具备偏振滤镜的测距装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具备偏振滤镜的测距装置。该测距装置具备使第一偏振滤镜与第二偏振滤镜一体化的光学窗口，第一偏振滤镜用于使参照光偏振，第二偏振滤镜用于使入射光在相对于第一偏振滤镜的偏振方向偏离了90度的方向上偏振。

【技术实现步骤摘要】
具备偏振滤镜的测距装置
本专利技术涉及一种根据光的飞行时间来测定到物体的距离的测距装置，特别涉及一种具备偏振滤镜的测距装置。
技术介绍
作为测定到物体的距离的测距装置，根据光的飞行时间来输出距离的TOF(timeofflight飞行时间)相机是公知的。TOF相机大多采用相位差方式，相位差方式是对测定对象空间照射以预先决定的频率进行了强度调制后的参照光，检测所照射的参照光与来自测定对象空间的反射光之间的相位差。在该TOF相机中，存在金属面、逆反射材料等导致的强反射引起饱和，无法进行测距的问题。另外，TOF相机的测距方法是根据从自身照射的参照光反射并返回的延迟时间来测量距离，因此有时强的参照光在透镜面等进行反射而产生眩光。即使在产生了金属反射或逆反射的情况下，也与扩散反射同样地进行测距，因此期待一种有效地减小金属反射或逆反射的影响的方法。世界上存在各种的扩散反射率的物体，光的返回量由扩散反射率决定。实际上还存在以下物体，该物体具有不仅是扩散反射，还在逆反射、正反射这样的特定方向上反射强光的材质或表面。为了测量这些所有物体的距离，需要如图8所示那样调节曝光时间来进行多次拍摄。过强的光在相机机构内引起漫反射，还会引起不仅对进行图像成像的像素产生影响还会影响到其周围的被称为眩光的现象。该眩光现象使图像内的测距值大大错乱因此是严重的问题。为了解决上述问题，已知以下一种技术，在发光部侧设置使参照光偏振的第一偏振滤镜，在受光部侧设置偏振方向与第一偏振滤镜偏离了90度的第二偏振滤镜，由此抑制强反射的影响(例如参照下述文献)。在日本特开2001-174557号公报中公开以下全天候光学式测距仪，其在投光镜的附近配置偏振板来投射由垂直方向的偏振成分构成的光，并在受光镜的附近配置偏振板从而入射相对于投射光的偏振方向倾斜了90度的仅水平方向的偏振成分的光。在日本特开2010-078339号公报中公开了一种通过TOF方式的距离测量法来测量被摄体的三维形状的三维形状测量装置，在与图案光的偏振方向正交的方向上使入射光偏振，由此来防止正反射光的入射。在日本特开2011-069671号公报中公开了一种测距装置，其在投光窗口的外周面粘贴了在第一方向上偏振的第一偏振元件，在来自检测对象物的反射光的光路上粘贴在与第一方向不同的第二方向上偏振的第二偏振元件。在日本再公表专利2016/084214号中公开了一种生物认证装置，其使安装在光源上的偏振滤镜的偏振光轴与安装在相机上的偏振滤镜的偏振光轴错开90度，由此来去除镜面反射。在日本特开2016-224021号公报中公开了一种TOF方式的深度相机，其在相机的入射侧设置相对于照射侧的偏振板的朝向成90度角度的偏振板，由此去除通过水蒸气而逆反射的偏振成分，并使通过观测对象进行了扩散反射的光中的与偏振板的偏振的朝向一致的成分进行透射。TOF相机在测距原理上，将相机的受光元件与发光元件紧密地结合，包含受光元件和发光元件来构成一个相机。因此，受光部和发光部是明确的，且容易研究偏振滤镜的安装。但是，为了将偏振滤镜所期待的去除正反射的影响的能力引导至最大，需要对位置和姿势进行仔细的调整，为了维持调整后的偏振方向还需要滤镜的定位机构。另一方面，偏振滤镜会老化，为了维持去除正反射的影响的能力而需要定期更换。因此，将偏振滤镜固定来防止偏振滤镜的位置偏离并不理想。另外，如果即便偏振滤镜没有劣化也定期进行更换则运用成本增大。当偏振滤镜仅仅是被污染时虽然能够通过清洗来应对，但是难以将偏振滤镜的劣化与污染等进行区分来适时地进行更换。
技术实现思路
因此，寻求一种将偏振滤镜的维护进行简化的测距装置。本公开一个方式提供一种测距装置，其具备：发光部，其发出通过预先决定的频率进行了强度调制后的参照光；受光部，其从测定对象空间接收入射光；以及距离计算部，其根据参照光和入射光之间的相位差来计算到测定对象空间的物体为止的距离，该测距装置还具备使第一偏振滤镜与第二偏振滤镜一体化的光学窗口，第一偏振滤镜用于使参照光偏振，第二偏振滤镜用于使入射光在相对于第一偏振滤镜的偏振方向偏离了90度的方向上偏振。附图说明图1是第一实施方式的测距装置的框图。图2是表示第一实施方式的偏振滤镜的劣化判定处理的流程图。图3表示第二实施方式的参照用反射材料。图4是表示第二实施方式的偏振滤镜的劣化判定处理的流程图。图5表示第三实施方式的参照用反射材料。图6是表示第三实施方式的偏振滤镜的劣化判定处理的流程图。图7是表示第四实施方式的偏振滤镜的劣化判定处理的流程图。图8表示变更曝光时间的现有的拍摄模式。具体实施方式以下参照附图详细说明本公开的实施方式。在各个附图中对相同或类似的结构要素标注相同或类似的标记。另外，以下记载的实施方式并非限定权利要求书中记载的专利技术的技术范围以及用词的含义。图1是第一实施方式的测距装置10的框图。测距装置10例如是通过相位差方式测量到物体O的距离的TOF相机，具备发出用于照射测定对象空间的参照光L1的发光部11、从测定对象空间接收入射光L2的受光部12以及计算到测定对象空间的物体O为止的距离的距离计算部13。发光部11例如由发出近红外光(NIR光)的发光二极管(LED)、半导体激光(LD)等光源构成，发出根据来自发光控制部14的调制信号通过预先决定的频率进行了强度调整后的参照光L1。参照光L1通过扩散板15被扩散，照射测定对象空间。受光部12例如由设置了NIR滤镜的CCD、CMOS等图像传感器构成，经由聚光透镜等透镜16接收入射光L2。入射光L2除了包含通过物体O进行反射的参照光，还包含外部光。受光部12具有根据入射光L2积蓄电荷的多个受光元件。受光部12中的一个像素例如由4个受光元件构成，4个受光元件例如在相对于参照光L1的发光定时分别错开了0°、90°、180°、270°相位的拍摄定时分别积蓄电荷Q1～Q4。发光控制部14以及受光控制部18在每个相位π/2从同步信号产生部19输入同步信号。发光控制部14以及受光控制部18分别按照输入的同步信号来控制发光部11的发光定时以及受光部12的拍摄定时等。通过多次重复进行该发光来设为一次拍摄，通过使发光次数变化来调整拍摄的曝光时间。受光部12当结束了一次拍摄时，根据来自受光控制部18的控制信号输出每一个像素包含4个电荷量Q1～Q4的1张帧图像。将帧图像中的各个电荷量Q1～Q4的电压值通过放大部20进行放大，并通过A/D转换部21进行A/D转换，然后存储在存储器22中。距离计算部13由ASIC、FPGA等处理器构成，根据存储在存储器22中的各个电荷量Q1～Q4，针对每个像素并且针对每个拍摄来计算直到位于观测方向上的物体为止的距离。距离计算部13例如根据公知的下述方式来计算相位差Td以及距离L。这里，c是光速(3×108m/s)，f是调制频率。距离图像生成部23根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测距装置，其具备：/n发光部，其发出以预先决定的频率进行了强度调制后的参照光；/n受光部，其从测定对象空间接收入射光；以及/n距离计算部，其根据上述参照光和上述入射光之间的相位差来计算到上述测定对象空间的物体的距离，/n其特征在于，/n上述测距装置具备使第一偏振滤镜与第二偏振滤镜一体化的光学窗口，上述第一偏振滤镜用于使上述参照光偏振，上述第二偏振滤镜用于使上述入射光在相对于上述第一偏振滤镜的偏振方向偏离了90度的方向上偏振。/n

【技术特征摘要】
20180608 JP 2018-1104871.一种测距装置，其具备：
发光部，其发出以预先决定的频率进行了强度调制后的参照光；
受光部，其从测定对象空间接收入射光；以及
距离计算部，其根据上述参照光和上述入射光之间的相位差来计算到上述测定对象空间的物体的距离，
其特征在于，
上述测距装置具备使第一偏振滤镜与第二偏振滤镜一体化的光学窗口，上述第一偏振滤镜用于使上述参照光偏振，上述第二偏振滤镜用于使上述入射光在相对于上述第一偏振滤镜的偏振方向偏离了90度的方向上偏振。


2.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，
上述测距装置还在上述第二偏振滤镜与上述受光部之间具备透镜。


3.根据权利要求1或2所述的测距装置，其特征在于，
上述光学窗口可装卸。


4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的测距装置，其特征在于，
上述测距装置还具备劣化判定部，该劣化判定部根据参照用反射材料和来自上述参照用反射材料的反射强度来判定上述第一偏振滤镜以及上述第二偏振滤镜的劣化。


5.根据权利要求4所述的测距装置，其特征在于，
上述参照用反射材料具有逆反射部。

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥祐辉，渡边淳，中村稔，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP