JPH0610615B2 - Multi-directional distance measuring device - Google Patents

Multi-directional distance measuring device

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JPH0610615B2
JPH0610615B2 JP60227833A JP22783385A JPH0610615B2 JP H0610615 B2 JPH0610615 B2 JP H0610615B2 JP 60227833 A JP60227833 A JP 60227833A JP 22783385 A JP22783385 A JP 22783385A JP H0610615 B2 JPH0610615 B2 JP H0610615B2
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JP
Japan
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reflecting mirror
measured
image forming
reflecting
reference plane
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誠宏 反町
徹 神宮司
茂 山田
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Canon Inc
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Canon Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は距離測定装置に関し、特に多方向にある物体ま
での距離を光学的に測定するための装置に関する。この
様な装置は自走ロボット用の視覚センサや自動車の衝突
防止装置用の障害物検知センサとして利用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device, and more particularly to a device for optically measuring a distance to an object in multiple directions. Such a device is used as a visual sensor for a self-propelled robot or an obstacle detection sensor for a vehicle collision prevention device.

〔従来の技術及びその問題点〕[Conventional technology and its problems]

自走ロボットにおいては、周囲環境認識のための手段と
して多方向にわたって周囲の物体までの距離を測定する
ことが行なわれ、かくして得られる距離情報に基づき物
体への衝突を避けながら走行することができる。
In self-propelled robots, the distance to surrounding objects is measured in multiple directions as a means for recognizing the surrounding environment, and it is possible to run while avoiding collisions with objects based on the distance information thus obtained. .

また、自動車の衝突防止装置においては、障害物検知の
ための手段として多方向にわたって周囲の物体までの距
離を測定することが行なわれ、かくして得られた距離情
報に基づき他の自動車または壁等の物体に対し所定の距
離よりも近づいた時に運転者に対し警告を発するかある
いは自動車を停止または減速させるための指示を発する
ことがなされる。
In a vehicle collision prevention device, distances to surrounding objects are measured in multiple directions as means for detecting obstacles, and other vehicles, walls, etc. are measured based on the distance information thus obtained. When an object is closer than a predetermined distance, a warning is issued to the driver or an instruction to stop or decelerate the vehicle is issued.

以上の様な多方向の距離測定のための手段としては、従
来より、被測定物体に対し超音波を発射して反射により
戻ってくる超音波を解析して距離を求めるという方法が
用いられている。
As a means for measuring the distance in multiple directions as described above, conventionally, a method has been used in which an ultrasonic wave is emitted to an object to be measured and an ultrasonic wave returning by reflection is analyzed to obtain a distance. There is.

しかるに、この方法では被測定物体が小さい場合には測
定が困難であり、また分解能が比較的低く、更に遠方の
物体までの距離測定に時間がかかるという問題点があ
る。
However, this method has a problem in that it is difficult to perform measurement when the object to be measured is small, the resolution is relatively low, and it takes time to measure the distance to a distant object.

多方向の距離測定を光学的に行なう方法として、スリッ
ト状の光束を被測定物体に投射して、該投射方向と異な
る方向から物体表面上の輝線形状を測定して、該形状か
ら演算により距離を求めるという方法が提案されてい
る。
As a method of optically performing distance measurement in multiple directions, a slit-shaped light beam is projected onto an object to be measured, the bright line shape on the object surface is measured from a direction different from the projection direction, and the distance is calculated from the shape. Has been proposed.

しかるに、この方法では輝線形状の入力及びその後の演
算に比較的多くの時間を要するという問題点がある。
However, this method has a problem that a relatively long time is required for inputting the bright line shape and the subsequent calculation.

更に、光学的方法としてステレオ法がある。Furthermore, there is a stereo method as an optical method.

