JPH0674763A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JPH0674763A JPH0674763A JP22968592A JP22968592A JPH0674763A JP H0674763 A JPH0674763 A JP H0674763A JP 22968592 A JP22968592 A JP 22968592A JP 22968592 A JP22968592 A JP 22968592A JP H0674763 A JPH0674763 A JP H0674763A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光鏡筒内の内面反対を防止できて距離測定
の信頼性を高め、且つ装置全体を小型化できる距離測定
装置を得る。 【構成】 受光レンズ６とフォトダイオード５の空間に
円錐状の遮光板Ｇ1，Ｇ2をその小径開口部を受光レンズ
６側に大径開口部をフォトダイオード５側に配置した。
の信頼性を高め、且つ装置全体を小型化できる距離測定
装置を得る。 【構成】 受光レンズ６とフォトダイオード５の空間に
円錐状の遮光板Ｇ1，Ｇ2をその小径開口部を受光レンズ
６側に大径開口部をフォトダイオード５側に配置した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光を照射し、その反射
光を検出して対象物体までの距離を検出する距離測定装
置に係り、特に対象物からの反射光以外の光の検出を防
止して信頼性の高い距離測定を行うことができる距離測
定装置に関するものである。
光を検出して対象物体までの距離を検出する距離測定装
置に係り、特に対象物からの反射光以外の光の検出を防
止して信頼性の高い距離測定を行うことができる距離測
定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の距離】レーザ光などの光を対象物体に向けて照
射し、この照射光の対象物体による反射光を凸レンズ又
は凹面鏡及び受光素子などの光学手段で受光し、レーザ
光の照射から受光までの遅延時間を検出して対象物体ま
での距離を測定する装置は既に公知である。図３はレー
ザダイオードを使用した従来の測定装置の一例を示すブ
ロック図であり、１は照光鏡筒、２はこの照光鏡筒の底
部に取りつけられたレーザダイオード、３はこのレーザ
ダイオードが発するレーザ光を照光角として所定の角度
θtに集束して、照射光Ｌt とするための凸レンズであ
り、照光鏡筒１の開口端部に取りつけられている。なお
前記照射角θt は対象物体の大きさとその距離を考慮し
て決定される。
射し、この照射光の対象物体による反射光を凸レンズ又
は凹面鏡及び受光素子などの光学手段で受光し、レーザ
光の照射から受光までの遅延時間を検出して対象物体ま
での距離を測定する装置は既に公知である。図３はレー
ザダイオードを使用した従来の測定装置の一例を示すブ
ロック図であり、１は照光鏡筒、２はこの照光鏡筒の底
部に取りつけられたレーザダイオード、３はこのレーザ
ダイオードが発するレーザ光を照光角として所定の角度
θtに集束して、照射光Ｌt とするための凸レンズであ
り、照光鏡筒１の開口端部に取りつけられている。なお
前記照射角θt は対象物体の大きさとその距離を考慮し
て決定される。
【０００３】又、図３において４は受光鏡筒で、その底
部には受光素子としてのフォトダイオード５が取りつけ
られ、開口端部には照射光Ｌt の対象物体からの反射光
Ｌrをフォトダイオード５に集光させるための凸レンズ
６が取りつけられている。なお、反射光Ｌr の受光角θ
r は照射角θt よりわずかに大き目となるようフォトダ
イオード５の受光径と、凸レンズ６の焦点距離により決
められる。
部には受光素子としてのフォトダイオード５が取りつけ
られ、開口端部には照射光Ｌt の対象物体からの反射光
Ｌrをフォトダイオード５に集光させるための凸レンズ
６が取りつけられている。なお、反射光Ｌr の受光角θ
r は照射角θt よりわずかに大き目となるようフォトダ
イオード５の受光径と、凸レンズ６の焦点距離により決
められる。
【０００４】更に図３において７はコントローラでこの
コントローラ７は、レーザダイオード２に接続され、レ
ーザダイオード２をパルス駆動するためのパルス発生器
８と、フォトダイオード５に接続され、フォトダイオー
ド５の受光出力を増幅整形するためのパルス検出器９
と、パルス発生器８及びパルス検出器９に接続され、照
射パルスと受光パルス間の遅延時間から対象物までの距
離を演算する信号処理回路１０より構成される。１１は
表示装置で、前述のようにして得られた距離情報を具体
的な数字やグラフとして表示するものである。
コントローラ７は、レーザダイオード２に接続され、レ
ーザダイオード２をパルス駆動するためのパルス発生器
８と、フォトダイオード５に接続され、フォトダイオー
ド５の受光出力を増幅整形するためのパルス検出器９
