JPH0319528B2 - - Google Patents
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- JPH0319528B2 JPH0319528B2 JP59276011A JP27601184A JPH0319528B2 JP H0319528 B2 JPH0319528 B2 JP H0319528B2 JP 59276011 A JP59276011 A JP 59276011A JP 27601184 A JP27601184 A JP 27601184A JP H0319528 B2 JPH0319528 B2 JP H0319528B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光切断法を用いた3次元計測、距離
画像生成等における構造照明装置として使用する
スリツト光源に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a slit light source used as a structural illumination device in three-dimensional measurement, distance image generation, etc. using a light cutting method.
第2図は第一の従来のスリツト光源を説明する
ための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a first conventional slit light source.
第2図において、1は高輝度ランプ、2は中心
部にスリツト2aを有するスリツト板、3はスリ
ツト板2により得られたスリツト光を所定の長さ
lのスリツト光3とするためのレンズである。 In Fig. 2, 1 is a high-intensity lamp, 2 is a slit plate having a slit 2a in the center, and 3 is a lens for converting the slit light obtained by the slit plate 2 into a slit light 3 having a predetermined length l. be.
尚、高輝度ランプ1、スリツト板2、及びレン
ズ3は夫々の中心がZ軸方向と一致するように配
置されている。 Note that the high-intensity lamp 1, slit plate 2, and lens 3 are arranged so that their respective centers coincide with the Z-axis direction.
第3図は第二の従来のスリツト光源を説明する
ための図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining a second conventional slit light source.
第3図において、4はレーザダイオード、5は
レーザダイオード4より出射された発散光を円形
状の平行な光にするためのコリメートレンズ、6
はコリメートレンズ5により平行にされた平行光
を細長い楕円形のスポツト光6aに変換するため
のシリンドリカルレンズである。 In FIG. 3, 4 is a laser diode, 5 is a collimating lens for converting the diverging light emitted from the laser diode 4 into circular parallel light, and 6
is a cylindrical lens for converting the parallel light made parallel by the collimating lens 5 into an elongated elliptical spot light 6a.
尚、第2図と同様に、各部材は夫々の中心がZ
軸方向と一致するように配置されている。 In addition, as in FIG. 2, the center of each member is Z.
It is arranged to match the axial direction.
一般に光切断法を用いた3次元計測や距離画像
生成において、画面を横切るのに充分な長さのス
リツト光が必要である。
Generally, in three-dimensional measurement and distance image generation using the optical cutting method, a slit light beam of sufficient length to traverse the screen is required.
しかしながら、第2図、第3図を用いて説明し
た、従来のスリツト光源においては、レンズ3、
シリンドリカルレンズ6の焦点距離によつてスリ
ツト光の長さが決定されてしまうため、充分に長
いスリツト光を得るためには、短い焦点距離のレ
ンズ系を構成しなければならず、装置の価格が著
しく高くなるといつた問題があつた。 However, in the conventional slit light source explained using FIGS. 2 and 3, the lens 3,
Since the length of the slit light is determined by the focal length of the cylindrical lens 6, in order to obtain a sufficiently long slit light, a lens system with a short focal length must be constructed, which reduces the cost of the device. There was a problem that caused the price to rise significantly.
また、焦点距離の短いレンズ系より出射される
スリツト光は、光源の輝度分布がそのままスリツ
ト光に反映するため、光軸付近の輝度が著しく高
く、周辺に行くに従つて急激に輝度が低下すると
いう問題があつた。 In addition, the slit light emitted from a lens system with a short focal length reflects the brightness distribution of the light source directly in the slit light, so the brightness is extremely high near the optical axis, and the brightness decreases rapidly toward the periphery. There was a problem.
本発明は前述した従来の欠点に鑑み、周辺部に
おける輝度低下のない充分に長いスリツト光を簡
単で且つ安価な構成で得ることのできるスリツト
光源を提供するもので、その手段は、単一な波長
の光を発する発光源と、該発光源からの光を平行
光に変換するコリメートレンズと、前記平行光を
楕円形スポツト光に変換するシリンドリカルレン
ズと、複数個の格子の配列方向が前記シリンドリ
カルレンズの軸方向と垂直な方向となるようにさ
れた回折格子とを備えると共に、前記回折格子は
前記シリンドリカルレンズに入射される平行光、
あるいは該レンズより出射される楕円スポツト光
を回折するように設けられて成ることを特徴とす
るスリツト光源である。
In view of the above-mentioned conventional drawbacks, the present invention provides a slit light source that can obtain a sufficiently long slit light without reducing brightness in the peripheral area with a simple and inexpensive configuration. a light emitting source that emits light of a certain wavelength; a collimating lens that converts the light from the light emitting source into parallel light; a cylindrical lens that converts the parallel light into elliptical spot light; a diffraction grating arranged in a direction perpendicular to the axial direction of the lens, and the diffraction grating receives parallel light incident on the cylindrical lens;
Alternatively, the slit light source is provided to diffract an elliptical spot light emitted from the lens.
すなわち、上記スリツト光源は、発光源より出
射される単一波長の光(単一波長でないと回折格
子による干渉縞が生じない尚、かならずしも均一
である必要はない)を複数個の格子を有する回折
格子に照射した場合、各格子により回折された光
が干渉して像面上の一直線上に複数個のスポツト
光として得られることを利用し、前記回折格子に
照射する光をシリンドリカルレンズにより楕円形
のスポツト光とし、これを回折格子に通過せし
め、さらに得られた複数個の楕円形のスポツト光
の先端部を重ね合せる(シリンドリカルレンズの
焦点距離を適宜設定することにより重なり度合を
設定する)ことにより、全体で一本の長いスリツ
ト光を得るようにしたものである。
In other words, the above-mentioned slit light source converts light of a single wavelength emitted from the light emitting source (otherwise, interference fringes will not occur due to the diffraction grating, and it does not necessarily have to be uniform) to be diffracted using a plurality of gratings. Taking advantage of the fact that when a grating is irradiated, the light diffracted by each grating interferes and is obtained as multiple spot lights on a straight line on the image plane, the light irradiated onto the diffraction grating is shaped into an elliptical shape by a cylindrical lens. spot light, pass it through a diffraction grating, and then overlap the tips of the plurality of obtained elliptical spot lights (the degree of overlap is set by appropriately setting the focal length of the cylindrical lens). As a result, one long slit of light is obtained as a whole.
尚、平行光を複数個のスポツト光とした後に、
各スポツト光をシリンドリカルレンズにより楕円
形とした後に、一本のスリツト光としてもよい。 In addition, after converting parallel light into multiple spot lights,
Each spot light may be made into an elliptical shape by a cylindrical lens and then formed into a single slit light.
第1図は本発明に係るスリツト光源の実施例を
説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a slit light source according to the present invention.
図において、7は単一波長の光を発するレーザ
ダイオード(発光ダイオードでもよい)、8はレ
ーザダイオード7から単一波長の発散光を平行光
に変換するコリメートレンズ、9は平行光を細長
い楕円形のスポツト光9aに変換するシリンドリ
カルレンズ、10は複数個の光フアイバ10〜1
0-oがy方向に一次元配列されたフアイバアレイ
であつて、回折格子を構成する。各部材は夫々の
中心がZ軸方向と一致するように配置されてい
る。フアイバアレイ10における各光フアイバの
配列方向はシリンドリカルレンズ9の軸方向(図
中x方向)と垂直な方向である。 In the figure, 7 is a laser diode (a light emitting diode may be used) that emits light of a single wavelength, 8 is a collimating lens that converts the diverging light of a single wavelength from the laser diode 7 into parallel light, and 9 is an elongated ellipse that converts the parallel light. A cylindrical lens converts the spot light 9a into a spot light 9a, and 10 is a plurality of optical fibers 10 to 1.
0 -o is a fiber array arranged one-dimensionally in the y direction and constitutes a diffraction grating. Each member is arranged so that its center coincides with the Z-axis direction. The arrangement direction of each optical fiber in the fiber array 10 is a direction perpendicular to the axial direction of the cylindrical lens 9 (x direction in the figure).
フアイバアレイ10としてはフアイバグレーテ
イング(商品名;町田製作所)がある。 As the fiber array 10, there is a fiber grating (trade name: Machida Seisakusho).
また、フアイバアレイ10は楕円形のスポツト
光9aが各フアイバ10-1〜10-oに照射される
ようなシリンドリカルレンズ9の焦点距離fを除
く任意の位置に配置されている。 Further, the fiber array 10 is arranged at any position other than the focal length f of the cylindrical lens 9 such that the elliptical spot light 9a is irradiated onto each of the fibers 10-1 to 10 -o .
以上説明した構成において、レーザダイオード
7よりの単一波長の光は、コリメートレンズ8に
より平行光に変換された後に、シリンドリカルレ
ンズ9に入射される。平行光が入射されたシリン
ドリカルレンズ9はx軸方向は平行の状態(同一
幅)で、y軸方向のみ延びた細長い楕円形のスポ
ツト光9aとし、これをフアイバアレイ10に入
射せしめる。前述したようにフアイバアレイ10
は各フアイバ10-1〜10-oの配列方向がシリン
ドリカルレンズ9の軸方向(x方向)と垂直にな
るよう設けられているので、スポツト光9aの長
さ方向(y方向)が各フアイバ10-1〜10-oに
より回折されてy軸方向に一直線の複数個のスポ
ツト光91〜9aとなり、細長いスリツト光10a
を得ることができる。 In the configuration described above, the single wavelength light from the laser diode 7 is converted into parallel light by the collimating lens 8 and then enters the cylindrical lens 9. The cylindrical lens 9 into which the parallel light is incident is parallel in the x-axis direction (same width) and forms an elongated elliptical spot light 9 a extending only in the y-axis direction, and makes it incident on the fiber array 10 . As mentioned above, the fiber array 10
is provided so that the arrangement direction of each fiber 10 -1 to 10 -o is perpendicular to the axial direction (x direction) of the cylindrical lens 9, so that the length direction (y direction) of the spot light 9a is aligned with each fiber. 10 -1 to 10 -o and become a plurality of straight spot lights 9 1 to 9 a in the y-axis direction, and an elongated slit light 10 a
can be obtained.
また、このスリツト光10aのy軸方向の重な
り度合(面積)を調整することによつて、長さ方
向に一様な輝度のスリツト光10aとすることが
できる。尚、実施例においてはフアイバアレイ1
0を用いて説明したが一枚の板に複数個のスリツ
ト(格子)を形成した回折格子でもよい。 Furthermore, by adjusting the degree of overlap (area) of the slit lights 10a in the y-axis direction, the slit lights 10a can have uniform brightness in the length direction. In addition, in the embodiment, the fiber array 1
0, but a diffraction grating in which a plurality of slits (gratings) are formed on a single plate may also be used.
尚、前述した実施例においては、フアイバアレ
イ10をシリンドリカルレンズ9の後段に配置し
たが、逆の配置であつても同様のスリツト光を得
ることができる。ただし、両者の距離を大きくす
ると、スリツトの上下がシリンドリカルレンズ9
の大きさに依存して切れてしまうので、充分接近
させて配置することが必要である。 In the embodiment described above, the fiber array 10 is arranged after the cylindrical lens 9, but the same slit light can be obtained even if the arrangement is reversed. However, if the distance between the two is increased, the top and bottom of the slit will be the cylindrical lens 9.
Since the parts will break depending on the size of the parts, it is necessary to place them sufficiently close to each other.
以上説明したように、本発明によれば非常に簡
単で且つ安価な構成でしかも、奥行き方向にピン
ボケのない充分な長さを有するスリツト光を生成
することができる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to generate slit light having a sufficient length without being out of focus in the depth direction with a very simple and inexpensive configuration.
第1図は本発明に係るスリツト光源の実施例を
説明する図、第2図、第3図は従来のスリツト光
源を説明する図である。
図において、7はレーザダイオード、8はコリ
メートレンズ、9はシリンドリカルレンズ、9a,
91〜9oはスポツト光、10はフアイバアレイ、
10aはスリツト光である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a slit light source according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining a conventional slit light source. In the figure, 7 is a laser diode, 8 is a collimating lens, 9 is a cylindrical lens, 9 a ,
9 1 to 9 o are spot lights, 10 is a fiber array,
10a is a slit light.
Claims (1)
からの光を平行光に変換するコリメートレンズ
と、前記平行光を楕円形スポツト光に変換するシ
リンドリカルレンズと、複数個の格子の配列方向
が前記シリンドリカルレンズの軸方向と垂直な方
向となるようにされた回折格子とを備えると共
に、前記回折格子は前記シリンドリカルレンズに
入射される平行光、あるいは該レンズより出射さ
れる楕円スポツト光を回折するように設けられて
成ることを特徴とするスリツト光源。1. A light emitting source that emits light of a single wavelength, a collimating lens that converts the light from the light source into parallel light, a cylindrical lens that converts the parallel light into elliptical spot light, and an array of multiple gratings. A diffraction grating whose direction is perpendicular to the axial direction of the cylindrical lens, and the diffraction grating receives parallel light incident on the cylindrical lens or elliptical spot light emitted from the lens. A slit light source characterized in that it is provided to diffract light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27601184A JPS61149919A (en) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | Slit light source |
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JP27601184A JPS61149919A (en) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | Slit light source |
Publications (2)
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ID=17563537
Family Applications (1)
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JP27601184A Granted JPS61149919A (en) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | Slit light source |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS61149919A (en) |
Cited By (2)
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1984
- 1984-12-25 JP JP27601184A patent/JPS61149919A/en active Granted
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