JPH06221848A - レーザダイオードを光源に用いた光電式測距装置 - Google Patents
レーザダイオードを光源に用いた光電式測距装置Info
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- JPH06221848A JPH06221848A JP1062893A JP1062893A JPH06221848A JP H06221848 A JPH06221848 A JP H06221848A JP 1062893 A JP1062893 A JP 1062893A JP 1062893 A JP1062893 A JP 1062893A JP H06221848 A JPH06221848 A JP H06221848A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】レーザダイオードを駆動する直流バイアスをパ
ルス振幅変調信号の振幅に伴って調節することにより発
光を安定させる。 【構成】レーザダイオード１から対象物体に照射した光
パターンを位置検出素子２で受光し、三角測量法を適用
して対象物体までの距離を求める。フィードバック制御
回路１２は、位置検出素子２での全受光光量が略一定に
保たれるように、変調器１３より出力されるパルス振幅
変調信号の振幅を調節する。レーザダイオード１の出射
光量はフォトダイオード３１により検出され、基準電圧
発生部３５で設定した略一定の光量に保たれるようにレ
ーザダイオード１に直流バイアスが付与される。基準電
圧発生部３５で設定した基準電圧は、パルス振幅変調信
号の振幅に伴って直流バイアスが増減するように、電圧
シフト回路３６により調節される。
ルス振幅変調信号の振幅に伴って調節することにより発
光を安定させる。 【構成】レーザダイオード１から対象物体に照射した光
パターンを位置検出素子２で受光し、三角測量法を適用
して対象物体までの距離を求める。フィードバック制御
回路１２は、位置検出素子２での全受光光量が略一定に
保たれるように、変調器１３より出力されるパルス振幅
変調信号の振幅を調節する。レーザダイオード１の出射
光量はフォトダイオード３１により検出され、基準電圧
発生部３５で設定した略一定の光量に保たれるようにレ
ーザダイオード１に直流バイアスが付与される。基準電
圧発生部３５で設定した基準電圧は、パルス振幅変調信
号の振幅に伴って直流バイアスが増減するように、電圧
シフト回路３６により調節される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザダイオードを用
いて対象物体に光を照射し、その反射光を受光すること
によって三角測量法を用いて対象物体までの距離を測定
するレーザダイオードを光源に用いた光電式測距装置に
関するものである。
いて対象物体に光を照射し、その反射光を受光すること
によって三角測量法を用いて対象物体までの距離を測定
するレーザダイオードを光源に用いた光電式測距装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種の光電式測距装置とし
て、図５に示す構成のものが提案されている。すなわ
ち、この光電式測距装置は、ＰＳＤ等よりなる位置検出
素子２を受光装置として対象物体までの距離を求めるも
のであって、レーザダイオード１を光源として用いて光
ビームを放射することにより対象物体の表面に点状の光
パターンを形成し、この光パターンの像を受光レンズを
通して位置検出素子２の受光面に結像させ、光パターン
の位置に基づく三角測量法の適用により対象物体におい
て点状の光パターンが形成されている部位までの距離を
求めるようにしたものである。
て、図５に示す構成のものが提案されている。すなわ
ち、この光電式測距装置は、ＰＳＤ等よりなる位置検出
素子２を受光装置として対象物体までの距離を求めるも
のであって、レーザダイオード１を光源として用いて光
ビームを放射することにより対象物体の表面に点状の光
パターンを形成し、この光パターンの像を受光レンズを
通して位置検出素子２の受光面に結像させ、光パターン
の位置に基づく三角測量法の適用により対象物体におい
て点状の光パターンが形成されている部位までの距離を
求めるようにしたものである。
【０００３】レーザダイオード１はパルス振幅変調信号
により変調され、パルス光を送出する。すなわち、原発
振器１１によりパルス周期が決定され、後述するフィー
ドバック制御回路１２から出力される直流信号のレベル
に応じて原発振器１１の出力信号の振幅が変調器１３で
変調される。この変調器１３の出力を駆動回路１４を通
してレーザダイオード１に入力することによって、レー
ザダイオード１から変調光を出射するのである。
により変調され、パルス光を送出する。すなわち、原発
振器１１によりパルス周期が決定され、後述するフィー
ドバック制御回路１２から出力される直流信号のレベル
に応じて原発振器１１の出力信号の振幅が変調器１３で
変調される。この変調器１３の出力を駆動回路１４を通
してレーザダイオード１に入力することによって、レー
ザダイオード１から変調光を出射するのである。
【０００４】一方、位置検出素子２がＰＳＤであれば、
受光面上に結像された光パターンの像の位置に対応して
信号値の比率が決まる電流信号である一対の位置信号を
出力し、また両位置信号の信号値の加算値が位置検出素
子２の全受光光量に対応することになる。各位置信号に
は、増幅器２１ａ，２１ｂによって電流−電圧変換およ
び増幅が施され、さらに信号処理部２２ａ，２２ｂにお
いて原発振器１１の出力を用いた同期検波などが施され
る。こうして得られた一対の出力を減算器２３で減算す
れば、対象物体までの距離に応じた出力が得られ、ＤＣ
演算部２４においてオフセット値等の補正を行うことに
よって距離に一致する信号値を有する出力を得ることが
できる。このように、減算器２３およびＤＣ演算部２４
を演算処理部として用いることによって距離に応じた出
力値を得る方法については先に提案している。すなわ
ち、位置検出素子２での受光光量を略一定に保つように
フィードバック制御を行うことによって減算のみで距離
に対応した信号値を得ることができるようにしているの
である。このフィードバック制御のために、第１の光量
制御部としてのフィードバック制御回路１２を設けてパ
ルス振幅変調信号の振幅を調節している。すなわち、フ
ィードバック制御回路１２では、信号処理部２２ａ，２
２ｂの出力値を加算することによって位置検出素子２で
の全受光光量を求め、あらかじめ設定されている基準光
量に対する全受光光量の誤差を求め、求めた誤差を積分
することによって短時間で変動する雑音成分を除去した
後、誤差を小さくするように変調器１３に与える信号の
レベルを調節するのである。具体的には、対象物体の表
面の反射率が高く全受光光量が多いほどパルス振幅変調
信号の振幅が小さくなるように信号レベルを調節する。
受光面上に結像された光パターンの像の位置に対応して
信号値の比率が決まる電流信号である一対の位置信号を
出力し、また両位置信号の信号値の加算値が位置検出素
子２の全受光光量に対応することになる。各位置信号に
は、増幅器２１ａ，２１ｂによって電流−電圧変換およ
び増幅が施され、さらに信号処理部２２ａ，２２ｂにお
いて原発振器１１の出力を用いた同期検波などが施され
る。こうして得られた一対の出力を減算器２３で減算す
れば、対象物体までの距離に応じた出力が得られ、ＤＣ
演算部２４においてオフセット値等の補正を行うことに
よって距離に一致する信号値を有する出力を得ることが
できる。このように、減算器２３およびＤＣ演算部２４
を演算処理部として用いることによって距離に応じた出
力値を得る方法については先に提案している。すなわ
ち、位置検出素子２での受光光量を略一定に保つように
フィードバック制御を行うことによって減算のみで距離
に対応した信号値を得ることができるようにしているの
である。このフィードバック制御のために、第１の光量
制御部としてのフィードバック制御回路１２を設けてパ
ルス振幅変調信号の振幅を調節している。すなわち、フ
ィードバック制御回路１２では、信号処理部２２ａ，２
２ｂの出力値を加算することによって位置検出素子２で
の全受光光量を求め、あらかじめ設定されている基準光
量に対する全受光光量の誤差を求め、求めた誤差を積分
することによって短時間で変動する雑音成分を除去した
後、誤差を小さくするように変調器１３に与える信号の
レベルを調節するのである。具体的には、対象物体の表
面の反射率が高く全受光光量が多いほどパルス振幅変調
信号の振幅が小さくなるように信号レベルを調節する。
【０００５】一方、レーザダイオード１から変調光を出
射するように駆動するには直流バイアスが必要であり、
レーザダイオード１の出射光量が略一定に保たれるよう
に直流バイアスを調節する第２の光量制御部として図６
および図７のような構成が提案されている。すなわち、
レーザダイオード１の出射光量を光電素子であるフォト
ダイオード３１により検出し、フォトダイオード３１の
出力に対してバッファ回路３２によって増幅等を施した
後に、基準電圧発生部３５であらかじめ設定した基準光
量を与える基準電圧との差を誤差増幅回路３３において
求め、積分回路３４を通して雑音成分を除去することに
よって直流バイアスを得るのである。変調器１３から出
力されて変調回路（増幅等を行う）１５を通ったパルス
振幅変調信号は、直流バイアスに重畳された後、駆動回
路１４を通してレーザダイオード１に入力されるのであ
る。基準電圧発生部３５は具体的には、図７に示すよう
に、電源電圧（電源は図示せず）を分圧する２個の抵抗
Ｒ1 ，Ｒ2 と可変抵抗器ＶＲ1 との直列回路によって構
成され、抵抗Ｒ1 の両端電圧をコンデンサＣ1 で平滑す
ることによって基準電圧を発生させている。また、図７
の回路では駆動回路１４において変調回路１５の出力を
直流バイアスに重畳している。ここに、回路のばらつき
によるレーザダイオード１の発光強度のばらつきを吸収
できるように、可変抵抗器ＶＲ1 によって直流バイアス
の調節を可能としている。
射するように駆動するには直流バイアスが必要であり、
レーザダイオード１の出射光量が略一定に保たれるよう
に直流バイアスを調節する第２の光量制御部として図６
および図７のような構成が提案されている。すなわち、
レーザダイオード１の出射光量を光電素子であるフォト
ダイオード３１により検出し、フォトダイオード３１の
出力に対してバッファ回路３２によって増幅等を施した
後に、基準電圧発生部３５であらかじめ設定した基準光
量を与える基準電圧との差を誤差増幅回路３３において
求め、積分回路３４を通して雑音成分を除去することに
よって直流バイアスを得るのである。変調器１３から出
力されて変調回路（増幅等を行う）１５を通ったパルス
振幅変調信号は、直流バイアスに重畳された後、駆動回
路１４を通してレーザダイオード１に入力されるのであ
る。基準電圧発生部３５は具体的には、図７に示すよう
に、電源電圧（電源は図示せず）を分圧する２個の抵抗
Ｒ1 ，Ｒ2 と可変抵抗器ＶＲ1 との直列回路によって構
成され、抵抗Ｒ1 の両端電圧をコンデンサＣ1 で平滑す
ることによって基準電圧を発生させている。また、図７
の回路では駆動回路１４において変調回路１５の出力を
直流バイアスに重畳している。ここに、回路のばらつき
によるレーザダイオード１の発光強度のばらつきを吸収
できるように、可変抵抗器ＶＲ1 によって直流バイアス
の調節を可能としている。
【０００６】上述のように構成された光電式測距装置は
ロボット等の視覚センサとして用いることを考慮して、
光学系を含むヘッド部Ａと、回路部である本体部Ｂとに
分離されており、ヘッド部Ａと本体部Ｂとをケーブルに
より結線することによって、ヘッド部Ａを小型化し各種
装置に取り付けることができるようにしてある。
ロボット等の視覚センサとして用いることを考慮して、
光学系を含むヘッド部Ａと、回路部である本体部Ｂとに
分離されており、ヘッド部Ａと本体部Ｂとをケーブルに
より結線することによって、ヘッド部Ａを小型化し各種
装置に取り付けることができるようにしてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した構
成では、対象物体の反射率に応じてパルス振幅変調信号
の振幅が変化し、反射率の大きい対象物体では振幅が小
さくなるように制御される。一方、直流バイアスは略一
定に保たれるから、対象物体の反射率が大きいときには
パルス振幅変調信号の振幅が小さくなるのに伴って直流
バイアスによる発光光量の比率が相対的に増大すること
になる。したがって、パルス振幅変調信号によるレーザ
ダイオード１の発光に対して、レーザダイオード１に戻
ってくる戻り光の量が相対的に増大することになり、レ
ーザの発光が不安定になって、測距値のドリフトが大き
くなったり、出力ノイズが増加するなどの問題が生じ
る。従来の回路構成でこの問題を解決するには、戻り光
に対する発光の安定性が高いレーザダイオード１を用い
ることが考えられるが高コストになるという問題が生じ
る。
成では、対象物体の反射率に応じてパルス振幅変調信号
の振幅が変化し、反射率の大きい対象物体では振幅が小
さくなるように制御される。一方、直流バイアスは略一
定に保たれるから、対象物体の反射率が大きいときには
パルス振幅変調信号の振幅が小さくなるのに伴って直流
バイアスによる発光光量の比率が相対的に増大すること
になる。したがって、パルス振幅変調信号によるレーザ
ダイオード１の発光に対して、レーザダイオード１に戻
ってくる戻り光の量が相対的に増大することになり、レ
ーザの発光が不安定になって、測距値のドリフトが大き
くなったり、出力ノイズが増加するなどの問題が生じ
る。従来の回路構成でこの問題を解決するには、戻り光
に対する発光の安定性が高いレーザダイオード１を用い
ることが考えられるが高コストになるという問題が生じ
る。
【０００８】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、対象物体の反射率が大きい場合であってもレ
ーザダイオードを安定して発光させることができるよう
にし、もって測距値のドリフトや出力ノイズの増加を抑
制したレーザダイオードを光源に用いた光電式測距装置
を提供しようとするものである。
のであり、対象物体の反射率が大きい場合であってもレ
ーザダイオードを安定して発光させることができるよう
にし、もって測距値のドリフトや出力ノイズの増加を抑
制したレーザダイオードを光源に用いた光電式測距装置
を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、対象物体の表面に光パターン
を照射する光源としてのレーザダイオードと、対象物体
の表面からの反射光を受光して受光面に形成される光パ
ターンの像の位置を検出する受光装置と、上記像の位置
に基づく三角測量法により対象物体までの距離を算出す
る演算処理部と、直流バイアスにパルス振幅変調信号を
重畳してレーザダイオードを駆動するレーザ駆動部と、
