JP5556525B2

JP5556525B2 - レーザ測距装置

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Publication number: JP5556525B2
Application number: JP2010205946A
Authority: JP
Inventors: 一弘柴谷
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: JP2012063173A

Description

本発明はレーザ測距装置に関するものであり、例えば、壁面，床面，土地等の面積を測定する機能を備えたレーザレーダ方式の測距装置に関するものである。

従来より、任意の多角形の面積を非接触で測定したいという要望がある。これに応えるため面積測定機能を備えたレーザ測距装置が従来より提案されており、既に製品化されているものもある。例えば非特許文献１に記載されているように、ピタゴラスの定理を利用した測定モード（壁面積測定モード等）で面積の測定を行うレーザ距離計が知られている。また、２点間距離を測定するレーザ測距装置（特許文献１）やレーザ光を利用した寸法測定システム（特許文献２）も従来より知られている。

特開２００５−１５６２０３号公報特開２００２−３２８００８号公報

Press Release（ボッシュレーザー距離計２機種を発表） March ２０１０（ボッシュ）、インターネット＜URL：http://www.bosch.co.jp/jp/press/pdf/rbjp-100301-01.pdf＞

しかし、従来より提案されているレーザ測距装置では、煩雑な測定作業が必要である。例えば、非特許文献１に記載のレーザ距離計では、直角三角形を形成することが必要であり、非接触で任意の多角形の面積を測定するには複数の距離測定を行う必要がある。また、特許文献１記載のレーザ測距装置や特許文献２記載の寸法測定システムでは、任意の多角形の面積を測定することができず、長さの測定だけでも手間のかかる手作業が必要であったり演算処理に長時間を要したりしてしまう。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な測定作業で任意の多角形の面積を非接触で測定することの可能なレーザ測距装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明のレーザ測距装置は、測定対象物上の任意の多角形の面積を非接触で測定するレーザレーダ方式の測距装置であって、レーザ光を射出する投光部と、前記投光部からのレーザ光を偏向させて前記測定対象物上の任意の多角形の頂点を照射し、かつ、前記任意の多角形を含む平面上での２次元走査を行うことが可能なスキャナと、前記任意の多角形の頂点で反射したレーザ光を受光して信号を出力する受光部と、前記受光部からの出力信号と前記スキャナの動作情報を用いて前記任意の多角形の面積を算出する演算制御部と、を有し、前記投光部がレーザ光として可視光を射出するレーザダイオードから成り、前記スキャナが前記任意の多角形又は多角形の頂点を前記可視光の２次元走査により測定対象物上に描画表示することを特徴とする。

第２の発明のレーザ測距装置は、上記第１の発明において、前記描画表示を行うために、前記レーザダイオードの発光タイミングと、前記スキャナの振り角度と、のうちの少なくとも一方を前記演算制御部が制御することを特徴とする。

第３の発明のレーザ測距装置は、測定対象物上の任意の多角形の面積を非接触で測定するレーザレーダ方式の測距装置であって、レーザ光を射出する投光部と、前記投光部からのレーザ光を偏向させて前記測定対象物上の任意の多角形の頂点を照射し、かつ、前記任意の多角形を含む平面上での２次元走査を行うことが可能なスキャナと、前記任意の多角形の頂点で反射したレーザ光を受光して信号を出力する受光部と、前記受光部からの出力信号と前記スキャナの動作情報を用いて前記任意の多角形の面積を算出する演算制御部と、を有し、前記投光部が、レーザ光として赤外光を射出する赤外レーザダイオードと、レーザ光として可視光を射出する可視光レーザダイオードと、から成り、前記スキャナが前記任意の多角形又は多角形の頂点を前記可視光の２次元走査により測定対象物上に描画表示することを特徴とする。

第４の発明のレーザ測距装置は、上記第３の発明において、前記描画表示を行うために、前記可視光レーザダイオードの発光タイミングと、前記スキャナの振り角度と、のうちの少なくとも一方を前記演算制御部が制御することを特徴とする。

