JPH09105622A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 専用のフレーム等の部品を必要とせずに複数
の共通モジュールを使用して測距範囲の拡大を行う。 【解決手段】 投光器と受光器とを内蔵する測距用モジ
ュール１の筐体１２の上下面にスナップフィットの凸
部，凹部がそれぞれ一体的に設けてある。筐体１２の両
側部に取付部１ｃ，１ｃが設けてある。最下段の測距用
モジュール１は、取付板２に取付部１ｃ，１ｃがネジ３
により締結されることにより固定される。最下段と２段
目の測距用モジュールの連結および２段目と３段目の測
距用モジュールの連結はスナップフィットの凸部と凹部
との結合によりなされる。スナップフィットの位置を変
更することにより、各測距用モジュールはその光軸を相
互に所定角ずらして積層される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、物体までの距離を測定す
る測距装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光を物体に投光してその反射
光を受光素子上に結像させ、物体までの距離によって変
化する受光素子上の結像位置を演算して物体までの距離
を求める方式（以下「三角測量方式」という。）による
測距装置が公知であるが、かかる方式の測距装置では安
定した測定を実現するため被測定物に照射する投光ビー
ムは被測定物をはずれないようにする必要があり、でき
るだけビーム照射角を小さくする必要があった。このた
め人体検知等の検出範囲が広くほしいものなどに使用し
た場合は１つの測距装置のモジュールでは検出範囲が狭
いので、これを補うため発光素子を複数並置して投光ビ
ームを多ビーム化したり、または複数のモジュールをあ
る間隔をおいて配置したり、または角度を変えて配置す
ることによって検出範囲を広くしていた。１つの光学系
でビームの投光角度（測定可能領域）は決まっているの
で、投光ビームを多ビーム化する場合はユーザーの要求
する仕様に合わせるために、その都度、新規の発光素子
や受光素子を開発する必要があり、手間とコストを要し
ていた。一方、複数のモジュールを使用する場合は投光
角度を自由に設定可能である。この場合は、例えば図５
に示すように各モジュール５は専用のフレーム７にその
光軸を互いに所定角ずらして載置してあり、その取付部
５ａはネジ６によりフレーム７に締結している。フレー
ム７どうしは柱８，ネジ９を介して連結してある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の複数のモジュー
ルを使用する場合は、モジュール５の高さに合わせた柱
８、光軸を所定角ずらして載置してあるモジュール５の
取り付け部５ａの位置にそれぞれ合わせた取付穴を有す
る専用のフレーム７等が必要である。そのためコストが
かかり、フレームの形状も複雑になる、また、モジュー
ルは取付部の位置が決まっているために配置の制約が大
きくなるという問題があった。そこで本発明では、複数
の共通モジュールを使用して測距範囲の拡大を行う場合
に専用のフレーム等の部品を不要にすることを目的とす
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明による測距装置は、発光素子の光を投光レンズ
を介して物体に投光する投光器と、上記物体からの反射
光を受光レンズを介して受光素子に受光する受光器とを
有する複数の測距用モジュールを含み、各測距用モジュ
ールの外装筐体には各測距用モジュールを相互に連結可
能な連結装置が設けてある。好ましくは、連結装置は、
各測距用モジュールを並設した状態、または各測距用モ
ジュールを積層した状態、または各測距用モジュールを
その光軸を相互に所定角ずらした状態に連結するように
構成される。さらに好ましくは、連結装置は、各測距用
モジュールの光学的基準点が一致するように各測距用モ
ジュールを連結する。さらに好ましくは、連結装置は筐
体と一体のスナップフィット式に構成される。

【０００５】

【発明の第１の実施形態】図１に示すように、測距用モ
ジュール１は、発光素子の光を投光レンズを介して物体
（被測定物）に投光する投光器（図示せず。）と、物体
からの反射光を受光レンズを介して受光素子に受光する
受光器（図示せず。）とを内蔵する。投光器と受光器と
は並置してある。測距用モジュール１の筐体１２の上面
にスナップフィットの凸部（連結装置）１ａ，１ｂが一
体的に設けてある。凸部１ａはその中心位置が図示しな
い投光レンズの中心（光学的基準点）位置と一致してい
る。もう一方の凸部１ｂは測距用モジュール１の中央に
関して凸部１ａと左右対称となる位置に設けてある。測
距用モジュール１の筐体１２の両側部に取付部１ｃ，１
ｃが設けてある。投光器からの光は凸部１ａの真下の位
置から矢印方向に進み物体（被測定物）からの反射光は
凸部１ｂの真下の位置を通り受光器に向かう。

【０００６】測距用モジュール１の下面側から見た図２
に示すように、測距用モジュール１の筐体１２の下面に
スナップフィットの凹部（連結装置）１０，１１が穿設
してある。凹部１０は凸部１ａと同軸上に設けてある。
また凹部１１ａは凸部１ｂと同軸上に設けてある。凹部
１０と凹部１１ａとの距離を半径とし凹部１０を中心と
する円弧上に凹部１１ａから１５゜おきに順に１１ｂ，
１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇが穿設してあ
る。

【０００７】図３に示すように３つの測距用モジュール
１はその光軸を相互に所定角ずらして積層した状態に連
結して測距装置を構成している。すなわち、最下段の測
距用モジュール１は、取り付け板２に取り付け部１ｃ，
１ｃがネジ３により締結されることにより固定される。
また、最下段の測距用モジュール１のスナップフィット
の凸部１ａおよび１ｂを中段の測距用モジュール１のス
ナップフィットの凹部１０および１１ｃと結合させるこ
とにより、最下段の測距用モジュール１と中段の測距用
モジュール１とは平面的に３０゜の相対的な開き角を有
する。同様に中段の測距用モジュール１のスナップフィ
ットの凸部１ａおよび１ｂを最上段の測距用モジュール
１のスナップフィットの凹部１０および１１ｃと結合さ
せることにより、中段の測距用モジュール１と最上段の
測距用モジュール１とは平面的に３０゜の相対的な開き
角を有する。したがって最下段の測距用モジュール１と
最上段の測距用モジュール１とは平面的に６０゜の相対
的な開き角を有している。ここで測距用モジュール１の
スナップフィットの凹部１０，凸部１ａの中心位置は投
光レンズのレンズ中心位置と一致しておりかつそれらは
各測距用モジュールで平面的に同位置となっている。し
たがって上述の６０゜の投光角の中心がレンズ中心とな
り、各測距用モジュール１の測距データは共通のレンズ
中心からの距離として統一することができる。

【０００８】動作について説明すると、図３に示すよう
に、各測距用モジュール１からの投光ビームが下の測距
用モジュールから順に３０゜ずつずれて計３本形成さ
れ、これら３本のビームのうち少なくとも１本が物体に
当ると、測距装置により物体から測距装置までの距離が
測定される。

【０００９】

【発明の第２の実施形態】図４に示すように、測距用モ
ジュール４の筐体４２の両側面から突出するフランジ部
にはそれぞれ取付穴４ｅ，４ｅが設けてある。片側のフ
ランジ部の端部は段付部により一段低くなっており、段
付部の端面４ｃおよび一段低くなった部分の端面４ｄは
平面状に形成してある。一段低くなった部分の上面には
スナップフィットの凸部（連結装置）４０が一体的に形
成してある。

【００１０】反対側のフランジ部端部の底部は逃げ部と
なっており、またそのフランジ部端部にはスナップフィ
ットの凹部（連結装置）４１が穿設してある。逃げ部の
端面４ｂおよびそのフランジ部の端部の端面４ａは平面
状に形成してある。測距用モジュール４を複数個並置す
るために、測距用モジュール４の一方のスナップフィッ
トの凹部４１が他方のスナップフィットの凸部４０に嵌
合可能に構成してある。また、そのとき測距用モジュー
ル４の一方のフランジ部の逃げ部の端面４ｂおよびその
フランジ部の端部の端面４ａは、他方の測距用モジュー
ル４の一段低くなった部分の端面４ｄおよび段付部の端
面４ｃと密接し、測距用モジュール４はネジなど特別な
部品を使用せずに互いに位置決めされ固定することが可
能である。測距用モジュール４の連結は、複数の測距用
モジュールを上述の方法で横に並べていく。これらの測
距用モジュール４は互いに位置決めされ固定され、水平
方向に連結し測距装置を構成している。図示しない取付
板に測距装置を取り付けるには、測距装置を構成する複
数の測距用モジュール４のうち例えば１個について取付
穴４ｅ，４ｅをネジにより取付板に締結するだけで、測
距装置全体を固定することができる。

【００１１】

【実施形態の変更】本発明は上述の実施形態に限られず
種々の変更が可能である。第１の実施形態では、各測距
用モジュールをその光軸を相互に所定角ずらした状態に
各測距用モジュールを積層しているが、各測距用モジュ
ールをその光軸を合わせて積層してもよい。この場合も
鉛直方向に投光ビームを多ビーム化することができるか
ら検出範囲を広く設定できる。

【００１２】第１の実施形態では、測距装置の投光角度
は６０゜であったが、３つの測距用モジュール１により
その光軸を等角度ずつずらして測距装置を構成する場合
は、ほかに３０゜，９０゜に設定することが可能であ
る。特に６０゜，９０゜の場合は積層する測距用モジュ
ールの数を３つよりも多くすることが可能である。例え
ば各測距用モジュールをその光軸を相互に１５゜ずつず
らし５個の測距用モジュールにより投光角度６０゜の測
距装置を構成することも可能である。投光角度が同じ場
合、測距用モジュールの数を多くするほど投光ビームが
密になり、被測定物を検知しやすい。また、筐体の下面
に円弧を描くように配置してあるスナップフィットの凹
部の数，配置間隔の角度も第１の実施形態に限らない。
また、最下段と中段の測距用モジュールは角度が３０゜
ずれ、中段と最上段の測距用モジュールは６０゜ずれて
いるというように各段の測距用モジュールの角度のずれ
を異ならせてもよい。

【００１３】第２の実施形態では、測距用モジュール４
のフランジ部の逃げ部の端面４ｂ、そのフランジ部の端
部の端面４ａ、一段低くなった部分の端面４ｄおよび段
付部の端面４ｃは平面状に形成してあるが円弧状の平面
形状としてもよい。

【００１４】また、第２の実施形態では、測距用モジュ
ール４の連結時に上述の端面４ｂ，４ａは端面４ｄ，４
ｃと密接する構成となっているが、端面４ｂ，４ａと端
面４ｄ，４ｃとの間に隙間が形成されるようにしてもよ
い。これらの端面を円弧上の平面形状としたり、測距用
モジュール連結時に上述の端面間に隙間を形成するよう
にすれば、複数の測距用モジュールを横に連結した状態
で相対的に回転させ各測距用モジュールをその光軸を相
互に所定角ずらした状態で連結することができる。この
場合は図示しない取付板に測距装置を取り付けるには測
距装置を構成する複数の測距用モジュール４のうち例え
ば１個おきにネジにより取付板に締結するだけで、測距
装置を固定することができる。

【００１５】さらに、連結装置は筐体と一体のスナップ
フィット式のものに限らず、例えば測距用モジュールの
筐体の底面に下方に突出する雄ネジを、上面にこの雄ネ
ジと螺合可能な雌ネジを設け、複数の測距用モジュール
をこのネジの螺合により連結し積層して設けてもよい。

【００１６】

【発明の効果】複数の測距用モジュールの筐体には各測
距用モジュールを相互に連結可能な連結装置が設けてあ
るから、専用のフレーム等の部品を必要とせずに複数の
共通モジュールを使用して測距範囲の拡大を行うことが
でき、コストの軽減が可能である。連結装置が測距用モ
ジュールをその光軸を相互に所定角ずらした状態で連結
し、各測距用モジュールの光学的基準点が一致するよう
に各測距用モジュールを連結するものである構成にする
と、各測距用モジュールの測距データは共通に統一する
ことができる。連結装置として筐体と一体のスナップフ
ィット式のものを採用すれば、構成が簡単でコストのさ
らなる軽減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の測距用モジュールを示す
斜視図

【図２】同上の測距用モジュールを下面から見た斜視図

【図３】本発明の一実施形態の測距装置を示す斜視図

【図４】本発明の他の実施形態の測距用モジュールを示
す一部断面正面図

【図５】従来例の測距装置を示す斜視図

【符号の簡単な説明】

１，４ 測距用モジュ
ール １２，４２ 筐体 １ａ，１ｂ，１０，１１，４０，４１ 連結装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子の光を投光レンズを介して物体
   に投光する投光器と、上記物体からの反射光を受光レン
   ズを介して受光素子に受光する受光器とを有する複数の
   測距用モジュールを含み、上記各測距用モジュールの筐
   体には上記各測距用モジュールを相互に連結可能な連結
   装置が設けてあることを特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記連結装置は上記
   各測距用モジュールを並設した状態に連結するものであ
   ることを特徴とする測距装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、上記連結装置は上記
   各測距用モジュールを積層した状態に連結するものであ
   ることを特徴とする測距装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、上記
   連結装置は、上記各測距用モジュールをその光軸を相互
   に所定角ずらした状態に連結するものであることを特徴
   とする測距装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、上記連結装置は、上
   記各測距用モジュールの光学的基準点が一致するように
   上記各測距用モジュールを連結するものであることを特
   徴とする測距装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、上記
   連結装置は上記筐体と一体のスナップフィット式のもの
   であることを特徴とする測距装置。