JP6260418B2 - Distance measuring device, distance measuring method, and distance measuring program - Google Patents

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Description

本件は、距離測定装置、距離測定方法および距離測定プログラムに関する。   This case relates to a distance measuring device, a distance measuring method, and a distance measuring program.

近年、距離測定装置(レーザレーダ)は、対象物までの距離計測だけでなく、自動車における障害物検知をはじめ、鉄道のホームにおける車両と開閉扉間の人検知などの周辺監視を目的にさまざまなシーンで利用されている。   In recent years, distance measuring devices (laser radars) have been used for various purposes, not only for measuring distances to objects, but also for detecting obstacles in automobiles and for detecting people between vehicles and doors in railway platforms. It is used in the scene.

特許文献1は、レーザ光を適当な発散角に絞るとともに、レーザ光の車両の所定方向の障害物にて反射される第1の反射光を集光する作用を共用した光学手段と、第1の反射光を受光せず、レーザ光のこの光学手段に反射される第2の反射光を受光するモニタ用光学素子と、モニタ用受光素子の出力信号を受光素子の出力信号から減ずることで、誤検知防止対策を行う技術を開示している。   Patent Document 1 discloses a first optical means that combines the function of condensing the first reflected light of the laser light reflected by an obstacle in a predetermined direction of the vehicle while narrowing the laser light to an appropriate divergence angle. The monitor optical element that receives the second reflected light reflected by the optical means of the laser light and the output signal of the monitor light receiving element is subtracted from the output signal of the light receiving element, A technology for preventing false detection is disclosed.

特許文献2は、検知領域に検知すべき反射物が存在しない場合にレーザレーダセンサ5の受光素子83から出力される受光信号を所定個数積算した積算信号をノイズ基準値として記録し、検知領域内の反射物を検出する際には差分演算ブロック92において積算信号からノイズ基準値を減算することにより、ノイズ成分を除去する技術を開示している。   Patent Document 2 records an integrated signal obtained by integrating a predetermined number of received light signals output from the light receiving element 83 of the laser radar sensor 5 when there is no reflecting object to be detected in the detection area as a noise reference value. A technique for removing a noise component by subtracting a noise reference value from an integrated signal in a difference calculation block 92 when detecting a reflection object is disclosed.

特公平3−26793号公報Japanese Patent Publication No. 3-26793 特開2005−257405号公報JP 2005-257405 A

しかしながら、レンズからの反射光は、レーザの照射角度によって異なる。したがって、特許文献1,2の技術では、レンズでの反射に起因する誤測定がなされるおそれがある。   However, the reflected light from the lens varies depending on the irradiation angle of the laser. Therefore, in the techniques of Patent Documents 1 and 2, there is a risk of erroneous measurement due to reflection at the lens.

1つの側面では、本発明は、レンズでの反射に起因する誤測定を軽減することができる距離測定装置、距離測定方法および距離測定プログラムを提供することを目的とする。   In one aspect, an object of the present invention is to provide a distance measurement device, a distance measurement method, and a distance measurement program that can reduce erroneous measurement caused by reflection at a lens.

1つの態様では、距離測定装置は、レーザ光をレンズに照射する照射角度を変更可能な角度変更部と、前記レンズを透過して測距対象で反射して戻る前記レーザ光の戻り光を、前記レンズを介して受光する受光素子と、前記レンズにおける前記レーザ光が入射する側の面の反射の影響を前記照射角度に応じて取得する取得部と、前記取得部が取得した前記反射の影響を用いて、前記受光素子が出力する信号を補正する補正部と、を備える。   In one aspect, the distance measuring device includes an angle changing unit capable of changing an irradiation angle for irradiating the lens with laser light, and a return light of the laser light that passes through the lens and is reflected by the distance measuring object. A light receiving element that receives light through the lens, an acquisition unit that acquires an influence of reflection on a surface of the lens on which the laser light is incident, according to the irradiation angle, and an influence of the reflection that the acquisition unit acquires. And a correction unit that corrects a signal output from the light receiving element.

レンズでの反射に起因する誤測定を軽減することができる。   Incorrect measurement due to reflection at the lens can be reduced.

