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レーザ距離画像生成装置及び方法

国内特許コード P08A014144
掲載日 2008年12月19日
出願番号 特願2004-147933
公開番号 特開2005-331273
登録番号 特許第3962929号
出願日 平成16年5月18日(2004.5.18)
公開日 平成17年12月2日(2005.12.2)
登録日 平成19年6月1日(2007.6.1)
発明者
  • 秋山 晃
  • 神田 和久
  • 柿本 至輝
出願人
  • 防衛装備庁長官
  • 日本電気株式会社
発明の名称 レーザ距離画像生成装置及び方法
発明の概要 【課題】 大幅な大型化を招くことなくフレーム周期を短縮できるレーザ距離画像生成装置を提供する。
【解決手段】 レーザ距離画像生成装置において、パルスレーザビームで走査する視野領域を複数の画素領域とし、複数の検知素子を1対1で対応させる。パルスレーザビームの走査を複数の画素領域を単位として行うとともに、反射レーザビームの検知を対応する複数の検知素子を単位として行う。各検知単位の複数の検知素子の出力を、他の検知単位の複数の検知素子であって検知単位内で同一位置にある検知素子の出力と集約し、パルスカウント回路の数を抑える。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


従来のレーザ距離画像生成装置について図11を参照して説明する。



図11(a)のレーザ距離画像生成装置は、パルスレーザ発生装置70、レーザ走査装置71、受光光学部75、検知素子76、アンプ回路77、パルスカウント回路78、処理部79及び制御部81を有している。



パルスレーザ発生装置70は、制御部81からの指令(レーザトリガ)に応じてパルスレーザ光を発生させ、レーザ走査装置71へ出力する。同時に、パルスレーザ発生装置70は、レーザ送信信号80を処理部79へ出力する。



レーザ走査装置71は、制御部81からの走査位置指令に基づき、パルスレーザ発生装置70からのパルスレーザ光を目標へ向けて照射しつつ走査する。換言すると、レーザ走査装置71は、走査パルスレーザ72の照射位置を制御する。このとき、レーザ走査装置71は、パルスレーザ発生装置70からの出力レーザ光をそのまま使うため、走査パルスレーザ72はペンシルビームである。



受光光学部75は、目標73からの反射レーザ信号74を検知素子76の受光面に集光する。



検知素子76は、入力光を電気信号に変換する。アンプ回路77は、検知素子76からの電気信号を増幅してパルスカウント回路78へ出力する。



パルスカウント回路78は、クロックカウンタを有しており、処理部79の指令に基づき、レーザ送信信号80が処理部79に入力されてから、アンプ回路77からの電気信号がパルスカウント回路78に入力されるまでの時間をカウントする。



処理部79は、パルスカウント回路78がカウントした時間に基づき、このレーザ距離画像生成装置から目標73までの距離を表す距離値を求める。具体的には、得られた時間に光速/2を乗算して距離値とする。処理部79は、求めた距離値を制御部81へ出力する。



このレーザ距離画像生成装置では、制御部81からレーザトリガが1回出力される毎に、1個の距離値が得られる。従って、走査領域(全視野範囲)を複数の画素領域に区分し、これらの画素領域に対して、走査パルスレーザ72を順次照射することにより、図11(b)に示すような走査領域(全視野範囲)の全画素の距離値を得ることができる。制御部81は、こうして得られた全画素の距離値に基づいて距離画像を合成する。
【特許文献1】
特開2002-323564号公報
【特許文献2】
特開平04-283685号公報
【特許文献3】
特開2001-052171号公報
【特許文献4】
特開2002-250769号公報
【特許文献5】
特開平04-351988号公報

産業上の利用分野


本発明は、レーザ距離画像生成装置及び方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
パルスレーザビームで視野領域内を走査し、その反射レーザビームを検知部で検知して距離画像を生成するレーザ距離画像生成装置において、
前記検知部として、前記視野領域を構成する複数の画素領域に1対1で対応する複数の検知素子を備えたアレイ検知素子を用い、
前記パルスレーザビームの走査を複数の画素領域を走査単位として行うとともに、前記反射レーザビームの検知を対応する複数の検知素子を検知単位として行うようにし、
各検知単位を構成する複数の検知素子の出力を、他の検知単位を構成する複数の検知素子であって同一位置にある検知素子の出力と集約するようにしたことを特徴とするレーザ距離画像生成装置。

【請求項2】
請求項に記載のレーザ距離画像生成装置において、
前記アレイ検知素子の入射面側に、前記複数の検知素子を前記検知単位で露出させるアパーチャを設けたことを特徴とするレーザ距離画像生成装置。

【請求項3】
パルスレーザビームを発生するパルスレーザ発生装置と、
前記パルスレーザビームの形状を所定形状に成形するレーザビーム成形部と、
該レーザビーム成形部により成形されたパルスレーザビームを視野領域内で走査するレーザ走査装置と、
前記視野領域を構成する複数の画素領域に1対1で対応する複数の検知素子を備え、かつこれら複数の検知素子が複数のブロックに区分された、反射レーザビームを検知するアレイ検知素子と、
前記複数のブロックの同一位置にある複数の検知素子に共通接続され、前記パルスレーザビームの発生から前記反射レーザビームの検知までに要する時間をカウントする複数のカウンタ回路と、
該複数のカウンタ回路からの出力に基づいてレーザ画像を生成する処理部と、
前記パルスレーザ発生装置、前記レーザ走査装置及び前記処理部を制御する制御部とを備え、
前記反射レーザビームの検知が前記ブロックを単位として行われるように、前記所定形状を定め、前記成形されたパルスレーザビームの走査を行うようにしたことを特徴とするレーザ距離画像生成装置。

【請求項4】
請求項に記載のレーザ距離画像生成装置において、
前記アレイ検知素子の入射面側に、前記ブロックを単位として前記複数の検知素子を露出させるアパーチャを設けたことを特徴とするレーザ距離画像生成装置。

【請求項5】
請求項またはに記載のレーザ距離画像生成装置において、
前記反射レーザビームの検知が2以上の前記ブロックを単位として行われるように、前記所定の形状を定め、前記整形されたパルスレーザビームの走査を行うようにしたことを特徴とするレーザ距離画像生成装置。

【請求項6】
パルスレーザビームで視野領域内を走査し、その反射レーザビームを検知部で検知して距離画像を生成するレーザ距離画像生成方法であって、前記検知部として、前記視野領域を構成する複数の画素領域に1対1で対応する複数の検知素子を備えたアレイ検知素子を用いるレーザ距離画像生成方法において、
前記パルスレーザビームの走査を複数の画素領域を走査単位として行うとともに、前記反射レーザビームの検知を対応する複数の検知素子を検知単位として行い、
各検知単位を構成する複数の検知素子の出力を、他の検知単位を構成する複数の検知素子であって同一位置にある検知素子の出力と集約するようにしたことを特徴とするレーザ距離画像生成方法。

【請求項7】
請求項に記載のレーザ距離画像生成方法において、
前記パルスレーザビームの走査に同期して、前記アレイ検知素子の入射面側に設けられたアパーチャを移動させ、それによって前記複数の検知素子を前記検知単位で露出させることを特徴とするレーザ距離画像生成方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004147933thum.jpg
出願権利状態 登録
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