第５の発明のレーザ測距装置は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記演算制御部が、前記任意の多角形の面積をその多角形の辺又は対角線の長さから算出することを特徴とする。

第６の発明のレーザ測距装置は、上記第５の発明において、前記演算制御部が、レーザ光の偏向位置から前記多角形の各頂点までの距離をＴＯＦ方式で測定し、レーザ光の偏向位置と前記辺又は対角線の両端とを結ぶ線分により挟まれた角度を前記２次元スキャナの振り角度から検出し、前記レーザ光の偏向位置から前記多角形の各頂点までの距離と、レーザ光の偏向位置と前記辺又は対角線の両端とを結ぶ線分により挟まれた角度と、から前記辺又は対角線の長さを算出することを特徴とする。

第７の発明のレーザ測距装置は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記スキャナがミラーでレーザ光を偏向反射させる２次元スキャナであることを特徴とする。

本発明によれば、２次元走査が可能なスキャナで測定対象物上の任意の多角形の頂点を照射する構成になっているため、煩雑な測定作業が不要である。したがって、簡単な測定作業で任意の多角形の面積を非接触で測定することができる。また、面積を測定したい多角形に関して、その多角形又は多角形の頂点を可視光の２次元走査により測定対象物上に描画表示する構成にすれば、測定したい箇所を目視確認しながら測定することができる。

レーザ測距装置の概略構成例を模式的に示す断面図。レーザ測距装置から測定対象物までの距離の測定を説明するための模式図。測定対象物上の任意の２点間距離の測定状態を模式的に示す断面図。レーザ測距装置に用いられる２次元スキャナの具体例を示す斜視図。測定対象物上の任意の多角形の頂点座標を示すグラフ。レーザ測距装置の外観を示す平面図。レーザ測距装置による２点の指示を説明するための模式図。レーザ測距装置による３点目の指示を説明するための模式図。多角形形状をレーザ走査により描画表示している状態を示す模式図。面積を求めるために分割された状態の多角形を示す図。分割された三角形の面積を説明するための図。レーザ測距装置の使用例を示す模式図。

以下、本発明を実施したレーザ測距装置等を、図面を参照しつつ説明する。図１に、２次元スキャナ３を内蔵したレーザ測距装置１の概略図を示す。このレーザ測距装置１は、測定対象物１０上の任意の多角形の面積を非接触で測定する面積測定機能を備えたレーザレーダ方式の測距装置であり、レーザダイオード（ＬＤ）２，２次元スキャナ３，照射窓４，受光レンズ５，フォトダイオード（ＰＤ）６，演算制御部７等を有している。

レーザダイオード２は、レーザ光を射出する投光部であり、ここでは、レーザ光として可視光を射出する可視光レーザダイオードを想定している。ただし、レーザ光として赤外光を射出する赤外レーザダイオードと、レーザ光として可視光を射出する可視光レーザダイオードと、で投光部を構成し、赤外光を測距用とし、可視光を描画表示用としてもよい。また、２次元スキャナ３は、レーザダイオード２からのレーザ光をミラー３ａで反射させてレーザ光の偏向を行い、測定対象物１０上でレーザ光の２次元走査を行うことが可能に構成されている。なお、２次元スキャナ３の具体的な構成については後で詳述する。

フォトダイオード６は、測定対象物１０で反射したレーザ光（反射光Ｌｒ）を受光して信号を出力する受光部である。また、演算制御部７は、フォトダイオード６等からの出力信号や２次元スキャナ３等の動作情報を用いて所定の演算を行ったり、２次元スキャナ３等の駆動，制御等を行ったりする部分である。

レーザダイオード２から出射したレーザ光は、２次元スキャナ３のミラー３ａで反射され、照射窓４から照射光Ｌｉとして出射して、測定対象物１０を照射する。測定対象物１０で反射したレーザ光（反射光Ｌｒ）は、受光レンズ５で集光されてフォトダイオード６により検出される。フォトダイオード６で検出された信号は演算制御部７に送られて、レーザ測距装置１から測定対象物１０までの距離等が演算制御部７により算出される。

測定対象物１０上の任意の多角形の面積の測定には、その多角形の頂点間距離（つまり、測定対象物１０上の任意の２点間距離）が用いられる。測定対象物１０上の任意の２点間距離の測定には、レーザ測距装置１から測定対象物１０までの距離が用いられる。そして、レーザ測距装置１から測定対象物１０までの距離の測定には、ＴＯＦ（Time of flight）方式が用いられる。

図２に示すように、レーザダイオード２とフォトダイオード６とを等価位置に設定し、レーザ測距装置１から測定対象物１０までの距離をＬとし、レーザダイオード２から出射したレーザ光が測定対象物１０で反射されてフォトダイオード６に戻ってくるまでの時間（レーザ測距装置１と測定対象物１０との間の往復時間）を△ｔとする。距離Ｌは式：Ｌ＝（△ｔ／２）×ｃで表されるので（ここで、ｃは光速である。）、時間△ｔを計測すれば、距離Ｌを算出することできる。ＴＯＦ方式に用いる時間△ｔは、レーザダイオード２の発光時とフォトダイオード６での受光時との差であるため、演算制御部７により算出可能である。

さらに、測定対象物１０上の任意の２点間距離の測定には、レーザ光の偏向位置と前記任意の２点とを結ぶ線分により挟まれた角度が用いられる。２次元スキャナ３は、図３に示すように、レーザダイオード２からのレーザ光を偏向させて測定対象物１０上の任意の多角形の頂点Ａ，Ｂを照射するとともに、その多角形を含む平面上での２次元走査が可能に構成されている。したがって、レーザ光Ｌｉの偏向位置Ｏと任意の２点Ａ，Ｂとを結ぶ線分ＯＡ，ＯＢにより挟まれた角度θ，δは、２次元スキャナ３の振り角度から検出することができる。

図３に示すように、任意の点Ａと任意の点Ｂとの間の距離（線分ＡＢの長さ）をＬＡＢとし、レーザ光Ｌｉの偏向位置Ｏから点Ａまでの距離（線分ＯＡの長さ）をＬＡとし、レーザ光Ｌｉの偏向位置Ｏから点Ｂまでの距離（線分ＯＢの長さ）をＬＢとする。距離ＬＡ，ＬＢはＴＯＦ方式による測定結果から算出することができ（レーザダイオード２から偏向位置Ｏまでの距離を距離Ｌから引くと距離ＬＡ，ＬＢになる。）、角度θ，δは２次元スキャナ３の振り角度から検出することができる。これらの情報から、各点の座標が定まり、２点Ａ，Ｂ間の距離ＬＡＢ（すなわち多角形の辺ＡＢの長さ）を算出することが可能である。

図４に、レーザ測距装置１に用いられる２次元スキャナ３の具体例を示す。この２次元スキャナ３は、２次元走査が可能なＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーである。ＭＥＭＳミラーとしては、電磁式，静電式，圧電式が知られているが、ここでの例は圧電式である。圧電式のＭＥＭＳミラーの駆動方法には、共振周波数で駆動する方法と、電圧制御（低周波数）で駆動する方法とがある。どちらの方法も、印加電圧により振り角度を算出することが可能である。

この２次元スキャナ３は、シリコンをエッチング加工した基板で構成されており、圧電素子として４枚のＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）３ｅが基板に貼り付けられることにより、固定枠３ｄから延びた４枚のユニモルフを構成している。４枚のユニモルフにはミラー保持枠３ｃがＸ軸部で連結しており、ミラー保持枠３ｃ内にはトーションバー３ｂを介してミラー３ａが設けられている。

２次元スキャナ３は、ミラー３ａでレーザ光を偏向反射させる際、４枚のＰＺＴ３ｅを変位させることで、ミラー保持枠３ｃをＸ軸回りに回転させて、ラスタスキャンの垂直方向（縦方向）の走査を実現する（６０Ｈｚ）。また同時に、ミラー３ａとトーションバー３ｂによる振動部の共振周波数（３０ＫＨｚ）で加振することにより、Ｙ軸回りに共振振動を起こし、ラスタスキャンの水平方向（横方向）の走査を実現する。

前述したように（図３）、距離ＬＡ，ＬＢと角度θ，δから２点Ａ，Ｂの座標が定まる。図５に、測定対象物１０上の任意の２点Ａ，Ｂの座標（すなわち任意の多角形の頂点座標）を示す。２次元スキャナ３の振り角度は線分ＯＡ，ＯＢにより挟まれた角度θ，δに相当するので、前述した距離ＬＡ，ＬＢと２次元スキャナ３の振り角度θＡ，δＡ，θＢ，δＢとから、以下の２点Ａ，Ｂの座標を求めることができる。
Ａ：（ＬＡcosδＡcosθＡ，ＬＡcosδＡsinθＡ，ＬＡsinδＡ）
Ｂ：（ＬＢcosδＢcosθＢ，ＬＢcosδＢsinθＢ，ＬＢsinδＢ）

上記２点Ａ，Ｂの座標を
Ａ：（Ａ１，Ａ２，Ａ３）
Ｂ：（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）
とすると、２点Ａ，Ｂ間の距離ＬＡＢは式：
ＬＡＢ＝√（（Ｂ１−Ａ１）²＋（Ｂ２−Ａ２）²＋（Ｂ３−Ａ３）²）
で求めることができる。測定対象物１０上の任意の多角形の面積の測定に必要な頂点間距離は、以上のようにして算出される。

図６に、レーザ測距装置１の外観を示す。レーザ測距装置１の筐体表面には、表示部８，操作部９等が設けられている。表示部８は、面積の測定値，頂点間距離の測定値等を表示する部分である。操作部９は、レーザ光Ｌｉ（図１〜図３）の照射位置を変化させて測定したい多角形の頂点位置を指定する部分であり、多角形の頂点位置の指定が完了すれば操作部９で面積測定開始が指示される。そのための操作に用いるボタンとして、決定ボタン９ａ，右シフトボタン９ｂ，左シフトボタン９ｃ，伸長ボタン９ｄ，短縮ボタン９ｅ，上シフトボタン９ｆ，下シフトボタン９ｇが操作部９に配置されている。

次に、操作部９で２点Ａ，Ｂ（図５）等の多角形の頂点位置を指示する方法を説明する。レーザ測距装置１の測定開始スイッチ（不図示）をＯＮすると、点Ａの位置決めモードに入る。点Ａの位置決めモードに入ると、図７（Ａ）に示すように、測定対象物１０（図３）上にレーザ光が投射されて１点目のレーザ表示が行われる。レーザ測距装置１を動かして、点Ａにそのレーザ表示位置を合わせる。点Ａに１点目のレーザ表示位置を合わせたら、決定ボタン９ａを押して点Ｂの位置決めモードに移行する。

点Ｂの位置決めモードに入ると、１点目のレーザ表示に重なるようにして２点目のレーザ表示が行われる。２点目のレーザ表示位置を点Ｂに合わせるには、右シフトボタン９ｂ，左シフトボタン９ｃ，伸長ボタン９ｄ，短縮ボタン９ｅ，上シフトボタン９ｆ，下シフトボタン９ｇを用いる。例えば、２点目のレーザ表示位置を右に動かしたければ、図７（Ｂ）に示すように、右シフトボタン９ｂを押してレーザ表示位置を移動させる。２点目のレーザ表示位置を左に動かしたければ、図７（Ｃ）に示すように、左シフトボタン９ｃを押してレーザ表示位置を移動させる。また、２点目のレーザ表示位置を上に動かしたければ、上シフトボタン９ｆ（図６）を押してレーザ表示位置を移動させ、２点目のレーザ表示位置を下に動かしたければ、下シフトボタン９ｇ（図６）を押してレーザ表示位置を移動させる。１点目と２点目のレーザ表示位置の間隔を広げたい場合には、図７（Ｄ）に示すように、伸長ボタン９ｄを押して間隔を広げる。逆に、１点目と２点目のレーザ表示位置の間隔を狭めたい場合には、短縮ボタン９ｅ（図６）を押して間隔を狭める。

１点目と２点目のレーザ表示位置を点Ａ，Ｂに合わせたら、決定ボタン９ａを押して点Ｃの位置決めモードに移行する。３点目以降の頂点位置の指示方法は、上述した点Ｂの指示方法と同様である。例えば、図８に示すように点Ｃが点Ｂの右下に位置する場合には、右シフトボタン９ｂと下シフトボタン９ｇを押してレーザ表示位置を移動させ、３つのレーザ表示位置を点Ａ〜Ｃに合わせたら、決定ボタン９ａを押して点Ｄの位置決めモードに移行する。多角形の最後の頂点位置を指示する際には決定ボタン９ａを２回押して、多角形の全頂点位置の指示を完了させる（多角形の頂点数を予め入力しておいて、最後の頂点位置が指示されると全頂点位置の指示が完了するようにしてもよい。）。多角形の全頂点の測距位置が決定した段階で、偏向位置Ｏから多角形の各頂点までの距離の測定（ＴＯＦ方式による測距動作）が開始される。

レーザダイオード２から射出するレーザ光は可視光であるため、２次元スキャナ３でその２次元走査を行うことにより、多角形又は多角形の頂点を測定対象物１０上に描画表示することができる。つまり、プロジェクタと同様の表示機能を備えているので、多角形又はその頂点を描画しながら多角形の頂点座標を決めていくことができる。

図９に、多角形（ここでは六角形）がレーザスキャンにより描画された例を示す。図９に示すように、レーザ走査により多角形（輪郭）を各辺の線分（測定長に相当する。）で描画表示することによって、現在面積Ｓを測定している多角形ＡＢＣＤＥＦ、現在頂点間距離ＬＡＢ，ＬＢＣ，…，ＬＦＡを測定している辺ＡＢ，ＢＣ，…，ＦＡ等を示すことが可能である。また、多角形ＡＢＣＤＥＦの頂点のみを描画表示することによっても、現在測定している面積Ｓや頂点間距離ＬＡＢ，ＬＢＣ，…，ＬＦＡを示すことが可能である。なお、多角形をレーザスキャンにより描画することによって、面積等の測定をしようとしている多角形の位置，形状等を表示するとともに、さらに数値（例えば距離，面積等のデータ），文字，記号等を描画表示する構成にしてもよい。

上述した描画表示は、レーザダイオード２の発光タイミングで制御することにより行われる。ただし、２次元スキャナ３の振り角度θ，δで制御することにより行ってもよい。つまり、レーザダイオード２の発光タイミングと、２次元スキャナ３の振り角度θ，δと、のうちの少なくとも一方を、演算制御部７（図１，図３）で制御することにより描画表示を行えばよい。

レーザダイオード２の発光タイミングで描画表示の制御を行う場合、２次元スキャナ３の動作中、ミラー３ａは一定の回転角度Θ，Δで振動しており（Θ＞θ，Δ＞δ）、２次元スキャナ３の種類に応じた検出手段で振り角度θ，δが検出されて、所定のタイミングでレーザダイオード２の発光が行われる。一方、２次元スキャナ３の振り角度θ，δで描画表示の制御を行う場合、２次元スキャナ３の動作中、検出手段で振り角度θ，δが検出されて、レーザダイオード２の発光と対応した回転角度Θ，Δでミラー３ａが振動する（Θ＝θ，Δ＝δ）。したがって、例えば図７（Ａ）の状態ではΘ＝Δ＝０°である。

次に、任意の多角形の面積をその多角形の辺又は対角線の長さ（つまり頂点間距離）から算出する方法を説明する。多角形をｎ角形とすると（３≦ｎ）、ｎ角形は対角線によってｎ−２個の三角形に分けることができる。そこで、対象となる多角形を、所定の頂点を一端点とする対角線で複数の三角形に分割する。例えば、図１０に示す六角形ＡＢＣＤＥＦの場合、頂点Ａを一端点とする対角線ＡＣ，ＡＤ，ＡＥで六角形ＡＢＣＤＥＦを４つの三角形ＡＢＣ，ＡＣＤ，ＡＤＥ，ＡＥＦに分割する。頂点Ａを共有する４つの三角形ＡＢＣ，ＡＣＤ，ＡＤＥ，ＡＥＦの面積をそれぞれＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とすると、図１０に示す六角形ＡＢＣＤＥＦの面積Ｓは、式：Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４で表される。

分割された三角形の面積をヘロンの公式により算出する。例えば図１１に示すように、３辺の長さがａ，ｂ，ｃの三角形の面積Ｓ０は、以下のヘロンの公式で算出することができる。
Ｓ０＝√（ｓ０（ｓ０−ａ）（ｓ０−ｂ）（ｓ０−ｃ））
ｓ０＝（ａ＋ｂ＋ｃ）／２

図１０に示す六角形ＡＢＣＤＥＦの場合、４つの三角形ＡＢＣ，ＡＣＤ，ＡＤＥ，ＡＥＦの各３辺の長さは、前述したように各頂点座標から算出することができるので、各三角形ＡＢＣ，ＡＣＤ，ＡＤＥ，ＡＥＦの面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は以下の式で表され、六角形ＡＢＣＤＥＦの面積Ｓは前記式：Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）で表される。
Ｓ１＝√（ｓ１（ｓ１−ＬＡＢ）（ｓ１−ＬＢＣ）（ｓ１−ＬＡＣ））
ｓ１＝（ＬＡＢ＋ＬＢＣ＋ＬＡＣ）／２
Ｓ２＝√（ｓ２（ｓ２−ＬＡＣ）（ｓ２−ＬＣＤ）（ｓ２−ＬＡＤ））
ｓ２＝（ＬＡＣ＋ＬＣＤ＋ＬＡＤ）／２
Ｓ３＝√（ｓ３（ｓ３−ＬＡＤ）（ｓ３−ＬＤＥ）（ｓ３−ＬＡＥ））
ｓ３＝（ＬＡＤ＋ＬＤＥ＋ＬＡＥ）／２
Ｓ４＝√（ｓ４（ｓ４−ＬＡＥ）（ｓ４−ＬＥＦ）（ｓ４−ＬＦＡ））
ｓ４＝（ＬＡＥ＋ＬＥＦ＋ＬＦＡ）／２

図１２に、レーザ測距装置１の使用例を示す。非接触で容易に面積を測定したい用途として、土地計測等が挙げられる。図１２では、四角形ＡＢＣＤの土地の面積を非接触で測定するとともに、四角形ＡＢＣＤを地面に描画表示する状態を示している。四角形ＡＢＣＤは２つの三角形ＡＢＣ，ＡＣＤに分割されており、各面積Ｓ１，Ｓ２は以下の式で表され、四角形ＡＢＣＤの面積Ｓは、式：Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２で表される。
Ｓ１＝√（ｓ１（ｓ１−ＬＡＢ）（ｓ１−ＬＢＣ）（ｓ１−ＬＡＣ））
ｓ１＝（ＬＡＢ＋ＬＢＣ＋ＬＡＣ）／２
Ｓ２＝√（ｓ２（ｓ２−ＬＡＣ）（ｓ２−ＬＣＤ）（ｓ２−ＬＡＤ））
ｓ２＝（ＬＡＣ＋ＬＣＤ＋ＬＡＤ）／２

レーザ測距装置１は、上記のように土地の面積を測定する場合に限らず、他の用途にも応用可能である。例えば、オフィスのフロアでレイアウト変更を行う場合に、床面や壁面の面積を測定するのに便利である。また、２次元走査が可能なので、前述したように数値，文字，記号等を描画したり、土地計測の場合には環境画像（木，石，山，川等）等、フロアレイアウトの場合には机，棚，椅子等を描画したりすることもできる。なお、面積測定の場合、奥行方向の凹凸は誤差になるので、測定対象物１０はなるべく平面であることが好ましい。

以上説明したように、このレーザ測距装置１は、２次元走査が可能なスキャナ３で測定対象物１０上の任意の多角形の頂点を照射する構成になっているため、煩雑な測定作業が不要である。したがって、簡単な測定作業で任意の多角形の面積を非接触で測定することができる。また、面積を測定したい多角形に関して、その多角形又は多角形の頂点を可視光の２次元走査により測定対象物１０上に描画表示する構成になっているため、測定したい箇所を目視確認しながら測定することができる。多角形の頂点位置の指定をボタン操作で行うことができるので、必要に応じて測定ポイントを少なくすることにより、演算処理に要する時間を短縮することも可能である。

１レーザ測距装置
２レーザダイオード（投光部）
３２次元スキャナ
３ａミラー
４照射窓
５受光レンズ
６フォトダイオード（受光部）
７演算制御部
８表示部
９操作部
９ａ決定ボタン
９ｂ右シフトボタン
９ｃ左シフトボタン
９ｄ伸長ボタン
９ｅ短縮ボタン
９ｆ上シフトボタン
９ｇ下シフトボタン
１０測定対象物
Ｌｉ照射光（レーザ光）
Ｌｒ反射光（レーザ光）

Claims

測定対象物上の任意の多角形の面積を非接触で測定するレーザレーダ方式の測距装置であって、
レーザ光を射出する投光部と、前記投光部からのレーザ光を偏向させて前記測定対象物上の任意の多角形の頂点を照射し、かつ、前記任意の多角形を含む平面上での２次元走査を行うことが可能なスキャナと、前記任意の多角形の頂点で反射したレーザ光を受光して信号を出力する受光部と、前記受光部からの出力信号と前記スキャナの動作情報を用いて前記任意の多角形の面積を算出する演算制御部と、を有し、
前記投光部がレーザ光として可視光を射出するレーザダイオードから成り、前記スキャナが前記任意の多角形又は多角形の頂点を前記可視光の２次元走査により測定対象物上に描画表示することを特徴とするレーザ測距装置。
前記描画表示を行うために、前記レーザダイオードの発光タイミングと、前記スキャナの振り角度と、のうちの少なくとも一方を前記演算制御部が制御することを特徴とする請求項１記載のレーザ測距装置。
測定対象物上の任意の多角形の面積を非接触で測定するレーザレーダ方式の測距装置であって、
レーザ光を射出する投光部と、前記投光部からのレーザ光を偏向させて前記測定対象物上の任意の多角形の頂点を照射し、かつ、前記任意の多角形を含む平面上での２次元走査を行うことが可能なスキャナと、前記任意の多角形の頂点で反射したレーザ光を受光して信号を出力する受光部と、前記受光部からの出力信号と前記スキャナの動作情報を用いて前記任意の多角形の面積を算出する演算制御部と、を有し、
前記投光部が、レーザ光として赤外光を射出する赤外レーザダイオードと、レーザ光として可視光を射出する可視光レーザダイオードと、から成り、前記スキャナが前記任意の多角形又は多角形の頂点を前記可視光の２次元走査により測定対象物上に描画表示することを特徴とするレーザ測距装置。
前記描画表示を行うために、前記可視光レーザダイオードの発光タイミングと、前記スキャナの振り角度と、のうちの少なくとも一方を前記演算制御部が制御することを特徴とする請求項３記載のレーザ測距装置。
前記演算制御部が、前記任意の多角形の面積をその多角形の辺又は対角線の長さから算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ測距装置。
前記演算制御部が、レーザ光の偏向位置から前記多角形の各頂点までの距離をＴＯＦ方式で測定し、レーザ光の偏向位置と前記辺又は対角線の両端とを結ぶ線分により挟まれた角度を前記２次元スキャナの振り角度から検出し、前記レーザ光の偏向位置から前記多角形の各頂点までの距離と、レーザ光の偏向位置と前記辺又は対角線の両端とを結ぶ線分により挟まれた角度と、から前記辺又は対角線の長さを算出することを特徴とする請求項５記載のレーザ測距装置。
前記スキャナがミラーでレーザ光を偏向反射させる２次元スキャナであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザ測距装置。