JPH0264486A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
- Publication number
- JPH0264486A JPH0264486A JP21797388A JP21797388A JPH0264486A JP H0264486 A JPH0264486 A JP H0264486A JP 21797388 A JP21797388 A JP 21797388A JP 21797388 A JP21797388 A JP 21797388A JP H0264486 A JPH0264486 A JP H0264486A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- output
- circuit
- distance
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 54
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 17
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (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7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7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から所定距離隔てた
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の前面から所定距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1工の出力を除算することによって受光量の総
和にが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I4に与える。
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から所定距離隔てた
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の前面から所定距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1工の出力を除算することによって受光量の総
和にが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I4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。
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くなり誤差が生じ
易くなるという問題点があった。
易くなるという問題点があった。
又除算回路の入力レベルを上げるために受光出力の増幅
率を大きくした場合には物体が近く、反射光量レベルが
大きければ入力レベルが飽和するため除算回路より正確
な除算出力が得られないという問題点があった。
率を大きくした場合には物体が近く、反射光量レベルが
大きければ入力レベルが飽和するため除算回路より正確
な除算出力が得られないという問題点があった。
更に除算回路をログアンプを用いて構成した場合には、
その双方の入力は同一の符号を持つものに限定される。
その双方の入力は同一の符号を持つものに限定される。
従ってI/V変換器8と9の減算出力が常に正となるよ
うに位置検出素子6の2の領域範囲でしか物体を検知す
ることができず、位置検知素子6の使用効率が悪く分解
能が低くなるという欠点があった。
うに位置検出素子6の2の領域範囲でしか物体を検知す
ることができず、位置検知素子6の使用効率が悪く分解
能が低くなるという欠点があった。
本願の請求項1及び2の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、物体の
表面状態や位置にかかわらず位置検出素子の受光量の変
化を少なくして位置検出素子の両端の出力比に基づいて
物体までの位置を正確に検出できるようにすることを技
術的課題とする。
定装置の問題点に鑑みてなされたものであって、物体の
表面状態や位置にかかわらず位置検出素子の受光量の変
化を少なくして位置検出素子の両端の出力比に基づいて
物体までの位置を正確に検出できるようにすることを技
術的課題とする。
本願の請求項1の発明は投光素子を有し光ビームを検出
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、位置検出素子の両端
に得られる光電流出力のうちいずれか一方の出力を所定
の閾値と比較する比較手段と、投光開始時点より増加率
が徐々に上昇する投光パルス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停止する投光制御手段と、投光停
止時に得られる位置検出素子の両端の出力比を算出する
除算回路と、を具備することを特徴とするものである。
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、位置検出素子の両端
