KR20190106649A - 광 측거 센서 - Google Patents

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오므론 가부시키가이샤
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Abstract

대상물과의 거리를 정확하게 측정한다.
광 측거 센서(1)는 복수의 수광 소자를 가지며, 광학계(20)를 통해 반사광(L2)을 수광하는 수광부(30)를 구비하고, 최대 측정 거리(D1)보다 가까운 영역 내에 최소값의 크기의 대상물(P1)이 배치되어 있는 경우에, 2개 이상의 수광 소자가 상기 대상물(P1)로부터의 반사광(L2)을 수광하도록 광학계(20)가 구성되어 있다.

Description

광 측거 센서{Optical ranging sensor}
본 발명은 광 측거(測距) 센서에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 방호(防護) 영역을 이용하여 위험 영역을 감시하는 거리 센서로서, 매크로 픽셀(macro pixel)로 분할된 싱글 포톤 애벌란시 다이오드(single photon avalanche diode; SPAD) 어레이를 갖는 수광기를 구비하는 거리 센서가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본공개특허 특개2017-78707호 공보(2017년 4월 27일 공개)
그러나 특허문헌 1에 개시되어 있는 장치는, 예를 들어 검출 영역에 대상물이 존재하는 경우, 배경에 이르기까지의 거리의 영향을 받음으로써 대상물과의 거리 측정에 있어서 측정 오차를 발생시키는 경우가 있다는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시형태는 대상물과의 거리를 정확하게 측정하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시형태에 관한 광 측거 센서는, 대상물에 투광하고, 그 반사광을 수광함으로써, 소정의 최대 측정 거리보다 가까운 영역 내에 배치되는 상기 대상물과의 거리를 측정하는 광 측거 센서로서, 복수의 수광 소자를 가지며, 광학계를 통해 상기 반사광을 수광하는 수광부를 구비하고, 상기 최대 측정 거리에서 측정 가능한, 상기 수광부로부터 보았을 때의 상기 대상물의 크기의 최소값이 정해져 있음과 아울러, 상기 최대 측정 거리보다 가까운 영역 내에 상기 최소값의 크기의 대상물이 배치되어 있는 경우에, 2개 이상의 상기 수광 소자가 상기 대상물로부터의 반사광을 수광하도록 상기 광학계가 구성되어 있다.
상기 구성에 의하면, 대상물로부터의 반사광을 수광하는 수광부가, 복수의 수광 소자를 갖는 멀티 픽셀형 수광부이다. 이 때문에, 예를 들어 광 측거 센서가 복수의 수광 소자의 수광 신호마다 검출 대상과의 거리를 산출하는 경우, 검출 대상과의 거리 중에서 가장 짧은 거리를 대상물과의 거리라고 판정할 수 있다. 따라서, 수광부가 멀티 픽셀형이 아니고 관측 영역 전체에서 대상물과의 거리를 측정하는 경우에 비해, 대상물과의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 수광부의 복수의 수광 소자 중 2개 이상의 수광 소자가 대상물로부터의 반사광을 수광하도록 광학계가 구성되어 있다. 따라서, 하나의 수광 소자만으로 반사광을 수광하는 경우에 발생하던, 배경에 이르기까지의 거리의 영향에 따른 측정 오차를 발생시키지 않고, 대상물과의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 관한 광 측거 센서는, 상기 광학계는, 초점 거리를 변경 가능한 줌 렌즈(zoom lens)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 광학계는 줌 렌즈를 포함하기 때문에, 초점 거리를 변경함으로써 최대 측정 거리 및 대상물의 크기의 최소값 중 적어도 한쪽을 변경할 수 있다. 따라서, 다양한 측정 환경 및 측정 대상에 대응하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일 실시형태에 관한 광 측거 센서는, 상기 광학계는, 상기 광학계가 구비하는 적어도 하나의 렌즈를 교체 가능하게 구성된 교체 기구를 갖는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 광학계는, 상기 광학계가 구비하는 적어도 하나의 렌즈를 교체 가능하게 구성된 교체 기구를 가진다. 이 때문에, 렌즈를 교체함으로써 최대 측정 거리 및 대상물의 크기의 최소값 중 적어도 한쪽을 변경할 수 있다. 따라서, 다양한 측정 환경 및 측정 대상에 대응하는 것이 가능해진다.
복수의 상기 수광 소자의 수광 신호마다 검출 대상과의 거리를 산출하고, 상기 검출 대상과의 거리 중에서 가장 짧은 거리를 상기 대상물과의 거리라고 판정하는 처리를 행하는 처리부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 수광부가 멀티 픽셀형이 아니고 관측 영역 전체에서 대상물과의 거리를 측정하는 경우에 비해, 대상물과의 거리를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 광 측거 센서가 설치된 장치와 대상물의 충돌을 피하기 위한 센서로서 광 측거 센서를 채용한 경우에 있어서, 대상물과의 거리를 정확하게 측정할 수 있다. 이 때문에, 광 측거 센서가 설치된 장치와 대상물의 충돌을 보다 확실히 피할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 대상물과의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 광 측거 센서의 구성의 일 예를 나타내는 모식도이다.
도 2의 (a)는 수광부의 구성의 일 예를 나타내는 모식도이며, 도 2의 (b)는 수광부가 인식하는 화상의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 광 측거 센서의 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 광 측거 센서의 동작의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 5의 (a)는 화상 인식부가 인식하는 화상에 있어서 대상물이 복수의 화소 중 하나의 화소를 포함하는 경우, 복수의 화소 중 임의의 1열에 배열된 화소의 중심에 대상물이 배치되는 경우의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 5의 (b)는 화상 인식부가 인식하는 화상에 있어서 대상물이 복수의 화소 중 하나의 화소를 포함하는 경우, 복수의 화소 중 임의의 2열에 배열된 화소에 있어서, 그 2열의 경계에 대상물이 배치되는 경우의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 5의 (c)는 도 5의 (a)의 경우의 각 화소의 측정 거리를 나타내는 도면이고, 도 5의 (d)는 도 5의 (b)의 경우의 각 화소의 측정 거리를 나타내는 도면이다.
도 6의 (a)는 화상 인식부가 인식하는 화상에 있어서 대상물이 복수의 화소 중 2개 이상의 화소를 포함하는 경우, 복수의 화소 중 임의의 1열에 배열된 화소의 중심에 대상물이 배치되는 경우의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 6의 (b)는 화상 인식부가 인식하는 화상에 있어서 대상물이 복수의 화소 중 2개 이상의 화소를 포함하는 경우, 복수의 화소 중 임의의 2열에 배열된 화소에 있어서, 그 2열의 경계에 대상물이 배치되는 경우의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 6의 (c)는 도 6의 (a)의 경우의 각 화소의 측정 거리를 나타내는 도면이고, 도 6의 (d)는 도 6의 (b)의 경우의 각 화소의 측정 거리를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 변형 예 1에 관한 광 측거 센서의 구성의 일 예를 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 변형 예 2에 관한 광 측거 센서의 구성의 일 예를 나타내는 모식도이다.
〔실시형태〕
이하 본 발명의 일 측면에 관한 실시형태(이하 「본 실시형태」라고도 표기함)를 도면에 기초하여 설명한다.
§1 적용 예
우선, 도 1을 이용하여, 본 발명이 적용되는 장면의 일 예에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 관한 광 측거 센서(1)의 적용 장면의 일 예를 모식적으로 예시하고, 본 발명의 실시형태에 관한 광 측거 센서(1)의 구성의 일 예를 나타내는 모식도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광 측거 센서(1)는 대상물(P1)에 투광하고, 그 반사광을 수광함으로써, 소정의 최대 측정 거리(D1)보다 가까운 영역 내에 배치되는 대상물(P1)과의 거리를 측정한다. 광 측거 센서(1)는 투광부(10), 광학계(20), 수광부(30) 및 처리부(40)를 구비한다. 또, 광 측거 센서(1)로서는 소형 카메라 등에 이용되는, 어두운 곳에서도 동작 가능한 소형의 TOF(Time Of Flight) 방식의 측거 센서를 채용해도 된다. 또한, 광 측거 센서(1)로서 소형의 TOF 방식의 측거 센서를 채용함으로써, 광 측거 센서(1)를 채용할 때의 비용을 저감할 수 있다.
§2 구성 예
투광부(10)는 예를 들어 입사광(L1)을 대상물(P1)에 투광하는 투광기이다. 투광부(10)는 광을 발하는 광원(도시되지 않음)과, 상기 광원으로부터의 광을 입광하고, 그 광을 광 측거 센서(1)의 외부로 안내하는 투광용 광파이버(도시되지 않음)와, 기판(도시되지 않음) 상에 설치된 투광 회로(도시되지 않음)를 가져도 된다. 상기 광원은 예를 들어 LED(Light Emitting Diode)이어도 된다. 상기 투광 회로에는 증폭 회로가 포함되어도 된다.
광학계(20)는 예를 들어 투광성을 갖는 유리 또는 수지로 구성된 렌즈를 포함해도 된다. 광학계(20)는 수광부(30)의 근방에 배치되어 있고, 광학계(20)에 포함되는 렌즈로서 볼록 렌즈를 채용해도 된다. 광학계(20)에는, 대상물(P1) 등의 검출 대상으로부터의 반사광(L2)이 통과한다.
도 2의 (a)는 수광부(30)의 구성의 일 예를 나타내는 모식도이며, 도 2의 (b)는 수광부(30)가 인식하는 화상의 일 예를 나타내는 도면이다. 수광부(30)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수의 수광 소자(31)를 갖는 멀티 픽셀형 수광부로서, 광학계(20)를 통해 대상물(P1)로부터의 반사광을 수광한다. 수광부(30)는 반사광(L2)을 입광하고, 반사광(L2)을 복수의 수광 소자(31)로 안내하는 수광용 광파이버(도시되지 않음)와, 기판(32) 상에 설치된 수광 회로(도시되지 않음)를 가진다. 수광부(30)는 예를 들어 기판(32) 상에 복수의 수광 소자(31)가 m×n(m, n은 자연수임)의 매트릭스 형상으로 배열된 구조이어도 된다. 도 2의 (a)에서는, 복수의 수광 소자(31)는 예를 들어 8×8의 매트릭스 형상으로 배열되어 있다.
처리부(40)는 도 3에 도시된 바와 같이 투광 제어부(410), 수광 제어부(420), 화상 인식부(430), 거리 산출부(440) 및 거리 판정부(450)를 구비한다. 처리부(40)는 복수의 수광 소자(31)의 수광 신호마다 검출 대상과의 거리를 산출한다. 또한, 광 측거 센서(1)가 설치된 장치와 대상물(P1)의 충돌을 피하기 위한 센서로서 광 측거 센서(1)를 채용한 경우, 처리부(40)는 예를 들어 검출 대상과의 거리 중에서 가장 짧은 거리를 대상물(P1)과의 거리라고 판정하는 처리를 행해도 된다. 구체적으로 이하에 설명한다.
§3 동작 예
(광 측거 센서(1)의 동작)
다음에, 도 3 및 도 4를 이용하여 광 측거 센서(1)의 동작에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 광 측거 센서(1)의 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다. 도 3에서는, 처리부(40)의 상세를 나타내고, 광학계(20)를 생략한다. 도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 광 측거 센서(1)의 동작의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
우선, 투광 제어부(410)는 투광부(10)에 입사광(L1)을 투광시키는 제어를 행하고, 수광 제어부(420)에 처리를 행하도록 지시한다. 이에 의해, 투광부(10)는 입사광(L1)의 투광을 개시한다(단계 S10). 수광 제어부(420)는 투광 제어부(410)로부터 처리를 행하도록 지시받으면, 화상 인식부(430)에 수광부(30)의 복수의 수광 소자(31)로부터의 수광 신호를 접수하도록 지시한다.
화상 인식부(430)는 수광 제어부(420)로부터 지시받으면, 수광부(30)의 복수의 수광 소자(31)로부터의 수광 신호의 접수를 개시한다. 투광부(10)가 입사광(L1)의 투광을 개시한 후, 수광부(30)가 반사광(L2)을 수광하고(단계 S20), 화상 인식부(430)가 수광부(30)의 복수의 수광 소자(31)로부터의 수광 신호를 수신한다.
여기서, 도 2의 (a)에서, 복수의 수광 소자(31)는 8×8의 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 이 때문에, 화상 인식부(430)가 수광부(30)의 복수의 수광 소자(31)로부터의 수광 신호를 접수함으로써 인식하는 화상은 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 화소가 8×8의 매트릭스 형상으로 배열된 화상이 된다. 즉, 화상 인식부(430)는 수광부(30)의 복수의 수광 소자(31)로부터의 수광 신호를 복수의 화소로서 인식한다. 이때, 복수의 수광 소자(31)의 수광 신호와 복수의 화소가 1 대 1로 대응한다. 화상 인식부(430)는 인식한 화상의 데이터를 거리 산출부(440)에 송신한다.
거리 산출부(440)는 화상 인식부(430)로부터 화상의 데이터를 수신하면, 화상 인식부(430)가 인식한 화상의 전체 화소에 대해, 수광부(30)와 검출 대상 사이의 거리를 산출한다(단계 S30). 구체적으로, 거리 산출부(440)는 화소마다 수광 신호의 수광량 및 투광부(10)가 입사광(L1)의 투광을 개시한 시간과 화상 인식부(430)가 수광 신호를 수신한 시간의 시간차에 기초하여 상기 거리를 산출한다. 거리 산출부(440)는 산출한 거리의 데이터를 거리 판정부(450)에 송신한다.
거리 판정부(450)는 거리 산출부(440)로부터 거리의 데이터를 수신하면, 거리 산출부(440)에 의해 산출된 검출 대상과의 거리 중에서 가장 짧은 거리를 대상물(P1)과의 거리라고 판정한다(단계 S40). 이때, 대상물(P1)은 수광부(30)에 가장 가까운 검출 대상이다. 또, 거리 판정부(450)에 의해 판정된 결과는 광 측거 센서(1)가 설치된 장치에 송신되어도 된다.
이상에 의해, 광 측거 센서(1)가 설치된 장치와 대상물(P1)의 충돌을 피하기 위한 센서로서 광 측거 센서(1)를 채용한 경우에 있어서, 대상물(P1)과의 거리를 정확하게 측정할 수 있다. 이 때문에, 광 측거 센서(1)가 설치된 장치와 대상물(P1)의 충돌을 보다 확실히 피할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 최대 측정 거리(D1)에서 측정 가능한, 수광부(30)로부터 보았을 때의 대상물(P1)의 크기(D2)의 최소값은 정해져 있다. 크기(D2)란, 수광부(30)로부터 보았을 때의 대상물(P1)의 임의 방향의 길이이다. 여기서, 대상물(P1)의 크기(D2)의 최소값(Dmin)이 정해져 있는 경우에 대해 생각한다. 이 경우, 최대 측정 거리(D1)보다 가까운 영역 내에 최소값(Dmin)의 크기의 대상물(P1)이 배치되어 있을 때에, 2개 이상의 수광 소자(31)가 상기 대상물(P1)로부터의 반사광을 수광하도록 광학계(20)는 구성되어 있다.
즉, 이때, 2개 이상의 수광 소자(31)가 최소값(Dmin)의 크기의 대상물(P1)로부터의 반사광을 수광하도록, 예를 들어 광학계(20)의 볼록 렌즈의 확대율 또는 축소율 및 광학계(20)의 위치가 정해진다. 또, 2개 이상의 수광 소자(31)가 최소값(Dmin)의 크기의 대상물(P1)로부터의 반사광을 수광하는 경우, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 화상 인식부(430)가 인식하는 화상에 있어서 대상물(P1)이 2개 이상의 화소를 포함한다.
이상에 의해, 대상물(P1)로부터의 반사광(L2)을 수광하는 수광부(30)가 복수의 수광 소자(31)를 갖는 멀티 픽셀형 수광부이다. 이 때문에, 예를 들어 처리부(40)가 복수의 수광 소자(31)의 수광 신호마다 검출 대상과의 거리를 산출하는 경우, 검출 대상과의 거리 중에서 가장 짧은 거리를 대상물(P1)과의 거리라고 판정할 수 있다. 따라서, 수광부(30)가 멀티 픽셀형이 아니고 관측 영역 전체에서 대상물(P1)과의 거리를 측정하는 경우에 비해, 대상물(P1)과의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 수광부(30)의 복수의 수광 소자(31) 중 2개 이상의 수광 소자(31)가 대상물(P1)로부터의 반사광을 수광하도록 광학계(20)가 구성되어 있다. 따라서, 하나의 수광 소자만으로 대상물로부터의 반사광을 수광하는 경우에 발생하던, 배경에 이르기까지의 거리의 영향에 따른 측정 오차를 발생시키지 않고, 대상물(P1)과의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.
도 5의 (a)는 화상 인식부(430)가 인식하는 화상에 있어서 대상물(P2)이 복수의 화소 중 하나의 화소를 포함하는 경우, 복수의 화소 중 임의의 1열에 배열된 화소의 중심에 대상물(P2)이 배치되는 경우의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 5의 (b)는 화상 인식부(430)가 인식하는 화상에 있어서 대상물(P2)이 복수의 화소 중 하나의 화소를 포함하는 경우, 복수의 화소 중 임의의 2열에 배열된 화소에 있어서, 그 2열의 경계에 대상물(P2)이 배치되는 경우의 일 예를 나타내는 도면이다. 또, 도 5의 (a) 및 (b)에서, 대상물(P2)이 복수의 화소 중 하나의 화소를 포함한다는 것은, 대상물(P2)의 짧은 방향의 폭이 하나의 화소의 폭과 동일 또는 거의 동일한 것이다.
도 5의 (c)는 도 5의 (a)의 경우의 각 화소의 측정 거리를 나타내는 도면이며, 도 5의 (d)는 도 5의 (b)의 경우의 각 화소의 측정 거리를 나타내는 도면이다. 또, 도 5의 (c) 및 (d)에서, 가로축은 복수의 수광 소자(31) 중의 열에 해당하고, 세로축은 측정 거리에 해당한다. 가로축에서, 예를 들어 1이면, 복수의 수광 소자(31) 중의 1열째에 해당하고, 2이면, 복수의 수광 소자(31) 중의 2열째에 해당한다. 후술하는 도 6의 (c) 및 (d)에서도 마찬가지이다.
도 5의 (c)에서, 화상 인식부(430)가 인식하는 화상에 있어서 대상물(P2)이 복수의 화소 중 하나의 화소를 포함하는 경우, 수광부(30)와 대상물(P2) 사이의 측정 거리(M1)는 실제 수광부(30)와 대상물(P2) 사이의 거리와 합치(合致)한다. 그러나, 도 5의 (d)에서, 화상 인식부(430)가 인식하는 화상에 있어서 대상물(P2)이 복수의 화소 중 하나의 화소를 포함하는 경우, 수광부(30)와 대상물(P2) 사이의 측정 거리(M2)는 실제 수광부(30)와 대상물(P2) 사이의 거리와 합치하지 않는다. 이유를 이하에 설명한다. 대상물(P2)이 복수의 화소 중 하나의 화소를 포함하는 경우, 대상물(P2)의 위치에 따라서는, 화상 인식부(430)는 대상물(P2)을 정확하게 인식할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수의 화소 중 임의의 2열에 배열된 화소에 있어서, 그 2열의 경계에 대상물(P2)이 배치되는 경우를 들 수 있다. 이 경우, 대상물(P2)이 그 2열의 경계에 배치되기 때문에, 그 2열의 경계에 인접하는 화소는 대상물(P2)의 일부를 포함한다. 이에 따라, 이들 화소에는 대상물(P2)이 아닌 부분(배경)이 나타난다. 따라서, 이들 화소로 산출되는 측정 거리(M2)는 대상물(P2)로부터의 반사광에 기초한 거리 및 배경으로부터의 반사광에 기초한 거리의 가중 평균값이 되기 때문에, 측정 거리(M2)는 실제 수광부(30)와 대상물(P2) 사이의 거리와 합치하지 않는다.
도 6의 (a)는 화상 인식부(430)가 인식하는 화상에 있어서 대상물(P2)이 복수의 화소 중 2개 이상의 화소를 포함하는 경우, 복수의 화소 중 임의의 1열에 배열된 화소의 중심에 대상물(P2)이 배치되는 경우의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 6의 (b)는 화상 인식부(430)가 인식하는 화상에 있어서 대상물(P2)이 복수의 화소 중 2개 이상의 화소를 포함하는 경우, 복수의 화소 중 임의의 2열에 배열된 화소에 있어서, 그 2열의 경계에 대상물(P2)이 배치되는 경우의 일 예를 나타내는 도면이다. 또, 도 6의 (a) 및 (b)에서, 대상물(P2)이 복수의 화소 중 2개 이상의 화소를 포함한다는 것은, 대상물(P2)의 짧은 방향의 폭이 2개의 화소의 폭보다 큰 것이다.
도 6의 (c)는 도 6의 (a)의 경우의 각 화소의 측정 거리를 나타내는 도면이며, 도 6의 (d)는 도 6의 (b)의 경우의 각 화소의 측정 거리를 나타내는 도면이다.
도 6의 (c) 및 (d)에서, 화상 인식부(430)가 인식하는 화상에 있어서 대상물(P2)이 복수의 화소 중 2개 이상의 화소를 포함하는 경우, 수광부(30)와 대상물(P2) 사이의 측정 거리(M1)는 실제 수광부(30)와 대상물(P2) 사이의 거리와 합치한다.
이상에 의해, 복수의 화소 중 임의의 2열에 배열된 화소에 있어서, 그 2열의 경계에 대상물(P2)이 배치되는 경우이어도, 복수의 수광 소자(31) 중 2개 이상의 수광 소자(31)가 대상물(P2)로부터의 반사광을 수광함으로써, 수광부(30)와 대상물(P2) 사이의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.
§4 변형 예
(변형 예 1)
도 7은 본 발명의 변형 예 1에 관한 광 측거 센서(1a)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 광 측거 센서(1a)는, 광 측거 센서(1)와 비교하여 광학계(20)가 광학계(20a)로 변경되어 있는 점이 다르다. 광학계(20a)는 예를 들어 초점 거리를 변경 가능한 줌 렌즈를 포함해도 된다.
이에 의해, 광학계(20a)는 줌 렌즈를 포함하기 때문에, 초점 거리를 변경함으로써 최대 측정 거리(D1) 및 대상물(P1)의 크기(D2)의 최소값(Dmin) 중 적어도 한쪽을 변경할 수 있다. 따라서, 다양한 측정 환경 및 측정 대상에 대응하는 것이 가능해진다.
또, 상기 줌 렌즈는, 사용자에 의해 수작업으로 초점 거리를 변경 가능한 구성이어도 되고, 광학계(20a)가 갖는 구동부에 의해 기계식으로 초점 거리를 변경 가능한 구성이어도 된다.
(변형 예 2)
도 8은 본 발명의 변형 예 2에 관한 광 측거 센서(1b)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 광 측거 센서(1b)는 광 측거 센서(1)와 비교하여 광학계(20)가 광학계(20b)로 변경되어 있는 점이 다르다. 광학계(20b)는, 예를 들어 광학계(20b)가 구비하는 적어도 하나의 렌즈를 교체 가능하게 구성된 교체 기구를 가져도 된다.
이에 의해, 광학계(20b)는 광학계(20b)가 구비하는 적어도 하나의 렌즈를 교체 가능하게 구성된 교체 기구를 가진다. 이 때문에, 렌즈를 교체함으로써 최대 측정 거리(D1) 및 대상물(P1)의 크기(D2)의 최소값(Dmin) 중 적어도 한쪽을 변경할 수 있다. 따라서, 다양한 측정 환경 및 측정 대상에 대응하는 것이 가능해진다.
또, 상기 교체 기구는 사용자에 의해 수작업으로 적어도 하나의 렌즈를 교체 가능한 구성이어도 되고, 광학계(20b)가 갖는 구동부에 의해 기계식으로 적어도 하나의 렌즈를 교체 가능한 구성이어도 된다.
〔소프트웨어에 의한 실현 예〕
광 측거 센서(1)의 제어 블록(특히, 처리부(40))은, 집적 회로(IC칩) 등에 형성된 논리 회로(하드웨어)에 의해 실현해도 되고, 소프트웨어에 의해 실현해도 된다.
후자의 경우, 광 측거 센서(1)는 각 기능을 실현하는 소프트웨어인 프로그램의 명령을 실행하는 컴퓨터를 구비한다. 이 컴퓨터는 예를 들어 하나 이상의 프로세서를 구비함과 아울러, 상기 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 구비한다. 그리고 상기 컴퓨터에 있어서 상기 프로세서가 상기 프로그램을 상기 기록 매체로부터 판독하여 실행함으로써, 본 발명의 목적이 달성된다. 상기 프로세서로서는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit)를 이용할 수 있다. 상기 기록 매체로서는, 「일시적이 아닌 유형의 매체」, 예를 들어 ROM(Read Only Memory) 등 외에 테이프, 디스크, 카드, 반도체 메모리, 프로그램가능 논리 회로 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 프로그램을 전개하는 RAM(Random Access Memory) 등을 더 구비해도 된다. 또한, 상기 프로그램은 그 프로그램을 전송 가능한 임의의 전송 매체(통신 네트워크나 방송파 등)를 통해 상기 컴퓨터에 공급되어도 된다. 또, 본 발명의 일 실시형태는 상기 프로그램이 전자적인 전송에 의해 구현화된, 반송파에 매립된 데이터 신호의 형태로도 실현될 수 있다.
본 발명은 상술한 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 여러 가지 변경이 가능하며, 다른 실시형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1, 1a, 1b 광 측거 센서
10 투광부
20, 20a, 20b 광학계
30 수광부
31 수광 소자
32 기판
40 처리부
410 투광 제어부
420 수광 제어부
430 화상 인식부
440 거리 산출부
450 거리 판정부
D1 최대 측정 거리
Dmin 최소값
L1 입사광
L2 반사광
M1, M2 측정 거리
P1, P2 대상물

Claims (4)

  1. 대상물에 투광하고, 그 반사광을 수광함으로써, 소정의 최대 측정 거리보다 가까운 영역 내에 배치되는 상기 대상물과의 거리를 측정하는 광 측거 센서로서,
    복수의 수광 소자를 가지며, 광학계를 통해 상기 반사광을 수광하는 수광부를 구비하고,
    상기 최대 측정 거리에서 측정 가능한, 상기 수광부로부터 보았을 때의 상기 대상물의 크기의 최소값이 정해져 있음과 아울러,
    상기 최대 측정 거리보다 가까운 영역 내에 상기 최소값의 크기의 대상물이 배치되어 있는 경우에, 2개 이상의 상기 수광 소자가 상기 대상물로부터의 반사광을 수광하도록 상기 광학계가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 측거 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학계는 초점 거리를 변경 가능한 줌 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 측거 센서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학계는 그 광학계가 구비하는 적어도 하나의 렌즈를 교체 가능하게 구성된 교체 기구를 갖는 것을 특징으로 하는, 광 측거 센서.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 수광 소자의 수광 신호마다 검출 대상과의 거리를 산출하고, 상기 검출 대상과의 거리 중에서 가장 짧은 거리를 상기 대상물과의 거리라고 판정하는 처리를 행하는 처리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 광 측거 센서.
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