JP6709553B2 - Three-dimensional laser light scanning device - Google Patents
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Description
本発明は、三次元レーザー光走査装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional laser light scanning device.
測定対象物にレーザー光を照射し、その反射光を受光して距離を測定するレーザー測距技術は、様々な分野で活用されている(例えば特許文献1、2)。特に、ファクトリーオートメーション(FA)の分野では従来から広く利用されており、さらに、最近では自動車の衝突安全回避用のレーザーレーダーが実用化され、さらなる需要の拡大が期待されている。 A laser distance measuring technique of irradiating a measuring object with laser light and receiving reflected light thereof to measure a distance is utilized in various fields (for example, Patent Documents 1 and 2). In particular, it has been widely used in the field of factory automation (FA), and more recently, a laser radar for collision safety avoidance of automobiles has been put into practical use, and further expansion of demand is expected.
また、建設市場においても、ICT施工(情報化施工)の普及が促進され、工事現場の施工前、施工後の三次元データの計測が必要になり、建設用途向け三次元レーザー光走査装置の需要が伸びている。三次元レーザー光走査装置は、また、土木建築・建設分野に限らずその活用は多岐にわたり、工場やプラント、文化財調査保存、製品検査、リバースエンジニアリング、犯罪・事故現場捜査解析、森林調査、農業、バーチャルリアリティー等、様々な分野で利用されている。 Also, in the construction market, the spread of ICT construction (information construction) is promoted, and it becomes necessary to measure three-dimensional data before and after construction at the construction site, and there is a demand for a three-dimensional laser scanning device for construction applications. Is growing. The three-dimensional laser light scanning device is not limited to the field of civil engineering/construction/construction, but its use is wide-ranging. , Is used in various fields such as virtual reality.
以下従来の三次元レーザー光走査装置を説明する。
三次元レーザー光走査装置は、ビーム光を出力するレーザー光源、測定対象物から反射されて戻る戻り光を受光する受光器を備える光学ユニット、ビーム光を周囲環境の測定対象物に投射する走査装置として、レーザー光源からのビーム光を水平軸回りに回転するミラーによって周囲環境に投射するミラー回転駆動機構、このミラー回転駆動機構および光学ユニットを垂直軸回りに回転させて、水平方向に走査させる水平回転機構を備えている。そして、光学ユニット内に、出射するビーム光と測定対象物から反射して戻った戻り光との時間差や位相差から、測定対象物までの距離を算出し、測定対象物までの距離、ミラー回転駆動機構のミラー回転角度、水平回転機構の回転角度から測定対象物の三次元座標情報を得る制御部を備えている。
この制御部は、測定対象となる周囲環境の三次元座標情報を算出する演算装置とともに、レーザー光源、受光器、ミラーや装置の回転駆動を制御する制御機構を備え、また、算出した三次元座標情報を外部に出力する機能を有する。
A conventional three-dimensional laser light scanning device will be described below.
The three-dimensional laser light scanning device is a laser light source that outputs a beam of light, an optical unit that includes a light receiver that receives return light that is reflected back from the measurement target, and a scanning device that projects the beam of light onto the measurement target of the surrounding environment. As a mirror rotation drive mechanism that projects the beam light from the laser light source to the surrounding environment by a mirror that rotates about a horizontal axis, and a horizontal rotation that rotates the mirror rotation drive mechanism and the optical unit about a vertical axis to perform horizontal scanning. It has a rotating mechanism. Then, in the optical unit, the distance to the measurement object is calculated from the time difference and phase difference between the emitted beam light and the return light reflected from the measurement object and returned, and the distance to the measurement object and the mirror rotation A control unit for obtaining three-dimensional coordinate information of the measurement object from the rotation angle of the mirror of the drive mechanism and the rotation angle of the horizontal rotation mechanism is provided.
This control unit is provided with a control device for controlling the rotation drive of the laser light source, the light receiver, the mirror and the device together with the arithmetic device for calculating the three-dimensional coordinate information of the surrounding environment to be measured, and the calculated three-dimensional coordinate It has the function of outputting information to the outside.
このような、三次元レーザー光走査装置では、以下の問題がある。 Such a three-dimensional laser light scanning device has the following problems.
屋外で三次元レーザー光走査装置を使用すると、太陽光を含む外部光が受光光学系に入り、ノイズとなるので、このようなノイズとなる外部光を不要光として極力抑止する必要がある。
不要光を抑止して取り除くために、従来は、フィルタを用いて、所望帯域以外の波長の光をカットしている。しかし、所望の波長帯域の光を透過し、所望帯域外の光を減衰させるフィルタとして、誘電体多層膜を用いた光学素子があるが、このような誘電体多層膜からなるフィルタには、光の入射角度によって波長選択性が変化するものがある。このため、所望の帯域の光を透過し、不要光を減衰させるには、波長選択性を補償するように集光レンズの前に大きなフィルタを設けるか、あるいは、入射角度による波長選択性を除くため、受光した戻り光をいったんコリメータレンズで平行光にした後、フィルタを透過させて所望帯域外の光を減衰させて、集光レンズで集光して受光センサに導く光学系を設けるようにしていた。
When a three-dimensional laser light scanning device is used outdoors, external light including sunlight enters the light receiving optical system and becomes noise, so it is necessary to suppress such external light as unnecessary light as much as possible.
In order to suppress and remove unnecessary light, conventionally, a filter is used to cut off light of wavelengths other than the desired band. However, there is an optical element that uses a dielectric multilayer film as a filter that transmits light in a desired wavelength band and attenuates light outside the desired band. There is one in which the wavelength selectivity changes depending on the incident angle of. For this reason, in order to transmit light in a desired band and attenuate unnecessary light, a large filter is provided in front of the condenser lens so as to compensate wavelength selectivity, or wavelength selectivity depending on the incident angle is excluded. Therefore, once the received return light is collimated by the collimator lens, it is transmitted through the filter to attenuate the light outside the desired band, and the condenser lens collects it to guide it to the light receiving sensor. Was there.
このような、従来技術であると、波長選択性のあるフィルタを別途設ける必要があり、また、コリメータレンズ−フィルタ−集光レンズという光学系を受光センサの前に設けると、不要光を減衰させるための光学系に費用がかかる問題がある。また、不要光をカットさせるためのフィルタを用いると、所望のビーム光の帯域の透過率は高いとしても計測に用いるビーム光の帯域光も少しであっても減衰して透過光は少なくなるので、受光センサに入る光量が少なくなる。このため、ビーム光の減衰を補償するために受光センサを高感度なものとする、あるいは、受光センサに入る光量を増加させるために、光源を高効率なものとする必要があり、その分、受光側、光源側も高効率で高価なものが要求され、コストに影響する問題がある。 According to such a conventional technique, it is necessary to separately provide a filter having wavelength selectivity, and when an optical system of a collimator lens-a filter-a condenser lens is provided in front of the light receiving sensor, unnecessary light is attenuated. There is a problem in that the optical system for this is expensive. Also, if a filter for cutting unnecessary light is used, even if the transmittance of the band of the desired beam light is high, the band light of the beam light used for measurement is attenuated even a little and the transmitted light is reduced. , The amount of light entering the light receiving sensor decreases. Therefore, it is necessary to make the light receiving sensor highly sensitive to compensate for the attenuation of the beam light, or to make the light source highly efficient in order to increase the amount of light entering the light receiving sensor. The light receiving side and the light source side are required to be highly efficient and expensive, which has a problem of affecting the cost.
