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公開番号2025144460
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024044254
出願日2024-03-19
発明の名称投受光装置、測距システムおよびプログラム
出願人株式会社リコー
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01S 7/483 20060101AFI20250925BHJP(測定;試験)
要約【課題】受光部に印加される電圧による測定誤差の影響を排除し、より高精度な測距を可能とする。
【解決手段】光を投光する一又は複数の投光部と、前記光が物体で反射された反射光を受光する一又は複数の受光部と、前記受光部に印加される電源電圧を監視し、印加電圧を求める電源監視部と、前記投光部、前記受光部及び前記電源監視部を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光を投光する一又は複数の投光部と、
前記光が物体で反射された反射光を受光する一又は複数の受光部と、
前記受光部に印加される電源電圧を監視し、印加電圧を求める電源監視部と、
前記投光部、前記受光部及び前記電源監視部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記投光部及び前記受光部の投受光を制御して受光情報を取得するとともに、前記電源監視部から前記印加電圧を取得する、
投受光装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記受光部は複数であり、
前記複数の受光部の各々の前記印加電圧を取得する、
請求項１に記載の投受光装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記受光情報を取得する受光をするときの前記印加電圧である受光印加電圧を取得する、
請求項１に記載の投受光装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記受光情報に基づいて前記投受光装置から前記物体までの距離情報を計算し、
前記受光印加電圧に基づいて前記距離情報を補正する、
請求項３に記載の投受光装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記受光印加電圧が所定の範囲内である場合に、前記距離情報を補正し、
前記受光印加電圧が前記所定の範囲内でない場合に、前記距離情報を補正しない、
請求項４に記載の投受光装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記受光情報を取得する前の前記印加電圧である初期印加電圧を取得し、
前記初期印加電圧に基づいて前記電源電圧を制御して、前記受光情報を取得する受光をするときの前記印加電圧である受光印加電圧を制御する、
請求項１に記載の投受光装置。
【請求項７】
前記受光情報及び前記受光印加電圧を関連付けて記憶部へ記憶させる、
請求項３乃至６のいずれか一項に記載の投受光装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記受光情報と前記受光印加電圧を前記投受光装置の外部へ出力する、
請求項３乃至６のいずれか一項に記載の投受光装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記受光情報を取得する前の前記印加電圧である初期印加電圧を取得し、
前記初期印加電圧が所定の範囲内である場合に、前記投受光を行い、
前記初期印加電圧が前記所定の範囲内でない場合に、前記投受光を行わない、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の投受光装置。
【請求項１０】
光を投光する一又は複数の投光部と、
前記光が物体で反射された反射光を受光する一又は複数の受光部と、
前記受光部の印加電圧を監視する電源監視部と、
前記投光部、前記受光部及び前記電源監視部を制御する制御部と、
前記物体までの距離情報を計算する距離計算部と、
を備え、
前記制御部は、前記投光部及び前記受光部の投受光を制御して受光情報を取得するとともに、前記電源監視部から前記印加電圧を取得し、
前記距離計算部は、
前記受光情報に基づいて前記距離情報を計算する、
測距システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、投受光装置、測距システムおよびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、対象物までの測距の手法の一つに、ＴｏＦ（Time of Flight）方式と呼ばれる手法が知られている。ＴｏＦ方式を用いた測距装置であるＴｏＦカメラは、所定の照射パターンにより強度変調された赤外光による測距光を対象物に向けて照射した後、対象物によって反射された測距光を赤外線用の撮像素子で受光する。そして、ＴｏＦカメラは、照射パターンにより照射から受光までの時間差を画素ごとに検出、距離を算出する。ＴｏＦカメラは、算出した距離値を画素ごとにビットマップ状に集めて、“距離画像”として保存する。
【０００３】
特許文献１には、測定精度が「測定光の位相に従って周期的に変化」することを解決するため、周期的な測定精度ゆらぎの測定ターゲット距離におけるゆらぎ量に基づき、位相を制御することが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術によれば、受光部に印加される電圧による測定誤差が考慮されておらず、十分な精度で測距を行うことができないという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、受光部に印加される電圧による測定誤差の影響を排除し、より高精度な測距を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光を投光する一又は複数の投光部と、前記光が物体で反射された反射光を受光する一又は複数の受光部と、前記受光部に印加される電源電圧を監視し、印加電圧を求める電源監視部と、前記投光部、前記受光部及び前記電源監視部を制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、受光部に印加される電圧による測定誤差の影響を排除し、より高精度な測距を可能とする、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１の実施の形態にかかる投受光装置を備えた測距装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
図２は、測距原理を説明するためのタイミングチャートである。
図３は、特定の距離をターゲットにして測距した場合に、受光部が受光中における印加電圧と測距値の関係を示す図である。
図４は、測距時の印加電圧の変動の例を示す図である。
図５は、第１の実施の形態に係る制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
図６は、第２の実施の形態に係る制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
図７は、第２の実施の形態に係る測距の手順の一例を示すフローチャートである。
図８は、第３の実施の形態に係る測距の手順の一例を示すフローチャートである。
図９は、第４の実施の形態に係る測距の手順の一例を示すフローチャートである。
図１０は、第５の実施の形態に係る、測距システムのシステム構成を示すブロック図である。
図１１は、第５の実施の形態に係る測距装置の制御部と外部機器の制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
図１２は、第６の実施の形態にかかる測距装置の構成を示す外観斜視図である。
図１３は、測距装置の概略構成の一例を示す図である。
図１４は、光学系の配置の一例を示す図である。
図１５は、測距装置を、使用者の認証を行う電子情報端末に適用した例を示す図である。
図１６は、測距装置を、自立走行システムに適用した例を示す図である。
図１７は、測距装置を、物品検査システムに適用した例を示す図である。
図１８は、測距装置を、稼働機器に適用した例を示す図である。
図１９は、測距装置を、運転支援システムに適用した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、投受光装置、測距システムおよびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる投受光装置を備えた測距装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。撮像装置としても機能する測距装置１００は、測距装置１００から対象物までの測距を行う。測距装置１００は、光を照射してから反射光を受光するまでの時間に基づき対象物までの距離を算出するＴｏＦ（Time of Flight）カメラである。
（【００１１】以降は省略されています）

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