JP2016085214A - 光電センサ - Google Patents
光電センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016085214A JP2016085214A JP2015204603A JP2015204603A JP2016085214A JP 2016085214 A JP2016085214 A JP 2016085214A JP 2015204603 A JP2015204603 A JP 2015204603A JP 2015204603 A JP2015204603 A JP 2015204603A JP 2016085214 A JP2016085214 A JP 2016085214A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- photoelectric sensor
- light
- wedge
- optical axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
- G01S7/4972—Alignment of sensor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
- G01S7/4812—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver transmitted and received beams following a coaxial path
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
【課題】光軸の調整が容易な光電センサを提供する。【解決手段】少なくとも1本の光線を第1の光軸に沿って発射する発光器と、第2の光軸に沿って拡散反射又は直反射された光線を受光する受光器とを備え、発光器及び受光器がレンズLに対して同じ側に配置され、更に、受光された光線から受光信号を生成する評価ユニットを備え、レンズLに対して発光器及び受光器とは反対側に光学ユニット2が配置され、光学ユニット2を回動させることにより第1の光軸及び第2の光軸を互いに同時に変化させる。【選択図】図2
Description
本発明は物体検出用の光電センサに関する。
監視領域内の物体の検出には光電センサ(例えばレーザスキャナ)が特によく用いられる。このセンサは、少なくとも1本の光線を物体に向けて乃至は監視領域内へ発射する発光器を備えている。発射された光線は物体又は反射鏡の表面で拡散反射又は直反射されてセンサへと戻り、その拡散反射又は直反射された光線がセンサの受光器で受光され、評価ユニットで評価される。
欠陥のない測定を行うにはセンサの調整が必要である。
公知の従来技術では、例えば調節機能を有するセンサホルダや装置外の鏡のような機械的な調整手段が設けられるが、これには、コストがかかる上に環境の影響を受けやすい、あるいは大きな設置空間が必要であるといった問題がある。
上記問題に鑑みて成された本発明の課題は、冒頭で述べた種類の光電センサを、その調整が簡単になるように改良することである。
上記課題は請求項1に記載の特徴を有する本発明の光電センサにより解決される。
本発明に係る監視領域内の物体検出用の光電センサは、少なくとも1本の光線を第1の光軸に沿って発射する発光器と、第2の光軸に沿って拡散反射又は直反射された前記光線を受光する受光器とを備え、前記発光器及び前記受光器がレンズに対して同じ側に配置され、更に、受光された前記光線から受光信号を生成する評価ユニットを備え、前記レンズに対して前記発光器及び前記受光器とは反対側に光学ユニットが配置され、該光学ユニットを回動させることにより前記第1の光軸及び前記第2の光軸を互いに同時に変化させることができることを特徴としている。
本発明の利点は、発光器及び受光器の光学軸を装置の内部で光学的な手法により簡単に調整できるため、センサのコンパクトな構成が保証されることにある。
本発明の好ましい形態では、前記光学ユニットが少なくとも1つのくさび状の光学素子、特にくさび板を含む。
別の好ましい形態では、前記光学ユニットが、共通の回転軸を中心として互いに回動可能な2つの光学素子を備えている。これには、2つの光学素子を単に結合するだけで該2つの光学素子を互いに同時に回動させることができるという利点がある。
更に別の好ましい実施例では、前記光学素子の間に実効的な境界面積を小さくするための媒質、特に浸液、屈折率整合流体等が配置される。
別の好ましい実施例では、前記レンズが前記発光器及び前記受光器とは反対側にくさび状の面を備え、前記光学ユニットが光電センサのフロントパネルの役割を果たす。
更に別の好ましい実施例では、前記第1の光軸及び前記第2の光軸を同時に且つ同じ大きさだけ互いに変化させることができる。これにより、センサの調整を簡単且つ確実に実行することができるという利点が得られる。
別の好ましい実施例では、前記光学ユニットが手動で又は自動的に回動可能である。
更に別の形態では、前記光学ユニットが第1対及び第2対のくさび状光学素子を備え、前記第1対のくさび状光学素子は大きなくさび角度を有し及び/又は光に対する屈折率の高い材料から成り、前記第2対のくさび状光学素子は小さなくさび角度を有し及び/又は光に対する屈折率の低い材料から成る。これにより、微調整によるセンサの高精度な調整が可能となるという利点が得られる。また非常に大きな調整範囲を実現することができる。
更に別の好ましい実施例では、前記光学ユニットが、既存のセンサを拡張することができる別体のモジュール型ユニットとして構成される。
本発明の好ましい構成及び発展形態並びに更なる利点は、従属請求項、後続の記述及びに図面から読み取ることができる。
以下、本発明について、実施例に基づき、添付の図面を参照しながら詳しく説明する。なお、図では同一の構成要素を同一の符号で示している。
図1は従来技術である公知の光電センサ1の概略図である。このセンサはケーシングGを備え、その中に発光器S、受光器E及びレンズLが配置されている。
図示したセンサ1は反射鏡Rに対向して設置されており、少なくとも1つのセンサ支持装置Hを備えている。この装置を用いて反射鏡Rに対するセンサ1(特にセンサ1の光学軸OA)の向きを調整することにより、発光器Sから第1の光軸に沿って発射される光線LS1の反射鏡Rへの当たり方又は反射鏡Rによる反射のされ方を変化させて、第2の光軸に沿って拡散反射又は直反射される光線LS2をなおも受光器Eの捕捉領域内で検出できる状態にする。図ではこの調整を矢印Pf1で示している。
捕捉された光線LS2から評価ユニットCPUが該光線に応じた受光信号を生成する。この信号から例えば監視領域内の物体を検出できる。
本発明に係る光電センサ1では、図2に示したように、前述のようなセンサ支持装置Hやコストのかかるセンサ調整手段は不要である。
本発明に係る光電センサ1は、発射された光線LS1の光軸(第1の光軸)と拡散反射又は直反射された光線の光軸(第2の光軸)を変化させるための光学ユニット2を含む。発光器S及び受光器EはレンズLの一方の側にあるのに対し、光学ユニット2はレンズLの他方の側、つまりレンズLに対して発光器S及び受光器Eとは反対側にある。
光学ユニット2を図2の矢印Pf2で示したように回動させると、発射された光線LS1の第1の光軸と拡散反射又は直反射された光線LS2の第2の光軸が互いに同時に変化する。この際、本発明に係るセンサ1では簡単な方法で反射鏡Rに対する調整が行われる。
光学ユニット2は、少なくとも1つのくさび状光学素子2a及び2b(特にくさび板、くさび状プリズム等)を備えるという好ましい構成を有している。
本発明において「くさび板」とは、くさび状の透明な物体を意味する。
図3(a)〜(c)に本発明に係る光電センサ1を様々な視点から見た様子を示す。なお、ここでは本センサを特徴付ける要素、つまり発光器S、受光器E、レンズL及び光学ユニット2のみを示している。
図3(a)は前記の要素を側面から見た様子である。図3(b)ではそれらの要素が平面図で示され、図3(c)ではそれらの要素が3次元図で描かれている。
図示した光学ユニット2は、共通の回転軸DAを中心として互いに回動可能なくさび板乃至くさび状光学素子2a及び2bを含むという好ましい構成を有している。
発光器Sは少なくとも1本の光線LS1を発射する。この光線がレンズLに当たり、第1の光軸に沿って放射される。続いて光線LS1は光学ユニット2に当たり、更に第1の光軸SAに沿って反射鏡R(図示せず)へ向けて方向転換される。
反射鏡Rに当たった発射光線LS1は拡散反射又は直反射された光線LS2として光学ユニット2へ送り返される。拡散反射又は直反射された光線LS2は第2の光軸EAに沿って光学ユニット2とレンズLを通過し、受光器Eに当たる。
図では簡単のため本発明に係るセンサの光学軸OAだけが概略的に描かれている。第1の光軸SA及び第2の光軸EAを描けば光学軸OAに隣接して現れることになる。
光学ユニット2は、共通の回転軸DAを中心として互いに回動可能に配置された光学素子として2つのくさび板を含む。好ましい構成として、2つのくさび板の間には実効的な境界面積を小さくするための媒質3が配置されている。この媒質3は例えば浸液や屈折率整合流体等である。
本発明に従ってセンサ1を調整するために、2つのくさび板が共通の回転軸DAを中心として回動される。従って、第1の光軸SAと第2の光軸EAは同時に且つ同じ大きさだけ互いに変更可能である、乃至はそのように変化する。この際、くさび板の回動は手動で又は自動的に実施可能であることが好ましい。
このように本発明ではセンサ1の調整を簡単に実施することができる。
更に本発明のセンサ1は、2つのくさび板を同時に回動させ、以て発光器Sの光軸SAと受光器Eの光軸SEを同時に回動させることにより、従来よりもはるかに大きな調整範囲又は走査範囲を対象に調整を行うことができる。
更に、実効的な境界面積を小さくするための媒質3により、光路乃至は光軸SA及びSEの歪みを防止できるため、本発明のセンサ1を高い精度で調整できる。
必要な場合、光学ユニット2は第1対及び第2対のくさび状光学素子の2a〜2dを備える。図4に示した好ましい実施例では2対の光学素子2a〜2dの各対が2つのくさび板を含む。4つのくさび板は共通の回転軸を中心として配置されている。第1対に属する2つのくさび板は大きなくさび角度を有し及び/又は光に対する屈折率の高い材料から成り、第2対に属する2つのくさび板は小さなくさび角度を有し及び/又は光に対する屈折率の低い材料から成る。
第1対の光学素子2a及び2bの2つのくさび板の回動によりセンサ1が大まかに調整される。そして第2対の光学素子2c及び2dの2つのくさび板の回動によりセンサ1の細かい調整乃至は微調整が行われる。更に、2対の光学素子2a〜2dを互いに回動させることにより、調整範囲を大きくできるという利点も得られる。
光学ユニット2を連続的に回転させれば、空間の一定の角度範囲がくまなく照明されるため、該範囲の走査が可能になるという利点がある。
図5に本発明に係る光電センサ1の別の好ましい実施例を概略的に示す。この例では光学ユニット2が光学素子2aとして1つのくさび板を備え、該くさび板がセンサ1のケーシングGのフロントパネルとしても機能する。
更に、センサ1のレンズLが、前記くさび板に対向する側にくさび状の面4を有している。従って、レンズLは第2の光学素子2bとして機能するから、レンズLを回転させることにより本発明に従ったセンサ1の調整を行うことができる。
また、両方の光学素子2a及び2bを有する光学ユニット2を別体のモジュール型ユニットとして構成し、該光学ユニット2を窓要素として用いて既存のセンサ1を拡張できるようにしてもよい。
この場合、図6に概略的に示したように、2つのくさび板から成る光学ユニット2に光学素子2a及び2b(くさび板)を調節するための調節リング5が設けられる。本発明に係る光学ユニット2を用いてセンサ1を拡張すれば、調節リング5の設定を確認することにより、反射鏡Rに対するセンサ1の簡単な調整を容易に達成することができる。
こうして既存のセンサ1を簡単かつコンパクトな形で本発明に係る光電センサ1に作り替えることができる。
1…光電センサ
2…光学ユニット
2a〜2d…光学素子(くさび板)
3…実効的な境界面積を小さくするための媒質
4…くさび状の面
5…調節リング
CPU…評価ユニット
E…受光器
G…ケーシング
H…センサ支持装置
L…レンズ
R…反射鏡
S…発光器
DA…回転軸
EA…第2の光軸
LS1…発射された光線
LS2…拡散反射又は直反射された光線
OA…光学軸
Pf1、Pf2…調節方向を示す矢印
SA…第1の光軸
2…光学ユニット
2a〜2d…光学素子(くさび板)
3…実効的な境界面積を小さくするための媒質
4…くさび状の面
5…調節リング
CPU…評価ユニット
E…受光器
G…ケーシング
H…センサ支持装置
L…レンズ
R…反射鏡
S…発光器
DA…回転軸
EA…第2の光軸
LS1…発射された光線
LS2…拡散反射又は直反射された光線
OA…光学軸
Pf1、Pf2…調節方向を示す矢印
SA…第1の光軸
Claims (9)
- 物体検出用の光電センサ(1)であって、少なくとも1本の光線(LS1)を第1の光軸(SA)に沿って発射する発光器(S)と、第2の光軸(EA)に沿って拡散反射又は直反射された光線(LS2)を受光する受光器(E)とを備え、前記発光器(S)及び前記受光器(E)がレンズ(L)に対して同じ側に配置され、更に、受光された前記光線(LS2)から受光信号を生成する評価ユニット(CPU)を備え、前記レンズ(L)に対して前記発光器(S)及び前記受光器(E)とは反対側に光学ユニット(2)が配置され、該光学ユニット(2)を回動させることにより前記第1の光軸(SA)及び前記第2の光軸(EA)を互いに同時に変化させることができることを特徴とする光電センサ(1)。
- 前記光学ユニット(2)が少なくとも1つのくさび状の光学素子(2a〜2d)、特にくさび板を含むことを特徴とする請求項1に記載の光電センサ(1)。
- 前記光学ユニット(2)が、共通の回転軸(DA)を中心として互いに回動可能な2つの光学素子(2a〜2d)を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光電センサ(1)。
- 前記光学素子(2a〜2d)の間に実効的な境界面積を小さくするための媒質(3)、特に浸液、屈折率整合流体等が配置されていることを特徴とする請求項3に記載の光電センサ(1)。
- 前記レンズ(L)が前記発光器(S)及び前記受光器(E)とは反対側にくさび状の面(4)を備え、前記光学ユニット(2)が光電センサ(1)のフロントパネルの役割を果たすことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の光電センサ(1)。
- 前記第1の光軸(SA)及び前記第2の光軸(EA)を同時に且つ同じ大きさだけ互いに変化させることができることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光電センサ(1)。
- 前記光学ユニット(2)が手動で又は自動的に回動可能であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光電センサ(1)。
- 前記光学ユニット(2)が第1対及び第2対のくさび状光学素子(2a、2b;2c、2d)を備え、前記第1対のくさび状光学素子(2a、2b)は大きなくさび角度を有し及び/又は光に対する屈折率の高い材料から成り、前記第2対のくさび状光学素子(2c、2d)は小さなくさび角度を有し及び/又は光に対する屈折率の低い材料から成ることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光電センサ(1)。
- 前記光学ユニット(2)が別体のモジュール型ユニットとして構成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の光電センサ(1)。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014115590.4 | 2014-10-27 | ||
DE102014115590.4A DE102014115590A1 (de) | 2014-10-27 | 2014-10-27 | Optoelektronischer Sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016085214A true JP2016085214A (ja) | 2016-05-19 |
Family
ID=54014728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015204603A Pending JP2016085214A (ja) | 2014-10-27 | 2015-10-16 | 光電センサ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016085214A (ja) |
DE (1) | DE102014115590A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113534190A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-10-22 | 惠州越登智能科技有限公司 | 一种基于双光楔的三维激光雷达成像***和方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5258949A (en) * | 1975-11-11 | 1977-05-14 | Hagiwara Denki Kk | Photoelectric position detector |
JPS57151837U (ja) * | 1981-03-18 | 1982-09-24 | ||
JP2001066138A (ja) * | 1999-06-23 | 2001-03-16 | Mitsubishi Precision Co Ltd | 計測システムおよびこの計測システムに用いられるプリズム式光路制御装置 |
JP2001091891A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-04-06 | Mitsubishi Precision Co Ltd | ウェッジプリズムの照射位置制御方法および装置 |
JP2014052366A (ja) * | 2012-08-06 | 2014-03-20 | Ricoh Co Ltd | 光計測装置、車両 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1521931A (en) * | 1976-01-31 | 1978-08-16 | Ferranti Ltd | Optical apparatus |
ES2401364T3 (es) * | 2008-06-27 | 2013-04-19 | Danmarks Tekniske Universitet | Dispositivo de escaneado de prismas giratorios y procedimiento de escaneado |
DE102010028967A1 (de) * | 2010-04-26 | 2011-10-27 | Balluff Gmbh | Optische Sensorvorrichtung |
-
2014
- 2014-10-27 DE DE102014115590.4A patent/DE102014115590A1/de active Pending
-
2015
- 2015-10-16 JP JP2015204603A patent/JP2016085214A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5258949A (en) * | 1975-11-11 | 1977-05-14 | Hagiwara Denki Kk | Photoelectric position detector |
JPS57151837U (ja) * | 1981-03-18 | 1982-09-24 | ||
JP2001066138A (ja) * | 1999-06-23 | 2001-03-16 | Mitsubishi Precision Co Ltd | 計測システムおよびこの計測システムに用いられるプリズム式光路制御装置 |
JP2001091891A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-04-06 | Mitsubishi Precision Co Ltd | ウェッジプリズムの照射位置制御方法および装置 |
JP2014052366A (ja) * | 2012-08-06 | 2014-03-20 | Ricoh Co Ltd | 光計測装置、車両 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113534190A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-10-22 | 惠州越登智能科技有限公司 | 一种基于双光楔的三维激光雷达成像***和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102014115590A1 (de) | 2016-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7084705B2 (ja) | 測量装置 | |
US6862097B2 (en) | Three-dimensional shape measuring method, and three-dimensional shape measuring apparatus | |
CN103975250B (zh) | 在图像平面中利用动态掩模的空间选择性探测 | |
WO2016175395A3 (ko) | 미러 회전 방식의 다채널 라이더 스캐너 광학계 | |
US7301617B2 (en) | Surveying apparatus | |
US10422861B2 (en) | Electro-optical distance measuring instrument | |
JP6892734B2 (ja) | 光波距離測定装置 | |
TW201348728A (zh) | 雷射測距裝置之光學訊號傳輸結構 | |
CN109313027B (zh) | 用于对投射到激光接收器上的接收射线与旋转的激光射线进行比较的方法 | |
CN111257848B (zh) | 用于lidar的大视场测量设备 | |
JP7360298B2 (ja) | 測量装置 | |
TW201823674A (zh) | 鐳射測距裝置 | |
CN105806847A (zh) | 一种基板的检测装置 | |
RU2016109398A (ru) | Способ калибровки крупногабаритного оптико-электронного аппарата и устройство для его осуществления | |
JP2016085214A (ja) | 光電センサ | |
US9632023B2 (en) | V-block refractometer | |
JP2017519188A (ja) | ダイクロイックビームスプリッタを有する各種信号捕捉用の三次元スキャナ | |
KR101447857B1 (ko) | 렌즈 모듈 이물 검사 시스템 | |
KR20220044694A (ko) | 표면 검사를 위한 이미징 시스템 | |
CN209783873U (zh) | Tof相机杂散光检测装置 | |
US10760894B2 (en) | Optical detecting device capable of determining relative position of a reference object or a light source | |
US10928196B2 (en) | Vision laser receiver | |
RU2008137865A (ru) | Многоканальное оптико-электронное устройство для обнаружения и сопровождения воздушных и надводных целей (варианты) | |
JP2020190495A (ja) | 距離測定装置 | |
JP2019023650A (ja) | 光波距離測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161004 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161226 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170207 |