JP6315268B2 - レーザレンジファインダ - Google Patents
レーザレンジファインダ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6315268B2 JP6315268B2 JP2014137132A JP2014137132A JP6315268B2 JP 6315268 B2 JP6315268 B2 JP 6315268B2 JP 2014137132 A JP2014137132 A JP 2014137132A JP 2014137132 A JP2014137132 A JP 2014137132A JP 6315268 B2 JP6315268 B2 JP 6315268B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- laser
- distance
- receiving unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 52
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 25
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 18
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 16
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 10
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/491—Details of non-pulse systems
- G01S7/4912—Receivers
- G01S7/4915—Time delay measurement, e.g. operational details for pixel components; Phase measurement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
本実施の形態のレーザレンジファインダについて、図1〜図14を基に説明する。
図1は、本実施の形態におけるレーザレンジファインダ10の構成の一例を示す斜視図である。なお、図1において、Z軸はレーザレンジファインダの軸AZ(基準方向)に平行な軸であり、X軸およびY軸は、対物レンズ12および接眼レンズ(図示せず)に平行な軸である。
変調信号出力部20は、レーザダイオード21にレーザ光を出力させるための変調信号を生成する。
MEMS(micro electro mechanical system)ミラー23は、レーザダイオード21から出力されるレーザ光を出力する方向を変化させる走査部の一例である。MEMSミラー23は、電子回路を形成するシリコン基板上に、微小な機械部品であるミラーを形成して構成される。
第一受光部27は、本実施の形態では、第一受光部27は、予め定められた方向に出力されたレーザ光の一部を反射し、当該レーザ光の他の一部を受光する受光素子を用いて構成されている。第一受光部27は、受光した光の強度が大きいほど電圧値が大きい出力信号(電気信号)を、信号処理部30のタイミング検出部32および角度算出部35に対して出力する。
第二受光部25は、有孔ミラー22からの光を受光する受光素子を備えて構成されている。受光素子は、ガラス面で構成された受光面を備える。第二受光部25は、レーザ光が筐体11の外側に存在する物体40により反射され変調された第一反射光、および、レーザ光が第一受光部27により反射された第二反射光を受光する。第二受光部25は、受光した光の強度が大きいほど電圧値が大きい出力信号(電気信号)を、アンプ26を介して信号処理部30の距離算出部31に対して出力する。
信号処理部30は、図2に示すように、距離算出部31、タイミング検出部32、オフセット記憶部33、減算部34および角度算出部35を備えて構成されている。なお、信号処理部30は、システムLSI(Large Scale Integration:大規模集積回路)、あるいは、IC(Integrated Circuit)を用いて構成されていてもよい。あるいは、信号処理部30は、マイクロコントローラにより構成されていても構わない。
信号処理部30の動作について、図7〜図13を用いて説明する。
図7は、本実施の形態における距離測定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
図10は、本実施の形態における角度算出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施の形態のレーザレンジファインダ10は、第一反射光を用いた物体40までの距離の測定結果から、レーザレンジファインダ内の光路の長さの算出結果を差し引くことにより、開口部から物体40までの距離を算出する。ここで、第一反射光を用いた物体40までの距離の測定結果、および、レーザレンジファインダ内の光路の長さの算出結果の何れにも温度変化あるいは経時劣化等による信号遅延の影響が含まれる。第一反射光を用いた物体40までの距離の測定結果から、レーザレンジファインダ内の光路の長さの算出結果を差し引くことで、信号遅延の影響を差し引くことができる。
[4−1.変形例1]
変形例1について、図15および図16を基に説明する。
変形例2について、図17を基に説明する。
以上、本発明の実施の形態に係るレーザレンジファインダについて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
11 筐体
12 対物レンズ
20 変調信号出力部
21 レーザダイオード
22 有孔ミラー
23 MEMSミラー
23a ミラー部
23b ミラー揺動器
24 ミラー駆動部
25 第二受光部
26 アンプ
27、28A、28B 第一受光部
27a、28a 受光素子
27b、28b 受光面
27c 塗料
28c 反射拡散板
29 遮光板
30 信号処理部
31 距離算出部
32 タイミング検出部
33 オフセット記憶部
34 減算部
35 角度算出部
40 物体
R1、R2 走査範囲
W0、W1、W2 波形
θ 振れ角
Claims (6)
- 筐体と、
前記筐体内に配置され、レーザ光を出力する光源と、
前記レーザ光を出力する方向を変化させる走査部と、
前記筐体内に配置された第一受光部であって、予め定められた方向に出力された前記レーザ光の一部を反射し、当該レーザ光の他の一部を受光する第一受光部と、
前記レーザ光が前記筐体外の物体により反射された第一反射光、および、前記レーザ光の一部が前記第一受光部により反射された第二反射光を受光する第二受光部と、
前記第二受光部が受光した前記第一反射光を用いて前記光源から前記物体までの第一距離を算出し、前記第二受光部が受光した前記第二反射光を用いて前記光源から前記第一受光部までの第二距離を算出し、前記第一距離から前記第二距離を減算することにより、レーザレンジファインダから前記物体までの距離を算出し、前記第一受光部が前記レーザ光を受光したタイミングを用いて前記レーザレンジファインダに対する前記物体の方向の算出を行う信号処理部を備える、
レーザレンジファインダ。 - 前記第一受光部は、前記レーザ光の一部を反射させる塗料が一部に塗布された受光面を有する、
請求項1に記載のレーザレンジファインダ。 - 前記第一受光部は、
受光素子と、
前記受光素子と前記走査部との間に配置された反射拡散板を有する、
請求項1に記載のレーザレンジファインダ。 - 前記第一受光部は、前記筐体の開口部から前記筐体の内部に進入する外光が直接入射しない位置に配置されている、
請求項3に記載のレーザレンジファインダ。 - 前記第一受光部は、さらに、前記筐体の開口部から入る外光のうち、前記反射拡散板に向かう外光を遮光する遮光部を備え、
前記反射拡散板は、前記第一受光部と前記走査部との間において、前記遮光部に接する位置に配置されている、
請求項3に記載のレーザレンジファインダ。 - 前記信号処理部は、前記レーザレンジファインダに対する前記物体の方向の算出において、
前記物体が検出されたタイミングを取得し、
前記第一受光部が前記レーザ光を受光したタイミングから前記レーザ光が前記第一受光部を通過する時間の間隔を検出し、
当該間隔と前記予め定められた方向の角度とを用いて、時間に対する前記レーザ光の方向の変位を示す正弦波を算出し、
前記正弦波と前記物体が検出されたタイミングとを用いて前記レーザ光の方向を算出する、
請求項1〜5の何れか1項に記載のレーザレンジファインダ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014137132A JP6315268B2 (ja) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | レーザレンジファインダ |
EP15174836.5A EP2963441B1 (en) | 2014-07-02 | 2015-07-01 | Laser rangefinder and method of measuring distance and direction |
US14/790,356 US9958546B2 (en) | 2014-07-02 | 2015-07-02 | Laser rangefinder and method of measuring distance and direction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014137132A JP6315268B2 (ja) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | レーザレンジファインダ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016014607A JP2016014607A (ja) | 2016-01-28 |
JP6315268B2 true JP6315268B2 (ja) | 2018-04-25 |
Family
ID=53496579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014137132A Active JP6315268B2 (ja) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | レーザレンジファインダ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9958546B2 (ja) |
EP (1) | EP2963441B1 (ja) |
JP (1) | JP6315268B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017072466A (ja) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | 株式会社トプコン | 光波距離測定装置 |
US10267900B2 (en) | 2016-11-07 | 2019-04-23 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | System and method for covert pointer/communications and laser range finder |
US11914077B2 (en) * | 2017-08-16 | 2024-02-27 | Laser Technology, Inc. | System and method for determination of origin displacement for a laser rangefinding instrument |
JPWO2019163526A1 (ja) * | 2018-02-22 | 2021-02-12 | パイオニア株式会社 | 測定装置、制御方法、プログラム、及び記憶媒体 |
CN109116370B (zh) * | 2018-07-17 | 2021-10-19 | 深圳市前海腾际创新科技有限公司 | 一种目标探测方法及系统 |
US20230131002A1 (en) * | 2020-03-31 | 2023-04-27 | Pioneer Corporation | Sensor device |
CN113070200B (zh) * | 2021-04-06 | 2022-03-25 | 南京大学 | 滚筒筛筛孔清堵装置和滚筒筛筛孔清堵方法 |
JP7097648B1 (ja) * | 2021-12-16 | 2022-07-08 | Dolphin株式会社 | 光走査装置、物体検出装置、光走査装置の調整方法及びプログラム |
JP7097647B1 (ja) * | 2021-12-16 | 2022-07-08 | Dolphin株式会社 | 光走査装置、物体検出装置、光走査装置の調整方法及びプログラム |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001159681A (ja) | 1999-12-01 | 2001-06-12 | Ushikata Shokai:Kk | 光波距離計 |
JP2002090681A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Minolta Co Ltd | 光学走査装置および3次元測定装置 |
DE50115628D1 (de) * | 2000-10-06 | 2010-10-28 | Leica Geosystems Ag | Entfernungsmessgerät |
DE10216405A1 (de) * | 2002-04-12 | 2003-10-30 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Umgebungsbildes |
JP4855749B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2012-01-18 | 株式会社トプコン | 距離測定装置 |
US8958057B2 (en) * | 2006-06-27 | 2015-02-17 | Arete Associates | Camera-style lidar setup |
JP4160610B2 (ja) * | 2006-09-12 | 2008-10-01 | 北陽電機株式会社 | 走査式測距装置 |
JP2010204015A (ja) | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Denso Wave Inc | レーザレーダ装置 |
JP2011179969A (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及びレーザレーダ装置 |
JP5638345B2 (ja) * | 2010-10-27 | 2014-12-10 | 三菱電機株式会社 | レーザ画像計測装置 |
JP2012202803A (ja) | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Space Vision:Kk | パターン光投影装置及び方法 |
JP5932371B2 (ja) * | 2012-02-02 | 2016-06-08 | 三菱電機株式会社 | 形状測定装置 |
JP2013210316A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Brother Ind Ltd | 光学式距離測定装置 |
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 |
US8836920B2 (en) * | 2013-02-05 | 2014-09-16 | Nen-Tsua Li | Structure of an optical path for laser range finding |
US9681123B2 (en) * | 2014-04-04 | 2017-06-13 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Time-of-flight phase-offset calibration |
-
2014
- 2014-07-02 JP JP2014137132A patent/JP6315268B2/ja active Active
-
2015
- 2015-07-01 EP EP15174836.5A patent/EP2963441B1/en active Active
- 2015-07-02 US US14/790,356 patent/US9958546B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016014607A (ja) | 2016-01-28 |
US20160003945A1 (en) | 2016-01-07 |
EP2963441A1 (en) | 2016-01-06 |
US9958546B2 (en) | 2018-05-01 |
EP2963441B1 (en) | 2019-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6315268B2 (ja) | レーザレンジファインダ | |
JP6459239B2 (ja) | レーザレンジファインダ | |
US9228878B2 (en) | Dual beam non-contact displacement sensor | |
JP6347079B2 (ja) | レーザレンジファインダ | |
JPWO2015098469A1 (ja) | 測距装置、電子機器、測距方法、測距プログラム | |
EP3882659A1 (en) | Method of calculating distance-correction data, range-finding device, and mobile object | |
RU2018144786A (ru) | Компактный лазерный датчик | |
US20150029490A1 (en) | Laser scanning device | |
US9714924B2 (en) | Ultrasonic inspection device and method of ultrasonic inspection | |
JP6330539B2 (ja) | レーザ走査装置 | |
CN113805158B (zh) | 使能大镜的高频率和高机械倾斜角的mems扫描仪悬架系统 | |
JP2020515917A (ja) | スキャナ向けの角度方向磁場センサ | |
KR20190128068A (ko) | 오프셋 빔을 통한 입자 검출을 위한 레이저 센서 모듈 | |
JP2017138390A (ja) | 光モジュール | |
US8994952B2 (en) | Ring laser gyro | |
JP2014219250A (ja) | 測距装置及びプログラム | |
JP6658375B2 (ja) | レーザレーダ装置 | |
JP2011179969A (ja) | 光走査装置及びレーザレーダ装置 | |
WO2018225659A1 (ja) | 電磁波検出装置、電磁波検出システム、およびプログラム | |
JP6372820B2 (ja) | レーザレンジファインダ及び揺動ミラーの製造方法 | |
WO2020085089A1 (ja) | 電磁波検出装置 | |
JP2018031670A (ja) | レーザレーダ装置 | |
RU2473046C1 (ru) | Лазерный измеритель дальности (варианты) | |
TWI445266B (zh) | 雷射控制器 | |
JP2009047509A (ja) | 外径測定装置および光学素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170612 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180223 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180306 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180314 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6315268 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |