特許
J-GLOBAL ID:201003059384063676

測距システム及び測距方法

発明者:
出願人/特許権者:
代理人 (5件): 千葉 剛宏 ,  宮寺 利幸 ,  鹿島 直樹 ,  田久保 泰夫 ,  大内 秀治
公報種別:公開公報
出願番号(国際出願番号):特願2008-270200
公開番号(公開出願番号):特開2010-096730
出願日: 2008年10月20日
公開日(公表日): 2010年04月30日
要約:
【課題】測定精度を向上することが可能な測距システム及び測距方法を提供する。【解決手段】環境光Lsのみが入射する期間P1、P2において第1スイッチング素子60a、60bのゲートG11、G12を開いて電荷量Q1、Q2を求める。環境光Ls及び反射光Lrが入射する期間P3、P4(それぞれ期間P1、P2と同じ長さである。)において第1スイッチング素子60c、60dのゲートG13、G14を開いて電荷量Q3、Q4を求める。差Q4-Q2と差Q3-Q1との比と、往復期間ΔP(パルス光Lpが測距システム10と対象物Wの間を往復する期間)と期間P3との比が等しいことを利用して往復期間ΔPを演算する。往復期間ΔPと光速cに基づき、測距システム10と対象物Wとの距離Dを求める。【選択図】図3
請求項(抜粋):
対象物に対してパルス光を放射する発光装置と、 前記パルス光の反射光を受光し、受光量に応じた出力を行う受光装置と、 前記発光装置及び前記受光装置を制御する制御装置と、 前記受光装置の出力を用いてタイム・オブ・フライト法により前記対象物までの距離を演算する演算装置と を有する測距システムであって、 前記受光装置は、 前記反射光を検知して光電子に変換する光電変換素子と、 前記光電変換素子からの前記光電子を蓄積する第1乃至第4キャパシタと、 前記光電変換素子からの前記光電子を排出する光電子排出部と、 前記光電変換素子と前記第1乃至第4キャパシタとの間に配置され、前記パルス光の放射に同期して、前記光電子を前記第1乃至第4キャパシタに対して振り分ける第1乃至第4ゲート電極と、 前記光電変換素子と前記光電子排出部との間に配置され、前記光電変換素子から前記光電子排出部への前記光電子の供給を制御する第5ゲート電極と を備え、 前記パルス光の放射開始時点を時点Teu、 前記パルス光の放射終了時点を時点Ted、 前記光電変換素子に対する前記反射光の入射終了時点を時点Trd、 前記第1乃至第4ゲート電極を開く時点を時点Tg1u、Tg2u、Tg3u、Tg4u、 前記第1乃至第4ゲート電極を閉じる時点を時点Tg1d、Tg2d、Tg3d、Tg4d、 前記時点Tg1uから前記時点Tg1dまでの期間を期間P1、 前記時点Tg2uから前記時点Tg2dまでの期間を期間P2、 前記時点Tg3uから前記時点Tg3dまでの期間を期間P3、 前記時点Tg4uから前記時点Tg4dまでの期間を期間P4、 前記時点Tg4uから前記時点Trdまでの期間を期間Psr、 前記期間P1の間に前記第1キャパシタに蓄積される電荷量を電荷量Q1、 前記期間P2の間に前記第2キャパシタに蓄積される電荷量を電荷量Q2、 前記期間P3の間に前記第3キャパシタに蓄積される電荷量を電荷量Q3、 前記期間P4の間に前記第4キャパシタに蓄積される電荷量を電荷量Q4、 前記パルス光が放射されてから前記対象物で反射して前記反射光として戻ってくるまでの期間を往復期間ΔP、及び 前記測距システムと前記対象物との距離を距離D とするとき、 前記制御装置は、 (1)P1=P3、 (2)P2=P4、及び (3)Tg1u<Tg1d≦Tg2u<Tg2d≦Teu<Tg3u<Tg3d≦Tg4u≦Ted<Tg4d、又は、Teu<Tg3u<Tg3d≦Tg4u≦Ted<Tg4d<Tg1u<Tg1d≦Tg2u<Tg2d となるように、前記発光装置による前記パルス光の放射及び前記第1乃至第4ゲート電極の開閉を制御し、 前記第1乃至第4ゲート電極が全て閉じているとき、前記第5ゲート電極を開いて前記光電子を外部に排出させ、 前記演算装置は、 前記第3キャパシタに蓄積され、環境光と前記反射光に対応する前記電荷量Q3と、前記第1キャパシタに蓄積され、前記環境光に対応する前記電荷量Q1との差に基づいて、前記期間P3における前記反射光の光量情報を取得し、 前記第4キャパシタに蓄積され、前記環境光と前記反射光に対応する前記電荷量Q4と、前記第2キャパシタに蓄積され、前記環境光に対応する前記電荷量Q2との差に基づいて、前記期間Psrにおける前記反射光の光量情報を取得し、 前記期間P3における前記反射光の光量情報及び前記期間Psrにおける前記反射光の光量情報の比と、前記期間P3及び前記期間Psrの比とに基づいて前記往復期間ΔPを演算し、 前記往復期間ΔPに基づいて前記距離Dを測定する ことを特徴とする測距システム。
IPC (2件):
G01S 17/10 ,  G01C 3/06
FI (2件):
G01S17/10 ,  G01C3/06 120Q
Fターム (30件):
2F112AD01 ,  2F112BA06 ,  2F112BA07 ,  2F112CA12 ,  2F112DA02 ,  2F112DA05 ,  2F112DA25 ,  2F112DA28 ,  2F112DA32 ,  2F112FA07 ,  2F112FA12 ,  2F112FA29 ,  2F112GA01 ,  5J084AA05 ,  5J084AD01 ,  5J084BA04 ,  5J084BA06 ,  5J084BA07 ,  5J084BA36 ,  5J084BA40 ,  5J084BB10 ,  5J084CA03 ,  5J084CA23 ,  5J084CA44 ,  5J084CA49 ,  5J084CA57 ,  5J084CA69 ,  5J084DA01 ,  5J084EA02 ,  5J084EA06
引用特許:
出願人引用 (2件)
  • 距離画像撮像装置
    公報種別:公開公報   出願番号:特願2000-098478   出願人:オリンパス光学工業株式会社
  • 2次元距離センサ
    公報種別:公開公報   出願番号:特願平7-146949   出願人:オリンパス光学工業株式会社
審査官引用 (2件)

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