(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から出射される測距光を被測定物に向けて送光し、前記被測定物で反射した測距光を受光素子で受光すると共に測距信号に変換し、前記受光素子で変換された測距信号の信号レベルに応じてＡＧＣ回路が作動して増幅率が自動的に下げられるアンプで前記測距信号を増幅し、前記アンプで増幅された前記測距信号に基づいて前記被測定物までの距離を演算する光学式測距方法において、
前記被測定物の距離測定前に、前記ＡＧＣ回路が非作動となる範囲で、前記受光素子に受光される測距光の光量レベルを一定に保ちながら複数の既知距離を測定し、各既知距離での演算距離に応じた距離補正値を示す第一補正関数を求めると共に、
前記ＡＧＣ回路が作動する範囲で、前記受光素子に受光される測距光の光量レベルを変化させながら単一の既知距離を測定し、各光量レベルでの演算距離に応じた距離補正値を示す第二補正関数を求め、
前記被測定物の距離測定時に、前記ＡＧＣ回路が非作動状態にある場合には、前記第一補正関数に基づいて前記被測定物までの演算距離を補正し、前記ＡＧＣ回路が作動状態にある場合には、前記第一補正関数および前記第二補正関数に基づいて前記被測定物までの演算距離を補正することを特徴とする光学式測距方法。
【請求項２】
更に、第一基準反射部材と第二基準反射部材とをそれぞれ所定位置に配置して前記発光素子から出射される測距光の一部を各基準反射部材に対して送光し、
前記第一基準反射部材で測距光を前記ＡＧＣ回路が非作動となる範囲の光量レベルに調整して反射すると共に、前記受光素子で受光される前記第一基準反射部材で反射した測距光に基づいて前記第一補正関数を修正し、且つ、前記第二基準反射部材で測距光を前記ＡＧＣ回路が作動する範囲の光量レベルに調整して反射すると共に、前記受光素子で受光される前記第二基準反射部材で反射した測距光に基づいて前記第二補正関数を修正することを特徴とする請求項１に記載の光学式測距方法。
【請求項３】
更に、前記被測定物の距離測定前に、前記ＡＧＣ回路が非作動となる範囲であって且つ前記測距信号のレベルが所定値以下の範囲で、前記受光素子で受光される前記測距光の光量を一定に保ちながら複数の既知距離を測定し、各既知距離での演算距離に応じた距離補正量を示す第三補正関数を求め、
前記被測定物の距離測定時に、前記ＡＧＣ回路が非作動状態にあって且つ前記測距信号のレベルが前記所定値以下の場合には、前記第一補正関数に代えて前記第三補正関数に基づいて前記被測定物までの演算距離を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学式測距方法。
【請求項４】
更に、第三基準反射部材を所定位置に配置して前記発光素子から出射される測距光の一部を前記第三基準反射部材に対して送光し、
前記第三基準反射部材で測距光を前記ＡＧＣ回路が非作動となり且つ前記測距信号のレベルが前記所定値以下となる光量レベルに調整して反射すると共に、前記受光素子で受光される前記第三基準反射部材で反射した測距光に基づいて前記第三補正関数を修正することを特徴とする請求項３に記載の光学式測距方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて被測定物までの距離を演算する光学式測距方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、光を用いて被測定物までの距離を測定する光学式測距方法は、発光素子から出射された測距光を被測定物に対して送光し、被測定物で反射した測距光を受光素子で受光して電気信号である測距信号に変換し、この変換された測距信号に基づいて被測定物までの距離を演算する方法である。具体的には、例えば測距光の送光から受光までの時間差や、位相差等の距離情報を測距信号から求め、かかる距離情報から被測定物までの距離が演算される。
【０００３】
そして、この種の光学式測距方法は、被測定物で反射した測距光の光量が反射時に散乱等によって弱められることを考慮し、受光素子で受光された測距光に対応して生成される測距信号をアンプによって増幅し、この増幅された測距信号に基づいて被測定物までの距離が演算されるのが通例である。
【０００４】
しかしながら、受光素子で受光される測距光の光量レベルは、被測定物の測距光に対する反射率や、被測定物までの距離等によって種々に変動し、受光素子で受光される測距光に対応した測距信号の信号レベルのダイナミックレンジは必然的に大きくなる。そのため、アンプの増幅率を、微弱な信号レベルの測距信号を増幅するのに十分なレベルに設定した場合には、より大きな信号レベルの測距信号がアンプに入力された際に、アンプで増幅された測距信号が飽和するという問題がある。
【０００５】
そこで、上記の問題に対処する方法として、アンプにＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を取り付けて、ある一定のレベル以上の信号レベルをもつ測距信号がアンプに入力された場合には、ＡＧＣ回路によってアンプの増幅率を自動的に下げて、アンプの出力信号の飽和を防ぐ方法が公知となっている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３６３６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、この種の光学式測距方法においては、その利用分野の拡大に伴って、被測定物までの距離をより一層高精度に測定することが要求されるに至っているのが実情である。
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１に開示されているように、単にＡＧＣ回路をアンプに取り付けて測距信号を増幅しただけでは、増幅された測距信号の飽和に起因した誤差の発生を防止することはできるものの、その他の要因による誤差の発生は依然として解消されないため、上記の要求に十分に応じることができないという問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、アンプにＡＧＣ回路を取り付けた上で、演算距離に含まれる誤差を的確に補正して被測定物までの距離を高精度に測定することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ＡＧＣ回路の作動の有無に応じてアンプの特性が変化するという知見、および、被測定物までの演算距離に含まれる誤差が、ＡＧＣ回路が非作動となる状態では被測定物までの距離の変化を主たる要因として発生し、ＡＧＣ回路が作動している状態では被測定物までの距離の変化と、受光素子で受光される測距光の光量レベルの変化とを主たる要因として発生するという知見に基づいてなされたものである。
【００１１】
すなわち、上記課題を解決するために創案された本発明は、発光素子から出射される測距光を被測定物に向けて送光し、前記被測定物で反射した測距光を受光素子で受光すると共に測距信号に変換し、前記受光素子で変換された測距信号の信号レベルに応じてＡＧＣ回路が作動して増幅率が自動的に下げられるアンプで前記測距信号を増幅し、前記アンプで増幅された前記測距信号に基づいて前記被測定物までの距離を演算する光学式測距方法において、前記被測定物の距離測定前に、前記ＡＧＣ回路が非作動となる範囲で、前記受光素子で受光される測距光の光量を一定に保ちながら複数の既知距離を測定し、各既知距離での演算距離に応じた距離補正値を示す第一補正関数を求めると共に、前記ＡＧＣ回路が作動する範囲で、前記受光素子に受光される測距光の光量レベルを変化させながら単一の既知距離を測定し、各光量レベルでの演算距離に応じた距離補正値を示す第二補正関数を求め、前記被測定物の距離測定時に、前記ＡＧＣ回路が非作動状態にある場合には、前記第一補正関数に基づいて前記被測定物までの演算距離を補正し、前記ＡＧＣ回路が作動状態にある場合には、前記第一補正関数および前記第二補正関数に基づいて前記被測定物までの演算距離を補正することに特徴づけられる。
【００１２】
上記の方法によれば、被測定物の距離測定時に、ＡＧＣ回路が非作動状態にある場合には、被測定物までの距離の変化を考慮した距離補正値を示す第一補正関数に基づいて被測定物までの演算距離が補正される。一方、被測定物の距離測定時に、ＡＧＣ回路が作動状態にある場合には、上記の第一補正関数と、受光素子に受光される測距光の光量レベルの変化を考慮した距離補正値を示す第二補正関数とに基づいて被測定物までの演算距離が補正される。したがって、被測定物の距離測定時に、ＡＧＣ回路の作動の有無に応じて、予め求められた第一補正関数と第二補正関数が的確に選択されると共に、選択された補正関数に基づいて被測定物までの演算距離が補正されるため、結果として被測定物の距離を高精度に測定することが可能となる。
【００１３】
上記の方法において、更に、第一基準反射部材と第二基準反射部材とをそれぞれ所定位置に配置して前記発光素子から出射される測距光の一部を各基準反射部材に対して送光し、前記第一基準反射部材で測距光を前記ＡＧＣ回路が非作動となる範囲の光量レベルに調整して反射すると共に、前記受光素子で受光される前記第一基準反射部材で反射した測距光に基づいて前記第一補正関数を修正し、且つ、前記第二基準反射部材で前記測距光を前記ＡＧＣ回路が作動する範囲の光量レベルに調整して反射すると共に、前記受光素子で受光される前記第二基準反射部材で反射した前記測距光に基づいて前記第二補正関数を修正することが好ましい。
【００１４】
このようにすれば、仮に、被測定物までの演算距離が、環境変化や経年変化によって変動を来す場合であっても、所定位置に配置した第一基準反射部材および第二基準反射部材で反射して受光素子で受光される各測距光が、環境変化や経年変化に応じた所定の変化を示すため、その変化量に基づいて、第一補正関数および第二補正関数を修正すれば、環境変化や経年変化に依存しない、より高精度な距離測定を行うことが可能となる。
【００１５】
上記の方法において、更に、前記被測定物の距離測定前に、前記ＡＧＣ回路が非作動となる範囲であって且つ前記測距信号のレベルが所定値以下の範囲で、前記受光素子で受光される前記測距光の光量を一定に保ちながら複数の既知距離を測定し、各既知距離での演算距離に応じた距離補正量を示す第三補正関数を求め、前記被測定物の距離測定時に、前記ＡＧＣ回路が非作動状態にあって且つ前記測距信号のレベルが前記所定値以下の場合には、前記第一補正関数に代えて前記第三補正関数に基づいて前記被測定物までの演算距離を補正するようにしてもよい。
【００１６】
このようにすれば、仮に被測定物で反射して受光素子に入射する測距光の光量レベルが弱く、受光素子で変換された測距信号が、ノイズの影響を受ける場合であっても、ノイズの影響を考慮した第三補正関数に基づいて、被測定物までの演算距離に補正が加えられる。
【００１７】
上記の方法において、更に、第三基準反射部材を所定位置に配置して前記発光素子から出射される測距光の一部を前記第三基準反射部材に対して送光し、前記第三基準反射部材で測距光を前記ＡＧＣ回路が非作動となり且つ前記測距信号のレベルが前記所定値以下となる光量レベルに調整して反射すると共に、前記受光素子で受光される前記第三基準反射部材で反射した測距光に基づいて前記第三補正関数を修正することが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、所定距離に配置した第三基準反射部材によって、受光素子に入射した測距光は、環境変化や経年変化に応じた所定の変化を示すため、この測距光の変化量に基づいて第三補正関数を修正すれば、被測定物までの演算距離に環境変化等に依存しない的確な補正を行うことが可能となり、結果としてより高精度な距離演算を