と、パルス発生器８及びパルス検出器９に接続され、照
射パルスと受光パルス間の遅延時間から対象物までの距
離を演算する信号処理回路１０より構成される。１１は
表示装置で、前述のようにして得られた距離情報を具体
的な数字やグラフとして表示するものである。
【０００５】次に従来の距離測定装置の動作を図４で説
明する。図４Ａは照射パルス光を示すものでパルス幅ｔ
ｗ、周期ｔｐでレーザダイオード２を駆動している。図
４Ｂは受光パルスを示すもので、照射パルスより時間ｔ
だけ遅れて受光される。この遅延時間ｔは対象物体まで
の往復距離に相当する時間差であるから対象物体までの
距離をＲとすればＲ＝Ｃ・ｔ／２で求められる。ここ
で、Ｃはレーザ光の伝播速度でＣ＝３×１０8 ｗ／ｓで
ある。
明する。図４Ａは照射パルス光を示すものでパルス幅ｔ
ｗ、周期ｔｐでレーザダイオード２を駆動している。図
４Ｂは受光パルスを示すもので、照射パルスより時間ｔ
だけ遅れて受光される。この遅延時間ｔは対象物体まで
の往復距離に相当する時間差であるから対象物体までの
距離をＲとすればＲ＝Ｃ・ｔ／２で求められる。ここ
で、Ｃはレーザ光の伝播速度でＣ＝３×１０8 ｗ／ｓで
ある。
【０００６】ところで、受光角θr は前述の通り通常照
光角θt よりわずかに広く設定され、これは受光レンズ
の焦点距離ｆと、フォトダイオードの受光径Ｄs(図５参
照）により決まる。即ちθr ＝２ｔａｎ-1（Ｄs ／（２
ｆ））となる。
光角θt よりわずかに広く設定され、これは受光レンズ
の焦点距離ｆと、フォトダイオードの受光径Ｄs(図５参
照）により決まる。即ちθr ＝２ｔａｎ-1（Ｄs ／（２
ｆ））となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の距離測定装置は
以上のように構成され、従って受光角θr の外側にある
光はフォトダイオード５には到達しないわけであるが、
太陽光などの極めて輝度の高い光源の場合は受光鏡筒４
内の内面反射によりフォトダイオード５に到達し、直流
出力を生じ、ひどい場合には光電変換の飽和を生じて距
離測定不能となる場合がある。図５はこの状態を示した
図で、受光角θr の域外にある太陽Ｓからの光が受光鏡
筒４の内面で反射されてフォトダイオード５に到達して
いる。受光鏡筒４の内面はもちろん無光沢の黒色塗装或
は無反射材料で反射防止の処理がなされているが、完全
に光を吸収して無反射となる材料は現実には存在せず、
わずかの反射が生じる。受光角外の光源の輝度が低い場
合にはこれによる内面反射は無視できるが、太陽光など
の極端に明るい光源の場合はこれによる反射光も強いた
め、前述したような障害を生じるという問題点がある。
以上のように構成され、従って受光角θr の外側にある
光はフォトダイオード５には到達しないわけであるが、
太陽光などの極めて輝度の高い光源の場合は受光鏡筒４
内の内面反射によりフォトダイオード５に到達し、直流
出力を生じ、ひどい場合には光電変換の飽和を生じて距
離測定不能となる場合がある。図５はこの状態を示した
図で、受光角θr の域外にある太陽Ｓからの光が受光鏡
筒４の内面で反射されてフォトダイオード５に到達して
いる。受光鏡筒４の内面はもちろん無光沢の黒色塗装或
は無反射材料で反射防止の処理がなされているが、完全
に光を吸収して無反射となる材料は現実には存在せず、
わずかの反射が生じる。受光角外の光源の輝度が低い場
合にはこれによる内面反射は無視できるが、太陽光など
の極端に明るい光源の場合はこれによる反射光も強いた
め、前述したような障害を生じるという問題点がある。
【０００８】一方、これの対策として、例えば実開昭５
９−４１７７１号公報に示されているように受光レンズ
６の前にハニカム構造体を設置する方法や、実開昭６２
−１８０７８４号公報に示されているように同じく受光
レンズ６の前に遮光板を設置する方法が提案されてい
る。図６はこれらを示す図であるが、現実に光を完全に
吸収する材料が存在しないため、遮光板Ｇ内での内面反
射により同様の障害を生じる。即ち、図６に於て、受光
角θr の域外のＳ1 の位置に太陽があった場合、その光
は遮光板Ｇで１回反射され、受光レンズ６に向かう。
又、太陽の位置がＳ2 の場合は遮光板で２回反射された
光が受光レンズ６に入射する。これを避けるためには遮
光板の奥行ｍを大きくするか、遮光板Ｇの数を増やして
ピッチｐを細かくする必要があるが、前者は距離測定装
置の奥行寸法の増大をきたす事になるし、又、後者は遮
光板の板厚による有効受光量の減少を招き、距離測定能
力を低下させてしまうという問題点があった。
９−４１７７１号公報に示されているように受光レンズ
６の前にハニカム構造体を設置する方法や、実開昭６２
−１８０７８４号公報に示されているように同じく受光
レンズ６の前に遮光板を設置する方法が提案されてい
る。図６はこれらを示す図であるが、現実に光を完全に
吸収する材料が存在しないため、遮光板Ｇ内での内面反
射により同様の障害を生じる。即ち、図６に於て、受光
角θr の域外のＳ1 の位置に太陽があった場合、その光
は遮光板Ｇで１回反射され、受光レンズ６に向かう。
又、太陽の位置がＳ2 の場合は遮光板で２回反射された
光が受光レンズ６に入射する。これを避けるためには遮
光板の奥行ｍを大きくするか、遮光板Ｇの数を増やして
ピッチｐを細かくする必要があるが、前者は距離測定装
置の奥行寸法の増大をきたす事になるし、又、後者は遮
光板の板厚による有効受光量の減少を招き、距離測定能
力を低下させてしまうという問題点があった。
【０００９】この発明は前述したような問題点を解消す
るためになされたもので、受光鏡筒内の内面反対を防止
できて距離測定の信頼性を高め、且つ装置全体を小型化
できる測定装置を得ることを目的としている。
るためになされたもので、受光鏡筒内の内面反対を防止
できて距離測定の信頼性を高め、且つ装置全体を小型化
できる測定装置を得ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る距離測定
装置は受光レンズと前記受光素子間の空間内に、前記受
光レンズの有効外径と前記受光素子の光電変換素子外径
を結ぶ線よりわずかに大きい開口部を頂部とする、少な
くとも一部円錐または角錐状に成型された薄板よりなる
遮光板を、頂部である小径開口部を前記受光レンズ側
に、大径開口部を前記受光素子側にして少なくとも１以
上配置したものである。
装置は受光レンズと前記受光素子間の空間内に、前記受
光レンズの有効外径と前記受光素子の光電変換素子外径
を結ぶ線よりわずかに大きい開口部を頂部とする、少な
くとも一部円錐または角錐状に成型された薄板よりなる
遮光板を、頂部である小径開口部を前記受光レンズ側
に、大径開口部を前記受光素子側にして少なくとも１以
上配置したものである。
【００１１】
【作用】この発明に係る距離測定装置は遮光板の構造が
円錐又は角錐状であり、その開口径が受光素子側から受
光レンズ側に向かって小さくなるようにしてあるので、
受光角外からの輝度の高い光線が入射しても受光素子に
入射することを防止できる。
円錐又は角錐状であり、その開口径が受光素子側から受
光レンズ側に向かって小さくなるようにしてあるので、
受光角外からの輝度の高い光線が入射しても受光素子に
入射することを防止できる。
【００１２】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１は実施例１に係る受光鏡筒の断面図である。
図１に於て４，５，６は図３又は図５に示したものと同
じである。Ｄは受光レンズ６の有効外径を示す。フォト
ダイオード５においてＤS はその受光面外径を示す。Ｇ
1，Ｇ2は表面に反射防止処理を施した薄板よりなる遮光
板で円錐状に凸状成型されて、その小径部である頂部を
取り除いて開口形状としたものであり、実施例１ではこ
れを２枚組合わせて使用している。
する。図１は実施例１に係る受光鏡筒の断面図である。
図１に於て４，５，６は図３又は図５に示したものと同
じである。Ｄは受光レンズ６の有効外径を示す。フォト
ダイオード５においてＤS はその受光面外径を示す。Ｇ
1，Ｇ2は表面に反射防止処理を施した薄板よりなる遮光
板で円錐状に凸状成型されて、その小径部である頂部を
取り除いて開口形状としたものであり、実施例１ではこ
れを２枚組合わせて使用している。
【００１３】なお、この小径部の開口径は受光レンズ６
の外径Ｄとフォトダイオード５の外径Ｄs を結ぶ線をさ
えぎらない程度に、これよりわずかに大きくなってい
る。また、この遮光板Ｇ1，Ｇ2はそれぞれ図に示す通り
受光レンズ６とフォトダイオード５の光路中に於て、そ
の小径開口部を受光レンズ６側に、大径開口部をフォト
ダイオード５側にして配置されている。
の外径Ｄとフォトダイオード５の外径Ｄs を結ぶ線をさ
えぎらない程度に、これよりわずかに大きくなってい
る。また、この遮光板Ｇ1，Ｇ2はそれぞれ図に示す通り
受光レンズ６とフォトダイオード５の光路中に於て、そ
の小径開口部を受光レンズ６側に、大径開口部をフォト
ダイオード５側にして配置されている。
【００１４】更に、遮光板Ｇ1、Ｇ2の円錐部の角度δ
は、設置する場所、受光角θr などを考慮して決める必
要があるが実施例１では１５°程度とした。
は、設置する場所、受光角θr などを考慮して決める必
要があるが実施例１では１５°程度とした。
【００１５】以下に実施例１の動作について説明する。
図１に於て、今、仮りに受光角θrの域外に太陽Ｓ1 が
あったとすると受光レンズ６を透過した光は遮光板Ｇ2
に当り反射光ｒ1 となる。同様に太陽がＳ2 の位置にあ
った場合は遮光板Ｇ1 でｒ2の反射光となり更に遮光板
Ｇ2 でさえぎられる。太陽がＳ3 の位置の場合は受光鏡
筒４内部で反射光ｒ3 を生じるが遮光板Ｇ1 で遮られい
ずれもフォトダイオード５には入射しない。これらの効
果は遮光板Ｇ1，Ｇ2を円錐状としたために生じるもの
で、これを円筒状にしたものでは一部の反射光はフォト
ダイオード５に入射してしまう。なお、図２はこれら遮
光板Ｇ1，Ｇ2の外形状を示すための斜視図である。
図１に於て、今、仮りに受光角θrの域外に太陽Ｓ1 が
あったとすると受光レンズ６を透過した光は遮光板Ｇ2
に当り反射光ｒ1 となる。同様に太陽がＳ2 の位置にあ
った場合は遮光板Ｇ1 でｒ2の反射光となり更に遮光板
Ｇ2 でさえぎられる。太陽がＳ3 の位置の場合は受光鏡
筒４内部で反射光ｒ3 を生じるが遮光板Ｇ1 で遮られい
ずれもフォトダイオード５には入射しない。これらの効
果は遮光板Ｇ1，Ｇ2を円錐状としたために生じるもの
で、これを円筒状にしたものでは一部の反射光はフォト
ダイオード５に入射してしまう。なお、図２はこれら遮
光板Ｇ1，Ｇ2の外形状を示すための斜視図である。
【００１６】実施例２．前述した実施例１では遮光板Ｇ
1，Ｇ2を、頂部を開口した円錐状としたがこれはフォト
ダイオード５の受光部が円形であったためであり、これ
が角形であれば遮光板の凸状形状は角錐とし、その開口
形状も角形としてもよい。又、太陽光などのように受光
角外の有害光源の位置が常に装置の上部に限られる場合
には遮光板の形状は円錐又は角錐状にする必要はなく、
遮光板は光軸より下側相当部分のみとし、光軸より上部
の部分を省略してもさしつかえない。
1，Ｇ2を、頂部を開口した円錐状としたがこれはフォト
ダイオード５の受光部が円形であったためであり、これ
が角形であれば遮光板の凸状形状は角錐とし、その開口
形状も角形としてもよい。又、太陽光などのように受光
角外の有害光源の位置が常に装置の上部に限られる場合
には遮光板の形状は円錐又は角錐状にする必要はなく、
遮光板は光軸より下側相当部分のみとし、光軸より上部
の部分を省略してもさしつかえない。
【００１７】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、受光レ
ンズと前記受光素子間の空間内に、前記受光レンズの有
効外径と前記受光素子の光電変換素子外径を結ぶ線より
わずかに大きい開口部を頂部とする、少なくとも一部円
錐または角錐状に成型された薄板よりなる遮光板を、頂
部である小径開口部を前記受光レンズ側に、大径開口部
を前記受光素子側にして少なくとも１以上配置したので
受光鏡筒内の内面反射を防止できて距離測定の信頼性を
高め、且つ装置全体を小型化できる距離測定装置を得る
ことができるという効果を奏する。
ンズと前記受光素子間の空間内に、前記受光レンズの有
効外径と前記受光素子の光電変換素子外径を結ぶ線より
わずかに大きい開口部を頂部とする、少なくとも一部円
錐または角錐状に成型された薄板よりなる遮光板を、頂
部である小径開口部を前記受光レンズ側に、大径開口部
を前記受光素子側にして少なくとも１以上配置したので
受光鏡筒内の内面反射を防止できて距離測定の信頼性を
高め、且つ装置全体を小型化できる距離測定装置を得る
ことができるという効果を奏する。
【図１】この発明の実施例１による距離測定装置の受光
鏡筒を示す断面図である。
鏡筒を示す断面図である。
【図２】この発明の実施例１による遮光板の斜視図であ
る。
る。
【図３】従来の距離測定装置全体を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】照光パルスと受光パルスの関係を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の遮光板がない場合に有害光がフォトダイ
オードに入射する場合を説明する説明図である。
オードに入射する場合を説明する説明図である。
【図６】従来の遮光板を使用した受光部分を示す断面図
である。
である。
４ 受光鏡筒 ５ フォトダイオード ６ 受光レンズ Ｇ1，Ｇ2 遮光板
Claims (1)
- 【請求項１】 光を対象物に向けて照射し、前記対象物
からの反射光を受光レンズとこの受光レンズの焦点位置
に配設された受光素子とにより受光してその伝播遅延時
間から前記対象物までの距離を測定する距離測定装置に
おいて、 前記受光レンズと前記受光素子間の空間内に、前記受光
レンズの有効外径と前記受光素子の光電変換素子外径を
結ぶ線よりわずかに大きい開口部を頂部とする、少なく
とも一部円錐または角錐状に成型された薄板よりなる遮
光板を、頂部である小径開口部を前記受光レンズ側に、
大径開口部を前記受光素子側にして少なくとも１以上配
置したことを特徴とする距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229685A JP2820573B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229685A JP2820573B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674763A true JPH0674763A (ja) | 1994-03-18 |
| JP2820573B2 JP2820573B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=16896095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4229685A Expired - Fee Related JP2820573B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2820573B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141013A (ja) * | 2000-11-01 | 2002-05-17 | Hitachi Ltd | 電子検出装置，荷電粒子ビーム装置，半導体集積回路装置、および半導体集積回路装置の加工，観察，検査方法 |
| JP2012018060A (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-26 | East Japan Railway Co | 車輪形状測定装置 |
| JP2012068120A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Denso Wave Inc | レーザレーダ装置 |
| JP2012225821A (ja) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Ihi Corp | レーザセンサ装置 |
| JP2015129734A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-07-16 | 株式会社リコー | 物体検出装置及びセンシング装置 |
| WO2016047158A1 (ja) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | シャープ株式会社 | レーザレーダ装置 |
| CN111133299A (zh) * | 2017-08-02 | 2020-05-08 | 杰德克思股份有限公司 | 透明或半透明薄膜的表面异物检测仪 |
| WO2022190704A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 株式会社デンソー | 光検出装置 |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP4229685A patent/JP2820573B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141013A (ja) * | 2000-11-01 | 2002-05-17 | Hitachi Ltd | 電子検出装置，荷電粒子ビーム装置，半導体集積回路装置、および半導体集積回路装置の加工，観察，検査方法 |
| JP2012018060A (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-26 | East Japan Railway Co | 車輪形状測定装置 |
| JP2012068120A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Denso Wave Inc | レーザレーダ装置 |
| JP2012225821A (ja) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Ihi Corp | レーザセンサ装置 |
| JP2015129734A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-07-16 | 株式会社リコー | 物体検出装置及びセンシング装置 |
| US10591602B2 (en) | 2013-12-06 | 2020-03-17 | Ricoh Company, Ltd. | Object detector and sensor |
| WO2016047158A1 (ja) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | シャープ株式会社 | レーザレーダ装置 |
| CN111133299A (zh) * | 2017-08-02 | 2020-05-08 | 杰德克思股份有限公司 | 透明或半透明薄膜的表面异物检测仪 |
| WO2022190704A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 株式会社デンソー | 光検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2820573B2 (ja) | 1998-11-05 |
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