JPH0789058B2 - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JPH0789058B2 JPH0789058B2 JP61136763A JP13676386A JPH0789058B2 JP H0789058 B2 JPH0789058 B2 JP H0789058B2 JP 61136763 A JP61136763 A JP 61136763A JP 13676386 A JP13676386 A JP 13676386A JP H0789058 B2 JPH0789058 B2 JP H0789058B2
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- Focusing (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 本発明は距離測定装置に関し、特にアクテイブ方式によ
り対象物の任意の位置までの距離が測定出来、対象物の
３次元形状の測定等にも適用可能な距離測定装置に関す
る。
り対象物の任意の位置までの距離が測定出来、対象物の
３次元形状の測定等にも適用可能な距離測定装置に関す
る。
〈従来技術〉 従来より、画像センサなどを用いて距離情報や３次元形
状に関する情報を取得する方法として、光切断法（スリ
ツト法）、ステレオ法などが知られている。
状に関する情報を取得する方法として、光切断法（スリ
ツト法）、ステレオ法などが知られている。
光切断法は、対象物表面にスリツト光を投射し、対象物
面上の投射線を投射方向と別の方向から観測し、対象物
の断面形状、距離などの情報を得るものである。この方
法では、撮像側は固定され、スリツト投射方向を少しず
つ換えながら複数枚の画像スリツト１本ごとに撮像して
３次元情報を取得する。
面上の投射線を投射方向と別の方向から観測し、対象物
の断面形状、距離などの情報を得るものである。この方
法では、撮像側は固定され、スリツト投射方向を少しず
つ換えながら複数枚の画像スリツト１本ごとに撮像して
３次元情報を取得する。
また、出願人が提案した特願昭59-44920号などにおける
ステレオ法は、像倍率の等しい光学系と組み合わされた
２次元の撮像素子を所定基線長だけ離して配置し、異な
る方向からみた２次元画像を得、２枚の画情報のずれか
ら対象物の各位置の高さ（撮像系までの距離）を算出す
るものである。
ステレオ法は、像倍率の等しい光学系と組み合わされた
２次元の撮像素子を所定基線長だけ離して配置し、異な
る方向からみた２次元画像を得、２枚の画情報のずれか
ら対象物の各位置の高さ（撮像系までの距離）を算出す
るものである。
ところが、光切断法では、撮像時のスリツト投射方向の
制御が面倒で、撮像に時間がかかる問題がある。また、
複数枚のスリツト画像から３次元情報を得るため、処理
する情報量が多く、最終的な情報取得までに多大な時間
を要する欠点があった。
制御が面倒で、撮像に時間がかかる問題がある。また、
複数枚のスリツト画像から３次元情報を得るため、処理
する情報量が多く、最終的な情報取得までに多大な時間
を要する欠点があった。
また、ステレオ法ではスリツト走査などの制御は必要な
いが、一般的に従来方式はパツシブ方式であるため、対
象物表面が滑らかで、一様な輝度を有している場合には
２つの撮像素子で得られる像のコントラストが低下し、
２枚の画像を比較による距離測定が不可能になる問題が
ある。このような測定が不可能になってしまうケースは
像倍率が大きくなる近距離において出現頻度が多く、し
たがって、対象物の形状、色、サイズ、距離などが限定
されてしまうという欠点を有していた。
いが、一般的に従来方式はパツシブ方式であるため、対
象物表面が滑らかで、一様な輝度を有している場合には
２つの撮像素子で得られる像のコントラストが低下し、
２枚の画像を比較による距離測定が不可能になる問題が
ある。このような測定が不可能になってしまうケースは
像倍率が大きくなる近距離において出現頻度が多く、し
たがって、対象物の形状、色、サイズ、距離などが限定
されてしまうという欠点を有していた。
〈発明の概要〉 本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、対象物の種
類によらず常に精度良い測定を比較的短時間で行ない得
る距離測定装置を提供することにある。