本発明は、上述の課題を解決するためのもので、ミラーを所望帯域光を高反射率で反射する誘電体反射膜が形成されたミラーとすることで、安価な三次元レーザー光走査装置を提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-mentioned problems, and an inexpensive three-dimensional laser light scanning device is provided by using a mirror having a dielectric reflection film that reflects light in a desired band with high reflectance. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本発明の第1の側面の三次元レーザー光走査装置は、ビーム光を周囲環境に出射して戻る反射光を受光し測定対象物までの距離、水平角度、垂直角度に基づいて周囲の測定対象物の三次元座標を求める三次元レーザー光走査装置であって、ビーム光を発生させる光源および測定対象物から反射して戻った戻り光を受光する受光器を備える光学ユニットと、ビーム光および戻り光を反射する第一のミラーを第一の軸回りに回転駆動させるミラー回転駆動機構と、光学ユニットおよびミラー回転駆動機構を第一の軸と直交する軸回りに回転させる装置回転駆動機構と、ミラー回転駆動機構および装置回転駆動機構を制御するとともに出射ビーム光の伝搬時間に基づいて測定対象物までの距離、水平角度、垂直角度を求めて測定対象物の三次元座標を演算する制御部とを備え、ミラー回転駆動機構は、第一のミラーが一端部に設けられたシリンダと、このシリンダを回転駆動するモータと、シリンダの回転角度を検出する第一のエンコーダとを備え、光学ユニットは、光源と、光源からのビーム光を通過させ、戻り光を反射する第二のミラーと、第二のミラーで反射された戻り光を集光する集光光学系と、受光センサとを備え、装置回転駆動機構は、第二のモータと、回転角度を検出する第二のエンコーダとを備え、前記第二のミラーは、前記ビーム光の波長帯域に対する反射率が高くなるように波長選択性の第一の誘電体反射膜が形成されており、前記第二のミラーは、前記光源で発生した前記ビーム光を通過させて前記第一のミラーに導く孔を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the three-dimensional laser light scanning device according to the first aspect of the present invention receives a reflected light that emits a beam of light to the surrounding environment and returns, and measures the distance, horizontal angle, and vertical angle to a measurement target. A three-dimensional laser light scanning device for obtaining three-dimensional coordinates of a surrounding measurement object based on an angle, comprising a light source for generating a beam of light and a light receiver for receiving return light reflected from the measurement object and returned. An optical unit, a mirror rotation drive mechanism that rotationally drives a first mirror that reflects the beam light and the return light around a first axis, and an optical unit and a mirror rotation drive mechanism about an axis that is orthogonal to the first axis. Controls the device rotation drive mechanism that rotates, the mirror rotation drive mechanism, and the device rotation drive mechanism, and calculates the distance to the measurement object, horizontal angle, and vertical angle based on the propagation time of the emitted beam light The mirror rotation drive mechanism includes a control unit that calculates original coordinates, and a mirror rotation drive mechanism includes a cylinder provided with a first mirror at one end, a motor that drives the cylinder to rotate, and a first rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the cylinder. The optical unit includes an encoder, a light source, a second mirror that allows the light beam from the light source to pass therethrough and reflects the return light, and a condensing optical system that condenses the return light reflected by the second mirror. And a light receiving sensor, the device rotation drive mechanism includes a second motor and a second encoder that detects a rotation angle, and the second mirror has a reflectance for the wavelength band of the light beam. and becomes higher first wavelength selective as dielectric reflecting film is formed, the second mirror has a hole leading to the first mirror by passing the light beam generated by said light source It is characterized by
なお、前記第一の誘電体反射膜は、前記第二のミラーの前記第一のミラーに向かった表面に形成されていることが好ましい。また、前記第二のミラーの前記光源に向かった裏面には反射防止膜が形成されていることが好ましい。さらに、前記第一のミラーの前記第二のミラーに向かった反射面には前記ビーム光の波長帯域の反射率が高くなるように波長選択性の第二の誘電体反射膜が形成されていることが好ましい。さらにまた、前記第一のミラーの前記第二のミラーに向かった前記反射面の反対側の裏面には第二の反射防止膜が形成されていることが好ましい。 The first dielectric reflecting film is preferably formed on the surface of the second mirror facing the first mirror. Further, it is preferable that an antireflection film is formed on the back surface of the second mirror facing the light source. Further, a wavelength-selective second dielectric reflection film is formed on the reflection surface of the first mirror facing the second mirror so as to increase the reflectance in the wavelength band of the light beam. It is preferable. Furthermore, it is preferable that a second antireflection film is formed on the back surface of the first mirror opposite to the reflection surface facing the second mirror.