受光装置での全受光光量とあらかじめ設定された第１の
基準光量との差に応じて受光装置での全受光光量が略一
定に保たれるように上記パルス振幅変調信号の振幅を調
節する第１の光量制御部と、光電素子により検出したレ
ーザダイオードの出射光量とあらかじめ設定された第２
の基準光量との差に応じてレーザダイオードの出射光量
が略一定に保たれるように上記直流バイアスを調節する
第２の光量調節部と、第１の光量制御部においてパルス
振幅変調信号の振幅を設定する信号を用いることによっ
てパルス振幅変調信号の振幅の増減に伴って直流バイア
スが増減するように第２の基準光量を調節する基準値調
節部とを具備しているのである。
記目的を達成するために、対象物体の表面に光パターン
を照射する光源としてのレーザダイオードと、対象物体
の表面からの反射光を受光して受光面に形成される光パ
ターンの像の位置を検出する受光装置と、上記像の位置
に基づく三角測量法により対象物体までの距離を算出す
る演算処理部と、直流バイアスにパルス振幅変調信号を
重畳してレーザダイオードを駆動するレーザ駆動部と、
受光装置での全受光光量とあらかじめ設定された第１の
基準光量との差に応じて受光装置での全受光光量が略一
定に保たれるように上記パルス振幅変調信号の振幅を調
節する第１の光量制御部と、光電素子により検出したレ
ーザダイオードの出射光量とあらかじめ設定された第２
の基準光量との差に応じてレーザダイオードの出射光量
が略一定に保たれるように上記直流バイアスを調節する
第２の光量調節部と、第１の光量制御部においてパルス
振幅変調信号の振幅を設定する信号を用いることによっ
てパルス振幅変調信号の振幅の増減に伴って直流バイア
スが増減するように第２の基準光量を調節する基準値調
節部とを具備しているのである。
【００１０】請求項２の発明では、対象物体の表面に光
パターンを照射する光源としてのレーザダイオードと、
対象物体の表面からの反射光を受光して受光面に形成さ
れる光パターンの像の位置を検出する受光装置と、上記
像の位置に基づく三角測量法により対象物体までの距離
を算出する演算処理部と、直流バイアスにパルス振幅変
調信号を重畳してレーザダイオードを駆動するレーザ駆
動部と、受光装置での全受光光量とあらかじめ設定され
た第１の基準光量との差に応じて受光装置での全受光光
量が略一定に保たれるように上記パルス振幅変調信号の
振幅を調節する第１の光量制御部と、光電素子により検
出したレーザダイオードの出射光量とあらかじめ設定さ
れた第２の基準光量との差に応じてレーザダイオードの
出射光量が略一定に保たれるように上記直流バイアスを
調節する第２の光量調節部と、パルス振幅変調信号を平
滑した信号を用いることによってパルス振幅変調信号の
振幅の増減に伴って直流バイアスが増減するように第２
の基準光量を調節する基準値調節部とを具備している。
パターンを照射する光源としてのレーザダイオードと、
対象物体の表面からの反射光を受光して受光面に形成さ
れる光パターンの像の位置を検出する受光装置と、上記
像の位置に基づく三角測量法により対象物体までの距離
を算出する演算処理部と、直流バイアスにパルス振幅変
調信号を重畳してレーザダイオードを駆動するレーザ駆
動部と、受光装置での全受光光量とあらかじめ設定され
た第１の基準光量との差に応じて受光装置での全受光光
量が略一定に保たれるように上記パルス振幅変調信号の
振幅を調節する第１の光量制御部と、光電素子により検
出したレーザダイオードの出射光量とあらかじめ設定さ
れた第２の基準光量との差に応じてレーザダイオードの
出射光量が略一定に保たれるように上記直流バイアスを
調節する第２の光量調節部と、パルス振幅変調信号を平
滑した信号を用いることによってパルス振幅変調信号の
振幅の増減に伴って直流バイアスが増減するように第２
の基準光量を調節する基準値調節部とを具備している。
【００１１】請求項３の発明では、対象物体の表面に光
パターンを照射する光源としてのレーザダイオードと、
対象物体の表面からの反射光を受光して受光面に形成さ
れる光パターンの像の位置を検出する受光装置と、上記
像の位置に基づく三角測量法により対象物体までの距離
を算出する演算処理部と、直流バイアスにパルス振幅変
調信号を重畳してレーザダイオードを駆動するレーザ駆
動部と、受光装置での全受光光量とあらかじめ設定され
た第１の基準光量との差に応じて受光装置での全受光光
量が略一定に保たれるように上記パルス振幅変調信号の
振幅を調節する第１の光量制御部と、光電素子により検
出したレーザダイオードの出射光量とあらかじめ設定さ
れた第２の基準光量との差に応じてレーザダイオードの
出射光量が略一定に保たれるように上記直流バイアスを
調節する第２の光量調節部と、受光装置での全受光光量
に相当する信号を用いることによってパルス振幅変調信
号の振幅の増減に伴って直流バイアスが増減するように
第２の基準光量を調節する基準値調節部とを具備してい
るのである。
パターンを照射する光源としてのレーザダイオードと、
対象物体の表面からの反射光を受光して受光面に形成さ
れる光パターンの像の位置を検出する受光装置と、上記
像の位置に基づく三角測量法により対象物体までの距離
を算出する演算処理部と、直流バイアスにパルス振幅変
調信号を重畳してレーザダイオードを駆動するレーザ駆
動部と、受光装置での全受光光量とあらかじめ設定され
た第１の基準光量との差に応じて受光装置での全受光光
量が略一定に保たれるように上記パルス振幅変調信号の
振幅を調節する第１の光量制御部と、光電素子により検
出したレーザダイオードの出射光量とあらかじめ設定さ
れた第２の基準光量との差に応じてレーザダイオードの
出射光量が略一定に保たれるように上記直流バイアスを
調節する第２の光量調節部と、受光装置での全受光光量
に相当する信号を用いることによってパルス振幅変調信
号の振幅の増減に伴って直流バイアスが増減するように
第２の基準光量を調節する基準値調節部とを具備してい
るのである。
【００１２】
【作用】本発明の構成によれば、第１の光量制御部にお
いて受光装置での全受光光量に基づいてパルス振幅変調
信号の振幅を決定し、第２の光量制御部においてレーザ
ダイオードの出射光量を略一定に保つように直流バイア
スを調節することに加えて、パルス振幅変調信号の振幅
を反映した信号を用いて直流バイアスを与えるための第
２の基準光量を調節しているのであって、パルス振幅変
調信号の振幅が変化すれば直流バイアスも変化すること
になる。すなわち、対象物体の反射率が大きくパルス振
幅変調信号の振幅が小さくなるときには、直流バイアス
も小さくすることができ、逆にパルス振幅変調信号の振
幅が大きくなれば、直流バイアスも大きくすることがで
きるのであって、対象物体に影響される戻り光の影響が
低減されるのである。パルス振幅変調信号の振幅を反映
した信号としては、請求項１の構成では第１の光量制御
部においてパルス振幅変調信号の振幅を設定する信号を
用い、請求項２の構成ではパルス振幅変調信号を平滑し
た信号を用い、請求項３の構成では受光装置での全受光
光量に相当する信号を用いているが、いずれの場合も同
様に機能することになる。
いて受光装置での全受光光量に基づいてパルス振幅変調
信号の振幅を決定し、第２の光量制御部においてレーザ
ダイオードの出射光量を略一定に保つように直流バイア
スを調節することに加えて、パルス振幅変調信号の振幅
を反映した信号を用いて直流バイアスを与えるための第
２の基準光量を調節しているのであって、パルス振幅変
調信号の振幅が変化すれば直流バイアスも変化すること
になる。すなわち、対象物体の反射率が大きくパルス振
幅変調信号の振幅が小さくなるときには、直流バイアス
も小さくすることができ、逆にパルス振幅変調信号の振
幅が大きくなれば、直流バイアスも大きくすることがで
きるのであって、対象物体に影響される戻り光の影響が
低減されるのである。パルス振幅変調信号の振幅を反映
した信号としては、請求項１の構成では第１の光量制御
部においてパルス振幅変調信号の振幅を設定する信号を
用い、請求項２の構成ではパルス振幅変調信号を平滑し
た信号を用い、請求項３の構成では受光装置での全受光
光量に相当する信号を用いているが、いずれの場合も同
様に機能することになる。
【００１３】
（実施例１）図１に示すように、基本構成は、図５およ
び図６に示した従来構成と同様であって、フィードバッ
ク制御回路１２と基準電圧発生部３５との間に電圧シフ
ト回路３６を挿入した点が相違する。フィードバック制
御回路１２は、信号処理部２２ａ，２２ｂの出力を加算
して位置検出素子２の全受光光量を求める加算器１２
ａ、基準光量を決める基準信号の信号値と加算器１２ａ
の出力値との差を求める誤差増幅器１２ｂ、誤差増幅器
１２ｂにより求めた全受光光量と基準光量との差を積分
して短時間の時間変動成分を除去する積分器１２ｃによ
り構成され、積分器１２ｃの出力が電圧シフト回路３６
に入力されるのである。すなわち、積分器１２ｃの出力
信号のレベルによってパルス振幅変調信号の振幅が決定
されるのであって、この信号を電圧シフト回路３６を介
して基準電圧発生部３５より出力される基準電圧を調節
することで、レーザダイオード１に印加される直流バイ
アスを調節するようになっているのである。ここに、図
１では三角測量法によって対象物体までの距離を演算す
る部分は省略してある。
び図６に示した従来構成と同様であって、フィードバッ
ク制御回路１２と基準電圧発生部３５との間に電圧シフ
ト回路３６を挿入した点が相違する。フィードバック制
御回路１２は、信号処理部２２ａ，２２ｂの出力を加算
して位置検出素子２の全受光光量を求める加算器１２
ａ、基準光量を決める基準信号の信号値と加算器１２ａ
の出力値との差を求める誤差増幅器１２ｂ、誤差増幅器
１２ｂにより求めた全受光光量と基準光量との差を積分
して短時間の時間変動成分を除去する積分器１２ｃによ
り構成され、積分器１２ｃの出力が電圧シフト回路３６
に入力されるのである。すなわち、積分器１２ｃの出力
信号のレベルによってパルス振幅変調信号の振幅が決定
されるのであって、この信号を電圧シフト回路３６を介
して基準電圧発生部３５より出力される基準電圧を調節
することで、レーザダイオード１に印加される直流バイ
アスを調節するようになっているのである。ここに、図
１では三角測量法によって対象物体までの距離を演算す
る部分は省略してある。
【００１４】電圧シフト回路３６は、図２に示すよう
に、基準電圧発生部３５より発生する基準電圧と、フィ
ードバック制御回路１２の出力信号を分圧した電圧との
差を出力する差動増幅回路であって、演算増幅器ＯＰ
と、抵抗Ｒ3 〜Ｒ8 と、可変抵抗器ＶＲ2 と、コンデン
サＣ2 ，Ｃ3 とにより構成されている。抵抗Ｒ8 と可変
抵抗器ＶＲ2 とは感度の調節用に設けられている。
に、基準電圧発生部３５より発生する基準電圧と、フィ
ードバック制御回路１２の出力信号を分圧した電圧との
差を出力する差動増幅回路であって、演算増幅器ＯＰ
と、抵抗Ｒ3 〜Ｒ8 と、可変抵抗器ＶＲ2 と、コンデン
サＣ2 ，Ｃ3 とにより構成されている。抵抗Ｒ8 と可変
抵抗器ＶＲ2 とは感度の調節用に設けられている。
【００１５】したがって、フィードバック制御回路１２
から出力されてパルス振幅変調信号の振幅を決定する信
号は、抵抗Ｒ8 と可変抵抗器ＶＲ8 とにより分圧され、
電圧シフト回路３６において基準電圧との差が求められ
る。このようにして求めた差を基準電圧として直流バイ
アスを決定するのであって、パルス振幅変調信号の振幅
が小さいときには直流バイアスが低く、パルス振幅変調
信号の振幅が大きくなると直流バイアスが高くなるよう
に制御されるのである。基準電圧の調節は、次のように
行われる。まず、本体部Ｂをヘッド部Ａに接続せず電圧
シフト回路３６の入力端をグランドレベルに落とした状
態で、基準電圧発生部３５の可変抵抗器ＶＲ1 を調節す
ることにより直流バイアスによる発光強度の最小値を設
定する（たとえば０．２ｍＷ）。次に、本体部Ｂをヘッ
ド部Ａに接続し可変抵抗器ＶＲ2を調節することにより
対象物体が存在しない状態での直流バイアスによる発光
強度の最大値を設定する（たとえば１ｍＷ）。このよう
な調節によって、対象物体の反射率が小さければレーザ
ダイオード１は最大値に近い強度で発光し、対象物体の
反射率が大きければレーザダイオード１は最小値に近い
強度で発光することにになるのである。すなわち、パル
ス振幅変調信号の振幅に応じて、直流バイアスによる発
光強度が変化し、戻り光の影響が抑制されるのである。
他の構成および動作は従来例と同様である。
から出力されてパルス振幅変調信号の振幅を決定する信
号は、抵抗Ｒ8 と可変抵抗器ＶＲ8 とにより分圧され、
電圧シフト回路３６において基準電圧との差が求められ
る。このようにして求めた差を基準電圧として直流バイ
アスを決定するのであって、パルス振幅変調信号の振幅
が小さいときには直流バイアスが低く、パルス振幅変調
信号の振幅が大きくなると直流バイアスが高くなるよう
に制御されるのである。基準電圧の調節は、次のように
行われる。まず、本体部Ｂをヘッド部Ａに接続せず電圧
シフト回路３６の入力端をグランドレベルに落とした状
態で、基準電圧発生部３５の可変抵抗器ＶＲ1 を調節す
ることにより直流バイアスによる発光強度の最小値を設
定する（たとえば０．２ｍＷ）。次に、本体部Ｂをヘッ
ド部Ａに接続し可変抵抗器ＶＲ2を調節することにより
対象物体が存在しない状態での直流バイアスによる発光
強度の最大値を設定する（たとえば１ｍＷ）。このよう
な調節によって、対象物体の反射率が小さければレーザ
ダイオード１は最大値に近い強度で発光し、対象物体の
反射率が大きければレーザダイオード１は最小値に近い
強度で発光することにになるのである。すなわち、パル
ス振幅変調信号の振幅に応じて、直流バイアスによる発
光強度が変化し、戻り光の影響が抑制されるのである。
他の構成および動作は従来例と同様である。
【００１６】（実施例２）本実施例は、図３に示すよう
に、電圧シフト回路３６への入力を変調回路１５もしく
は変調器１３の出力を整流平滑する整流平滑回路３７の
出力信号としたものである。整流平滑回路３７では、変
調回路１５または変調器１３の出力信号のレベルに応じ
た電圧を出力するのであって、パルス振幅変調信号の振
幅を反映した信号を出力することができるのである。し
たがって、整流平滑回路３７の出力を用いて実施例１と
同様の動作が可能である。この整流平滑回路３７はヘッ
ド部Ａに内蔵されており、本体部Ｂのフィードバック制
御回路１２から信号を得る場合に比較して結線が簡単に
なっている。他の構成は実施例１と同様である。
に、電圧シフト回路３６への入力を変調回路１５もしく
は変調器１３の出力を整流平滑する整流平滑回路３７の
出力信号としたものである。整流平滑回路３７では、変
調回路１５または変調器１３の出力信号のレベルに応じ
た電圧を出力するのであって、パルス振幅変調信号の振
幅を反映した信号を出力することができるのである。し
たがって、整流平滑回路３７の出力を用いて実施例１と
同様の動作が可能である。この整流平滑回路３７はヘッ
ド部Ａに内蔵されており、本体部Ｂのフィードバック制
御回路１２から信号を得る場合に比較して結線が簡単に
なっている。他の構成は実施例１と同様である。
【００１７】（実施例３）本実施例は、図４に示すよう
に、電圧シフト回路３６への入力をフィードバック制御
回路１２における加算器１２ａの出力信号としたもので
ある。すなわち、加算器１２ａの出力信号は位置検出素
子２で受光した全受光光量に相当し、パルス振幅変調信
号の振幅は、全受光光量を略一定に保つように制御され
るのであるから、加算器１２ａの出力信号もパルス振幅
変調信号の振幅を反映した信号として扱うことができる
のである。他の構成は実施例１と同様である。
に、電圧シフト回路３６への入力をフィードバック制御
回路１２における加算器１２ａの出力信号としたもので
ある。すなわち、加算器１２ａの出力信号は位置検出素
子２で受光した全受光光量に相当し、パルス振幅変調信
号の振幅は、全受光光量を略一定に保つように制御され
るのであるから、加算器１２ａの出力信号もパルス振幅
変調信号の振幅を反映した信号として扱うことができる
のである。他の構成は実施例１と同様である。
【００１８】なお、加算器１２ａの出力に代えていずれ
か一方の信号処理部２２ａ，２２ｂの出力信号を用いる
ことも可能である。
か一方の信号処理部２２ａ，２２ｂの出力信号を用いる
ことも可能である。
【００１９】
【発明の効果】本発明は上述のように、第１の光量制御
部において受光装置での全受光光量に基づいてパルス振
幅変調信号の振幅を決定し、第２の光量制御部において
レーザダイオードの出射光量を略一定に保つように直流
バイアスを調節することに加えて、パルス振幅変調信号
の振幅を反映した信号を用いて直流バイアスを与えるた
めの第２の基準光量を調節しているので、パルス振幅変
調信号の振幅が変化すれば直流バイアスも変化するので
あり、対象物体の反射率が大きくパルス振幅変調信号の
振幅が小さくなるときには、直流バイアスも小さくする
ことができ、逆にパルス振幅変調信号の振幅が大きくな
れば、直流バイアスも大きくすることができるのであっ
て、対象物体に影響される戻り光の影響が低減されると
いう効果を奏する。
部において受光装置での全受光光量に基づいてパルス振
幅変調信号の振幅を決定し、第２の光量制御部において
レーザダイオードの出射光量を略一定に保つように直流
バイアスを調節することに加えて、パルス振幅変調信号
の振幅を反映した信号を用いて直流バイアスを与えるた
めの第２の基準光量を調節しているので、パルス振幅変
調信号の振幅が変化すれば直流バイアスも変化するので
あり、対象物体の反射率が大きくパルス振幅変調信号の
振幅が小さくなるときには、直流バイアスも小さくする
ことができ、逆にパルス振幅変調信号の振幅が大きくな
れば、直流バイアスも大きくすることができるのであっ
て、対象物体に影響される戻り光の影響が低減されると
いう効果を奏する。
【図１】実施例１のブロック回路図である。
【図２】実施例１の要部の回路図である。
【図３】実施例２の要部の回路図である。
【図４】実施例３のブロック回路図である。
【図５】従来例のブロック回路図である。
【図６】従来例の要部のブロック回路図である。
【図７】従来例の要部の回路図である。
１ レーザダイオード ２ 位置検出素子 １２ フィードバック制御回路 １２ａ 加算器 １２ｂ 誤差増幅器 １２ｃ 積分器 １３ 変調器 １４ 駆動回路 ２３ 減算器 ２４ ＤＣ演算部 ３１ フォトダイオード ３３ 誤差増幅回路 ３４ 積分回路 ３５ 基準電圧発生部 ３６ 電圧シフト回路 ３７ 整流平滑回路
Claims (3)
- 【請求項１】 対象物体の表面に光パターンを照射する
光源としてのレーザダイオードと、対象物体の表面から
の反射光を受光して受光面に形成される光パターンの像
の位置を検出する受光装置と、上記像の位置に基づく三
角測量法により対象物体までの距離を算出する演算処理
部と、直流バイアスにパルス振幅変調信号を重畳してレ
ーザダイオードを駆動するレーザ駆動部と、受光装置で
の全受光光量とあらかじめ設定された第１の基準光量と
の差に応じて受光装置での全受光光量が略一定に保たれ
るように上記パルス振幅変調信号の振幅を調節する第１
の光量制御部と、光電素子により検出したレーザダイオ
ードの出射光量とあらかじめ設定された第２の基準光量
との差に応じてレーザダイオードの出射光量が略一定に
保たれるように上記直流バイアスを調節する第２の光量
調節部と、第１の光量制御部においてパルス振幅変調信
号の振幅を設定する信号を用いることによってパルス振
幅変調信号の振幅の増減に伴って直流バイアスが増減す
るように第２の基準光量を調節する基準値調節部とを具
備して成ることを特徴とするレーザダイオードを光源に
用いた光電式測距装置。 - 【請求項２】 対象物体の表面に光パターンを照射する
光源としてのレーザダイオードと、対象物体の表面から
の反射光を受光して受光面に形成される光パターンの像
の位置を検出する受光装置と、上記像の位置に基づく三
角測量法により対象物体までの距離を算出する演算処理
部と、直流バイアスにパルス振幅変調信号を重畳してレ
ーザダイオードを駆動するレーザ駆動部と、受光装置で
の全受光光量とあらかじめ設定された第１の基準光量と
の差に応じて受光装置での全受光光量が略一定に保たれ
るように上記パルス振幅変調信号の振幅を調節する第１
の光量制御部と、光電素子により検出したレーザダイオ
ードの出射光量とあらかじめ設定された第２の基準光量
との差に応じてレーザダイオードの出射光量が略一定に
保たれるように上記直流バイアスを調節する第２の光量
調節部と、パルス振幅変調信号を平滑した信号を用いる
ことによってパルス振幅変調信号の振幅の増減に伴って
直流バイアスが増減するように第２の基準光量を調節す
る基準値調節部とを具備して成ることを特徴とするレー
ザダイオードを光源に用いた光電式測距装置。 - 【請求項３】 対象物体の表面に光パターンを照射する
光源としてのレーザダイオードと、対象物体の表面から
の反射光を受光して受光面に形成される光パターンの像
の位置を検出する受光装置と、上記像の位置に基づく三
角測量法により対象物体までの距離を算出する演算処理
部と、直流バイアスにパルス振幅変調信号を重畳してレ
ーザダイオードを駆動するレーザ駆動部と、受光装置で
の全受光光量とあらかじめ設定された第１の基準光量と
の差に応じて受光装置での全受光光量が略一定に保たれ
るように上記パルス振幅変調信号の振幅を調節する第１
の光量制御部と、光電素子により検出したレーザダイオ
ードの出射光量とあらかじめ設定された第２の基準光量
との差に応じてレーザダイオードの出射光量が略一定に
保たれるように上記直流バイアスを調節する第２の光量
調節部と、受光装置での全受光光量に相当する信号を用
いることによってパルス振幅変調信号の振幅の増減に伴
って直流バイアスが増減するように第２の基準光量を調
節する基準値調節部とを具備して成ることを特徴とする
レーザダイオードを光源に用いた光電式測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062893A JPH06221848A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | レーザダイオードを光源に用いた光電式測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062893A JPH06221848A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | レーザダイオードを光源に用いた光電式測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06221848A true JPH06221848A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11755487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1062893A Withdrawn JPH06221848A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | レーザダイオードを光源に用いた光電式測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06221848A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005201672A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Nikon Corp | 面位置検出装置、露光装置及び露光方法 |
| KR20180137328A (ko) * | 2017-06-16 | 2018-12-27 | 광주과학기술원 | 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치 및 방법 |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP1062893A patent/JPH06221848A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005201672A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Nikon Corp | 面位置検出装置、露光装置及び露光方法 |
| KR20180137328A (ko) * | 2017-06-16 | 2018-12-27 | 광주과학기술원 | 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치 및 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |