JPH0323893B2 - - Google Patents

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。

〔従来技術〕

第３図は従来のスリツト光源を説明するための
図である。

第３図において、１は高輝度ランプ、２は複数
本のスリツト２_-1〜２_-5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_-1〜３_-5とするためのレ
ンズである。

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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に光切断法を用いた３次元計測や距離画像
生成においては、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。

しかしながら、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。

また、焦点距離の短か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。

〔問題点を解決するための手段〕

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複数本のスリツ
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第１の回折格子
と、複数個の格子の配列方向が前記第１の回折格
子の格子の配列方向と垂直な方向となるようにさ
れた第２の回折格子とを備えると共に、前記第１
及び第２の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。

〔作用〕

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（単一波長でないと後述する
回折格子による干渉縞が生じない）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画上の一直線上に複
数個のスポツト光として得られることを利用し、
複数個の格子の配列方向が互いに直交するように
設けられる第１と第２の回折格子にシリンドリカ
ルレンズにより楕円形とされたスポツト光を照射
することによつて、複数本のスリツト光を得るよ
うにしたものである。

つまり、第１の回折格子の格子の配列方向をシ
リンドリカルレンズの軸方向と垂直な方向とした
場合には、楕円形のスポツト光が楕円の長手方向
の一直線上に得られることから、複数個の楕円形
のスポツト光の先端が重ね合さるように設定（シ
リンドリカルレンズの焦点距離により重なり具合
を設定できる）することにより、全体で一本の長
いスリツト光を得、そしてこのスリツト光を第２
の回折格子（格子の配列方向がシリンドリカルレ
ンズの軸方向と平行）に入射することにより、シ
リンドリカルレンズの軸方向に複数本のスリツト
光を得ることができる。

また、第１の回折格子の格子の配列方向をシリ
ンドリカルレンズの軸方向と平行な方向とした場
合には、楕円形のスポツト光がシリンドリカルレ
ンズの軸方向（楕円の短直径方向の一直線上）に
複数個得られるので、このスポツト光を第２の回
折格子（格子の配列方向がシリンドリカルレンズ
の軸方向と垂直な方向）に入射することにより、
各スポツト光が前述した原理により一本の長いス
リツト光として得られるので、複数本のスリツト
光を得ることができる。

〔実施例〕

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。

図において、４は単一波長の光を発するレーザ
ダイオード、５はレーザダイオード４からの単一
波長の発散光を平行光に変換するコリメートレン
ズ、６はコリメートレンズ５からの平行光を細長
い楕円形のスポツト光６ａに変換するシリンドリ
カルレンズ、７は複数個の光フアイバ７_-1〜７_-o
がシリンドリカルレンズ６の軸方向（ｘ方向）と
垂直な方向（ｙ方向）に一元配列された第１のフ
アイバアレイ（回折格子）、８は複数個の光フア
イバ８_-1〜８_-oが第１のフアイバアレイ７の光フ
アイバ７_-1〜７_-oの配列方向（ｙ方向）と垂直な
方向（ｘ方向）に一元配列された第２のフアイバ
アレイである。

尚、前記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おり、また、フアイバアレ
イ７，８としては、フアイバグレーテイング（商
品名：町田製作所）が市販されている。

また、フアイバアレイ７はシリンドリカルレン
ズ６の焦点距離ｆより近い位置あるいは遠い位置
に配置されており、楕円形のスポツト光６が各フ
アイバ７_-1〜７_-oに照射されるようになつてい
る。

以上説明した構成において、レーザダイオード
４よりの単一波長の光は、コリメートレンズ５に
より平行光に変換された後に、シリンドリカルレ
ンズ６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６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６ａとし、これを第１のフアイバアレイ７
に入射せしめる。前述したように、第１のフアイ
バアレイ７は各フアイバ７_-1〜７_-oの配列方向が
シリンドリカルレンズ６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６
ａの長さ方向（ｙ方向）が各フアイバ７_-1〜７_-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６_-1〜６_-oとなり、細長いスリツト光７
ａを得ることができる。

また、このスリツト光７ａ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７ａとすることができ
る。

そして、このスリツト光７ａを第２のフアイバ
アレイ８に入射することにより、複数本のスリツ
ト光８a₁〜８a_oを得ることができる。

第２図は本発明に係るスリツト光源の他の実施
例を説明するための図である。

図において、第１図と異なる点は、第１及び第
２のフアイバアレイ９，１０の光フアイバ９_-1〜
９_-o，１０_-1〜１０_-oの配列方向を90度回転せし
め、第１のフアイバアレイ９の光フアイバ９_-1〜
９_-oの配列方向をシリンドリカルレンズ６の軸方
向（ｘ方向）と平行な方向（ｙ方向）とし、第２
のフアイバアレイ１０の光フアイバ１０_-1〜１０
_−ｏを第１のフアイバアレイ９の光フアイバ９_-1〜
９_-oの（ｘ方向）と垂直な方向（ｙ方向）とした
点にある。

この構成とすることにより、第２図に示すよう
に、シリンドリカルレンズ６からのスポツト光６
ａは第１のフアイバアレイ９により複数個のスポ
ツト光９a₁〜９a_oとなり、そしてこのスポツト光
９a₁〜９a_oは第２のフアイバアレイ１０により複
数個のスリツト光１０a₁〜１０a_oとなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、簡単で
且つ安価・コンパクトな構成で且つ奥行方向にピ
ンボケのない充分な長さの複数本のスリツト光を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２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、第３図は従来のスリ
ツト光源を説明するための図である。図におい
て、４はレーザダイオード、５はコリメートレン
ズ、６はシリンドリカルレンズ、６ａはスポツト
光、７，８，９，１０はフアイバアレイである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 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第１の回折格子と、複数個
   の格子の配列方向が前記第１の回折格子の格子の
   配列方向と垂直な方向となるようにされた第２の
   回折格子とを備えると共に、前記第１及び第２の
   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。