DE19757716B4 - Optische Abstandsmesseinrichtung, Abstandsmesssystem und Abstandsmessverfahren - Google Patents

Optische Abstandsmesseinrichtung, Abstandsmesssystem und Abstandsmessverfahren Download PDF

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Abstract

Optische Abstandsmesseinrichtung zur Ermittlung von Entfernungen zu einem Objekt, mit
einem ersten und zweiten Abstandssensor (1A, 1B), die ein Objekt (3) jeweils mit modulierten Lichtstrahlen aus einem Lichtabstrahlelement (11) beleuchten, so dass ein Lichtübertragungspunkt auf einer Oberfläche des Objekts entsteht, von dem ein Bild auf einer Lichtempfangsfläche eines Lageerfassungselementes (21) erzeugt und dadurch ein Lichtempfangspunkt bereitgestellt wird,
einer ersten Modulationssteuereinrichtung (1A, 34) des ersten Abstandssensors und einer zweiten Modulationssteuereinrichtung (1B, 34) des zweiten Abstandssensors, die die Abgabe der modulierten Lichtstrahlen des jeweiligen Lichtabstrahlelements und die Erfassung jeweiliger Lichtempfangspunktlagen abwechselnd anhalten und freigeben, wodurch bei freigegebener Lichtabgabe und Lageerfassung des einen Abstandssensors die Lichtabgabe und Lageerfassung des anderen Abstandssensors angehalten wird, und
einem Verarbeitungsabschnitt zur jeweiligen Ermittlung einer Entfernung zu dem Objekt aus der Lage des Lichtempfangspunktes.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine optische Abstandsmeßeinrichtung und ein optische Abstands, bei dem ein Objekt mit Lichtstrahlen beleuchtet, das von dem Objekt reflektierte Licht erfaßt und dadurch die Entfernung bzw. der Abstand zu dem Objekt und die Verschiebung gegenüber einer Referenzlage des Objekts durch Triangulation erfaßt wird.
  • Bisher war eine optische Abstandsmeßeinrichtung oder Verschiebungsmeßeinrichtung bekannt, welche ein Objekt 3 mit Strahlungslicht bzw. Lichtstrahlen beleuchtet, die dadurch bereitgestellt werden, daß von einer Laserdiode 11 abgestrahltes infrarotes Licht durch eine Lichtübertragungslinse geleitet wird, diffuses reflektiertes Licht von dem Objekt 3 durch eine Lichtempfangslinse 22 eines optischen Lichtempfangssystems an einem Lageerfassungselement 21 empfangen wird und durch Anwenden des Prinzips der Triangulation die Entfernung bzw. der Abstand zu dem Objekt 3 (oder die Verschiebung gegenüber der Referenzlage des Objekts 3) ermittelt wird, wie in 29 gezeigt. D.h., das Bild eines Lichtübertragungspunkts, der auf der Oberfläche des Objekts 3 erzeugt wird, indem das Objekt 3 mit Strahlungslicht beleuchtet wird, wird auf der Lichtempfangsfläche des Positions- bzw. Lageerfassungselements 21 durch die Lichtempfangslinse 22 zum Erzeugen eines Lichtempfangspunkts abgebildet, so daß dann, wenn sich die Entfernung zu dem Objekt 3 ändert, sich die Stelle, an der der Lichtempfangspunkt erzeugt wird, ändert, und dies zur Ermittlung der Entfernung zu dem Objekt 3 verwendet wird.
  • Die Laserdiode 11 wird durch ein Ansteuersignal mit einer Frequenz fA, welche durch einen Oszillator 13 ausgegeben und durch eine LD- bzw. Laserdioden-Treiberschaltung 14 geleitet wird, angesteuert, und gibt Laserlicht aus, welches derart moduliert ist, daß sich die Lichtausgabe gemäß der Form einer Sinuswelle ändert.
  • Das Lageerfassungselement 21 verwendet ein lageempfindliches Element (PSD, position sensitive device), welches derart angeordnet ist, daß die Längenrichtung mit der Richtung der Bewegung des Lichtempfangspunkts in Übereinstimmung gebracht wird, oder zwei Dioden, die in der Richtung der Bewegung des Lichtempfangspunkts angeordnet sind. Das lageempfindliche Element, welches ein nadelförmiges Halbleiterelement ist, umfaßt ein Paar von Elektroden, die in Längsrichtung an beiden Enden der Lichtempfangsfläche vorgesehen sind, und eine gemeinsame Elektrode. Wenn ein Lichtpunkt auf der Lichtempfangsfläche erzeugt wird, wird der Widerstand zwischen den Elektroden an beiden Enden an der Lage des Lichtpunkts in Abhängigkeit von der Lage des Lichtpunkts aufgeteilt. D.h., es wird ein konstanter Strom von der gemeinsamen Elektrode zugeführt, und es werden Lagesignale 11A und 12A mit einem Stromwert mit dem Verhältnis entsprechend der Lage des Lichtpunkts von den Elektroden an beiden Enden ausgegeben. Da die Lage des Lichtpunkts in Beziehung zu dem Verhältnis zwischen den Lagesignalen 11A und 12A steht, wird die Lage des auf der Empfangsfläche des lageempfindlichen Elements erzeugten Lichtpunkts zu einer Funktion gemäß (11A-12A)/(11A+12A) oder einem korrigierten Wert hiervon.
  • Die Lagesignale 11A und 12A von elektrischen Signalen, die durch das Lageerfassungselement 21 ausgegeben werden, werden durch I/V- bzw. Strom/Spannungs-Umwandlungsschaltungen 23a und 23b in Spannungssignale umgewandelt, und die Spannungssignale werden durch Verstärker 24a und 24b verstärkt und dann durch Erfassungsschaltungen 25a und 25b synchron erfaßt, wobei nur Signalkomponenten Vd1A und Vd2A extrahiert werden. Die Erfassungszeiten der Erfassungsschaltungen 25a und 25b werden durch ein Zeitsteuersignal, welches durch eine Zeitsteuerschaltung 28 auf der Grundlage des Ausgangs des Oszillators 13 generiert wird, gesteuert. Da infolge des modulierten Laserlichts die auf diese Art und Weise extrahierten Signalkomponenten Vd1A und Vd2A Impuls-Signalverläufen ähnlich sind, werden Lageinformationssignale V1A und V2A, die durch Mitteln von Ausgangswerten der Erfassungsschaltungen 25a und 25b durch Tiefpaßfilter 26a und 26b bereitgestellt werden, ermittelt, um die Signalpegel zu extrahieren.
  • Da die Lageeinformationssignale V1A und V2R elektrische Signale sind, deren Signalwerte proportional zu den Signalwerten der Lagesignale 11A und 12A sind, kann dann, wenn ein Betriebsabschnitt 27 (V1R-V2A)/(V1A+V2A) ermittelt, eine Information bereitgestellt werden, die zu der Entfernung zu dem Objekt 3 äquivalent ist. Im einzelnen besteht der Betriebsabschnitt 27 aus einem Differenzberechnungsabschnitt 27a zum Ermitteln von (V1A-V2A), einem Summenberechnungsabschnitt 27b zum Ermitteln von (V1A+V2A), und einem Divisionsabschnitt 27c zum Teilen des Ausgangswerts des Differenzberechnungsabschnitts 27a durch den Ausgangswert des Summenberechnungsabschnitts 27b. Da der durch den Summenberechnungsabschnitt 27b ermittelte Wert (V1A+V2A) ein Wert ist, der für alle Ströme des Lageerfassungselements 21 (11A+12A) äquivalent ist und der Lichtempfangsmenge entspricht, wird der analoge Ausgangswert normiert, so daß eine Änderung der Lichtempfangsmenge, die durch den Reflexionsfaktorunterschied auf der Oberfläche des Objekts 3 oder den Unterschied in der Laserlichtstärke, die durch die Laserdiode 11 erzeugt wird, verursacht wird, durch den Wert, der durch den Betriebsabschnitt 27 ausgegeben wird, nicht beeinträchtigt wird. Dies bedeutet, daß die Entfernung zu dem Objekt 3 in idealer Weise auch dann ermittelt werden kann, wenn sich die Lichtempfangsmenge ändert.
  • Ferner ist die Anordnung zweier optischer Abstands- oder Verschiebungsmeßeinrichtungen bekannt, welche nachstehend in Kurzform als Abstands- oder Verschiebungssensoren 1A und 1B bezeichnet werden, die so angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen, um den Abstand bzw. die Entfernung zu beiden Seiten eines Objekts 3 und damit die Dicke desselben zu messen. Somit sind die beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B derart angeordnet, daß Lichtstrahlen, die in zueinander entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind, erzeugt werden, und die Meßwerte in den Verschiebungssensoren von dem Abstand zwischen diesen subtrahiert werden, um die Dicke des Objekts 3 zu ermitteln. In der Praxis wird zu dem zusätzlichen bzw. addierten Wert der Meßergebnisse eines Referenzteils mit bekannter Dicke aus den Verschiebungssensoren 1A und 1B die Dicke des Referenzteils addiert, um eine Korrekturkonstante α zu erzeugen, welche äquivalent zu der grundlegenden Entfernung zwischen den beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B ist. Die Summe der mit den Verschiebungssensoren 1A und 1B gemessenen Entfernungen LA und LB für das zu messende Objekt 3 wird von der Korrekturkonstante α subtrahiert (α-(LA+LB)), wodurch die Dicke des Objekts 3 ermittelt werden kann.
  • Ferner messen dann, wenn zwei Verschiebungssensoren 1A und 1B verwendet werden, um die Dicke des Objekts 3 zu messen, wie vorstehend beschrieben, wenn das Objekt 3 nicht durchscheinend bzw. lichtundurchlässig ist, die beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B die Dicke separat, so daß kein Problem auftritt. Wenn das Objekt 3 lichtundurchlässig ist, interferieren die beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B miteinander bzw. beeinflussen sich, so daß die Dicke nicht mit guter Genauigkeit gemessen werden kann. Beispielsweise erreicht dann, wenn das Objekt 3 aus Papier, Keramik etc. besteht, Strahlungslicht das Innere des Objekts 3. Wenn dessen Dicke klein ist, scheint daher ein Teil des Strahlungslichts auf die rückwärtige Fläche durch und wird an dem gegenüberliegenden Verschiebungssensor 1A, 1B empfangen. Jedoch sind die Strahlen moduliert, wie vorstehend beschrieben, so daß normalerweise ein Phasenunterschied zwischen ihnen besteht. Außerdem ist es schwierig, die Charakteristiken bzw. Kennlinien der beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B vollständig in Übereinstimmung bzw. zur Deckung zu bringen. Es besteht infolgedessen normalerweise auch ein Unterschied zwischen die Strahlen modulierenden Frequenzen fA und fB. Daher ändert sich die an dem Verschiebungssensor 1A, 1B empfangene Licht-(wellen)länge zeitlich mit der Taktfrequenz, die äquivalent zu dem Unterschied zwischen den Frequenzen fA und fB ist, wie in 30 gezeigt ist. Die Amplitude der zeitlichen Änderung ändert sich mit dem Verhältnis zwischen dem reflektierten Licht und dem übertragenen Licht. Der Unterschied zwischen den Frequenzen fA und fB wird aus verschiedenen Gründen, u.a. auch durch Schwankungen von Schaltungskonstanten, Schwankungen der Temperaturcharakteristiken etc. verursacht. Die empfangene Lichtamplitude und Frequenz können daher nicht eindeutig bestimmt werden.
  • Es ist daher schwierig, eine derartige Taktkomponente, die in dem Eingangssignal des Betriebsabschnitts 27 enthalten ist, zu entfernen. D.h., die Lageinformationssignale V1A und V2A (V1B und V2B), die dem Betriebsabschnitt 27 des Verschiebungssensors 1A (dem Betriebsabschnitt 27 des Verschiebungssensors 1B) zugeführt werden, ändern ihre Amplitude mit der Taktfrequenz, so daß sich der Nenner ((V1A-V2A), (V1B-V2B)) bei der Entfernungsermittlung ändert; infolgedessen ändert sich die Meßgenauigkeit oder die Auflösung immer mit der Zeit.
  • In idealer Weise stimmen die Entfernungen auch dann überein, wenn sich die Lichtempfangsmenge ändert. In der Praxis enthält die Verarbeitung des Lageerfassungsabschnitts 21 bis hin zu dem Betriebsabschnitt 27 einen nichtlinearen Teil. Daher ändert sich dann, wenn die Amplitude der zeitlichen Änderung der Lichtempfangsmenge groß ist, die ermittelte Entfernung. Einige der beteiligten Schaltungen können gesättigt sein; eine Entfernungsmessung wird unmöglich gemacht, oder es tritt ein großer Fehler auf.
  • Vorstehend wurde ein Beispiel diskutiert, bei dem die Strahlen der beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B miteinander interferieren, um die Dicke des Objekts 3 zu messen. Wenn eine Vielzahl der Verschiebungssensoren 1A und 1B in positionaler Beziehung bereitgestellt werden derart, daß sie so angeordnet sind, daß ihre Lichtstrahlen miteinander interferieren, beispielsweise derart, daß die Verschiebungssensoren 1A und 1B nebeneinanderliegend angeordnet sind und ein Lichtübertragungspunkt innerhalb des Erfassungs- oder Sichtfelds des Lageerfassungselements 21 erzeugt wird, besteht auch eine Möglichkeit dahingehend, daß eine Interferenz auftreten kann.
  • Ferner offenbart die Druckschrift US 5 351 126 ein optisches Meßsystem zur Bestimmung der Dicke oder des Profils eines Objekts, wobei erste und zweite Lichtstrahlen jeweils mittels optischer Köpfe erzeugt und auf erste und zweite Punkte der Oberfläche des Objekts gerichtet werden, wobei beide Punkte einen unterschiedlichen Abstand von den optischen Köpfen aufweisen. Mittels jeweiliger Fotosensoren, die in den optischen Köpfen angeordnet sind, werden Erfassungssignale aufgenommen. Das von den optischen Köpfen erzeugte und auf das zu messende Objekt gerichtete Licht ist in der Weise moduliert, daß unterschiedliche Frequenzen vorliegen. Dies vermindert eine Interferenz zwischen den Lichtstrahlen des ersten und zweiten optischen Kopfs sowie auch in Hinblick auf ein Umgebungslicht uns ermöglicht eine verbesserte Auswertung der Sensorsignale. Eine Schalteinrichtung ist vorgesehen zum selektiven Verbinden der ersten und zweiten Ausgänge des ersten und zweiten optischen Kopfs auf eine einzige Verarbeitungsschaltung zur Weiterverarbeitung der aufgenommenen Signale und zur Erfassung des Profils oder der Dicke des Objekts. Die bekannte Schalteinrichtung bewirkt somit ein Zu- und Abschalten der jeweils zu betreibenden optischen Köpfe, wobei die Verarbeitungsschaltung mit dem jeweils aktiven optischen Kopf verbunden ist.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine optische Abstandsmeßeinrichtung, ein Abstandsmeßverfahren und ein Abstands zum Messen eines Abstands derart auszugestalten, daß bei mehreren Abstandssensoren eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlossen ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer optischen Abstandsmeßeinrichtung, einem optischen Abstandsmeßverfahren und einem optischen Abstandsmeßsystem gemäß den zugehörigen Patentansprüchen gelöst.
