Llc | Time of flight sensor arrangement for robot navigation and methods of localization using same |
| EP3564724A1 (en) * | 2018-04-30 | 2019-11-06 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Directable light beam handling device for optical communication |
| US10712434B2 (en) | 2018-09-18 | 2020-07-14 | Velodyne Lidar, Inc. | Multi-channel LIDAR illumination driver |
| CN111328376A (zh) * | 2018-09-28 | 2020-06-23 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 扫描模组、测距装置、测距组件、距离探测设备及移动平台 |
| US11082010B2 (en) | 2018-11-06 | 2021-08-03 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for TIA base current detection and compensation |
| US11885958B2 (en) | 2019-01-07 | 2024-01-30 | Velodyne Lidar Usa, Inc. | Systems and methods for a dual axis resonant scanning mirror |
| WO2020142968A1 (zh) * | 2019-01-09 | 2020-07-16 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 测距装置及移动平台 |
| CN111279219A (zh) * | 2019-01-09 | 2020-06-12 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 扫描模组、测距装置及移动平台 |
| US10613203B1 (en) | 2019-07-01 | 2020-04-07 | Velodyne Lidar, Inc. | Interference mitigation for light detection and ranging |
| JP2021063678A (ja) * | 2019-10-11 | 2021-04-22 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
| KR20210046466A (ko) | 2019-10-18 | 2021-04-28 | 현대자동차주식회사 | 액정 기반 광 편향기 및 이를 이용한 광 스캐너 |
| JP7360298B2 (ja) | 2019-10-23 | 2023-10-12 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
| EP3822657B1 (en) | 2019-11-12 | 2024-02-21 | Hexagon Technology Center GmbH | Multi-beam measuring device with high directional stability for 3d scanning of an environment |
| JP2023508459A (ja) * | 2019-12-27 | 2023-03-02 | 華為技術有限公司 | 測距システム及び移動プラットフォーム |
| US20210405161A1 (en) * | 2020-06-30 | 2021-12-30 | Seagate Technology Llc | Mechanically scanning lidar |
| US11740078B2 (en) | 2020-07-21 | 2023-08-29 | Argo AI, LLC | Enhanced sensor alignment |
| KR102512169B1 (ko) * | 2020-12-02 | 2023-03-21 | 주식회사 성우하이텍 | 라이다 스캐너 |
| WO2022168378A1 (ja) * | 2021-02-04 | 2022-08-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザレーダ |
| CN113020793A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-25 | 广东顺德华焯机械科技有限公司 | 一种胃镜胶囊壳体焊接方法 |
| WO2023178108A1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | Motional Ad Llc | False signal reducing lidar window |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US508072A (en) * | 1893-11-07 | Mosquito-net frame | ||
| US3813140A (en) * | 1971-12-13 | 1974-05-28 | Bendix Corp | Rotating prism scanning system having range compensation |
| JPS62254008A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-11-05 | Toshihiro Tsumura | 移動体の位置検出装置 |
| JP2789741B2 (ja) * | 1989-12-04 | 1998-08-20 | 株式会社デンソー | レーザレーダ走査装置 |
| CH680471A5 (en) * | 1990-05-21 | 1992-08-31 | Leica Aarau Ag | Combined position and image evaluation sensor for remote object - has beam splitter within sensor stage coupled to ranging and viewing device |
| JPH0555226A (ja) | 1991-02-12 | 1993-03-05 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置とその製造方法 |
| WO1993020458A2 (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-14 | Imatronic Limited | Laser distance measurement |
| DE4219260C2 (de) * | 1992-06-12 | 1994-07-14 | Leuze Electronic Gmbh & Co | Lichtelektrische Vorrichtung mit einem Testobjekt |
| US5455669A (en) * | 1992-12-08 | 1995-10-03 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik | Laser range finding apparatus |
| JP3137307B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2001-02-19 | アステックス株式会社 | 全方位距離検出装置 |
| JPH07209080A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-11 | Amberg Measuring Technik Ltd | 光学走査装置 |
| JP3264109B2 (ja) * | 1994-10-21 | 2002-03-11 | 三菱電機株式会社 | 障害物検知装置 |
| DE19521771A1 (de) * | 1995-06-20 | 1997-01-02 | Jan Michael Mrosik | FMCW-Abstandsmeßverfahren |
| JPH0921872A (ja) * | 1995-07-04 | 1997-01-21 | Nikon Corp | 走査型距離測定装置 |
| DE19607345A1 (de) * | 1996-02-27 | 1997-08-28 | Sick Ag | Laserabstandsermittlungsvorrichtung |
| JPH10132934A (ja) * | 1996-10-29 | 1998-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用光レーダ装置 |
| DE19647152A1 (de) * | 1996-11-14 | 1998-05-28 | Sick Ag | Laserabstandsermittlungsvorrichtung |
| JP3262001B2 (ja) * | 1996-12-09 | 2002-03-04 | 三菱自動車工業株式会社 | 車両の後側方警報装置 |
| JP3417278B2 (ja) | 1997-12-04 | 2003-06-16 | 日産自動車株式会社 | レーザ式測距装置 |
| AU755210B2 (en) * | 1998-03-10 | 2002-12-05 | Riegl Laser Measurement Systems Gmbh | Method for monitoring objects or an object area |
| JP2000028715A (ja) | 1998-07-14 | 2000-01-28 | Nippon Signal Co Ltd:The | 複合形レーダセンサ |
| JP2000162318A (ja) | 1998-11-24 | 2000-06-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 全方位距離検出装置 |
| US6262800B1 (en) * | 1999-03-05 | 2001-07-17 | Lockheed Martin Corporation | Dual mode semi-active laser/laser radar seeker |
| DE19917509C1 (de) * | 1999-04-17 | 2000-05-25 | Leuze Electronic Gmbh & Co | Optoelektronische Vorrichtung |
| DE10002090A1 (de) * | 2000-01-19 | 2001-07-26 | Sick Ag | Optische Abtastvorrichtung |
| DE10006493C2 (de) * | 2000-02-14 | 2002-02-07 | Hilti Ag | Verfahren und Vorrichtung zur optoelektronischen Entfernungsmessung |
| JP2001318148A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 全方位光波測距計および走行制御システム |
| US6753776B2 (en) * | 2000-08-25 | 2004-06-22 | Scientific Technologies Incorporated | Presence sensing system and method |
| US6556282B2 (en) * | 2001-09-04 | 2003-04-29 | Rosemount Aerospace, Inc. | Combined LOAS and LIDAR system |
| JP3730956B2 (ja) * | 2002-12-11 | 2006-01-05 | 本田技研工業株式会社 | 移動体用送受信機の軸調整装置 |
| 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 |
-
2004
- 2004-02-04 JP JP2004028395A patent/JP3908226B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-02-04 EP EP05002374A patent/EP1562055B1/en active Active
- 2005-02-04 US US10/906,135 patent/US7403269B2/en active Active
- 2005-02-04 CN CNB2005100073681A patent/CN100365433C/zh active Active
- 2005-02-04 DE DE602005022786T patent/DE602005022786D1/de active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8666697B2 (en) | 2009-11-09 | 2014-03-04 | Sony Corporation | Light condensing lens and three-dimensional distance measuring apparatus |
| US8738320B2 (en) | 2009-11-09 | 2014-05-27 | Sony Corporation | Light condensing lens and three-dimensional distance measuring apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100365433C (zh) | 2008-01-30 |
| US20050168720A1 (en) | 2005-08-04 |
| CN1651932A (zh) | 2005-08-10 |
| EP1562055A2 (en) | 2005-08-10 |
| EP1562055A3 (en) | 2007-05-23 |
| JP2005221336A (ja) | 2005-08-18 |
| US7403269B2 (en) | 2008-07-22 |
| EP1562055B1 (en) | 2010-08-11 |
| DE602005022786D1 (de) | 2010-09-23 |
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