フィルタを用いることなく、所望の波長帯域のみを高反射率で受光でき、フィルタを用いることはないので、三次元レーザー光走査装置を安価にでき、かつ小型化が可能となる。 Since only the desired wavelength band can be received with high reflectance without using a filter and no filter is used, the three-dimensional laser light scanning device can be made inexpensive and can be miniaturized.
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る三次元レーザー光走査装置を示す図である。本実施の形態の三次元レーザー光走査装置は、ビーム光を周囲環境に投射して測定対象物から反射して戻った戻り光を受光して、測定対象物への距離、水平角度、垂直角度を検出して、測定対象物の三次元座標情報を得る測量装置として構成されたものである。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a three-dimensional laser light scanning device according to an embodiment of the present invention. The three-dimensional laser light scanning device of the present embodiment receives the return light that is reflected by the beam light to the surrounding environment and reflected from the measurement object, and returns the distance to the measurement object, the horizontal angle, and the vertical angle. And is configured as a surveying device that obtains three-dimensional coordinate information of a measurement target.
この三次元レーザー光走査装置は、三次元の走査装置として、水平面に対して45度傾いたミラーを回転させてビーム光を垂直方向に投射するミラー回転駆動機構30、ビーム光を出射するレーザー光源、反射して戻る戻り光を受光する受光器とを備える光学ユニット20、これらのミラー回転駆動機構30と光学ユニット20とを水平方向に回転させる装置回転機構を備えている。また、投射したビーム光と測定対象物から反射して戻った戻り光の時間から測定対象物までの距離を算出し、垂直方向の角度、水平方向の回転角度から、測定対象物の三次元座標情報を得る演算装置を備える制御部25を有している。この制御部25は、装置の制御も行う。
This three-dimensional laser light scanning device is a three-dimensional scanning device, and a mirror
以下装置の構成および動作を図1を参照して説明する。
光学ユニット20、ミラー回転駆動機構30を垂直軸回りに回転させる水平回転機構は、基台10上で、光学ユニット20、ミラー回転駆動機構30が載置された載置台12の回転軸であるスピンドル13を回転駆動するモータ、減速機構を有する装置回転駆動機構11を有する。スピンドル13には、このスピンドル13の回転角度を検出するエンコーダ(ロータリーエンコーダ)14が設けられている。
The configuration and operation of the device will be described below with reference to FIG.
The horizontal rotation mechanism that rotates the
光学ユニット20には、ビーム光41を出射するレーザー光源21、測定対象物から反射して戻った戻り光を受光する受光器として、ミラー22、集光レンズ23、受光センサ24を備えている。
The
レーザー光源21は、赤外帯域の波長のレーザー光を出射できるレーザーダイオードがあり、レーザー光源21からは、レーザーダイオードで発生するビーム光41が出射される。ビーム光の波長は、例えば約980nmの波長域のものである。レーザー光源21から出射したビーム光41は、ミラー22の中心にある孔を通過して、ミラー回転駆動機構30のミラー33によって反射して周囲環境にある測定対象物へビーム光41として出射される。
The
測定対象物から反射して戻った戻り光42は、光学ユニット20内のミラー22によって反射され、集光レンズ23によって集光されて、受光センサ24に導かれる。受光センサ24では、集光された戻り光42は、受光センサ24で電気信号に変換され、その信号は制御部25へ送出される。
The
ミラー回転駆動機構30は、光学ユニット20に相対した位置に設けられており、レーザー光源21からのビーム光41を周囲環境の測定対象物に届くように、ミラー33を回転してビーム光の偏向を行う。また、測定対象物から反射して戻った戻り光42も光学ユニット20の受光器に届くようにミラー33で偏向する。
The mirror
ミラー33は、シリンダ(円筒)32の先端に45度の角度で取り付けられて、そのシリンダ32は、ミラー駆動モータ31により、水平軸回りに回転される。また、シリンダ32には、エンコーダ(ロータリーエンコーダ)34が取り付けられており、シリンダ22の回転角度を検出できるようになっている。シリンダ33は、水平軸回りに、例えば2000rpmあるいは6000rpmというような数千rpmの高速度で回転する。この回転によって、シリンダ32の先端のミラー33は高速で回転し、レーザー光源21から出射したビーム光41を水平軸回りに周囲環境に出射する。すなわち垂直方向に周囲環境を走査することになる。ただし、装置の下方については装置自身が障害となるために対象物との距離は測定できないので、垂直方向の走査空間は、扇形となる。
The mirror 33 is attached to the tip of a cylinder (cylinder) 32 at an angle of 45 degrees, and the
エンコーダ34は、シリンダ32の回転角度を検出して、このデータは制御部25に送出されているので、制御部25は、周囲環境への垂直方向の走査データを得ることができる。
The
装置は、基台10に減速装置の付いたモータによって駆動する装置回転駆動機構11が設けられており、装置回転駆動機構11が光学ユニット20、ミラー回転駆動機構30を載置した載置台12を垂直軸回りに回転させる。この装置回転駆動機構11は、ミラー回転駆動機構とちがって、1回転が分単位となる程度の遅い回転角度で垂直軸回り、すなわち水平方向に回転する。この装置回駆動転機構の回転により、装置は、ミラーの回転による垂直方向の走査とともに、水平方向の走査を行い、垂直、水平の三次元の走査を行うことができる。装置回転駆動機構11のスピンドル13には、エンコーダ14が取り付けられており、装置の垂直軸回りの回転角度を検出する。
The device is provided with a device
制御部25は、演算装置および記憶部を備えており、レーザー光源21から出射したビーム光が測定対象物から反射して戻った時間をTOF方法あるいは位相検出方法等によって測定対象物までの距離を算出する。そして、エンコーダ34からの水平軸回り回転角度、エンコーダ14からの垂直軸回り回転角度に基づいて、測定対象物までの距離、水平角度、垂直角度から、測定対象物の三次元座標情報を得る。この三次元座標情報は制御部25内の記憶部に記憶される。また、測定対象物の三次元座標情報は、インタフェースを介して、外部のパーソナルコンピュータなどに出力できる。同時に、制御部25は、レーザー光源21の変調発光制御、ミラー駆動モータ31等、装置の駆動、測定の制御も行う。
The
水平軸回りに回転するミラー33の構成について説明する。図2は、ミラー33の構成を説明する概略図である。シリンダ32の端部に設けられる垂直方向を走査するミラー33は、本体331のガラスの表面には、ビーム光41の帯域を高効率で反射する誘電体多層膜332が形成されている。他方、本体331の裏面には、光の反射防止膜333が形成されている。
The configuration of the mirror 33 that rotates around the horizontal axis will be described. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the mirror 33. The mirror 33 provided at the end of the
誘電体多層膜331は、屈折率の異なる誘電体膜を多層に形成したものであり、光の帯域によって反射率、透過率を異なるものとしている。
原理は、フィルタの光の帯域による透過率を制御する原理と同様である。例えば、高屈折率の酸化チタン(TiO2)と低屈折率の酸化シリコン(SiO2)を交互に所望の波長のλ/4ずつ積層することで、それぞれの境界面で波長λの光だけが干渉し、強め合って高反射率となるように、誘電体層を形成する。誘電体多層膜は、ガラス基板の本体の表面に蒸着などによって形成する。
例えば、980nmを中心波長とする場合の誘電体多層膜による反射率のデータの例を図3に示す。ほぼ900nmから1100nmの帯域において、高い反射率を実現でき、それ以外の帯域、特に可視光域、870nm以下の波長の帯域では低い反射率にすることができる。
The
The principle is the same as the principle of controlling the transmittance of the light band of the filter. For example, by alternately stacking high-refractive-index titanium oxide (TiO 2 ) and low-refractive-index silicon oxide (SiO 2 ) at λ/4 of a desired wavelength, only light having a wavelength λ at each boundary surface is formed. The dielectric layer is formed so as to interfere with each other and strengthen each other to have a high reflectance. The dielectric multilayer film is formed on the surface of the main body of the glass substrate by vapor deposition or the like.
For example, FIG. 3 shows an example of the data of the reflectance by the dielectric multilayer film when the central wavelength is 980 nm. A high reflectance can be realized in a band of approximately 900 nm to 1100 nm, and a low reflectance can be achieved in other bands, particularly in a visible light region and a band of a wavelength of 870 nm or less.
可視光域において、反射率が低いことは、受光センサ24に入る可視光帯域の光を少なくすることを意味しており、フィルタによる太陽光のカットと同じ効果を奏することができる。これにより、特に屋外での三次元レーザー光走査装置を用いて測量を行うような場合に、太陽光による影響を少なくできる。 The low reflectance in the visible light range means that the light in the visible light band entering the light receiving sensor 24 is reduced, and the same effect as the sunlight cut by the filter can be obtained. As a result, the influence of sunlight can be reduced especially when surveying is performed using a three-dimensional laser light scanning device outdoors.
さらに、図2に示すミラー33の反射面の裏面333には、反射防止膜を蒸着あるいは塗布などで形成する。この反射防止膜は、すべての帯域において入射した光がミラーの表面332側に戻らないようにするものである。このような反射防止膜としては、クロム、カーボンブラックのように、黒体として光を吸収する材料を塗布あるいは蒸着する。これにより、所望帯域以外の光が、ガラスの裏面で反射することを抑止し、不要帯域の光が受光センサに入るのを極力少なくすることができる。
Further, an antireflection film is formed on the
図4は、光学ユニット20のミラー22の構成を示す。このミラー22は、測定対象物から反射し、ミラー33で反射されて戻った戻り光42を受光センサ24に導くものである。このミラー22には、レーザー光源21からのビーム光41を通過させる孔224が設けられている。また、ミラー33に向かった反射面222には、ミラー33と同様に、レーザー発振波長に用いる980nmの帯域を高反射率とした誘電体多層膜が形成されている。また、同様にその裏面223には、反射防止膜が形成されている。孔224は、ビーム光を減衰なくそのまま通過させる。
ミラー33に加えて、ミラー22においても、所望帯域の光を高反射率で反射する誘電体多層膜が施されることで、所望帯域外の光をカットする効果が大きくなる。
また、ミラー33はシリンダ32の端面に45度の角度で設けられることで一体で強固な構造となり、シリンダ32の回転に対して影響がなく変形しない利点がある。
FIG. 4 shows the configuration of the
In addition to the mirror 33, the
Further, the mirror 33 is provided on the end surface of the
ビーム光の波長として、上記実施の形態では、980nmを用いた例で説明した。これは、赤外光で、太陽光の可視光域外であって、人の目に影響を及ぼすことが少ないためである。さらに太陽光によって受ける影響と周囲に存在する人の目に与える影響を小さくするために、レーザー光源としてより波長の長い1550nm帯域のものを用いてもよい。 As the wavelength of the light beam, an example using 980 nm has been described in the above embodiment. This is because it is infrared light, which is outside the visible light range of sunlight, and has little effect on human eyes. Further, in order to reduce the influence of sunlight and the influence on the eyes of human beings present in the surroundings, a laser light source having a longer wavelength band of 1550 nm may be used.
また、上記実施の形態では、制御部は、光学ユニット内に設けて、装置回転駆動機構により水平面で回転をするものとしたが、必ずしも周囲環境の水平面の走査に連動させることなく、回転機構とは別途に設けて、基台上で回転しない構成としてもよい。
さらに、装置回転機構は、光学ユニット、ミラー回転駆動機構を載置した載置台を垂直軸回りに回転させる構成としたが、ミラー回転駆動機構と装置回転駆動機構とが周囲環境にビーム光で三次元に走査できるものであればよい。例えば、別途、モータからギヤ機構により、垂直軸回りに回転駆動させる機構としてもよい。
Further, in the above embodiment, the control unit is provided in the optical unit and is rotated in the horizontal plane by the device rotation drive mechanism.However, the control unit does not necessarily interlock with the scanning of the horizontal plane of the surrounding environment, May be separately provided and may not rotate on the base.
Further, the device rotation mechanism is configured to rotate the mounting table on which the optical unit and the mirror rotation drive mechanism are mounted, about a vertical axis. However, the mirror rotation drive mechanism and the device rotation drive mechanism are tertiary light beams to the surrounding environment. Anything that can be originally scanned may be used. For example, a mechanism for separately rotating the motor about a vertical axis by a gear mechanism may be used.
10 基台
11 装置回転駆動機構
12 載置台
13 スピンドル
14 エンコーダ
20 光学ユニット
21 レーザー光源
22 ミラー
23 集光レンズ
24 受光センサ
25 制御部
30 ミラー回転駆動機構
31 モータ
32 シリンダ
33 ミラー
34 エンコーダ
41 ビーム光
42 戻り光
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ビーム光を発生させる光源および測定対象物から反射して戻った戻り光を受光する受光器を備える光学ユニットと、
前記ビーム光および前記戻り光を反射する第一のミラーを第一の軸回りに回転駆動させるミラー回転駆動機構と、
前記光学ユニットおよびミラー回転駆動機構を前記第一の軸と直交する軸回りに回転させる装置回転駆動機構と、
前記ミラー回転駆動機構および前記装置回転駆動機構を制御するとともに出射ビーム光の伝搬時間に基づいて測定対象物までの距離、水平角度、垂直角度を求めて測定対象物の三次元座標を演算する計測制御部と
を備え、
前記ミラー回転駆動機構は、前記第一のミラーが一端部に設けられたシリンダと、このシリンダを回転駆動するモータと、前記シリンダの回転角度を検出する第一のエンコーダとを備え、
前記光学ユニットは、前記光源と、前記光源からのビーム光を通過させ、前記戻り光を反射する第二のミラーと、前記第二のミラーで反射された戻り光を集光する集光光学系と、受光センサとを備え、
前記装置回転駆動機構は、第二のモータと、回転角度を検出する第二のエンコーダとを備え、
前記第二のミラーは、前記ビーム光の波長帯域に対する反射率が高くなるように波長選択性の第一の誘電体反射膜が形成されており、
前記第二のミラーは、前記光源で発生した前記ビーム光を通過させて前記第一のミラーに導く孔を有する、
ことを特徴とする三次元レーザー光走査装置。 A three-dimensional laser light scanning device that emits a beam of light to the surrounding environment, receives reflected light that returns, and determines the three-dimensional coordinates of the surrounding measurement target based on the distance to the measurement target, horizontal angle, and vertical angle. ,
An optical unit including a light source that generates a beam of light and a light receiver that receives the return light that is reflected back from the measurement target,
A mirror rotation driving mechanism that rotationally drives a first mirror that reflects the beam light and the return light around a first axis;
A device rotation drive mechanism for rotating the optical unit and the mirror rotation drive mechanism around an axis orthogonal to the first axis;
Measurement for controlling the mirror rotation driving mechanism and the device rotation driving mechanism and calculating the three-dimensional coordinates of the measurement object by obtaining the distance to the measurement object, the horizontal angle, and the vertical angle based on the propagation time of the emitted beam light. With a control unit,
The mirror rotation drive mechanism includes a cylinder in which the first mirror is provided at one end, a motor that drives the cylinder to rotate, and a first encoder that detects a rotation angle of the cylinder.
The optical unit includes the light source, a second mirror that passes the light beam from the light source and reflects the return light, and a condensing optical system that condenses the return light reflected by the second mirror. And a light receiving sensor,
The device rotation drive mechanism includes a second motor and a second encoder that detects a rotation angle,
The second mirror is formed with a wavelength-selective first dielectric reflection film so that the reflectance for the wavelength band of the light beam is high ,
The second mirror has a hole that allows the light beam generated by the light source to pass therethrough and leads to the first mirror.
A three-dimensional laser light scanning device characterized in that
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