JPS6379082A - レ−ザ−測距装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、レーザー光を用いて対象物までの距離を測
定するレーザー測距装置に関するものである。

従来の技術 対象物までの絶対距離をレーザーを用いて測定すること
はロボットの遠隔操作のための視覚情報源として最近注
目されている。このようなレーザー測距装置は三角法を
用いるものと光の往復時間を測定するものとに大別され
、後者はさらにパルスレーザ−を用いる方式と連続波発
振レーザーを強度変調する方式に分けられる。ロボット
の視覚等の比較的短い距離の測定には連続波発振レーザ
ー強度変調方式が適しており、この方式に関して例えば
デビット・ニツツアン（Ｄａｖｉｄ　Ｎ１ｔｚａｎ）　
ラがブロシーディングスオブアイイーイーイー第６５巻
、２０６頁、１９７７年（Ｐｒｏｃ、ＩＥＥＥ　Ｖｏｌ
、６５．　ｐ、　２０６　。

１９７７　）に記載している。以下、第２図を参照して
、従来の強度変調方式レーザー測距装置について説明す
る。

第２図においてレーザー１からの出力光を発振器３によ
って駆動される電気光学光変調器２によって強度変調す
る。強度変調されたレーザー光の一部はビームスプリッ
タ−４を通り反射鏡５によって対象物７に照射される。

レーザー光の他の−部はビームスプリッタ−４によって
光検出器６に導かれ、レーザー出力をモニターすると同
時に、測距のための参照信号ｒを発生する。対象物７か
らの反射光は反射鏡５によって光検出器８に導かれ、情
報信号ｉを発生する。このとき、情報信号ｉの振幅はレ
ーザー光に対する対象物７の反射率ならびに対象物７ま
での距離に対応して異なるため、強度検出器９によって
情報信号ｉの強度を検出し、反射鏡５によってレーザー
光の走査を行なえば、テレビカメラによる測定と類似の
画像情報が得られる。また、情報信号ｉの位相は対象物
７までの距離に比例して遅れる。従って、位相検出器１
０によって参照信号ｒと情報信号ｉとの位相差を測定す
ることによって対象物までの距離が測定できる。位相差
よシ距離を測定するには例えば特開昭６０−２１６２８
５号公報に示された演算をすればよい。

発明が解決しようとする問題点 以上のような構成において、距離測定精度は位相検出精
度によって決まるが、光検出器６からの信号を位相検出
器１０によって位相測定するとき回路系などによって位
相の零点ドリフトが生じ、対象物７までの正確な絶対距
離が得られないことが起こる。例えば、ある測定におい
ては３ｍと測定された対象物が異なる時間での測定にお
いては位相の零点の時間変動により３．２ｍと測定され
てしまうわけである。

本発明は上記問題を解決するもので、対象物までの絶対
距離を精度よく測定するレーザー測距装置を提供するも
のである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために、本発明はレーザ発振器と
、レーザ発振器からのレーザ光を強度変調する光変調器
と、強度変調されたレーザ光の被測定物からの反射光の
位相を検出する手段と、強度変調されたレーザ光を散乱
体に選択照射する手段とを具備したものである。

作用 本発明は上記構成によシ以下のように作用する。

強度変調されたレーザ光はまず散乱体に照射され、散乱
体からの散乱光の位相遅れを検出し、次にこの値を基準
として対象物からの反射光の位相測定を行なう。本方式
によれば検出回路系による位相のドリフトを補正するこ
とができ、絶対距離を精度よく測定することができる。

実施例 以下、本発明の実施例について図面とともに詳細に説明
する。

第１図は本発明のレーザー測距装置の概略図である。第
２図の従来例と同じ部位には同じ番号を付し、詳しい説
明は省略する。本実施例の特徴は移動機構１２によって
移動することができる散乱体１１を設置したことである
。移動機構１２によって散乱体１１がレーザー光をさえ
ぎるようにし、散乱体１１からの散乱光を光検出器８に
よって、検出し、その位相を位相検出器１０によって検
出しておく。この位相差をφ、とする。位相検出のため
の基準波はここでは発振器３かもの信号ｒ′を用いてい
るが、第２図の従来例のごとく光検出器６からの信号ｒ
としてもよく、これは本質的な違いではない。対象物７
までの距離を求めるには移動機構１２によって散乱体１
１を移動させ、レーザー光が対象物７に照射されるよう
にする。対象物７からの散乱光を光検出器８によって検
出し、情報信号ｉを発生させ、情報信号ｉの強度ならび
に位相を検出するのは第１図と同様である。このとき、
位相検出器１０によって検出された位相差をφとすると
、距離を求めるための位相差φ′としてはφ′＝＝−−
φ、を用いる。このようにすれば検出回路系の位相ドリ
フトは消去されて補正が行なえ、検出された距離は正確
な距離を与える。例えば３ｍの距離にある対象物は常に
３ｍと検出される。

移動機構１２としては例えばチョッパーを用いて、反射
鏡５によるレーザー光のスキャンと同期して回転させれ
ば、一画面あるいは一ラインごとに位相ドリフトを補正
することができる。また、散乱体１１を対象物７の光路
からはずして固定しておき、レーザー光の方をスキャン
して散乱体と対象物７に切換え照射し、補正する方式も
可能である。また、レーザー光の強度変調の手段として
は、電気光学変調器以外に、レーザー発振器の直接変調
あるいは光音響変調器等も利用でき、本発明は、光変調
の手段については規定しない。さらに、レーザー光をス
キャンしたが、スキャンを行なわずに固定点のみの測距
を行なう場合にも、本発明が有効であることは明らかで
ある。

発明の効果 以上述べたように本発明は、散乱体からの散乱光の位相
遅れを基準の位相として用いて対象物からの散乱光の位
相差を測定することによって、位相ドリフトを補正する
ことができ対象物までの距離を精度よく測定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるレーザー測距装置の
ブロック図、第２図は従来例のレーザー測距装置のブロ
ック図である。 １・・・レーザー、２・・・光変調器、３・・・発振器
、４・・・ビームスプリッタ−１５・・・反射鏡、６．
８・・・光検出器、７・・・対象物、９・・・強度検出
器、１０・・・位相検出器、１１・・・散乱体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ発振器と、前記レーザ発振器からのレーザ
   光を強度変調する光変調器と、強度変調されたレーザ光
   を被測定物に照射する手段と、被測定物からの反射光の
   位相を検出する手段と、前記強度変調されたレーザ光を
   散乱体に選択照射する手段とを具備したことを特徴とす
   るレーザー測距装置。
2. （２）レーザ光照射手段が走査機能を備え、散乱体の選
   択照射が走査機能の走査と同期している特許請求の範囲
   第１項記載のレーザー測距装置。