[发明专利]具备偏振滤镜的测距装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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(timeof flight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。

发明内容