JPH0921872A - 走査型距離測定装置 - Google Patents
走査型距離測定装置Info
- Publication number
- JPH0921872A JPH0921872A JP7168588A JP16858895A JPH0921872A JP H0921872 A JPH0921872 A JP H0921872A JP 7168588 A JP7168588 A JP 7168588A JP 16858895 A JP16858895 A JP 16858895A JP H0921872 A JPH0921872 A JP H0921872A
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- Japan
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- prism
- laser beam
- rotating
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 目的は、走査ミラーや走査プリズムの回転方
向の分解能を低下させずに、検知範囲を拡大させること
にある。 【構成】 レーザ光源と、レーザ光源から出射された光
束をスリット状に成形する光学素子とを有し、被測定物
までの距離を測定する距離測定装置において、回転軸の
回りに回転可能であって、前記スリット状に成形された
光束を反射させるミラーと、前記ミラーとの回転角の関
係が常に１／２となるように、回転軸の回りに回転する
像回転プリズムとによって構成した。
向の分解能を低下させずに、検知範囲を拡大させること
にある。 【構成】 レーザ光源と、レーザ光源から出射された光
束をスリット状に成形する光学素子とを有し、被測定物
までの距離を測定する距離測定装置において、回転軸の
回りに回転可能であって、前記スリット状に成形された
光束を反射させるミラーと、前記ミラーとの回転角の関
係が常に１／２となるように、回転軸の回りに回転する
像回転プリズムとによって構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パルスレーザ光を走査
して対象物からの反射光を受光し、パルスレーザ光を出
射して受光するまでの往復時間から、対象物までの距離
を演算する距離測定装置に関するものである。
して対象物からの反射光を受光し、パルスレーザ光を出
射して受光するまでの往復時間から、対象物までの距離
を演算する距離測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来は、円形またはスポットビームを走
査ミラーや走査プリズムの回転により広角度に走査する
ものであった。
査ミラーや走査プリズムの回転により広角度に走査する
ものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】走査ミラーや走査プリ
ズムの回転によってレーザ光を走査させた場合には、回
転方向に対して垂直な方向の投影角を拡大すると、走査
ミラーや走査プリズムの回転位置によって、投影像が回
転してしまうといった問題があった。本発明の目的は、
走査ミラーや走査プリズムの回転方向の分解能を低下さ
せずに、検知範囲を拡大させることにある。
ズムの回転によってレーザ光を走査させた場合には、回
転方向に対して垂直な方向の投影角を拡大すると、走査
ミラーや走査プリズムの回転位置によって、投影像が回
転してしまうといった問題があった。本発明の目的は、
走査ミラーや走査プリズムの回転方向の分解能を低下さ
せずに、検知範囲を拡大させることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】レーザ光源と、レーザ光
源から出射された光束をスリット状に成形する光学素子
とを有し、被測定物までの距離を測定する距離測定装置
において、回転軸の回りに回転可能であって、前記スリ
ット状に成形された光束を反射させるミラーと、前記ミ
ラーとの回転角の関係が常に１／２となるように、回転
軸の回りに回転する像回転プリズムとによって構成し
た。
源から出射された光束をスリット状に成形する光学素子
とを有し、被測定物までの距離を測定する距離測定装置
において、回転軸の回りに回転可能であって、前記スリ
ット状に成形された光束を反射させるミラーと、前記ミ
ラーとの回転角の関係が常に１／２となるように、回転
軸の回りに回転する像回転プリズムとによって構成し
た。
【０００５】
【作用】本発明では、レーザ光を垂直方向にのみ広がる
スリット状に成形し、これを走査しながら被測定物に照
射して、その反射光を受光している。スリット状に成形
されたレーザ光は高エネルギ密度を有しているので、遠
距離にある被測定物からでも十分な反射光を受光するこ
とができる。また、ミラーは３６０度回転することがで
きるので、あらゆる場所に存在する被測定物の距離を精
度よく測定することができる。
スリット状に成形し、これを走査しながら被測定物に照
射して、その反射光を受光している。スリット状に成形
されたレーザ光は高エネルギ密度を有しているので、遠
距離にある被測定物からでも十分な反射光を受光するこ
とができる。また、ミラーは３６０度回転することがで
きるので、あらゆる場所に存在する被測定物の距離を精
度よく測定することができる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明による距離測定装置の基本構成
を示す。この距離測定装置は、レーザ光を出射する光源
１、レーザ光源１から出射されたレーザ光を入射させ、
これをスリット状に成形するための光学素子である投影
レンズ２、スリット状に成形されたレーザ光を反射さ
せ、かつ被測定物によって反射されたレーザ光を透過さ
せるビームスプリッター３、像の方向を回転させる像回
転プリズム４、像回転プリズム４を透過したレーザ光を
反射させ、被測定物に照射させるための走査ミラー５を
有している。また、走査ミラー５は回転軸の回りに３６
０度回転が可能であり、この走査ミラー５の回転角を検
出する回転角検出部６、走査ミラー５及び像回転プリズ
ム４を回転軸の回りに回転させるための駆動力を発生さ
せる回転駆動部８、回転駆動部８の回転数を減じるため
の減速伝達装置７、走査ミラー５が固定されていて、か
つ第１のベアリング１４ａによって回転可能な状態に支
持されている第１のハウジング１５ａ、及び像回転プリ
ズム４が固定されていて、かつ第２のベアリング１４ｂ
によって回転可能な状態に支持されている第２のハウジ
ングに対して減速伝達装置７から出力される駆動力を伝
達する第１の歯付ベルト１３ａ及び第２の歯付ベルト１
３ｂを有している。なお、第１の歯付ベルト１３ａと第
２の歯付ベルト１３ｂの回転比は２：１にしてある。反
射光を受光するための受光素子１０、被測定物によって
反射されたレーザ光を受光素子１０の受光面上に集光さ
せるための対物レンズ９、レーザ光がレーザ光源１を出
射してから受光素子１０に入射するまでの時間を計時
し、被測定物までの距離を求める演算処理部１１、走査
空間における被測定物の分布状態を表示する表示装置１
２を有している。
を示す。この距離測定装置は、レーザ光を出射する光源
１、レーザ光源１から出射されたレーザ光を入射させ、
これをスリット状に成形するための光学素子である投影
レンズ２、スリット状に成形されたレーザ光を反射さ
せ、かつ被測定物によって反射されたレーザ光を透過さ
せるビームスプリッター３、像の方向を回転させる像回
転プリズム４、像回転プリズム４を透過したレーザ光を
反射させ、被測定物に照射させるための走査ミラー５を
有している。また、走査ミラー５は回転軸の回りに３６
０度回転が可能であり、この走査ミラー５の回転角を検
出する回転角検出部６、走査ミラー５及び像回転プリズ
ム４を回転軸の回りに回転させるための駆動力を発生さ
せる回転駆動部８、回転駆動部８の回転数を減じるため
の減速伝達装置７、走査ミラー５が固定されていて、か
つ第１のベアリング１４ａによって回転可能な状態に支
持されている第１のハウジング１５ａ、及び像回転プリ
ズム４が固定されていて、かつ第２のベアリング１４ｂ
によって回転可能な状態に支持されている第２のハウジ
ングに対して減速伝達装置７から出力される駆動力を伝
達する第１の歯付ベルト１３ａ及び第２の歯付ベルト１
３ｂを有している。なお、第１の歯付ベルト１３ａと第
２の歯付ベルト１３ｂの回転比は２：１にしてある。反
射光を受光するための受光素子１０、被測定物によって
反射されたレーザ光を受光素子１０の受光面上に集光さ
せるための対物レンズ９、レーザ光がレーザ光源１を出
射してから受光素子１０に入射するまでの時間を計時
し、被測定物までの距離を求める演算処理部１１、走査
空間における被測定物の分布状態を表示する表示装置１
２を有している。
【０００７】発光素子１から出射されたパルスレーザ光
は、投影レンズ２によりスリット状に成形された後、ビ
ームスプリッタ３によって反射され、像回転プリズム４
に入射する。像回転プリズム４に入射したスリット像
は、像回転プリズム内部の反射によって像の方向を回転
させた後、走査ミラー５に出射する。走査ミラー５は光
軸周りの回転により、装置の全周にわたってスリット像
を走査できる。走査ミラー５の回転角度は回転角検出部
６で検出され、測定装置に対する被測定物の角度（方
向）を知ることができる。走査ミラー５は９０度回転す
ることにより、投影像を９０度回転させ、像回転プリズ
ム４は光軸周りの回転角度の２倍の回転角度だけ像を回
転させる。よって、走査ミラー５の回転角度の１／２の
回転角度で、像回転プリズム４が走査ミラー５と連動し
て回転するように、減速伝達装置７によって回転駆動部
８の回転運動を減速して像回転プリズム４と走査ミラー
５に伝達すれば、投影レンズ２によりスリット状に成形
された投影像は、スリットの方向を回転させることなく
装置の全周に照射できる。
は、投影レンズ２によりスリット状に成形された後、ビ
ームスプリッタ３によって反射され、像回転プリズム４
に入射する。像回転プリズム４に入射したスリット像
は、像回転プリズム内部の反射によって像の方向を回転
させた後、走査ミラー５に出射する。走査ミラー５は光
軸周りの回転により、装置の全周にわたってスリット像
を走査できる。走査ミラー５の回転角度は回転角検出部
６で検出され、測定装置に対する被測定物の角度（方
向）を知ることができる。走査ミラー５は９０度回転す
ることにより、投影像を９０度回転させ、像回転プリズ
ム４は光軸周りの回転角度の２倍の回転角度だけ像を回
転させる。よって、走査ミラー５の回転角度の１／２の
回転角度で、像回転プリズム４が走査ミラー５と連動し
て回転するように、減速伝達装置７によって回転駆動部
８の回転運動を減速して像回転プリズム４と走査ミラー
５に伝達すれば、投影レンズ２によりスリット状に成形
された投影像は、スリットの方向を回転させることなく
装置の全周に照射できる。
【０００８】レーザ光の照射された範囲に被測定物が存
在すると、レーザ光は対象物に反射された後走査ミラー
５で再び反射され、像回転プリズム６とビームスプリッ
タ３を透過して対物レンズ９に進む。対物レンズ９によ
って集光されたレーザ光は、受光素子１０によって受光
され、光電変換された後演算処理部に進む。レーザ光が
発光素子１を出射してから受光素子１０に受光されるま
での時間Ｔを、演算処理部１１で測定することにより、
被測定物までの距離Ｌ＝ＣＴ／２（Ｃ：光速）を求め
る。表示装置１２には、被測定物の角度（方向）と距離
データから走査空間における被測定物の分布状態が表示
される。
在すると、レーザ光は対象物に反射された後走査ミラー
５で再び反射され、像回転プリズム６とビームスプリッ
タ３を透過して対物レンズ９に進む。対物レンズ９によ
って集光されたレーザ光は、受光素子１０によって受光
され、光電変換された後演算処理部に進む。レーザ光が
発光素子１を出射してから受光素子１０に受光されるま
での時間Ｔを、演算処理部１１で測定することにより、
被測定物までの距離Ｌ＝ＣＴ／２（Ｃ：光速）を求め
る。表示装置１２には、被測定物の角度（方向）と距離
データから走査空間における被測定物の分布状態が表示
される。
【０００９】また、上述した実施例では、減速伝達装置
から出力される駆動力を伝達する手段として、歯付ベル
トを使用しているが、それに限定されるものではなく、
駆動力を伝達する機構であればよいので、例えば歯車な
どを使用してもよい。
から出力される駆動力を伝達する手段として、歯付ベル
トを使用しているが、それに限定されるものではなく、
駆動力を伝達する機構であればよいので、例えば歯車な
どを使用してもよい。
【００１０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、像回転プ
リズムは走査ミラーの回転角度に対して１／２の回転角
度を保ちつつ、走査ミラーと連動して回転するので、ス
リット状の投影像は走査範囲の全周において回転するこ
とはない。よって、回転方向の分解能を低下させること
なく、検知範囲を拡大することが可能になる。
リズムは走査ミラーの回転角度に対して１／２の回転角
度を保ちつつ、走査ミラーと連動して回転するので、ス
リット状の投影像は走査範囲の全周において回転するこ
とはない。よって、回転方向の分解能を低下させること
なく、検知範囲を拡大することが可能になる。
【図１】は、本発明による距離測定装置の基本構成を示
す。
す。
１・・・発光素子 ２・・・投影レンズ ３・・・ビームスプリッタ ４・・・像回転プリズム ５・・・走査ミラー ６・・・回転角検出部 ７・・・減速伝達装置 ８・・・回転駆動部 ９・・・対物レンズ １０・・・受光素子 １１・・・演算処理部 １２・・・表示装置 １３ａ、１３ｂ・・・歯付ベルト １４ａ、１４ｂ・・・ベアリング １５ａ、１５ｂ・・・ハウジング
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光源と、前記レーザ光源から出射
された光束をスリット状に成形する光学素子とを有し、
被測定物までの距離を測定する距離測定装置において、
回転軸の回りに回転可能であって、前記スリット状に成
形された光束を反射させるミラーと、前記ミラーとの回
転角の関係が常に１／２となるように、回転軸の回りに
回転する像回転プリズムと、を備え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 |
|---|---|---|---|
| JP7168588A JPH0921872A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 走査型距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7168588A JPH0921872A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 走査型距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921872A true JPH0921872A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15870845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7168588A Pending JPH0921872A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 走査型距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0921872A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1421404A2 (de) * | 2001-08-23 | 2004-05-26 | Automotive Distance Control Systems GmbH | Vorrichtung zur abtastung einer szene |
| JP2005221336A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Nippon Densan Corp | スキャニング型レンジセンサ |
| US6937375B2 (en) | 2001-08-31 | 2005-08-30 | Automotive Distance Control Systems Gmbh | Scanning device |
| US7002669B2 (en) | 2001-08-09 | 2006-02-21 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Device for distance measurement |
| US7187445B2 (en) | 2001-07-19 | 2007-03-06 | Automotive Distance Control Systems Gmbh | Method and apparatus for optically scanning a scene |
| DE102010061928A1 (de) | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Denso Corporation, Kariya-City | Optische Abtastvorrichtung, Laserradarvorrichtung und Verfahren für optische Abtastung |
| JP2012068243A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Sick Ag | レーザスキャナ及びその製造方法 |
| JP2015227837A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 三菱重工業株式会社 | レーザ監視装置 |
| DE102017210683A1 (de) * | 2017-06-26 | 2018-12-27 | Robert Bosch Gmbh | Optische Anordnung einer Empfängeroptik und/oder einer Senderoptik eines abtastenden Lidar-Systems, Lidar-System sowie Arbeitsvorrichtung |
-
1995
- 1995-07-04 JP JP7168588A patent/JPH0921872A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7187445B2 (en) | 2001-07-19 | 2007-03-06 | Automotive Distance Control Systems Gmbh | Method and apparatus for optically scanning a scene |
| US7002669B2 (en) | 2001-08-09 | 2006-02-21 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Device for distance measurement |
| EP1421404A2 (de) * | 2001-08-23 | 2004-05-26 | Automotive Distance Control Systems GmbH | Vorrichtung zur abtastung einer szene |
| US6937375B2 (en) | 2001-08-31 | 2005-08-30 | Automotive Distance Control Systems Gmbh | Scanning device |
| JP2005221336A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Nippon Densan Corp | スキャニング型レンジセンサ |
| US7403269B2 (en) | 2004-02-04 | 2008-07-22 | Nidec Corporation | Scanning rangefinder |
| DE102010061928A1 (de) | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Denso Corporation, Kariya-City | Optische Abtastvorrichtung, Laserradarvorrichtung und Verfahren für optische Abtastung |
| US8755035B2 (en) | 2009-11-30 | 2014-06-17 | Denso Corporation | Light scanning device, laser radar device, and light scanning method |
| JP2012068243A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Sick Ag | レーザスキャナ及びその製造方法 |
| JP2015227837A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 三菱重工業株式会社 | レーザ監視装置 |
| DE102017210683A1 (de) * | 2017-06-26 | 2018-12-27 | Robert Bosch Gmbh | Optische Anordnung einer Empfängeroptik und/oder einer Senderoptik eines abtastenden Lidar-Systems, Lidar-System sowie Arbeitsvorrichtung |
| DE102017210683B4 (de) | 2017-06-26 | 2022-10-20 | Robert Bosch Gmbh | Optische Anordnung einer Empfängeroptik eines abtastenden Lidar-Systems, Lidar-System sowie Arbeitsvorrichtung |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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