しかるに、ステレオ法では測定方向の分解能を向上させ
ることが困難であるという問題点がある。
However, the stereo method has a problem that it is difficult to improve the resolution in the measurement direction.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点を解決す
るものとして、光源と、該光源からの光束を基準平面に
対して交差する面上に反射面を有する反射鏡に入射さ
せ、該反射鏡を回転軸のまわりに回転または回動させる
ことにより該反射面からの反射光束を前記基準平面内に
おいて被測定物体に投射しながら走査する走査手段と、
該被測定物体からの反射光束を前記反射鏡で反射させ且
つ前記基準平面上に結像させる結像手段と、前記基準平
面上での反射光束の光路方向に沿った結像位置の変化を
測定する結像位置測定手段とを有し、該結像位置測定手
段の測定に基づき多方向に存在する被測定物体までの距
離情報を測定することを特徴とする、多方向距離測定装
置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, a light source and a light beam from the light source are incident on a reflecting mirror having a reflecting surface on a surface intersecting with a reference plane, Scanning means for scanning while reflecting or projecting a reflected light beam from the reflecting surface on the object to be measured in the reference plane by rotating or rotating the reflecting mirror around a rotation axis,
Image forming means for forming an image on the reference plane by reflecting the reflected light beam from the object to be measured and measuring a change in the image forming position of the reflected light beam on the reference plane along the optical path direction. A multi-directional distance measuring device is provided, which is characterized in that it measures distance information to objects to be measured existing in multiple directions based on the measurement of the image-forming position measuring means. It

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図(a),(b)は本発明装置の第1の実施例を示す概略
側面図であり、第2図及び第3図はその概略平面図であ
る。これらの図面において、1は光源であり、該光源と
しては発光部に発光ダイオードや半導体レーザ等を用い
たものを使用することができる。該光源1は発光部の発
光光束をコリメートするためのクリメータレンズを内蔵
している。2は凸レンズであり、3は平面反射鏡であ
る。4は回転平面反射鏡であり、第1図(a),(b)におい
てはその平面反射面のみが図示されている。尚、第1図
(a),(b)は該反射面により反射される光路を展開して示
したものである。第2図及び第3図に示される様に、回
転平面反射鏡4は6つの平面反射面を有する。該反射鏡
4は回転軸4aのまわりに駆動回転せしめられ、各反射
面は該回転軸4aに関し対照的に位置する。図におい
て、5は凸レンズであり、6は光電変換素子である。該
光電変換素子は光スポットの入射する位置に応じて出力
信号の変化するいわゆるポジションセンサであり、上記
平面反射鏡3から回転平面反射鏡4に至る光路の延長上
に位置している。該光電変換素子6はシール材6aによ
り保護されている。該シール材6aは山形形状をなして
おり、その斜面に斜めに入射する光束を反射を減少させ
効率よく光電変換素子6へと導く作用をも行なう。尚、
以上の光学系において、凸レンズ2の焦点位置と凸レン
ズ5の焦点位置とは一致している。
1 (a) and 1 (b) are schematic side views showing a first embodiment of the device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are schematic plan views thereof. In these drawings, reference numeral 1 denotes a light source, and as the light source, a light emitting part using a light emitting diode, a semiconductor laser, or the like can be used. The light source 1 has a built-in trimmer lens for collimating the luminous flux emitted from the light emitting portion. 2 is a convex lens, and 3 is a plane reflecting mirror. Reference numeral 4 is a rotating plane reflecting mirror, and only the plane reflecting surface is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). Incidentally, FIG.
(a) and (b) show an expanded optical path reflected by the reflecting surface. As shown in FIGS. 2 and 3, the rotating plane reflecting mirror 4 has six plane reflecting surfaces. The reflector 4 is driven to rotate about an axis of rotation 4a, each reflecting surface being symmetrically located with respect to the axis of rotation 4a. In the figure, 5 is a convex lens, and 6 is a photoelectric conversion element. The photoelectric conversion element is a so-called position sensor whose output signal changes according to the position of incidence of the light spot, and is located on the extension of the optical path from the plane reflecting mirror 3 to the rotating plane reflecting mirror 4. The photoelectric conversion element 6 is protected by a sealing material 6a. The sealing material 6a has a chevron shape, and also serves to reduce the reflection of a light beam obliquely incident on its slope and efficiently guide it to the photoelectric conversion element 6. still,
In the above optical system, the focal position of the convex lens 2 and the focal position of the convex lens 5 coincide.