に得られる光電流出力のうちいずれか一方の出力を所定
の閾値と比較する比較手段と、投光開始時点より増加率
が徐々に上昇する投光パルス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停止する投光制御手段と、投光停
止時に得られる位置検出素子の両端の出力比を算出する
除算回路と、を具備することを特徴とするものである。
本願の請求項2の発明は投光素子を有し光ビームを検出
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、物体からの反
射光を受光し、照射位置によってその両端に異なった光
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、位置検出素子の両
端に得られる光電流出力を加算する加算手段と、加算手
段の出力を所定の閾値と比較する比較手段と、投光開始
時点より増加率が徐々に上昇する投光パルスを所定周期
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停止する投光制御
手段と、加算手段の出力と位置検出素子の両端のいずれ
か一方の光電流出力との出力比に基づいて物体までの位
置信号を出力する除算回路と、を具備することを特徴と
するものである。
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、物体からの反
射光を受光し、照射位置によってその両端に異なった光
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、位置検出素子の両
端に得られる光電流出力を加算する加算手段と、加算手
段の出力を所定の閾値と比較する比較手段と、投光開始
時点より増加率が徐々に上昇する投光パルスを所定周期
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停止する投光制御
手段と、加算手段の出力と位置検出素子の両端のいずれ
か一方の光電流出力との出力比に基づいて物体までの位
置信号を出力する除算回路と、を具備することを特徴と
するものである。
このような特徴を有する本願の請求項1の発明によれば
、投光部より光ビームを検出領域に向かって照射してお
り、その光ビームの光軸上に物体があれば反射光が受光
部に設けられた位置検出素子の所定位置に照射される。
、投光部より光ビームを検出領域に向かって照射してお
り、その光ビームの光軸上に物体があれば反射光が受光
部に設けられた位置検出素子の所定位置に照射される。
位置検出素子はその光の照射位置に応じて両端に光電流
出力が得られる。この光電流出力のうちいずれか一方の
出力が所定レベルに達したときに投光部の投光を停止す
るようにしている。そしてそのときの位置検出素子の両
端に得られる光電流出力の比を除算回路で算出して物体
までの距離を検出するようにしている。
出力が得られる。この光電流出力のうちいずれか一方の
出力が所定レベルに達したときに投光部の投光を停止す
るようにしている。そしてそのときの位置検出素子の両
端に得られる光電流出力の比を除算回路で算出して物体
までの距離を検出するようにしている。
又本願の請求項2の発明では、位置検出素子の両端に得
られる光電流出力を加算手段によって加算し加算値が所
定レベルに、達した時に投光部の投光を停止している。
られる光電流出力を加算手段によって加算し加算値が所
定レベルに、達した時に投光部の投光を停止している。
そしてそのときの加算出力と位置検出素子のいずれか一
方の光電流出力比を除算回路で算出することによって物
体までの距離を検出するようにしている。
方の光電流出力比を除算回路で算出することによって物
体までの距離を検出するようにしている。
そのため本願の請求項1の発明によれば、反射光を受光
する位置検出素子の一方の出力が一定の値に達すれば、
発光を停止すると共にそのとき得られる出力比に基づい
て物体までの位置信号を得るようにしている。従って除
算回路に与えられる入力信号を飽和させることなく、又
除算回路の一方の入力がほぼ一定値となるので除算時の
誤差が少なくなり、常に一定の精度で物体までの距離を
検出することができるという効果が得られる。又信号処
理回路も簡略化することができるという効果が得られる
。
する位置検出素子の一方の出力が一定の値に達すれば、
発光を停止すると共にそのとき得られる出力比に基づい
て物体までの位置信号を得るようにしている。従って除
算回路に与えられる入力信号を飽和させることなく、又
除算回路の一方の入力がほぼ一定値となるので除算時の
誤差が少なくなり、常に一定の精度で物体までの距離を
検出することができるという効果が得られる。又信号処
理回路も簡略化することができるという効果が得られる
。
又本願の請求項2の発明によれば、加算出力が所定レベ
ルに達したときに投光を停止し、加算出力と一方の光電
流出力の比に基づいて物体までの距離を検出しているた
め、除算回路が飽和することがなくなる。又除算回路の
一方の入力がほぼ一定値となるため除算時の誤差が少な
くなり、常に一定の精度で物体までの距離を検出するこ
とができるという効果が得られる。
ルに達したときに投光を停止し、加算出力と一方の光電
流出力の比に基づいて物体までの距離を検出しているた
め、除算回路が飽和することがなくなる。又除算回路の
一方の入力がほぼ一定値となるため除算時の誤差が少な
