JPS60135714A - 距離センサ - Google Patents
距離センサInfo
- Publication number
- JPS60135714A JPS60135714A JP24960483A JP24960483A JPS60135714A JP S60135714 A JPS60135714 A JP S60135714A JP 24960483 A JP24960483 A JP 24960483A JP 24960483 A JP24960483 A JP 24960483A JP S60135714 A JPS60135714 A JP S60135714A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lens
- measured
- projection
- distance
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/10—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders using a parallactic triangle with variable angles and a base of fixed length in the observation station, e.g. in the instrument
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、産業用高精度視覚センサとして用いる光学的
三角測距方式の距離センサに関するものである。
三角測距方式の距離センサに関するものである。
一般に、この種の光学的三角測距方式の距離センサは第
１図に示すように、ＬＥＤ、半導体レーザなどよりなる
光源１＋）から放射される光を投光じ一ムＰとして被測
定物体間に投光する投光用レンズ（２）と、被測定物体
間からの反射光Ｒを受光して受光素子（４）上に投光ス
ポット像（Ｓ）を結像させる受光用レンズ（６）とを所
定距離１ｊｏたけ離して配設し、受光素子（４）上に結
像された投光スポット像（Ｓ）の位置を検出することに
より被測定ｉ体（Ｘ）までの距離ｌを測定するようにな
っている。ここに、受光素子（４）は位置検知素子ＰＳ
Ｄあるいは複数のホトタイオードにて形成され”、被測
定物体間の距離ｌの変化に応じて矢印入方向に移動する
投光スポット像（Ｓ）の位置を検出し”、この検出出力
に基いて被測定物体（Ｘ）′までの距離ｌが演算される
ようになっている。ところで、との測距方式においては
、被測定物体（Ｘ）の表面に投光し一ムＰを照射し、そ
の拡散反射光Ｐを受光用レンズ′（３）で東光して、受
光素子（４）上に結像した投光スポット像の位置を検出
しているが、被測定物体（Ｘ）の表面の反射状態によっ
て測距誤差が生じるという問題があった。すなわち、物
体の表面反射には、第２図に示すように、紙、木材表面
などの完全拡散面に近いもの（同図（ａ））、金属、ア
クリル表面などの正反射成分の強いもの（同図（ｂ）
） 、完全鏡面のように正反射成分のみのもの（同図（
Ｃ））などがあり、その正反射成分によって測距不能あ
るいは測距誤差が大きくなってしまうわけである。例え
は、第２図（Ｃ）に示すように拡散反射成分が全くない
完全鏡面は測距が不可能となり、一方、第２図（ｂ）の
ように正反射成分の強いものにあっては正反射成分を受
光しないようにすれば測定が可能であるが、第３図に示
すように被測定物体（Ｘ）が傾いて投受光軸が反射面に
対して正反射位置になってしまうと、測距不能あるいは
測距誤差が大きくなるという問題が発生する。そこで、
このような問題点を解決するためには、投光用レンズ（
２）と受光用レンズ（３）との間の距離ｌｏすなわち基
線長を長く収れば良いことになるが、距Ｎｅｏを長くと
ると、距離センサの全体形状が大きくなってしまうとい
う欠点があった。すなわち、第４図は正反射成分Ｒ１）
が受光されるか否かを示す動作読明図であり、投、受光
用レンズ＋２＋ ［３１の位置にて設定される角曵γよ
りも被測定物体（Ｘ）の傾き角αによる正反射角β（＝
２α）が小さい場合には、正反射成分による影曽を受け
ないようにすることができるわけである。ここに、被測
定物体間の傾き角αの許容範囲を大きくするには投、受
光用レンズ＋２） （３）間の距離ｌｏを長くして角度
γを大きくすれは良いことになる。しかしながら、投、
受光用レン乏［２） ［３）間の距離１１ｏを長くする
と投、受光用レンｉ ＋２＋ ｔ’ａ＋および他の部品
を収納するケースが大形化してしまうという欠点があっ
た。
１図に示すように、ＬＥＤ、半導体レーザなどよりなる
光源１＋）から放射される光を投光じ一ムＰとして被測
定物体間に投光する投光用レンズ（２）と、被測定物体
間からの反射光Ｒを受光して受光素子（４）上に投光ス
ポット像（Ｓ）を結像させる受光用レンズ（６）とを所
定距離１ｊｏたけ離して配設し、受光素子（４）上に結
像された投光スポット像（Ｓ）の位置を検出することに
より被測定ｉ体（Ｘ）までの距離ｌを測定するようにな
っている。ここに、受光素子（４）は位置検知素子ＰＳ
Ｄあるいは複数のホトタイオードにて形成され”、被測
定物体間の距離ｌの変化に応じて矢印入方向に移動する
投光スポット像（Ｓ）の位置を検出し”、この検出出力
に基いて被測定物体（Ｘ）′までの距離ｌが演算される
ようになっている。ところで、との測距方式においては
、被測定物体（Ｘ）の表面に投光し一ムＰを照射し、そ
の拡散反射光Ｐを受光用レンズ′（３）で東光して、受
光素子（４）上に結像した投光スポット像の位置を検出
しているが、被測定物体（Ｘ）の表面の反射状態によっ
て測距誤差が生じるという問題があった。すなわち、物
体の表面反射には、第２図に示すように、紙、木材表面
などの完全拡散面に近いもの（同図（ａ））、金属、ア
クリル表面などの正反射成分の強いもの（同図（ｂ）
） 、完全鏡面のように正反射成分のみのもの（同図（
Ｃ））などがあり、その正反射成分によって測距不能あ
るいは測距誤差が大きくなってしまうわけである。例え
は、第２図（Ｃ）に示すように拡散反射成分が全くない
完全鏡面は測距が不可能となり、一方、第２図（ｂ）の
ように正反射成分の強いものにあっては正反射成分を受
光しないようにすれば測定が可能であるが、第３図に示
すように被測定物体（Ｘ）が傾いて投受光軸が反射面に
対して正反射位置になってしまうと、測距不能あるいは
測距誤差が大きくなるという問題が発生する。そこで、
このような問題点を解決するためには、投光用レンズ（
２）と受光用レンズ（３）との間の距離ｌｏすなわち基
線長を長く収れば良いことになるが、距Ｎｅｏを長くと
ると、距離センサの全体形状が大きくなってしまうとい
う欠点があった。すなわち、第４図は正反射成分Ｒ１）
が受光されるか否かを示す動作読明図であり、投、受光
用レンズ＋２＋ ［３１の位置にて設定される角曵γよ
りも被測定物体（Ｘ）の傾き角αによる正反射角β（＝
２α）が小さい場合には、正反射成分による影曽を受け
ないようにすることができるわけである。ここに、被測
定物体間の傾き角αの許容範囲を大きくするには投、受
光用レンズ＋２） （３）間の距離ｌｏを長くして角度
γを大きくすれは良いことになる。しかしながら、投、
受光用レン乏［２） ［３）間の距離１１ｏを長くする
と投、受光用レンｉ ＋２＋ ｔ’ａ＋および他の部品
を収納するケースが大形化してしまうという欠点があっ
た。
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、被測定物体の傾き角の許容範囲が大
きくかつ小型の距ｌｌ！Ｉ！、ｔ：／すを提供すること
にある。
的とするところは、被測定物体の傾き角の許容範囲が大
きくかつ小型の距ｌｌ！Ｉ！、ｔ：／すを提供すること
にある。
（実施例１）
第５図は、本発明一実施例を示すもので、図中（５）け
角孔よりなるアパーチ１７（６ａ）（６ｂ）を有する遮
光板であり、凸レンズよりなる投、受光レンズ（２）（
３）の内側半部（２ａバ３ａ）を遮蔽するとともに、外
側部（２ｂ）（３ｂ）を用いて投、受光を行なうように
したものであり、他の構成は従来例と全く同一である。
角孔よりなるアパーチ１７（６ａ）（６ｂ）を有する遮
光板であり、凸レンズよりなる投、受光レンズ（２）（
３）の内側半部（２ａバ３ａ）を遮蔽するとともに、外
側部（２ｂ）（３ｂ）を用いて投、受光を行なうように
したものであり、他の構成は従来例と全く同一である。
なお、第６図（ａ）は投、受光しン２ （２１（３＋と
して丸形の凸レンズを用いた場合、第６図（ｂ） （ｃ
）は角形の凸レンズを用いた場合を示しており、第６図
（ｃ）は検出するようにした場合を示している。
して丸形の凸レンズを用いた場合、第６図（ｂ） （ｃ
）は角形の凸レンズを用いた場合を示しており、第６図
（ｃ）は検出するようにした場合を示している。
いま、光臨（１１からの光は投光用レンズ（２）の外側
部（２ｂ）および遮光板（５）のアバーチ′ｐ（６ａ）
を介して投光され、この投光じ一ムＰの被測定物体（Ｘ
）による反射光Ｒは遮光板（５）のアパーチ′Ｐ（６ｂ
）ｉ−よび受光用レンズ（３）の外側部（３ｂ２を介し
て受光され、受光素子（４）上に結像される。こ、の際
、投、受光用レンズ＋２１ ＋３１の内側部（２ａ ）
（３ａ ）が遮光板（５）によってマスクされるので、
正反射成分が受光用レンズ（３）を介して入射する角度
（すなわちγに相当）が大きくなる。したがって、役、
受光用レンズ（２＋ ＋３）間の距離１Ｊｏを灰えるこ
となく被測定物体（Ｘ）の傾き角αのｄＬ許容範囲大き
くすることができることになる。この場合、遮光板ｔｂ
、ｌによってマスクされる分だけ投受光氷が少なくなる
が、第６図（ｂ） 、（ｃ）に示すように角形の凸レン
ズを用いることにより、投受光振の減少を少なくするこ
とができる。
部（２ｂ）および遮光板（５）のアバーチ′ｐ（６ａ）
を介して投光され、この投光じ一ムＰの被測定物体（Ｘ
）による反射光Ｒは遮光板（５）のアパーチ′Ｐ（６ｂ
）ｉ−よび受光用レンズ（３）の外側部（３ｂ２を介し
て受光され、受光素子（４）上に結像される。こ、の際
、投、受光用レンズ＋２１ ＋３１の内側部（２ａ ）
（３ａ ）が遮光板（５）によってマスクされるので、
正反射成分が受光用レンズ（３）を介して入射する角度
（すなわちγに相当）が大きくなる。したがって、役、
受光用レンズ（２＋ ＋３）間の距離１Ｊｏを灰えるこ
となく被測定物体（Ｘ）の傾き角αのｄＬ許容範囲大き
くすることができることになる。この場合、遮光板ｔｂ
、ｌによってマスクされる分だけ投受光氷が少なくなる
が、第６図（ｂ） 、（ｃ）に示すように角形の凸レン
ズを用いることにより、投受光振の減少を少なくするこ
とができる。
（実施例２）
第７は１は他の実、流側を示すもので、（７）は遮肯板
（５）を兼ねるケースであり、ケース（７）内に発光索
子ｍ、受光素子（４）が配設されている。［２：’ｆ３
ｒは凸しン乏の内側半部を切除した凸レンズ半休よりな
る投、受光用レンズであり、それぞれアハーチｐ（６ａ
）（６ｂ）に嵌め込まれている。第８図（ａ）〜（ｃ）
は投、受光用レンズ（２・’（３）’の例を示すもので
ある。なお、動作については前記実施例と同一なので説
明を省略する。
（５）を兼ねるケースであり、ケース（７）内に発光索
子ｍ、受光素子（４）が配設されている。［２：’ｆ３
ｒは凸しン乏の内側半部を切除した凸レンズ半休よりな
る投、受光用レンズであり、それぞれアハーチｐ（６ａ
）（６ｂ）に嵌め込まれている。第８図（ａ）〜（ｃ）
は投、受光用レンズ（２・’（３）’の例を示すもので
ある。なお、動作については前記実施例と同一なので説
明を省略する。
本発明は上述のように、光源から放射される光を投光ビ
ームとして被測定物体に投光する投光用レンズと、被測
定物体からの反射光を受光して受光素子上に投光スポッ
ト像を結像させる受光用レンズとを所定距離だけ離して
配設し、受光素子上に結像された投光スポット像の位置
を検出することにより被測定物体までの距離を測定する
ようにして成る距離センサにおいて、投光用レンズおよ
び受光用レンズとしてそれぞワユレシズの内側の一部を
除いた外側部を用いるようにしたものであり、投、受光
用レンズ間の距離すなわち基線長を変えることなく被測
定物体の煩°き角の許容範囲を大きくすることができ、
小型の距離センサを提供することができるという効果が
ある。
ームとして被測定物体に投光する投光用レンズと、被測
定物体からの反射光を受光して受光素子上に投光スポッ
ト像を結像させる受光用レンズとを所定距離だけ離して
配設し、受光素子上に結像された投光スポット像の位置
を検出することにより被測定物体までの距離を測定する
ようにして成る距離センサにおいて、投光用レンズおよ
び受光用レンズとしてそれぞワユレシズの内側の一部を
除いた外側部を用いるようにしたものであり、投、受光
用レンズ間の距離すなわち基線長を変えることなく被測
定物体の煩°き角の許容範囲を大きくすることができ、
小型の距離センサを提供することができるという効果が
ある。
要部正面図、第２・図乃：組第４図は同上の動作説明図
、第５図は本発明−夾流側の概略構成図、第６区＋ （
ａ） （ｂ） （ｃ）は同上の要□部正面図、第７図は
他の実ｈ１ｈ例の概略構成図、第８図（ａ） （ｂ）
（ｃ）は同上の要部正面図である。
、第５図は本発明−夾流側の概略構成図、第６区＋ （
ａ） （ｂ） （ｃ）は同上の要□部正面図、第７図は
他の実ｈ１ｈ例の概略構成図、第８図（ａ） （ｂ）
（ｃ）は同上の要部正面図である。
＋１）は光源、（２）は投光用レンズ、（３）は受光用
レンズ、（４）は受光素子である。
レンズ、（４）は受光素子である。
代御人 升坩士 石 １）長 上
第１図
（ａ）
（ｂ）
第２図
（Ｃ）。
□ ヒ″′
第５図
第６図
Claims (1)
- ＋１１光源から放射される光を投光ビームとして被測定
物体に投光する投光用レンズと、被測定物体からの反射
光を受光して受光素子上に投光スポット像を結像させる
受光用レンズとを所定距離だけ離して配設し、受光素子
上に結像された投光スポット像の位置を検出することに
より被測定物体までの距離を測定するようにして成る距
離センサにおいて、投光用レンズおよび受光用レンズと
してそれぞれ凸レンズの内側の一部を除いた外側部を用
いるようにしたことを特徴とする距離センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24960483A JPS60135714A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 距離センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24960483A JPS60135714A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 距離センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60135714A true JPS60135714A (ja) | 1985-07-19 |
| JPH0410569B2 JPH0410569B2 (ja) | 1992-02-25 |
Family
ID=17195488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24960483A Granted JPS60135714A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 距離センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60135714A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63225116A (ja) * | 1987-03-14 | 1988-09-20 | Matsushita Electric Works Ltd | 光学式変位測定装置 |
| JPH01144809U (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-04 | ||
| JPH0469708U (ja) * | 1990-10-29 | 1992-06-19 |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP24960483A patent/JPS60135714A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63225116A (ja) * | 1987-03-14 | 1988-09-20 | Matsushita Electric Works Ltd | 光学式変位測定装置 |
| JPH01144809U (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-04 | ||
| JPH0469708U (ja) * | 1990-10-29 | 1992-06-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0410569B2 (ja) | 1992-02-25 |
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