JPH07318648A - 光波測距計 - Google Patents
光波測距計Info
- Publication number
- JPH07318648A JPH07318648A JP6113173A JP11317394A JPH07318648A JP H07318648 A JPH07318648 A JP H07318648A JP 6113173 A JP6113173 A JP 6113173A JP 11317394 A JP11317394 A JP 11317394A JP H07318648 A JPH07318648 A JP H07318648A
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- JP
- Japan
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- light
- light receiving
- receiving element
- measurement object
- reflected
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 変調による位相差から測定物体までの距離測
定を行うものにおいて、誤測定が生じない。 【構成】 測定物体９を強度変調レーザー光で照射する
光源１と、測定物体からの反射光を受光する受光素子５
とを備えた光波測距計において、測定物体についての希
望の距離測定範囲と、受光光学系と、受光素子の受光面
積と、レーザー光の変調周波数との関係から設定した大
きさの光遮蔽物６を設置する。希望の測定範囲外の距離
からの反射光は、受光素子に入射することがないものと
する。
定を行うものにおいて、誤測定が生じない。 【構成】 測定物体９を強度変調レーザー光で照射する
光源１と、測定物体からの反射光を受光する受光素子５
とを備えた光波測距計において、測定物体についての希
望の距離測定範囲と、受光光学系と、受光素子の受光面
積と、レーザー光の変調周波数との関係から設定した大
きさの光遮蔽物６を設置する。希望の測定範囲外の距離
からの反射光は、受光素子に入射することがないものと
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は測定物体を変調したレー
ザー光で照射する光源と、光源からの反射光を受光する
受光素子とを備えた光波測距計、特に測定物体の三次元
形状の測定に用いられる光波測距計に関するものであ
る。
ザー光で照射する光源と、光源からの反射光を受光する
受光素子とを備えた光波測距計、特に測定物体の三次元
形状の測定に用いられる光波測距計に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】強度変調を加えたレーザー光を測定物体
に照射し、その反射光を受光素子で受けるとともに、投
光と受光とにおける上記変調によるところの位相差か
ら、測定物体までの距離の検出を行うことは従来より行
われている（「計測と制御」第３２巻第６号 ｐ５１１
〜ｐ５１７）。この場合、上記強度変調が例えば１５０
ＭＨｚというような周波数である時には、位相差を直接
測定することは困難なため、通常、ヘテロダイン検波に
よって４０ｋＨｚ程度の低周波に変換して位相差を検出
し、検出した位相差を、次の式を用いて距離に変換して
いる。
に照射し、その反射光を受光素子で受けるとともに、投
光と受光とにおける上記変調によるところの位相差か
ら、測定物体までの距離の検出を行うことは従来より行
われている（「計測と制御」第３２巻第６号 ｐ５１１
〜ｐ５１７）。この場合、上記強度変調が例えば１５０
ＭＨｚというような周波数である時には、位相差を直接
測定することは困難なため、通常、ヘテロダイン検波に
よって４０ｋＨｚ程度の低周波に変換して位相差を検出
し、検出した位相差を、次の式を用いて距離に変換して
いる。
【０００３】
【０００４】（Ｌ：距離、ｃ：空気中の光速、ｆ：変調
周波数、ｎ：整数、Δθ：位相差）
周波数、ｎ：整数、Δθ：位相差）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記式中の
整数ｎの値は未知数であり、測定物体までのおおよその
距離から整数ｎの値を推定することができる状態であれ
ば、実用上、問題とならないが、測定物体までのおおよ
その距離が不明である場合には、測定物体までの距離の