くなり、常に一定の精度で物体までの距離を検出するこ
とができるという効果が得られる。
(第1実施例の説明)
第1図は本願の請求項1の発明を具体化した第1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
実施例でも投光素子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、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型#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。
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
実施例でも投光素子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、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型#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。
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するものであり、夫々の出
力V、、V、を除算回路21に与える。除算回路21は
これらの出力を除算し、例えばVll/VAを算出する
ことによって物体までの位置に対応した距離信号を得る
ものであって、その出力は比較回路13に与えられてい
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。
る電流出力を電圧信号に変換するものであり、夫々の出
力V、、V、を除算回路21に与える。除算回路21は
これらの出力を除算し、例えばVll/VAを算出する
ことによって物体までの位置に対応した距離信号を得る
ものであって、その出力は比較回路13に与えられてい
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。
さて本実施例の距離測定装置は方形波信号を断続的に発
生する発振回路22を有しており、その出力が投光制御
回路23に与えられる。又いずれか一方のI/V変換器
、好ましくは投光素子1より離れた位置にあるI/V変
換器8の出力VAが比較回路24に与えられる。比較回
路24には所定の閾値レベルVref2が設定されてお
り、I/V変換器8の出力がこのレベルVref2以下
のときに制御信号を投光制御回路23に与えるものであ
る。
生する発振回路22を有しており、その出力が投光制御
回路23に与えられる。又いずれか一方のI/V変換器
、好ましくは投光素子1より離れた位置にあるI/V変
換器8の出力VAが比較回路24に与えられる。比較回
路24には所定の閾値レベルVref2が設定されてお
り、I/V変換器8の出力がこのレベルVref2以下
のときに制御信号を投光制御回路23に与えるものであ
る。
投光素子ドライブ回路16a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
l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。又比較回路24の
出力は信号処理回路14にも与えられる。信号処理回路
14は比較回路24の方形波出力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1
4b、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I7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。
、投光素子1を断続的に駆動するものである。投光素子
l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。又比較回路24の
出力は信号処理回路14にも与えられる。信号処理回路
14は比較回路24の方形波出力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1
4b、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I7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。
次に投光制御回路23について更に詳細に説明する。第
2図は投光制御回路23とその周辺回路の詳細な構成を
示す回路図である。本図において、1/V変換器8の出
力■、は比較回路24の一方の入力端に接続される。比
較回路24はそのレベルが所定の閾値Vref2に達す
るかどうかを判別するものであって、比較出力を投光制
御回路23の入力端に与える。投光制御回路23はコン
デンサC1を積分する演算増幅器31を有しており、発
振回路22の出力はその入力端に与えられる。演算増幅
器31の入出力端間にはコンデンサC1゜PNP型トラ
ンジスタTri、 Tr2が接続される。
2図は投光制御回路23とその周辺回路の詳細な構成を
示す回路図である。本図において、1/V変換器8の出
力■、は比較回路24の一方の入力端に接続される。比
較回路24はそのレベルが所定の閾値Vref2に達す
るかどうかを判別するものであって、比較出力を投光制
御回路23の入力端に与える。投光制御回路23はコン
デンサC1を積分する演算増幅器31を有しており、発
振回路22の出力はその入力端に与えられる。演算増幅
器31の入出力端間にはコンデンサC1゜PNP型トラ
ンジスタTri、 Tr2が接続される。
又発振回路22の出力はトランジスタTriのベースに
接続され発振出力によって積分を開始、停止させるもの
である。比較回路24の出力はオア回路32とインバー
タ33を介してフリップフロップ34のセット入力端と
に与えられ、そのQ出力がオア回路32を介してトラン
ジスタTr2のベースに接続されている。投光制御回路
23の出力は投光素子ドライブ回路16aのトランジス
タTr3のベースに与えられる。トランジスタTr3は
ベース・エミッタ間の特性がダイオード方程式に示され
るようにI旨数関数状であるため、ベース・エミッタ間
の電圧を三角波状に変化させることによってトランジス
タTr3の指数関数状の投光パルス信号を得るものであ
る。この投光パルス信号によって投光素子1、例えば発
光ダイオードが駆動される。本実施例においては投光制
御回路23及び投光素子ドライブ16によって投光開始
時点より増加率が徐々に上昇する投光パルスを所定周期
毎に発生する投光制御手段を構成している。
接続され発振出力によって積分を開始、停止させるもの
である。比較回路24の出力はオア回路32とインバー
タ33を介してフリップフロップ34のセット入力端と
に与えられ、そのQ出力がオア回路32を介してトラン
ジスタTr2のベースに接続されている。投光制御回路
23の出力は投光素子ドライブ回路16aのトランジス
タTr3のベースに与えられる。トランジスタTr3は
ベース・エミッタ間の特性がダイオード方程式に示され
るようにI旨数関数状であるため、ベース・エミッタ間
の電圧を三角波状に変化させることによってトランジス
タTr3の指数関数状の投光パルス信号を得るものであ
る。この投光パルス信号によって投光素子1、例えば発
光ダイオードが駆動される。本実施例においては投光制
御回路23及び投光素子ドライブ16によって投光開始
時点より増加率が徐々に上昇する投光パルスを所定周期
毎に発生する投光制御手段を構成している。
次に本実施例の動作についてタイムチャートを参照しつ
つ説明する。第3図(a)は発振回路22の発振信号を
示しており、その信号は投光制御回路23の演算増幅器
31に与えられ、第3図(blに示すように三角波状の
信号が出力される。そしてこの信号が投光素子ドライブ
回路16aのトランジスタTr3に加えられるため、第
3図(C1にトランジスタTr3のコレクタ電圧を示す
ように断続的に指数関数状の投光パルス信号を得ること
ができる。
つ説明する。第3図(a)は発振回路22の発振信号を
示しており、その信号は投光制御回路23の演算増幅器
31に与えられ、第3図(blに示すように三角波状の
信号が出力される。そしてこの信号が投光素子ドライブ
回路16aのトランジスタTr3に加えられるため、第
3図(C1にトランジスタTr3のコレクタ電圧を示す
ように断続的に指数関数状の投光パルス信号を得ること
ができる。
さて物体からの反射量が多く I/V変換器8の出力が
閾値Vref2に達する時刻1.、1.には、オア回路
32を介してトランジスタTr2が駆動されコンデンサ
C1の充電を停止する。従って直ちに投光パルスを停止
することができる。そのため演算増幅器31やトランジ
スタTr3のコレクタ電圧は第3図fb1. (C)に
実線で示すように変化することとなる。そして投光が所
定のレベルで停止されたときには除算回路21の一方の
人力レベルがほぼ一定となるため、このときのI/V変
換器8.9の出力比に基づいて物体までの距離を検出す
ることができる。そして除算回路21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一致するかどうかを判別することが
できる。比較回路13の出力は信号処理回路14に与え
られ、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。
閾値Vref2に達する時刻1.、1.には、オア回路
32を介してトランジスタTr2が駆動されコンデンサ
C1の充電を停止する。従って直ちに投光パルスを停止
することができる。そのため演算増幅器31やトランジ
スタTr3のコレクタ電圧は第3図fb1. (C)に
実線で示すように変化することとなる。そして投光が所
定のレベルで停止されたときには除算回路21の一方の
人力レベルがほぼ一定となるため、このときのI/V変
換器8.9の出力比に基づいて物体までの距離を検出す
ることができる。そして除算回路21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一致するかどうかを判別することが
できる。比較回路13の出力は信号処理回路14に与え
られ、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。
尚本実施例は投光素子1に遠い側の位置検出素子の光電
流出力であるr/V変換器8の出力が所定レベルに達し
たときに投光を停止するようにしている。これは物体4
がより近い位置にある場合にはその反射レベルが大きい
が、そのとき出力が大きくなるI/V変換器8の出力V