類によらず常に精度良い測定を比較的短時間で行ない得
る距離測定装置を提供することにある。
上記目的を達成する為に、本発明に係る距離測定装置
は、光軸を平行に、かつ基線距離隔てて配置された複数
の光学系と、前記光学系の一つを通して複数のパターン
光束を対象物に照射する光源手段と、対象物上の前記パ
ターン光束による像を前記と異なる光学系を通して受像
する二次元画像センサとを設け、この二次元画像センサ
により検出された前記対象物上のパターン光束による光
像の位置から、対象物の所定の位置までの距離を測定す
る装置であって、前記光源手段から出射するパターン光
束による光像の移動方向と前記二次元画像センサの走査
線方向とが一致すると共に、該走査線方向に前記パター
ン光束による光像が複数配列される様に構成したことを
特徴としている。
は、光軸を平行に、かつ基線距離隔てて配置された複数
の光学系と、前記光学系の一つを通して複数のパターン
光束を対象物に照射する光源手段と、対象物上の前記パ
ターン光束による像を前記と異なる光学系を通して受像
する二次元画像センサとを設け、この二次元画像センサ
により検出された前記対象物上のパターン光束による光
像の位置から、対象物の所定の位置までの距離を測定す
る装置であって、前記光源手段から出射するパターン光
束による光像の移動方向と前記二次元画像センサの走査
線方向とが一致すると共に、該走査線方向に前記パター
ン光束による光像が複数配列される様に構成したことを
特徴としている。
尚、本発明の更なる特徴は以下に示す実施例に載されて
いる。
いる。
〈実施例〉 第１図は本発明に係る距離測定装置の一実施例を示す光
学系概略図である。図中、１及び２は基線距離隔てて配
されたレンズで、互いの光軸は平行であり且つ又夫々の
レンズ1,2の物体側主平面は同一平面上に存している。
又、本実施例に於てはレンズ1,2は互いに焦点距離が等
しいものを使用している。３は発光ダイオード，レーザ
ダイオード等の複数の小型発光源31，32・・・・3nを基
板上に配置した光源装置、４はCCD等から成る画像セン
サ、５は測距の対象物、６はパターン投射用のマスク
で、遮光性部材に複数の透光部61，62，・・・・6nから
なる開口パターンが設けてあり、レンズ１の焦点近傍に
配置されている。
学系概略図である。図中、１及び２は基線距離隔てて配
されたレンズで、互いの光軸は平行であり且つ又夫々の
レンズ1,2の物体側主平面は同一平面上に存している。
又、本実施例に於てはレンズ1,2は互いに焦点距離が等
しいものを使用している。３は発光ダイオード，レーザ
ダイオード等の複数の小型発光源31，32・・・・3nを基
板上に配置した光源装置、４はCCD等から成る画像セン
サ、５は測距の対象物、６はパターン投射用のマスク
で、遮光性部材に複数の透光部61，62，・・・・6nから
なる開口パターンが設けてあり、レンズ１の焦点近傍に
配置されている。
第１図において、P1，P2は被写体の異なる位置をそれぞ
れ示しており、レンズ1,2の被写界深度はこれらの２つ
の位置を充分カバーできる深さを有するものとする。
れ示しており、レンズ1,2の被写界深度はこれらの２つ
の位置を充分カバーできる深さを有するものとする。
第２図はマスク６の開口パターンの一例を示したもの
で、前述したように、マスク６には細い長方形のスリツ
ト状の透光部6nが複数個配列されている。図において、
透光部6nはその横方向の中心を細線AXで示すように、水
平方向に疎、垂直方向に比較的密な配列パターンとなっ
ており、結果として斜め方向に延びるスリツト列を形成
している。透光部6nの密度、配列は必要な測定精度、使
用する画像センサの縦横の解像力に応じて定めればよい
ので、上記のような構成に限定されるものではなく、種
々のパターンを使用可能である。マスク６の透光部6nの
水平方向の密度を第２図のように比較的低くしたのは、
後述のように対象物５の距離により画像センサ４上での
光像の位置が水平方向に移動するため、検出を行なえる
距離範囲を大きくとるためである。
で、前述したように、マスク６には細い長方形のスリツ
ト状の透光部6nが複数個配列されている。図において、
透光部6nはその横方向の中心を細線AXで示すように、水
平方向に疎、垂直方向に比較的密な配列パターンとなっ
ており、結果として斜め方向に延びるスリツト列を形成
している。透光部6nの密度、配列は必要な測定精度、使
用する画像センサの縦横の解像力に応じて定めればよい