測定を行うことができない。ｎの値を推定することがで
きる距離に測定物体があっても、たとえば測定物体後方
にある物体からの反射光や、測定物体より近いところに
ある物体からの反射光が受光素子に入射した場合、ｎの
値が異なるにもかかわらず、ｎとして推定値が用いられ
た状態で距離が算出されるために、誤った距離測定がな
されてしまうことになる。
整数ｎの値は未知数であり、測定物体までのおおよその
距離から整数ｎの値を推定することができる状態であれ
ば、実用上、問題とならないが、測定物体までのおおよ
その距離が不明である場合には、測定物体までの距離の
測定を行うことができない。ｎの値を推定することがで
きる距離に測定物体があっても、たとえば測定物体後方
にある物体からの反射光や、測定物体より近いところに
ある物体からの反射光が受光素子に入射した場合、ｎの
値が異なるにもかかわらず、ｎとして推定値が用いられ
た状態で距離が算出されるために、誤った距離測定がな
されてしまうことになる。
【０００６】また、この種の光学系においては、測定物
体が近い時には受光素子に入射する光量が多くなり、測
定物体が遠い時には受光素子に入射する光量が少なくな
るが、この光量変化は距離の二乗に反比例するために、
クリッピングを招くことなく受光を行うには、受光素子
として受光量のレンジが大きいものが必要である。本発
明はこのような点に鑑み為されたものであり、その目的
とするところは変調による位相差から測定物体までの距
離測定を行うものにおいて、誤測定を行ってしまうこと
がない光波測距計を提供するにあり、また受光素子とし
て受光量のレンジの小さいものを使用することを可能と
した光波測距計、並びに光学系による反射光が測距に悪
影響を与えてしまうことがない光波測距計を提供するに
ある。
体が近い時には受光素子に入射する光量が多くなり、測
定物体が遠い時には受光素子に入射する光量が少なくな
るが、この光量変化は距離の二乗に反比例するために、
クリッピングを招くことなく受光を行うには、受光素子
として受光量のレンジが大きいものが必要である。本発
明はこのような点に鑑み為されたものであり、その目的
とするところは変調による位相差から測定物体までの距
離測定を行うものにおいて、誤測定を行ってしまうこと
がない光波測距計を提供するにあり、また受光素子とし
て受光量のレンジの小さいものを使用することを可能と
した光波測距計、並びに光学系による反射光が測距に悪
影響を与えてしまうことがない光波測距計を提供するに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、測定
物体を変調したレーザー光で照射する光源と、測定物体
からの反射光を受光する受光素子とを備えた光波測距計
において、測定物体から受光素子に至る受光路中の光軸
上に、測定物体についての希望の距離測定範囲と、受光
光学系と、受光素子の受光面積と、変調周波数との関係
から設定した大きさの光遮蔽物を設置していることに第
１の特徴を有している。
物体を変調したレーザー光で照射する光源と、測定物体
からの反射光を受光する受光素子とを備えた光波測距計
において、測定物体から受光素子に至る受光路中の光軸
上に、測定物体についての希望の距離測定範囲と、受光
光学系と、受光素子の受光面積と、変調周波数との関係
から設定した大きさの光遮蔽物を設置していることに第
１の特徴を有している。
【０００８】また、測定物体をレーザー光で照射する光
源と、測定物体からの反射光を受光する受光素子とを備
えた光波測距計において、測定物から受光素子に至る反
射光の受光路の光軸上に、測定物についての希望の距離
測定範囲と、受光光学系と、受光素子の受光面積との関
係から設定した大きさの入射光量制限用の光遮蔽物を設
置していることに第２の特徴を有しており、更に測定物
体を照射する光の光軸と、測定物体からの反射光を受光
素子に導く受光路の光軸とを同一とした光波測距計にお
いて、測定物から受光素子に至る反射光の受光路中の光
軸上に、光軸中心部を通る光が受光素子に至ることを阻
止する光遮蔽物を設置したことに第３の特徴を有してい
る。
源と、測定物体からの反射光を受光する受光素子とを備
えた光波測距計において、測定物から受光素子に至る反
射光の受光路の光軸上に、測定物についての希望の距離
測定範囲と、受光光学系と、受光素子の受光面積との関
係から設定した大きさの入射光量制限用の光遮蔽物を設
置していることに第２の特徴を有しており、更に測定物
体を照射する光の光軸と、測定物体からの反射光を受光
素子に導く受光路の光軸とを同一とした光波測距計にお
いて、測定物から受光素子に至る反射光の受光路中の光
軸上に、光軸中心部を通る光が受光素子に至ることを阻
止する光遮蔽物を設置したことに第３の特徴を有してい
る。
【０００９】
【作用】本発明の第１の特徴とするところによれば、変
調の次数（整数ｎ）の値が異なる反射光は光遮蔽物に遮
られて受光素子に入射することがないようにできるため
に、誤測定を生じてしまうことがないものとすることが
できる。第２の特徴とするところによれば、測定物体が
近距離にある時の受光素子の入射光量を、光遮蔽物によ
って制限することができる。
調の次数（整数ｎ）の値が異なる反射光は光遮蔽物に遮
られて受光素子に入射することがないようにできるため
に、誤測定を生じてしまうことがないものとすることが
できる。第２の特徴とするところによれば、測定物体が
近距離にある時の受光素子の入射光量を、光遮蔽物によ
って制限することができる。
【００１０】第３の特徴とするところによれば、光学部
材による反射光が受光素子に入ってしまうことを阻止す
ることができる。いずれにしても、光遮蔽物として、反
射光を受光素子に導く孔あきミラーにおける照射用レー
ザー光を通すための孔を利用したり、照射用レーザー光
を測定物体に向けるための微小ミラーを用いた場合、ハ
ーフミラーを用いる場合に比して、光量損失を小さくす
ることができるとともに、別途光遮蔽物を設置する必要
がなくなる。
材による反射光が受光素子に入ってしまうことを阻止す
ることができる。いずれにしても、光遮蔽物として、反
射光を受光素子に導く孔あきミラーにおける照射用レー
ザー光を通すための孔を利用したり、照射用レーザー光
を測定物体に向けるための微小ミラーを用いた場合、ハ
ーフミラーを用いる場合に比して、光量損失を小さくす
ることができるとともに、別途光遮蔽物を設置する必要
がなくなる。
【００１１】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、図１において、１はレーザーダイオードのような
光源であり、この光源１から発するレーザー光は、光源
１であるレーザーダイオードの駆動電流によって強度変
調が直接かけられている。そして光源１の前方にはコリ
メートレンズ１０が設置され、平行光とされたレーザー
光は、ハーフミラー２を通過した後、レンズ３を経て測
定物体９を照射する。測定物体９からの散乱反射光は、
上記レンズ３を経てハーフミラー２で反射した後、受光
レンズ４を通じて受光素子５に至る。この時、ハーフミ
ラー２と受光レンズ４との間で且つ受光路の光軸上に小
さな光遮蔽板６を配置してあることから、受光素子５に
入射する反射光は、光遮蔽板６で遮られなかったものが
入射するわけであるが、ここでは、測定物体９が希望す
る測定範囲Ｘよりも近くに位置する時には、図２に示す
ように、光遮蔽板６で生じる影の中に受光素子５が入っ
てしまって反射光を受光することができず、同様に測定
物体９が希望する測定範囲Ｘよりも遠くに位置する時に
は、図３に示すように、同じく光遮蔽板６で生じる影の
中に受光素子５が入ってしまって反射光を受光すること
ができない状態となるようにしてある。
ると、図１において、１はレーザーダイオードのような
光源であり、この光源１から発するレーザー光は、光源
１であるレーザーダイオードの駆動電流によって強度変
調が直接かけられている。そして光源１の前方にはコリ
メートレンズ１０が設置され、平行光とされたレーザー
光は、ハーフミラー２を通過した後、レンズ３を経て測
定物体９を照射する。測定物体９からの散乱反射光は、
上記レンズ３を経てハーフミラー２で反射した後、受光
レンズ４を通じて受光素子５に至る。この時、ハーフミ
ラー２と受光レンズ４との間で且つ受光路の光軸上に小
さな光遮蔽板６を配置してあることから、受光素子５に
入射する反射光は、光遮蔽板６で遮られなかったものが
入射するわけであるが、ここでは、測定物体９が希望す
る測定範囲Ｘよりも近くに位置する時には、図２に示す
ように、光遮蔽板６で生じる影の中に受光素子５が入っ
てしまって反射光を受光することができず、同様に測定
物体９が希望する測定範囲Ｘよりも遠くに位置する時に
は、図３に示すように、同じく光遮蔽板６で生じる影の
中に受光素子５が入ってしまって反射光を受光すること
ができない状態となるようにしてある。
【００１２】この時、上記の希望する測定範囲Ｘや、受
光素子５の受光面の面積、光遮蔽板６の大きさ及び位置