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のような本発明によれば、被測定物の距離測定時にＡＧＣ回路の作動の有無に応じて、予め求めた各補正関数が的確に選択されると共に、選択された補正関数に基づいて被測定物までの演算距離に含まれる誤差が補正されるため、結果として被測定物までの距離を高精度に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、第一実施形態に係る光学式測距方法を体現するための光学式測距装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。同図に示すように、この光学式測距装置１は、制御部２と、発光素子駆動部３と、発光素子４と、受光素子５と、アンプ６と、ＡＧＣ回路７とを基本的構成要素として備えている。
【００２２】
詳述すると、制御部２は、発光信号を生成すると共に、発光信号を発光素子駆動部３に入力する。発光素子駆動部３は、入力された発光信号を、発光素子４が駆動するのに必要な大きさに増幅すると共に、増幅した発光信号を発光素子４に入力する。発光素子４は、入力された増幅後の発光信号を、光信号である測距光に変換すると共に、その測距光を被測定物８に対して送光する。
【００２３】
一方、受光素子５は、被測定物８で反射した測距光を受光すると共に、その測距光を電気信号である測距信号に変換し、変換した測距信号をアンプ６に入力する。アンプ６は、入力された測距信号を増幅すると共に、増幅した測距信号を制御部２に入力する。このとき、アンプ６に取り付けられたＡＧＣ回路７は、測距信号の信号レベルが所定の閾値（以下、飽和信号レベルという）を超えた場合にアンプ６の増幅率を自動的に下げ、アンプ６で増幅された測距信号が飽和するのを防止するようになっている。さらに、制御部２は、入力された増幅後の測距信号に基づいて被測定物８までの距離を演算するようになっている。
【００２４】
次に、上記のように構成された光学式測距装置１の光学式測距方法を、被測定物８までの演算距離の補正方法を中心に説明する。
【００２５】
まず、被測定物８の距離測定前に、被測定物８までの演算距離に応じた距離補正値を示す補正関数を作成し、制御部２の図示しないメモリに記憶する。この補正関数は、本実施形態では第一補正関数、第二補正関数および第三補正関数から構成されており、各補正関数は、以下の手順で作成される。
【００２６】
上記の第一補正関数の作成手順を図２に基づいて説明する。図２に示すように、所定の反射率を有する反射板９を、予め距離が既知である所定の既知距離に配置して上で、この反射板９に向けて発光素子４から出射された測距光を送光し、反射板９で反射した測距光を、測距光の透過光量レベルを調整可能な光量調整部材１０を介して受光素子５へ入射する。このとき、ＡＧＣ回路７が非作動となる範囲であって測距信号に対してノイズの影響が無視できる範囲（測距信号のレベルが所定値以下の範囲）で、光量調整部材１０によって受光素子５に入射する測距光の光量レベルを一定に保ち、反射板９までの距離を演算する。そして、反射板９までの演算距離Ｌ１と実距離との差を距離補正値ΔＬ1として、演算距離Ｌ1と共に制御部２の図示しないメモリに書き込んでいく。次いで、光量調整部材１０によって受光素子５に入射する測距光の光量レベルを一定に保った状態で、反射板９の複数の既知距離に順次配置して、各既知距離における距離補正値ΔＬ1と、演算距離Ｌ1とを制御部２のメモリに書き込んでいく。以下同様にして、任意の演算距離Ｌ1に対する距離補正値ΔＬ1を示す第一補正関数ｆ1（Ｌ1）が制御部２のメモリに記憶される。なお、上記の「ＡＧＣ回路７が非作動状態となる範囲」とは、ＡＧＣ回路７によってアンプ６の増幅率が自動調整されない状態、すなわちアンプ６に予め設定された所定の増幅率で測距信号が増幅される状態を意味し、具体的には、例えばアンプ６で増幅された測距信号の信号レベルが、アンプ６の飽和信号レベル以下となる範囲に設定される。また、上記の「測距信号に対してノイズの影響が無視できる範囲」とは、例えばアンプ６で増幅された測距信号の信号レベルが、アンプ６の飽和信号レベルの１０％以上となる範囲に設定される。また、上記の「ノイズ」としては、例えば発光素子４を駆動する信号が電気的に結合されて受光素子５に混入して発生する信号や、測距信号をサンプリングする時に発生する信号等が挙げられる。
【００２７】
上記の第二補正関数の作成手順を説明する。まず、第一補正関数の作成手順と同様に、所定の既知距離に反射板９を配置する。このとき、ＡＧＣ回路７が作動する範囲で、光量調整部材１０によって受光素子５に入射する測距光の光量レベルを一定に保ち、反射板９までの距離を演算する。そして、演算された反射板９までの演算距離Ｌ2と既知距離との差を距離補正値ΔＬ2として、本実施形態では受光素子５で受光される測距光の光量レベルと相関関係がある図１に示すＡＧＣ回路７の出力電圧ＶAと共に、制御部２のメモリに書き込んでいく。次いで、反射板９の距離を一定に保った状態で、光量調整部材１０の透過光量を変化させることで、ＡＧＣ回路７が作動する範囲で受光素子５に入射する測距光の光量レベルを順次変化させ、各光量レベルにおける距離補正値ΔＬ2と、ＡＧＣ回路７の出力電圧ＶAとを制御部２のメモリに書き込んでいく。以下同様にして、ＡＧＣ回路７の任意の出力電圧ＶAに対する距離補正値ΔＬ2を示す第二補正関数ｆ2（ＶA）が制御部２のメモリに記憶される。なお、上記の「ＡＧＣ回路が作動する範囲」とは、ＡＧＣ回路７によってアンプ６の増幅率が自動的に下げられた状態、すなわち、アンプ６に予め設定された所定の増幅率よりも小さい増幅率で測距信号が増幅される状態を意味し、具体的には、例えばアンプ６で増幅された測距信号の信号レベルが、アンプ６の飽和信号レベルよりも大きくなる範囲に設定される。
【００２８】
上記の第三補正関数の作成手順を説明する。まず、第一補正関数の作成時と同様に、所定の既知距離に反射板９を配置する。このとき、ＡＧＣ回路７が非作動となる範囲であって且つ測距信号がノイズの影響を受ける状態で、光量調整部材１０によって受光素子５に入射する測距光の光量レベルを一定に保ち、反射板９までの距離を演算する。このとき得られた反射板９までの演算距離Ｌ3と既知距離との差を距離補正値ΔＬ3として、演算距離Ｌ3と共に制御部２のメモリに書き込んでいく。次いで、受光素子５に入射する測距光の光量レベルが一定になるように光量調整部材１０を調整しながら、反射板９を複数の既知距離に順次配置して、各既知距離における距離補正値ΔＬ3と、演算距離Ｌ3とを制御部２のメモリに書き込んでいく。以下同様にして、演算距離Ｌ3に対する距離補正値ΔＬ3を示す第三補正関数ｆ3（Ｌ3）が制御部２のメモリに記憶する。なお、上記の「測距信号がノイズの影響を受ける範囲」は、例えばアンプ６で増幅された測距信号の信号レベルが、アンプ６の飽和信号レベルの１０％未満となる範囲に設定される。
【００２９】
上記のように各補正関数を作成して制御部２のメモリに記憶した後、反射板９と光量調整部材１０を測距光の光路上から取り外す。そして、被測定物８の距離測定時に、制御部２のメモリに記憶された３種の補正関数の中から受光素子５に受光される測距光の光量レベルに応じた補正関数が選択され、選択された補正関数に基づいて被測定物８までの演算距離が補正される。詳述すると、ＡＧＣ回路７が非作動状態であって且つ測距信号に対してノイズの影響が無視できる場合には、第一補正関数に基づいて被測定物８までの距離を補正し、ＡＧＣ回路７が作動状態にある場合には、第一補正関数および第二補正関数に基づいて被測定物８までの距離を補正し、ＡＧＣ回路７が非作動状態であって且つ測距信号がノイズの影響を受ける場合には、第三補正関数に基づいて被測定物８までの演算距離を補正する。
【００３０】
具体的には、ＡＧＣ回路７が非作動状態であって且つ測距信号に対してノイズの影響が無視できる場合には、被測定物８までの距離Ｌは、補正前の被測定物８までの演算距離をＬ０とすると、上記の第一補正関数ｆ１（Ｌ１）を用いて以下の式１により求められる。
【００３１】
Ｌ＝Ｌ０−ｆ１（Ｌ０）………（１）
【００３２】
また、ＡＧＣ回路７が作動状態にある場合には、まず、上記の第二補正関数ｆ２（ＶＡ）により、被測定物８までの仮の距離Ｌｘが以下の式２により求められる。なお、式中のＶＡ０は、被測定物８の距離測定時におけるＡＧＣ回路７の出力電圧である。
【００３３】
Ｌｘ＝Ｌ０−ｆ２（ＶＡ０）………（２）
【００３４】
次に、被測定物８までの距離Ｌが、式２により求められる仮の距離Ｌｘと、上記の第一補正関数ｆ１（Ｌ１）とを用いて、以下の式３により求められる。
【００３５】
Ｌ＝Ｌｘ−ｆ１（Ｌｘ）………（３）
【００３６】
また、ＡＧＣ回路７が非作動状態であって且つ測距信号がノイズの影響を受ける場合には、被測定物８までの距離Ｌは、上記の第三補正関数ｆ３（Ｌ０）を用いて以下の式４により求められる。
【００３７】
Ｌ＝Ｌ０−［（Ｖ０−Ｖｍａｘ）／（Ｖ１−Ｖｍａｘ）］・ｆ３（Ｌ０）……（４）
【００３８】
ここで、上記の式（４）中において、Ｖ０は被測定物８の距離測定時に被測定物８で反射して受光素子５に受光される測距光の光量レベル、Ｖ１は第三補正関数の作成時に反射板９で反射して受光素子５に受光される測距光の光量レベル、Ｖｍａｘは測距信号がノイズの影響の有無が現れる境界の光量レベルである。なお、例えばアンプ６で増幅された測距信号の信号レベルが、アンプ６の飽和信号レベルの１０％となるときに、受光素子５に受光される光量レベルが、Ｖｍａｘとして制御部２のメモリに予め記憶される。
【００３９】
以上のように、第一実施形態に係る光学式測距方法によれば、被測定物の距離測定時に、ＡＧＣ回路７が非作動状態であって且つ測距信号に対してノイズの影響が無視できる場合には、第一補正関数に基づいて被測定物８までの演算距離が補正され、ＡＧＣ回路７が作動状態にある場合には、第一補正関数および第二補正関数に基づいて被測定物８までの演算距離が補正され、ＡＧＣ回路７が非作動状態であって且つ測距信号がノイズの影響を受ける場合には、第三補正関数に基づいて被測定物８までの演算距離が補正される。したがって、被測定物８までの演算距離に含まれる誤差は、受光素子５に受光される測距光の光量レベルに応じて、各補正関数によって的確に補正されるため、結果として被測定物８までの距離を高精度に測定することが可能となる。
【００４０】
次に、本発明に係る第二実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、第二実施形態は、環境変化や経年変化によって被測定物８までの演算距離が変動する場合に、かかる環境変化や経年変化に応じて各補正関数を修正するために、基準反射部材を第一実施形態に更に設けたものである。
【００４１】
図３は、第二実施形態に係る光学式測距方法を体現するための光学式測距装置を模式的に示す平面図である。同図に示すように、この光学式測距装置２０は、図１に示した光学式測距装置１のブロック図と同様の構成を含み、且つ、発光素子４から出射された測距光を例えば回転ミラー等で反射して周囲空間に走査するもので、走査領域のうち、所定の走査角度領域θに基準反射部材２１が配置固定されている。この基準反射部材２１は、本実施形態では、円周方向に沿って配置された第一基準反射部材２１ａと、第二基準反射部材２１ｂと、第三基準反射部材２１ｃとから構成されている。そして、測距光が円周方向の３６０度に走査される毎に、円周方向に沿って配置された各基準反射部材２１ａ、２１ｂ、２１ｃに順に測距光が送光され、各基準反射部材２１ａ、２１ｂ、２１ｃで反射した測距光が受光素子５で順次受光されるようになっている。この際、第一基準反射部材２１ａは、送光された測距光をＡＧＣ回路７が非作動となる範囲であって且つ測距信号に対してノイズの影響が無視できる範囲の光量レベルに調整して反射するようになっている。また、上記の第二基準反射部材２１ｂは、送光された測距光をＡＧＣ回路７が作動する範囲の光量レベルに調整して反射するようになっている。さらに、上記の第三基準反射部材２１ｃは、送光された測距光をＡＧＣ回路７が非作動となり且つ測距信号がノイズの影響を受ける範囲の光量レベルに調整して反射するようになっている。
【００４２】
次に、上記のように構成された光学式測距装置２０の光学式測距方法を、基準反射部材２１を用いた上記の各補正関数の修正方法を中心に説明する。
【００４３】
上記の第一補正関数の修正手順を説明する。まず、第一補正関数の作成時に、第一基準反射部材２１ａで反射した測距光を受光素子５で受光し、この受光した測距光に対応した測距信号に基づいて、第一基準反射部材２１ａまでの距離を演算し、このとき得られた演算距離Ｌ１０を制御部２のメモリに記憶する。また、同様にして、被測定物８の距離測定時に第一基準反射部材２１ａまでの距離を再度演算し、この演算距離をＬ１０’とする。そして、第一補正関数の作成時と、被測定物８の距離演算時とでの第一基準反射部材２１ａまでの演算距離の差を考慮して、第一補正関数ｆ１（Ｌ１）を、ｆ１（Ｌ１＋Ｌ１０’−Ｌ１０）に修正し、第一実施形形態で説明した被測定物８までの距離Ｌを求める式１を、以下の式５に修正する。
【００４４】
Ｌ＝Ｌ０−ｆ１（Ｌ０＋Ｌ１０’−Ｌ１０）………（５）
【００４５】
上記の第二補正関数の修正手順を説明する。第二補正関数の作成時に、第二基準反射部材２１ｂで反射した測距光を受光素子５で受光し、この第二基準反射部材２１ｂで反射した測距光を受光素子５で受光したときに得られるＡＧＣ回路７の出力電圧ＶＡ１を制御部２のメモリに記憶する。また、同様にして、被測定物８の距離測定時に、第二基準反射部材２１ｂで反射した測距光を受光素子５で受光したときに得られるＡＧＣ回路７の出力電圧ＶＡ２を求め、第二補正関数ｆ２（ＶＡ）を（ＶＡ２／ＶＡ１）・ｆ２（ＶＡ）に修正し、第一実施形態で説明した被測定物８までの仮の距離Ｌｘを求める式１を以下に示す式６に修正する。
【００４６】
Ｌｘ＝Ｌ０−（ＶＡ２／ＶＡ１）・ｆ２（ＶＡ０）………（６）
【００４７】
そして、式６により求められる仮の距離Ｌｘと、修正された第一補正関数ｆ１（Ｌ１＋Ｌ１０’−Ｌ１０）とを用いて、被測定物８までの距離Ｌが以下の式７により求められる。
【００４８】
Ｌ＝Ｌｘ−ｆ１（Ｌｘ＋Ｌ１０’−Ｌ１０）………（７）
【００４９】
上記の第三補正関数の修正手順を説明する。まず、第三補正関数の作成時に、反射板９で反射して受光素子５に受光される測距光の光量レベルＶ１と、このとき第三基準反射部材２１ｃで反射した測距光の光量レベルＶ２とを求め、制御部２のメモリに登録する。同様にして、被測定物８の距離測定時に、反射板９で反射して受光素子５に受光される測距光の光量レベルＶ０と、このとき第三基準反射部材２１ｃで反射した測距光の光量レベルＶ３とを求める。そして、第三補正関数ｆ３（Ｌ３）を含む［（Ｖ０−Ｖｍａｘ）／（Ｖ１−Ｖｍａｘ）］・ｆ３（Ｌ３）が、[（Ｖ０−Ｖｍａｘ）／（Ｖ１・Ｖ３／Ｖ２−Ｖｍａｘ）]・ｆ３（Ｌ３）に修正され、被測定物８までの距離Ｌが以下の式８により求められる。
【００５０】
Ｌ＝Ｌ０−[（Ｖ０−Ｖｍａｘ）／（Ｖ１・Ｖ３／Ｖ２−Ｖｍａｘ）]・ｆ３（Ｌ０）………（８）
【００５１】
そして、被測定物８の距離測定時に、上記のようして修正された各補正関数を、第一実施形態と同様の条件で使い分け、被測定物８までの演算距離を補正する。
【００５２】
以上のように、第二実施形態に係る光学式測距方法によれば、仮に、被測定物８までの演算距離が、環境変化や経年変化によって変動を来す場合であっても、所定距離に配置した第一基準反射部材２１ａ、第二基準反射部材２１ｂおよび第三基準反射部材２１ｃで反射して受光素子５で受光される測距光は、かかる環境変化や経年変化に応じた変化を示す。そのため、各基準反射部材２１ａ、２１ｂ、２１ｃで反射して受光素子５に受光されるそれぞれの測距光の変化量に基づいて、第一補正関数、第二補正関数および第三補正関数を修正すれば、環境変化や経年変化に依存しない、より高精度な距離測定を行うことが可能となる。
【００５３】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形が可能である。
【００５４】
例えば、上記の第一実施形態および第二実施形態では、被測定物８までの演算距離を補正する補正関数を、第一補正関数と、第二補正関数と、第三補正関数とから構成したものを説明したが、必要に応じて第三補正関数を省略してもよい。また、第三補正関数を省略した場合には、上記の第二実施形態で説明した基準反射部材２１を、第一基準反射部材２１ａと第二基準反射部材２１ｂとから構成し、第三基準反射部材２１ｃについては省略してもよい。また、第三補正関数は、第一補正関数や第二補正関数に比して、環境変化等の影響を受け難いため、上記の第二実施形態において、基準反射部材２１から第三基準反射部材２１ｃを省略してもよい。
【００５５】
また、上記の第二実施形態では、発光素子４から出射される測距光を周囲空間に走査する場合を例にとって、基準反射部材２１による各補正関数の修正方法を説明したが、測距光を走査せずに単一方向に送光するような場合であっても、基準反射部材２１による補正関数の修正方法を問題なく適用することができる。具体的には、例えば発光素子４から出射された測距光の一部をハーフミラー等によって分岐し、分岐した測距光を基準反射部材２１に送光すると共に、基準反射部材２１で反射した測距光を受光素子５で受光すれば、受光した測距光に基づいて同様に補正関数を修正することができる。
【００５６】
さらに、本発明の光学式測距方法の測距方式は特に限定されるものではないが、例えば、発光素子４から出射される測距光をある一定の周波数で強度変調して、発光素子４から出射された測距光と、受光素子５で受光された測距光との位相差から被測定物８までの距離を求めるＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式や、発光素子４から出射される測距光を三角波の形で波長変調し、発光素子４から出射さらた測距光と、受光素子５で受光された測距光との干渉光の周波数信号から距離を求めるＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式や、発光素子４から出射される測距光をパルス状に強度変調して、発光素子４から測距光を出射してから受光素子５で測距光を受光するまでの時間差から被測定物８までの距離を求めるＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）方式などを問題なく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第一実施形態に係る光学式測距方法を体現するための光学式測距装置を模式的に示すブロック図である。
【図２】補正関数の作成方法を説明する概念図である。
【図３】第二実施形態に係る光学式測距方法を体現するための光学式測距装置を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１、２０    光学式測距装置
２          制御部
３          発光素子駆動部
４          発光素子
５          受光素子
６          アンプ
７          ＡＧＣ回路
８          被測定物
２１ａ      第一基準反射部材
２１ｂ      第二基準反射部材
２１ｃ      第三基準反射部材
【図１】
0004772474.tif 000002
【図２】
0004772474.tif 000003
【図３】
0004772474.tif 000004