比較例に係る距離測定装置の概略図である。It is the schematic of the distance measuring device which concerns on a comparative example. TOF方式の説明図である。It is explanatory drawing of a TOF system. 反射光と戻り光との関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship between reflected light and return light. 照射角度と反射光量との関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship between an irradiation angle and the amount of reflected light. 実施例1に係る距離測定装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a distance measuring apparatus according to Embodiment 1. FIG. テーブル記憶部が記憶しているテーブルを例示する図である。It is a figure which illustrates the table which the table storage part has memorized. フローチャートの一例である。It is an example of a flowchart. 実施例2に係る距離測定装置の概略図である。6 is a schematic diagram of a distance measuring apparatus according to Embodiment 2. FIG. フローチャートの一例である。It is an example of a flowchart. 演算部の他のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the other hardware constitutions of a calculating part.

実施例の説明に先立って、距離測定装置の概略について説明する。   Prior to the description of the embodiments, an outline of the distance measuring device will be described.

図1は、比較例に係る距離測定装置200の概略図である。図1で例示するように、距離測定装置200は、発光素子11、コリメートレンズ12、ミラー13、2次元走査ミラー14、拡大レンズ15、集光レンズ16、受光素子17などを備える。   FIG. 1 is a schematic diagram of a distance measuring device 200 according to a comparative example. As illustrated in FIG. 1, the distance measuring device 200 includes a light emitting element 11, a collimating lens 12, a mirror 13, a two-dimensional scanning mirror 14, a magnifying lens 15, a condenser lens 16, and a light receiving element 17.

発光素子11は、レーザ光を出射する装置であり、一例としてパルス光を出射する。コリメートレンズ12は、発光素子11が出射するレーザ光の広がりを抑制して、平行光とする。ミラー13は、中央部に孔が形成された孔開きミラーである。ミラー13の角度は、距離測定装置200内において固定されている。コリメートレンズ12が出射するレーザ光は、ミラー13の孔を通過する。   The light emitting element 11 is a device that emits laser light, and emits pulsed light as an example. The collimating lens 12 suppresses the spread of the laser light emitted from the light emitting element 11 to make parallel light. The mirror 13 is a perforated mirror having a hole formed in the center. The angle of the mirror 13 is fixed in the distance measuring device 200. Laser light emitted from the collimating lens 12 passes through a hole in the mirror 13.

2次元走査ミラー14は、外部からの指示に従って角度が変化するミラーである。例えば、2次元走査ミラー14として、MEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラー、ガルバノミラー等を用いることができる。ミラー13の孔を通過するレーザ光は、2次元走査ミラー14の回転角度に応じて偏向される。拡大レンズ15は、2次元走査ミラー14で変更された光の角度をさらに拡大する。この2次元走査ミラー14の走査により、レーザ光の拡大レンズ15に対する入射角度が変更される。拡大レンズ15から出射されたレーザ光は、測距対象に照射され、散乱(反射)され、広がりを持って拡大レンズ15に戻る。この戻り光は、拡大レンズ15を通過し、2次元走査ミラー14で反射され、ミラー13で反射され、集光レンズ16で集光され、受光素子17で受光される。このように、距離測定装置200においては、出射されるレーザ光および戻り光が同じ拡大レンズ15を通過する同軸光学系が採用されている。   The two-dimensional scanning mirror 14 is a mirror whose angle changes in accordance with an instruction from the outside. For example, a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror, a galvanometer mirror, or the like can be used as the two-dimensional scanning mirror 14. The laser light passing through the hole of the mirror 13 is deflected according to the rotation angle of the two-dimensional scanning mirror 14. The magnifying lens 15 further magnifies the angle of the light changed by the two-dimensional scanning mirror 14. The incident angle of the laser beam with respect to the magnifying lens 15 is changed by the scanning of the two-dimensional scanning mirror 14. The laser light emitted from the magnifying lens 15 is irradiated on the object to be measured, scattered (reflected), and returns to the magnifying lens 15 with a spread. The return light passes through the magnifying lens 15, is reflected by the two-dimensional scanning mirror 14, is reflected by the mirror 13, is collected by the condenser lens 16, and is received by the light receiving element 17. Thus, the distance measuring device 200 employs a coaxial optical system in which emitted laser light and return light pass through the same magnifying lens 15.

距離測定装置200は、TOF(Time OF Flight)方式を採用することによって、測距対象までの距離を測定する。図2は、TOF方式の説明図である。図2で例示するように、距離測定装置200は、発光素子11がレーザ光をパルス出射して戻り光が測距対象から戻ってくるまでの往復時間(ΔT)を計測し、光速を乗算することによって、測距対象までの距離を算出する。   The distance measuring apparatus 200 measures the distance to the distance measurement object by adopting a TOF (Time of Flight) method. FIG. 2 is an explanatory diagram of the TOF method. As illustrated in FIG. 2, the distance measuring device 200 measures a round-trip time (ΔT) from when the light emitting element 11 emits a pulse of laser light until the return light returns from the object to be measured, and multiplies the speed of light. Thus, the distance to the object to be measured is calculated.

距離測定装置200においては、拡大レンズ15の裏面(2次元走査ミラー14側)で反射される光(以下、反射光)の一部等が直接に、あるいは他の部材において反射された後に、ノイズ光として受光素子17に入射する可能性がある。このようなノイズ光は、受光素子17におけるS/Nを低下させる要因となる。反射光対策として、一般に反射防止処理を施すことが考えられる。しかしながら、拡大レンズ15に入射したレーザ光の強度に対して10−3程度の強度の裏面反射光が生じることは避けられない。一方、受光素子17が検知しなければならない戻り光の強度は、照射されるレーザ光の強度の10−8程度まで減衰されている場合がある。したがって、反射防止処理を施しただけでは、距離測定に多大な悪影響が及ぶ可能性がある。 In the distance measuring device 200, noise is reflected directly or after a part of light reflected on the rear surface (two-dimensional scanning mirror 14 side) of the magnifying lens 15 (hereinafter referred to as reflected light) is reflected by another member. There is a possibility of entering the light receiving element 17 as light. Such noise light becomes a factor of reducing the S / N in the light receiving element 17. As a countermeasure against reflected light, it is generally considered to apply an antireflection treatment. However, it is inevitable that back surface reflected light having an intensity of about 10 −3 relative to the intensity of the laser light incident on the magnifying lens 15 is generated. On the other hand, the intensity of the return light that the light receiving element 17 must detect may be attenuated to about 10 −8 of the intensity of the irradiated laser light. Therefore, if only the antireflection treatment is performed, there is a possibility that the distance measurement may have a great adverse effect.

さらに、図3で例示するように、TOF方式では、測距対象物が近距離にある場合、反射光と戻り光との間で、波形を分離することが困難となる。そこで、あらかじめ反射波形をAD変換によりデジタル的に取り込んでメモリし、デジタル的に取り込んだ測定波形から差分することで補正を行うことが考えられる。しかしながら、この技術では、レンズでの反射に起因する誤測定がなされるおそれがある。   Furthermore, as illustrated in FIG. 3, in the TOF method, it is difficult to separate the waveform between the reflected light and the return light when the object to be measured is at a short distance. Therefore, it is conceivable to perform correction by taking a reflected waveform digitally by AD conversion in advance and storing it, and subtracting it from the measured waveform taken digitally. However, with this technique, there is a risk of erroneous measurement due to reflection at the lens.

ここで、図4で例示するように、レンズからの反射光がレーザの照射角度に応じて異なることを新規に見出した。これにより、走査角度の変化によってレンズからの反射光の大きさが変化してしまうため、1つの波形をメモリするだけでは、レンズでの反射に起因する誤測定がなされるおそれがあることがわかった。以下の実施例では、レンズでの反射に起因する誤測定を軽減することができる距離測定装置、距離測定方法および距離測定プログラムについて説明する。   Here, as illustrated in FIG. 4, it was newly found that the reflected light from the lens varies depending on the irradiation angle of the laser. As a result, the size of the reflected light from the lens changes due to the change in the scanning angle, so it is understood that erroneous measurement due to reflection at the lens may be made by storing only one waveform. It was. In the following embodiments, a distance measurement device, a distance measurement method, and a distance measurement program that can reduce erroneous measurement caused by reflection at a lens will be described.