は、受光光学系と、変調周波数との関係から設定してお
り、強度変調されたレーザー光を受光して距離を測定す
る場合の次数である前記整数ｎがある値を保つ範囲と、
希望する測定範囲Ｘとをほぼ一致させている。つまり、
測定範囲Ｘ外からの光は光遮蔽板６によって遮られて受
光素子５に至ることがないために、受光素子５に反射光
が入射する時は、測定物体９が必ず測定範囲Ｘ内にあ
り、従って受光素子５に反射光が入射しているために、
この反射光をもとに位相差から距離を演算することがで
きる場合、整数ｎが定まっているものであり、誤測定を
生じることがないものである。
光素子５の受光面の面積、光遮蔽板６の大きさ及び位置
は、受光光学系と、変調周波数との関係から設定してお
り、強度変調されたレーザー光を受光して距離を測定す
る場合の次数である前記整数ｎがある値を保つ範囲と、
希望する測定範囲Ｘとをほぼ一致させている。つまり、
測定範囲Ｘ外からの光は光遮蔽板６によって遮られて受
光素子５に至ることがないために、受光素子５に反射光
が入射する時は、測定物体９が必ず測定範囲Ｘ内にあ
り、従って受光素子５に反射光が入射しているために、
この反射光をもとに位相差から距離を演算することがで
きる場合、整数ｎが定まっているものであり、誤測定を
生じることがないものである。
【００１３】この点について更に説明すると、今、上記
光学系を単純化すれば図４に示すようになる。図中Ｏは
測定物体９の位置、ＰはレンズＭによるＯ点の結像位
置、Ｓ１は光遮蔽板６が置かれた位置、Ｓ２は受光素子
５が置かれた位置、Ｌ１は測定点ＯからレンズＭの主点
までの距離、Ｌ２は結像点ＰからレンズＭの主点までの
距離、ｗ１は光遮蔽板６の直径、ｗ２は受光位置での光
遮蔽板６の影の直径、ｗ３は光遮断板６のレンズＭ主平
面上での影の直径、ｍ１，ｍ２はレンズＭの主点から上
記Ｓ１，Ｓ２までの距離、ｄ２は受光位置における入射
光の直径であり、レンズＭの焦点距離をｆ、開口径をＤ
Ｌとし、ここから受光位置での光遮蔽板６の影の直径ｗ
２を計算すると、幾何光学の結像式及び比例関係より １／Ｌ１＋１／Ｌ２＝１／ｆ (1) Ｌ１ｗ１＝（Ｌ１−ｍ１）ｗ３ (2) Ｌ２ｗ２＝（Ｌ２−ｍ２）ｗ３ (3) (2)(3)式より Ｌ２＝（−Ｌ１ｍ２ｗ１）／（Ｌ１ｗ２−ｍ１ｗ２−Ｌ１ｗ１） (4) (1)式より Ｌ２＝Ｌ１ｆ／（Ｌ１−ｆ） (5) (5)式を(4)式に代入することで、 −（Ｌ１−ｆ）ｍ２ｗ１＝ｆ（Ｌ１ｗ２−ｍ１ｗ２−Ｌ１ｗ１） (5)' ｗ２＝（ｗ１（ｆＬ１−Ｌ１ｍ２＋ｆｍ２）／ｆ（Ｌ１−ｍ１） (6) を得ることができる。
光学系を単純化すれば図４に示すようになる。図中Ｏは
測定物体９の位置、ＰはレンズＭによるＯ点の結像位
置、Ｓ１は光遮蔽板６が置かれた位置、Ｓ２は受光素子
５が置かれた位置、Ｌ１は測定点ＯからレンズＭの主点
までの距離、Ｌ２は結像点ＰからレンズＭの主点までの
距離、ｗ１は光遮蔽板６の直径、ｗ２は受光位置での光
遮蔽板６の影の直径、ｗ３は光遮断板６のレンズＭ主平
面上での影の直径、ｍ１，ｍ２はレンズＭの主点から上
記Ｓ１，Ｓ２までの距離、ｄ２は受光位置における入射
光の直径であり、レンズＭの焦点距離をｆ、開口径をＤ
Ｌとし、ここから受光位置での光遮蔽板６の影の直径ｗ
２を計算すると、幾何光学の結像式及び比例関係より １／Ｌ１＋１／Ｌ２＝１／ｆ (1) Ｌ１ｗ１＝（Ｌ１−ｍ１）ｗ３ (2) Ｌ２ｗ２＝（Ｌ２−ｍ２）ｗ３ (3) (2)(3)式より Ｌ２＝（−Ｌ１ｍ２ｗ１）／（Ｌ１ｗ２−ｍ１ｗ２−Ｌ１ｗ１） (4) (1)式より Ｌ２＝Ｌ１ｆ／（Ｌ１−ｆ） (5) (5)式を(4)式に代入することで、 −（Ｌ１−ｆ）ｍ２ｗ１＝ｆ（Ｌ１ｗ２−ｍ１ｗ２−Ｌ１ｗ１） (5)' ｗ２＝（ｗ１（ｆＬ１−Ｌ１ｍ２＋ｆｍ２）／ｆ（Ｌ１−ｍ１） (6) を得ることができる。
【００１４】一方、受光位置での入射光の直径ｄ２は、 （Ｌ２−ｍ２）：Ｌ２＝ｄ２：ＤＬ の比例関係より、 Ｌ２＝−ｍ２ＤＬ／（ｄ２−ＤＬ） これを(5)式に代入することで、 ｄ２＝ＤＬ（−ｍ２Ｌ１＋ｆｍ２＋ｆＬ１）／ｆＬ１ として得ることができる。
【００１５】受光素子５の受光面の直径がａである場
合、−ａ＜ｗ２＜ａであると、光遮蔽板６の影よりも受
光素子５の受光面の方が大きいために、反射光を受光す
ることができる（−ａは受光素子５の受光位置Ｓ２が結
像点Ｐよりも図４中において左側に位置する場合）。こ
のために、ｗ２＝−ａとなる時のＬ１の値をＬ１’，ｗ
２＝ａとなる時のＬ１の値をＬ１”とすると、(5)'式よ
り Ｌ１＝ｆ（ｍ２ｗ１＋ｍ１ｗ２）／（ｆｗ２−ｆｗ１＋
ｍ２ｗ１） であるから、Ｌ１’−Ｌ１”の値、つまり測定範囲Ｘ
は、 Ｌ１’−Ｌ１”＝ｆ（ｍ２ｗ１＋ｍ１ａ）／（−ｆａ−
ｆｗ１＋ｍ２ｗ１）−ｆ（ｍ２ｗ１＋ｍ１ａ）／（ｆａ
−ｆｗ１＋ｍ２ｗ１） となる。この時、測定範囲Ｘを、変調周波数の値によっ
て定まる所定範囲内に納めることで、整数ｎによるアン
ビギュイティから逃れることができる。
合、−ａ＜ｗ２＜ａであると、光遮蔽板６の影よりも受
光素子５の受光面の方が大きいために、反射光を受光す
ることができる（−ａは受光素子５の受光位置Ｓ２が結
像点Ｐよりも図４中において左側に位置する場合）。こ
のために、ｗ２＝−ａとなる時のＬ１の値をＬ１’，ｗ
２＝ａとなる時のＬ１の値をＬ１”とすると、(5)'式よ
り Ｌ１＝ｆ（ｍ２ｗ１＋ｍ１ｗ２）／（ｆｗ２−ｆｗ１＋
ｍ２ｗ１） であるから、Ｌ１’−Ｌ１”の値、つまり測定範囲Ｘ
は、 Ｌ１’−Ｌ１”＝ｆ（ｍ２ｗ１＋ｍ１ａ）／（−ｆａ−
ｆｗ１＋ｍ２ｗ１）−ｆ（ｍ２ｗ１＋ｍ１ａ）／（ｆａ
−ｆｗ１＋ｍ２ｗ１） となる。この時、測定範囲Ｘを、変調周波数の値によっ
て定まる所定範囲内に納めることで、整数ｎによるアン
ビギュイティから逃れることができる。
【００１６】具体例をあげれば、ｆ＝５０mm、ｍ１＝２
０mm、ｍ２＝６０mm、ｗ１＝６mm、ＤＬ＝２０mm、ａ＝
０．５mmとすると、Ｌ１’＝５００mm、Ｌ１”＝２１
７．６４７mmとなり、測定範囲Ｘは約２８２mmとなる
（図５参照。アは入射光の直径、イは光遮断板６の影の
直径、Ｉは測定物体からの反射光がすべて受光素子５に
入射する領域を、ＩＩは測定物体からの反射光の一部が
受光素子５に入射する領域を、ＩＩＩは光遮断板６の影
が受光素子５の受光面の大きさ以上となって反射光が全
く入射しない領域を示している。） この時、変調周波数として５００ＭＨｚを用いれば、前
述の位相差−距離変換式は、 Ｌ＝０．３（ｎ＋Δθ／２π） となり、３００mmを越えるとｎによるアンビギュイティ
が発生するが、測定範囲Ｘが３００mm以下であるために
ｎの影響を除外することができるものである。
０mm、ｍ２＝６０mm、ｗ１＝６mm、ＤＬ＝２０mm、ａ＝
０．５mmとすると、Ｌ１’＝５００mm、Ｌ１”＝２１
７．６４７mmとなり、測定範囲Ｘは約２８２mmとなる
（図５参照。アは入射光の直径、イは光遮断板６の影の
直径、Ｉは測定物体からの反射光がすべて受光素子５に
入射する領域を、ＩＩは測定物体からの反射光の一部が
受光素子５に入射する領域を、ＩＩＩは光遮断板６の影
が受光素子５の受光面の大きさ以上となって反射光が全
く入射しない領域を示している。） この時、変調周波数として５００ＭＨｚを用いれば、前
述の位相差−距離変換式は、 Ｌ＝０．３（ｎ＋Δθ／２π） となり、３００mmを越えるとｎによるアンビギュイティ
が発生するが、測定範囲Ｘが３００mm以下であるために
ｎの影響を除外することができるものである。
【００１７】また、このような光遮蔽物６の存在は、測
定範囲Ｘ内において測定物体９が近づくと、受光素子５
の受光面上での光遮蔽物６の影が大きくなることから、
測定物体９が近距離にある場合の受光素子５の入射光量
を制限していることになる。図６に横軸に受光レンズ４
から測定物体９までの距離、縦軸に入射光量をとった場
合で且つ上記具体例の場合の入射光量の変化を示す。入
射光量が測定物体９の距離にかかわらず、平均化されて
いることがわかる。これは、受光素子５として受光量の
レンジが大きいものを必要としないことを意味する。
定範囲Ｘ内において測定物体９が近づくと、受光素子５
の受光面上での光遮蔽物６の影が大きくなることから、
測定物体９が近距離にある場合の受光素子５の入射光量
を制限していることになる。図６に横軸に受光レンズ４
から測定物体９までの距離、縦軸に入射光量をとった場
合で且つ上記具体例の場合の入射光量の変化を示す。入
射光量が測定物体９の距離にかかわらず、平均化されて
いることがわかる。これは、受光素子５として受光量の
レンジが大きいものを必要としないことを意味する。
【００１８】さらに、光遮蔽物６の存在は、図１に示す
ように、投光軸と受光軸とを同一にしたものにおいて、
光源１からのレーザー光が投光のためのレンズ３の表面
での反射で折り返し、ハーフミラー３で反射して受光素
子５に向かう光を遮ることになるために、この光の影響
を排除することができる。なお、図４に示した図から明
らかなように、投光側のレンズ３は無くともよく、図７
はこの場合を示している。光遮蔽板６は図８に示すよう
に、受光レンズ４と受光素子５との間に配置してもよ
い。この場合、前記ｍ１の値を負として考えればよい。
ように、投光軸と受光軸とを同一にしたものにおいて、
光源１からのレーザー光が投光のためのレンズ３の表面
での反射で折り返し、ハーフミラー３で反射して受光素
子５に向かう光を遮ることになるために、この光の影響
を排除することができる。なお、図４に示した図から明
らかなように、投光側のレンズ３は無くともよく、図７
はこの場合を示している。光遮蔽板６は図８に示すよう
に、受光レンズ４と受光素子５との間に配置してもよ
い。この場合、前記ｍ１の値を負として考えればよい。
【００１９】更には、上記ハーフミラー２に代えて、図
９に示すように、穴あきミラー２０を用いたならば、光
源１から出たレーザー光を通すために設けられている中
央の孔６０の部分では測定物体９からの反射光が受光素
子１に向かわないために、この孔６０を光遮蔽板６とし
て代用することができる。また図１０に示すように、受
光路を一直線とするとともに、この受光路中の光軸上に
置いた微小ミラー２１によって光源１からのレーザー光
を測定物体９に向ける場合には、微小ミラー２１を光遮
蔽板６として用いることができる。これらの場合におい
ても、前記実施例の場合と同様にｎの影響を排除するこ
とができる。
９に示すように、穴あきミラー２０を用いたならば、光
源１から出たレーザー光を通すために設けられている中
央の孔６０の部分では測定物体９からの反射光が受光素
子１に向かわないために、この孔６０を光遮蔽板６とし
て代用することができる。また図１０に示すように、受
光路を一直線とするとともに、この受光路中の光軸上に
置いた微小ミラー２１によって光源１からのレーザー光
を測定物体９に向ける場合には、微小ミラー２１を光遮
蔽板６として用いることができる。これらの場合におい
ても、前記実施例の場合と同様にｎの影響を排除するこ
とができる。
【００２０】そして投光軸と受光軸とを同じとするため
に孔あきミラー２０や微小ミラー２１を用いる場合、ハ
ーフミラー２を用いる場合に問題となる光量損失（透過
５０％、反射５０％としてほぼ２５％の損失）を、５％
程度にまで抑えることができる。平均して高い受光量を
確保することができるわけであり、高いＳ／Ｎ比で安定
した距離測定を行えるものである。
に孔あきミラー２０や微小ミラー２１を用いる場合、ハ
ーフミラー２を用いる場合に問題となる光量損失（透過
５０％、反射５０％としてほぼ２５％の損失）を、５％
程度にまで抑えることができる。平均して高い受光量を
確保することができるわけであり、高いＳ／Ｎ比で安定
した距離測定を行えるものである。
【００２１】図１１は、ガルバノミラー７を組み合わせ
ることで、二次元物体の形状測定のための測距を行う場
合の構成の一例を示している。このガルバノミラー７に
よる走査方向と直交する方向に走査するための他のガル
バノミラーを追加すれば、三次元物体の形状測定も行う
ことができる。
ることで、二次元物体の形状測定のための測距を行う場
合の構成の一例を示している。このガルバノミラー７に
よる走査方向と直交する方向に走査するための他のガル
バノミラーを追加すれば、三次元物体の形状測定も行う
ことができる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴とする
ところにおいては、変調の次数（整数ｎ）の値が異なる
反射光は光遮蔽物に遮られて受光素子に入射することが
ないようにできるものであり、希望する測定範囲内にあ
る測定物体についての反射光のみを受けて距離測定を行
えることから、誤測定を生じてしまうことがないもので
ある。
ところにおいては、変調の次数（整数ｎ）の値が異なる
反射光は光遮蔽物に遮られて受光素子に入射することが
ないようにできるものであり、希望する測定範囲内にあ
る測定物体についての反射光のみを受けて距離測定を行
えることから、誤測定を生じてしまうことがないもので
ある。
【００２３】また第２の特徴とするところによれば、測
定物体が近距離にある時の受光素子の入射光量を、光遮
蔽物が制限するために、受光素子として、その受光量の
レンジが小さいものを用いても測定に支障が生じること
がないものとなる。更に第３の特徴とするところによれ
ば、光学系による反射光が受光素子に入ってしまうこと
を阻止することができるために、光学系そのものに起因
する悪影響を排除することができる。
定物体が近距離にある時の受光素子の入射光量を、光遮
蔽物が制限するために、受光素子として、その受光量の
レンジが小さいものを用いても測定に支障が生じること
がないものとなる。更に第３の特徴とするところによれ
ば、光学系による反射光が受光素子に入ってしまうこと
を阻止することができるために、光学系そのものに起因
する悪影響を排除することができる。
【００２４】そして、いずれの場合においても、光遮蔽
物として反射光を受光素子に導く孔あきミラーにおける
照射用レーザー光を通すための孔を利用したり、照射用
レーザー光を測定物体に向けるための微小ミラーを用い
た場合、ハーフミラーを用いる場合に比して、光量損失
を小さくすることができて、Ｓ／Ｎ比が高く且つ安定し
た測定を行える上に、別途光遮蔽物を設置する必要がな
くなるものである。
物として反射光を受光素子に導く孔あきミラーにおける
照射用レーザー光を通すための孔を利用したり、照射用
レーザー光を測定物体に向けるための微小ミラーを用い
た場合、ハーフミラーを用いる場合に比して、光量損失
を小さくすることができて、Ｓ／Ｎ比が高く且つ安定し
た測定を行える上に、別途光遮蔽物を設置する必要がな
くなるものである。
【図１】一実施例の概略図である。
【図２】同上の測定範囲外に測定物体がある場合の概略
図である。
図である。
【図３】同上の測定範囲外に測定物体がある場合の概略
図である。
図である。
【図４】同上の説明図である。
【図５】同上の受光素子位置での入射光及び光遮蔽板の
影の直径と、測定物体の距離との相関を示す説明図であ
る。
影の直径と、測定物体の距離との相関を示す説明図であ
る。
【図６】同上の受光素子の入射光量と測定物体の距離と
の相関を示す説明図である。
の相関を示す説明図である。
【図７】同上の他例の概略図である。
【図８】同上の別の例の概略図である。
【図９】他の実施例の概略図である。
【図１０】別の実施例の概略図である。
【図１１】他例の斜視図である。
１ 光源 ５ 受光素子 ６ 光遮蔽板 ９ 測定物体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茨 伸行 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 測定物体を強度変調レーザー光で照射す
る光源と、測定物体からの反射光を受光する受光素子と
を備えた光波測距計であって、測定物体から受光素子に
至る受光路中の光軸上に、測定物体についての希望の距
離測定範囲と、受光光学系と、受光素子の受光面積と、
変調周波数との関係から設定した大きさの光遮蔽物を設
置していることを特徴とする光波測距計。 - 【請求項２】 測定物体を強度変調レーザー光で照射す
る光源と、測定物体からの反射光を受光する受光素子と
を備えた光波測距計であって測定物から受光素子に至る
反射光の受光路の光軸上に、測定物についての希望の距
離測定範囲と、受光光学系と、受光素子の受光面積との
関係から設定した大きさの入射光量制限用の光遮蔽物を
設置していることを特徴とする光波測距計。 - 【請求項３】 測定物体を照射する光の光軸と、測定物
体からの反射光を受光素子に導く受光路の光軸とを同一
とした光波測距計において、測定物から受光素子に至る
反射光の受光路中の光軸上に、光軸中心部を通る光が受
光素子に至ることを阻止する光遮蔽物を設置したことを
特徴とする光波測距計。 - 【請求項４】 光遮蔽物は、反射光を受光素子に導く孔
あきミラーにおける照射用レーザー光を通すための孔で
あることを特徴とする請求項１または２または３記載の
光波測距計。 - 【請求項５】 光遮蔽物は、照射用レーザー光を測定物
体に向けるための微小ミラーであることを特徴とする請
求項１または２または３記載の光波測距計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6113173A JPH07318648A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | 光波測距計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6113173A JPH07318648A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | 光波測距計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318648A true JPH07318648A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14605414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6113173A Withdrawn JPH07318648A (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | 光波測距計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07318648A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1096778A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Kubota Corp | 測距装置 |
| JPWO2011078264A1 (ja) * | 2009-12-25 | 2013-05-09 | 本田技研工業株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及び移動体 |
| EP2829894A1 (en) | 2013-07-25 | 2015-01-28 | Funai Electric Co., Ltd. | Laser scanning device |
| JP2016017803A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 三菱重工業株式会社 | 光学監視装置 |
| CN105572681A (zh) * | 2014-10-31 | 2016-05-11 | 洛克威尔自动控制安全公司 | 飞行时间传感器的绝对距离测量 |
-
1994
- 1994-05-26 JP JP6113173A patent/JPH07318648A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1096778A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Kubota Corp | 測距装置 |
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| JP5624998B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2014-11-12 | 本田技研工業株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及び移動体 |
| US9488721B2 (en) | 2009-12-25 | 2016-11-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Image processing apparatus, image processing method, computer program, and movable body |
| EP2829894A1 (en) | 2013-07-25 | 2015-01-28 | Funai Electric Co., Ltd. | Laser scanning device |
| JP2016017803A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 三菱重工業株式会社 | 光学監視装置 |
| CN105572681A (zh) * | 2014-10-31 | 2016-05-11 | 洛克威尔自动控制安全公司 | 飞行时间传感器的绝对距离测量 |
| US10677922B2 (en) | 2014-10-31 | 2020-06-09 | Rockwell Automotive Safety AG | Absolute distance measurement for time-of-flight sensors |
| US11709266B2 (en) | 2014-10-31 | 2023-07-25 | Rockwell Automation Safety Ag | Absolute distance measurement for time-of-flight sensors |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |