JPH028711A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２つの物体の方向、距離及び／又はこれら物
体の相対的姿勢を測定するカメラと一体化した高パワー
の照明装置であって、前記物体の一方が該照明装置を担
持し、前記カメラが入力光学系を介して検出器上に他方
の物体の像を結像し、前記装置が複数個の基本光源を具
えており、これらの各光源を光学系に関連させて、各光
源の視界をカメラの入力光学系の視界に合わせるように
した照明装置に関するものである。

斯種の装置は例えば「ハンター」と称される一方の物体
を「ターゲット」と称される他方の物体に接触させる空
中での２つの物体間の遭遇用に用いられる。

２つの物体は接触瞬時におけるＪａ城的な衝撃ができる
だけ少なくなるように結合させて、ターゲットの軌道状
態があまり変更されないようにする必要がある。

この目的のために、ハンターは正しい速度で、しかも特
に正しい姿勢でターゲットを接触するために、十分早い
瞬時にターゲットの理論的な軌道を考慮する必要がある
。

このようにするには、ハンターに設置され、しかもハン
ターとターゲラ１−との間の距離（最終接近の場合、こ
れら両者は例えば２００ｍのような位置をとり得る）、
ハンターの基準マークに対するターゲットの方向及び斯
かるマークに対するターゲットの姿勢を測定する装置が
必要である。

このような装置は、カメラの光軸と同じ光軸に沿い、し
かもカメラと同じ視界に所定の円錐形の光を放出する放
射器、即ち空間内における位置に無関係に光軸に沿って
反射ビームを戻す３つの面（又はコーナキューブ）を有
している小形ミラーを装備したカメラを具えており、前
記円錐形の光はりフレックスリフレクタが上に設けられ
ているターゲット上に投影される。

通常光放射器として用いられるレーザダイオードには、
放射される円錐形の光ビームの角度をカメラの視界に適
合させるための光学系を用いる必要がある。

２つの物体間の空間的遭遇に対しては、リフレックスリ
フレクタから到来してカメラに当る光束が太陽により放
出される光束よりも強くなるような十分にパワフルな光
放射器を用いる必要がある。

従って、各々がレーザダイオード及び光学系を具えてい
る幾つもの基本光源を用いて、光放射器のパワーをかな
り高くする必要がある。これらの光源を穫めて狭い空間
に配置し、しかもそれらが全く同じような円錐形の光を
放出するようにすることは実現が困難である。

本発明の目的は上述したような困難性を軽減し、かつ、
幾つもの基本光源の光束を適切に結合させると共に、こ
の結合によるパワーの高い放射を変調させることができ
、さらに、１個又は数個の光源の故障が…傷とならない
ような多少太き目のパワーの放射をする装置を提供する
ことにある。

本発明による照明装置は、前記基本光源を前記入力光学
系の入射ひとみのまわりにリング状に規則的に離間して
配置し、各光源の光学系からの光ビームが、各光源に対
向して配置した偏向ミラーを介して、入力光学系の入射
ひとみを囲むと共に光源と同数の多数のファセットを具
えているファセットミラー−Ｌに集束され、反射ビーム
の方向がカメラの視界の方向と整列するように前記各フ
ァセットを傾斜させて、前記ミラーのファセットからの
光ビームがカメラの光軸のまわりにすべてほぼ重なるよ
うにしたことを特徴とする。

以下図面につき本発明を説明する。

２つの物体間の距離、方向及び相対的な姿勢は、第１図
に示す原理による装置によって測定することができる。

一方の物体は照明器２を装備したカメラ１を担持し、他
方の物体は照明器２の円錐形の放射光６内に３個の規則
的に離間させた非同−平面のりフレックスリフレクタ３
，４及び５のパターンを担持している。

リフレックスリフレクタのパターンによって入射ビーム
に沿って反射されるビーム部分を、両方向矢印を付した
線によって示しである。

リフレックスリフレクタ３と４は距離ｄだけ＾Ｕ間させ
る。

リフレックスリフレクタ５はリフレクタ３及び４に対し
てｈだけシフトさせる。

カメラｌはリフレクタ３，４及び５の角度方向を測定す
る。

次式、即ち ｐ、、（３）＋ｐ、、（４） によって与えられる中心点の角度情報は、リフレックス
リフレクタの方向、従って、リフレックスリフレクタを
担持している物体の方向を表わす。

カメラとりフレックスリフレクタのパターンとの間の距
離は、カメラから前記距離ｄを見る角度をｆｆ１１１定
することにより求まる。

２つの物体間の相対的な姿勢は、リフレックスリフレク
タ３と４との離間距ＦＥ、１１　ｄの見掛けの中心点と
、リフレクタ５との間の角度空間によって決定すること
ができる。

本発明による照明装置の縦断面図を、空中遭遇用カメラ
の光学ヘッドを示している第２図に概略的に示しである
。

カメラｌの入力光学系は入射ひとみ７及び光学フィルタ
８を具えており、これらは被写体の像を検出器９上に集
束させる。なお、検出器９は例えば電荷結合デバイスで
構成し、その温度は例えばペルチェ素子によって２０°
±３°のような温度に維持する。

カメラ１の前に配置する本発明による照明装置２の原理
は、複数個のレーザダイオードから成るアセンブリの放
射面を、カメラの光学系と中心を共有する複数個のファ
セットを有しているミラーに結像させることにある。こ
の原理による利点は、カメラの前記光学系におけるあら
ゆる方向の光拡散が回避されると云うことにある。

本発明による照明装置はカメラの光学系の入射ひとみ７
のまわりにリング状に離間して配置されるＮ個の基本光
源１０　（持続波レーザダイオード又はパルス化レーザ
ダイオード）を具えている。各基本光源１０には、それ
により放射される光ビームの放射フィールドを所望視界
に適合させるために基本光源と一諸に作動する光学系１
１を設ける。光学系１１によって放射される光ビームは
、各光源に対向して配置した偏向ミラー１２によってカ
メラの入射ひとみ７のまわりにＮ個のファセットを有し
ているミラー１３上に集束される。このミラー１３の各
ファセットは、対応する基本光源からのビームがカメラ
の視界の方向と一列に整列する方向に戻るように傾斜さ
せる。

従って、光ビームはカメラの光軸とほぼ中心を共有する
。

さらに、カメラの視界の光路における光学部品（入射ひ
とみ、フィルタ）にパワーの高い光ビームが当ったり、
又はこれらの部品を通過したりすることがなく、これに
より拡散の恐れ、従って寄生光が直接入射する恐れがな
くなる。

放射レベルは１〜Ｎ個の基本光源を用いることによって
変調させることができる。

本発明による照明装置の場合には、極めて明るい雰囲気
（カメラを空間的遭遇に用いる場合の視界中の太陽光の
ような雰囲気、又はロボット用途における極めて明るい
環境）でもカメラを正しく作動させる強力な光束を発生
させることができる。

本発明による照明装置はロボット用の視覚系及び−船釣
にはカメラと照明装置との組合わせを用いるあらゆる用
途に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの物体間の距離、方向及び相対的姿勢を測
定する装置の原理を示す説明図；第２図はカメラに関連
する本発明による照明装置の縦断面図である。 ■・・・カメラ ２・・・照明装置 ３．４．５・・・リフレックスリフレクタ６・・・放射
光 ７・・・入射ひとみ ８・・・光学フィルタ ９・・・検出器 １０・・・光源（レーザダイオード） １１・・・光学系 １２・・・偏向ミラー １３・・・ファセットミラー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つの物体の方向、距離及び／又はこれら物体の相
   対的姿勢を測定するカメラと一体化した高パワーの照明
   装置であって、前記物体の一方が該照明装置を担持し、
   前記カメラが入力光学系を介して検出器上に他方の物体
   の像を結像し、前記装置が複数個の基本光源を具えてお
   り、これらの各光源を光学系に関連させて、各光源の視
   界をカメラの入力光学系の視界に合わせるようにした照
   明装置において、 前記基本光源を前記入力光学系の入射ひとみのまわりに
   リング状に規則的に離間して配置し、各光源の光学系か
   らの光ビームが、各光源に対向して配置した偏向ミラー
   を介して、入力光学系の入射ひとみを囲むと共に光源と
   同数の多数のファセットを具えているファセットミラー
   上に集束され、反射ビームの方向がカメラの視界の方向
   と整列するように前記各ファセットを傾斜させて、前記
   ミラーのファセットからの光ビームがカメラの光軸のま
   わりにすべてほぼ重なるようにしたことを特徴とする照
   明装置。 ２、前記基本光源を持続波レーザダイオード又はパルス
   化レーザダイオードで構成したことを特徴とする請求項
   １に記載の照明装置。 ３、前記基本光源によって放出されるビームがカメラの
   入力光学系を通過しないようにしたことを特徴とする請
   求項２に記載の照明装置。 ４、照明レベルを１〜Ｎ個の基本光源を用いて変調し得
   るようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に記載の照明装置。