JPH06331732A - 光距離センサ - Google Patents
光距離センサInfo
- Publication number
- JPH06331732A JPH06331732A JP5142536A JP14253693A JPH06331732A JP H06331732 A JPH06331732 A JP H06331732A JP 5142536 A JP5142536 A JP 5142536A JP 14253693 A JP14253693 A JP 14253693A JP H06331732 A JPH06331732 A JP H06331732A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- optical system
- receiving element
- distance sensor
- 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
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 絞り等の部品を必要とせず、必要最小限の大
きさ・形状の受光素子を使用して、廉価に製造できる光
距離センサを提供することである。 【構成】 光源1から投射されるビームが所定領域10
と同一又は同一以上の範囲に照射され、所定領域10の
範囲が受光光学系4に投影されると、その像が焦点面に
配置された受光素子5の受光面の形状・大きさと一致す
るように構成した。
きさ・形状の受光素子を使用して、廉価に製造できる光
距離センサを提供することである。 【構成】 光源1から投射されるビームが所定領域10
と同一又は同一以上の範囲に照射され、所定領域10の
範囲が受光光学系4に投影されると、その像が焦点面に
配置された受光素子5の受光面の形状・大きさと一致す
るように構成した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光距離センサに関するも
のである。更に詳しくは、照射角度の指向性の高い、車
載用距離センサとして使用可能な光距離センサに関する
ものである。
のである。更に詳しくは、照射角度の指向性の高い、車
載用距離センサとして使用可能な光距離センサに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】光距離センサは、電波距離センサや音波
距離センサ等にくらべると、光の照射角度を明確に設定
して、指向性を付与することが容易である。 例えば、
車載用距離センサの場合、先行車両等の対象物までの距
離を測定するとき、照射角度が大き過ぎると周囲の壁等
の不要物を検出したり、又は照射角度が狭過ぎると測定
対象物を見落としたりする可能性がある。このために車
載用距離センサ等においては、照射角度の指向性が極め
て重要であるから、光距離センサが広く使用されてい
る。
距離センサ等にくらべると、光の照射角度を明確に設定
して、指向性を付与することが容易である。 例えば、
車載用距離センサの場合、先行車両等の対象物までの距
離を測定するとき、照射角度が大き過ぎると周囲の壁等
の不要物を検出したり、又は照射角度が狭過ぎると測定
対象物を見落としたりする可能性がある。このために車
載用距離センサ等においては、照射角度の指向性が極め
て重要であるから、光距離センサが広く使用されてい
る。
【0003】光距離センサを、例えば車載用距離センサ
として使用する場合、光束の投光角を所定の大きさにな
るように設定し、それによって照射される領域である所
定領域にある測定対象物からの反射光束が受光されるよ
うに設定されている。これを図1により説明する。光源
1から放射された光は、投光レンズ2により所定の投光
角を以て投射され、所定領域内にある測定対象物3、例
えば先行車両に照射される。そして測定対象物3から反
射した光は、受光レンズ4によって受光素子5の受光面
に入射して光電変換される。
として使用する場合、光束の投光角を所定の大きさにな
るように設定し、それによって照射される領域である所
定領域にある測定対象物からの反射光束が受光されるよ
うに設定されている。これを図1により説明する。光源
1から放射された光は、投光レンズ2により所定の投光
角を以て投射され、所定領域内にある測定対象物3、例
えば先行車両に照射される。そして測定対象物3から反
射した光は、受光レンズ4によって受光素子5の受光面
に入射して光電変換される。
【0004】この際、所定領域以外から入射した光、例
えば太陽光等の背景からの入射光は、受光光学系に設け
られた絞りやハニカムフィルタ等により阻止され、受光
素子5に入射しないようになっていた。この様子を図4
に示す。この図は光の進む経過を一方向に表したもので
ある。光源1から出射した光は投光レンズ2を介して所
定領域10に投射される。測定対象物3で反射した光束
は、受光レンズ4の前に設けられた絞り6を通って受光
レンズ4に入射し、受光素子5の受光面に入光する。又
図5に示すように、この時の投光光束断面7は所定領域
と等しい大きさである。受光素子5の受光面の範囲であ
る受光光束断面8は所定領域より広いが、絞り6により
所定領域以外からの光線は全て遮断され、所定領域から
の反射光束のみ受光するようになっている。
えば太陽光等の背景からの入射光は、受光光学系に設け
られた絞りやハニカムフィルタ等により阻止され、受光
素子5に入射しないようになっていた。この様子を図4
に示す。この図は光の進む経過を一方向に表したもので
ある。光源1から出射した光は投光レンズ2を介して所
定領域10に投射される。測定対象物3で反射した光束
は、受光レンズ4の前に設けられた絞り6を通って受光
レンズ4に入射し、受光素子5の受光面に入光する。又
図5に示すように、この時の投光光束断面7は所定領域
と等しい大きさである。受光素子5の受光面の範囲であ
る受光光束断面8は所定領域より広いが、絞り6により
所定領域以外からの光線は全て遮断され、所定領域から
の反射光束のみ受光するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光素
子としてLDを使用する場合は、発光面の形状・大きさ
は放熱等の問題から自由に設定することが難しく、よっ
て単に投光光学系と組合せただけでは、所定の投光角の
光束を作ることが困難であることが多く、光学系の工夫
等が提案されており、例えば特開昭61−283887
号公報に開示されている。しかし何れも部品数が増大
し、複雑な構成となると言う問題があった。更に受光光
学系に絞りやハニカムフィルタ等を必要とする問題があ
ったし、又受光素子には絞りやハニカムフィルタ等によ
り遮蔽され受光に関与しない部分があり、高価な受光素
子の一部が不必要になっていると言う問題があった。
子としてLDを使用する場合は、発光面の形状・大きさ
は放熱等の問題から自由に設定することが難しく、よっ
て単に投光光学系と組合せただけでは、所定の投光角の
光束を作ることが困難であることが多く、光学系の工夫
等が提案されており、例えば特開昭61−283887
号公報に開示されている。しかし何れも部品数が増大
し、複雑な構成となると言う問題があった。更に受光光
学系に絞りやハニカムフィルタ等を必要とする問題があ
ったし、又受光素子には絞りやハニカムフィルタ等によ
り遮蔽され受光に関与しない部分があり、高価な受光素
子の一部が不必要になっていると言う問題があった。
【0006】本発明は上記の課題に鑑み、絞り等の部品
を必要とせず、必要最小限の大きさ・形状の受光素子を
使用して、廉価に製造できる光距離センサを提供するこ
とを目的とする。
を必要とせず、必要最小限の大きさ・形状の受光素子を
使用して、廉価に製造できる光距離センサを提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源と投光光
学系とを有し、前記光源から出射する光束を所定の投光
角で所定領域を照射する投光手段と、受光光学系と受光
素子とを有し、前記所定領域内にある測定対象物から反
射した反射光束を受光して光電変換する受光手段とを具
備し、前記投光手段による前記光束の投射から前記受光
手段による前記反射光束の受光までの時間を計測して、
前記測定対象物までの距離を測定する光距離センサにお
いて、前記所定の投光角は前記所定領域と同一又は同一
以上の領域を照射するように設定され、前記受光素子は
前記受光光学系の焦点面と一致して配置された受光面を
有し、前記受光面形状は前記所定領域を前記受光光学系
によって、受光面位置に投影された形状及び大きさを有
することを特徴とするものである。
学系とを有し、前記光源から出射する光束を所定の投光
角で所定領域を照射する投光手段と、受光光学系と受光
素子とを有し、前記所定領域内にある測定対象物から反
射した反射光束を受光して光電変換する受光手段とを具
備し、前記投光手段による前記光束の投射から前記受光
手段による前記反射光束の受光までの時間を計測して、
前記測定対象物までの距離を測定する光距離センサにお
いて、前記所定の投光角は前記所定領域と同一又は同一
以上の領域を照射するように設定され、前記受光素子は
前記受光光学系の焦点面と一致して配置された受光面を
有し、前記受光面形状は前記所定領域を前記受光光学系
によって、受光面位置に投影された形状及び大きさを有
することを特徴とするものである。
【0008】そして、前記所定領域は前記光学系の光軸
に垂直な面に対して長方形の断面形状を有し、前記受光
素子の受光面の形状は前記長方形と相似の長方形である
ことが望ましい。
に垂直な面に対して長方形の断面形状を有し、前記受光
素子の受光面の形状は前記長方形と相似の長方形である
ことが望ましい。
【0009】
【作用】このような構成であると、光源から投射される
光束が所定領域と同一又は同一以上の範囲に照射される
が、所定領域の範囲は受光光学系によって投影される
と、その像が焦点面に配置された受光素子の受光面の形
状・大きさと一致する。そして所定領域を長方形に設定
するときは、受光素子の受光面の形状はそれと相似の長
方形にすればよい。受光素子、たとえばPINフオトダ
イオードやAPD(アバランシェ・フオト・ダイオー
ド)の場合、発光面の形状寸法は比較的自由に設定でき
るので問題ない。
光束が所定領域と同一又は同一以上の範囲に照射される
が、所定領域の範囲は受光光学系によって投影される
と、その像が焦点面に配置された受光素子の受光面の形
状・大きさと一致する。そして所定領域を長方形に設定
するときは、受光素子の受光面の形状はそれと相似の長
方形にすればよい。受光素子、たとえばPINフオトダ
イオードやAPD(アバランシェ・フオト・ダイオー
ド)の場合、発光面の形状寸法は比較的自由に設定でき
るので問題ない。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を図2及び図3により説明
する。図2に示すように、光源1は発光素子LDであ
り、放射された光は、投光レンズ2により投光角θを以
て投射される。測定対象物3で反射した光は受光角φよ
り小さい角度で受光レンズ4に入射し、受光レンズ4の
焦点面に位置する受光素子5の受光面に入射する。受光
素子5の受光面は図2に斜視点線図として記入されたよ
うに辺5a、辺5b、辺5c、辺5dからなる長方形で
ある。
する。図2に示すように、光源1は発光素子LDであ
り、放射された光は、投光レンズ2により投光角θを以
て投射される。測定対象物3で反射した光は受光角φよ
り小さい角度で受光レンズ4に入射し、受光レンズ4の
焦点面に位置する受光素子5の受光面に入射する。受光
素子5の受光面は図2に斜視点線図として記入されたよ
うに辺5a、辺5b、辺5c、辺5dからなる長方形で
ある。
【0011】光源1から投射される光束は、長方形の所
定領域10の全域を照射する必要があるから、図3に示
すように投光光束断面11は所定領域10と同一又は同
一以上になっている。
定領域10の全域を照射する必要があるから、図3に示
すように投光光束断面11は所定領域10と同一又は同
一以上になっている。
【0012】ここに言う所定領域10は、図2に斜視点
線図として記入された辺10a、辺10b、辺10c、
辺10dからなる長方形であり、測定対象物3の位置で
受光光束の光軸と直交する面における受光角φの範囲の
投影断面と同じである。この受光角φの角度に規定され
る投影断面内に光源1から投射され且つ反射する光が受
光素子5に受光される。
線図として記入された辺10a、辺10b、辺10c、
辺10dからなる長方形であり、測定対象物3の位置で
受光光束の光軸と直交する面における受光角φの範囲の
投影断面と同じである。この受光角φの角度に規定され
る投影断面内に光源1から投射され且つ反射する光が受
光素子5に受光される。
【0013】所定領域10を投影した像13は所定領域
10と相似形であり、辺13a、辺13b、辺13c、
辺13dが所定領域10の辺10a、辺10b、辺10
c、辺10dに対応する。つまり、所定領域10を6°
×3°で規定すれば像13の大きさは、受光レンズ4の
焦点距離を20mmに設定すると約2mm×約1mmと
なる。この大きさ・形状から受光素子5の受光面寸法を
約2mm×約1mmとすれば所定領域10内にある測定
対象物3からの反射光を全て受光することができる。
10と相似形であり、辺13a、辺13b、辺13c、
辺13dが所定領域10の辺10a、辺10b、辺10
c、辺10dに対応する。つまり、所定領域10を6°
×3°で規定すれば像13の大きさは、受光レンズ4の
焦点距離を20mmに設定すると約2mm×約1mmと
なる。この大きさ・形状から受光素子5の受光面寸法を
約2mm×約1mmとすれば所定領域10内にある測定
対象物3からの反射光を全て受光することができる。
【0014】一方所定領域10以外からの光は、受光レ
ンズ4に入射しても受光素子5の受光面に入射せず、受
光素子5に受光されることはない。
ンズ4に入射しても受光素子5の受光面に入射せず、受
光素子5に受光されることはない。
【0015】本実施例においては受光角φを上下方向に
3°、左右方向に6°に設定したが、その他の角度に、
又はその他の形状の所定領域となるように設定できるこ
とは言うまでもない。
3°、左右方向に6°に設定したが、その他の角度に、
又はその他の形状の所定領域となるように設定できるこ
とは言うまでもない。
【0016】又本実施例では光源に発光素子LDを使用
したが、その他の光源を単数又は複数使用することがで
き、又受光素子にはPINフォトダイオードやAPD等
が使用可能であることは言うまでもない。
したが、その他の光源を単数又は複数使用することがで
き、又受光素子にはPINフォトダイオードやAPD等
が使用可能であることは言うまでもない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光源から
投光される光束が所定領域と同一又は同一以上の範囲に
照射され、所定領域の範囲が受光光学系によってできる
投影像が受光光学系の焦点面に配置された受光素子の形
状・大きさと一致するから、所定領域以外から入射する
不必要な光が受光されることがないので、受光光学系に
付帯する絞り等の部品が不要となる。そして所定領域を
長方形に設定するときは、受光素子の形状はそれと相似
の長方形であるから、大きさは必要最小限となり、受光
素子が廉価に製造できる。
投光される光束が所定領域と同一又は同一以上の範囲に
照射され、所定領域の範囲が受光光学系によってできる
投影像が受光光学系の焦点面に配置された受光素子の形
状・大きさと一致するから、所定領域以外から入射する
不必要な光が受光されることがないので、受光光学系に
付帯する絞り等の部品が不要となる。そして所定領域を
長方形に設定するときは、受光素子の形状はそれと相似
の長方形であるから、大きさは必要最小限となり、受光
素子が廉価に製造できる。
【図1】光学的測距装置の原理の概念図。
【図2】一実施例における所定領域、受光レンズ及び受
光素子の受光面の関係を示す概念図。
光素子の受光面の関係を示す概念図。
【図3】一実施例における投光光束断面と受光光束断面
(所定領域)を示す図。
(所定領域)を示す図。
【図4】従来例における所定領域、絞り、受光レンズ及
び受光素子の受光面の関係を示す概念図。
び受光素子の受光面の関係を示す概念図。
【図5】従来例における投光光束断面、絞りの開口と受
光光束断面を示す図。
光光束断面を示す図。
1・・・光源 2・・・投光レンズ 3・・・測定対象物 4・・・受光レンズ 5・・・受光素子 7、11・・・投光光束断面 8、12・・・受光光束断面 10・・・所定領域 13・・・所定領域を受光レンズによって投影した像 θ・・・投光角 φ・・・受光角
Claims (2)
- 【請求項1】光源と投光光学系とを有し、前記光源から
出射する光束を所定の投光角で所定領域を照射する投光
手段と、受光光学系と受光素子とを有し、前記所定領域
内にある測定対象物から反射した反射光束を受光して光
電変換する受光手段とを具備し、前記投光手段による前
記光束の投射から前記受光手段による前記反射光束の受
光までの時間を計測して、前記測定対象物までの距離を
測定する光距離センサにおいて、 前記所定の投光角は前記所定領域と同一又は同一以上の
領域を照射するように設定され、前記受光素子は前記受
光光学系の焦点面と一致して配置された受光面を有し、
前記受光面の形状は前記受光光学系によって受光面位置
に投影された前記所定領域の投影像の形状及び大きさと
一致することを特徴とする光距離センサ。 - 【請求項2】前記所定領域は前記光学系の光軸に垂直な
面に対して長方形の断面形状を有し、前記受光素子の受
光面の形状は前記長方形と相似の長方形であることを特
徴とする請求項1に記載の光距離センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5142536A JPH06331732A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | 光距離センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5142536A JPH06331732A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | 光距離センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06331732A true JPH06331732A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=15317643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5142536A Pending JPH06331732A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | 光距離センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06331732A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002202369A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-19 | Nikon Corp | 光信号検出装置及び測距装置 |
KR100760104B1 (ko) * | 2005-06-02 | 2007-09-18 | 엘지전자 주식회사 | 조명 장치 및 이를 이용한 프로젝션 디스플레이 장치 |
JP2015212647A (ja) * | 2014-05-02 | 2015-11-26 | 株式会社リコー | 物体検出装置及びセンシング装置 |
JP2023508621A (ja) * | 2020-12-03 | 2023-03-03 | 深▲せん▼市▲レイ▼神智能系統有限公司 | レーザーレーダー |
-
1993
- 1993-05-24 JP JP5142536A patent/JPH06331732A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002202369A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-19 | Nikon Corp | 光信号検出装置及び測距装置 |
KR100760104B1 (ko) * | 2005-06-02 | 2007-09-18 | 엘지전자 주식회사 | 조명 장치 및 이를 이용한 프로젝션 디스플레이 장치 |
JP2015212647A (ja) * | 2014-05-02 | 2015-11-26 | 株式会社リコー | 物体検出装置及びセンシング装置 |
JP2023508621A (ja) * | 2020-12-03 | 2023-03-03 | 深▲せん▼市▲レイ▼神智能系統有限公司 | レーザーレーダー |
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