Aに基づいて投光を停止することが除算回路の飽和を防
止するために有効だからである。しかしI/V変換器9
の出力に基づいて投光を停止することも可能である。又
除算回路21はVl/VAだけでなくVA/vgに基づ
いて位置信号を出力することができることはいうまでな
い。
流出力であるr/V変換器8の出力が所定レベルに達し
たときに投光を停止するようにしている。これは物体4
がより近い位置にある場合にはその反射レベルが大きい
が、そのとき出力が大きくなるI/V変換器8の出力V
Aに基づいて投光を停止することが除算回路の飽和を防
止するために有効だからである。しかしI/V変換器9
の出力に基づいて投光を停止することも可能である。又
除算回路21はVl/VAだけでなくVA/vgに基づ
いて位置信号を出力することができることはいうまでな
い。
(第2実施例の説明)
第4図は本願の請求項2の考案を具体化した第2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、前
述した第1実施例と同一部分は同一符号を用いて説明を
省略する。本実施例においてI/V変換器8,9の出力
が加算回路11に与えられる。加算回路11はr/V変
換器8,9の出力V、、V、を加算するものであって、
加算出力を除算回路41に与えるものである。又除算回
路41にはI/V変換器8の出力が与えられている。比
較回路24には第1実施例と同様に所定の閾値Vref
4が設定されており、入力信号がこのレベルより低下す
るときに比較出力を投光制御回路42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43ををしており、その出力が信
号処理回路14と投光制御回路42に与えられる。投光
制御回路42は比較回路24より信号が与えられるまで
発振回路43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16bに与え、比較出力が
与えられたときにその出力を停止する投光制御手段を構
成している。信号処理回路14゜出力回路17の構成は
前述した実施例と同様である。
による距離測定装置の構成を示すブロック図であり、前
述した第1実施例と同一部分は同一符号を用いて説明を
省略する。本実施例においてI/V変換器8,9の出力
が加算回路11に与えられる。加算回路11はr/V変
換器8,9の出力V、、V、を加算するものであって、
加算出力を除算回路41に与えるものである。又除算回
路41にはI/V変換器8の出力が与えられている。比
較回路24には第1実施例と同様に所定の閾値Vref
4が設定されており、入力信号がこのレベルより低下す
るときに比較出力を投光制御回路42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43ををしており、その出力が信
号処理回路14と投光制御回路42に与えられる。投光
制御回路42は比較回路24より信号が与えられるまで
発振回路43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16bに与え、比較出力が
与えられたときにその出力を停止する投光制御手段を構
成している。信号処理回路14゜出力回路17の構成は
前述した実施例と同様である。
次に投光制御回路421発振回路43とその周辺回路に
ついて第5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43は演算増幅器51とトランジスタT
r4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42のトランジス
タTr5. Tr6のベースに与えられる。又比較回路
24の比較出力はオア回路52及びインバータ53を介
してRSフリップフロップ54のセット入力端に与えら
れる。RSフリップフロップ54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52に与えられる。
ついて第5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43は演算増幅器51とトランジスタT
r4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42のトランジス
タTr5. Tr6のベースに与えられる。又比較回路
24の比較出力はオア回路52及びインバータ53を介
してRSフリップフロップ54のセット入力端に与えら
れる。RSフリップフロップ54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52に与えられる。
トランジスタTr5は電源側に接続されたトランジスタ
Tr7を制御するものである。
Tr7を制御するものである。
トランジスタTr7はコンデンサC2に並列に接続され
、そのコレクタ端子が定電流源55を介して接地されて
いる。そしてコンデンサC2の端子電圧はボルテージフ
ォロワ56の入力端に接続され、その出力がトランジス
タTr8を介してコンデンサC3に接続される。ボルテ
ージフォロワ56はコンデンサC3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C3
の端子出力は投光素子ドライブ回路16bに与えられる
。投光素子ドライブ回路16bはボルテージフォロワ5
7とトランジスタTr9. TrlOを有している。ボ
ルテージフォロワ57はトランジスタTr9を介して投
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。又ボルテージフォロワ57の出力端
とアース間にトランジスタT rloが接続され、その
ベースはオア回路52の論理和信号が与えられる。オア
回路52は比較出力が与えられた時点で投光パルスを停
止するものである。
、そのコレクタ端子が定電流源55を介して接地されて
いる。そしてコンデンサC2の端子電圧はボルテージフ
ォロワ56の入力端に接続され、その出力がトランジス
タTr8を介してコンデンサC3に接続される。ボルテ
ージフォロワ56はコンデンサC3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C3
の端子出力は投光素子ドライブ回路16bに与えられる
。投光素子ドライブ回路16bはボルテージフォロワ5
7とトランジスタTr9. TrlOを有している。ボ
ルテージフォロワ57はトランジスタTr9を介して投
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。又ボルテージフォロワ57の出力端
とアース間にトランジスタT rloが接続され、その
ベースはオア回路52の論理和信号が与えられる。オア
回路52は比較出力が与えられた時点で投光パルスを停
止するものである。
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6図(a)は発振回路43の発振出力(トランジ
スタTr4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Tr5が例えば時刻t1〜ts、
ta〜t、−・・・・の間にオフ、t、〜1..1゜〜
t、の間にオンとなる。トランジスタTr5がオフ状態
では同時にトランジスタTr7もオフとなるため、定電
流源55によってコンデンサC2が充電される。従って
コンデンサC2の端子電圧は第6図(b)に示すように
時刻F+ ta、 Lq以後に低下する。
る。第6図(a)は発振回路43の発振出力(トランジ
スタTr4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Tr5が例えば時刻t1〜ts、
ta〜t、−・・・・の間にオフ、t、〜1..1゜〜
t、の間にオンとなる。トランジスタTr5がオフ状態
では同時にトランジスタTr7もオフとなるため、定電
流源55によってコンデンサC2が充電される。従って
コンデンサC2の端子電圧は第6図(b)に示すように
時刻F+ ta、 Lq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Tr5がオフの期間、即ち
時刻t3〜t%、L6〜ta−・−・−の間第6図(b
lに破線で示すようにコンデンサC2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56及
びトランジスタTr8を介してコンデンサC3に与えら
れ、コンデンサC3が充電される。従ってコンデンサC
3の端子電圧は第6図(C)に破線で示すように時刻り
、Lb、tq−よりその上昇率が徐々に増加する信号と
なる。
ない場合には、トランジスタTr5がオフの期間、即ち
時刻t3〜t%、L6〜ta−・−・−の間第6図(b
lに破線で示すようにコンデンサC2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56及
びトランジスタTr8を介してコンデンサC3に与えら
れ、コンデンサC3が充電される。従ってコンデンサC
3の端子電圧は第6図(C)に破線で示すように時刻り
、Lb、tq−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16bより第6図fd)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。
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4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、位置検出素子6に得られる光信号がr/V変
換器8,9によって電圧信号に変損される。第6図(e
)は加算回路11の出力信号を示すものである。この信
号が比較回路24に設定された閾値Vref4で弁別さ
れ、このレベル以下となるときにはオア回路52を介し
てトランジスタT rloが付勢され、第6図(d)に
示すように時刻t4.. L7に投光パルス信号が零レ
ベルとなる。
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、位置検出素子6に得られる光信号がr/V変
換器8,9によって電圧信号に変損される。第6図(e
)は加算回路11の出力信号を示すものである。この信
号が比較回路24に設定された閾値Vref4で弁別さ
れ、このレベル以下となるときにはオア回路52を介し
てトランジスタT rloが付勢され、第6図(d)に
示すように時刻t4.. L7に投光パルス信号が零レ
ベルとなる。
そして同時に投光制御回路42のフリツプフロップ54
が反転してQ出力が得られる。このフリツプフロツプ5
4は発振回路42の出力の立上り時刻by tB’−−
−−−・−にはリセットされるため、時刻t、とts、
t、とt8−・−の間の時刻t#〜ts、時刻t、〜
tllまでrHJレベルを保つこととなる。そしてこの
とき加算回路11の加算出力(vA+V11)とf/■
変換器8の出力■4とが除算回路41に与えられる。こ
の加算出力はほぼ一定値であり、この値とI/V変換器
8の出力VAの比(VA/ (VA+V、))を除算回
路41によって除算することによって位置検出素子6の
出力分布に基づいた物体までの位置信号を得ることがで
きる。
が反転してQ出力が得られる。このフリツプフロツプ5
4は発振回路42の出力の立上り時刻by tB’−−
−−−・−にはリセットされるため、時刻t、とts、
t、とt8−・−の間の時刻t#〜ts、時刻t、〜
tllまでrHJレベルを保つこととなる。そしてこの
とき加算回路11の加算出力(vA+V11)とf/■
変換器8の出力■4とが除算回路41に与えられる。こ
の加算出力はほぼ一定値であり、この値とI/V変換器
8の出力VAの比(VA/ (VA+V、))を除算回
路41によって除算することによって位置検出素子6の
出力分布に基づいた物体までの位置信号を得ることがで
きる。
さて除算回路41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。比較回路工
3の出力は信号処理回路14に与えられる。信号処理回
路14及び出力回路17の動作は前述した第1実施例と
同様である。そして各送信周期が終了する時刻ts、
tsにはトランジスタTr4. Tr5がオンとなって
コンデンサC2を放電させることができる。
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。比較回路工
3の出力は信号処理回路14に与えられる。信号処理回
路14及び出力回路17の動作は前述した第1実施例と
同様である。そして各送信周期が終了する時刻ts、
tsにはトランジスタTr4. Tr5がオンとなって
コンデンサC2を放電させることができる。
尚本実施例はI/V変換器8.9の加算出力と1/V変
換器8の出力VAとを除算回路41により除算するよう
にしているが、他方のI/V変換器9の出力vilを加
算出力によって除算するようにしてもよい。
換器8の出力VAとを除算回路41により除算するよう
にしているが、他方のI/V変換器9の出力vilを加
算出力によって除算するようにしてもよい。
又本実施例は三角波状の信号によってコンデンサC3を
充電することにより放物線状の送信パルス信号を得るよ
うにしているが、増加率が徐々に上昇する種々の投光パ
ルス信号を用いて同様の効果を得ることができる。
充電することにより放物線状の送信パルス信号を得るよ
うにしているが、増加率が徐々に上昇する種々の投光パ
ルス信号を用いて同様の効果を得ることができる。
更に第1実施例においてコンデンサC3の充電によって
放物線上の送信パルス信号を用いるようにしてもよく、
第2実施例にダイオード方程式により得られる指数関数
状の投光パルス信号を用いるようにすることも可能であ
る。
放物線上の送信パルス信号を用いるようにしてもよく、
第2実施例にダイオード方程式により得られる指数関数
状の投光パルス信号を用いるようにすることも可能であ
る。
第1図は本発明の第1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図はその
各部の波形を示す波形図、第4図は本発明の第2実施例
による距離測定装置の全体構成を示すブロック図、第5
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6図は第2実施例の各部の波形を示
す波形図、第7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−・・−m−投光素子 2,5・−一−−−−レン
ズ 6位置検出素子 8,9−・−・−・−r/V
変換器 12.21.41−・−一一一一除算回路
13.24比較回路 14−・・−信号処理回路
16.15a、16b−・・−・・−投光素子ドライ
ブ回路 2243−−〜−−−−発振回路 23.
42−・・−・投光制御回路 Trl〜Trll・・
・・−トランジスタ 01〜C3−・・−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) 第 図 第 図
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図はその
各部の波形を示す波形図、第4図は本発明の第2実施例
による距離測定装置の全体構成を示すブロック図、第5
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6図は第2実施例の各部の波形を示
す波形図、第7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−・・−m−投光素子 2,5・−一−−−−レン
ズ 6位置検出素子 8,9−・−・−・−r/V
変換器 12.21.41−・−一一一一除算回路
13.24比較回路 14−・・−信号処理回路
16.15a、16b−・・−・・−投光素子ドライ
ブ回路 2243−−〜−−−−発振回路 23.
42−・・−・投光制御回路 Trl〜Trll・・
・・−トランジスタ 01〜C3−・・−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) 第 図 第 図
Claims (2)
- (1)投光素子を有し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電流出力のうちい
ずれか一方の出力を所定の閾値と比較する比較手段と、 投光開始時点より増加率が徐々に上昇する投光パルスを
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停止
する投光制御手段と、前記投光停止時に得られる前記位
置検出素子の両端の出力比を算出する除算回路と、を具
備することを特徴とする距離測定装置。 - (2)投光素子を有し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、物体からの反射光を受光し、照射位置によっ
てその両端に異なった光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電流出
力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と比較する比較手段と
、 投光開始時点より増加率が徐々に上昇する投光パルスを
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停止
する投光制御手段と、前記加算手段の出力と前記位置検
出素子の両端のいずれか一方の光電流出力との出力比に
基づいて物体までの位置信号を出力する除算回路と、を
具備することを特徴とする距離測定装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63217973A JP2696980B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 距離測定装置 |
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 |
---|---|---|---|
JP63217973A JP2696980B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 距離測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0264486A true JPH0264486A (ja) | 1990-03-05 |
JP2696980B2 JP2696980B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=16712634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63217973A Expired - Lifetime JP2696980B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-08-30 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2696980B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100339232B1 (ko) * | 1999-09-21 | 2002-05-31 | 이계안 | 차량의 캡 고정장치 |
JP2006153814A (ja) * | 2004-12-01 | 2006-06-15 | Nidec Copal Corp | 測距装置 |
JP2006343329A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-21 | Arck Sensor | 固定点に対する可動物体の位置決定装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5988721A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-22 | Canon Inc | カメラの距離測定装置 |
JPS6079211A (ja) * | 1983-10-07 | 1985-05-07 | Copal Co Ltd | 測距装置 |
JPS63182875A (ja) * | 1987-01-24 | 1988-07-28 | Hamamatsu Photonics Kk | 距離検出装置 |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP63217973A patent/JP2696980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5988721A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-22 | Canon Inc | カメラの距離測定装置 |
JPS6079211A (ja) * | 1983-10-07 | 1985-05-07 | Copal Co Ltd | 測距装置 |
JPS63182875A (ja) * | 1987-01-24 | 1988-07-28 | Hamamatsu Photonics Kk | 距離検出装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100339232B1 (ko) * | 1999-09-21 | 2002-05-31 | 이계안 | 차량의 캡 고정장치 |
JP2006153814A (ja) * | 2004-12-01 | 2006-06-15 | Nidec Copal Corp | 測距装置 |
JP2006343329A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-21 | Arck Sensor | 固定点に対する可動物体の位置決定装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2696980B2 (ja) | 1998-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5082363A (en) | Optical distance measuring apparatus and method using light projection pulses | |
US5633706A (en) | Optical distance measurement apparatus and method | |
JP2007132848A (ja) | 光学式測距装置 | |
JP3771346B2 (ja) | 距離測定装置 | |
JPS636802B2 (ja) | ||
JPH01235806A (ja) | 光学式測定装置 | |
JPH0264486A (ja) | 距離測定装置 | |
JPH0313565B2 (ja) | ||
JPH01206212A (ja) | 距離測定装置 | |
JP2004226069A (ja) | 測距装置 | |
EP0328136B1 (en) | Distance measuring apparatus | |
JPH01138406A (ja) | 距離測定装置 | |
JP3594816B2 (ja) | 測距装置 | |
JPH08178647A (ja) | 光電センサ | |
JPH0523176U (ja) | レーザ測距装置 | |
JPH0412289A (ja) | パルス式レーザ測距装置 | |
JPH0536732B2 (ja) | ||
US6292257B1 (en) | Distance measurement system | |
JPH0160803B2 (ja) | ||
JPS61243388A (ja) | 紙検出装置 | |
JPS6344114A (ja) | 光学式変位測定装置 | |
JPS61277009A (ja) | 測距装置 | |
KR960010522B1 (ko) | 시분할 방식을 이용한 광학식 거리측정 장치 및 그 방법 | |
JPH03130691A (ja) | レーザ測距装置 | |
JPH0552553A (ja) | レ−ザ変位計 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919 Year of fee payment: 11 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |