JPS61149921A - Slit light source - Google Patents
Slit light sourceInfo
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- JPS61149921A JPS61149921A JP27601284A JP27601284A JPS61149921A JP S61149921 A JPS61149921 A JP S61149921A JP 27601284 A JP27601284 A JP 27601284A JP 27601284 A JP27601284 A JP 27601284A JP S61149921 A JPS61149921 A JP S61149921A
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- Japan
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- light
- cylindrical lens
- slit
- gratings
- lens
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光切断法を用いた３次元計測、距離画像生成
等における構造照明装置として使用するスリット光源に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a slit light source used as a structural illumination device in three-dimensional measurement, distance image generation, etc. using a light cutting method.
第３図は従来のスリット光源を説明するための図である
。FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional slit light source.
第３図において、１は高輝度ランプ、２は複数本のスリ
ット２−ｔ〜２−５を有するスリ、ト板、３はスリット
板２により得られたスリット光を所定の長さβのスリッ
ト光３−１〜３−９とするためのレンズである。In FIG. 3, 1 is a high-intensity lamp, 2 is a slit plate having a plurality of slits 2-t to 2-5, and 3 is a slit light obtained by the slit plate 2, which is passed through a slit having a predetermined length β. This is a lens for controlling the lights 3-1 to 3-9.
尚、高輝度ランプ１、スリット板２、及びレンズ３は夫
々の中心がＺ軸方向と一致するように配置されている。Note that the high-intensity lamp 1, slit plate 2, and lens 3 are arranged so that their respective centers coincide with the Z-axis direction.
一般に光切断法を用いた３次元計測や距離画像生成にお
いては、画面を横切るのに充分な長さのスリット光が必
要である。In general, three-dimensional measurement or distance image generation using a light cutting method requires a slit light with a sufficient length to traverse the screen.
しかしながら、第３図を用いて説明した、従来のスリッ
ト光源においては、レンズ３の焦点距離によってスリッ
ト光の長さが決定されてしまうため、充分に長いスリッ
ト光を得るためには、短い焦点距離のレンズ系を構成し
なければならず、装置の価格が著しく高くなるといった
問題があった。However, in the conventional slit light source explained using FIG. 3, the length of the slit light is determined by the focal length of the lens 3, so in order to obtain a sufficiently long slit light, it is necessary to Therefore, the cost of the device becomes significantly high.
また、焦点距離の短かいレンズ系より出射されるスリッ
ト光は、光源の輝度分布がそのままスリット光に反映す
るため、光軸付近の輝度が著しく高く、周辺に行くに従
って急激に輝度が低下するという問題があった。In addition, the slit light emitted from a lens system with a short focal length reflects the brightness distribution of the light source directly in the slit light, so the brightness is extremely high near the optical axis, and the brightness decreases rapidly toward the periphery. There was a problem.
本発明は前述した従来の欠点に鑑み、周辺部における輝
度低下のない充分に長い複数本のスリット光を簡単で且
つ安価な構成で得ることのできるスリット光源を提供す
るもので、その手段は、単一な波長の光を発する発光源
と、該発光源からの光を平行光に変換するコリメートレ
ンズと、前記平行光を楕円形スポット光に変換するシリ
ンドリカルレンズと、複数個の格子の配列方向が前記シ
リンドリカルレンズの軸方向と第１の回折格子と、複数
個の格子の配列方向が前記第１の回折格子の格子の配列
方向と垂直な方向となるようにされた第２の回折格子と
を備えると共に、前記第１及び第２の回折格子は前記シ
リンドリカルレンズに入射される平行光あるいは該レン
ズより出射される楕円スポット光を回折するように設け
られて成ることを特徴とするスリット光源である。In view of the above-mentioned conventional drawbacks, the present invention provides a slit light source that can obtain a plurality of sufficiently long slit lights with a simple and inexpensive configuration without reducing brightness in the peripheral area. A light emitting source that emits light of a single wavelength, a collimating lens that converts the light from the light emitting source into parallel light, a cylindrical lens that converts the parallel light into elliptical spot light, and an arrangement direction of the plurality of gratings. is the axial direction of the cylindrical lens and the first diffraction grating, and a second diffraction grating in which the direction in which the plurality of gratings are arranged is perpendicular to the direction in which the gratings are arranged in the first diffraction grating. and the first and second diffraction gratings are provided so as to diffract parallel light incident on the cylindrical lens or elliptical spot light emitted from the lens. be.
すなわち、上記スリット光源は発光源より出射される単
一波長の光（単一波長でないと後述する回折格子による
干渉縞が生じない）を複数個の格子を有する回折格子に
照射した場合、各格子により回折された光が干渉して像
面上の一直線上に複数個のスポット光として得られるこ
とを利用し、複数個の格子の配列方向が互いに直交する
ように設けられる第１と第２の回折格子にシリンドリカ
ルレンズにより楕円形とされたスポット光を照射するこ
とによって、複数本のスリット光を得るようにしたもの
である。In other words, when the above-mentioned slit light source irradiates a diffraction grating having multiple gratings with light of a single wavelength emitted from the light emitting source (otherwise a single wavelength will not cause interference fringes due to the diffraction grating described later), each grating Taking advantage of the fact that the light diffracted by the light beams interferes and is obtained as a plurality of spot lights on a straight line on the image plane, first and second gratings are arranged so that the arrangement directions of the plurality of gratings are orthogonal to each other. A plurality of slit lights are obtained by irradiating a diffraction grating with a spot light shaped into an ellipse by a cylindrical lens.
つまり、第１の回折格子の格子の配列方向をシリンドリ
カルレンズの軸方向と垂直な方向とした場合には、楕円
形のスボ７）光が楕円の長手方向の一直線上に得られる
ことから、複数個の楕円形のスポット光の先端が重ね合
さるように設定（シリンドリカルレンズの焦点距離によ
り重なり具合を設定できる）することにより、全体で一
本の長いスリット光を得、そしてこのスリット光を第２
の回折格子（格子の配列方向がシリンドリカルレンズの
軸方向と平行）に入射することにより、シリンドリカル
レンズの軸方向に複数本のスリット光を得ることができ
る。In other words, if the direction in which the gratings of the first diffraction grating are arranged is perpendicular to the axial direction of the cylindrical lens, the elliptical slit 7) light is obtained on a straight line in the longitudinal direction of the ellipse, so multiple By setting the tips of the elliptical spot lights to overlap (the degree of overlap can be set by the focal length of the cylindrical lens), one long slit light is obtained as a whole, and this slit light is 2
By entering the diffraction grating (the arrangement direction of the grating is parallel to the axial direction of the cylindrical lens), a plurality of slit lights can be obtained in the axial direction of the cylindrical lens.
また、第１の回折格子の格子の配列方向をシリンドリカ
ルレンズの軸方向と平行な方向とした場合には、楕円形
のスポット光がシリンドリカルレンズの軸方向（楕円の
短直径方向の一直線上）に複数個溝られるので、このス
ポット光を第２の回折格子（格子の配列方向がシリンド
リカルレンズの軸方向と垂直な方向）に入射することに
より、各スポット光が前述した原理により一本の長いス
リット光として得られるので、複数本のスリット光を得
ることができる。In addition, when the grating arrangement direction of the first diffraction grating is parallel to the axial direction of the cylindrical lens, the elliptical spot light is directed in the axial direction of the cylindrical lens (on a straight line in the short diameter direction of the ellipse). Since there are multiple grooves, by making this spot light incident on the second diffraction grating (the direction in which the gratings are arranged is perpendicular to the axial direction of the cylindrical lens), each spot light becomes one long slit according to the principle described above. Since it is obtained as light, multiple slit lights can be obtained.
第１図は本発明に係るスリット光源の実施例を説明する
ための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a slit light source according to the present invention.
図において、４は単一波長の光を発するレーザダイオー
ド、５はレーザダイオード４からの単一波長の発散光を
平行光に変換するコリメートレンズ、６はコリメートレ
ンズ５からの平行光を細長い楕円形のスポット光６ａに
変換するシリンドリカルレンズ、７は複数個の光ファイ
バ７／〜７−ｎがシリンドリカルレンズ６の軸方向（Ｘ
方向）と垂直な方向（Ｘ方向）に−元配列された第１の
フィバアレイ （回折格子）、８は複数個の光ファイバ
８−ｒ〜Ｂ−ｎが第１のファイバアレイ７の光ファイバ
７−１〜７−１の配列方向（Ｘ方向）と垂直な方向（Ｘ
方向）に−元配列された第２フアイバアレイである。In the figure, 4 is a laser diode that emits light of a single wavelength, 5 is a collimating lens that converts the single wavelength diverging light from the laser diode 4 into parallel light, and 6 is an elongated ellipse that converts the parallel light from the collimating lens 5. A cylindrical lens 7 converts into a spot light 6a, and a plurality of optical fibers 7/ to 7-n are connected to the cylindrical lens 6 in the axial direction (X
a first fiber array (diffraction grating) arranged in a direction (X direction) perpendicular to the first fiber array 7; -1 to 7-1 arrangement direction (X direction) and perpendicular direction (X direction)
The second fiber array is arranged in the direction (direction).
尚、前記各部材は夫々の中心がＺ軸方向と一致するよう
に配置されており、また、ファイバアレイ７．８として
は、ファイバグレーティング（商品名工町田製作所）が
市販されている。The respective members are arranged so that their respective centers coincide with the Z-axis direction, and as the fiber array 7.8, a fiber grating (trade name: Machida Manufacturing Co., Ltd.) is commercially available.
また、ファイバアレイ７はシリンドリカルレンズ６の焦
点能ｉｆより近い位置あるいは遠い位置に配置されてお
り、楕円形のスポット光６が各ファイバ７−１〜７−ｎ
に照射されるようになっている。Further, the fiber array 7 is arranged at a position closer or farther than the focal power if of the cylindrical lens 6, and the elliptical spot light 6 is directed to each fiber 7-1 to 7-n.
It is designed to be irradiated by
以上説明した構成において、レーザダイオード４よりの
単一波長の光は、コリメートレンズ５により平行光に変
換された後に、シリンドリカルレンズ６に入射される。In the configuration described above, the single-wavelength light from the laser diode 4 is converted into parallel light by the collimator lens 5, and then enters the cylindrical lens 6.
平行光が入射されたシリンドリカルレンズ６はＸ軸方向
は平行の状態（同一幅）で、ｙ軸方向のみ延びた細長い
楕円形のスポット光６ａとし、これを第１のファイバア
レイ７に入射せしめる。前述したように、第１のファイ
バアレイ７は各ファイバ７−ｒ〜７−ｒ１の配列方向が
シリンドリカルレンズ６の軸方向（Ｘ方向）と垂直にな
るよう設けられているので、スポット光６ａの長さ方向
（Ｘ方向）が各ファイバ７−＋〜７−ｎにより回折され
てｙ軸方向に一直線の複数個のスポット光６−１〜６−
ｎとなり、細長いスリット光７ａを得ることができる。The cylindrical lens 6 into which the parallel light is incident is parallel in the X-axis direction (same width) and forms an elongated elliptical spot light 6a extending only in the y-axis direction, and makes it incident on the first fiber array 7. As mentioned above, the first fiber array 7 is provided so that the arrangement direction of each fiber 7-r to 7-r1 is perpendicular to the axial direction (X direction) of the cylindrical lens 6, so that the spot light 6a is The length direction (X direction) is diffracted by each fiber 7-+ to 7-n, and a plurality of spot lights 6-1 to 6- are aligned in a straight line in the y-axis direction.
n, and an elongated slit light 7a can be obtained.
また、このスリット光７ａのｙ軸方向の重なり度合（面
積）を調整することによって、長さ方向に一様な輝度の
スリット光７ａとすることができる。Furthermore, by adjusting the degree of overlap (area) of the slit lights 7a in the y-axis direction, the slit lights 7a can have uniform brightness in the length direction.
そして、このスリット光７ａを第２のファイバアレイ８
に入射することにより、複数本のスリット光３ａ１ 〜
８ａｎを得ることができる。Then, this slit light 7a is transferred to a second fiber array 8.
By entering the plurality of slit lights 3a1 to
8an can be obtained.
第２図は本発明に係るスリット光源の他の実施例を説明
するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the slit light source according to the present invention.
図において、第１図と異なる点は、第１及び第２のファ
イバアレイ９，１０の光ファイバ９−１〜９ ｎ、
１０−ｒ −１０−ｎの配列方向を９０度面回転しめ、
第１のファイバアレイ９の光ファイバ９．−ｔ〜９−ｒ
ｌの配列方向をシリンドリカルレンズ６の軸方向（Ｘ方
向）と平行な方向（Ｘ方向）とし、第２のファイバアレ
イ１０の光ファイバ１０−ｔ〜１０−ｎを第１のファイ
バアレイ９の光ファイバ９−ｔ〜９−ｎの（Ｘ方向）と
垂直な方向（Ｘ方向）とした点にある。In the figure, the difference from FIG. 1 is that the optical fibers 9-1 to 9n of the first and second fiber arrays 9, 10,
Rotate the arrangement direction of 10-r -10-n by 90 degrees,
Optical fibers 9. of the first fiber array 9. -t～9-r
The arrangement direction of l is parallel to the axial direction (X direction) of the cylindrical lens 6 (X direction), and the optical fibers 10-t to 10-n of the second fiber array 10 are connected to the light of the first fiber array 9. It is located in a direction (X direction) perpendicular to the fibers 9-t to 9-n (X direction).
この構成とすることにより、第２図に示すように、シリ
ンドリカルレンズ６からのスポット光６ａは第１のファ
イバアレイ９により複数個のスポット光９ａ１ 〜９ａ
ｎとなり、そしてこのスポット光９ａ１ 〜９ａｎは第
２のファイバアレイ１０により複数個のスリット光１０
ａ＋ 〜１Ｑａｎとなる。With this configuration, as shown in FIG.
n, and these spot lights 9a1 to 9an are split into a plurality of slit lights 10 by the second fiber array 10.
a+ ~1Qan.
以上説明したように、本発明によれば、簡単で且つ安価
・コンパクトな構成で且つ奥行方向にピンボケのない充
分な長さの複数本のスリ、ト光を得ることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a plurality of beams of sufficient length without being out of focus in the depth direction with a simple, inexpensive, and compact configuration.
第１図、第２図は本発明に係るスリット光源の実施例を
説明するための図、第３図は従来のスリット光源を説明
するための図である。
図において、４はレーザダイオード、５はコリメートレ
ンズ、６はシリンドリカルレンズ、６ａはスポット光、
７．８．９．１０はファイバアレイである。1 and 2 are diagrams for explaining an embodiment of a slit light source according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional slit light source. In the figure, 4 is a laser diode, 5 is a collimating lens, 6 is a cylindrical lens, 6a is a spot light,
7.8.9.10 is a fiber array.
Claims (1)
平行光に変換するコリメートレンズと、前記平行光を楕
円形スポット光に変換するシリンドリカルレンズと、複
数個の格子の配列方向が前記シリンドリカルレンズの軸
方向と垂直な方向となるようにされた第１の回折格子と
、複数個の格子の配列方向が前記第１の回折格子の格子
の配列方向と垂直な方向となるようにされた第２の回折
格子とを備えると共に、前記第１及び第２の回折格子は
前記シリンドリカルレンズに入射される平行光あるいは
該レンズより出射される楕円スポット光を回折するよう
に設けられて成ることを特徴とするスリット光源。A light emitting source that emits light of a single wavelength, a collimating lens that converts the light from the light emitting source into parallel light, a cylindrical lens that converts the parallel light into elliptical spot light, and an arrangement direction of the plurality of gratings. a first diffraction grating in which the direction of the gratings is perpendicular to the axial direction of the cylindrical lens; the first and second diffraction gratings are provided to diffract parallel light incident on the cylindrical lens or elliptical spot light emitted from the lens. A slit light source characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27601284A JPS61149921A (en) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | Slit light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27601284A JPS61149921A (en) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | Slit light source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61149921A true JPS61149921A (en) | 1986-07-08 |
| JPH0323893B2 JPH0323893B2 (en) | 1991-03-29 |
Family
ID=17563551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27601284A Granted JPS61149921A (en) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | Slit light source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61149921A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629803A (en) * | 1994-05-07 | 1997-05-13 | Korea Institute Of Science And Technology | System for a direct image transmission by spectral coding |
| WO2001009665A1 (en) * | 1999-08-02 | 2001-02-08 | Mectron Engineering Company | Optical beam shaper |
| JP2012047500A (en) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Casio Comput Co Ltd | Distance image sensor, device for generating distance image, method for acquiring distance image data, and method for generating distance image |
| JP2017532533A (en) * | 2014-08-10 | 2017-11-02 | フェイスブック，インク． | Structured light for 3D sensing |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS519552A (en) * | 1974-07-13 | 1976-01-26 | Nippon Telegraph & Telephone | HOKOSEIKETSUGOKI |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP27601284A patent/JPS61149921A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS519552A (en) * | 1974-07-13 | 1976-01-26 | Nippon Telegraph & Telephone | HOKOSEIKETSUGOKI |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629803A (en) * | 1994-05-07 | 1997-05-13 | Korea Institute Of Science And Technology | System for a direct image transmission by spectral coding |
| WO2001009665A1 (en) * | 1999-08-02 | 2001-02-08 | Mectron Engineering Company | Optical beam shaper |
| US6313948B1 (en) * | 1999-08-02 | 2001-11-06 | James I. Hanna | Optical beam shaper |
| JP2012047500A (en) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Casio Comput Co Ltd | Distance image sensor, device for generating distance image, method for acquiring distance image data, and method for generating distance image |
| US8743346B2 (en) | 2010-08-24 | 2014-06-03 | Casio Computer Co., Ltd. | Range image sensor, range image generating apparatus, range image data obtaining method and range image generating method |
| JP2017532533A (en) * | 2014-08-10 | 2017-11-02 | フェイスブック，インク． | Structured light for 3D sensing |
| US10837765B2 (en) | 2014-08-10 | 2020-11-17 | Facebook Technologies, Llc | Structured light sensing for 3D sensing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0323893B2 (en) | 1991-03-29 |
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