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JPH0670567B2 - Detection optics - Google Patents
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JPH0670567B2 - Detection optics - Google Patents

Detection optics

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Publication number
JPH0670567B2
JPH0670567B2 JP63184207A JP18420788A JPH0670567B2 JP H0670567 B2 JPH0670567 B2 JP H0670567B2 JP 63184207 A JP63184207 A JP 63184207A JP 18420788 A JP18420788 A JP 18420788A JP H0670567 B2 JPH0670567 B2 JP H0670567B2
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optical device
light
plane
concave reflecting
prism
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知典 西村
洋一 梅垣
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NEC Corp
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Nikon Corp
NEC Corp
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、物体からの反射光を受光することによって、
物体の存在及び物体までの距離を検出するための検出装
置、特にそのための受光光学装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention is directed to receiving reflected light from an object.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detection device for detecting the presence of an object and a distance to the object, and more particularly to improvement of a light receiving optical device for that purpose.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ある領域において物体までの距離を検出するため
に、その領域へ向けて光束を照射し、その領域内に存在
する物体からの反射光を受光することによって物体の存
在を検出する装置が知られている。例えば、正面方向に
対して±45°の角度範囲を監視する装置においては、第
1図の平面図及び第2図の側面図に示す如く、扇型領域
についての検出ユニットが設けられている。検出ユニッ
ト1は監視点から光ビーム6を照射する照射装置2と物
体Oから反射光5を受光素子上に集光する受光装置3と
から構成されている。従って、受光素子からの信号によ
って、物体Oの存在の有無を検出することができ、また
受光素子上での集光点の位置によって物体Oまでの距離
を検出することができ、これを連続的に行うことにより
物体の動きを認識することが可能である。
Conventionally, there is known a device which detects the presence of an object by irradiating a light beam toward the area and detecting reflected light from the object existing in the area in order to detect the distance to the object in the area. Has been. For example, in a device that monitors an angle range of ± 45 ° with respect to the front direction, as shown in the plan view of FIG. 1 and the side view of FIG. 2, a detection unit for a fan-shaped area is provided. The detection unit 1 includes an irradiation device 2 that irradiates a light beam 6 from a monitoring point and a light receiving device 3 that condenses the reflected light 5 from the object O onto a light receiving element. Therefore, the presence or absence of the object O can be detected by the signal from the light receiving element, and the distance to the object O can be detected by the position of the condensing point on the light receiving element. By doing so, it is possible to recognize the movement of the object.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

このような検出装置において、できるだけ効率を高める
ためには、検出ユニットが水平面内(サジッタル面内)
で受け持つ監視範囲を広くしなければならない。しか
も、一般に物体からの反射光束は極めて微弱であるた
め、照射光の出力を高める必要があるのは勿論である
が、受光装置の集光効率を高めること、また物体までの
距離検出の精度を高めるためには集光スポットサイズを
極力小さくすることが肝要である。
In such a detection device, in order to increase the efficiency as much as possible, the detection unit should be in the horizontal plane (in the sagittal plane).
It is necessary to widen the range of monitoring that is undertaken by. Moreover, since the reflected light flux from the object is generally extremely weak, it is of course necessary to increase the output of the irradiation light, but it is necessary to improve the light collection efficiency of the light receiving device and the accuracy of the distance detection to the object. In order to increase the size, it is important to make the focused spot size as small as possible.

しかしながら、広範囲にわたる物体からの反射光を小さ
なスポットサイズで集光することは難しく、小型な装置
によって、効率良く高感度かつ高精度で物体距離の検出
を行うことは極めて困難であった。
However, it is difficult to collect the reflected light from an object in a wide range with a small spot size, and it is extremely difficult to detect the object distance efficiently and with high sensitivity and accuracy by a small device.

本発明の目的は、広範囲にわたる物体の存在、及びその
物体までの距離の検出が可能で、さらに集光光学系の集
光性能に優れ、効率良い集光が可能であって高感度の物
体検出、並びに高精度の物体距離検出を行うことのでき
る小型な検出光学装置を提供することにある。
An object of the present invention is to detect the existence of an object over a wide range and the distance to the object, and further, the light collection performance of the light collection optical system is excellent, and efficient light collection is possible and highly sensitive object detection. Another object of the present invention is to provide a small-sized detection optical device capable of performing highly accurate object distance detection.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明による検出光学装置は、所定の平面内に位置する
被検物体からの光を受光するための集光光学装置を有
し、該集光光学装置は前記平面に垂直な面内にて収斂作
用を持つ第1及び第2の2つの柱状凹面反射面と、該2
つの柱状凹面反射面による焦点面上に配置された受光素
子とを有し、前記集光光学装置に入射する光束が第1柱
状凹面反射面で反射された後に第2柱状凹面反射面で反
射されて前記焦点面上の受光素子に集光されるように構
成されている。
The detection optical device according to the present invention has a condensing optical device for receiving light from an object to be inspected located in a predetermined plane, and the condensing optical device converges in a plane perpendicular to the plane. Two first and second columnar concave reflecting surfaces having an action, and the two
A light receiving element disposed on the focal plane by two columnar concave reflecting surfaces, and a light beam incident on the condensing optical device is reflected by the first columnar concave reflecting surface and then by the second columnar concave reflecting surface. The light-receiving element on the focal plane is focused.

そして、第1柱状凹面反射面の曲率中心は、第2柱状凹
面反射面の反射領域に関して、該第1柱状凹面反射面の
反射領域の反対側に位置し、第2柱状凹面反射面の曲率
中心は、第1柱状凹面反射面の反射領域に対して集光光
学装置の入射面からより遠い位置にあるように構成され
ている。
The center of curvature of the first columnar concave reflection surface is located on the opposite side of the reflection region of the first columnar concave reflection surface with respect to the reflection region of the second columnar concave reflection surface. Is arranged at a position farther from the incident surface of the condensing optical device with respect to the reflection area of the first columnar concave reflection surface.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。第3図は本
発明による検出光学装置の光学系の概略構成を示す斜視
図である。半導体レーザー等のレーザー光源(11)と投
射レンズ(12)とを有する照射光学装置(10)により、
レーザー光束(L)が水平面(xy平面)内に扇形状に投
射される。照射光学装置には、例えば特開昭50−156956
号公報に開示される如きトーリック面を有するリング型
レンズ系を用いることが有効である。この照射光学装置
の上部にはプリズムPと受光素子(27)とを有する集光
光学装置(20)が設けられており、照射光学装置の光軸
1と集光光学装置の光軸mとは互いに平行で同一垂直平
面(yz平面)内に含まれるように構成されている。投射
光束の光路中に何らかの物体(0)が存在しているなら
ば、この物体でレーザー光が散乱反射され、散乱光の一
部は集光光学装置(20)に達して集光される。集光光学
装置(20)のプリズムPは、第4図の垂直平面(yz平
面)内、すなわちメリディオナル面内での断面光路図に
も示す如く、入射面(21)、第1内面凹反射面としての
円柱凸面(22)、第2内面凹反射面としての円柱凸面
(23)、及び焦点面である射出面(24)を有しており、
射出面(24)上には受光素子(27)が接合されている。
プリズムPの第1反射面(22)及び第2反射面(23)並
びに両側面(25・26)は、それぞれ銀蒸着等により高い
反射率の反射面に形成されている。尚、第4図に点線に
て示す如くプリズムPを第1反射面(22)側と第2反射
面(23)側とに分離して形成した後貼合わせるように構
成することが製造しやすく望ましい。また、射出面(2
4)は、焦点面として機能するために、集光光学装置の
光軸mに垂直になるように形成されることが望ましい。
Hereinafter, the present invention will be described based on examples. FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical system of the detection optical device according to the present invention. By an irradiation optical device (10) having a laser light source (11) such as a semiconductor laser and a projection lens (12),
The laser beam (L) is projected in a fan shape in a horizontal plane (xy plane). Illumination optical devices include, for example, JP-A-50-156956.
It is effective to use a ring type lens system having a toric surface as disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. A condensing optical device (20) having a prism P and a light receiving element (27) is provided above the irradiation optical device, and the optical axis 1 of the irradiation optical device and the optical axis m of the condensing optical device are provided. It is configured to be parallel to each other and included in the same vertical plane (yz plane). If any object (0) exists in the optical path of the projected light flux, the laser light is scattered and reflected by this object, and a part of the scattered light reaches the condensing optical device (20) and is condensed. The prism P of the condensing optical device (20) has an entrance surface (21) and a first inner concave reflection surface as shown in the sectional optical path diagram in the vertical plane (yz plane) of FIG. 4, that is, in the meridional plane. A cylindrical convex surface (22), a second internal concave reflecting surface as a cylindrical convex surface (23), and a focal plane as an exit surface (24),
The light receiving element (27) is joined to the exit surface (24).
The first reflection surface (22), the second reflection surface (23), and the both side surfaces (25, 26) of the prism P are each formed as a reflection surface having a high reflectance by vapor deposition of silver or the like. It should be noted that, as shown by the dotted line in FIG. 4, the prism P is formed separately on the first reflection surface (22) side and the second reflection surface (23) side, and is then configured to be bonded, which is easy to manufacture. desirable. The exit surface (2
Since 4) functions as a focal plane, it is desirable that it be formed so as to be perpendicular to the optical axis m of the condensing optical device.

このような構成により、集光光学装置(20)のプリズム
Pに入射する物体からの反射光束のうちメリディオナル
方向の成分は、入射面(21)を通過した後、第1反射面
(22)及び第2反射面(23)での各円柱凹面反射面の収
斂作用を受けて射出面(24)上に集光される。また、物
体からの反射光束のうちサジッタル方向の成分は、入射
面(21)を通過した後、第1反射面(22)及び第2反射
面(23)でそれぞれ単に反射されて射出面(24)に達す
る。このため、プリズムPに対して水平面(xy平面)内
で広い角度範囲から入射する光束は、第5図に示したプ
リズムPの水平面(xy平面)内すなわちサジッタル面内
での展開光路図の如く、入射面(21)で屈折された後、
側面(25)及び(26)で反射され射出面(24)上の受光
素子(27)に達する。
With such a configuration, the meridional component of the reflected light flux from the object that enters the prism P of the condensing optical device (20) passes through the incident surface (21), and then the first reflection surface (22) and The light is converged on the exit surface (24) by the converging action of each cylindrical concave reflection surface on the second reflection surface (23). The component of the sagittal direction in the light flux reflected from the object, after passing through the incident surface (21), is simply reflected by the first reflecting surface (22) and the second reflecting surface (23), respectively, and exited (24 ) Is reached. For this reason, a light beam incident on the prism P from a wide angle range in the horizontal plane (xy plane) is as shown in the development optical path diagram in the horizontal plane (xy plane) of the prism P shown in FIG. 5, that is, in the sagittal plane. , After being refracted at the entrance surface (21),
The light is reflected by the side surfaces (25) and (26) and reaches the light receiving element (27) on the exit surface (24).

従って、集光光学装置(20)のプリズムPに入射する物
体から反射光束は、焦点面としてこの射出面(24)上に
円柱面の母線(x方向)に平行な直線状光束となって集
光される。そして、この直線状光束の幅がプリズムPの
メリディオナル方向における集光スポットサイズに相当
し、このスポットのメリディオナル平面内での位置が物
体までの距離に対応する。すなわち、物体が近くに存在
する場合には、第4図のメリディオナル方向断面光路図
の如く、物体からの反射光束は入射面(21)に対して入
射角度θで入射するため、集光スポットは射出面(24)
上で入射面(21)側に接近する。そして、図示した集光
光学装置としての光軸mと焦点面としての射出面(24)
との交点(30)から集光スポットの位置(31)までの距
離dが物体距離に対応する。いま、この集光プリズムP
の焦点距離をfとするとき、 d=f・tanθ の関係が成立つ。また、照射光学装置の光軸1と集光光
学装置の光軸mとの間隔をHとすれば、物体距離Dにつ
いて、 tanθ=H/D の関係が成立つから、物体距離Dは D=f・H/d の関係から求められる。よって、受光素子(27)上で集
光される直線状光束の位置、すなわちメリディオナル面
内でのスポット位置を測定することにより物体までの距
離を得ることができる。
Therefore, the light flux reflected from the object incident on the prism P of the condensing optical device (20) is collected as a linear light flux parallel to the generatrix (x direction) of the cylindrical surface on the exit surface (24) as a focal plane. Be illuminated. The width of this linear light beam corresponds to the size of the focused spot of the prism P in the meridional direction, and the position of this spot in the meridional plane corresponds to the distance to the object. That is, when an object is present in the vicinity, as shown in the meridional direction sectional optical path diagram of FIG. 4, the reflected light flux from the object is incident on the incident surface (21) at an incident angle θ, so that the focused spot is Exit surface (24)
It approaches the incident surface (21) side above. Then, the optical axis m as the condensing optical device and the exit surface (24) as the focal plane are shown.
The distance d from the intersection (30) with the position (31) of the focused spot corresponds to the object distance. Now, this condensing prism P
When the focal length of is defined as f, the relationship of d = f · tan θ is established. Further, if the distance between the optical axis 1 of the irradiation optical device and the optical axis m of the condensing optical device is H, then for the object distance D, the relationship of tan θ = H / D holds, so the object distance D is D = It is obtained from the relationship of f · H / d. Therefore, the distance to the object can be obtained by measuring the position of the linear light beam condensed on the light receiving element (27), that is, the spot position on the meridional plane.

このようなプリズムPに形成された円柱凹反射面は、円
柱正レンズ等の屈折結像系ではなく、円柱凹面反射系を
採用しているため、水平面内の広い角度範囲からの光束
を効率良くしかもコンパクトに集光するのに適してい
る。そして、円柱の母線方向に平行な軸外の直線が変形
して結像されるという円柱レンズでは避けられない傾向
を生ずることがなく、直線が正確に直線として再現され
るため、物体の距離検出精度を高めるのに有効である。
Since the cylindrical concave reflection surface formed on such a prism P employs a cylindrical concave reflection system instead of a refraction imaging system such as a cylindrical positive lens, a luminous flux from a wide angle range in a horizontal plane can be efficiently formed. Moreover, it is suitable for compact focusing. In addition, there is no unavoidable tendency of a cylindrical lens in which an off-axis straight line parallel to the generatrix direction of a cylinder is deformed to form an image, and the straight line is accurately reproduced as a straight line. It is effective in improving accuracy.

しかしながら、円柱凹反射面が偏心系で構成されている
ために、メリディオナル方向でのコマ収差の発生が著し
い。コマ収差が大きい場合には、集光される光束のスポ
ットサイズを小さくすることが出来ないため、物体まで
の距離の検出精度が低下せざるを得ない。このため、本
発明では2つの円柱凹反射面を上記のように組合せるこ
とによって物体からの反射光束を集光することとし、こ
れにより、コマ収差の発生が少なく集光スポットサイズ
を極めて小さくすることができ、物体距離の検出精度を
飛躍的に向上させることが可能となったのである。
However, since the cylindrical concave reflecting surface is composed of an eccentric system, coma aberration is remarkable in the meridional direction. When the coma aberration is large, the spot size of the condensed light beam cannot be reduced, so that the detection accuracy of the distance to the object is unavoidable. For this reason, in the present invention, the two cylindrical concave reflecting surfaces are combined as described above to collect the reflected light flux from the object, and thereby the coma aberration is reduced and the focused spot size is made extremely small. Therefore, it is possible to dramatically improve the accuracy of detecting the object distance.

以下、このようなメリディオナル方向での集光性能につ
いて、円柱凹反射面を1面のみ有する集光プリズムと円
柱凹反射面を2面有する集光プリズムとを共に焦点距離
f=100mmとした比較によって具体的に説明する。
Hereinafter, with respect to the light converging performance in such meridional direction, a converging prism having only one cylindrical concave reflecting surface and a condensing prism having two cylindrical concave reflecting surfaces are compared with a focal length f = 100 mm. This will be specifically described.

第6図は円柱凹反射面を1面のみ有する集光プリズムP1
のメリディオナル方向の断面光路図である。入射面(3
1)から入射する光束は、第1反射面としての円柱凹反
射面(32)で反射されて入射面(31)に垂直な第2反射
面としての平面(33)で反射され、焦点面としての射出
面(34)に達する。ここで、第1反射面(32)としての
円柱凹反射面の曲率半径Rは333mmである。この曲面に
ついての光軸を入射面(31)に垂直な軸Aと定義すれ
ば、光軸Aと集光光学装置としての光軸mとは平行でそ
の距離Sは167mmである。円柱凹反射面(32)の光軸A
にそって、円柱凹反射面(32)の頂点Qから入射面(3
1)までの距離Tは任意である。このような集光プリズ
ムP1において、入射面(31)に垂直に、即ち集光光学装
置としての光軸mに平行に、幅62mmの光束が入射する場
合には、その集光状態は第7図の如くになる。すなわ
ち、最良像面Fにおいて光軸mに沿う主光線pに対し
て、周縁光線q及びrは約3mmも離れた位置に集光し、
かなり大きな集光スポットサイズになることが明らかで
ある。
FIG. 6 shows a condensing prism P 1 having only one cylindrical concave reflection surface.
FIG. 3 is a sectional optical path diagram in the meridional direction of FIG. Incident surface (3
The light flux incident from 1) is reflected by the cylindrical concave reflection surface (32) as the first reflection surface, is reflected by the flat surface (33) as the second reflection surface perpendicular to the incidence surface (31), and is used as the focal plane. Reaching the exit surface (34). Here, the radius of curvature R of the cylindrical concave reflecting surface as the first reflecting surface (32) is 333 mm. If the optical axis of this curved surface is defined as an axis A perpendicular to the incident surface (31), the optical axis A and the optical axis m of the condensing optical device are parallel and the distance S is 167 mm. Optical axis A of cylindrical concave reflecting surface (32)
Along the concave concave reflecting surface (32) from the apex Q of the incident surface (3
The distance T to 1) is arbitrary. In such a condensing prism P 1 , when a light flux with a width of 62 mm enters perpendicularly to the incident surface (31), that is, parallel to the optical axis m as the condensing optical device, the condensing state is the first. It looks like Figure 7. That is, in the best image plane F, the marginal rays q and r are condensed at a position about 3 mm apart from the principal ray p along the optical axis m,
It is clear that the focused spot size will be quite large.

他方、円柱凹反射面を2面有する本発明による集光プリ
ズムP2の具体例を第8図のメリディオナル方向の断面光
路図に示す。入射面(41)に入射する光束は、第1反射
面としての円柱凹反射面(42)で反射収斂された後、さ
らに第2反射面としての円柱凹反射面(43)で反射収斂
され、焦点面としての射出面(44)に集光される。ここ
で、第1反射面としての円柱凹反射面(42)の曲率半径
R1は586mmである。この第1凹反射面としての曲面の光
軸についても入射面(41)に垂直な軸A1と定義すれば、
光軸A1と集光光学装置としての光軸mとは平行でその距
離は276mmである。また、第2反射面としての円柱凹反
射面(43)の曲率半径R2は534mmである。この第2反射
面(43)についての光軸を入射面(41)に平行な軸A2
して定義すれば、本実施例においては第2反射面(43)
の光軸A2上に第1反射面(42)の頂点Q1が位置してお
り、第1反射面(42)の頂点Q1と第2反射面(43)の頂
点Q2との距離Uは202mmである。第1反射面としての曲
面の光軸A1に沿って第1反射面の頂点Q1から入射面(4
1)までの距離Tはこのプリズムにおいても任意であ
る。
On the other hand, a concrete example of the condenser prism P 2 according to the present invention having two cylindrical concave reflecting surfaces is shown in the sectional optical path diagram in the meridional direction of FIG. The light flux incident on the incident surface (41) is converged by the cylindrical concave reflection surface (42) as the first reflection surface and then by the cylindrical concave reflection surface (43) as the second reflection surface. It is focused on the exit surface (44) as a focal plane. Here, the radius of curvature of the cylindrical concave reflecting surface (42) as the first reflecting surface
R 1 is 586 mm. If the optical axis of the curved surface as the first concave reflecting surface is defined as the axis A 1 perpendicular to the incident surface (41),
The optical axis A 1 is parallel to the optical axis m as the condensing optical device, and the distance is 276 mm. The radius of curvature R 2 of the cylindrical concave reflecting surface (43) as the second reflecting surface is 534 mm. If the optical axis of the second reflecting surface (43) is defined as an axis A 2 parallel to the incident surface (41), then the second reflecting surface (43) in the present embodiment.
Of which the vertices Q 1 is positioned in the first reflecting surface on the optical axis A 2 (42), the distance between the vertex Q 2 vertices Q 1 and the second reflecting surface of the first reflecting surface (42) (43) U is 202 mm. Along the optical axis A 1 of the curved surface as the first reflecting surface, from the vertex Q 1 of the first reflecting surface to the incident surface (4
The distance T to 1) is also arbitrary in this prism.

このような円柱凹反射面を2面有する集光プリズムP2
おいて、第6図に示した円柱凹反射面を1面のみ有する
集光プリズムP1と同様に、集光光学装置としての光軸m
に平行な幅62mmの光束を入射させるとすると、メリディ
オナル方向の集光状態は第9図の如くなる。図示のよう
に、最良像面Fにおいて光軸mに沿う主光線pに対し
て、周縁光線q及びrはわずかに約0.3mm離れた位置に
集光する。従って、凹面反射面が1面のみである場合よ
りも、凹面反射面を2面設ける場合の方が集光スポット
サイズを約10分の1にまで小さくし得ることが明らかで
ある。
In the condensing prism P 2 having two such cylindrical concave reflecting surfaces, the optical axis as a condensing optical device is similar to the condensing prism P 1 having only one cylindrical concave reflecting surface shown in FIG. m
Assuming that a light beam having a width of 62 mm parallel to is made incident, the condensed state in the meridional direction is as shown in FIG. As shown in the figure, the marginal rays q and r are condensed at a position slightly separated by about 0.3 mm from the principal ray p along the optical axis m on the best image plane F. Therefore, it is clear that the focused spot size can be reduced to about 1/10 in the case where two concave reflecting surfaces are provided, as compared with the case where only one concave reflecting surface is provided.

上記第8図に示した本発明による構成においては、第1
の凹反射面(42)の曲率中心(第8図中の第1反射面の
曲率半径R1を示す矢印と光軸A1との各延長線の交点)
は、第2凹反射面(43)の反射領域に関して、該第1凹
反射面(42)の反射領域の反対側に位置すること、換言
すれば、第8図において第1凹反射面(42)の頂点Q1
第2凹反射面(43)よりも図中下側にあることが必要で
ある。また、第2凹反射面(43)の曲率中心(第8図中
の第2反射面の曲率半径R2を示す矢印と光軸A2との各延
長線の交点)は、第1凹反射面(42)の反射領域に対し
て入射面(41)からより遠い位置にあること、換言すれ
ば、第8図において第2凹反射面(43)の頂点Q2が第1
凹反射面(42)の反射領域に対して入射面(41)からよ
り遠い位置(右側)にあることが必要である。
In the configuration according to the present invention shown in FIG. 8 above, the first
Center of curvature of the concave reflecting surface (42) of Fig. 8 (the intersection of the extension line of the arrow indicating the radius of curvature R 1 of the first reflecting surface in Fig. 8 and the optical axis A 1 )
Is located on the opposite side of the reflection area of the first concave reflection surface (42) with respect to the reflection area of the second concave reflection surface (43), in other words, in FIG. It is necessary that the apex Q 1 of) is below the second concave reflecting surface (43) in the figure. Further, the center of curvature of the second concave reflection surface (43) (the intersection of the arrow indicating the radius of curvature R 2 of the second reflection surface in FIG. 8 and each extension line of the optical axis A 2 ) is the first concave reflection surface. The position is farther from the incident surface (41) with respect to the reflection area of the surface (42), in other words, in FIG. 8, the vertex Q 2 of the second concave reflection surface (43) is the first.
It is necessary to be at a position (right side) farther from the incident surface (41) with respect to the reflection area of the concave reflection surface (42).

また、実用上は第8図の実施例のように、第2凹面反射
面の曲率半径R2が第1凹面反射面の曲率半径R1以下の値
があること、即ち、R1≧R2であることが、コマ収差の補
正のためにより望ましい。
Practically, as in the embodiment of FIG. 8, the radius of curvature R 2 of the second concave reflecting surface has a value equal to or smaller than the radius of curvature R 1 of the first concave reflecting surface, that is, R 1 ≧ R 2 Is more desirable for the correction of coma.

尚、プリズムPの入射面(41)を曲面とすることによっ
て、収差補正の自由度を高めることができるし、射出面
を像面弯曲に合わせて曲面とすることも可能である。
The incident surface (41) of the prism P can be a curved surface to increase the degree of freedom of aberration correction, and the exit surface can be a curved surface according to the curvature of the image plane.

尚、本発明においては照射装置は必須ではなく物体から
の光を受光することによっても実現可能である。
In the present invention, the irradiation device is not essential and can be realized by receiving light from an object.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の如く、本発明の検出光学装置によれば、広範囲に
わたる物体の存在、及びその物体までの距離の検出が可
能で、さらに集光光学装置の集光性能に優れ、効率良い
集光が可能であって高感度の物体検出、並びに高精度の
物体距離検出を行うことができる。しかも、集光光学装
置を一体的なプリズムによって構成し得るため、部材の
数が少なく装置全体をコンパクトに構成することが可能
である。
As described above, according to the detection optical device of the present invention, it is possible to detect the existence of an object in a wide range and the distance to the object, and further, the condensing optical device is excellent in the condensing performance, and efficient condensing is possible. Therefore, highly sensitive object detection and highly accurate object distance detection can be performed. Moreover, since the condensing optical device can be formed by an integral prism, the number of members is small and the entire device can be made compact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は検出装置の一般的な例としての監視装置の平面
図、第2図はその側面図、第3図は本発明による検出装
置の実施例の概略構成を示す斜視図、第4図は本発明に
おける集光光学装置のプリズムのメリディオナル方向で
の断面光路図、第5図はそのプリズムのサジッタル方向
での展開光路図、第6図は1つの凹面反射面を有するプ
リズムの比較例の断面光路図、第7図はそのメリディオ
ナル方向での集光状態を示す図、第8図は2つの凹面反
射面を有するプリズムの比較例の断面光路図、第9図は
そのメリディオナル方向での集光状態を示す図である。 1……検出ユニット、2……照射装置、3……受光装
置、4……監視範囲(90°)、5……物体からの反射
光、6……照射ビーム、O……物体、10……照射光学装
置、20……集光光学装置、P,P1,P2……プリズム、27…
…受光素子、22,23,32,42,43……円柱凹面反射面。
FIG. 1 is a plan view of a monitoring device as a general example of a detection device, FIG. 2 is a side view thereof, FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of the detection device according to the present invention, and FIG. Is a sectional optical path diagram in the meridional direction of the prism of the condensing optical device in the present invention, FIG. 5 is a developed optical path diagram of the prism in the sagittal direction, and FIG. 6 is a comparative example of a prism having one concave reflecting surface. FIG. 7 is a cross-sectional optical path diagram, FIG. 7 is a view showing a condensed state in the meridional direction, FIG. 8 is a cross-sectional optical path diagram of a comparative example of a prism having two concave reflecting surfaces, and FIG. 9 is a collection in the meridional direction. It is a figure which shows a light state. 1 ... Detection unit, 2 ... Irradiation device, 3 ... Light receiving device, 4 ... Monitoring range (90 °), 5 ... Reflected light from an object, 6 ... Irradiation beam, O ... Object, 10 ... … Irradiation optics, 20 …… Condensing optics, P, P 1 , P 2 …… Prism, 27…
… Light receiving element, 22, 23, 32, 42, 43 …… Cylindrical concave reflecting surface.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−199909(JP,A) 特開 昭60−73405(JP,A) 特開 昭61−170611(JP,A) 特開 昭62−87808(JP,A)Continuation of the front page (56) Reference JP-A-57-199909 (JP, A) JP-A-60-73405 (JP, A) JP-A-61-170611 (JP, A) JP-A-62-87808 (JP , A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の平面内に位置する被検物体からの光
を受光するための集光光学装置を有し、該集光光学装置
は前記平面に垂直な面内にて収斂作用を持つ2つの柱状
凹面反射面と、該2つの柱状凹面反射面による焦点面上
に配置された受光素子とを有し、前記集光光学装置に入
射する光束が第1柱状凹面反射面で反射された後に第2
柱状凹面反射面で反射されて前記焦点面上の受光素子に
集光されるように構成され、前記第1柱状凹面反射面の
曲率中心は、前記第2柱状凹面反射面の反射領域に関し
て、該第1柱状凹面反射面の反射領域の反対側に位置
し、前記第2柱状凹面反射面の曲率中心は、前記第1柱
状凹面反射面の反射領域に対して集光光学装置の入射面
からより遠い位置にあるように構成されていることを特
徴とする検出光学装置。
1. A condensing optical device for receiving light from an object to be inspected located in a predetermined plane, the condensing optical device having a converging function in a plane perpendicular to the plane. It has two columnar concave reflecting surfaces and a light receiving element arranged on the focal plane formed by the two columnar concave reflecting surfaces, and the light flux incident on the condensing optical device is reflected by the first columnar concave reflecting surface. Second after
It is configured so that it is reflected by the columnar concave reflecting surface and condensed on the light receiving element on the focal plane, and the center of curvature of the first columnar concave reflecting surface is Located on the opposite side of the reflection area of the first columnar concave reflection surface, the center of curvature of the second columnar concave reflection surface is closer to the reflection area of the first columnar concave reflection surface from the incident surface of the condensing optical device. A detection optical device characterized in that it is arranged at a distant position.
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