JPH0954158A - 広角光波距離測定装置 - Google Patents
広角光波距離測定装置Info
- Publication number
- JPH0954158A JPH0954158A JP7208765A JP20876595A JPH0954158A JP H0954158 A JPH0954158 A JP H0954158A JP 7208765 A JP7208765 A JP 7208765A JP 20876595 A JP20876595 A JP 20876595A JP H0954158 A JPH0954158 A JP H0954158A
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- Japan
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- emitting element
- light emitting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ある設定範囲内の多目標に対する同時、高速の
距離計測を可能とすると共に、高精度で且つ高い信頼性
を得る。 【解決手段】クロック発生部２１は、周波数ｆの基準信
号ａを発生する。発光素子駆動部２２は、発光素子駆動
部２２は、基準信号ａにより発光素子２３を駆動し強度
変調された光波を発生させる。この光波は、投光レンズ
２４、ハーフミラー２５、投受光レンズ２６を経て広角
の投光ビーム２７として物体２８に照射され、その反射
光は、受光ビーム２９-1〜２９-nとして、投受光レンズ
２６、ハーフミラー２５、受光レンズ３０を経て受光素
子マトリックス３１に入射する。受光素子マトリックス
３１で受光された信号は、増幅器３２-1〜３２-nで増幅
された後、位相検出器３３-1〜３３-nにより基準信号ａ
と位相比較され、積分時間後、演算部３５により設定範
囲内の物体２８に対する距離測定結果として出力され
る。
距離計測を可能とすると共に、高精度で且つ高い信頼性
を得る。 【解決手段】クロック発生部２１は、周波数ｆの基準信
号ａを発生する。発光素子駆動部２２は、発光素子駆動
部２２は、基準信号ａにより発光素子２３を駆動し強度
変調された光波を発生させる。この光波は、投光レンズ
２４、ハーフミラー２５、投受光レンズ２６を経て広角
の投光ビーム２７として物体２８に照射され、その反射
光は、受光ビーム２９-1〜２９-nとして、投受光レンズ
２６、ハーフミラー２５、受光レンズ３０を経て受光素
子マトリックス３１に入射する。受光素子マトリックス
３１で受光された信号は、増幅器３２-1〜３２-nで増幅
された後、位相検出器３３-1〜３３-nにより基準信号ａ
と位相比較され、積分時間後、演算部３５により設定範
囲内の物体２８に対する距離測定結果として出力され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単一周波数の強度
変調光波を用いて光波発生から物体に反射して返ってく
るまでの位相差により、物体までの距離測定を行なう光
波距離測定装置に関する。
変調光波を用いて光波発生から物体に反射して返ってく
るまでの位相差により、物体までの距離測定を行なう光
波距離測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光波距離測定装置は、図２に示す
ように構成されている。クロック発生部１より周波数ｆ
の基準信号ａが出力され、発光素子駆動部２及び位相検
出器１３に入力される。発光素子駆動部２は、クロック
発生部１からの基準信号ａに基づいてレーザ光を発生す
る発光素子３を駆動する。発光素子３からのレーザ光
は、投光レンズ４、Ｘ軸スキャンミラー５、Ｙ軸スキャ
ンミラー６を経て投光ビーム７として目標である物体８
に照射される。この物体８からの反射光は、受光ビーム
９としてＹ軸スキャンミラー６、Ｘ軸スキャンミラー
５、受光レンズ１０を経て受光素子１１に入射する。こ
の場合、上記Ｘ軸スキャンミラー５は、スキャンミラー
制御器１２の制御指令で作動するＸ軸駆動モータ１３に
よりＸ軸を中心としてスキャン駆動される。また、Ｙ軸
スキャンミラー６は、スキャンミラー制御器１２の制御
指令で作動するＹ軸駆動モータ１４によりＹ軸を中心と
してスキャン駆動される。
ように構成されている。クロック発生部１より周波数ｆ
の基準信号ａが出力され、発光素子駆動部２及び位相検
出器１３に入力される。発光素子駆動部２は、クロック
発生部１からの基準信号ａに基づいてレーザ光を発生す
る発光素子３を駆動する。発光素子３からのレーザ光
は、投光レンズ４、Ｘ軸スキャンミラー５、Ｙ軸スキャ
ンミラー６を経て投光ビーム７として目標である物体８
に照射される。この物体８からの反射光は、受光ビーム
