JPH0954158A - 広角光波距離測定装置 - Google Patents
広角光波距離測定装置Info
- Publication number
- JPH0954158A JPH0954158A JP7208765A JP20876595A JPH0954158A JP H0954158 A JPH0954158 A JP H0954158A JP 7208765 A JP7208765 A JP 7208765A JP 20876595 A JP20876595 A JP 20876595A JP H0954158 A JPH0954158 A JP H0954158A
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- Japan
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- emitting element
- light emitting
- lens
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ある設定範囲内の多目標に対する同時、高速の
距離計測を可能とすると共に、高精度で且つ高い信頼性
を得る。 【解決手段】クロック発生部21は、周波数fの基準信
号aを発生する。発光素子駆動部22は、発光素子駆動
部22は、基準信号aにより発光素子23を駆動し強度
変調された光波を発生させる。この光波は、投光レンズ
24、ハーフミラー25、投受光レンズ26を経て広角
の投光ビーム27として物体28に照射され、その反射
光は、受光ビーム29-1〜29-nとして、投受光レンズ
26、ハーフミラー25、受光レンズ30を経て受光素
子マトリックス31に入射する。受光素子マトリックス
31で受光された信号は、増幅器32-1〜32-nで増幅
された後、位相検出器33-1〜33-nにより基準信号a
と位相比較され、積分時間後、演算部35により設定範
囲内の物体28に対する距離測定結果として出力され
る。
距離計測を可能とすると共に、高精度で且つ高い信頼性
を得る。 【解決手段】クロック発生部21は、周波数fの基準信
号aを発生する。発光素子駆動部22は、発光素子駆動
部22は、基準信号aにより発光素子23を駆動し強度
変調された光波を発生させる。この光波は、投光レンズ
24、ハーフミラー25、投受光レンズ26を経て広角
の投光ビーム27として物体28に照射され、その反射
光は、受光ビーム29-1〜29-nとして、投受光レンズ
26、ハーフミラー25、受光レンズ30を経て受光素
子マトリックス31に入射する。受光素子マトリックス
31で受光された信号は、増幅器32-1〜32-nで増幅
された後、位相検出器33-1〜33-nにより基準信号a
と位相比較され、積分時間後、演算部35により設定範
囲内の物体28に対する距離測定結果として出力され
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、単一周波数の強度
変調光波を用いて光波発生から物体に反射して返ってく
るまでの位相差により、物体までの距離測定を行なう光
波距離測定装置に関する。
変調光波を用いて光波発生から物体に反射して返ってく
るまでの位相差により、物体までの距離測定を行なう光
波距離測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光波距離測定装置は、図2に示す
ように構成されている。クロック発生部1より周波数f
の基準信号aが出力され、発光素子駆動部2及び位相検
出器13に入力される。発光素子駆動部2は、クロック
発生部1からの基準信号aに基づいてレーザ光を発生す
る発光素子3を駆動する。発光素子3からのレーザ光
は、投光レンズ4、X軸スキャンミラー5、Y軸スキャ
ンミラー6を経て投光ビーム7として目標である物体8
に照射される。この物体8からの反射光は、受光ビーム
9としてY軸スキャンミラー6、X軸スキャンミラー
5、受光レンズ10を経て受光素子11に入射する。こ
の場合、上記X軸スキャンミラー5は、スキャンミラー
制御器12の制御指令で作動するX軸駆動モータ13に
よりX軸を中心としてスキャン駆動される。また、Y軸
スキャンミラー6は、スキャンミラー制御器12の制御
指令で作動するY軸駆動モータ14によりY軸を中心と
してスキャン駆動される。
ように構成されている。クロック発生部1より周波数f
の基準信号aが出力され、発光素子駆動部2及び位相検
出器13に入力される。発光素子駆動部2は、クロック
発生部1からの基準信号aに基づいてレーザ光を発生す
る発光素子3を駆動する。発光素子3からのレーザ光
は、投光レンズ4、X軸スキャンミラー5、Y軸スキャ
ンミラー6を経て投光ビーム7として目標である物体8
に照射される。この物体8からの反射光は、受光ビーム
9としてY軸スキャンミラー6、X軸スキャンミラー
5、受光レンズ10を経て受光素子11に入射する。こ
の場合、上記X軸スキャンミラー5は、スキャンミラー
制御器12の制御指令で作動するX軸駆動モータ13に
よりX軸を中心としてスキャン駆動される。また、Y軸
スキャンミラー6は、スキャンミラー制御器12の制御
指令で作動するY軸駆動モータ14によりY軸を中心と
してスキャン駆動される。
【0003】そして、上記受光素子11に受光レンズ1
0を介して入射した反射光は電気信号に変換され、更に
増幅器15により増幅されて受光信号bとなる。この受
光信号bは、位相検出器16により基準信号aと位相比
較され、スキャンミラー制御器12から出力されるミラ
ー角度信号cと演算部17において演算され、ビームの
スキャン中心からの一意に決定されるある角度の距離に
変換されて記憶される。
0を介して入射した反射光は電気信号に変換され、更に
増幅器15により増幅されて受光信号bとなる。この受
光信号bは、位相検出器16により基準信号aと位相比
較され、スキャンミラー制御器12から出力されるミラ
ー角度信号cと演算部17において演算され、ビームの
スキャン中心からの一意に決定されるある角度の距離に
変換されて記憶される。
【0004】位相検出には、精度を向上するために、あ
る程度の積分時間(数10msec〜数100msec)が必要
となる。この積分時間を満足する間、X軸スキャンミラ
ー5及びY軸スキャンミラー6の角度を保持し、各ミラ
ー5,6の角度を順次変化させてビームをスキャンする
か、または角度分解能当りの移動時間がこの積分時間に
対し、ビーム角度を保持しているのと同等と考え得る速
度でビームを設定範囲スキャンすることにより、この範
囲内の物体8の多点に対する距離を計測して演算部17
に記憶し、インタフェース部18で表示または適当な電
気信号に変換し出力している。
る程度の積分時間(数10msec〜数100msec)が必要
となる。この積分時間を満足する間、X軸スキャンミラ
ー5及びY軸スキャンミラー6の角度を保持し、各ミラ
ー5,6の角度を順次変化させてビームをスキャンする
か、または角度分解能当りの移動時間がこの積分時間に
対し、ビーム角度を保持しているのと同等と考え得る速
度でビームを設定範囲スキャンすることにより、この範
囲内の物体8の多点に対する距離を計測して演算部17
に記憶し、インタフェース部18で表示または適当な電
気信号に変換し出力している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光波距離測
定装置では、投光ビーム、受光ビームの角度をスキャン
ミラー5,6により変更し、ある設定照射範囲の距離計
測を行なっているために、位相検出に必要な積分時間の
間、ビームを保持するか、または角度分解能当りの移動
時間がビームを保持しているのと同等と考え得る速度ビ
ームをスキャンする必要があり、この範囲内の目標に対
して同時で高速に距離計測を行なうことが困難であっ
た。
定装置では、投光ビーム、受光ビームの角度をスキャン
ミラー5,6により変更し、ある設定照射範囲の距離計
測を行なっているために、位相検出に必要な積分時間の
間、ビームを保持するか、または角度分解能当りの移動
時間がビームを保持しているのと同等と考え得る速度ビ
ームをスキャンする必要があり、この範囲内の目標に対
して同時で高速に距離計測を行なうことが困難であっ
た。
【0006】また、単一の発光素子3と受光素子11に
よる機構により、設定範囲の距離計測を行なっているの
で、投光ビーム、受光ビームを機械的にスキャンする機
構が必要であり、計測の精度や装置の信頼性が低いとい
う問題があった。
よる機構により、設定範囲の距離計測を行なっているの
で、投光ビーム、受光ビームを機械的にスキャンする機
構が必要であり、計測の精度や装置の信頼性が低いとい
う問題があった。
【0007】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、ある設定範囲内の多目標に対する同時、高
速の距離計測が可能であると共に、高精度で且つ高い信
頼性が得られる広角光波距離測定装置を提供することを
目的とする。
れたもので、ある設定範囲内の多目標に対する同時、高
速の距離計測が可能であると共に、高精度で且つ高い信
頼性が得られる広角光波距離測定装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る広角光波距
離測定装置は、発光素子と、この発光素子を駆動し単一
周波数の強度変調光波を発生させる発光素子駆動手段
と、上記発光素子で発生した光波を広角ビームに変換し
て目標に照射する投光光学系と、複数の受光素子を2次
元マトリックスに配置してなる受光素子マトリックス
と、上記目標からの複数の反射光を受光ビームして上記
受光素子マトリックスの各受光素子に1対1に対応させ
て受光させる投光光学系と、上記受光素子マトリックス
を構成する各受光素子の受光信号を独立して処理し、光
波発生から目標に反射して返ってくるまでの位相差を検
知して目標までの距離測定を行なう手段とを具備し、予
め設定された範囲の複数目標までの距離を同時に測定す
ることを特徴とする。
離測定装置は、発光素子と、この発光素子を駆動し単一
周波数の強度変調光波を発生させる発光素子駆動手段
と、上記発光素子で発生した光波を広角ビームに変換し
て目標に照射する投光光学系と、複数の受光素子を2次
元マトリックスに配置してなる受光素子マトリックス
と、上記目標からの複数の反射光を受光ビームして上記
受光素子マトリックスの各受光素子に1対1に対応させ
て受光させる投光光学系と、上記受光素子マトリックス
を構成する各受光素子の受光信号を独立して処理し、光
波発生から目標に反射して返ってくるまでの位相差を検
知して目標までの距離測定を行なう手段とを具備し、予
め設定された範囲の複数目標までの距離を同時に測定す
ることを特徴とする。
【0009】(作用)クロック発生部により単一の周波
数の基準信号aを発生して発光素子駆動部に入力する。
発光素子駆動部は、基準信号により発光素子を駆動し強
度変調された光波を発生させる。この光波は、例えば投
光レンズ、ハーフミラー、投受光レンズ等の投光光学系
を経て広角の投光ビームとして目標に照射され、その反
射光は、受光ビームとして、例えば投受光レンズ、ハー
フミラー、受光レンズ等の受光光学系を経て受光素子マ
トリックスに入射する。この受光素子マトリックスは、
複数個の受光素子を2次元マトリックス状に配置したも
のであり、各受光素子が受光する光は、光学系の特性に
より光学系中心からの角度により一意に決定されるある
特定方向に存在する目標からの反射光となる。そして、
上記受光素子マトリックスで受光された信号は、例えば
位相検出器により上記基準信号aと位相比較され、積分
時間後、演算部により設定範囲内の目標に対する距離測
定結果として出力される。
数の基準信号aを発生して発光素子駆動部に入力する。
発光素子駆動部は、基準信号により発光素子を駆動し強
度変調された光波を発生させる。この光波は、例えば投
光レンズ、ハーフミラー、投受光レンズ等の投光光学系
を経て広角の投光ビームとして目標に照射され、その反
射光は、受光ビームとして、例えば投受光レンズ、ハー
フミラー、受光レンズ等の受光光学系を経て受光素子マ
トリックスに入射する。この受光素子マトリックスは、
複数個の受光素子を2次元マトリックス状に配置したも
のであり、各受光素子が受光する光は、光学系の特性に
より光学系中心からの角度により一意に決定されるある
特定方向に存在する目標からの反射光となる。そして、
上記受光素子マトリックスで受光された信号は、例えば
位相検出器により上記基準信号aと位相比較され、積分
時間後、演算部により設定範囲内の目標に対する距離測
定結果として出力される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に係る
広角光波距離測定装置の構成を示ブロック図である。ク
ロック発生部21より単一の周波数fの基準信号aが出
力され、発光素子駆動部22及び位相検出器33-1〜3
3-nに入力される。発光素子駆動部22は、発光素子2
3を駆動し、基準信号aにより強度変調された例えばレ
ーザ光等の光波を発生させる。発光素子23で発生した
光波は、投光レンズ24、ハーフミラー25、投受光レ
ンズ26を経て設定範囲に照射される広角の投光ビーム
27として目標である物体28に照射される。この物体
28からの反射光は、受光ビーム29-1〜29-nとし
て、投受光レンズ26、ハーフミラー25、受光レンズ
30を経て受光素子マトリックス31に入射する。
実施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に係る
広角光波距離測定装置の構成を示ブロック図である。ク
ロック発生部21より単一の周波数fの基準信号aが出
力され、発光素子駆動部22及び位相検出器33-1〜3
3-nに入力される。発光素子駆動部22は、発光素子2
3を駆動し、基準信号aにより強度変調された例えばレ
ーザ光等の光波を発生させる。発光素子23で発生した
光波は、投光レンズ24、ハーフミラー25、投受光レ
ンズ26を経て設定範囲に照射される広角の投光ビーム
27として目標である物体28に照射される。この物体
28からの反射光は、受光ビーム29-1〜29-nとし
て、投受光レンズ26、ハーフミラー25、受光レンズ
30を経て受光素子マトリックス31に入射する。
【0011】この受光素子マトリックス31は、n個の
受光素子を2次元マトリックス状に配置したものであ
り、各受光素子が受光する光は、光学系の特性により光
学系中心からの角度により一意に決定されるある特定方
向に存在する物体28からの反射光となる。すなわち、
受光素子マトリックス31のn個の受光素子が受光する
光は、受光ビーム29-1〜29-nに1対1に対応する。
これらの受光ビーム29-1〜29-nは、受光素子マトリ
ックス31で電気信号に変換されて増幅器32-1〜32
-nに入力され、増幅されて独立した受光信号34-1〜3
4-nとなる。これらの受光信号34-1〜34-nは、位相
検出器33-1〜33-nに入力されて基準信号aと位相比
較され、積分時間後、演算部35により設定範囲内の物
体28に対する特定の一時点における距離測定結果とし
てインタフェース部36へ送られる。このインタフェー
ス部36は、演算部35により求めた測定結果を表示ま
たは適当な電気信号に変換して出力する。
受光素子を2次元マトリックス状に配置したものであ
り、各受光素子が受光する光は、光学系の特性により光
学系中心からの角度により一意に決定されるある特定方
向に存在する物体28からの反射光となる。すなわち、
受光素子マトリックス31のn個の受光素子が受光する
光は、受光ビーム29-1〜29-nに1対1に対応する。
これらの受光ビーム29-1〜29-nは、受光素子マトリ
ックス31で電気信号に変換されて増幅器32-1〜32
-nに入力され、増幅されて独立した受光信号34-1〜3
4-nとなる。これらの受光信号34-1〜34-nは、位相
検出器33-1〜33-nに入力されて基準信号aと位相比
較され、積分時間後、演算部35により設定範囲内の物
体28に対する特定の一時点における距離測定結果とし
てインタフェース部36へ送られる。このインタフェー
ス部36は、演算部35により求めた測定結果を表示ま
たは適当な電気信号に変換して出力する。
【0012】上記のように発光素子駆動部22により発
光素子23を駆動して単一周波数による強度変調した光
波を発生し、投光ビームを広角ビームとする投光光学系
により広範囲に光波を照射し、物体28からの反射光を
受光光学系により、2次元マトリックスに展開された受
光素子マトリックス31の各受光素子に1対1に対応さ
せて受光させ、各受光素子からの受光信号を独立して処
理することにより、ある設定範囲内の複数目標までの距
離を同時に、且つ高速度で測定することができる。
光素子23を駆動して単一周波数による強度変調した光
波を発生し、投光ビームを広角ビームとする投光光学系
により広範囲に光波を照射し、物体28からの反射光を
受光光学系により、2次元マトリックスに展開された受
光素子マトリックス31の各受光素子に1対1に対応さ
せて受光させ、各受光素子からの受光信号を独立して処
理することにより、ある設定範囲内の複数目標までの距
離を同時に、且つ高速度で測定することができる。
【0013】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、あ
る範囲内の多目標に対する同時、高速の距離計測が可能
となり、また、光ビームをスキャンする機構を用いるこ
となく、所定範囲内の目標に対する距離計測を十分な信
頼性と精度をもって行なうことができる。
る範囲内の多目標に対する同時、高速の距離計測が可能
となり、また、光ビームをスキャンする機構を用いるこ
となく、所定範囲内の目標に対する距離計測を十分な信
頼性と精度をもって行なうことができる。
【図1】本発明の一実施形態に係る広角光波距離測定装
置の構成を示すブロック図。
置の構成を示すブロック図。
【図2】従来の光波距離測定装置の構成を示すブロック
図。
図。
21 クロック発生部 22 発光素子駆動部 23 発光素子 24 投光レンズ 25 ハーフミラー 26 投受光レンズ 27 投光ビーム 28 計測目標の物体 29-1〜29-n 受光ビーム 30 受光レンズ 31 受光素子マトリックス 32-1〜32-n 増幅器 33-1〜33-n 位相検出器 34-1〜34-n 受光信号 35 演算部 36 インタフェース部
Claims (1)
- 【請求項1】 発光素子と、この発光素子を駆動し単一
周波数の強度変調光波を発生させる発光素子駆動手段
と、上記発光素子で発生した光波を広角ビームに変換し
て目標に照射する投光光学系と、複数の受光素子を2次
元マトリックスに配置してなる受光素子マトリックス
と、上記目標からの複数の反射光を受光ビームして上記
受光素子マトリックスの各受光素子に1対1に対応させ
て受光させる投光光学系と、上記受光素子マトリックス
を構成する各受光素子の受光信号を独立して処理し、光
波発生から目標に反射して返ってくるまでの位相差を検
知して目標までの距離測定を行なう手段とを具備し、予
め設定された範囲の複数目標までの距離を同時に測定す
ることを特徴とする広角光波距離測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7208765A JPH0954158A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 広角光波距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7208765A JPH0954158A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 広角光波距離測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0954158A true JPH0954158A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16561726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7208765A Withdrawn JPH0954158A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 広角光波距離測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0954158A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002097367A2 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-05 | Eagle Ray Corporation | Optical sensor for distance measurement |
JP2006250716A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Ricoh Co Ltd | 位置検出装置 |
JP2007218807A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ監視装置 |
US7834305B2 (en) | 2004-07-30 | 2010-11-16 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Image processing device |
JP2020153798A (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社リコー | 光学装置、測距光学系ユニット、測距装置及び測距システム |
-
1995
- 1995-08-16 JP JP7208765A patent/JPH0954158A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002097367A2 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-05 | Eagle Ray Corporation | Optical sensor for distance measurement |
WO2002097367A3 (en) * | 2001-05-30 | 2003-07-10 | Eagle Ray Corp | Optical sensor for distance measurement |
US7834305B2 (en) | 2004-07-30 | 2010-11-16 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Image processing device |
JP2006250716A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Ricoh Co Ltd | 位置検出装置 |
JP4549206B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2010-09-22 | 株式会社リコー | 位置検出装置 |
JP2007218807A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ監視装置 |
JP2020153798A (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社リコー | 光学装置、測距光学系ユニット、測距装置及び測距システム |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |