JP2002250623A - 距離定量法及び距離定量装置 - Google Patents

距離定量法及び距離定量装置

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JP2002250623A
JP2002250623A JP2001402198A JP2001402198A JP2002250623A JP 2002250623 A JP2002250623 A JP 2002250623A JP 2001402198 A JP2001402198 A JP 2001402198A JP 2001402198 A JP2001402198 A JP 2001402198A JP 2002250623 A JP2002250623 A JP 2002250623A
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ヴァスロヴェスキ カイ
Gerhard Merettig
メルティグ ケールハルト
Siegfried Ringwald
リングワルド ズィークフリーデ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 いかなる誤差起源とも無関係に、三角測量法
の原理に従って光電子センサーを用いて、可能な限りも
っとも簡単で、もっとも信頼性の高いやり方で、センサ
ーと物体間の距離を定量するようにした。 【解決手段】 センサー（１１）は、電磁感受線を測定
領域に発射するための送信ユニット（Ｓ１；Ｓ）と、測
定領域から反射および／または返送された感受線を検出
するための受信ユニット（Ｅ；Ｅ１）の間に、少なくと
も１個の測定チャンネルを有し；センサー（１１）は、
前記送信ユニット（Ｓ１；Ｓ）と前記受信ユニット
（Ｅ；Ｅ１）の他に、さらにもう一つの送信ユニット
（Ｓ２）、および／または、さらにもう一つの受信ユニ
ット（Ｅ２）を有する、少なくとも１個の付加チャンネ
ルを有し；かつ、対象距離（Ｄ）を定量するために、前
記測定チャンネルと、前記付加チャンネルの受信信号を
共同的に評価する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三角測量法の原理
で作動する光電子センサーと、感受対象物体との間の目
的距離を定量するための方法および装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】三角測量法の原理で作動する既知のセン
サーにおいては、出力光点は、その距離を定量すべき物
体の上に結像され、かつ、その物体から空間的に分解可
能な受光器に結像される。受光器における、反射、およ
び／または、返送光点の位置は、センサーと物体間の距
離―これは動作距離とも呼ばれる―に依存する。従っ
て、受光器における光点中心の位置を、定量すべき距離
の尺度として使用することが可能である。この目的のた
めに、受光器の光感受範囲を、二つのサブ範囲、すなわ
ち、近距離範囲と遠距離範囲に分割することが知られて
いる。近距離範囲と、遠距離範囲間における、結像され
た光点の強度分布は、目的距離に依存するが、その依存
は、この二つの範囲の出力信号差が、目的距離の尺度を
形成するようにして起こる。
【０００３】これらのセンサーの欠点は、対象によって
反射、および／または、返送された光点由来の実際の受
容信号に重複した干渉信号を、そのようなものとして認
識することができないことである。この干渉信号の起源
は、例えば、センサーの光学系、あるいは、その距離を
定量すべき物体、または、その感受される物体の側面ま
たは背部に配置される干渉性物体―これは背景物体とも
呼ばれる―の、そのいずれかの反射性または明輝域、あ
るいは、高対比域の、欠陥や汚れである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、存在
し、実際の受信信号を変質させる可能性のある、いかな
る誤差起源とも無関係に、三角測量法の原理に従って光
電子センサーを用いて、可能な限りもっとも簡単で、も
っとも信頼性の高いやり方で、センサーと物体間の距離
を定量する可能性を供給することである。
【０００５】上記目的は、一方では、方法請求項１の特
性により、また特に、下記の特性により満足される。す
なわち、センサーは、測定領域に電磁感受線を伝達する
送信ユニットと、測定量域から反射された、および／ま
たは、返送された感受線検出のための受信ユニットとの
間に、少なくとも一つの測定チャンネルを有すること；
前記センサーは、前記測定チャンネルの前記送信ユニッ
トと受信ユニットの他に、さらに一つの送信ユニット、
および／または、受信ユニットを有する少なくとも一つ
の付加チャンネルを有すること；および、前記測定チャ
ンネルと、前記付加チャンネルからの受信信号が、対象
距離定量のために共同的に評価される、という特性であ
る。
【０００６】本発明によれば、この付加チャンネルによ
り付加的情報の利用が可能となり、かつ、測定チャンネ
ルからの情報と併せ使用して、誤差原因をそのようなも
のとして特定することが可能となり、それによって、距
離測定にたいする誤差原因の影響を低下させることが可
能となる。
【０００７】前記併合評価は、センサーと関連し、か
つ、前記１個の受信ユニットまたは複数の受信ユニット
が接続される、評価ユニット中で行われる。適当な数学
的評価法、例えば、受信信号の保存された、または、学
習された強度分布と、現在の強度分布との間の交差相関
を、それぞれ、距離測定法の設計に応じて、または、セ
ンサーの設計や動作モードに応じて、利用が可能であ
る。
【０００８】測定チャンネルと付加チャンネルは、各目
的距離について、併合動作することが、特に、少なくと
も実質的に同時的に操作されることが好ましい。
【０００９】上記は下記の場合をも含む。すなわち、複
数のチャンネルが、順番に高速で制御される場合、例え
ば、複数の受信信号の共同評価を通じてそれぞれの対象
距離を定量するように、短い時間間隔でそれぞれの感受
線を連続的に発射する、複数の送信ユニット、および／
または、連続的に読み取られる、複数の受信ユニット、
によって制御される場合である。
【００１０】本発明の一つの実施態様によれば、測定チ
ャンネルの受信信号のみを、距離値の定量に使用するこ
と、付加チャンネルの受信信号によって、受信信号が少
なくとも一つの基準を満たしているかどうかを確定する
こと、および、前記付加的基準が満たされた場合、その
距離値を、対象距離の測定値として使用すること、が実
現されるような態様とすることが可能である。
【００１１】従って、実際の距離測定において、その測
定がある要求を満たしているかどうか、および、受信信
号がある付加的条件に合致しているかどうかを、付加チ
ャンネルの受信信号の助けを借りてチェックした後、測
定チャンネルの受信信号のみが、前記距離測定のために
用いられる。従って、付加チャンネルによって、測定チ
ャンネルの受信信号の質が低下したか否かを確定するこ
とが可能となる。
【００１２】本発明の、一つの別態様によれば、測定チ
ャンネルと付加チャンネル両方の受信信号を用いて、目
的距離の測定値として使える距離値を定量する。
【００１３】この点で、距離値は、受信信号の内の一つ
の力を借りて定量されるばかりでなく、対象距離の定量
のために、測定チャンネルおよび付加チャンネル両方の
受信信号が用いられる。
【００１４】単一の受信ユニット、または、複数の受信
ユニットにおける受信信号の、それぞれの強度分布が、
測定チャンネル、および／または、付加チャンネルにお
ける距離定量に使用されることが好ましい。
【００１５】本発明によれば、一般的に、所望のいずれ
の種類の空間的分解能検出器が、受信ユニットとして配
備可能である。対象物から反射、および／または、返送
された光点または光柱の位置、および、光点反射、およ
び／または、返送の状況に関する情報を、検出された強
度分布から読み取ることが可能である。
【００１６】本発明の、一つの好ましい実施態様では、
１個の、独立した送信ユニットと、１個の、好ましくは
普通の受信ユニットが、それぞれ、測定チャンネルと、
付加チャンネルのために使用される。
【００１７】本発明の、この変更態様においては、作業
は、下記のように作動する、少なくとも２個の受信ユニ
ットによって実行される。すなわち、発射された感受線
は、対象物にたいして異なる位置で入射し、同受信ユニ
ットにおいて対応する位置差が検出される。
【００１８】この点で、この２個の送信ユニットは、異
なる方向に感受線を発射し、それによって測定チャンネ
ルと付加チャンネルを形成することが可能である。次ぎ
に、この測定チャンネルと付加チャンネルの受信信号
の、互いに対応する特性範囲を、好ましくは共同評価に
おいて、それらが、特に、ある期待された量だけ互いに
変位したかどうかに関して検査される。
【００１９】本発明の、さらにもう一つの実施態様によ
れば、別法として、複数の送信ユニットを使用する場
合、測定チャンネルと、付加チャンネルの感受線を異な
る距離に焦点を結ばせる、その際、好ましくは、近距離
範囲は、一方チャンネルに、遠距離範囲は、他方チャン
ネルに焦点を結ばせるようにする。
【００２０】次ぎに、測定チャンネルと付加チャンネル
の受信信号の、相互に対応する特性範囲を、好ましくは
共同評価において、発射感受線が、特に、異なる尖鋭度
で、特に、期待量と一致する異なる尖鋭度で、結像され
るかどうかに関して、検査する。
【００２１】複数の送信ユニットを用いる、本発明のさ
らにもう一つの実施態様に一致するさらにもう一つの別
態様では、付加チャンネルの感受光線が、故意に、非焦
点的、散乱的、拡散的、および／または、非特異的に発
射され、そのために、空間的に広がった感受域が、測定
領域に入射されるようにする。この点で、好ましくは、
感受域は、感受される対象側のセンサーの半分空間の実
質部分、あるいは、少なくとも実質的に全半分空間をカ
バーすることが可能である。
【００２２】次ぎに、共同評価において、測定チャンネ
ルと、付加チャンネルの受信信号の間に、好ましくは、
差が形成される。この点で、先ず、付加チャンネルの受
信信号が、好ましくは、測定チャンネルの受信信号から
差引かれ；次ぎに、負の差の値はゼロに設定され；か
つ、得られた正の差の信号が、距離の定量に用いられ
る。
【００２３】干渉信号をもたらす散乱光を空間的に広が
った感受域によって結像させ、それによって、センサー
の最重要視覚域を、干渉性物体またはアーチファクトの
有無を検するために監視することが可能である。
【００２４】本発明によれば、複数の送信ユニットが配
備されるだけでなく、別態様として、複数の受信ユニッ
トおよび／または光学的受信ユニットへの分割を、受信
側で実行し、一方、１個の共同送信ユニットを、好まし
くは、測定チャンネルおよび付加チャンネル用として使
用することが可能である。
【００２５】本発明の好ましい変更態様によれば、送信
ユニットは、この点で、少なくとも２個の受信ユニット
の間および／または少なくとも２個の光学的受信システ
ムの間に配され；中心、および、中心の、送信ユニット
位置からの距離がそれぞれ受信信号について求められ；
かつ、中心距離の平均値が、対象距離の測定値として用
いられる。
【００２６】本発明の、別の変更態様によれば、前記少
なくとも２個の受信ユニットおよび／または光学的受信
システムは、送信ユニットの同じ側に配され、かつ、測
定チャンネルと付加チャンネルの受信信号の相互に対応
する範囲間の距離が、対象距離の測定値として用いられ
る。
【００２７】複数の送信ユニットの使用は、感受される
目的物の近傍、または、その背後に、反射性または光輝
性干渉性物体が予想される場合に、特に使用が可能であ
るが、複数の受信ユニットおよび／または光学的受信シ
ステムは、感受される目的物が比較的高コントラストで
あることによる誤差の予測が可能である場合に、特に用
いられる。
【００２８】請求項、詳細な説明の導入部、および、下
記の図面の説明において言及された本発明の全ての変更
態様はまた、相互に組み合わせが可能であり―それらが
相互に矛盾するものでない限り―それによって、対象距
離に関する、特に確実な、信頼性の高い定量が可能とな
る。
【００２９】他方、本発明の基礎的目的は、装置請求項
２０の特性によって、特に、三角測量術の原理で作動す
る光電子センサーと、感受される対象物との間の対象距
離を定量するための装置によって満足される。この装置
は、測定域に電磁感受光線を伝送するための送信ユニッ
トと、測定域から反射される、および／または、返送さ
れる感受光線を検出するための受信ユニットとの間に、
少なくとも一つの測定チャンネルを有し；測定チャンネ
ルの送信ユニットと受信ユニットの他に、さらにもう一
つの送信ユニットおよび／またはさらにもう一つの受信
ユニットを有する少なくとも１個の付加チャンネルを有
し；かつ、対象距離の定量のために、測定チャンネルと
付加チャンネルの受信信号の共同評価用の評価ユニット
を有する。
【００３０】全ての送信ユニットと受信ユニットは、距
離方向にたいして好ましくは垂直に延びる、共通のセン
サー平面に好ましくは配置される。ここに、距離方向
は、センサーと対象間の最短距離に一致し、また、送信
および／または受信軸とも名づけられる。
【００３１】１個の送信ユニット、または、複数の送信
ユニットの各々は、好ましくは、ＬＥＤ、または、レー
ザー装置、例えば、レーザーダイオードの形で供給され
る。さらに、１個の受信ユニット、または、複数の受信
ユニットの各々は、好ましくは、空間的分解能検出器、
例えば、ＣＣＤ（電荷結合素子）またはＰＳＤ（位置感
受性素子）から成る単一列または多数列フォトダイオー
ド列の形で供給される。
【００３２】
【発明の実施の形態】さらに、本発明の、それ以外の実
施態様が、従属クレーム、説明および図面において記載
されている。
【００３３】本発明を、下記に、図面を参照しながら実
施例に基づいて説明する。図１（Ａ）および１ｂによる
本発明の実施態様では、センサー１１は、センサー平面
２１において、例えばそれぞれＬＥＤまたはレーザーダ
イオードの形態を持つ、２個の、ΔＸだけ空間的に隔て
られた送信ユニットＳ１とＳ２とを含む。共通の光学伝
送システムＦＳが、例えば、感受光線の結像用レンズの
形態を取って、送信ユニットＳ１とＳ２に関連する。
【００３４】さらに、センサー１１は、例えば、同様に
センサー平面２１に配される、単一列または多数列フォ
トダイオード列の形を有する、前記２個の送信ユニット
Ｓ１、Ｓ２用共同受信ユニットＥを有する。この受信ユ
ニットＥは、例えば、レンズとして形成される光学的受
容システムＦＥと関連する。別法として、受信ユニット
Ｅはまた、センサー平面２１の外側に配されてもよい。
【００３５】前記センサー成分は、図１（Ａ）において
一点鎖線で示される、共通のセンサー筐体２３の中に配
される。
【００３６】センサー１１は、センサー１１と、センサ
ー１１の測定範囲域内に存在する感受対象物１３との間
の距離Ｄ―これは、下記において対象距離と名づけられ
るが―を定量するのに役立つ。例えば、図１（Ａ）に表
示されるセンサー平面２１は、前記距離定量のための参
照平面として役立つ。
【００３７】センサー１１は、三角測量法原理に従って
作動する。送信ユニットＳ１、Ｓ２によって発射された
感受光線は、光学的伝送システムＦＳを通過した後、感
受対象物１３によって反射および／または返送され、光
学的受容システムＦＥによって、共通の受信ユニットＥ
上に結像される。各送信ユニットＳ１、Ｓ２は、感受対
象物１３の上に、光点または感受点１９を生成し、前記
感受点１９は、受信ユニットＥ上に結像されるが、受信
ユニットＥにおけるその位置は、対象距離Ｄに依存す
る。
【００３８】干渉源が存在しないならば、対象距離Ｄ
は、受信ユニットＥにおける感受点の位置から既に定量
することが可能である。
【００３９】本発明に従って、２個の、別々の、共同作
動チャンネルが配される。すなわち、測定チャンネルＳ
１−Ｅと付加チャンネルＳ２−Ｅであるが、これによっ
て、送信ユニットＳ１、Ｓ２によって発射された放射光
を、受信ユニットＥに向けて反射および／または返送
し、それによって、感受対象物１３からやって来る実際
の受信信号の質を低下させる、干渉源があったとして
も、対象距離Ｄの、確実で、信頼性の高い測定が可能に
なる。干渉性物体とは例えば、高い、光反射および／ま
たは返送性能を有する表面、特に、感受対象物１３近傍
または背後の反射面である。伝送軸の外側に位置する、
このような反射性干渉性物体１５が、図１（Ａ）に模式
的に示される。
【００４０】この干渉性物体１５の影響、および、その
干渉信号を、望みの信号から分離するための、本発明に
よる行程を、図１（Ｂ）に示す。
【００４１】図１（Ｂ）は、受信ユニットＥ全体に反射
および／または返送された所望信号の放射強度Ｉの、Ｘ
方向における分布を示す。送信ユニットＳ１の強度分布
は実線で示し、送信ユニットＳ２の強度分布は破線で示
した。各強度分布は、二つの特徴領域を持つ。すなわ
ち、感受対象物１３によって反射および／または返送さ
れた、感受光点１９に対応する、Ｘ１またはＸ２に中心
を持つ、再現される所望信号、および、再現されない干
渉信号である。干渉信号は、送信ユニットＳ１およびＳ
２いずれについても、受信ユニットＥ上の同じ位置に中
心を持つ。
【００４２】Ｘ１およびＸ２位置のみが、正しい対象距
離Ｄのための測定値を形成する。干渉信号の中心位置の
評価をすれば、それは不正確な対象距離をもたらすこと
になる。もしも単一測定チャンネルしか存在せず、従っ
て、単一強度曲線しか得られないのであれば、その他の
情報がなければ、センサー１１は、干渉信号を所望の信
号として評価し、従って、干渉信号の中心位置を評価す
ることによって、不正確な距離値を供給する恐れがある
ことになる。
【００４３】しかしながら、本発明に従って、付加チャ
ンネルを配することにより、これは、本実施態様では、
付加送信ユニットＳ２を配することによって実現される
ものであるが、干渉信号を、干渉信号として特定するこ
とが可能になる。この目的のために、下記の事実が利用
される。すなわち、受信ユニットＥにおける、２個の受
信信号の距離a・ΔＸは、対応方向における、２個の送
信ユニットＳ１、Ｓ２の距離ΔＸに比例する。この比例
係数ａは、光学的伝送装置ＦＳや光学的受容システムＦ
Ｅの結像性に依存する。すなわち、ａ＝ｆ（ＦＳ，Ｆ
Ｅ）が適用される。この関係は、全ての対象距離Ｄに適
用される。すなわち、一方のΔＸと他方のa・ΔＸの間
の相関は、対象距離Ｄに無関係である。
【００４４】本発明による、測定チャンネルＳ１−Ｅと
付加チャンネルＳ２−Ｅの受信信号の共同評価において
は、感受対象物１３によって反射および／または返送さ
れた感受点に対応する、ピークの形を取る、強度曲線の
特徴領域を、それらが、期待の量a・ΔＸだけ互いに変
位しているかどうかに関して調べる。もしもそうなって
いなければ、これらの特徴範囲を、距離の定量から除外
して、エラーメッセージを生成させるか、または、さら
に別の、強度分布特徴領域を調べる。
【００４５】上と異なり、強度分布の二つのピークが互
いに期待の量a・ΔＸだけ変位していることが判明した
場合には、これらのピークの内少なくとも一つを用い
て、その中心Ｘ１またはＸ２の位置が、対象距離Ｄの測
定値を表わすとして、対象距離Ｄを定量する。
【００４６】図２（Ａ）および２ｂに示す本発明の実施
態様では、今度は、センサー１１には、それらにたいし
共通の受信ユニット（図示せず）が関連する、二つの別
々の伝送ユニットＳ１とＳ２とが設けられる。この実施
態様では、各伝送ユニットＳ１、Ｓ２は、例えばレンズ
の形を取る、別々の光学的伝送システムＦＳ１、ＦＳ２
と関連する。
【００４７】この光学的伝送システムＦＳ１とＦＳ２
は、送信ユニットＳ１およびＳ２によって発射された感
受光線を、それぞれ、異なる距離ｄ１およびｄ２に結像
する点で異なる。図２（Ａ）では示されていない感受対
象物の、センサー１１からの、定量されるべき距離に応
じて、片方の送信ユニットＳ１の感受スポットを、他方
の送信ユニットＳ２の感受スポットよりもよりシャープ
に、または、よりぼんやりと結像させる。
【００４８】所望の信号の予想される強度分布は、基本
的に、図２（Ｂ）の上側図に模式的に示す分布Ａ，Ｂに
一致する。感受対象物がセンサー１１に比較的近く位置
している場合には、一方の送信ユニットの感受点の方
が、他方の送信ユニットのそれよりもよりシャープに結
像され、そのシャープさの違いは、それぞれの強度分布
ＡまたはＢの、互いに対応する領域またはピークの幅の
差によって検出することが可能である。感受対象物が、
センサー１１から比較的離れている場合には、逆にな
る、すなわち、他方の感受点の方がよりシャープに結像
される。
【００４９】例えば、反射性干渉物体１５（図２（Ａ）
参照）による干渉性放射が、受信ユニットに入射した場
合、例えば、図２（Ｂ）の下側図に模式的に示した強度
分布Ｃが得られる。従って、干渉性物体１５の干渉信号
は、予想量に一致する、結像感受点のシャープさの差に
基づいただけでは、ピークを用いて、正しい対象距離を
定量することがもはやできなくなる結果をもたらすこと
になる。
【００５０】従って、測定の質を低下させる干渉性物体
１５の存在は、予想された強度曲線を示さない、受信信
号の検出によって認識が可能である。
【００５１】図３（Ａ）および３ｂによる本発明の実施
態様は、対象距離Ｄの測定の質を低下させる干渉性物体
１５の変質性影響を除去するために付加チャンネルを使
用する場合の、さらにもう一つの可能性を示す。
【００５２】センサー１１は、２個の送信ユニットＳ１
とＳ２と共に、共通受信ユニットＥをも含む。この２個
の送信ユニットＳ１、Ｓ２のために、共通の光学的伝送
システムＦＳがレンズの形で配備され、かつ、光学的受
容装置ＦＥが、受信ユニットに配備されるが、これもレ
ンズとして形成される。
【００５３】発射感受光線２５は、送信ユニットＳ１お
よび受信ユニットＥによって形成される測定チャンネル
Ｓ１−Ｅにおいて結像されて、感受対象物１３において
感受点を生成する一方で、付加チャンネルＳ２−Ｅにお
いては、感受域は、センサー１１の半分空間の、感受対
象物側に入射し、かつ、その空間は、測定チャンネルＳ
１−Ｅの感受光線２５と比べて、空間的に実質的に拡大
されるように確保される。この感受域は、故意に為され
る、送信ユニットＳ２感受光線の、非結像性、散乱性、
拡大性、および／または、非特異性伝送によって生成が
可能である。
【００５４】例えば、送信ユニットＳ２における散乱、
絞りまたは筒のような光学的要素における反射および／
または返送、および、光学的伝送システムＦＳにおける
欠陥、例えば、伝送レンズにおける引っかき傷、埃また
は条痕によってもたらされ、かつ、干渉性物体１５によ
って受信ユニットＥに向かって反射および／または返送
される、干渉性放射が、故意に、感受域に結像される。
【００５５】図３（Ｂ）は、２個の送信ユニットＳ１、
Ｓ２から入力した、２個の受信信号の強度分布を示す。
上記誤差原因によって、測定チャンネルＳ１−Ｅ中を伝
送された放射もまた干渉性物体１５に入射し、それによ
って、受信ユニットＥに反射および／または返送され、
そのために、強度ピークが、位置Ｘ２に生成された場合
を示す。付加チャンネルの送信ユニットＳ２の対応強度
ピークは、結像測定チャンネルのものよりも高い。測定
チャンネルでは、干渉性放射を意図的に結像するため
に、結像性感受光線２５に操作を加えている。しかしな
がら、定量すべき対象距離Ｄに対応する位置Ｘ１におい
ては、測定チャンネルＳ１−Ｅでは、付加チャンネルＳ
２−Ｅよりも高い受信信号が生じている。なぜなら、感
受対象物における感受域の強度分布は、それによって、
感受対象物１３の上に感受点の形成される、感受光線２
５のものよりも低いからである。
【００５６】この二つのチャンネルの受信信号の共同評
価は、付加チャンネルの受信信号Ｓ２を、測定チャンネ
ルの受信信号Ｓ１から差引き、かつ、負の差の値はゼロ
に設定されることによって実行される。このようにし
て、正の差の信号が、対象距離Ｄに対応する、受信ユニ
ットＥの位置Ｘ１に残る。次ぎに、この得られた正の差
の信号を用いて、対象距離Ｄを定量する。
【００５７】上記実施態様では、送信ユニットＳ１、Ｓ
２および受信ユニットＥは、共通センサー平面２１に配
されるが、その際、それによって空間的に拡大された感
受域の生成された、付加チャンネルの送信ユニットＳ２
は、測定チャンネルの送信ユニットＳ１と、受信ユニッ
トＥの間に位置付けられる。２個の送信ユニットＳ１、
Ｓ２によって発射される光線の結像は、共通の光学的伝
送装置ＦＳによって行われる。測定チャンネルと付加チ
ャンネルにおける強度は、図３（Ｂ）に示すように、付
加チャンネルが、受信ユニットＥにおいて、干渉性物体
１５に対応する位置Ｘ２で、測定チャンネルよりも高い
信号を出力するように選択され、それによって、この２
個の受信信号間の差の形成による評価において、正の信
号が、対象距離Ｄに対応する位置Ｘ１のみに残るように
する。
【００５８】図４（Ａ）および４（Ｂ）は、本発明のさ
らにもう一つの実施態様を示す。この態様は、所謂高コ
ントラスト辺縁１７の、感受対象物にたいする干渉性影
響による被害を除去するのに特に好適である。高コント
ラスト辺縁は、例えば、感受対象物１３における印刷文
字の、暗黒表面と光輝表面の間の移行部である可能性が
ある。図４（Ｂ）の模式図において、低反射および／ま
たは返送能の領域を、斜線形にて示す。センサー１１に
よって発射された感受点１９は、高反射および／または
返送能領域と、低反射および／または返送能の領域とを
同時にカバーする。
【００５９】受信側におけるコントラスト辺縁１７の作
用を図４（Ｂ）に示す。同図は、２個の受信ユニットＥ
１、Ｅ２における受信信号を示す。受信信号は、低反射
および／または返送能を有する感受対象物表面に対応す
る領域においてより低い。
【００６０】もしも受信ユニットがたった一つで、受信
信号がたった一つしか存在しないのであれば、質低下
は、対象距離Ｄの定量に必要とされる対象物Ｘ位置を定
める、強度分布の中心の形成に現れるであろう。なぜな
ら、このＸ位置は、高反射および／または返送能領域の
方向に変位することが予想されるからである。
【００６１】本発明により、付加チャンネルが、もう一
つの受信ユニットＥ２という形で供給され、これが、コ
ントラスト辺縁１７も作用を及ぼす、付加的受信信号を
出力する。従って、２個の受信信号が存在することにな
り、かつ、それぞれが、そこにおいて強度が急激にまた
は段階的に変化する、コントラスト辺縁由来の、特徴的
領域を有する。
【００６２】強度分布の評価において、これら特徴的領
域を問題無く特定し、受信ユニットＥ１、Ｅ２における
対応位置Ｘ１、Ｘ２と関連させることが可能である。受
信信号の強度分布における特定の曲線とは独立に、この
特徴領域の位置Ｘ１、Ｘ２の差ΔＸは、定量すべき対象
距離Ｄにたいする測定値を形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、模式的に表わした本発明の実施態様
であってセンサー配置を示し、（Ｂ）は、受容側におけ
る強度分布を示す。
【図２】（Ａ）は、模式的に表わした本発明の他の実施
態様であってセンサー配置を示し、（Ｂ）は、受容側に
おける強度分布を示す。
【図３】（Ａ）は、模式的に表わした本発明の他の実施
態様であってセンサー配置を示し、（Ｂ）は、受容側に
おける強度分布を示す。
【図４】（Ａ）は、模式的に表わした本発明の他の実施
態様であってセンサー配置を示し、（Ｂ）は、受容側に
おける強度分布を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケールハルト メルティグ ドイツ連邦共和国 ゼクサ 79350 ジー ドルングヴェグ １ (72)発明者 ズィークフリーデ リングワルド ドイツ連邦共和国 エルツァンク 79215 ヴェルシホフェ ５アー Ｆターム(参考） 2F112 AA06 AA07 AA08 BA07 CA12 DA04 DA25 DA26 DA28

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 三角測量法の原理に従って作動する光電
    子センサー（１１）と、感受対象物（１３）との間の対
    象距離（Ｄ）を測定するための距離定量法であって、 センサー（１１）は、電磁感受線を測定領域に発射する
    ための送信ユニット（Ｓ１；Ｓ）と、測定領域から反射
    および／または返送された感受線を検出するための受信
    ユニット（Ｅ；Ｅ１）の間に、少なくとも１個の測定チ
    ャンネルを有し；センサー（１１）は、前記送信ユニッ
    ト（Ｓ１；Ｓ）と前記受信ユニット（Ｅ；Ｅ１）の他
    に、さらにもう一つの送信ユニット（Ｓ２）、および／
    または、さらにもう一つの受信ユニット（Ｅ２）を有す
    る、少なくとも１個の付加チャンネルを有し；かつ、 対象距離（Ｄ）を定量するために、前記測定チャンネル
    と、前記付加チャンネルの受信信号を共同的に評価す
    る、ことを特徴とする距離定量法。
  2. 【請求項２】 前記測定チャンネルと前記付加チャンネ
    ルとは、各対象距離（Ｄ）のために、共同的に、特に少
    なくとも実質的に同時に作動されることを特徴とする、
    請求項１による距離定量法。
  3. 【請求項３】 測定チャンネルの受信信号のみが、距離
    値を定量するのに使用され；前記受信信号（複数）が少
    なくとも一つの付加的基準を満たすかどうかの判断が、
    付加チャンネルの受信信号に基づいて為され；かつ、 前記付加的基準が満たされた場合、前記距離値が、対象
    距離（Ｄ）の測定値として使用される、 ことを特徴とする、請求項１または請求項２による距離
    定量法。
  4. 【請求項４】 前記測定チャンネルおよび前記付加チャ
    ンネル両方の受信信号が、対象距離（Ｄ）の測定値とし
    て使える距離値を定量するのに用いられることを特徴と
    する、請求項１または請求項２による距離定量法。
  5. 【請求項５】 前記測定チャンネルおよび／または前記
    付加チャンネルにおいて、受信ユニット（Ｅ）、また
    は、受信ユニット（Ｅ１、Ｅ２）における受信信号の、
    それぞれの強度分布が、距離定量のために使用されるこ
    とを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項によ
    る距離定量法。
  6. 【請求項６】 前記強度分布の中心、または、前記強度
    分布の特徴領域の位置が、前記測定チャンネルおよび／
    または前記付加チャンネルにおいて、距離の定量に使用
    されることを特徴とする、請求項５による距離定量法。
  7. 【請求項７】 別の送信ユニット（Ｓ１、Ｓ２）と、好
    ましくは共同受信ユニット（Ｅ）が、それぞれ、測定チ
    ャンネルと付加チャンネルのために使用されることを特
    徴とする、請求項１ないし６のいずれか一つの項による
    距離定量法。
  8. 【請求項８】 前記測定チャンネルと前記付加チャンネ
    ルの感受線が、異なる方向に発射されることを特徴とす
    る、請求項７による距離定量法。
  9. 【請求項９】 前記測定チャンネルと前記付加チャンネ
    ルの受信信号の相互に対応する特徴領域が共同で評価さ
    れ、ここに、各場合において、それら受信信号が、互い
    に、特に、期待量（ａ・ΔＸ）だけ変位しているかどう
    かについて調査が為されることを特徴とする、請求項８
    による距離定量法。
  10. 【請求項１０】 前記測定チャンネルと前記付加チャン
    ネルの感受線が、異なる距離（ｄ１、ｄ２）に結像さ
    れ、ここに、好ましくは、焦点は、一方チャンネルでは
    近位範囲に、他方チャンネルでは遠位範囲にあることを
    特徴とする、請求項７による距離定量法。
  11. 【請求項１１】 前記測定チャンネルと前記付加チャン
    ネルの受信信号の、相互に対応する領域が共同で評価さ
    れる時、各場合において、発射感受線が、異なる尖鋭度
    で結像されるか、特に、期待量に一致した異なる尖鋭度
    で結像されるかどうかについて調査が為されることを特
    徴とする、請求項１０による距離定量法。
  12. 【請求項１２】 前記測定チャンネルおよび前記付加チ
    ャンネル両方の感受線が結像されることを特徴とする、
    請求項１ないし１２のいずれか一項による距離定量法。
  13. 【請求項１３】 前記付加チャンネルの感受線は、故意
    に、特に、非焦点的、散乱的、拡大的、および／また
    は、非特異的に発射され、それによって、空間的に拡大
    された感受域が、測定領域に入射され、ここに、前記感
    受域は、好ましくは、感受対象物側の、センサー（１
    １）半分空間の、少なくとも実質部分に、特に、全半分
    空間に少なくとも実質的に、入射されることを特徴とす
    る、請求項７による距離定量法。
  14. 【請求項１４】 前記測定チャンネルの受信信号と、前
    記付加チャンネルの受信信号との間に、それらの共同評
    価において、差が形成されることを特徴とする、請求項
    １３による距離定量法。
  15. 【請求項１５】 共同評価において、前記付加チャンネ
    ルの受信信号を、前記測定チャンネルの受信信号から差
    引き；負の差の値はゼロに設定し；かつ、得られた正の
    差信号を、距離の定量に使用することを特徴とする、請
    求項１３または請求項１４による距離定量法。
  16. 【請求項１６】 感受対象物（１３）に比べて高い反射
    および／または返送能を有する干渉性物体（１５）がも
    たらす、特徴領域における受信信号が、測定チャンネル
    におけるよりも、付加チャンネルにおいて大きくなるよ
    うに、感受線の強度が選択されることを特徴とする、請
    求項１３ないし１５のいずれか一項による距離定量法。
  17. 【請求項１７】 別の受信ユニット（Ｅ１、Ｅ２）およ
    び／または別の光学的受信装置（ＦＥ１、ＦＥ２）が、
    測定チャンネルと付加チャンネル用にそれぞれ使用さ
    れ、好ましくは共通伝送ユニット（Ｓ）が使用されるこ
    とを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項によ
    る距離定量法。
  18. 【請求項１８】 送信ユニットは、少なくとも２個の受
    信ユニットおよび／または光学的受信装置の間に配さ
    れ；強度分布の中心および、同中心の、前記送信ユニッ
    トからの距離が、それぞれの受信信号について確定さ
    れ；かつ、中心距離の平均値を、対象物距離の測定値と
    して使用することを特徴とする、請求項１７による距離
    定量法。
  19. 【請求項１９】 前記少なくとも２個の受信ユニット
    （Ｅ１、Ｅ２）および／または光学的受信装置が、前記
    送信ユニット（Ｓ）の同じ側に配され、かつ、前記測定
    チャンネルと前記付加チャンネルの受信信号の、互いに
    対応する特徴領域の間の距離（ΔＸ）を、対象距離
    （Ｄ）の測定値として用いることを特徴とする、請求項
    １７による距離定量法。
  20. 【請求項２０】 三角測量法の原理に従って作動する光
    電子センサー（１１）と、感受対象物（１３）との間の
    対象距離（Ｄ）の距離定量装置であって、電磁感受線を
    測定領域に発射するための送信ユニット（Ｓ１；Ｓ）
    と、測定領域から反射および／または返送された感受線
    を検出するための受信ユニット（Ｅ；Ｅ１）の間に、少
    なくとも１個の測定チャンネルを有し；前記送信ユニッ
    ト（Ｓ１；Ｓ）と前記受信ユニット（Ｅ；Ｅ１）の他
    に、さらにもう一つの送信ユニット（Ｓ２）とさらにも
    う一つの受信ユニット（Ｅ２）を有する、少なくとも１
    個の付加チャンネルを有し；かつ、 対象距離（Ｄ）を定量するために、前記測定チャンネル
    と、前記付加チャンネルの受信信号を共同的に評価する
    ための評価ユニットを有する、ことを特徴とする装置。
  21. 【請求項２１】 全ての送信ユニットと受信ユニット
    （Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｅ、Ｅ１、Ｅ２）が、センサー（１
    １）と感受対象物（１３）の間の最短距離に一致する距
    離方向に好ましくは垂直に延びる共通センサー平面（２
    １）に配されることを特徴とする、請求項２０による距
    離定量装置。
  22. 【請求項２２】 単一の送信ユニット、または、複数の
    送信ユニット（Ｓ、Ｓ１、Ｓ２）のそれぞれが、ＬＥＤ
    またはレーザー装置の形態において供給されることを特
    徴とする、請求項２０または請求項２１による距離定量
    装置。
  23. 【請求項２３】 単一の受信ユニット、または、複数の
    受信ユニット（Ｅ、Ｅ１、Ｅ２）のそれぞれが、空間的
    に分解可能な検出器、特に、ＣＣＤ（電荷結合素子）ま
    たはＰＳＤ（位置感受素子）から成る、単一列または多
    数列フォトダイオード列の形態において供給されること
    を特徴とする、請求項２０ないし２２のいずれか一項に
    よる距離定量装置。
  24. 【請求項２４】 全ての送信ユニットと受信ユニット
    （Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｅ、Ｅ１、Ｅ２）が、共通センサー
    筐体（２３）内に配されることを特徴とする、請求項２
    ０ないし２３のいずれか一項による距離定量装置。
  25. 【請求項２５】 請求項１ないし１９のいずれか一項に
    よる方法を実行するために使用されることを特徴とす
    る、請求項２０ないし２４のいずれか一項による距離定
    量装置。
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