光源1から発せられた平行光束は凸レンズ2により凸レ
ンズ5の焦点位置に集束せしめられ、平面反射鏡3及び
回転平面反射鏡4により反射せしめられた後に凸レンズ
5を通過し平行光束となる。この平行光束は被測定物体
の表面にて反射され、その一部が上記凸レンズ5を通
り、第1図(a),(b)に示されるように、回転平面
反射鏡4上において物体への投射光が入射した位置とは
回転軸方向に隔たった位置に入射して反射せしめられて
結像する。この際の結像位置は被測定物体までの距離に
よって異なる。第1図(a)は被測定物体(図示せず)が
比較的近距離にある場合を示しており、この場合には反
射鏡4から比較的離れた位置Aにおいて光電変換素子6
上に結像する。第1図(b)は被測定物体(図示せず)が
比較的遠距離にある場合を示しており、この場合には反
射鏡4から比較的近い位置Bにおいて光電変換素子6上
に結像する。
The parallel light flux emitted from the light source 1 is focused on the focal position of the convex lens 5 by the convex lens 2, is reflected by the plane reflecting mirror 3 and the rotating plane reflecting mirror 4, and then passes through the convex lens 5 to become a parallel light flux. This parallel light flux is reflected by the surface of the object to be measured, and a part of it passes through the convex lens 5 and is reflected by the rotating plane reflecting mirror 4 toward the object as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). The projected light is incident on a position separated from the position on which the light is incident in the direction of the rotation axis, and is reflected to form an image. The imaging position at this time varies depending on the distance to the object to be measured. FIG. 1 (a) shows a case where an object to be measured (not shown) is at a relatively short distance. In this case, the photoelectric conversion element 6 is located at a position A relatively far from the reflecting mirror 4.
Image on top. FIG. 1 (b) shows the case where the object to be measured (not shown) is at a relatively long distance. In this case, an image is formed on the photoelectric conversion element 6 at a position B relatively close to the reflecting mirror 4. To do.

従って、予め光電変換素子6上の結像位置と被測定物体
までの距離との関係を求めておけば、光電変換素子6の
出力から直ちに被測定物体までの距離を得ることができ
る。
Therefore, if the relationship between the image formation position on the photoelectric conversion element 6 and the distance to the object to be measured is obtained in advance, the distance to the object to be measured can be immediately obtained from the output of the photoelectric conversion element 6.

以上の様な関係は反射鏡4を回転軸4aのまわりに回転
させてもほぼ同様に保たれる。即ち、第2図に示される
様に、光源1から発せられた光束は、反射鏡4が実線で
示される回転位置にあるときには該反射鏡による反射の
後に実線で示される方向に投射され、反射鏡4が点線で
示される回転位置にあるときには該反射鏡による反射の
後に点線で示される方向に投射される。また、かくして
被測定物体に投射され、該物体により反射された光束
は、第3図に示される様に、反射鏡4が実線で示される
回転位置にあるときには実線で示される様に凸レンズ5
及び反射鏡4を経て光電変換素子6上に結像せしめら
れ、反射鏡4が点線で示される回転位置にあるときには
点線で示される様に凸レンズ5及び反射鏡4を経て光電
変換素子6上に結像せしめられる。かくして、回転反射
鏡4による光束投射の方向によらず被測定物体からの反
射光束の一部は光電変換素子6上に結像せしめられる。
従って、反射鏡4を回転させることにより所定の角度範
囲内にある被測定物体までの距離を測定することができ
る。尚、反射鏡4を回転させると、被測定物体からの反
射光が該反射鏡の反斜面に到達するまでの時間内に反射
鏡自体がある角度回転しているので、結像位置は厳密に
は第1図における紙面に垂直の方向にずれるのである
が、反射鏡回転の角速度が一定の場合にはこのずれ量は
予め算出可能であり、光電変換素子6を適宜移動させた
り更に平面反射鏡を介在させ適宜回動させたりすること
により光電変換素子6上に結像させる補正を行なうこと
ができる。
The above relationship is maintained substantially the same even when the reflecting mirror 4 is rotated around the rotation axis 4a. That is, as shown in FIG. 2, the light beam emitted from the light source 1 is projected in the direction indicated by the solid line after being reflected by the reflecting mirror 4 when the reflecting mirror 4 is in the rotation position shown by the solid line, and is reflected. When the mirror 4 is in the rotational position shown by the dotted line, it is projected in the direction shown by the dotted line after being reflected by the reflecting mirror. In addition, the light beam projected on the object to be measured and reflected by the object in this way has a convex lens 5 as shown by the solid line when the reflecting mirror 4 is at the rotation position shown by the solid line, as shown in FIG.
And an image is formed on the photoelectric conversion element 6 via the reflection mirror 4, and when the reflection mirror 4 is in the rotation position shown by the dotted line, it is formed on the photoelectric conversion element 6 via the convex lens 5 and the reflection mirror 4 as shown by the dotted line. The image is formed. Thus, a part of the reflected light beam from the object to be measured is imaged on the photoelectric conversion element 6 regardless of the direction of the light beam projection by the rotary reflecting mirror 4.
Therefore, by rotating the reflecting mirror 4, it is possible to measure the distance to the object to be measured within a predetermined angle range. Incidentally, when the reflecting mirror 4 is rotated, the reflecting mirror itself is rotated by a certain angle within the time until the reflected light from the object to be measured reaches the anti-slope of the reflecting mirror. Shifts in a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 1. However, when the angular velocity of the rotation of the reflecting mirror is constant, this shift amount can be calculated in advance, and the photoelectric conversion element 6 can be appropriately moved or further the flat reflecting mirror can be moved. It is possible to perform correction by forming an image on the photoelectric conversion element 6 by intervening and appropriately rotating.

