JPH01206212A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JPH01206212A JPH01206212A JP3151588A JP3151588A JPH01206212A JP H01206212 A JPH01206212 A JP H01206212A JP 3151588 A JP3151588 A JP 3151588A JP 3151588 A JP3151588 A JP 3151588A JP H01206212 A JPH01206212 A JP H01206212A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 19
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- XTKDAFGWCDAMPY-UHFFFAOYSA-N azaperone Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1C(=O)CCCN1CCN(C=2N=CC=CC=2)CC1 XTKDAFGWCDAMPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
本発明は三角測量法により検出対象までの距離を光学的
に正確に測定する距離測定装置に関し、特に反射光の光
量を一定のレベルに保つようにした距離測定装置に関す
るものである。
に正確に測定する距離測定装置に関し、特に反射光の光
量を一定のレベルに保つようにした距離測定装置に関す
るものである。
従来例えば特開昭57−44809号に示されているよ
うに、物体までの距離を検出する装置として第4図に示
すような三角法による距離測定装置が用いられている。
うに、物体までの距離を検出する装置として第4図に示
すような三角法による距離測定装置が用いられている。
この装置では発光ダイオード等の投光素子1の光を集束
レンズ゛2を用いて平行な光ビーム3として距離を検出
すべき方向に照射しており、レンズ2から所定路離隔て
た位置の物体4からの反射光を受光する集光レンズ5と
その後方に光の照射位置に基づいて両端に異なった電流
出力を与える位置検出素子(PSD;ポジションセンシ
ティブデイバイス)6が設けられる。そして物体4がレ
ンズ2の前面から所定路離隔てた位置でこの光ビーム3
を遮断した場合には、拡散反射光が集光レンズ5によっ
て集光され位置検出素子6に照射される。従ってレンズ
2から検知対象物体4までの距離によって位置検出素子
6上に照射される反射光の位置が変化する。位置検出素
子6にはバイアス用電源7が接続され、光の照射位置に
応じて異なる2つのアナログ電流出力を両端より外部に
与えるものであって、夫々の出力はI/V変換器8.9
に与えられる。I/V変換器8.9は位置検出素子6か
らの電流出力を電圧信号に変換し減算回路10及び加算
回路11に与える。そして除算回路12は減算回路10
.加算回路11の出力を除算することによって受光量の
総和にかかわらず正規化して受光位置に対応した信号と
して出力するようにしている。その出力は例えば比較回
路13に与えられている。比較回路13は所定の閾値レ
ベルを越える信号を検出して信号処理回路14に与える
。又投光素子1はパルス発振回路15の出力によって投
光素子ドライブ回路16を介してパルス点灯されており
、そのパルス発振回路15の出力が信号処理回路14に
伝えられる。
レンズ゛2を用いて平行な光ビーム3として距離を検出
すべき方向に照射しており、レンズ2から所定路離隔て
た位置の物体4からの反射光を受光する集光レンズ5と
その後方に光の照射位置に基づいて両端に異なった電流
出力を与える位置検出素子(PSD;ポジションセンシ
ティブデイバイス)6が設けられる。そして物体4がレ
ンズ2の前面から所定路離隔てた位置でこの光ビーム3
を遮断した場合には、拡散反射光が集光レンズ5によっ
て集光され位置検出素子6に照射される。従ってレンズ
2から検知対象物体4までの距離によって位置検出素子
6上に照射される反射光の位置が変化する。位置検出素
子6にはバイアス用電源7が接続され、光の照射位置に
応じて異なる2つのアナログ電流出力を両端より外部に
与えるものであって、夫々の出力はI/V変換器8.9
に与えられる。I/V変換器8.9は位置検出素子6か
らの電流出力を電圧信号に変換し減算回路10及び加算
回路11に与える。そして除算回路12は減算回路10
.加算回路11の出力を除算することによって受光量の
総和にかかわらず正規化して受光位置に対応した信号と
して出力するようにしている。その出力は例えば比較回
路13に与えられている。比較回路13は所定の閾値レ
ベルを越える信号を検出して信号処理回路14に与える
。又投光素子1はパルス発振回路15の出力によって投
光素子ドライブ回路16を介してパルス点灯されており
、そのパルス発振回路15の出力が信号処理回路14に
伝えられる。
信号処理回路14はパルス発振周期の間に検知信号が与
えられたときに出力回路17を介して検知信号を外部に
出力するものである。
えられたときに出力回路17を介して検知信号を外部に
出力するものである。
しかるにこのような従来の距離測定装置によれば、加算
回路と減算回路の出力を除算回路によって除算して位置
検知信号を得るようにしている。
回路と減算回路の出力を除算回路によって除算して位置
検知信号を得るようにしている。
そのため光量レベルによってその誤差が大きく変化する
という欠点があった。即ち光量レベルが十分大きければ
正確な位置検知信号が得られるが、位置検出素子6に入
射する光量が低ければI/V変換器8.9の出力差のわ
ずかの変動によって位置信号が大きく変化することとな
る。従って測定精度が光量によって変化するという欠点
がある。
という欠点があった。即ち光量レベルが十分大きければ
正確な位置検知信号が得られるが、位置検出素子6に入
射する光量が低ければI/V変換器8.9の出力差のわ
ずかの変動によって位置信号が大きく変化することとな
る。従って測定精度が光量によって変化するという欠点
がある。
又除算回路の入力のレベル変動が大きいためダイナミッ
クレンジの広い、しかも応答速度の速い除算回路を用い
なければ誤差を生じ易くなるという問題点があった。
クレンジの広い、しかも応答速度の速い除算回路を用い
なければ誤差を生じ易くなるという問題点があった。
本発明はこのような従来の距離測定装置の問題点に鑑み
てなされたものであって、位置検出素子の受光量を一定
のレベルに保つことによって除算回路に高速応答性を要
求することなく正確に位置検出素子の出力分布により物
体の位置を検出できるようにすることを技術的課題とす
る。
てなされたものであって、位置検出素子の受光量を一定
のレベルに保つことによって除算回路に高速応答性を要
求することなく正確に位置検出素子の出力分布により物
体の位置を検出できるようにすることを技術的課題とす
る。
(課題を解決するための手段)
本発明は投光素子を有し平行な光ビームを検出領域に向
かって照射する投光部と、投光部の光軸より一定角度を
持って交叉するように配置され、物体からの拡散反射光
を受光し、照射位置によってその両端に異なった電流出
力を与える位置検出素子を有する受光部と、を具備し、
位置検出素子の受光位置に基づいて物体までの距離を検
出する距離測定装置であって、第1図に示すように、位
置検出素子の両端に得られる光信号を加算する加算手段
と、加算手段の出力を所定の閾値レベルと比較する比較
手段と、出力が徐々に増加する投光パルス信号を所定周
期毎に発生し、比較手段より所定の閾値レベルを越える
信号が得られたときに投光パルス信号をそのレベルで保
持する投光制御手段と、位置検出素子の両端に得られる
光信号の出力を除算回路に与えることによりその分布に
基づいて物体までの位置を出力する位置信号検出手段と
、具備することを特徴とするものである。
かって照射する投光部と、投光部の光軸より一定角度を
持って交叉するように配置され、物体からの拡散反射光
を受光し、照射位置によってその両端に異なった電流出
力を与える位置検出素子を有する受光部と、を具備し、
位置検出素子の受光位置に基づいて物体までの距離を検
出する距離測定装置であって、第1図に示すように、位
置検出素子の両端に得られる光信号を加算する加算手段
と、加算手段の出力を所定の閾値レベルと比較する比較
手段と、出力が徐々に増加する投光パルス信号を所定周
期毎に発生し、比較手段より所定の閾値レベルを越える
信号が得られたときに投光パルス信号をそのレベルで保
持する投光制御手段と、位置検出素子の両端に得られる
光信号の出力を除算回路に与えることによりその分布に
基づいて物体までの位置を出力する位置信号検出手段と
、具備することを特徴とするものである。
(作用)
このような特徴を有する本発明によれば、出力が徐々に
増加する投光パルス信号によって投光素子を断続的に駆
動して投光部より平行な光ビームを検出領域に照射して
いる。そして検出領域の物体より反射光が得られれば位
置検出素子のいずれかの位置に受光信号が得られるが、
その両端の光信号を加算手段により加算すると共に、そ
の加算値を所定の閾値レベルを有する比較手段によって
比較するようにしている。そして比較出力が一定値を越
えたときに投光素子の駆動をその時点の投光パルス信号
のレベルでその周期間保持するようにしている。そして
反射光をほぼ一定としてそのときの位置検出素子の出力
分布に基づいて物体の位置を検出するようにしている。
増加する投光パルス信号によって投光素子を断続的に駆
動して投光部より平行な光ビームを検出領域に照射して
いる。そして検出領域の物体より反射光が得られれば位
置検出素子のいずれかの位置に受光信号が得られるが、
その両端の光信号を加算手段により加算すると共に、そ
の加算値を所定の閾値レベルを有する比較手段によって
比較するようにしている。そして比較出力が一定値を越
えたときに投光素子の駆動をその時点の投光パルス信号
のレベルでその周期間保持するようにしている。そして
反射光をほぼ一定としてそのときの位置検出素子の出力
分布に基づいて物体の位置を検出するようにしている。
(発明の効果)
そのため本発明によれば、拡散反射光の光信号の和をほ
ぼ一定値に保つことができ位置信号検出手段より物体の
位置を検出することができる。そのとき位置検出素子の
両端の出力比を除算回路に与えて除算するようにしてい
るが、投光パルスに所定レベルで保持がかけられそのレ
ベルがその周期の終了まで保持されるため、除算回路の
入力は大きく変動することがない。従って除算回路は広
いダイナミックレンジや高速応答性を要求されることが
なく、通常の除算回路を用いても高精度の位置検出信号
を得ることができるという効果が得られる。
ぼ一定値に保つことができ位置信号検出手段より物体の
位置を検出することができる。そのとき位置検出素子の
両端の出力比を除算回路に与えて除算するようにしてい
るが、投光パルスに所定レベルで保持がかけられそのレ
ベルがその周期の終了まで保持されるため、除算回路の
入力は大きく変動することがない。従って除算回路は広
いダイナミックレンジや高速応答性を要求されることが
なく、通常の除算回路を用いても高精度の位置検出信号
を得ることができるという効果が得られる。
第1図は本発明の一実施例による距離測定装置の構成を
示すブロック図であり、従来例と同一部分は同一符号を
用いて示している。さて本実施例な光ビーム3として距
離を検出すべき方向に照射しており、集束レンズ2から
所定距離を隔てて反射光を受光する集光レンズ5を配置
する。そしてその背後には従来例と同一の一次元の位置
検出素子6を設ける。位置検出素子6には従来例と同様
にその中心にバイアス用電源7が接続されており、光の
照射位置に対応して両端の端子に相異なる2つのアナロ
グ電流出力を与えるものである。位置検出素子6の夫々
の電流出力はI/V変換器8゜9に与えられる。I/V
変換器8,9は位置検出素子6の両端より得られる電流
出力を電圧信号に変換し、夫々の出力を減算回路10及
び加算手段である加算回路11に与える。加算回路11
及び減算回路10の出力は除算回路2oに与えられ減算
出力が加算出力によって除算される。そしてその出力は
比較回路13に与えられる。比較回路13には使用者が
距離測定範囲中に設定した所定のレベルVreflが設
定されており、そのレベルを越える信号が与えられれば
物体検知信号を信号処理回路14に与えるものである。
示すブロック図であり、従来例と同一部分は同一符号を
用いて示している。さて本実施例な光ビーム3として距
離を検出すべき方向に照射しており、集束レンズ2から
所定距離を隔てて反射光を受光する集光レンズ5を配置
する。そしてその背後には従来例と同一の一次元の位置
検出素子6を設ける。位置検出素子6には従来例と同様
にその中心にバイアス用電源7が接続されており、光の
照射位置に対応して両端の端子に相異なる2つのアナロ
グ電流出力を与えるものである。位置検出素子6の夫々
の電流出力はI/V変換器8゜9に与えられる。I/V
変換器8,9は位置検出素子6の両端より得られる電流
出力を電圧信号に変換し、夫々の出力を減算回路10及
び加算手段である加算回路11に与える。加算回路11
及び減算回路10の出力は除算回路2oに与えられ減算
出力が加算出力によって除算される。そしてその出力は
比較回路13に与えられる。比較回路13には使用者が
距離測定範囲中に設定した所定のレベルVreflが設
定されており、そのレベルを越える信号が与えられれば
物体検知信号を信号処理回路14に与えるものである。
又加算回路11の出力は比較手段である比較回路21に
与えられる。比較回路21は所定の閾値Vref2が設
定されており、入力信号がこのレベルを越えるときに比
較出力を投光制御回路22に与えるものである。又本実
施例の距離測定装置は方形波信号を所定周期毎に発生す
る発振回路23を有しており、その出力が信号処理回路
14と投光制御回路22に与えられる。投光制御回路2
2は比較回路21より信号が与えられるまで発振回路2
3の出力を所定周期毎に徐々に増加する信号として投光
素子ドライブ回路16に与え、比較出力が与えられたと
きにその出力レベルを維持する投光制御手段を構成して
いる。投光素子ドライブ回路16は前述した従来例と同
様に、投光素子1を断続的に駆動するものである。投光
素子ドライブ回路16.投光素子1及び集束レンズ2は
平行な光ビームを検出領域に向かって照射する投光部を
構成している。信号処理回路14は発振回路23の方形
波信号をゲート信号として比較回路13の出力を入力す
るゲート回路14a、ゲート回路14aの出力を所定の
時定数で積分する積分回路14b、及びその出力を所定
の閾値レベルVref3で弁別する比較回路14cを有
しており、複数回連続して比較回路13より信号が得ら
れたときに物体検知信号を出力回路17に与えるもので
ある。
与えられる。比較回路21は所定の閾値Vref2が設
定されており、入力信号がこのレベルを越えるときに比
較出力を投光制御回路22に与えるものである。又本実
施例の距離測定装置は方形波信号を所定周期毎に発生す
る発振回路23を有しており、その出力が信号処理回路
14と投光制御回路22に与えられる。投光制御回路2
2は比較回路21より信号が与えられるまで発振回路2
3の出力を所定周期毎に徐々に増加する信号として投光
素子ドライブ回路16に与え、比較出力が与えられたと
きにその出力レベルを維持する投光制御手段を構成して
いる。投光素子ドライブ回路16は前述した従来例と同
様に、投光素子1を断続的に駆動するものである。投光
素子ドライブ回路16.投光素子1及び集束レンズ2は
平行な光ビームを検出領域に向かって照射する投光部を
構成している。信号処理回路14は発振回路23の方形
波信号をゲート信号として比較回路13の出力を入力す
るゲート回路14a、ゲート回路14aの出力を所定の
時定数で積分する積分回路14b、及びその出力を所定
の閾値レベルVref3で弁別する比較回路14cを有
しており、複数回連続して比較回路13より信号が得ら
れたときに物体検知信号を出力回路17に与えるもので
ある。
出力回路17は例えばリレー接点出力やオープンコレク
タ出力等の出力信号として外部に出力する。
タ出力等の出力信号として外部に出力する。
ここで減算回路10及び除算回路20は位置検出素子6
の出力分布によって物体までの位置を出力する位置信号
検出手段24を構成している。
の出力分布によって物体までの位置を出力する位置信号
検出手段24を構成している。
次に投光制御回路229発振回路23とその周辺回路に
ついて第2図を参照しつつ更に詳細に説明する。本図に
おいて発振回路23は演算増幅器31とトランジスタT
riによって構成され方形波信号を発生する方形波発生
回路であり、その出力は投光制御回路22のトランジス
タT r2. T r3のベースに与えられる。又比較
回路21の比較出力はオア回路32及びインバータ33
を介してRSフリップフロップ34のセット入力端に与
えられる。RSフリップフロップ34は方形波信号の立
下りによってリセットされ比較出力をその周期間保持す
るものであって、そのQ出力はオア回路32に与えられ
る。オア回路32の出力はトランジスタTr2と並列に
接続されたトランジスタTr4のベースに接続されてい
る。トランジスタTr2. Tr4は電源側に接続され
たトランジスタTr5を制御するものである。トランジ
スタTr5はコンデンサC1に並列に制御され、そのコ
レクタ端子が定電流源35を介して接地されている。そ
してコンデンサC1の端子電圧はボルテージフォロワ3
6の入力端に接続され、その出力がトランジスタTr6
を介してコンデンサC2に接続される。ボルテージフォ
ロワ36はコンデンサC2を徐々に充電することによっ
て各周期毎に変化率が徐々に上昇する波形となる送信パ
ルス信号を得るものであって、コンデンサC2の端子出
力は投光素子ドライブ回路16に与えられる。投光素子
ドライブ回路16はボルテージフォロワ37とトランジ
スタTr7から成り立っており、投光素子1、例えば発
光ダイオードを投光パルス信号で駆動するものである。
ついて第2図を参照しつつ更に詳細に説明する。本図に
おいて発振回路23は演算増幅器31とトランジスタT
riによって構成され方形波信号を発生する方形波発生
回路であり、その出力は投光制御回路22のトランジス
タT r2. T r3のベースに与えられる。又比較
回路21の比較出力はオア回路32及びインバータ33
を介してRSフリップフロップ34のセット入力端に与
えられる。RSフリップフロップ34は方形波信号の立
下りによってリセットされ比較出力をその周期間保持す
るものであって、そのQ出力はオア回路32に与えられ
る。オア回路32の出力はトランジスタTr2と並列に
接続されたトランジスタTr4のベースに接続されてい
る。トランジスタTr2. Tr4は電源側に接続され
たトランジスタTr5を制御するものである。トランジ
スタTr5はコンデンサC1に並列に制御され、そのコ
レクタ端子が定電流源35を介して接地されている。そ
してコンデンサC1の端子電圧はボルテージフォロワ3
6の入力端に接続され、その出力がトランジスタTr6
を介してコンデンサC2に接続される。ボルテージフォ
ロワ36はコンデンサC2を徐々に充電することによっ
て各周期毎に変化率が徐々に上昇する波形となる送信パ
ルス信号を得るものであって、コンデンサC2の端子出
力は投光素子ドライブ回路16に与えられる。投光素子
ドライブ回路16はボルテージフォロワ37とトランジ
スタTr7から成り立っており、投光素子1、例えば発
光ダイオードを投光パルス信号で駆動するものである。
次に本実施例の動作について波形図を参照しつつ説明す
る。第3図(a)は発振回路23の発振出力(トランジ
スタTriのコレクタ出力)を示しており、この信号に
よってトランジスタTr2が例えば時刻t、〜h、ta
〜t6−・−・−の間にオフ、t、〜L*、 tb〜t
7の間にオンとなる。トランジスタTr2がオフ状態で
は同時にトランジスタTr5もオフとなるため、定電流
源35によってコンデンサC1が充電される。従ってコ
ンデンサCIの端子電圧は第3図(blに示すように時
刻jlt tt、 tt以後に低下する。
る。第3図(a)は発振回路23の発振出力(トランジ
スタTriのコレクタ出力)を示しており、この信号に
よってトランジスタTr2が例えば時刻t、〜h、ta
〜t6−・−・−の間にオフ、t、〜L*、 tb〜t
7の間にオンとなる。トランジスタTr2がオフ状態で
は同時にトランジスタTr5もオフとなるため、定電流
源35によってコンデンサC1が充電される。従ってコ
ンデンサCIの端子電圧は第3図(blに示すように時
刻jlt tt、 tt以後に低下する。
そしてこの実施例の距離測定装置の前面に物体が存在し
ない場合にはトランジスタTr2がオフの期間、即ち時
刻t、〜1..14〜t b−・−・の間第2図(b)
に破線で示すようにコンデンサC1の端子電圧が低下す
ることとなる。そして充電の時定数を十分大きいものと
しておけば図示のようにほぼ直線形の三角波信号を得る
ことができる。この信号はボルテージフォロワ36及び
トランジスタTr6を介してコンデンサC2に与えられ
、コンデンサC2が充電される。従ってコンデンサC2
の端子電圧は第3図(C)に破線で示すように時刻t+
、 ti、 L+・・−・−・−よりその上昇率が徐々
に増加する信号となる。従って投光素子ドライブ回路1
6より第3図(d)に破線で示すような投光パルス信号
が得られ、投光素子1が付勢される。そして第1図に示
すように物体4が光ビーム3上の所定の検知領域に存在
する場合には、物体4から拡散反射光が得られ、集光レ
ンズ5を介して位置検出素子6に検出信号が与えられる
。そのとき位置検出素子6の両端に得られる電流がI/
V変換器8.9によって電圧信号に変換されて加算回路
11によって加算されるため、加算回路11より第3図
(e)に示す受光信号が得られる。この信号が比較回路
21に設定された閾値V ref2で弁別され、このレ
ベルを越えるときには投光制御回路22のフリップフロ
ップ34が反転する。従って第3図ff)、 (g)に
示すように閾値Vref2を越える時点ではフリップフ
ロップ34よりQ出力が得られる。このフリップフロッ
プ34は発振回路23の出力の立上り時刻t3. t6
・・・−にはリセットされるため、時刻t、とt3.
t4と16−−−−−・−・の間の時刻t2〜t3.時
刻t4〜t、までrHJレベルを保つこととなる。そし
てフリップフロップ34がセットされる時刻tt、 t
sにはオア回路32を介してトランジスタTr4がオン
となるため、コンデンサC1の充電中においても充電が
停止される。
ない場合にはトランジスタTr2がオフの期間、即ち時
刻t、〜1..14〜t b−・−・の間第2図(b)
に破線で示すようにコンデンサC1の端子電圧が低下す
ることとなる。そして充電の時定数を十分大きいものと
しておけば図示のようにほぼ直線形の三角波信号を得る
ことができる。この信号はボルテージフォロワ36及び
トランジスタTr6を介してコンデンサC2に与えられ
、コンデンサC2が充電される。従ってコンデンサC2
の端子電圧は第3図(C)に破線で示すように時刻t+
、 ti、 L+・・−・−・−よりその上昇率が徐々
に増加する信号となる。従って投光素子ドライブ回路1
6より第3図(d)に破線で示すような投光パルス信号
が得られ、投光素子1が付勢される。そして第1図に示
すように物体4が光ビーム3上の所定の検知領域に存在
する場合には、物体4から拡散反射光が得られ、集光レ
ンズ5を介して位置検出素子6に検出信号が与えられる
。そのとき位置検出素子6の両端に得られる電流がI/
V変換器8.9によって電圧信号に変換されて加算回路
11によって加算されるため、加算回路11より第3図
(e)に示す受光信号が得られる。この信号が比較回路
21に設定された閾値V ref2で弁別され、このレ
ベルを越えるときには投光制御回路22のフリップフロ
ップ34が反転する。従って第3図ff)、 (g)に
示すように閾値Vref2を越える時点ではフリップフ
ロップ34よりQ出力が得られる。このフリップフロッ
プ34は発振回路23の出力の立上り時刻t3. t6
・・・−にはリセットされるため、時刻t、とt3.
t4と16−−−−−・−・の間の時刻t2〜t3.時
刻t4〜t、までrHJレベルを保つこととなる。そし
てフリップフロップ34がセットされる時刻tt、 t
sにはオア回路32を介してトランジスタTr4がオン
となるため、コンデンサC1の充電中においても充電が
停止される。
従ってコンデンサC1の端子電圧は第3図山)に実線で
示す波形となり、これに対応してコンデンサC2の端子
電圧も第3図(C)に実線で示す波形となる。従って第
3図(d)に実線で示すように実際の投光パルス信号は
比較回路21が比較出力を与えた後その送信周期が終了
するまでの時刻、即ち時刻も2〜1.、1.〜t6−・
・−・の間は一定のレベルを保つこととなる。従って位
置検出素子6の入力レベルも一定となるため、本実施例
では除算回路20にt2〜t、、 ts〜t 6−−−
−−−−の量変化しない加算出力と減算出力が夫々与え
られることとなる。このように除算回路20の入力が変
動しないため速い応答性を有する除算回路を用いる必要
がなく、又加算出力はほぼ一定となっているので広いダ
イナミックレンジを要することなく通常の除算回路を用
いて正確に物体までの位置信号を除算回路20より得る
ことができる。除算回路20の出力は比較回路13に与
えられ、その閾値Vreflを越える場合には所定範囲
内に物体が位置するかどうかを判別することができる。
示す波形となり、これに対応してコンデンサC2の端子
電圧も第3図(C)に実線で示す波形となる。従って第
3図(d)に実線で示すように実際の投光パルス信号は
比較回路21が比較出力を与えた後その送信周期が終了
するまでの時刻、即ち時刻も2〜1.、1.〜t6−・
・−・の間は一定のレベルを保つこととなる。従って位
置検出素子6の入力レベルも一定となるため、本実施例
では除算回路20にt2〜t、、 ts〜t 6−−−
−−−−の量変化しない加算出力と減算出力が夫々与え
られることとなる。このように除算回路20の入力が変
動しないため速い応答性を有する除算回路を用いる必要
がなく、又加算出力はほぼ一定となっているので広いダ
イナミックレンジを要することなく通常の除算回路を用
いて正確に物体までの位置信号を除算回路20より得る
ことができる。除算回路20の出力は比較回路13に与
えられ、その閾値Vreflを越える場合には所定範囲
内に物体が位置するかどうかを判別することができる。
そして比較回路13の出力は信号処理回路14に与えら
れ、信号処理回路14のゲート回路14aによって比較
回路13の出力が得られるかどうかが判別される。この
範囲内に比較信号が得られた場合には、積分回路14b
に入力が与えられその出力が上昇する。従って連続する
数周期に渡ってゲート回路14aを介して比較回路13
の出力が積分回路14bに伝えられたときにのみ、比較
回路14cの閾値レベルVref3に達することとなっ
て物体検知信号を出力することができる。そして各周期
が終了する時刻1.、1.・・−−−一−にはトランジ
スタTr3が導通ずるため、コンデンサC2を放電させ
ることができる。
れ、信号処理回路14のゲート回路14aによって比較
回路13の出力が得られるかどうかが判別される。この
範囲内に比較信号が得られた場合には、積分回路14b
に入力が与えられその出力が上昇する。従って連続する
数周期に渡ってゲート回路14aを介して比較回路13
の出力が積分回路14bに伝えられたときにのみ、比較
回路14cの閾値レベルVref3に達することとなっ
て物体検知信号を出力することができる。そして各周期
が終了する時刻1.、1.・・−−−一−にはトランジ
スタTr3が導通ずるため、コンデンサC2を放電させ
ることができる。
さて物体4からの受光光量が多い場合には投光開始後短
時間で投光パルスが保持されることとなり、物体が遠い
か又はその表面状態によって物体から得られる拡散反射
光が少ない場合には、投光開始後長時間を経てその投光
レベルが固定される。
時間で投光パルスが保持されることとなり、物体が遠い
か又はその表面状態によって物体から得られる拡散反射
光が少ない場合には、投光開始後長時間を経てその投光
レベルが固定される。
又光量が極めて少なく位置検出素子6の両端に得られる
電流出力が低い場合には、送信パルスは停止されず除算
回路20によって除算処理のみが行われ物体の位置信号
が出力されることとなる。
電流出力が低い場合には、送信パルスは停止されず除算
回路20によって除算処理のみが行われ物体の位置信号
が出力されることとなる。
尚本実施例では比較回路21の出力によってフリップフ
ロップ34をセットし、その周期間のコンデンサC1の
充電を停止して投光パルスのレベルを保持するようにし
ている。これは比較回路21の出力によって直接トラン
ジスタTr4を制御すれば受光レベルがVref2以下
となって比較出力が立下り、再び投光が開始されること
となる。そのため各周期内で一旦投光が停止されればそ
の周期の終了まで一定の投光レベルを保持するようにし
たものである。
ロップ34をセットし、その周期間のコンデンサC1の
充電を停止して投光パルスのレベルを保持するようにし
ている。これは比較回路21の出力によって直接トラン
ジスタTr4を制御すれば受光レベルがVref2以下
となって比較出力が立下り、再び投光が開始されること
となる。そのため各周期内で一旦投光が停止されればそ
の周期の終了まで一定の投光レベルを保持するようにし
たものである。
又本実施例は各投光周期毎にコンデンサを充電して三角
波を形成し、それに基づいてコンデンサを充電すること
によって投光パルスの開始毎に時間の自乗に比例して電
圧が増加する放物線状の信号を用いて投光パルスとして
いるが、三角波を直接用いてもよく、又指数関数型の波
形を用いて投光パルス信号とすることも可能である。
波を形成し、それに基づいてコンデンサを充電すること
によって投光パルスの開始毎に時間の自乗に比例して電
圧が増加する放物線状の信号を用いて投光パルスとして
いるが、三角波を直接用いてもよく、又指数関数型の波
形を用いて投光パルス信号とすることも可能である。
更に本実施例は位置信号検出手段24として減算回路1
0と除算回路20を用い加算出力と減算出力との比を除
算回路20で求めて位置信号としているが、位置検知素
子6の両端より得られる2つのI/V変換出力をそのま
ま除算回路20に与え、その出力比によって位置信号を
得るようにすることもできる。又加算回路といずれか一
方のI/■変換器の出力、例えばI/V変換器9の出力
との除算を行うことによって位置信号とすることも可能
である。
0と除算回路20を用い加算出力と減算出力との比を除
算回路20で求めて位置信号としているが、位置検知素
子6の両端より得られる2つのI/V変換出力をそのま
ま除算回路20に与え、その出力比によって位置信号を
得るようにすることもできる。又加算回路といずれか一
方のI/■変換器の出力、例えばI/V変換器9の出力
との除算を行うことによって位置信号とすることも可能
である。
第1図は本発明の一実施例による距離測定装置の構成を
示すブロック図、第2図は本実施例の投光制御回路とそ
の周辺回路の詳細な構成を示す回路図、第3図は本実施
例の各部の波形を示す波形図、第4図は従来の距離測定
装置の一例を示すブロック図である。 1・−・−投光素子 2.5・・・−・レンズ 6
−・−−一−−位置検出素子 8.9・−・−・−1
/V変換器 10・・・・・−・減算回路 11・
・−一−−−加算回路 12゜20・−・−・除算回
路 13.21−・・−比較回路14−・・・−・信
号処理回路 16−・・−・・−投光素子ドライブ回
路 22−−−−−−・投光制御回路 23・・・
−発振回路 24−・・−位置信号検出手段 Tr
l〜T r 1−−−−−一トランジスタ C1、C
2−−−−−−コンデンサ 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜(他1名)
示すブロック図、第2図は本実施例の投光制御回路とそ
の周辺回路の詳細な構成を示す回路図、第3図は本実施
例の各部の波形を示す波形図、第4図は従来の距離測定
装置の一例を示すブロック図である。 1・−・−投光素子 2.5・・・−・レンズ 6
−・−−一−−位置検出素子 8.9・−・−・−1
/V変換器 10・・・・・−・減算回路 11・
・−一−−−加算回路 12゜20・−・−・除算回
路 13.21−・・−比較回路14−・・・−・信
号処理回路 16−・・−・・−投光素子ドライブ回
路 22−−−−−−・投光制御回路 23・・・
−発振回路 24−・・−位置信号検出手段 Tr
l〜T r 1−−−−−一トランジスタ C1、C
2−−−−−−コンデンサ 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜(他1名)
Claims (1)
- (1)投光素子を有し平行な光ビームを検出領域に向か
って照射する投光部と、 前記投光部の光軸より一定角度を持って交叉するように
配置され、物体からの拡散反射光を受光し、照射位置に
よってその両端に異なった電流出力を与える位置検出素
子を有する受光部と、を具備し、前記位置検出素子の受
光位置に基づいて物体までの距離を検出する距離測定装
置であって、前記位置検出素子の両端に得られる光信号
を加算する加算手段と、 前記加算手段の出力を所定の閾値レベルと比較する比較
手段と、 出力が徐々に増加する投光パルス信号を所定周期毎に発
生し、前記比較手段より所定の閾値レベルを越える信号
が得られたときに投光パルス信号をそのレベルで保持す
る投光制御手段と、 前記位置検出素子の両端に得られる光信号の出力を除算
回路に与えることによりその分布に基づいて物体までの
位置を出力する位置信号検出手段と、具備することを特
徴とする距離測定装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3151588A JPH01206212A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 距離測定装置 |
AT89102341T ATE122153T1 (de) | 1988-02-12 | 1989-02-10 | Abstandsmessgerät. |
EP89102341A EP0328136B1 (en) | 1988-02-12 | 1989-02-10 | Distance measuring apparatus |
DE68922421T DE68922421T2 (de) | 1988-02-12 | 1989-02-10 | Abstandsmessgerät. |
US07/625,683 US5082363A (en) | 1988-02-12 | 1990-12-12 | Optical distance measuring apparatus and method using light projection pulses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3151588A JPH01206212A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 距離測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01206212A true JPH01206212A (ja) | 1989-08-18 |
Family
ID=12333342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3151588A Pending JPH01206212A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01206212A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006153814A (ja) * | 2004-12-01 | 2006-06-15 | Nidec Copal Corp | 測距装置 |
JP2006153813A (ja) * | 2004-12-01 | 2006-06-15 | Nidec Copal Corp | 測距装置 |
JP2006242728A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Nidec Copal Corp | 測距装置 |
-
1988
- 1988-02-12 JP JP3151588A patent/JPH01206212A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006153814A (ja) * | 2004-12-01 | 2006-06-15 | Nidec Copal Corp | 測距装置 |
JP2006153813A (ja) * | 2004-12-01 | 2006-06-15 | Nidec Copal Corp | 測距装置 |
JP2006242728A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Nidec Copal Corp | 測距装置 |
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