JPH11211460A - Range measuring device - Google Patents

Range measuring device

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JPH11211460A
JPH11211460A JP1534898A JP1534898A JPH11211460A JP H11211460 A JPH11211460 A JP H11211460A JP 1534898 A JP1534898 A JP 1534898A JP 1534898 A JP1534898 A JP 1534898A JP H11211460 A JPH11211460 A JP H11211460A
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JP
Japan
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light
control means
light receiving
rotating mirror
receiving element
Prior art date
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Pending
Application number
JP1534898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Joji Nakayama
丈二 中山
Atsushi Katayama
淳 片山
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP1534898A priority Critical patent/JPH11211460A/en
Publication of JPH11211460A publication Critical patent/JPH11211460A/en
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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a range measuring device capable of performing a highly precise range finding even if a secondary multiple reflected light is present. SOLUTION: This device is provided with a light source 1; a one-dimensional photodetector 9 for converting a received light energy into an electric signal according to the position and intensity of the light; an imaging means for imaging the reflected light of the optical beam from the light source reflected by the surface of a matter to be measured on the light receiving surface of the photodetector 9 as a light spot; a first projection control means for controlling the optical beam emitted from the light source to a first axial direction by a first rotating mirror 13; a second projection control means for controlling the light leaving the first projection control means to a second axial direction by a second rotating mirror 12; and a light receiving control means for controlling the imaging of the light spot formed in a position where the optical beam from the light source 1 is emitted to the matter to be measured onto the photodetector by a third rotating mirror 14 synchronized with the second rotating mirror 12 of the second projection control means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、距離測定装置(レ
ンジセンサ)に関し、特に、各種の製造加工装置、測定
検査装置等における距離測定技術に適用して有効な技術
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device (range sensor), and more particularly to a technology which is effective when applied to a distance measuring technology in various manufacturing and processing devices, measurement and inspection devices, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種の製造加工装置、測定検査装置等に
組み込まれる距離測定装置(距離センサ)として、非接
触型の距離センサが知られている。非接触型の距離セン
サとしては、超音波センサ、レーザによるレンジセンサ
(レーザレンジセンサ)などがあるが、高速性や高精度
を要求される用途にはレーザレンジセンサが使用されて
いる。図3は、従来のレーザレンジセンサの基本原理を
説明するための図である。同図において、1は光源、2
は光源1から発光された光ビーム、3は測定対象物、7
は測定対象物3の表面で反射した反射光、8は光学部
品、9は受光素子、10は受光素子9の受光面である。
同図に示すように、従来のレーザレンジセンサでは、光
源1から発光された光ビーム2により、測定対象物3の
表面に光点を生じさせ、この光点からの光(反射光7)
を光学部品(受光レンズ)8によって受光素子9の受光
面10に光点として結像させる。このとき、図4に示す
ように、測定対象物3が近いか遠いかによって、受光面
10上の結像位置が変化する。この図4において、測定
対象物(3a,3b)までの距離と結像位置の対応関係
を、距離が分かっている測定対象物で予め調べておけ
ば、未知の距離に対して、結像位置からその距離を知る
ことができる。
2. Description of the Related Art A non-contact type distance sensor is known as a distance measuring device (distance sensor) incorporated in various types of manufacturing and processing devices, measurement and inspection devices, and the like. Examples of the non-contact type distance sensor include an ultrasonic sensor and a range sensor (laser range sensor) using a laser, and a laser range sensor is used for applications requiring high speed and high accuracy. FIG. 3 is a diagram for explaining the basic principle of a conventional laser range sensor. In the figure, 1 is a light source, 2
Is a light beam emitted from the light source 1, 3 is an object to be measured, 7 is
Is a light reflected on the surface of the measuring object 3, 8 is an optical component, 9 is a light receiving element, and 10 is a light receiving surface of the light receiving element 9.
As shown in FIG. 1, in the conventional laser range sensor, a light spot is generated on the surface of the measuring object 3 by the light beam 2 emitted from the light source 1, and light (reflected light 7) from this light spot
Is imaged as a light spot on a light receiving surface 10 of a light receiving element 9 by an optical component (light receiving lens) 8. At this time, as shown in FIG. 4, the imaging position on the light receiving surface 10 changes depending on whether the measurement target 3 is near or far. In FIG. 4, if the correspondence between the distance to the measurement object (3a, 3b) and the image formation position is checked in advance using a measurement object with a known distance, the image formation position is compared with the unknown distance. You can know the distance from.

【0003】ここで、前記受光素子9は、前記受光面1
0に結像した光点位置を電気信号に変換できる素子であ
り、例えば、一次元CCD(charge coupled device )
や一次元PSD(posision sensitive device )で構成
される。また、反射光7を案内する光学部品8として
は、ミラー、プリズム、レンズ等が一般に使用される
が、図3では、光学部品としてレンズのみを使用したレ
ーザレンジセンサを図示してある。なお、レーザレンジ
センサについては、例えば、「光学部品の使い方と留意
点」(末田 哲夫,オプトロニクス社発行)等に記載さ
れている。
Here, the light receiving element 9 is provided on the light receiving surface 1.
An element that can convert the position of a light spot imaged to 0 into an electric signal, for example, a one-dimensional CCD (charge coupled device)
And one-dimensional PSD (posision sensitive device). A mirror, a prism, a lens, and the like are generally used as the optical component 8 for guiding the reflected light 7, but FIG. 3 shows a laser range sensor using only a lens as the optical component. The laser range sensor is described in, for example, "How to Use Optical Components and Points to Consider" (published by Tetsuo Sueda, Optronics).

【0004】図5は、従来のレーザレンジセンサの概略
構成を示す図である。図5に示すレーザレンジセンサ
は、走査側(投光側)に、2つのスキャナミラー(1
2,13)を付加し、また、受光側には、1次元の受光
素子9に変えて、2次元の受光素子11を設置したもの
である。この図5に示すレーザレンジセンサでは、スキ
ャナミラー13、およびスキャナミラー12を制御し
て、光源からの光ビーム3をX軸方向、およびY軸方向
に走査することにより、2次元の領域の距離を測定する
ことできる。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional laser range sensor. The laser range sensor shown in FIG. 5 has two scanner mirrors (1) on the scanning side (light projection side).
2, 13), and a two-dimensional light receiving element 11 is provided on the light receiving side instead of the one-dimensional light receiving element 9. In the laser range sensor shown in FIG. 5, by controlling the scanner mirror 13 and the scanner mirror 12 to scan the light beam 3 from the light source in the X-axis direction and the Y-axis direction, the distance of the two-dimensional area is controlled. Can be measured.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】レーザレンジセンサの
距離計測精度を決めるポイントは、受光素子9の受光面
10での光点の結像位置を精度良く知ることができるか
どうかにある。受光素子9が一次元CCDにより構成さ
れている場合は、受光面10は直線上に配置された複数
のピクセルからなり、それぞれのピクセルに受光した光
量を電気信号として得ることができる。したがって、電
気信号処理により、光量のピーク位置か、光量の重み付
平均位置を求めれば、光点の結像位置がどのピクセル位
置に相当しているかが分かる。受光素子9が一次元PS
Dにより構成されている場合は、PSD出力を電気信号
処理することにより、光量の重み付平均位置がPSD長
に対する割合として得られ、光点の結像位置が分かる。
この様子を図6に示す。
The point that determines the distance measurement accuracy of the laser range sensor is whether or not the imaging position of the light spot on the light receiving surface 10 of the light receiving element 9 can be accurately known. When the light receiving element 9 is formed of a one-dimensional CCD, the light receiving surface 10 is composed of a plurality of pixels arranged on a straight line, and the amount of light received by each pixel can be obtained as an electric signal. Therefore, if the peak position of the light amount or the weighted average position of the light amount is obtained by the electric signal processing, it is possible to know which pixel position corresponds to the imaging position of the light spot. Light receiving element 9 is one-dimensional PS
In the case of D, the PSD output is subjected to the electric signal processing to obtain the weighted average position of the light amount as a ratio to the PSD length, so that the imaging position of the light spot can be known.
This is shown in FIG.

【0006】このように、レーザレンジセンサはその原
理上、測定対象物3の表面で1回だけ反射した光(正規
の反射光7)を受光素子9で受けて測定対象物3までの
距離を測定している。測定対象物3の表面が光沢性の場
合は、測定対象物3の表面で反射したビーム光がさらに
他の面で反射(多重反射)した後センサに戻ることが発
生し、正規の反射光7と混合して、正規の反射光7の結
像位置を正しく知ることができなくなる場合がある。こ
の場合は、距離測定精度が著しく劣化する。
As described above, in principle, the laser range sensor receives the light (regular reflected light 7) reflected only once on the surface of the measurement target 3 by the light receiving element 9 and determines the distance to the measurement target 3. Measuring. If the surface of the measuring object 3 is glossy, the light beam reflected on the surface of the measuring object 3 may be reflected on another surface (multiple reflection) and then return to the sensor. In some cases, it may not be possible to correctly know the imaging position of the regular reflected light 7. In this case, the distance measurement accuracy is significantly deteriorated.

【0007】この劣化の原因をより詳しく説明するため
に、多重反射が測定精度に影響する理由を説明する。多
重反射がある場合は、受光面10上に複数の光点がある
ため、光量のピーク位置を使う方式では、正規の反射光
7のピークが最も高いとは限らないので、正規の反射光
7の結像位置を正しく得ることができない。また、光量
の重み付平均位置を使う方式では、多重反射光のある側
へ、重み付平均がずれてしまうので、やはり正規の反射
光7の結像位置を正しく得ることができない。この様子
を図7に示す。この多重反射は、光源1を出て受光素子
9に戻るまでに反射した回数によって、2次(2回)多
重反射、3次(3回)多重反射、4次(4回)多重反射
のように分類される。図8に、多重反射の一例として、
2次多重反射光15が生じている様子を示す。2次多重
反射光15は、図9に示すように、測定対象物3がL字
型の場合に起こりやすい。特に、図5に示す従来のレン
ジセンサでは、この2次多重反射光の影響を避けること
ができず、測定対象物3が2次多重反射光15の起こり
やすいものである場合には、測定対象物3までの距離を
正確に測定することができないという問題点があった。
さらに、図5に示す従来のレンジセンサでは、必ず、2
次元受光素子11が必要であり、この2次元受光素子1
1は構造が複雑であるという問題点があった。
In order to explain the cause of this deterioration in more detail, the reason why multiple reflections affect measurement accuracy will be described. When there is multiple reflection, since there are a plurality of light spots on the light receiving surface 10, the peak of the regular reflected light 7 is not always the highest in the method using the peak position of the light amount. Cannot be obtained correctly. Further, in the method using the weighted average position of the light quantity, the weighted average shifts to the side where the multiple reflected light exists, so that the imaging position of the regular reflected light 7 cannot be correctly obtained. This is shown in FIG. Depending on the number of times of reflection before the light exits the light source 1 and returns to the light receiving element 9, this multiple reflection is like a secondary (two times) multiple reflection, a third order (three times) multiple reflection, a fourth order (four times) multiple reflection. are categorized. FIG. 8 shows an example of multiple reflection.
A state where the secondary multiple reflected light 15 is generated is shown. As shown in FIG. 9, the secondary multiple reflected light 15 is likely to occur when the measurement target 3 is L-shaped. In particular, in the conventional range sensor shown in FIG. 5, the influence of the secondary multiple reflected light cannot be avoided. There is a problem that the distance to the object 3 cannot be measured accurately.
Further, in the conventional range sensor shown in FIG.
The two-dimensional light receiving element 11 is required.
No. 1 had a problem that the structure was complicated.

【0008】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、距離測
定装置において、2次多重反射光がある場合でも、高精
度に距離を測定することが可能となる技術を提供するこ
とにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかに
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a distance measuring device that can accurately measure a distance even when there is a secondary multiple reflected light. It is to provide a technology that enables measurement. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。即ち、本発明は、距離測定装置にお
いて、光源と、受光した光エネルギーを光の位置と強さ
に応じた電気信号に変換する1次元受光素子と、前記光
源から照射された光ビームが測定対象物の表面で反射さ
れた反射光を前記受光素子の受光面に光点として結像さ
せる結像手段と、第1の回転ミラーを有し、当該第1の
回転ミラーにより前記光源から照射された光ビームを第
1軸方向に制御する第1投光制御手段と、第2の回転ミ
ラーを有し、当該第2の回転ミラーにより前記第1投光
制御手段で第1軸方向に制御された光ビームを第2軸方
向に制御する第2投光制御手段と、前記第2投光制御手
段の第2の回転ミラーと同期した前記第3の回転ミラー
を有し、当該第3の回転ミラーにより前記光源から照射
された光ビームが測定対象物に照射された位置で形成さ
れる光スポットの前記1次元受光素子上への結像を制御
する受光制御手段とを備えることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows. That is, the present invention relates to a distance measuring device, wherein a light source, a one-dimensional light receiving element for converting received light energy into an electric signal corresponding to the position and intensity of light, and a light beam emitted from the light source are measured. An image forming means for forming an image of the reflected light reflected on the surface of the object as a light spot on the light receiving surface of the light receiving element; and a first rotating mirror, which is emitted from the light source by the first rotating mirror. A first rotation control means for controlling the light beam in a first axis direction; and a second rotating mirror, the first light control means controlling the light beam in the first axis direction by the second rotation mirror. A second light emitting control means for controlling the light beam in the second axial direction; and a third rotating mirror synchronized with a second rotating mirror of the second light emitting control means, wherein the third rotating mirror is provided. The light beam emitted from the light source irradiates the object to be measured. Characterized in that it comprises a light receiving control means for controlling the imaging onto the one-dimensional light receiving element on the light spot formed at the positions.

【0010】また、本発明は、前記1次元受光素子に代
えて、2次元受光素子を使用することを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a two-dimensional light receiving element is used instead of the one-dimensional light receiving element.

【0011】また、本発明は、前記第2の回転ミラーと
第3の回転ミラーとは一体に構成され、かつ、前記第2
投光制御手段(あるいは前記受光制御手段)は、前記受
光制御手段(あるいは前記第2投光制御手段)を兼用す
ることを特徴とする。
Further, in the present invention, the second rotating mirror and the third rotating mirror are integrally formed, and the second rotating mirror and the third rotating mirror are integrated with each other.
The light emission control means (or the light reception control means) is characterized in that the light emission control means (or the second light emission control means) is also used.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.

【0013】[実施の形態1]図1は、本発明の実施の
形態1の距離測定装置の概略構成を示す図である。同図
において、1は光源、2は光源1から発光された光ビー
ム、3は測定対象物、7は測定対象物3の表面で反射し
た反射光、8は光学部品、9は受光素子、12,13,
14はスキャナミラーである。本実施の形態の距離測定
装置では、投光側に、2つのスキャナミラー(第1の回
転ミラー13と第2の回転ミラー12)を付加し、ま
た、受光側にも、1つのスキャナミラー(第3の回転ミ
ラー14)を付加し、さらに、受光素子として1次元の
受光素子9を使用する。本実施の形態の距離測定装置で
は、投光側において、第1投光制御手段のスキャナミラ
ー13により、光源からの光ビーム3をX軸方向に走査
し、また、第2投光制御手段のスキャナミラー12によ
り、スキャナミラー13でX軸方向に走査された光源か
らの光ビーム3をY軸方向に走査して、測定対象物3の
表面に光点を生じさせる。また、受光側において、受光
制御手段のスキャナミラー14により、前記測定対象物
3の表面に生じた光点からの光(測定対象物3で反射さ
れた反射光7)をY軸方向に走査する。このスキャナミ
ラー14で走査された測定対象物3で反射された反射光
7は、レンズ等の光学部品8を介して、1次元受光素子
9上に結合される。ここで、スキャナミラー12とスキ
ャナミラー14とは同期して制御される。
[First Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a distance measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 1, reference numeral 1 denotes a light source, 2 denotes a light beam emitted from the light source 1, 3 denotes an object to be measured, 7 denotes reflected light reflected on the surface of the object 3 to be measured, 8 denotes an optical component, 9 denotes a light receiving element, and 12 denotes a light receiving element. , 13,
Reference numeral 14 denotes a scanner mirror. In the distance measuring device of the present embodiment, two scanner mirrors (first rotating mirror 13 and second rotating mirror 12) are added to the light projecting side, and one scanner mirror ( A third rotating mirror 14) is added, and a one-dimensional light receiving element 9 is used as a light receiving element. In the distance measuring device of the present embodiment, on the light projecting side, the light beam 3 from the light source is scanned in the X-axis direction by the scanner mirror 13 of the first light projecting control means, and The scanner mirror 12 scans the light beam 3 from the light source scanned in the X-axis direction by the scanner mirror 13 in the Y-axis direction to generate a light spot on the surface of the measurement target 3. On the light receiving side, light from a light spot generated on the surface of the measurement target 3 (reflected light 7 reflected by the measurement target 3) is scanned in the Y-axis direction by the scanner mirror 14 of the light reception control unit. . The reflected light 7 reflected by the measurement target 3 scanned by the scanner mirror 14 is coupled onto a one-dimensional light receiving element 9 via an optical component 8 such as a lens. Here, the scanner mirror 12 and the scanner mirror 14 are controlled in synchronization.

【0014】前記図5に示す従来のレンジセンサのよう
に、スキャナミラー14がない場合には、測定対象物3
で反射された反射光7は光学部品8を通って、2次元受
光素子11の対応する点に結像する。しかしながら、本
実施の形態において、スキャナミラー13を固定してス
キャナミラー12のみを動かしたときには、1次元の領
域の距離を測定する距離測定装置と同じになることから
分かるように、測定対象物3までの距離を測定するため
には、1次元の座標(本実施の形態であれば、横方向の
座標)があればよく、2次元の座標は必要としない。そ
して、本実施の形態のように、スキャナミラー13を動
かすことにより、1次元受光素子(図1に示す9)を移
動させて距離を測定したのと同等の効果を得ることがで
きる。さらに、スキャナミラー13の角度情報を加える
ことにより、2次元平面上の距離を測定することができ
る。
When the scanner mirror 14 is not provided as in the conventional range sensor shown in FIG.
The reflected light 7 reflected by the optical element 8 forms an image at a corresponding point of the two-dimensional light receiving element 11 through the optical component 8. However, in the present embodiment, when the scanner mirror 13 is fixed and only the scanner mirror 12 is moved, the same as the distance measuring device that measures the distance of the one-dimensional area is used, so that the measurement target 3 In order to measure the distance to the object, one-dimensional coordinates (horizontal coordinates in the present embodiment) are sufficient, and two-dimensional coordinates are not required. By moving the scanner mirror 13 as in the present embodiment, it is possible to obtain the same effect as when the distance is measured by moving the one-dimensional light receiving element (9 shown in FIG. 1). Further, by adding angle information of the scanner mirror 13, a distance on a two-dimensional plane can be measured.

【0015】このように、本実施の形態によれば、受光
素子として、1次元受光素子9を使用することができる
ので、受光素子として、図5に示す距離測定装置(レー
ザレンジセンサ)のような2次元受光素子11を使用す
る必要がなく、構成を簡略化することが可能となる。ま
た、本実施の形態によれば、1次元受光素子9を移動さ
せて距離を測定するよりも、精度よく距離を測定するこ
とが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the one-dimensional light receiving element 9 can be used as the light receiving element. Therefore, as the light receiving element, a distance measuring device (laser range sensor) shown in FIG. 5 is used. There is no need to use a simple two-dimensional light receiving element 11, and the configuration can be simplified. Further, according to the present embodiment, it is possible to measure the distance more accurately than by moving the one-dimensional light receiving element 9 and measuring the distance.

【0016】また、本実施の形態のように、スキャナミ
ラー12とスキャナミラー14とを同期させることによ
り、2次多重反射光(図8に示す15)は、スキャナミ
ラー14で反射した際に、反射位置よって受光素子上の
上下にずれた位置に結像するので、1次元受光素子9上
の受光量分布として観測されることがなくなる。これに
より、2次多重反射光の影響を除去することができるの
で、本実施の形態の距離測定装置によれば、測定対象物
3が2次多重反射光の起こりやすいものであっても、測
定対象物3までの距離を正確に測定することが可能とな
る。
Further, as in the present embodiment, by synchronizing the scanner mirror 12 and the scanner mirror 14, when the secondary multiple reflection light (15 shown in FIG. 8) is reflected by the scanner mirror 14, Since an image is formed at a position shifted up and down on the light receiving element depending on the reflection position, it is not observed as a light receiving amount distribution on the one-dimensional light receiving element 9. Thereby, the influence of the secondary multiple reflection light can be removed, and therefore, according to the distance measuring device of the present embodiment, even if the measurement target 3 is one in which the secondary multiple reflection light is likely to occur, the measurement is performed. The distance to the target 3 can be accurately measured.

【0017】[実施の形態2]図2は、本発明の実施の
形態2の距離測定装置の概略構成を示す図である。同図
において、1は光源、2は光源1から発光された光ビー
ム、3は測定対象物、7は測定対象物3の表面で反射し
た反射光、8は光学部品、9は受光素子、12,13は
スキャナミラーである。本実施の形態の距離測定装置
は、前記実施の形態1の第2投光制御手段のスキャナミ
ラー12と、前記実施の形態1の受光制御手段のスキャ
ナミラー(第3の回転ミラー)14とを、一体に構成し
た点で、前記実施の形態1の距離測定装置を相違する。
スキャナミラー12とスキャナミラー14とを一体に構
成しても、前記実施の形態1の距離測定装置と同等な作
用・効果を得ることができる。但し、本実施の形態の距
離測定装置においては、前記実施の形態1の第2投光制
御手段(または受光制御手段)が、前記実施の形態1の
受光制御手段(または第2投光制御手段)を兼用するこ
とになる。
[Second Embodiment] FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a distance measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention. 1, reference numeral 1 denotes a light source, 2 denotes a light beam emitted from the light source 1, 3 denotes an object to be measured, 7 denotes reflected light reflected on the surface of the object 3 to be measured, 8 denotes an optical component, 9 denotes a light receiving element, and 12 denotes a light receiving element. , 13 are scanner mirrors. The distance measuring apparatus according to the present embodiment includes the scanner mirror 12 of the second light emitting control unit of the first embodiment and the scanner mirror (third rotating mirror) 14 of the light receiving control unit of the first embodiment. The distance measuring apparatus according to the first embodiment is different from the distance measuring apparatus according to the first embodiment in that the distance measuring apparatus is integrally configured.
Even if the scanner mirror 12 and the scanner mirror 14 are integrally formed, the same operation and effect as those of the distance measuring device of the first embodiment can be obtained. However, in the distance measuring device of the present embodiment, the second light emitting control means (or the light receiving control means) of the first embodiment is replaced by the light receiving control means (or the second light emitting control means) of the first embodiment. ).

【0018】なお、前記各実施の形態では、受光素子と
して、1次元受光素子9を使用する場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、受光素子とし
て、2次元受光素子(図5に示す11)を使用すること
も可能である。受光素子として、2次元受光素子を使用
する場合でも、2次多重反射光(図8に示す15)は、
スキャナミラー12で反射した際に、反射位置よって受
光素子上の結像位置が変化する。ここで、正規の反射光
7の場合は、予め決められた直線上に結像するが、2次
多重反射光の場合はこの直線から離れた位置に結像す
る。したがって、2次元受光素子上の予め決められた直
線上の受光量分布を調べることにより、正規反射光の受
光量分布のみを観測することができる。さらに、正規の
反射光が結像する直線は2次元受光素子上にあればどの
ような位置や向きであってもよく、このため、1次元受
光素子を使用する場合に必要な正規の反射光が受光素子
上に結像するように位置を調整する手間が不要となる。
このように、受光素子として2次元受光素子を使用する
前記各実施の形態の距離測定装置においても、2次多重
反射光の影響を除去することができるので、測定対象物
3が2次多重反射光の起こりやすいものであっても、測
定対象物3までの距離を正確に測定することが可能とな
る。以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
In each of the above embodiments, the case where the one-dimensional light receiving element 9 is used as the light receiving element has been described. However, the present invention is not limited to this, and the two-dimensional light receiving element (FIG. It is also possible to use 11) shown in FIG. Even when a two-dimensional light receiving element is used as the light receiving element, the secondary multiple reflected light (15 shown in FIG. 8)
When the light is reflected by the scanner mirror 12, the imaging position on the light receiving element changes depending on the reflection position. Here, in the case of the regular reflected light 7, an image is formed on a predetermined straight line, whereas in the case of the secondary multiple reflected light, an image is formed at a position distant from the straight line. Therefore, by examining the distribution of received light on a predetermined straight line on the two-dimensional light receiving element, only the distribution of received light of the regular reflected light can be observed. Furthermore, the straight line on which the regular reflected light forms an image may be in any position and orientation as long as it is on the two-dimensional light receiving element. Therefore, the regular reflected light necessary when using the one-dimensional light receiving element is used. There is no need to adjust the position so that an image is formed on the light receiving element.
As described above, even in the distance measuring devices of the above-described embodiments using the two-dimensional light receiving element as the light receiving element, the influence of the secondary multiple reflection light can be removed. Even if light easily occurs, the distance to the measurement target 3 can be accurately measured. As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Of course, it is.

【0019】[0019]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。 (1)本発明によれば、投光側のスキャナミラーと、受
光側のスキャナミラーとを同期させて、2次多重反射光
の影響を低減するようにしたので、2次多重反射光が発
生しやすい形状や、2次多重反射光が発生しやすい光沢
性の測定対象物に対して、高精度で距離を測定すること
が可能となる。 (2)本発明によれば、投光側において、X,Y軸方向
の2つのスキャナミラーにより、光源からの光ビームを
走査するようにしたので、1次元以上の受光素子で2次
平面の距離測定を行うことが可能となる。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. (1) According to the present invention, the scanner mirror on the light emitting side and the scanner mirror on the light receiving side are synchronized to reduce the influence of the secondary multiple reflected light, so that the secondary multiple reflected light is generated. It is possible to measure a distance with high accuracy for a measurement object having a shape that is easy to be formed and a glossy object that is likely to generate secondary multiple reflected light. (2) According to the present invention, the light beam from the light source is scanned by the two scanner mirrors in the X and Y axis directions on the light projecting side. Distance measurement can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1の距離測定装置の概略構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a distance measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態2の距離測定装置の概要構
成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a distance measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来のレーザレンジセンサの基本原理を説明す
るための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the basic principle of a conventional laser range sensor.

【図4】従来のレーザレンジセンサの距離測定の原理を
説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of distance measurement of a conventional laser range sensor.

【図5】従来のレーザレンジセンサの概略構成を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional laser range sensor.

【図6】多重反射光がない場合に、受光量分布から算出
された結像位置を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an imaging position calculated from a received light amount distribution when there is no multiple reflected light.

【図7】多重反射光がある場合に、受光量分布から算出
された結像位置を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an imaging position calculated from a received light amount distribution when there is multiple reflected light.

【図8】多重反射の一例として、2次多重反射光が生じ
ている様子を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which secondary multiple reflected light is generated as an example of multiple reflection.

【図9】2次多重反射光が発生し易い測定対象物とし
て、L字型の測定対象物を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an L-shaped measurement target as a measurement target in which secondary multiple reflected light is likely to be generated.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源、2…光ビーム、3,3a,3b…測定対象
物、7…正規の反射光、8…光学部品、9…受光素子、
10…受光素子の受光面、11…2次元受光素子、1
2,13,14…スキャナミラー、15…2次多重反射
光。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Light beam, 3, 3a, 3b ... Measurement object, 7 ... Regular reflected light, 8 ... Optical parts, 9 ... Light receiving element,
10: light receiving surface of light receiving element, 11: two-dimensional light receiving element, 1
2, 13, 14: scanner mirror, 15: secondary multiple reflected light.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、 受光した光エネルギーを光の位置と強さに応じた電気信
号に変換する1次元受光素子と、 前記光源から照射された光ビームが測定対象物の表面で
反射された反射光を前記受光素子の受光面に光点として
結像させる結像手段と、 第1の回転ミラーを有し、当該第1の回転ミラーにより
前記光源から照射された光ビームを第1軸方向に制御す
る第1投光制御手段と、 第2の回転ミラーを有し、当該第2の回転ミラーにより
前記第1投光制御手段で第1軸方向に制御された光ビー
ムを第2軸方向に制御する第2投光制御手段と、 前記第2投光制御手段の第2の回転ミラーと同期した前
記第3の回転ミラーを有し、当該第3の回転ミラーによ
り前記光源から照射された光ビームが測定対象物に照射
された位置で形成される光スポットの前記1次元受光素
子上への結像を制御する受光制御手段とを備えることを
特徴とする距離測定装置。
1. A light source, a one-dimensional light receiving element for converting received light energy into an electric signal corresponding to the position and intensity of light, and a light beam emitted from the light source is reflected by a surface of an object to be measured. Imaging means for imaging the reflected light as a light spot on the light receiving surface of the light receiving element; and a first rotating mirror, and a light beam emitted from the light source by the first rotating mirror is provided on a first axis. A first light emitting control means for controlling the light beam in the first direction, and a second rotating mirror. The light beam controlled in the first axis direction by the first light emitting control means by the second rotating mirror is provided on the second axis. A second light emitting control means for controlling the direction of light, and a third rotating mirror synchronized with a second rotating mirror of the second light emitting control means, and the third light emitting mirror emits light from the light source. Formed at the position where the reflected light beam irradiates the measurement object Distance measuring apparatus comprising: a light receiving control means for controlling the imaging onto the one-dimensional light receiving element on the pot.
【請求項2】 光源と、 受光した光エネルギーを光の位置と強さに応じた電気信
号に変換する2次元受光素子と、 前記光源から照射された光ビームが測定対象物の表面で
反射された反射光を前記受光素子の受光面に光点として
結像させる結像手段と、 第1の回転ミラーを有し、当該第1の回転ミラーにより
前記光源から照射された光ビームを第1軸方向に制御す
る第1投光制御手段と、 第2の回転ミラーを有し、当該第2の回転ミラーにより
前記第1投光制御手段で第1軸方向に制御された光ビー
ムを第2軸方向に制御する第2投光制御手段と、 前記第2投光制御手段の第2の回転ミラーと同期した前
記第3の回転ミラーを有し、当該第3の回転ミラーによ
り前記光源から照射された光ビームが測定対象物に照射
された位置で形成される光スポットの前記2次元受光素
子上への結像を制御する受光制御手段とを備えることを
特徴とする距離測定装置。
2. A light source, a two-dimensional light receiving element for converting received light energy into an electric signal corresponding to the position and intensity of light, and a light beam emitted from the light source is reflected by a surface of a measurement object. Imaging means for imaging the reflected light as a light spot on the light receiving surface of the light receiving element; and a first rotating mirror, and a light beam emitted from the light source by the first rotating mirror is provided on a first axis. A first light emitting control means for controlling the light beam in the first direction, and a second rotating mirror. The light beam controlled in the first axis direction by the first light emitting control means by the second rotating mirror is provided on the second axis. A second light emitting control means for controlling the direction of light, and a third rotating mirror synchronized with a second rotating mirror of the second light emitting control means, and the third light emitting mirror emits light from the light source. Formed at the position where the reflected light beam irradiates the measurement object Distance measuring apparatus comprising: a light receiving control means for controlling the imaging onto the two-dimensional light receiving element on the pot.
【請求項3】 前記第2の回転ミラーと第3の回転ミラ
ーとは一体に構成され、また、前記第2投光制御手段
(あるいは前記受光制御手段)は、前記受光制御手段
(あるいは前記第2投光制御手段)を兼用することを特
徴とする請求項1また請求項2に記載の距離測定装置。
3. The second rotating mirror and the third rotating mirror are integrally formed, and the second light emitting control means (or the light receiving control means) is provided with the light receiving controlling means (or the light receiving control means). 3. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the distance measuring apparatus also functions as two light projection control means.
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