図5は、実施例1に係る距離測定装置100の概略図である。図5で例示するように、距離測定装置100は、投受光一体ユニット10および演算部20を備える。投受光一体ユニット10は、発光素子11、コリメートレンズ12、ミラー13、2次元走査ミラー14、拡大レンズ15、集光レンズ16、受光素子17、受光素子18などを備える。演算部20は、変換回路21、変換回路22、ミラー位置検出回路23、テーブル記憶部24、増幅回路25、増幅回路26、差分回路27、計測回路28などを備える。   FIG. 5 is a schematic diagram of the distance measuring apparatus 100 according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 5, the distance measuring device 100 includes a light projecting / receiving unit 10 and a calculation unit 20. The light projecting / receiving integrated unit 10 includes a light emitting element 11, a collimating lens 12, a mirror 13, a two-dimensional scanning mirror 14, a magnifying lens 15, a condensing lens 16, a light receiving element 17, a light receiving element 18, and the like. The calculation unit 20 includes a conversion circuit 21, a conversion circuit 22, a mirror position detection circuit 23, a table storage unit 24, an amplification circuit 25, an amplification circuit 26, a difference circuit 27, a measurement circuit 28, and the like.

図1の距離測定装置200と同じ構成については、同じ符号を付すことによって説明を省略する。受光素子18は、光電変換を行うフォトダイオードなどであり、コリメートレンズ12を通過したレーザ光がミラー13の孔を通過する際に孔部で散乱した光を受光する。すなわち、受光素子18は、拡大レンズ15の裏面における反射の影響を受けていないレーザ光を検出することができる。   About the same structure as the distance measuring device 200 of FIG. 1, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol. The light receiving element 18 is a photodiode that performs photoelectric conversion, and receives light scattered by the hole when the laser light that has passed through the collimator lens 12 passes through the hole of the mirror 13. That is, the light receiving element 18 can detect laser light that is not affected by the reflection on the back surface of the magnifying lens 15.

受光素子17が出力する光電流は、変換回路21に入力される。変換回路21は、入力される光電流を電圧信号に変換し、増幅回路25に入力する。受光素子18が出力する光電流は、変換回路22に入力される。変換回路22は、入力される光電流を電圧信号に変換し、増幅回路26に入力する。ミラー位置検出回路23は、2次元走査ミラー14の位置(拡大レンズ15に対するレーザ光の照射角度)を検出し、その検出結果をテーブル記憶部24に入力する。   The photocurrent output from the light receiving element 17 is input to the conversion circuit 21. The conversion circuit 21 converts the input photocurrent into a voltage signal and inputs the voltage signal to the amplifier circuit 25. The photocurrent output from the light receiving element 18 is input to the conversion circuit 22. The conversion circuit 22 converts the input photocurrent into a voltage signal and inputs the voltage signal to the amplifier circuit 26. The mirror position detection circuit 23 detects the position of the two-dimensional scanning mirror 14 (laser beam irradiation angle with respect to the magnifying lens 15), and inputs the detection result to the table storage unit 24.

テーブル記憶部24は、2次元走査ミラー14の位置とそれに関連付けられた増幅率とをテーブルとして格納している。テーブル記憶部24は、ミラー位置検出回路23から入力された位置に対応する増幅率を、増幅回路25と増幅回路26とに個別に入力する。これらの増幅率は、距離測定装置100の周りに対象物が無い(測距対象物が所定の距離以上存在しない)場合の受光素子17および受光素子18の光電流が同じまたは差分が所定値以下となるような増幅率である。これらの増幅率については、事前に取得しておくことができる。   The table storage unit 24 stores the position of the two-dimensional scanning mirror 14 and the amplification factor associated therewith as a table. The table storage unit 24 individually inputs the amplification factor corresponding to the position input from the mirror position detection circuit 23 to the amplification circuit 25 and the amplification circuit 26. These gains are the same as or different from each other in the photocurrents of the light receiving element 17 and the light receiving element 18 when there is no object around the distance measuring device 100 (the object to be measured does not exist more than a predetermined distance). The amplification factor is such that These amplification factors can be acquired in advance.

図6は、テーブル記憶部24が記憶しているテーブルを例示する図である。図6で例示するように、2次元走査ミラー14の垂直側走査角度と水平側走査角度とに対応させて、増幅率が格納されている。垂直側走査角度および水平側走査角度は、レーザ光の拡大レンズ15に対する照射角度を決定する因子である。なお、図6の例では、増幅回路25および増幅回路26のいずれか一方の増幅率だけ格納されているが、2次元走査ミラー14の垂直側走査角度と水平側走査角度とに対応させて、増幅回路25および増幅回路26の両方の増幅率が個別に格納されていてもよい。また、テーブルではなく、2次元走査ミラー14の角度を変数とする数式に従って、増幅回路25,26の両方の増幅率、または増幅回路25,26のいずれか一方の増幅率を算出してもよい。   FIG. 6 is a diagram illustrating a table stored in the table storage unit 24. As illustrated in FIG. 6, the amplification factor is stored in correspondence with the vertical scanning angle and the horizontal scanning angle of the two-dimensional scanning mirror 14. The vertical scanning angle and the horizontal scanning angle are factors that determine the irradiation angle of the laser light to the magnifying lens 15. In the example of FIG. 6, only the amplification factor of either the amplification circuit 25 or the amplification circuit 26 is stored, but in correspondence with the vertical side scanning angle and the horizontal side scanning angle of the two-dimensional scanning mirror 14, The amplification factors of both the amplifier circuit 25 and the amplifier circuit 26 may be stored separately. Further, the amplification factor of both the amplification circuits 25 and 26 or the amplification factor of either one of the amplification circuits 25 and 26 may be calculated according to a mathematical expression using the angle of the two-dimensional scanning mirror 14 as a variable instead of the table. .

増幅回路25から出力される電圧信号および増幅回路26から出力される電圧信号は、差分回路27に入力される。差分回路27は、増幅回路25が出力する電圧信号から増幅回路26が出力する電圧信号を減じて差分を得ることによって、補正信号を取得する。取得された補正信号は、計測回路28に入力される。計測回路28は、入力された補正信号を用いて、測距対象物までの距離測定を行う。   The voltage signal output from the amplifier circuit 25 and the voltage signal output from the amplifier circuit 26 are input to the difference circuit 27. The difference circuit 27 obtains a correction signal by subtracting the voltage signal output from the amplifier circuit 26 from the voltage signal output from the amplifier circuit 25 to obtain a difference. The acquired correction signal is input to the measurement circuit 28. The measurement circuit 28 measures the distance to the distance measurement object using the input correction signal.

図7は、以上の動作の一例をフローチャートとして表したものである。図7のフローチャートは、2次元走査ミラー14の位置が変更されるタイミングと同期して実行される。まず、ミラー位置検出回路23は、2次元走査ミラー14の位置を検出する(ステップS1)。次に、発光素子11は、パルス光を出射する(ステップS2)。次に、計測回路28は、時間計測を開始する(ステップS3)。   FIG. 7 shows an example of the above operation as a flowchart. The flowchart in FIG. 7 is executed in synchronization with the timing at which the position of the two-dimensional scanning mirror 14 is changed. First, the mirror position detection circuit 23 detects the position of the two-dimensional scanning mirror 14 (step S1). Next, the light emitting element 11 emits pulsed light (step S2). Next, the measurement circuit 28 starts time measurement (step S3).

次に、受光素子17および受光素子18が出力する光電流が、それぞれ変換回路21および変換回路22で電圧信号に変換される(ステップS4)。一方、ステップS2〜S4と並行して、テーブル記憶部24は、ミラー位置検出回路23が取得した位置に対応する増幅率を取得し、増幅回路25および増幅回路26に入力する(ステップS5)。   Next, the photocurrents output from the light receiving element 17 and the light receiving element 18 are converted into voltage signals by the conversion circuit 21 and the conversion circuit 22, respectively (step S4). On the other hand, in parallel with steps S2 to S4, the table storage unit 24 acquires the amplification factor corresponding to the position acquired by the mirror position detection circuit 23 and inputs it to the amplification circuit 25 and the amplification circuit 26 (step S5).

ステップS4およびステップS5の実行後、増幅回路25および増幅回路26は、それぞれ電圧信号を増幅する(ステップS6)。次に、差分回路27は、増幅回路25が出力する電圧信号と増幅回路26が出力する電圧信号とから補正信号を取得し(ステップS7)、計測回路28に入力する(ステップS8)。計測回路28は、入力された補正信号を用いて、測距対象物までの距離測定を行う(ステップS9)。ステップS9の実行後、2次元走査ミラー2の角度が変更されるタイミングでステップS1から再度実行される。   After execution of step S4 and step S5, the amplifier circuit 25 and the amplifier circuit 26 amplify the voltage signal, respectively (step S6). Next, the difference circuit 27 acquires a correction signal from the voltage signal output from the amplifier circuit 25 and the voltage signal output from the amplifier circuit 26 (step S7), and inputs the correction signal to the measurement circuit 28 (step S8). The measurement circuit 28 measures the distance to the distance measurement object using the input correction signal (step S9). After the execution of step S9, the process is executed again from step S1 at the timing when the angle of the two-dimensional scanning mirror 2 is changed.

本実施例によれば、拡大レンズ15に対するレーザ光の照射角度に応じて増幅回路25,26の少なくともいずれか一方の増幅率を取得することによって、拡大レンズ15の裏面の反射の影響を取得することができる。取得した反射の影響を用いて受光素子17の出力信号が補正されるため、拡大レンズ15での反射に起因する誤測定を軽減することができる。   According to the present embodiment, the influence of the reflection on the back surface of the magnifying lens 15 is obtained by obtaining the amplification factor of at least one of the amplification circuits 25 and 26 according to the irradiation angle of the laser beam to the magnifying lens 15. be able to. Since the output signal of the light receiving element 17 is corrected using the acquired influence of reflection, erroneous measurement caused by reflection at the magnifying lens 15 can be reduced.

図8は、実施例2に係る距離測定装置100aの概略図である。図8で例示するように、距離測定装置100aが図5の距離測定装置100と異なる点は、投受光一体ユニット10の代わりに投受光一体ユニット10aを備え、演算部20の代わりに演算部20aを備える点である。投受光一体ユニット10aが投受光一体ユニット10と異なる点は、受光素子18を備えていない点である。演算部20aが演算部20と異なる点は、変換回路22の代わりに、駆動電流モニタ回路29および波形補正回路30を備える点である。図5の距離測定装置100と同じ構成については、同じ符号を付すことによって説明を省略する。   FIG. 8 is a schematic diagram of a distance measuring apparatus 100a according to the second embodiment. As illustrated in FIG. 8, the distance measuring device 100 a is different from the distance measuring device 100 of FIG. 5 in that the light projecting / receiving unit 10 a is provided instead of the light projecting / receiving unit 10, and the computing unit 20 a is used instead of the computing unit 20. It is a point provided with. The light emitting / receiving unit 10a is different from the light projecting / receiving unit 10 in that the light receiving element 18 is not provided. The difference between the calculation unit 20 a and the calculation unit 20 is that a drive current monitor circuit 29 and a waveform correction circuit 30 are provided instead of the conversion circuit 22. About the same structure as the distance measuring device 100 of FIG. 5, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

駆動電流モニタ回路29は、発光素子11を駆動するための駆動回路から発光素子11に入力される駆動電流を検出する。それにより、実施例1の受光素子18を設けなくても、拡大レンズ15の裏面における反射の影響を受けていない出射光を検出することができる。波形補正回路30は、駆動電流モニタ回路29が検出する駆動電流に基づいて、発光素子11の出力波形を光電変換することによって得られる光電流を変換した電圧信号を出力する。出力された電圧信号は、増幅回路26に入力される。その他の動作については、実施例1と同様である。   The drive current monitor circuit 29 detects a drive current input to the light emitting element 11 from a drive circuit for driving the light emitting element 11. Thereby, even if the light receiving element 18 of Example 1 is not provided, it is possible to detect the emitted light that is not affected by the reflection on the back surface of the magnifying lens 15. The waveform correction circuit 30 outputs a voltage signal obtained by converting the photocurrent obtained by photoelectrically converting the output waveform of the light emitting element 11 based on the drive current detected by the drive current monitor circuit 29. The output voltage signal is input to the amplifier circuit 26. Other operations are the same as those in the first embodiment.

図9は、以上の動作の一例をフローチャートとして表したものである。図9のフローチャートが図7のフローチャートと異なる点は、ステップS4の代わりにステップS4aが実行される点である。ステップS4aでは、受光素子17が出力する光電流が変換回路21で電圧信号に変換されるとともに、発光素子11の出力波形を光電変換することによって得られる光電流を変換した電圧信号を波形補正回路30が出力する。   FIG. 9 shows an example of the above operation as a flowchart. The flowchart of FIG. 9 differs from the flowchart of FIG. 7 in that step S4a is executed instead of step S4. In step S4a, the photocurrent output from the light receiving element 17 is converted into a voltage signal by the conversion circuit 21, and the voltage signal obtained by converting the photocurrent obtained by photoelectrically converting the output waveform of the light emitting element 11 is converted into a waveform correction circuit. 30 is output.

本実施例においても、拡大レンズ15に対するレーザ光の照射角度に応じて増幅回路25,26の少なくともいずれか一方の増幅率を取得することによって、拡大レンズ15の裏面の反射の影響を取得することができる。取得した反射の影響を用いて受光素子17の出力信号が補正されるため、拡大レンズ15での反射に起因する誤測定を軽減することができる。   Also in the present embodiment, the influence of the reflection on the back surface of the magnifying lens 15 is obtained by obtaining the amplification factor of at least one of the amplifier circuits 25 and 26 according to the irradiation angle of the laser beam to the magnifying lens 15. Can do. Since the output signal of the light receiving element 17 is corrected using the acquired influence of reflection, erroneous measurement caused by reflection at the magnifying lens 15 can be reduced.

上記各実施例において、2次元走査ミラー14が、レーザ光をレンズに照射する照射角度を変更可能な角度変更部として機能する。受光素子17が、レンズを透過して測距対象で反射して戻るレーザ光の戻り光を、当該レンズを介して受光する受光素子として機能する。ミラー位置検出回路23およびテーブル記憶部24が、レンズにおけるレーザ光が入射する側の面の反射の影響を照射角度に応じて取得する取得部として機能する。増幅回路25,26および差分回路27が、取得部が取得した反射の影響を用いて、受光素子が出力する信号を補正する補正部として機能する。   In each of the above-described embodiments, the two-dimensional scanning mirror 14 functions as an angle changing unit that can change the irradiation angle at which the lens is irradiated with laser light. The light receiving element 17 functions as a light receiving element that receives the return light of the laser beam that is transmitted through the lens and reflected and returned from the object to be measured via the lens. The mirror position detection circuit 23 and the table storage unit 24 function as an acquisition unit that acquires the influence of reflection on the surface of the lens on the side on which the laser light is incident, according to the irradiation angle. The amplifier circuits 25 and 26 and the difference circuit 27 function as a correction unit that corrects a signal output from the light receiving element using the influence of reflection acquired by the acquisition unit.

(他の例)
図10は、演算部20,20aの他のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。図10を参照して、演算部20,20aは、CPU101、RAM102、記憶装置103、インタフェース104などを備える。これらの各機器は、バスなどによって接続されている。CPU(Central Processing Unit)101は、中央演算処理装置である。CPU101は、1以上のコアを含む。RAM(Random Access Memory)102は、CPU101が実行するプログラム、CPU101が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置103は、不揮発性記憶装置である。記憶装置103として、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ(SSD)、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。CPU101が距離測定プログラムを実行することによって、距離測定装置100に演算部20が実現され、または距離測定装置100aに演算部20aが実現される。
(Other examples)
FIG. 10 is a block diagram for explaining another hardware configuration of the arithmetic units 20 and 20a. Referring to FIG. 10, the arithmetic units 20 and 20a include a CPU 101, a RAM 102, a storage device 103, an interface 104, and the like. Each of these devices is connected by a bus or the like. A CPU (Central Processing Unit) 101 is a central processing unit. The CPU 101 includes one or more cores. A RAM (Random Access Memory) 102 is a volatile memory that temporarily stores programs executed by the CPU 101, data processed by the CPU 101, and the like. The storage device 103 is a nonvolatile storage device. As the storage device 103, for example, a ROM (Read Only Memory), a solid state drive (SSD) such as a flash memory, a hard disk driven by a hard disk drive, or the like can be used. When the CPU 101 executes the distance measurement program, the calculation unit 20 is realized in the distance measurement device 100, or the calculation unit 20a is realized in the distance measurement device 100a.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

10 投受光一体ユニット
11 発光素子
12 コリメートレンズ
13 ミラー
14 2次元走査ミラー
15 拡大レンズ
16 集光レンズ
17,18 受光素子
20 演算部
21,22 変換回路
23 ミラー位置検出回路
24 テーブル記憶部
25,26 増幅回路
27 差分回路
28 計測回路
100 距離測定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light emitting / receiving integrated unit 11 Light emitting element 12 Collimating lens 13 Mirror 14 Two-dimensional scanning mirror 15 Magnifying lens 16 Condensing lens 17, 18 Light receiving element 20 Arithmetic unit 21, 22 Conversion circuit 23 Mirror position detection circuit 24 Table storage unit 25, 26 Amplifier circuit 27 Difference circuit 28 Measuring circuit 100 Distance measuring device

Claims (8)

レーザ光をレンズに照射する照射角度を変更可能な角度変更部と、
前記レンズを透過して測距対象で反射して戻る前記レーザ光の戻り光を、前記レンズを介して受光する受光素子と、
前記レンズにおける前記レーザ光が入射する側の面の反射の影響を前記照射角度に応じて取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記反射の影響を用いて、前記受光素子が出力する信号を補正する補正部と、を備えることを特徴とする距離測定装置。
An angle changing unit capable of changing an irradiation angle at which the lens is irradiated with laser light;
A light-receiving element that receives the return light of the laser light that passes through the lens and is reflected and returned from the object to be measured, via the lens;
An acquisition unit that acquires an influence of reflection of a surface of the lens on which the laser beam is incident according to the irradiation angle;
A distance measurement apparatus comprising: a correction unit that corrects a signal output from the light receiving element using the influence of the reflection acquired by the acquisition unit.
前記取得部は、前記反射の影響と前記照射角度とを対応させて格納したテーブルから、前記照射角度に対応する前記反射の影響を取得することを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。   The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires the influence of reflection corresponding to the irradiation angle from a table that stores the influence of reflection and the irradiation angle in association with each other. 前記取得部は、前記反射の影響として、前記レーザ光の光量を前記照射角度に応じて補正することによって得られた補正光量を取得し、
前記補正部は、前記戻り光の光量から前記補正光量を減ずることによって、前記受光素子が出力する信号を補正することを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
The acquisition unit acquires a correction light amount obtained by correcting the light amount of the laser light according to the irradiation angle as an influence of the reflection,
The distance measuring device according to claim 1, wherein the correction unit corrects a signal output from the light receiving element by subtracting the correction light amount from a light amount of the return light.
前記取得部は、前記レーザ光が前記レンズに入射する前の光の一部を用いて前記補正光量を取得することを特徴とする請求項3記載の距離測定装置。   The distance measuring device according to claim 3, wherein the acquisition unit acquires the correction light amount using a part of the light before the laser light enters the lens. 前記取得部は、前記レーザ光を射出する発光素子の駆動電流を用いて前記補正光量を取得することを特徴とする請求項3記載の距離測定装置。   The distance measuring apparatus according to claim 3, wherein the acquisition unit acquires the correction light amount using a drive current of a light emitting element that emits the laser light. 前記角度変更部は、前記レーザ光の反射角度を変更するMEMSミラーであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の距離測定装置。   The distance measuring device according to claim 1, wherein the angle changing unit is a MEMS mirror that changes a reflection angle of the laser light. レンズを透過して測距対象で反射して戻るレーザ光の戻り光を、前記レンズを介して受光素子で受光し、
前記レンズにおける前記レーザ光が入射する側の面の反射の影響を、前記レーザ光が前記レンズに照射される照射角度に応じて取得し、
前記反射の影響を用いて、前記受光素子が出力する信号を補正する、ことを特徴とする距離測定方法。
The return light of the laser beam that passes through the lens and is reflected by the object to be measured is received by the light receiving element through the lens,
The influence of the reflection of the surface on which the laser beam is incident on the lens is acquired according to the irradiation angle at which the laser beam is applied to the lens,
A distance measuring method, wherein the signal output from the light receiving element is corrected by using the influence of the reflection.
レンズにおけるレーザ光が入射する側の面の反射の影響を、前記レーザ光が前記レンズに照射される照射角度に応じて取得し、
前記レンズを透過して測距対象で反射して戻る前記レーザ光の戻り光を、前記レンズを介して受光する受光素子が出力する信号を、前記反射の影響を用いて補正する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする距離測定プログラム。
The influence of the reflection of the surface of the lens on which the laser beam is incident is acquired according to the irradiation angle at which the laser beam is applied to the lens,
A computer that corrects a signal output from a light receiving element that receives the return light of the laser light that passes through the lens and is reflected by a distance measurement target through the lens, using the influence of the reflection. A distance measurement program that is executed by a computer.
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