本実施例によれば、反射鏡4の回転を継続することによ
り、順次隣接反射面を用いて所定角度範囲にある被測定
物体までの距離測定を高速にて繰返し連続的にて行なう
ことができる。
According to the present embodiment, by continuing the rotation of the reflecting mirror 4, it is possible to successively and continuously measure the distance to the object to be measured within a predetermined angle range using the adjacent reflecting surfaces. .

第4図(a),(b)は本発明装置の第2の実施例を示す概略
側面図であり、第5図はその概略平面図である。これら
の図面において、上記第1〜3図におけると同様の部材
には同一の符号が付されており、これらについてはここ
では説明を省略する。
4 (a) and 4 (b) are schematic side views showing a second embodiment of the device of the present invention, and FIG. 5 is a schematic plan view thereof. In these drawings, the same members as those in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here.

図においては、7は凸シリンドリカルレンズであり、そ
の円筒軸方向は第4図における紙面と垂直の方向であ
る。また、8は凸シリンドリカルレンズであり、その円
筒軸方向は第4図における紙面と垂直の方向である。9
は凸レンズであり、10は光電変換素子である。該光電
変換素子10は上記光電変換素子6と同様のポジション
センサである。該凸レンズ9及び光電変換素子10は、
光源1から凸シリンドリカルレンズ7を経て回転反射鏡
4に至る光路の真下の位置に存在している。尚、この光
学系において、凸シリンドリカルレンズ7の焦線位置と
凸シリンドリカルレンズ8の焦線位置とは一致してい
る。
In the figure, numeral 7 is a convex cylindrical lens, and its cylindrical axis direction is a direction perpendicular to the paper surface in FIG. Further, 8 is a convex cylindrical lens, and its cylindrical axis direction is a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 9
Is a convex lens, and 10 is a photoelectric conversion element. The photoelectric conversion element 10 is a position sensor similar to the photoelectric conversion element 6. The convex lens 9 and the photoelectric conversion element 10 are
It exists directly below the optical path from the light source 1 through the convex cylindrical lens 7 to the rotary reflecting mirror 4. In this optical system, the focal line position of the convex cylindrical lens 7 and the focal line position of the convex cylindrical lens 8 coincide.

光源1から発せられた平行光束は凸シリンドリカルレン
ズ7により凸シリンドリカルレンズ8の焦線位置に第4
図の紙面に沿う方向に関してのみ焦束せしめられ、回転
平面反射鏡4により反射せしめられた後に凸シリンドリ
カルレンズ8に入射し、該レンズにより第4図の紙面に
沿う方向に関してのみ集束作用を受け平行光束となる。
The parallel light flux emitted from the light source 1 is moved by the convex cylindrical lens 7 to the fourth position on the focal line position of the convex cylindrical lens 8.
The lens is focused only in the direction along the plane of the drawing, is reflected by the rotary plane reflecting mirror 4, and then enters the convex cylindrical lens 8, and is focused by the lens only in the direction along the plane of the paper in FIG. It becomes a luminous flux.

尚、本実施例において、上記凸シリンドリカルレンズ7
の光軸及び凸シリンドリカルレンズ8の光軸を含み水平
な平面(第4図において紙面に垂直な平面)Sのこと
を、以下、基準平面ということにする。
In the present embodiment, the convex cylindrical lens 7 is used.
A horizontal plane (a plane perpendicular to the paper surface in FIG. 4) S including the optical axis of 1 and the optical axis of the convex cylindrical lens 8 is hereinafter referred to as a reference plane.

かくして、凸シリンドリカルレンズ8を出た平行光束は
被測定物体の表面にて反射され、その一部が上記凸シリ
ンドリカルレンズ8を通過し集束作用を受けて、第4図
(a),(b)に示されるように、回転平面反射鏡4上
において物体への投射光が入射した位置とは回転軸方向
に隔たった位置に入射した後結像せしめられる。この際
の結像位置は被測定物体までの距離によって異なる。第
4図(a)は被測定物体(図示せず)が比較的近距離にあ
る場合を示しており、この場合には反射鏡4の反射面か
ら比較的離れた位置Cに結像する。第4図(b)は被測定
物体(図示せず)が比較的遠距離にある場合を示してお
り、この場合には反射鏡4の反射面に比較的近い位置D
に結像する。これら結像位置C,Dはいづれも基準平面
S上にある。尚、これら結像は上下方向に関してのみ行
なわれる。従って、像は水平方向に長い線状のものとな
る。
Thus, the parallel light flux emitted from the convex cylindrical lens 8 is reflected on the surface of the object to be measured, and a part of it passes through the convex cylindrical lens 8 and is subjected to the focusing action, so that it is shown in FIGS. As shown in FIG. 5, an image is formed after being incident on the rotating plane reflecting mirror 4 at a position separated from the position where the projection light is incident on the object in the rotation axis direction. The imaging position at this time varies depending on the distance to the object to be measured. FIG. 4A shows the case where the object to be measured (not shown) is at a relatively short distance. In this case, the image is formed at a position C relatively distant from the reflecting surface of the reflecting mirror 4. FIG. 4 (b) shows the case where the object to be measured (not shown) is at a relatively long distance, and in this case, the position D relatively close to the reflecting surface of the reflecting mirror 4.
Image on. These image forming positions C and D are both on the reference plane S. Incidentally, these images are formed only in the vertical direction. Therefore, the image becomes a long line in the horizontal direction.

上記凸レンズ9は上記基準平面Sの所定の部分(即ち、
上記結像位置C,Dを含み、測定すべき距離範囲内にあ
る被測定物体からの反射光束が結像する範囲内の全位置
をカバーする部分)Qを光電変換素子10上に結像させ
る。即ち、該光電変換素子10は凸レンズ9に関し上記
基準平面Sの所定の部分Qと共役の位置に配置されてお
り、更に被測定物体から上記凸シリンドリカルレンズ8
を通って反射鏡4の反射面に入射して反射し上記所定部
分Q内に結像せしめられた光束は凸レンズ9を通って光
電変換素子10に入射せしめられる。
The convex lens 9 has a predetermined portion of the reference plane S (that is,
An image is formed on the photoelectric conversion element 10 at a portion (Q) including the image forming positions C and D, which covers all positions within the range where the reflected light beam from the measured object within the distance range to be measured forms an image. . That is, the photoelectric conversion element 10 is arranged at a position conjugate with the predetermined portion Q of the reference plane S with respect to the convex lens 9, and further, the convex cylindrical lens 8 from the object to be measured.
The light flux that has passed through the lens and is incident on the reflecting surface of the reflecting mirror 4 and reflected to form an image in the predetermined portion Q is incident on the photoelectric conversion element 10 through the convex lens 9.

従って、光電変換素子10の出力から基準平面S上の結
像位置を知ることができ、該結像位置から被測定物体の
位置を知ることができる。かくして、予め光電変換素子
10上の結像位置と被測定物体までの距離との関係を求
めておけば、光電変換素子10の出力として直ちに被測
定物体までの距離が得られる。
Therefore, the image forming position on the reference plane S can be known from the output of the photoelectric conversion element 10, and the position of the measured object can be known from the image forming position. Thus, if the relationship between the imaging position on the photoelectric conversion element 10 and the distance to the object to be measured is obtained in advance, the distance to the object to be measured can be immediately obtained as the output of the photoelectric conversion element 10.