ので、上記のような構成に限定されるものではなく、種
々のパターンを使用可能である。マスク６の透光部6nの
水平方向の密度を第２図のように比較的低くしたのは、
後述のように対象物５の距離により画像センサ４上での
光像の位置が水平方向に移動するため、検出を行なえる
距離範囲を大きくとるためである。
第１図、第２図の構成において、光源装置３で照明さ
れ、透光部61を通過した光束はレンズ１を通って、対象
物５の位置に応じてそれぞれ対象物５上の符号P1，P2に
示す位置に光像を結ぶ。そしてP1，P2上の光像F1，F2は
それぞれレンズ２を通って画像センサ４上の位置D1，D2
に光像を結ぶ。
れ、透光部61を通過した光束はレンズ１を通って、対象
物５の位置に応じてそれぞれ対象物５上の符号P1，P2に
示す位置に光像を結ぶ。そしてP1，P2上の光像F1，F2は
それぞれレンズ２を通って画像センサ４上の位置D1，D2
に光像を結ぶ。
ステレオ法の原理から分るように、光像Dnの位置は反射
点の距離、すなわち対象物５の位置P1，P2の距離によ
り、レンズ1,2の配置方向に平行な直線上（基線方向）
を移動することになる。したがって、対象物５表面の測
定装置からの距離分布を光像Dnの水平方向の密度の分布
として検出することが可能となる。すなわち、画像セン
サ４の出力波形をコンピユータシステムなどを用いた画
像処理装置により観測することにより対象物５の表面の
光像位置（光束投射点）までの距離を３角測量の原理に
より容易に求めることができる。
点の距離、すなわち対象物５の位置P1，P2の距離によ
り、レンズ1,2の配置方向に平行な直線上（基線方向）
を移動することになる。したがって、対象物５表面の測
定装置からの距離分布を光像Dnの水平方向の密度の分布
として検出することが可能となる。すなわち、画像セン
サ４の出力波形をコンピユータシステムなどを用いた画
像処理装置により観測することにより対象物５の表面の
光像位置（光束投射点）までの距離を３角測量の原理に
より容易に求めることができる。
さて、本実施例に於ては測距可能な距離範囲を拡げる為
に、レンズ1,2の被写界深度を大きくするだけでなく、
対象物５に照射するパターン光束に工夫を施している。
即ち、第１図に於て、マスク６の透光部61，62・・・・
6nは点光源と見なすことが出来、通常の照明法によりマ
スク６の開口パターンを照明する際、夫々の透光部61，
62・・・・6nから出射した光は拡散し、レンズ１の瞳全
体を通過してレンズ１を介して対象物５に指向される。
この様な方法で対象物５にパターン光束を照射すると、
たとえレンズ１に被写界深度の大きいものを使用したと
しても得られる測距範囲には限界があり、画像センサ４
上には開口パターンの光像のぼけた像が結像されること
になって、光像位置の検出を困難にする。
に、レンズ1,2の被写界深度を大きくするだけでなく、
対象物５に照射するパターン光束に工夫を施している。
即ち、第１図に於て、マスク６の透光部61，62・・・・
6nは点光源と見なすことが出来、通常の照明法によりマ
スク６の開口パターンを照明する際、夫々の透光部61，
62・・・・6nから出射した光は拡散し、レンズ１の瞳全
体を通過してレンズ１を介して対象物５に指向される。
この様な方法で対象物５にパターン光束を照射すると、
たとえレンズ１に被写界深度の大きいものを使用したと
しても得られる測距範囲には限界があり、画像センサ４
上には開口パターンの光像のぼけた像が結像されること
になって、光像位置の検出を困難にする。
しかしながら、本実施例では光源装置３をマスク６から
離れた位置に配し、光源装置３上に存する小型発光源
31，32・・・・3nから出射する光が、夫々対応する単一
の透光部61，62・・・・6nを通過し瞳に入射する様に構
成しており、この様に構成することにより、マスク６を
介して得られる複数のパターン光束の夫々はレンズ１の
瞳径と比較して小さな光束径を有し、従って、図示する
様に極めて細い光ビームが対象物５に指向される為に、
対象物５が合焦点位置から大きく離れた位置にあっても
画像センサ４上の光像のぼけを小さく抑えることが出来
た。又、本実施例に於ては各小型発光源31，32・・・・
3nと対応する夫々の透光部61，62・・・・6nとを結ぶ線
がレンズ１の中心付近を通過する様に構成し、各透光部
61，62・・・・6nへ入射する対応する小型発光源以外か
らの光はレンズ１の瞳に入射しない様になっている。
尚、必要に応じてマスク６の厚さを厚くしたり、各透光
部61，62・・・・6nの間に遮光枠を設けたりして、各小
型発光源と透光部が確実に1:1に対応する様に構成して
も良い。
離れた位置に配し、光源装置３上に存する小型発光源
31，32・・・・3nから出射する光が、夫々対応する単一
の透光部61，62・・・・6nを通過し瞳に入射する様に構
成しており、この様に構成することにより、マスク６を
介して得られる複数のパターン光束の夫々はレンズ１の
瞳径と比較して小さな光束径を有し、従って、図示する
様に極めて細い光ビームが対象物５に指向される為に、
対象物５が合焦点位置から大きく離れた位置にあっても
画像センサ４上の光像のぼけを小さく抑えることが出来
た。又、本実施例に於ては各小型発光源31，32・・・・
3nと対応する夫々の透光部61，62・・・・6nとを結ぶ線
がレンズ１の中心付近を通過する様に構成し、各透光部
61，62・・・・6nへ入射する対応する小型発光源以外か
らの光はレンズ１の瞳に入射しない様になっている。
尚、必要に応じてマスク６の厚さを厚くしたり、各透光
部61，62・・・・6nの間に遮光枠を設けたりして、各小
型発光源と透光部が確実に1:1に対応する様に構成して
も良い。
又、本実施例では対象物５が近距離に存在していても、
測定範囲内に対象物５が位置する場合は、対象物５上に
光源像が合焦状態で結像されることがない様に各要素を
配置しており、測定範囲内であれば常に精度良い距離測
定が可能である。
測定範囲内に対象物５が位置する場合は、対象物５上に
光源像が合焦状態で結像されることがない様に各要素を
配置しており、測定範囲内であれば常に精度良い距離測
定が可能である。
第３図は画像センサ４としてTVカメラ用の２次元CDDセ
ンサを用いた場合の１本の走査線（第２図の細線AXに対
応）の出力波形Ｏを示したものである。ここでは図の左
右方向を画像センサ４の水平方向の距離に対応させてあ
る。上記から明らかなように、この走査線と同一直線上
にあるマスク板６の透光部6nに対応して出力値が極大値
Ｍを示す。１つの透光部6nに対応して出現する出力波形
の極大値の左右位置はその位置が限定されており、他の
透光部による極大値出現範囲と分離されているので、透
光部6nとその窓を通過した光束の画像センサ４への入射
位置は容易に対応づけることができる。したがって、従
来のステレオ法におけるように近距離におけるコントラ
スト低下による測定不能などの不都合を生じることな
く、確実に対象物６の任意の位置までの距離や３次元情
報を取得することができる。また、従来のステレオ方式
と異なり、光源を用いて照明を行なうアクテイブ方式を
採用しているので、近距離の対象物の測定では光源の光
量が小さくて済む利点がある。また、画像センサ出力の
極大値の大きさから、対象物の光像位置の傾斜角を推定
することも可能である。
ンサを用いた場合の１本の走査線（第２図の細線AXに対
応）の出力波形Ｏを示したものである。ここでは図の左
右方向を画像センサ４の水平方向の距離に対応させてあ
る。上記から明らかなように、この走査線と同一直線上
にあるマスク板６の透光部6nに対応して出力値が極大値
Ｍを示す。１つの透光部6nに対応して出現する出力波形
の極大値の左右位置はその位置が限定されており、他の
透光部による極大値出現範囲と分離されているので、透
光部6nとその窓を通過した光束の画像センサ４への入射
位置は容易に対応づけることができる。したがって、従
来のステレオ法におけるように近距離におけるコントラ
スト低下による測定不能などの不都合を生じることな
く、確実に対象物６の任意の位置までの距離や３次元情
報を取得することができる。また、従来のステレオ方式
と異なり、光源を用いて照明を行なうアクテイブ方式を
採用しているので、近距離の対象物の測定では光源の光
量が小さくて済む利点がある。また、画像センサ出力の
極大値の大きさから、対象物の光像位置の傾斜角を推定
することも可能である。
以上のようにして、対象物５表面の測定系からの距離を
２次元の画像センサ４を介して測定することができる。
以上の構成によれば、光切断法のように機械的な走査を
行なう必要なく、対象物５全面の３次元情報を１回の画
像読み取りで抽出することができる。
２次元の画像センサ４を介して測定することができる。
以上の構成によれば、光切断法のように機械的な走査を
行なう必要なく、対象物５全面の３次元情報を１回の画
像読み取りで抽出することができる。
また、後の画像処理も光像の左右方向の分布のみに関し
て行なえばよいので、簡単かつ高速な処理が可能であ
る。さらに、本実施例によれば、画像センサ４上の構造
の画像をそのまま２値化するなどしてCRTデイスプレイ
や、ハードコピー装置に出力して視覚的な３次元表現を
行なうことができる。
て行なえばよいので、簡単かつ高速な処理が可能であ
る。さらに、本実施例によれば、画像センサ４上の構造
の画像をそのまま２値化するなどしてCRTデイスプレイ
や、ハードコピー装置に出力して視覚的な３次元表現を
行なうことができる。
本実施例による距離測定方式もしくは３次元情報処理方
式は、いわば多数の触針を物体に押し付けて触針の基準
面からの突出量の変化により物体形状を知覚する方法を
光学的に非接触で行なうものであり、高速かつ正確な処
理が可能なため、実時間処理が必要とされるロボツトな
どの視覚センサとして用いることが可能である。特に比
較的近距離に配置された対象物の形状、姿勢などを知覚
し、対象物の把握、回避などの動作を行なわせる場合に
有効である。
式は、いわば多数の触針を物体に押し付けて触針の基準
面からの突出量の変化により物体形状を知覚する方法を
光学的に非接触で行なうものであり、高速かつ正確な処
理が可能なため、実時間処理が必要とされるロボツトな
どの視覚センサとして用いることが可能である。特に比
較的近距離に配置された対象物の形状、姿勢などを知覚
し、対象物の把握、回避などの動作を行なわせる場合に
有効である。
以上では対象物５に対する光束投射パターンを光源およ
びマスク６により形成したが、マスク６の平面位置に指
向性のある点光源を複数配置することによっても同様の
効果を得ることが可能である。
びマスク６により形成したが、マスク６の平面位置に指
向性のある点光源を複数配置することによっても同様の
効果を得ることが可能である。
第４図は本発明に係る距離測定装置の他の実施例を示す
光学系概略図である。図中、第１図の実施例と同部材に
は同符号を符してあり、７は微小凸レンズからなるレン
ズアレイ、８はフイールドレンズを示す。
光学系概略図である。図中、第１図の実施例と同部材に
は同符号を符してあり、７は微小凸レンズからなるレン
ズアレイ、８はフイールドレンズを示す。
本実施例の距離測定装置は第１図の装置と基本的な構成
が等しく、又、測距の原理も全く同じである。本実施例
と第１図に示した実施例との違いはパターン光束を得る
為の光源手段の構成にあり、第４図に示す如く、光源装
置３とマスク６との間に光源装置３上の小型発光源31，
32・・・・3nと1:1に対応する様に微小凸レンズを配し
たレンズアレイ７を設置し、更に、マスク６を透過した
光束が確実にレンズ１の瞳に入射する様にマスク６の後
段にフイールドレンズ８を設置している。即ち、小型発
光源31，32・・・・3nから出射した光はレンズアレイ７
の対応する微小凸レンズの作用で集光され対応するマス
ク６の透光部61，62・・・・6nに効率良く指向される。
従って、マスク６を介して得られるパターン光束の光量
を増加させることが出来、画像センサ４上に投影される
マスク６の開口パターン像を明るくして測定感度を向上
させる。本実施例に於てもマスク６の透光部61，62・・
・6nを通過する光束の広がり角は小さく、対象物５には
細い光ビームとしてパターン光束が照射される。従っ
て、対象物５の位置P1，P2が大きく異なっていても画像
センサ４上の開口パターンの光像のぼけは小さく、常に
精度の良い測定が可能である。
が等しく、又、測距の原理も全く同じである。本実施例
と第１図に示した実施例との違いはパターン光束を得る
為の光源手段の構成にあり、第４図に示す如く、光源装
置３とマスク６との間に光源装置３上の小型発光源31，
32・・・・3nと1:1に対応する様に微小凸レンズを配し
たレンズアレイ７を設置し、更に、マスク６を透過した
光束が確実にレンズ１の瞳に入射する様にマスク６の後
段にフイールドレンズ８を設置している。即ち、小型発
光源31，32・・・・3nから出射した光はレンズアレイ７
の対応する微小凸レンズの作用で集光され対応するマス
ク６の透光部61，62・・・・6nに効率良く指向される。
従って、マスク６を介して得られるパターン光束の光量
を増加させることが出来、画像センサ４上に投影される
マスク６の開口パターン像を明るくして測定感度を向上
させる。本実施例に於てもマスク６の透光部61，62・・
・6nを通過する光束の広がり角は小さく、対象物５には
細い光ビームとしてパターン光束が照射される。従っ
て、対象物５の位置P1，P2が大きく異なっていても画像
センサ４上の開口パターンの光像のぼけは小さく、常に
精度の良い測定が可能である。
又、フイールドレンス８はマスク６の透光部61，62・・
・・6n、レンズアレイ７、光源装置３の小型発光源31，
32・・・・3nの位置の整合方法によっては第１図の如く
省略することも出来る。
・・6n、レンズアレイ７、光源装置３の小型発光源31，
32・・・・3nの位置の整合方法によっては第１図の如く
省略することも出来る。
また、以上の説明では、簡略化のために、装置の主要部
のみを図示し、信号処理系や遮閉のための筺体等の図示
を省略したが、これらの部材は必要に応じて当業者にお
いて従来どおり適当なものを設ければよい。また光学系
は単レンズのみを図示したが、複数エレメントから成る
光学系、ミラーなどを含む光学系を用いることもでき
る。更に、上記の各実施例では、２つの同一焦点距離の
光学系を用いる構成を示したが、必要に応じて異なる焦
点距離の光学系を３系統以上を用いることも考えられ
る。ただし、諸収差のそろった同一焦点距離の同一の光
学系を用いるのが最も簡単である。
のみを図示し、信号処理系や遮閉のための筺体等の図示
を省略したが、これらの部材は必要に応じて当業者にお
いて従来どおり適当なものを設ければよい。また光学系
は単レンズのみを図示したが、複数エレメントから成る
光学系、ミラーなどを含む光学系を用いることもでき
る。更に、上記の各実施例では、２つの同一焦点距離の
光学系を用いる構成を示したが、必要に応じて異なる焦
点距離の光学系を３系統以上を用いることも考えられ
る。ただし、諸収差のそろった同一焦点距離の同一の光
学系を用いるのが最も簡単である。
又、上記各実施例では光源として、１枚の基板上に構成
配置したLED等の小型発光源のアレイとして示したが、
通常の個別部品を並べて使用することや凸レンズ状のガ
ラスで封止した個別部品を並べて第４図のレンズアレイ
７を省くことも可能である。又、小型発光源アレイの基
板を凸レンズアレイ状の透明体で封止することも考えら
れる。
配置したLED等の小型発光源のアレイとして示したが、
通常の個別部品を並べて使用することや凸レンズ状のガ
ラスで封止した個別部品を並べて第４図のレンズアレイ
７を省くことも可能である。又、小型発光源アレイの基
板を凸レンズアレイ状の透明体で封止することも考えら
れる。
又、以上説明した実施例に於ては、２次元に配列された
複数の透光部を有する開口パターンの光像をCCD等の２
次元画像センサで検出して測定を行なう方法を示した
が、例えば、複数の透光部を１次元に所定間隔毎に配し
た開口パターンを対象的に投射し、該開口パターンの光
像を長手方向にセンサ列を有する画像センサで受像して
特定の方向に沿った対象物の形状を検知しても良い。
複数の透光部を有する開口パターンの光像をCCD等の２
次元画像センサで検出して測定を行なう方法を示した
が、例えば、複数の透光部を１次元に所定間隔毎に配し
た開口パターンを対象的に投射し、該開口パターンの光
像を長手方向にセンサ列を有する画像センサで受像して
特定の方向に沿った対象物の形状を検知しても良い。
又、対象物からのパターン光束を受ける第２の光学系を
２つ以上とし、測距の視野を広げることも可能であり、
更に第２の光学系を所定の駆動装置を用いて平行移動さ
せることによっても測距の視野を広げることが可能であ
る。又、逆に複数のパターン光束を対象物に照射する第
１の光学系と光源手段とを所定の駆動装置を用いて平行
移動させても同様の機能を得ることが出来る。
２つ以上とし、測距の視野を広げることも可能であり、
更に第２の光学系を所定の駆動装置を用いて平行移動さ
せることによっても測距の視野を広げることが可能であ
る。又、逆に複数のパターン光束を対象物に照射する第
１の光学系と光源手段とを所定の駆動装置を用いて平行
移動させても同様の機能を得ることが出来る。
本発明よれば、対象物に照射されるパターン光束は出来
る限り広がり角が小さい細い光ビームであることが好ま
しいが、その限界は主として画像センサの感度に依存す
る為、使用可能なセンサの感度や光源出力、要求される
測定精度、仕様に併せて決定される。
る限り広がり角が小さい細い光ビームであることが好ま
しいが、その限界は主として画像センサの感度に依存す
る為、使用可能なセンサの感度や光源出力、要求される
測定精度、仕様に併せて決定される。
又、光学系の倍率や基線長の長さ、即ち第１図の第１の
光学系と第２の光学系との間の距離、マスクの透光部の
ピツチ等は測定すべき測距範囲を考慮して決定すれば良
い。
光学系と第２の光学系との間の距離、マスクの透光部の
ピツチ等は測定すべき測距範囲を考慮して決定すれば良
い。
〈発明の効果〉 以上、本発明に係る距離測定装置は、アクテイブ方式を
採用することで対象物の種類は位置によらず短時間且つ
高精度の測距を達成し、又、特に光像の移動方向と前記
二次元画像センサの走査線方向とが一致すると共に、該
走査線方向に前記パターン光束による光像が複数配列さ
れるように構成したことにより、短時間且つ高精度で対
象物からの３次元情報を取得することが出来、ロボツト
等の視覚センサとしての好適な装置である。
採用することで対象物の種類は位置によらず短時間且つ
高精度の測距を達成し、又、特に光像の移動方向と前記
二次元画像センサの走査線方向とが一致すると共に、該
走査線方向に前記パターン光束による光像が複数配列さ
れるように構成したことにより、短時間且つ高精度で対
象物からの３次元情報を取得することが出来、ロボツト
等の視覚センサとしての好適な装置である。
第１図は本発明に係る距離測定装置の一実施例を示す光
学系概略図。 第２図はマスクの開口パターンの一例を示す図。 第３図は画像センサとしてCCDを用いた際の１本の走査
線の出力波形を示す図。 第４図は本発明に係る距離測定装置の他の実施例を示す
光学系概略図。 1,2……レンズ ３……光源装置 31，32……3n……小型発光源 ４……画像センサ ５……対象物 ６……マスク 61，62……6n……透光部 ７……レンズアレイ ８……フイールドレンズ
学系概略図。 第２図はマスクの開口パターンの一例を示す図。 第３図は画像センサとしてCCDを用いた際の１本の走査
線の出力波形を示す図。 第４図は本発明に係る距離測定装置の他の実施例を示す
光学系概略図。 1,2……レンズ ３……光源装置 31，32……3n……小型発光源 ４……画像センサ ５……対象物 ６……マスク 61，62……6n……透光部 ７……レンズアレイ ８……フイールドレンズ
Claims (2)
- 【請求項１】光軸を平行に、かつ基線距離隔てて配置さ
れた複数の光学系と、前記光学系の一つを通して複数の
パターン光束を対象物に照射する光源手段と、対象物上
の前記パターン光束による像を前記と異なる光学系を通
して受像する二次元画像センサとを設け、この二次元画
像センサにより検出された前記対象物上のパターン光束
による光像の位置から、対象物の所定の位置までの距離
を測定する装置であって、前記光源手段から出射するパ
ターン光束による光像の移動方向と前記二次元画像セン
サの走査線方向とが一致すると共に、該走査線方向に前
記パターン光束による光像が複数配列されるように構成
したことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項２】前記光源手段が、複数の透光部を有するマ
スクと、前記複数の透光部に一対一に対応してマスクを
照明する複数の発光部からなることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の距離測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136763A JPH0789058B2 (ja) | 1986-06-11 | 1986-06-11 | 距離測定装置 |
| FR868617220A FR2591329B1 (fr) | 1985-12-10 | 1986-12-09 | Appareil et procede de traitement d'informations tridimensionnelles |
| DE19863642051 DE3642051A1 (de) | 1985-12-10 | 1986-12-09 | Verfahren zur dreidimensionalen informationsverarbeitung und vorrichtung zum erhalten einer dreidimensionalen information ueber ein objekt |
| US07/289,456 US4867570A (en) | 1985-12-10 | 1988-12-22 | Three-dimensional information processing method and apparatus for obtaining three-dimensional information of object by projecting a plurality of pattern beams onto object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136763A JPH0789058B2 (ja) | 1986-06-11 | 1986-06-11 | 距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62291511A JPS62291511A (ja) | 1987-12-18 |
| JPH0789058B2 true JPH0789058B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=15182935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61136763A Expired - Fee Related JPH0789058B2 (ja) | 1985-12-10 | 1986-06-11 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789058B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2643453B2 (ja) * | 1989-06-16 | 1997-08-20 | キヤノン株式会社 | 自動焦点検出用の投光系 |
| US20190086198A1 (en) * | 2015-09-23 | 2019-03-21 | East Carolina University | Methods, systems and computer program products for determining object distances and target dimensions using light emitters |
| JP6757391B2 (ja) * | 2018-11-19 | 2020-09-16 | Dmg森精機株式会社 | 測定方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5521282B2 (ja) * | 1972-10-05 | 1980-06-09 | ||
| JPS5350856A (en) * | 1976-10-20 | 1978-05-09 | Hitachi Ltd | Distance measuring device |
| JPS589013A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-19 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 測距装置 |
| JPS59183325A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-18 | Canon Inc | 光電変換装置 |
| JPS6043973A (ja) * | 1983-08-20 | 1985-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ビデオカメラの自動焦点調節装置 |
| JPS60218016A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-10-31 | Kajima Corp | 掘削面形状の計測装置 |
-
1986
- 1986-06-11 JP JP61136763A patent/JPH0789058B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62291511A (ja) | 1987-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |