JPH07146353A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
- Publication number
- JPH07146353A JPH07146353A JP5313952A JP31395293A JPH07146353A JP H07146353 A JPH07146353 A JP H07146353A JP 5313952 A JP5313952 A JP 5313952A JP 31395293 A JP31395293 A JP 31395293A JP H07146353 A JPH07146353 A JP H07146353A
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- Japan
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- light
- reflected
- protective glass
- glass plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学系の微小な異常の診断が可能な距離測定
装置を提供する。 【構成】 診断用の発光素子８からの照射光は、保護ガ
ラスの表面の光学的異常に起因する散乱光１７を透過
し、保護ガラスの表面で反射した反射光１８を遮断する
偏光板１０が光路に挿設されている。
装置を提供する。 【構成】 診断用の発光素子８からの照射光は、保護ガ
ラスの表面の光学的異常に起因する散乱光１７を透過
し、保護ガラスの表面で反射した反射光１８を遮断する
偏光板１０が光路に挿設されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は距離測定装置に関するも
のである。更に詳しくは光を測距の対象物に対して投射
してから、対象物からの反射光を受光して対象物までの
距離を測定する距離測定装置に関するものである。
のである。更に詳しくは光を測距の対象物に対して投射
してから、対象物からの反射光を受光して対象物までの
距離を測定する距離測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、種々の分野で安全性の向上や自動
化を目的として、移動物体に測距装置を搭載して距離情
報を得ることが行われている。例えば、ロボットや自動
車や電車に測距装置を搭載してこれらの移動物体の衝突
を防止したり、又は工場内で使用される搬送車に測距装
置を搭載して搬送車の停止位置を制御することに用いら
れている。このような距離測定装置は一般に、光源から
光を対象物へ投射し、対象物によって反射した光を受光
し、対象物までの距離を測定している。
化を目的として、移動物体に測距装置を搭載して距離情
報を得ることが行われている。例えば、ロボットや自動
車や電車に測距装置を搭載してこれらの移動物体の衝突
を防止したり、又は工場内で使用される搬送車に測距装
置を搭載して搬送車の停止位置を制御することに用いら
れている。このような距離測定装置は一般に、光源から
光を対象物へ投射し、対象物によって反射した光を受光
し、対象物までの距離を測定している。
【０００３】ところが、この種の距離測定装置では、光
学系の、投射光と反射光の光路にある保護ガラス等の表
面には、付着した汚れなどにより異常が発生して、測定
値に誤差を与えることがあった。従来このような光学系
の異常は、装置自体の測定システムが自己診断（セルフ
チェック）を行って発見していた。そして異常が発生し
たときは、警報が発せられ、何らかの方法で異常を除去
していた。即ち測定システムの自己診断時に保護ガラス
表面に光を照射する発光素子と照射された光を受光する
受光素子とを備え、付着した汚れなどによる散乱光を検
知して、光学系の異常の有無を診断するものであった。
学系の、投射光と反射光の光路にある保護ガラス等の表
面には、付着した汚れなどにより異常が発生して、測定
値に誤差を与えることがあった。従来このような光学系
の異常は、装置自体の測定システムが自己診断（セルフ
チェック）を行って発見していた。そして異常が発生し
たときは、警報が発せられ、何らかの方法で異常を除去
していた。即ち測定システムの自己診断時に保護ガラス
表面に光を照射する発光素子と照射された光を受光する
受光素子とを備え、付着した汚れなどによる散乱光を検
知して、光学系の異常の有無を診断するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の保護ガ
ラスに付着した汚れなどによる散乱光を検知する方法で
は、保護ガラスの表面及び裏面の反射光を考慮していな
かつた。そのために、受光素子には常に保護ガラスから
の反射光が入射し、汚れなどによる散乱光はこの反射光
と分離することなく測定されていた。そのために微小な
汚れなどによる光学系の異常は散乱光の光量は反射光の
光量に比較して小さく、その有無又は程度を診断するこ
とができなかった。そしてしばしば誤まった警報を発す
るという問題があった。
ラスに付着した汚れなどによる散乱光を検知する方法で
は、保護ガラスの表面及び裏面の反射光を考慮していな
かつた。そのために、受光素子には常に保護ガラスから
の反射光が入射し、汚れなどによる散乱光はこの反射光
と分離することなく測定されていた。そのために微小な
汚れなどによる光学系の異常は散乱光の光量は反射光の
光量に比較して小さく、その有無又は程度を診断するこ
とができなかった。そしてしばしば誤まった警報を発す
るという問題があった。
【０００５】本発明は上記の課題に鑑み、微小な光学系
の異常の診断が可能であり、精度の高い自己診断機能を
有する距離測定装置を提供することを目的とする。
の異常の診断が可能であり、精度の高い自己診断機能を
有する距離測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、対象物へ投射
光を投射する投光手段と、前記対象物から反射した反射
光を受光する受光手段と、前記投射光が投射されてから
対象物で反射した前記反射光が受光されるまでの時間を
計測して対象物までの距離を演算する距離演算手段と、
前記投光手段及び前記受光手段の前面に配置され、前記
投射光及び前記反射光の光路に挿入された保護ガラス
と、前記保護ガラスに向けて光を投射する発光素子と、
前記保護ガラスの表面で反射した前記光を受光する受光
素子と、前記受光素子が出力する受光信号を受けて前記
保護ガラスの表面の異常を診断する診断手段とを具備す
る距離測定装置において、前記保護ガラスから前記受光
素子までの光路に挿設され、前記保護ガラスの表面の異
常に起因する散乱光を透過し、前記発光素子から投射さ
れ、前記保護ガラスの表面で反射した光を遮断する偏光
板を具備するものである。
光を投射する投光手段と、前記対象物から反射した反射
光を受光する受光手段と、前記投射光が投射されてから
対象物で反射した前記反射光が受光されるまでの時間を
計測して対象物までの距離を演算する距離演算手段と、
前記投光手段及び前記受光手段の前面に配置され、前記
投射光及び前記反射光の光路に挿入された保護ガラス
と、前記保護ガラスに向けて光を投射する発光素子と、
前記保護ガラスの表面で反射した前記光を受光する受光
素子と、前記受光素子が出力する受光信号を受けて前記
保護ガラスの表面の異常を診断する診断手段とを具備す
る距離測定装置において、前記保護ガラスから前記受光
素子までの光路に挿設され、前記保護ガラスの表面の異
常に起因する散乱光を透過し、前記発光素子から投射さ
れ、前記保護ガラスの表面で反射した光を遮断する偏光
板を具備するものである。
【０００７】前記発光素子は、投射した光が前記保護ガ
ラスに対してブリュスター角で入射するように配置さ
れ、前記偏光板は、その透過軸が前記保護ガラスの表面
で反射した光の直線偏光の方向と直角に配置されている
ことが望ましい。
ラスに対してブリュスター角で入射するように配置さ
れ、前記偏光板は、その透過軸が前記保護ガラスの表面
で反射した光の直線偏光の方向と直角に配置されている
ことが望ましい。
【０００８】
【作用】診断用の発光素子からの光を受光する受光素子
の前面に偏光板が設けられ、発光素子から投射された光
の中、保護ガラスの表面の光学的異常に起因する散乱光
は受光素子に入射し、保護ガラスの表面で反射した光は
受光素子に入射しない。
の前面に偏光板が設けられ、発光素子から投射された光
の中、保護ガラスの表面の光学的異常に起因する散乱光
は受光素子に入射し、保護ガラスの表面で反射した光は
受光素子に入射しない。
【０００９】保護ガラスに対して投射した光がブリュス
ター角で入射するように発光素子が配置されていると、
反射光は完全に遮断される。
ター角で入射するように発光素子が配置されていると、
反射光は完全に遮断される。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図１乃至図３により説明
する。図１は本実施例の光学配置を示す図、図２は光の
反射と偏光を示す図、図３は光の散乱を示す図である。
発光素子１は測定対象物に投射する距離測定用の投射光
を発光する発光レーザであり、送光レンズ２は投射光を
集光して測定対象物に投射する光学系である。受光レン
ズ３は投射後、測定対象物から反射されて戻った反射光
を集光し、受光素子４に入射させる光学系である。筺体
５に、保護ガラス６が配置され、発光素子１、送光レン
ズ２、受光レンズ３、受光素子４その他の部材を外界か
ら保護しており、投射光と反射光とは保護ガラス６を透
過する。距離演算装置７は、発光素子１から投射光が測
定対象物に投射されてから、測定対象物からの反射光が
受光素子４に受光されるまでの時間を計測し、それに基
づいて測定対象物までの距離を演算する電気回路であ
る。
する。図１は本実施例の光学配置を示す図、図２は光の
反射と偏光を示す図、図３は光の散乱を示す図である。
発光素子１は測定対象物に投射する距離測定用の投射光
を発光する発光レーザであり、送光レンズ２は投射光を
集光して測定対象物に投射する光学系である。受光レン
ズ３は投射後、測定対象物から反射されて戻った反射光
を集光し、受光素子４に入射させる光学系である。筺体
５に、保護ガラス６が配置され、発光素子１、送光レン
ズ２、受光レンズ３、受光素子４その他の部材を外界か
ら保護しており、投射光と反射光とは保護ガラス６を透
過する。距離演算装置７は、発光素子１から投射光が測
定対象物に投射されてから、測定対象物からの反射光が
受光素子４に受光されるまでの時間を計測し、それに基
づいて測定対象物までの距離を演算する電気回路であ
る。
【００１１】発光素子８は保護ガラス６に対してブリュ
スター角に照射光が入射するように配置されている。受
光素子９は発光素子８からの照射光が反射して入射する
ように配置され、保護ガラス６と受光素子９の間に、偏
光板１０が挿設されている。
スター角に照射光が入射するように配置されている。受
光素子９は発光素子８からの照射光が反射して入射する
ように配置され、保護ガラス６と受光素子９の間に、偏
光板１０が挿設されている。
【００１２】照射光の偏光状態Ａは、特定の偏光の方向
を有するものではない。照射光がブリュスター角で保護
ガラス６の表面に入射したとき、反射光の偏光状態Ｂは
図示した保護ガラス６の表面に平行な方向の直線偏光と
なる。偏光板１０は偏光状態Ｂの直線偏光の方向と直角
に透過軸を有するように、図２示すように配置されてい
る。
を有するものではない。照射光がブリュスター角で保護
ガラス６の表面に入射したとき、反射光の偏光状態Ｂは
図示した保護ガラス６の表面に平行な方向の直線偏光と
なる。偏光板１０は偏光状態Ｂの直線偏光の方向と直角
に透過軸を有するように、図２示すように配置されてい
る。
【００１３】自己診断装置１１は受光素子９からの出力
信号により受光量を検知し、光量の変動の有無を判別
し、光学的異常の存否を診断する回路である。警報装置
１２は自己診断装置１１で光学的異常が存在すると診断
されたとき警報を発する。警報装置１２は点滅灯である
が、音やその他の表示でもよい。
信号により受光量を検知し、光量の変動の有無を判別
し、光学的異常の存否を診断する回路である。警報装置
１２は自己診断装置１１で光学的異常が存在すると診断
されたとき警報を発する。警報装置１２は点滅灯である
が、音やその他の表示でもよい。
【００１４】次に動作について説明する。発光素子１か
ら送光レンズ２を介して測定対象物に投射されて反射し
た反射光の一部は、光路をほぼ逆進して保護ガラス６を
透過し、受光素子４に入射する。距離演算装置７は、光
が発光素子１から投射されてから受光素子４に入射する
までの往復時間を計測して対象物までの距離を演算し、
距離測定が行われる。
ら送光レンズ２を介して測定対象物に投射されて反射し
た反射光の一部は、光路をほぼ逆進して保護ガラス６を
透過し、受光素子４に入射する。距離演算装置７は、光
が発光素子１から投射されてから受光素子４に入射する
までの往復時間を計測して対象物までの距離を演算し、
距離測定が行われる。
【００１５】この際、図３に示すように、保護ガラス６
に異物１３が付着していると、測定対象物からの反射光
１４の中異物１３に投射された部分は吸収又は散乱して
直進して透過しない。保護ガラス６の表面の異物１３の
大きさ、種類や付着場所等により、散乱・吸収の割合は
異なるが、保護ガラス６を透過する透過光１５の割合が
減少する。反射光１４の受光素子４への入射光量がある
水準以下になると、往復時間の計測の精度が低下した
り、全く不可能となる。所定の水準以下になると、自己
診断装置１１は光学的異常が存在すると診断し、警報装
置１２の点滅灯が点滅し警報が発せられる。
に異物１３が付着していると、測定対象物からの反射光
１４の中異物１３に投射された部分は吸収又は散乱して
直進して透過しない。保護ガラス６の表面の異物１３の
大きさ、種類や付着場所等により、散乱・吸収の割合は
異なるが、保護ガラス６を透過する透過光１５の割合が
減少する。反射光１４の受光素子４への入射光量がある
水準以下になると、往復時間の計測の精度が低下した
り、全く不可能となる。所定の水準以下になると、自己
診断装置１１は光学的異常が存在すると診断し、警報装
置１２の点滅灯が点滅し警報が発せられる。
【００１６】他方、自己診断を行なうときは発光素子８
を点灯し、発光素子８から保護ガラス６に対して照射光
１６が照射される。保護ガラス６に異物が付着していな
い清浄な状態では、照射光１６は保護ガラス６の面を一
部は透過し、残りの部分は反射するが散乱はしない。
を点灯し、発光素子８から保護ガラス６に対して照射光
１６が照射される。保護ガラス６に異物が付着していな
い清浄な状態では、照射光１６は保護ガラス６の面を一
部は透過し、残りの部分は反射するが散乱はしない。
【００１７】又保護ガラス６に異物１３が付着した状態
では、発光素子８から保護ガラス６に対して照射された
照射光１６の一部は異物１３により散乱し、散乱光とな
る。他の一部は保護ガラス６の表面で反射して反射光１
８となる。
では、発光素子８から保護ガラス６に対して照射された
照射光１６の一部は異物１３により散乱し、散乱光とな
る。他の一部は保護ガラス６の表面で反射して反射光１
８となる。
【００１８】発光素子８は保護ガラス６に対して光がブ
リュスター角に入射するように配置されているから、発
光素子８からの照射光１６が保護ガラス６で反射した反
射光１８は直線偏光し、その偏光方向が保護ガラス６に
対して水平となるから、保護ガラス６に対して垂直な方
向に透過軸が配置されている偏光板１０を透過せず、従
って受光素子９に入射できない。他方、散乱光１７の偏
光方向はまちまちであるから、偏光板１０の透過軸と同
方向の偏光成分は偏光板１０を透過し、受光素子９に入
射する。
リュスター角に入射するように配置されているから、発
光素子８からの照射光１６が保護ガラス６で反射した反
射光１８は直線偏光し、その偏光方向が保護ガラス６に
対して水平となるから、保護ガラス６に対して垂直な方
向に透過軸が配置されている偏光板１０を透過せず、従
って受光素子９に入射できない。他方、散乱光１７の偏
光方向はまちまちであるから、偏光板１０の透過軸と同
方向の偏光成分は偏光板１０を透過し、受光素子９に入
射する。
【００１９】このように偏光板１０により保護ガラス６
からの反射光１８と汚れなどによる散乱光１７が分離さ
れ、受光素子９から出力する受光信号は散乱光１７によ
るもののみで、反射光１８に起因するものがないから、
微弱な散乱光１７でも検出可能であり、微小の汚れ等の
異物に対しても自己診断が精度よく行なわれ、誤った警
告を出すことがなくなる。
からの反射光１８と汚れなどによる散乱光１７が分離さ
れ、受光素子９から出力する受光信号は散乱光１７によ
るもののみで、反射光１８に起因するものがないから、
微弱な散乱光１７でも検出可能であり、微小の汚れ等の
異物に対しても自己診断が精度よく行なわれ、誤った警
告を出すことがなくなる。
【００２０】発光素子及び受光素子は保護ガラス６の内
側に配置され汚れにより診断が不可能となることはな
い。しかしこれは配置の方法によっては必ずしも保護ガ
ラス６の内側に配置しなくてはならないと言うことでは
ない。又光が投射されたにもかかわらず一定時間、例え
ば数秒程度経過しても受光素子で受光しないときだけ発
光素子から照射光を照射して、異常を診断するようにす
れば、以上診断の消費電力も少なくてすむ。この場合診
断するか否かの判断は距離の演算装置に行わせるように
すればよい。距離の測定値が得られず、異常もなければ
目的とする測定対象物がないということである。
側に配置され汚れにより診断が不可能となることはな
い。しかしこれは配置の方法によっては必ずしも保護ガ
ラス６の内側に配置しなくてはならないと言うことでは
ない。又光が投射されたにもかかわらず一定時間、例え
ば数秒程度経過しても受光素子で受光しないときだけ発
光素子から照射光を照射して、異常を診断するようにす
れば、以上診断の消費電力も少なくてすむ。この場合診
断するか否かの判断は距離の演算装置に行わせるように
すればよい。距離の測定値が得られず、異常もなければ
目的とする測定対象物がないということである。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、保護ガラスの表面に付着
した汚れなどによる散乱光のみを受光する配置にしたの
で、保護ガラスの反射光の影響を受けることがないか
ら、微小な光学系の異常の診断が可能であり、誤まった
警報を発することの少ない自己診断機能を有する距離測
定装置が提供できる。
した汚れなどによる散乱光のみを受光する配置にしたの
で、保護ガラスの反射光の影響を受けることがないか
ら、微小な光学系の異常の診断が可能であり、誤まった
警報を発することの少ない自己診断機能を有する距離測
定装置が提供できる。
【図１】本発明にかかる一実施例の光学配置を示す図。
【図２】本発明にかかる一実施例の光の反射と偏光を示
す図。
す図。
【図３】本発明にかかる一実施例の光の散乱を示す図。
１・・・・発光素子 ２・・・・送光レンズ ３・・・・受光レンズ ４・・・・受光素子 ５・・・・筺体 ６・・・・保護ガラス ７・・・・距離演算装置 ８・・・・発光素子 ９・・・・受光素子 １０・・・偏光板 １１・・・・自己診断装置 １２・・・・警報装置
Claims (2)
- 【請求項１】対象物へ投射光を投射する投光手段と、前
記対象物から反射した反射光を受光する受光手段と、前
記投射光が投射されてから対象物で反射した前記反射光
が受光されるまでの時間を計測して対象物までの距離を
演算する距離演算手段と、前記投光手段及び前記受光手
段の前面に配置され、前記投射光及び前記反射光の光路
に挿入された保護ガラスと、前記保護ガラスに向けて光
を投射する発光素子と、前記保護ガラスの表面で反射し
た前記光を受光する受光素子と、前記受光素子が出力す
る受光信号を受けて前記保護ガラスの表面の異常を診断
する診断手段とを具備する距離測定装置において、 前記保護ガラスから前記受光素子までの光路に挿設さ
れ、前記保護ガラスの表面の異常に起因する散乱光を透
過し、前記発光素子から投射され、前記保護ガラスの表
面で反射した光を遮断する偏光板を具備することを特徴
とする距離測定装置。 - 【請求項２】前記発光素子は、投射した光が前記保護ガ
ラスに対してブリュスター角で入射するように配置さ
れ、前記偏光板は、その透過軸が前記保護ガラスの表面
で反射した光の直線偏光の方向と直角に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5313952A JPH07146353A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5313952A JPH07146353A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07146353A true JPH07146353A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=18047474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5313952A Pending JPH07146353A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07146353A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9316495B2 (en) | 2012-09-13 | 2016-04-19 | Ricoh Company, Ltd. | Distance measurement apparatus |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP5313952A patent/JPH07146353A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9316495B2 (en) | 2012-09-13 | 2016-04-19 | Ricoh Company, Ltd. | Distance measurement apparatus |
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