９としてＹ軸スキャンミラー６、Ｘ軸スキャンミラー
５、受光レンズ１０を経て受光素子１１に入射する。こ
の場合、上記Ｘ軸スキャンミラー５は、スキャンミラー
制御器１２の制御指令で作動するＸ軸駆動モータ１３に
よりＸ軸を中心としてスキャン駆動される。また、Ｙ軸
スキャンミラー６は、スキャンミラー制御器１２の制御
指令で作動するＹ軸駆動モータ１４によりＹ軸を中心と
してスキャン駆動される。
【０００３】そして、上記受光素子１１に受光レンズ１
０を介して入射した反射光は電気信号に変換され、更に
増幅器１５により増幅されて受光信号ｂとなる。この受
光信号ｂは、位相検出器１６により基準信号ａと位相比
較され、スキャンミラー制御器１２から出力されるミラ
ー角度信号ｃと演算部１７において演算され、ビームの
スキャン中心からの一意に決定されるある角度の距離に
変換されて記憶される。
０を介して入射した反射光は電気信号に変換され、更に
増幅器１５により増幅されて受光信号ｂとなる。この受
光信号ｂは、位相検出器１６により基準信号ａと位相比
較され、スキャンミラー制御器１２から出力されるミラ
ー角度信号ｃと演算部１７において演算され、ビームの
スキャン中心からの一意に決定されるある角度の距離に
変換されて記憶される。
【０００４】位相検出には、精度を向上するために、あ
る程度の積分時間（数１０msec〜数１００msec）が必要
となる。この積分時間を満足する間、Ｘ軸スキャンミラ
ー５及びＹ軸スキャンミラー６の角度を保持し、各ミラ
ー５，６の角度を順次変化させてビームをスキャンする
か、または角度分解能当りの移動時間がこの積分時間に
対し、ビーム角度を保持しているのと同等と考え得る速
度でビームを設定範囲スキャンすることにより、この範
囲内の物体８の多点に対する距離を計測して演算部１７
に記憶し、インタフェース部１８で表示または適当な電
気信号に変換し出力している。
る程度の積分時間（数１０msec〜数１００msec）が必要
となる。この積分時間を満足する間、Ｘ軸スキャンミラ
ー５及びＹ軸スキャンミラー６の角度を保持し、各ミラ
ー５，６の角度を順次変化させてビームをスキャンする
か、または角度分解能当りの移動時間がこの積分時間に
対し、ビーム角度を保持しているのと同等と考え得る速
度でビームを設定範囲スキャンすることにより、この範
囲内の物体８の多点に対する距離を計測して演算部１７
に記憶し、インタフェース部１８で表示または適当な電
気信号に変換し出力している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光波距離測
定装置では、投光ビーム、受光ビームの角度をスキャン
ミラー５，６により変更し、ある設定照射範囲の距離計
測を行なっているために、位相検出に必要な積分時間の
間、ビームを保持するか、または角度分解能当りの移動
時間がビームを保持しているのと同等と考え得る速度ビ
ームをスキャンする必要があり、この範囲内の目標に対
して同時で高速に距離計測を行なうことが困難であっ
た。
定装置では、投光ビーム、受光ビームの角度をスキャン
ミラー５，６により変更し、ある設定照射範囲の距離計
測を行なっているために、位相検出に必要な積分時間の
間、ビームを保持するか、または角度分解能当りの移動
時間がビームを保持しているのと同等と考え得る速度ビ
ームをスキャンする必要があり、この範囲内の目標に対
して同時で高速に距離計測を行なうことが困難であっ
た。
【０００６】また、単一の発光素子３と受光素子１１に
よる機構により、設定範囲の距離計測を行なっているの
で、投光ビーム、受光ビームを機械的にスキャンする機
構が必要であり、計測の精度や装置の信頼性が低いとい
う問題があった。
よる機構により、設定範囲の距離計測を行なっているの
で、投光ビーム、受光ビームを機械的にスキャンする機
構が必要であり、計測の精度や装置の信頼性が低いとい
う問題があった。
【０００７】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、ある設定範囲内の多目標に対する同時、高
速の距離計測が可能であると共に、高精度で且つ高い信
頼性が得られる広角光波距離測定装置を提供することを
目的とする。
れたもので、ある設定範囲内の多目標に対する同時、高
速の距離計測が可能であると共に、高精度で且つ高い信
頼性が得られる広角光波距離測定装置を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る広角光波距
離測定装置は、発光素子と、この発光素子を駆動し単一
周波数の強度変調光波を発生させる発光素子駆動手段
と、上記発光素子で発生した光波を広角ビームに変換し
て目標に照射する投光光学系と、複数の受光素子を２次
元マトリックスに配置してなる受光素子マトリックス
と、上記目標からの複数の反射光を受光ビームして上記
受光素子マトリックスの各受光素子に１対１に対応させ
て受光させる投光光学系と、上記受光素子マトリックス
を構成する各受光素子の受光信号を独立して処理し、光
波発生から目標に反射して返ってくるまでの位相差を検
知して目標までの距離測定を行なう手段とを具備し、予
め設定された範囲の複数目標までの距離を同時に測定す
ることを特徴とする。
離測定装置は、発光素子と、この発光素子を駆動し単一
周波数の強度変調光波を発生させる発光素子駆動手段
と、上記発光素子で発生した光波を広角ビームに変換し
て目標に照射する投光光学系と、複数の受光素子を２次
元マトリックスに配置してなる受光素子マトリックス
と、上記目標からの複数の反射光を受光ビームして上記
受光素子マトリックスの各受光素子に１対１に対応させ
て受光させる投光光学系と、上記受光素子マトリックス
を構成する各受光素子の受光信号を独立して処理し、光
波発生から目標に反射して返ってくるまでの位相差を検
知して目標までの距離測定を行なう手段とを具備し、予
め設定された範囲の複数目標までの距離を同時に測定す
ることを特徴とする。
【０００９】（作用）クロック発生部により単一の周波
数の基準信号ａを発生して発光素子駆動部に入力する。
発光素子駆動部は、基準信号により発光素子を駆動し強
度変調された光波を発生させる。この光波は、例えば投
光レンズ、ハーフミラー、投受光レンズ等の投光光学系
を経て広角の投光ビームとして目標に照射され、その反
射光は、受光ビームとして、例えば投受光レンズ、ハー
フミラー、受光レンズ等の受光光学系を経て受光素子マ
トリックスに入射する。この受光素子マトリックスは、
複数個の受光素子を２次元マトリックス状に配置したも
のであり、各受光素子が受光する光は、光学系の特性に
より光学系中心からの角度により一意に決定されるある
特定方向に存在する目標からの反射光となる。そして、
上記受光素子マトリックスで受光された信号は、例えば
位相検出器により上記基準信号ａと位相比較され、積分
時間後、演算部により設定範囲内の目標に対する距離測
定結果として出力される。
数の基準信号ａを発生して発光素子駆動部に入力する。
発光素子駆動部は、基準信号により発光素子を駆動し強
度変調された光波を発生させる。この光波は、例えば投
光レンズ、ハーフミラー、投受光レンズ等の投光光学系
を経て広角の投光ビームとして目標に照射され、その反
射光は、受光ビームとして、例えば投受光レンズ、ハー
フミラー、受光レンズ等の受光光学系を経て受光素子マ
トリックスに入射する。この受光素子マトリックスは、
複数個の受光素子を２次元マトリックス状に配置したも
のであり、各受光素子が受光する光は、光学系の特性に
より光学系中心からの角度により一意に決定されるある
特定方向に存在する目標からの反射光となる。そして、
上記受光素子マトリックスで受光された信号は、例えば
位相検出器により上記基準信号ａと位相比較され、積分
時間後、演算部により設定範囲内の目標に対する距離測
定結果として出力される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
広角光波距離測定装置の構成を示ブロック図である。ク
ロック発生部２１より単一の周波数ｆの基準信号ａが出
力され、発光素子駆動部２２及び位相検出器３３-1〜３
３-nに入力される。発光素子駆動部２２は、発光素子２
３を駆動し、基準信号ａにより強度変調された例えばレ
ーザ光等の光波を発生させる。発光素子２３で発生した
光波は、投光レンズ２４、ハーフミラー２５、投受光レ
ンズ２６を経て設定範囲に照射される広角の投光ビーム
２７として目標である物体２８に照射される。この物体
２８からの反射光は、受光ビーム２９-1〜２９-nとし
て、投受光レンズ２６、ハーフミラー２５、受光レンズ
３０を経て受光素子マトリックス３１に入射する。
実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
広角光波距離測定装置の構成を示ブロック図である。ク
ロック発生部２１より単一の周波数ｆの基準信号ａが出
力され、発光素子駆動部２２及び位相検出器３３-1〜３
３-nに入力される。発光素子駆動部２２は、発光素子２
３を駆動し、基準信号ａにより強度変調された例えばレ
ーザ光等の光波を発生させる。発光素子２３で発生した
光波は、投光レンズ２４、ハーフミラー２５、投受光レ
ンズ２６を経て設定範囲に照射される広角の投光ビーム
２７として目標である物体２８に照射される。この物体
２８からの反射光は、受光ビーム２９-1〜２９-nとし
て、投受光レンズ２６、ハーフミラー２５、受光レンズ
３０を経て受光素子マトリックス３１に入射する。
【００１１】この受光素子マトリックス３１は、ｎ個の
受光素子を２次元マトリックス状に配置したものであ
り、各受光素子が受光する光は、光学系の特性により光
学系中心からの角度により一意に決定されるある特定方
向に存在する物体２８からの反射光となる。すなわち、
受光素子マトリックス３１のｎ個の受光素子が受光する
光は、受光ビーム２９-1〜２９-nに１対１に対応する。
これらの受光ビーム２９-1〜２９-nは、受光素子マトリ
ックス３１で電気信号に変換されて増幅器３２-1〜３２
-nに入力され、増幅されて独立した受光信号３４-1〜３
４-nとなる。これらの受光信号３４-1〜３４-nは、位相
検出器３３-1〜３３-nに入力されて基準信号ａと位相比
較され、積分時間後、演算部３５により設定範囲内の物
体２８に対する特定の一時点における距離測定結果とし
てインタフェース部３６へ送られる。このインタフェー
ス部３６は、演算部３５により求めた測定結果を表示ま
たは適当な電気信号に変換して出力する。
受光素子を２次元マトリックス状に配置したものであ
り、各受光素子が受光する光は、光学系の特性により光
学系中心からの角度により一意に決定されるある特定方
向に存在する物体２８からの反射光となる。すなわち、
受光素子マトリックス３１のｎ個の受光素子が受光する
光は、受光ビーム２９-1〜２９-nに１対１に対応する。
これらの受光ビーム２９-1〜２９-nは、受光素子マトリ
ックス３１で電気信号に変換されて増幅器３２-1〜３２
-nに入力され、増幅されて独立した受光信号３４-1〜３
４-nとなる。これらの受光信号３４-1〜３４-nは、位相
検出器３３-1〜３３-nに入力されて基準信号ａと位相比
較され、積分時間後、演算部３５により設定範囲内の物
体２８に対する特定の一時点における距離測定結果とし
てインタフェース部３６へ送られる。このインタフェー
ス部３６は、演算部３５により求めた測定結果を表示ま
たは適当な電気信号に変換して出力する。
【００１２】上記のように発光素子駆動部２２により発
光素子２３を駆動して単一周波数による強度変調した光
波を発生し、投光ビームを広角ビームとする投光光学系
により広範囲に光波を照射し、物体２８からの反射光を
受光光学系により、２次元マトリックスに展開された受
光素子マトリックス３１の各受光素子に１対１に対応さ
せて受光させ、各受光素子からの受光信号を独立して処
理することにより、ある設定範囲内の複数目標までの距
離を同時に、且つ高速度で測定することができる。
光素子２３を駆動して単一周波数による強度変調した光
波を発生し、投光ビームを広角ビームとする投光光学系
により広範囲に光波を照射し、物体２８からの反射光を
受光光学系により、２次元マトリックスに展開された受
光素子マトリックス３１の各受光素子に１対１に対応さ
せて受光させ、各受光素子からの受光信号を独立して処
理することにより、ある設定範囲内の複数目標までの距
離を同時に、且つ高速度で測定することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、あ
る範囲内の多目標に対する同時、高速の距離計測が可能
となり、また、光ビームをスキャンする機構を用いるこ
となく、所定範囲内の目標に対する距離計測を十分な信
頼性と精度をもって行なうことができる。
る範囲内の多目標に対する同時、高速の距離計測が可能
となり、また、光ビームをスキャンする機構を用いるこ
となく、所定範囲内の目標に対する距離計測を十分な信
頼性と精度をもって行なうことができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る広角光波距離測定装
置の構成を示すブロック図。
置の構成を示すブロック図。
【図２】従来の光波距離測定装置の構成を示すブロック
図。
図。
２１ クロック発生部 ２２ 発光素子駆動部 ２３ 発光素子 ２４ 投光レンズ ２５ ハーフミラー ２６ 投受光レンズ ２７ 投光ビーム ２８ 計測目標の物体 ２９-1〜２９-n 受光ビーム ３０ 受光レンズ ３１ 受光素子マトリックス ３２-1〜３２-n 増幅器 ３３-1〜３３-n 位相検出器 ３４-1〜３４-n 受光信号 ３５ 演算部 ３６ インタフェース部
Claims (1)
- 【請求項１】 発光素子と、この発光素子を駆動し単一
周波数の強度変調光波を発生させる発光素子駆動手段
と、上記発光素子で発生した光波を広角ビームに変換し
て目標に照射する投光光学系と、複数の受光素子を２次
元マトリックスに配置してなる受光素子マトリックス
と、上記目標からの複数の反射光を受光ビームして上記
受光素子マトリックスの各受光素子に１対１に対応させ
て受光させる投光光学系と、上記受光素子マトリックス
を構成する各受光素子の受光信号を独立して処理し、光
波発生から目標に反射して返ってくるまでの位相差を検
知して目標までの距離測定を行なう手段とを具備し、予
め設定された範囲の複数目標までの距離を同時に測定す
ることを特徴とする広角光波距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7208765A JPH0954158A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 広角光波距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7208765A JPH0954158A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 広角光波距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954158A true JPH0954158A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16561726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7208765A Withdrawn JPH0954158A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 広角光波距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0954158A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002097367A2 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-05 | Eagle Ray Corporation | Optical sensor for distance measurement |
| JP2006250716A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Ricoh Co Ltd | 位置検出装置 |
| JP2007218807A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ監視装置 |
| US7834305B2 (en) | 2004-07-30 | 2010-11-16 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Image processing device |
| JP2020153798A (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社リコー | 光学装置、測距光学系ユニット、測距装置及び測距システム |
-
1995
- 1995-08-16 JP JP7208765A patent/JPH0954158A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002097367A2 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-05 | Eagle Ray Corporation | Optical sensor for distance measurement |
| WO2002097367A3 (en) * | 2001-05-30 | 2003-07-10 | Eagle Ray Corp | Optical sensor for distance measurement |
| US7834305B2 (en) | 2004-07-30 | 2010-11-16 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Image processing device |
| JP2006250716A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Ricoh Co Ltd | 位置検出装置 |
| JP4549206B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2010-09-22 | 株式会社リコー | 位置検出装置 |
| JP2007218807A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ監視装置 |
| JP2020153798A (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社リコー | 光学装置、測距光学系ユニット、測距装置及び測距システム |
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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: 20021105 |