JP5804115B2 - 照射方向変更システム - Google Patents
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Description
以下に、3次元距離測定装置の全体構成について説明する。
先ず、第1の実施の形態に係る3次元距離測定装置1について説明する(図1乃至図3参照)。
次に、3次元距離測定装置1の回路構成等について説明する(図4参照)。尚、以下に示す回路構成は、上記した3次元距離測定装置1において、距離の算出をレーザー光の往復時間、即ち、レーザーパルスの発光から受光までの時間差を測定することにより行う所謂TOF(Time Of Flight)方式とした場合の一例である。
3次元距離測定装置1にあっては、上記したように、リレーレンズ5、5を第1の反射ミラー8と第2の反射ミラー9の間に離隔して配置し、共役な位置に配置している(図2参照)。リレーレンズ5、5は、このような位置に配置され、リレーレンズ5、5の各焦点にそれぞれ第1の反射ミラー8の反射面と第2の反射ミラー9の反射面9aが一致され、第1の反射ミラー8側に配置されたリレーレンズ5の焦点距離(2F)が第2の反射ミラー9側に配置されたリレーレンズの焦点距離(F)より大きくされている。
次に、ポリゴンミラーが用いられた第2の反射ミラー9と集光ユニット6のポリゴン10との関係について説明する。
次に、ポリゴンミラーが用いられた第2の反射ミラー9と集光ユニット6のポリゴン10との回転速度について説明する(図5及び図6参照)。
集光ユニット6の集光レンズ11は複数のレンズ23、23、・・・の集合体、例えば、六つのレンズ23、23、・・・の集合体として構成されている(図3、図7及び図8参照)。
(1)nが奇数の場合:θL=(N−1)×(θV/n)
(2)nが偶数の場合:θL=(N−1/2)×(θV/n)
但し、
N:光軸を基準としてカウントしたレンズの番号
θV:垂直方向における画角
n:画角の分割数
とする。
(3)y=f×tan(θV/2n)
但し、
f:レンズの焦点距離
とする。
(4)NAV=sin(θV/2n)
によって表される。
(5)D=2(L+d)sin(θV/2n)
但し、
L:バックフォーカス
d:レンズの軸上厚み
とする。
(6)Y=d×tan(θV/2n)
によって表される。
(7)2(Y+φ/2)≦D
によって表される。
(8)NAV≦(1/2f){2(L+d)sin(θV/2n)−2d×tan(θV/2n)}
によって表される。
水平方向における像高は集光ユニット6が水平方向へ回転されるため問題とならず、受光素子7については、水平方向における長さを最小限に形成することが可能である。
上記には、第2の反射ミラー9とポリゴン10を水平方向へ回転させて距離測定を行う3次元距離測定装置1を例として示したが、例えば、図16に示すように、第2の反射ミラー9とポリゴン10に代えてガルバノミラー24を用いた3次元距離測定装置1Aを構成することも可能である。
以上に記載した通り、3次元距離測定装置1、1Aにあっては、分割された各画角の範囲のレーザー光をそれぞれ集光して受光素子7へ導くレンズ23、23、・・・によって構成された集光レンズ11を設けているため、受光素子7に対する十分な受光量を確保することができると共に受光素子7における受光面積の小型化を図ることができる。
Claims (24)
- 光源と、
前記光源から照射された光の方向を変える第1の反射ミラーと、
前記第1の反射ミラーで反射されて方向が変化した光が通過し、共役な位置に配置された第1及び第2のリレーレンズと、
多角形に形成され軸を支点に回転可能とされると共に、前記第1及び第2のリレーレンズを透過された光を目標とする被測定物に向けて反射する第2の反射ミラーと、
被測定物で反射された光が入射され多角形に形成されたポリゴンを有すると共に、回転可能とされた集光ユニットとを備え、
前記第1のリレーレンズが前記第1の反射ミラーと前記第2のリレーレンズとの間に配置され、
前記第1のリレーレンズの焦点距離が前記第2のリレーレンズの焦点距離より長い
照射方向変更システム。 - 前記第1の反射ミラーが軸を支点として回動可能にされている
請求項1に記載の照射方向変更システム。 - 前記光源がレーザー光源である
請求項1に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1の反射ミラーが限られた方向に対してのみ回動可能である
請求項1に記載の照射方向変更システム。 - 前記第2の反射ミラーと前記ポリゴンが2M:M(Mは3以上の自然数)の正多角形に形成されている
請求項1に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1の反射ミラーと前記光源との間に他のレンズを備える
請求項1に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1の反射ミラーと前記光源との間のレンズがコリメーターレンズである
請求項6に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1の反射ミラーがMEMSミラーである
請求項1に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1及び第2のリレーレンズが両凸レンズである
請求項1に記載の照射方向変更システム。 - 光源と、
前記光源から照射された光の方向を変える第1の反射ミラーと、
前記第1の反射ミラーで反射されて方向が変化した光が通過し、共役な位置に配置された第1及び第2のリレーレンズと、
多角形に形成され軸を支点に回転可能とされると共に、前記第1及び第2のリレーレンズを透過された光を目標とする被測定物に向けて反射する第2の反射ミラーと、
被測定物で反射された光が入射され多角形に形成されたポリゴンを有すると共に、回転可能とされた集光ユニットとを備え、
前記第1のリレーレンズが前記第1の反射ミラーと前記第2のリレーレンズとの間に配置され、
前記第1の反射ミラーに最も近い前記第1のリレーレンズの集光角度が前記第2のリレーレンズの集光角度より小さい
照射方向変更システム。 - 前記第1のリレーレンズの焦点距離が前記第2のリレーレンズの焦点距離より長い
請求項10に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1の反射ミラーが軸を支点として回動可能にされている
請求項10に記載の照射方向変更システム。 - 前記光源がレーザー光源である
請求項10に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1の反射ミラーが限られた方向に対してのみ回動可能である
請求項10に記載の照射方向変更システム。 - 前記第2の反射ミラーと前記ポリゴンが2M:M(Mは3以上の自然数)の正多角形に形成されている
請求項10に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1の反射ミラーと前記光源との間に他のレンズを備える
請求項10に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1の反射ミラーと前記光源との間のレンズがコリメーターレンズである
請求項16に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1の反射ミラーがMEMSミラーである
請求項10に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1及び第2のリレーレンズが両凸レンズである
請求項10に記載の照射方向変更システム。 - 光軸に対して傾動可能な光ビームを備える光源と、
前記光ビームが通過し、光軸に沿って共役な位置に配置された第1及び第2のリレーレンズと、
多角形に形成され軸を支点に回転可能とされると共に、前記第1及び第2のリレーレンズを透過された光を目標とする被測定物に向けて反射する反射ミラーと、
被測定物で反射された光が入射される多角形に形成されたポリゴンを有すると共に、回転可能とされた集光ユニットとを備え、
前記第1のリレーレンズが前記第2のリレーレンズと前記光源との間に配置され、
前記第1のリレーレンズの焦点距離が前記第2のリレーレンズの焦点距離より長い
照射方向変更システム。 - 前記光ビームがレーザー光ビームである
請求項20に記載の照射方向変更システム。 - 前記光ビームが光軸に対して限られた範囲内の角度で傾くようにされている
請求項20に記載の照射方向変更システム。 - 前記光源と前記第1のリレーレンズとの間に回動可能なミラーを備える
請求項20に記載の照射方向変更システム。 - 前記第1及び第2のリレーレンズが両凸レンズである
請求項20に記載の照射方向変更システム。
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JP2014053525A JP5804115B2 (ja) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | 照射方向変更システム |
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