以上の様な関係が反射鏡4を回転軸4aのまわりに回転
させてもほぼ同時に保たれることは、上記第1の実施例
の場合と同じである。ただ、本実施例においては上記の
如く基準平面S上の像は水平方向に長いので、反射鏡4
の回転により像位置が水平方向にずれても光電変換素子
10による結像位置の検出に実質上影響を与えない。
It is the same as in the case of the first embodiment described above that the above relationship is maintained substantially at the same time even when the reflecting mirror 4 is rotated around the rotation axis 4a. However, in this embodiment, since the image on the reference plane S is long in the horizontal direction as described above, the reflecting mirror 4
Even if the image position shifts in the horizontal direction due to the rotation of, the detection of the image formation position by the photoelectric conversion element 10 is not substantially affected.

上記第2の実施例においては基準平面S内の所定の部分
Q内に結像せしめられる像を更に凸レンズ9を用いて光
電変換素子10上に結像させているが、本発明において
は上記所定の部分Qに光電変換素子を配置して結像位置
の測定を行なってもよい。
In the second embodiment, the image formed in the predetermined portion Q in the reference plane S is further formed on the photoelectric conversion element 10 by using the convex lens 9, but in the present invention, the above-mentioned predetermined image is formed. A photoelectric conversion element may be arranged in the portion Q to measure the image formation position.

第6図は本発明装置の第3の実施例を示す概略側面図で
ある。本図において、上記第4図におけると同様の部材
には同一の符号が付されており、これらについてはここ
では説明を省略する。
FIG. 6 is a schematic side view showing a third embodiment of the device of the present invention. In this figure, the same members as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted here.

本実施例は上記第2の実施例の変形例である。本実施例
においては、凸シリンドリカルレンズ11が基準平面S
近傍の部分を有しておらず、また光源1と回転平面反射
鏡4との間に凸シリンドリカルレンズは存在しない。そ
して、光源1から発せられた平行光束は回転平面反射鏡
4により反射せしめられた後に直ちに被測定物体に投射
される。その他は上記第2の実施例と同様である。
This embodiment is a modification of the second embodiment. In this embodiment, the convex cylindrical lens 11 has the reference plane S.
It does not have a neighboring part, and there is no convex cylindrical lens between the light source 1 and the rotating plane reflecting mirror 4. The parallel light flux emitted from the light source 1 is reflected by the rotating plane reflecting mirror 4 and immediately thereafter projected onto the object to be measured. Others are the same as those in the second embodiment.

本実施例によれば構成部品点数を少なくすることができ
る。
According to this embodiment, the number of constituent parts can be reduced.

上記実施例においては反射鏡は回転多面鏡からなるが、
本発明においては反射鏡は1面のみからなるものでもよ
い。1面のみからなる反射鏡の場合には、上記実施例と
同様に同一の向きに回転を継続して継続的に多方向距離
測定を行なうこともできるし、回転軸のまわりに所定の
角度範囲内で回動させて連続的に多方向距離測定を行な
うこともできる。
In the above embodiment, the reflecting mirror is a rotating polygon mirror,
In the present invention, the reflecting mirror may have only one surface. In the case of a reflecting mirror consisting of only one surface, it is possible to continuously rotate in the same direction and continuously perform multidirectional distance measurement as in the above-mentioned embodiment, or to provide a predetermined angle range around the rotation axis. It is also possible to rotate the inside to continuously perform multidirectional distance measurement.

また、本発明装置においては、外光と光源からの光束と
を区別してS/N比を上げ測定精度を向上させるため
に、光源として赤外線発光素子を用い受光用光電変換素
子の前方に可視光遮断フィルタを置いたり、光源を変調
発光させ該変調に同期して光電変換素子の出力をとり出
したりする等の方法を適用することもできる。
Further, in the device of the present invention, in order to distinguish the external light and the light flux from the light source to increase the S / N ratio and improve the measurement accuracy, an infrared light emitting element is used as a light source and visible light is emitted in front of the photoelectric conversion element for light reception It is also possible to apply a method such as placing a cutoff filter or modulating the light source to emit light and taking out the output of the photoelectric conversion element in synchronization with the modulation.

更に、本発明においては、集光レンズから被測定物体に
投射される光路上に平面反射鏡を配置し、該平面反射鏡
を上記回転平面反射鏡の回転軸と非平行な回転軸のまわ
りに回動させることによって2次元的に光束走査を行な
い、立体的多方向の距離測定を行なうこともできる。
Further, in the present invention, a plane reflecting mirror is arranged on the optical path projected from the condenser lens to the object to be measured, and the plane reflecting mirror is arranged around a rotation axis that is non-parallel to the rotation axis of the rotating plane reflecting mirror. It is also possible to perform a two-dimensional light beam scanning by rotating it and perform distance measurement in three-dimensional directions.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の如き本発明によれば、多方向の距離測定結果を直
ちに時系列的電気信号として得ることができ、複雑な演
算処理を必要としないため、比較的簡単な構成にて高速
で測定を行なうことができる。
According to the present invention as described above, the distance measurement results in multiple directions can be immediately obtained as a time-series electrical signal, and since complicated arithmetic processing is not required, high-speed measurement can be performed with a relatively simple configuration. be able to.

また、本発明によれば、光学的に結像された像の位置測
定により測定結果を得ることができるので、光学系の精
度を上げることにより容易に分解能を向上させることが
できる。
Further, according to the present invention, since the measurement result can be obtained by measuring the position of the image formed optically, the resolution can be easily improved by increasing the accuracy of the optical system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a),(b)は本発明装置を説明するため概略側面図
であり、第2図及び第3図はその概略平面図である。 第4図(a),(b)は本発明装置を説明するための概略側面
図である。又、第5図はその概略平面図である。 第6図は本発明装置を説明するための概略側面図であ
る。 1:光源、2,5,9:凸レンズ、3:平面反射鏡、
4:回転平面反射鏡、4a:回転軸、6,10:光電変
換素子、7,8,11:凸シリンドリカルレンズ。
1 (a) and 1 (b) are schematic side views for explaining the device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are schematic plan views thereof. 4 (a) and 4 (b) are schematic side views for explaining the device of the present invention. Further, FIG. 5 is a schematic plan view thereof. FIG. 6 is a schematic side view for explaining the device of the present invention. 1: light source, 2, 5, 9: convex lens, 3: flat reflecting mirror,
4: rotating flat reflecting mirror, 4a: rotating shaft, 6, 10: photoelectric conversion element, 7, 8, 11: convex cylindrical lens.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と、該光源からの光束を基準平面に対
して交差する面上に反射面を有する反射鏡に入射させ、
該反射鏡を回転軸のまわりに回転または回動させること
により該反射面からの反射光束を前記基準平面内におい
て被測定物体に投射しながら走査する走査手段と、該被
測定物体からの反射光束を前記反射鏡で反射させ且つ前
記基準平面上に結像させる結像手段と、前記基準平面上
での反射光束の光路方向に沿った結像位置の変化を測定
する結像位置測定手段とを有し、該結像位置測定手段の
測定に基づき多方向に存在する被測定物体までの距離情
報を測定することを特徴とする、多方向距離測定装置。
1. A light source and a light beam from the light source are incident on a reflecting mirror having a reflecting surface on a surface intersecting with a reference plane,
Scanning means for scanning while reflecting or projecting the reflected light beam from the reflecting surface on the object to be measured in the reference plane by rotating or rotating the reflecting mirror around a rotation axis, and a reflected light beam from the object to be measured. An image forming means for forming an image on the reference plane by reflecting the light on the reflecting mirror and an image forming position measuring means for measuring a change in the image forming position along the optical path direction of the reflected light flux on the reference plane. A multi-directional distance measuring device, characterized in that it measures distance information to an object to be measured that exists in multiple directions based on the measurement of the imaging position measuring means.
【請求項2】前記反射鏡が1つの回転軸に関し対称的に
複数個配置された反射面を有する、特許請求の範囲第1
項の多方向距離測定装置。
2. The scope of claim 1, wherein the reflecting mirror has a plurality of reflecting surfaces symmetrically arranged with respect to one rotation axis.
Multi-direction distance measuring device of paragraph.
【請求項3】前記結像位置測定手段は、前記結像位置か
ら前記基準平面外に出射した光束を再結像させる光学手
段と、該光学手段による再結像位置の変化を検出するこ
とにより前記基準平面上の結像位置の変化を測定する検
出素子とを有する、特許請求の範囲第1項の多方向距離
測定装置。
3. The image forming position measuring means detects the change of the re-image forming position by the optical means for re-forming the light beam emitted from the image forming position to the outside of the reference plane. The multidirectional distance measuring device according to claim 1, further comprising a detection element that measures a change in an image forming position on the reference plane.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59125009A (en) * 1982-12-29 1984-07-19 Fujitsu Ltd Pattern detecting method
JPS59187211A (en) * 1983-04-08 1984-10-24 Hitachi Denshi Ltd Photoelectric distance measuring device

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