  • Optische Abstandsmeßeinrichtung bzw. Verschiebungsmeßeinrichtung zur Ermittlung von Entfernungen zu einem Objekt umfaßt erfindungsgemäß einen ersten und zweiten Abstandssensor, die ein Objekt jeweils mit modulierten Lichtstrahlen aus einem Lichtabstrahlelement beleuchten, so daß ein Lichtübertragungspunkt auf einer Oberfläche des Objekts entsteht, von dem ein Bild auf einer Lichtempfangsfläche eines Lageerfassungselementes erzeugt und dadurch ein Lichtempfangspunkt bereitgestellt wird, eine erste Modulationssteuereinrichtung des ersten Abstandssensors und eine zweite Modulationssteuereinrichtung des zweiten Abstandssensors, die die Abgabe der modulierten Lichtstrahlen des jeweiligen Lichtabstrahlelements und die Erfassung jeweiliger Lichtempfangspunktlagen abwechselnd anhalten und freigeben, wodurch bei freigegebener Lichtabgabe und Lageerfassung des einen Abstandssensors die Lichtabgabe und Lageerfassung des anderen Abstandssensors angehalten wird, und einen Verarbeitungsabschnitt zur jeweiligen Ermittlung einer Entfernung zu dem Objekt aus der Lage des Lichtempfangspunktes.
  • Die optische Abstandsmeßeinrichtung beginnt mit dem Aussenden der Lichtstrahlen bei Empfang des Modulationssteuereingangssignals, welches eine Anweisung zum Beginnen des Entfernungsmeßvorgangs darstellt, von außen und verwendet das Ausgangssignal des Lageerfassungselements dazu, nach dem Ablaufen einer vorbestimmten Zeitdauer, die zur Stabilisierung des begonnenen Vorgangs benötigt wird, die Entfernung bzw. den Abstand zu dem Objekt zu ermitteln.
  • Die Häufigkeit, mit der die Lichtstrahlen zwischen dem Empfang der Anweisungen zum Beginnen des Entfernungsmeßvorgangs und zum Beenden des Entfernungsmeßvorgangs abgestrahlt werden, wird derart festgelegt, daß ein mittlerer Fehlerwert der Entfernungsmessung in einem Zeitraum kurz nach dem Beginn des Vorgangs, in dem der Vorgang instabil ist, ignoriert werden kann.
  • Die optische Abstandsmeßeinrichtung umfaßt erfindungsgemäß ein Schaltelement, welches zwischen dem Lageerfassungselement und dem Verarbeitungsabschnitt angeordnet ist und die Zufuhr des Ausgangssignals des Lageerfassungselements zu dem Verarbeitungsabschnitt unterdrückt, während der Entfernungsmeßvorgang auf den Empfang des Modulationssteuereingangssignals von außen hin angehalten ist.
  • Die Modulationssteuereinheit gibt eine von zwei Spannungen als Modulationssteuerausgangssignal aus, wobei ein erster Schwellenwert außerhalb des Bereichs der beiden Spannungen und ein zweiter Schwellenwert innerhalb des Bereichs der beiden Spannungen für einen Vergleich mit dem Modulationssteuereingangssignal festgelegt sind. Wenn das Modulationssteuereingangssignal in Bezug auf den ersten Schwellenwert innerhalb des Bereichs der beiden Spannungspegel liegt, bestimmt die Modulationssteuerschaltung das Ende oder den Neustart des Entfernungsmeßvorgangs in Antwort auf eine Größer-Gleich- oder Kleiner-Gleich-Beziehung zwischen dem zweiten Schwellenwert und dem Modulationssteuereingangssignal, und die Modulationssteuerschaltung legt dann, wenn das von außen zugeführte Modulationssteuereingangssignal nicht existiert, die zu den beiden Spannungen in Bezug auf den ersten Schwellenwert entgegengesetzte Spannung als das Modulationssteuereingangssignal zum Fortsetzen des Entfernungsmeßvorgangs ohne Unterbrechung fest.
  • Das Modulationssteuereingangssignal ist ein von einer Modulationssteuerschaltung empfangenes Signal und das Modulationssteuerausgangssignal ist ein von einer Modulationssteuerschaltung abgegebenes Signal
  • Der Verarbeitungsabschnitt umfaßt erfindungsgemäß eine Rückkopplungs-Steuerschaltung, die eine Rückkopplungssteuerung der Lichtausgabe des Lichtabstrahlelements durchführt, um eine Lichtempfangsmenge an dem Lageerfassungselement nahezu konstant zu halten.
  • Das Lageerfassungselement gibt erfindungsgemäß ein Paar von Lagesignalen mit einem Signalwertverhältnis aus, das in Abhängigkeit von der Lage des Lichterfassungspunkts bestimmt wird, und der Verarbeitungsabschnitt umfaßt einen variablen Verstärker mit einem variablen Verstärkungsfaktor, der die durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Lagesignale verstärkt, und eine Rückkopplungs-Steuerschaltung, die derart eine Rückkopplungssteuerung des Verstärkungsfaktors des variablen Verstärkers durchführt, daß ein Summenwert von Ausgangswerten nach den paarweise vorliegenden Lagesignalen, die durch den variablen Verstärker verstärkt werden, nahezu gleich wird.
  • Das Lageerfassungselement gibt ein Paar von Lagesignalen mit einem Signalwertverhältnis aus, das in Abhängigkeit von der Lage des Lichterfassungspunkts bestimmt wird, und der Verarbeitungsabschnitt umfaßt einen variablen Verstärker mit einem variablen Verstärkungsfaktor, der die durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Lagesignale verstärkt, und eine Rückkopplungs-Steuerschaltung, die derart eine Rückkopplungssteuerung der Lichtausgabe des Lichtabstrahlelements durchführt, daß eine Lichtempfangsmenge an dem Lageerfassungselement nahezu konstant wird, sowie derart eine Rückkopplungssteuerung des Verstärkungsfaktors des variablen Verstärkers durchführt, daß ein Summenwert von Ausgangswerten nach den paarig vorliegenden Lagesignalen, die durch den variablen Verstärker verstärkt werden, nahezu gleich wird.
  • Die optische Abstandsmeßeinrichtung umfaßt ferner eine erste Umschaltschaltung, die die Lagesignale bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der Signale ausgibt, eine synchrone Erfassungseinrichtung, die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus des Lichtstrahls erfaßt, eine zweite Umschaltschaltung, die synchron mit der ersten Umschaltschaltung ein Ausgangssignal der synchronen Erfassungseinrichtung in ein Paar von Signalen separiert, und einen Betriebsabschnitt, der eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts auf der Grundlage des Ausgangssignals der zweiten Umschaltschaltung berechnet.
  • Erfindungsgemäß umfaßt ferner das optische Abstandsmeßsystem eine Vielzahl von optischen Abstandsmeßeinrichtungen, wobei die Vielzahl der optischen Abstandsmeßeinrichtungen in zwei miteinander interferierende Gruppen gruppiert sind, und die Modulationssteuereingänge und Modulationssteuerausgänge der jeweils eine Gruppe bildenden optischen Abstandsmeßeinrichtungen miteinander verbunden werden, um einen Modulationssteuerausgang einer Gruppe in den Modulationssteuereingang einer anderen Gruppe zu leiten.
  • Das Lageerfassungselement gibt erfindungsgemäß ein Paar von Positionssignalen mit einem Signalwertverhältnis aus, welches in Abhängigkeit von der Lage des Lichtempfangspunkts bestimmt wird. Eine erste Umschaltschaltung ändert die Lagesignale nach jeweils einem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen, um selektiv eines der Signale auszugeben, eine synchrone Erfassungseinrichtung zum erfaßt das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung in Übereinstimmung mit dem Modulationszyklus der Lichtstrahlen, eine zweite Umschaltschaltung separiert ein Ausgangssignal der synchronen Erfassungseinrichtung in ein Paar von Signalen synchron mit der ersten Umschaltschaltung, und ein Betriebsabschnitt berechnet einen Abstand bzw. eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts auf der Grundlage eines Ausgangs der zweiten Umschaltschaltung.
  • Erfindungsgemäß umfaßt ferner die Abstandsmeßeinrichtung eine Verarbeitungseinrichtung, die einen ersten Betriebsabschnitt, der Subtraktions- und Additions-Operationen mit den Lagesignalen durchführt und die resultierenden Signale ausgibt, eine erste Umschaltschaltung, die die Ausgangssignale des ersten Betriebsabschnitts bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der Signale ausgibt, eine synchrone Erfassungseinrichtung, die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus der Lichtstrahlen erfaßt, eine zweite Umschaltschaltung, die synchron mit der ersten Umschaltschaltung ein Ausgangssignal der synchronen Erfassungseinrichtung in ein Paar von Signalen separiert, und einen zweiten Betriebsabschnitt, der einen Abstand bzw. eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts auf der Grundlage des Ausgangsignals der zweiten Umschaltschaltung berechnet.
  • Die optische Abstandsmeßeinrichtung umfaßt erfindungsgemäß ferner eine Verarbeitungseinrichtung, die einen ersten Betriebsabschnitt, der Subtraktions- und Additions-Operationen mit den Lagesignalen durchführt und die resultierenden Signale ausgibt, eine Umschaltschaltung, die die Ausgangssignale des ersten Betriebsabschnitts bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus des Strahlungslichts ändert und selektiv eines der Signale ausgibt, eine synchrone Erfassungseinrichtung, die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus des Strahlungslichts erfaßt, einen zweiten Betriebsabschnitt, der eine optische nichtlineare Charakteristik auf der Grundlage eines Ausgangssignals der synchronen Erfassungseinrichtung korrigiert und einen Abstand bzw. eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts berechnet.
  • Die optische Abstandsmeßeinrichtung umfaßt ferner einen ersten Betriebsabschnitt, der das andere Lagesignal von einem Lagesignal, das durch das Lageerfassungselement ausgegeben wird, subtrahiert und ein Subtraktionsresultatsignal und das andere Lagesignal ausgibt, eine Umschaltschaltung, die die Ausgangssignale des ersten Betriebsabschnitts bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der Signale ausgibt, eine synchrone Erfassungseinrichtung, die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus des Strahlungslichts erfaßt, und einen zweiten Betriebsabschnitt, der eine optische nichtlineare Charakteristik auf der Grundlage eines Ausgangssignals der synchronen Erfassungseinrichtung korrigiert und ein Abstand bzw. eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts berechnet.
  • Die optische Abstandsmeßeinrichtung umfaßt ferner einen ersten Betriebsabschnitt, der das andere Lagesignal von einem Lagesignal, das durch das Lageerfassungselement ausgegeben wird, subtrahiert und ein Subtraktionsresultatsignal und das eine Lagesignal ausgibt, eine Umschaltschaltung, die die Ausgangssignale des ersten Betriebsabschnitts bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der Signale ausgibt, eine synchrone Erfassungseinrichtung, die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus der Lichtstrahlen erfaßt, und einen zweiten Betriebsabschnitt, der eine optische nichtlineare Charakteristik auf der Grundlage eines Ausgangssignals der synchronen Erfassungseinrichtung korrigiert und einen Abstand bzw. eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts berechnet.
    •
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der optischen Abstands- bzw. Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 2(a) bis (k) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 3 ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 4(a) bis (l) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 5(a) bis (k) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise eines dritten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 6 ein Blockdiagramm eines vierten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 7(a) bis (k) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise des vierten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 8 ein Blockdiagramm eines fünften Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 9(a) bis (k) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise des fünften Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 10 ein Blockdiagramm eines sechsten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 11(a) bis (l) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise des sechsten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 12(a) bis (k) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise eines siebten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 13 ein Blockdiagramm eines achten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 14(a) bis (k) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise des achten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 15(a) ein Schaltungsdiagramm eines Hauptabschnitts zum Zeigen eines neunten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 15(b) bis (d) weitere Ausführungsformen des neunten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 16(a) bis (e) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise des neunten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 17 eine Darstellung, welche ein Anordnungsbeispiel gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt;
  • 18 ein Schaltungsdiagramm eines Hauptabschnitts, welches das zehnte Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt;
  • 19(a) bis (f) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise des zehnten Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 20 eine Darstellung, welche ein Anordnungsbeispiel gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt;
  • 21(a) bis (h) Darstellungen zum Erklären der Funktionsweise des elften Ausführungsbeispiels der Verschiebungsmeßeinrichtung;
  • 22 ein Blockdiagramm, welches ein zwölftes Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt;
  • 23 ein Blockdiagramm, welches ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt;
  • 24 ein Blockdiagramm, welches ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt;
  • 25 ein Blockdiagramm, welches ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt;
  • 26 ein Blockdiagramm, welches ein sechzehntes Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt;
  • 27 ein Blockdiagramm, welches ein siebzehntes Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt;
  • 28 ein Blockdiagramm, welches ein achtzehntes Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt;
  • 29 ein Blockdiagramm, welches ein bekanntes Beispiel einer Verschiebungsmeßeinrichtung zeigt; und
  • 30 eine Darstellung zum Erklären des bekannten Beispiels.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 1 zeigt den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der optischen Abstands- bzw. Verschiebungsmeßeinrichtung. In dem Ausführungsbeispiel sind zwei Verschiebungssensoren 1A und 1B derart angeordnet, daß (parallel) ausgerichtete und entgegengesetzt gerichtete Strahlen erzeugt werden, um die Dicke eines Objekts 3 zu messen. Die Abstands- bzw. Verschiebungssensoren 1A und 1B haben denselben Aufbau. Zunächst wird der Aufbau des Verschiebungssensors 1A, 1B diskutiert.
  • Auf ein Objekt 3 gerichtetes Strahlungslicht bzw. gerichtete Lichtstrahlen wird bzw. werden wie bei der bekannten Anordnung durch Leiten von von einer Laserdiode 11 abgestrahltem bzw. ausgesandtem infrarotem Licht durch eine Lichtübertragungslinse 12 bereitgestellt. Die Laserdiode 11 wird durch ein Ansteuersignal mit der Frequenz fA, welches durch Leiten des Ausgangs eines Oszillators 13 durch eine Laserdioden-Ansteuerschaltung 14 bereitgestellt wird, angesteuert. Dies bedeutet, daß wie bei der bekannten Anordnung Laserlicht, welches derart moduliert ist, daß sich die Lichtausgabe wie eine Sinuswelle bzw. sinusförmig ändert, ausgegeben wird.
  • Andererseits wird das Bild eines Lichtübertragungspunkts, der auf der Oberfläche des Objekts 3 durch Beleuchten des Objekts 3 mit dem Strahlungslicht erzeugt wird, durch eine Lichtempfangslinse 21 auf der Lichtempfangsfläche eines aus einem lageempfindlichen Element (PSD) hergestellten Lageerfassungselements 21 erzeugt, und es werden zwei Positions- bzw. Lagesignale 11A und 12A von dem Lageerfassungselement 21 in Antwort auf die Position bzw. Lage eines Lichtempfangspunkts, der auf der Lichtempfangsfläche des Positions- bzw.
  • Lageerfassungselements 21 erzeugt wird, ausgegeben. Da das Verhältnis zwischen den Ausgabewerten beider Lagesignale 11A und 12A in Antwort auf die Lage des Lichtempfangspunkts bestimmt wird, kann ein Abstand bzw. eine Verschiebung gegenüber der Referenzlage des Objekts 3 auf der Grundlage der Signalwerte der Lagesignale 11A und 12A ermittelt werden. Hierbei ist die Referenzlage die Lage des Objekts 3 auf einer Erweiterung des Strahlungslichts bzw. der Lichtstrahlen, wenn der Lichtempfangspunkt in der Mitte der effektiven Länge der Lichtempfangsfläche des Lageerfassungselements 21 erzeugt wird, und wird die Änderung der Entfernung bzw. des Abstands des Objekts 3 gegenüber der Referenzlage als sogenannte Verschiebung ermittelt. Jedoch ist die Mittenposition der Lichtübertragungslinse 12 als Referenzlage voreingestellt, so daß der Abstand zu dem Objekt 3 ermittelt werden kann.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind vor und nach einer Schaltung (wofür früher zwei Kanäle erforderlich waren) zum zeitlich verteilten Verarbeiten von Signalen auf zwei Kanälen Umschaltschaltungen 31 und 32 bereitgestellt, wodurch die Signale mittels einkanaligen Schaltkreisen verarbeitet werden können. D.h., die Lagesignale 11A und 12A, die von dem Lageerfassungselement 21 ausgegeben werden, werden durch die Umschaltschaltung 31 abwechselnd in eine I/V- bzw. Strom-Spannung-Umwandlungsschaltung 23 geleitet. In der Praxis ist das Lagesignal 11A, 12A ein Sinuswellensignal, welches eine durch Störlicht etc. erzeugte Gleichsignalkomponente enthält (also ein Sinuswellensignal, dessen Mittenlinie aufgrund der Gleichsignalkomponente verschoben ist). In der nachstehenden Beschreibung wird jedoch die Gleichsignal-Komponente ignoriert. Die Lage des Lichtempfangspunkts entspricht dem Amplitudenverhältnis zwischen den Sinuswellensignalen. Welches der Lagesignale 11A und 11B der I/V-Umwandlungsschaltung 23 zugeführt wird, wird gesteuert durch ein durch eine Zeitgeberschaltung 28 ausgege benes Schaltsignal t1 ermittelt. Wie aus dem Vergleich zwischen 2(f) und (i) hervorgeht, ist die Einschaltdauer des Schaltsignals t1 auf den doppelten Wert der Einschaltdauer eines noch zu beschreibenden Zeitsteuersignals t2 festgelegt.
  • Das Ausgangssignal der I/V-Umwandlungsschaltung 23 wird in einen Verstärker 24 geleitet, welcher dieses dann mit einem geeigneten Verstärkungsfaktor multipliziert. Ein Ausgangssignal Va1A, Va2A des Verstärkers 24 ist zu einem Signal äquivalent, welches das Lagesignal 11A, 12A zum Umschaltzeitpunkt der Umschaltschaltung 31 verbindet. Das Ausgangssignal Va1A, Va2A wird synchron durch eine Erfassungsschaltung 25 erfaßt, welche das Eingangssignal zu jedem halben Modulationszyklus von von der Laserdiode 11 abgestrahltem Licht invertiert, wodurch eine Signalkomponente Vb1A, Vb2A extrahiert wird.
  • Die Erfassungsschaltung 25 erfaßt das Eingangssignal synchron mit einem Zeitsteuersignal t2 aus der zeitsteuerschaltung 28 (vgl. 2(f)). Wenn das Zeitsteuersignal t2 hochpegelig ist, übernimmt die Erfassungsschaltung 25 das Ausgangssignal Va1A, Va2A des Verstärkers 24 intakt bzw. unverändert. Wenn das Zeitsteuersignal t2 niedrigpegelig ist, invertiert die Erfassungsschaltung 25 die Polarität des Ausgangssignals Va1A, Va2A des Verstärkers 24 und übernimmt das resultierende Signal. Die Signalkomponente Vb1A, Vb2A wird durch die Umschaltschaltung 32 gesteuert durch das Umschaltsignal t1 ähnlich den Lagesignalen 11A und 12A entsprechenden Impuls-Signalverläufen in ein Paar von Signalkomponenten Vd1A und Vd2A separiert, um mit der Umschaltschaltung 31 zu synchronisieren.
  • Die Signalkomponenten Vd1A und Vd2A, die durch die Umschaltschaltung 32 bereitgestellt werden, werden in Tiefpaßfilter 26a und 26b geleitet, so daß Gleichsignalkomponenten bzw. DC-Komponenten entfernt werden. Lageinformationssignale V1A und V2A, die durch die Tiefpaßfilter 26a und 26b ausgegeben werden, werden einem Differenzberechnungsabschnitt 27a zugeführt, welcher dann ein Signal bereitstellt, welches zu der Differenz bzw. dem Unterschied zwischen den Signalwerten der Lagesignals 11A und 12A äquivalent ist. Die Lageinformationssignale V1A und V2A werden ferner einem Summenberechnungsabschnitt 27b zugeführt, welcher dann ein Signal bereitstellt, welches zu der Summe der Signalwere der Lagesignale 11A und 12A äquivalent ist. Die durch den Differenzberechnungsabschnitt 27a und den Summenberechnungsabschnitt 27b ausgegebenen Lageinformationssignale V1A und V2A werden einem Divisionsabschnitt 27c zugeführt, welcher sodann den Ausgangswert des Differenzberechnungsabschnitts 27a durch den Ausgangswert des Summenberechnungsabschnitts 27b dividiert und das Resultat als ein Signal, welches zu der Entfernung zu dem Objekt 3 äquivalent ist, an ein externes System ausgibt.
  • In der vorstehenden Konfiguration werden die durch das Lageerfassungselement 21 ausgegebenen Lagesignale 11A und 12A abwechselnd auf eine zeitlich verteilte Art und Weise synchron mit dem Modulationszzyklus der Lichtstrahlen verarbeitet, so daß die I/V-Umwandlungsschaltung 23, der Verstärker 24 und die Erfassungsschaltung 25 geteilt bzw. gemeinsam verwendet werden. Infolgedessen tritt ein Fehler, wie er bei der Verwendung von Zweikanal-Schaltkreisen durch Schwankungen von Konstanten oder Schwankungen von Temperaturcharakteristiken bzw. -kennlinien der Komponenten verursacht wird, nicht auf, und werden die beiden Lagesignale 11A und 12A darüber hinaus synchron durch die singuläre Erfassungsschaltung 25 erfaßt, so daß ein Offset- bzw. Versatzfehler nicht auftritt. Darüber hinaus wird ein Offsetfehler, der in der der Erfassungsschaltung 25 vorangehenden Stufe auftritt, durch die Erfassungsschaltung 25 geleitet, wodurch er ausgelöscht werden kann. Ein geringfügiger, in der Erfassungsschaltung 25 auftretender Offsetfehler kann aufgrund der Einkanal-Schaltkreise durch eine Korrekturschaltung mit verhältnismäßig einfachem Aufbau entfernt werden. Ferner wird, weil die beiden Lagesignale 11A und 12A durch dieselben Schaltkreise verarbeitet werden, ein Frequenzcharakteristik-Unterschied nicht erzeugt, bis die Signale durch die Umschaltschaltung 32 separiert bzw. getrennt werden; selbst wenn eine Änderung in der Modulationsfrequenz des die Laserdiode 11 ansteuernden Signals auftritt, tritt in dem Ergebnis der Entfernungsmessung kein transienter Fehler auf.
  • Ferner ist die Verschiebungsmeßeinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebungssensor 1A, 1B mit einer Modulationssteuerschaltung 34 versehen ist. Auf den Empfang eines Modulationssteuereingangssignals VmcINA hin (in diesem Ausführungsbeispiel dann, wenn VmcINA hochpegelig ist), hält die Modulationssteuerschaltung 34 den Betrieb des Oszillators 13 an. Wenn das Modulationssteuereingangssignal VmcINA nicht existiert, betreibt die Modulationssteuerschaltung 34 den Oszillator 13 und gibt ein Modulationssteuerausgangssignal VmcOUTA aus (und setzt in diesem Ausführungsbeispiel VmcOUTA hochpegelig). Falls der Betrieb des Oszillators 13 angehalten wird, beendet auch die Erfassungsschaltung 25 den Betrieb.
  • Die soweit erfolgte Beschreibung findet auf den Verschiebungssensor 1A Anwendung; der Verschiebungssensor 1B weist denselben Aufbau auf, und die Modulationssteuerschaltungen 34 der Verschiebungssensoren 1A und 1B sind miteinander verbunden, so daß das Modulationssteuerausgangssignal VmcOUT eines Verschiebungssensors 1A, 1B zu dem Modulationssteuereingangssignal VmcINB des jeweils anderen Verschiebungssensors 1A, 1B wird. Während ein Verschiebungssensor 1A (1B) arbeitet, erzeugt oder erfaßt daher der andere Verschiebungssensor 1B (1A) kein Licht; sowohl die Verschiebungssensoren 1A und 1B arbeiten unabhängig voneinander in zeitlicher Verteilung bzw. Trennung. Dies bedeutet, daß die beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B nicht miteinander interferieren bzw. sich nicht beeinflussen.
  • Nachstehend wird der zeitliche Betrieb der Anordnung unter Bezugnahme auf 2 diskutiert. 2(a) zeigt das Ausgangssignal VmA des Oszillators 13 des Verschiebungssensors 1A; 2(b) zeigt das Modulationssteuerausgangssignal VmcOUTA des Verschiebungssensors 1A, also das Modulationssteuereingangssignal VmcINB des Verschiebungssensors 1B; 2(c) zeigt das Ausgangssignal VmB des Oszillators 13 des Verschiebungssensors 1B; und 2(d) zeigt das Modulationssteuerausgangssignal VmcOUTB des Verschiebungssensors 1B, also das Modulationssteuereingangssignal VmcINA des Verschiebungssensors 1A. Wie aus den Beziehungen ersichtlich ist, wird, während der Oszillator 13 eines Verschiebungssensors 1A (1B) arbeitet, um die Laserdiode 11 zu veranlassen, Licht abzustrahlen bzw. zu emittieren, die Lichtabgabe in dem anderen Verschiebungssensor 1B (1A) angehalten (wenn die Signale in 2(b) und (d) hochpegelig sind, wird der Vorgang durchgeführt), wodurch verhindert wird, daß die Laserdioden 11 beider Verschiebungssensoren 1A und 1B gleichzeitig Licht abstrahlen, um Strahlungslicht-Interferenzen zu vermeiden.
  • Das Lageerfassungselement 21 empfängt Licht von beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B. Infolgedessen werden bei dem Verschiebungssensor 1A die Ausgangssignale Va1A und Va2A auch dann durch den Verstärker 24 gemäß 2(e) bereitgestellt, während der Betrieb des Oszillators 13 angehalten ist. Während jedoch der Oszillator 13 des Verschiebungssensors 1A angehalten ist, wie in 2(f) und (g) gezeigt, ist auch der Betrieb der Erfassungsschaltung 25 angehalten (wenn das Signal in 2(g) hochpegelig ist, wird der Vorgang angehalten), wodurch verhindert wird, daß die Entfernung auf der Grundlage von Licht aus dem anderen Verschiebungssensor 1A (1B) ermittelt wird. D.h., das Ausgangssignal der Erfassungsschaltung 25 des Verschiebungssensors 1A wird wie in 2(h) gezeigt, und wird zu 0 V während des Betriebs des Verschiebungssensors 1B, so daß die Wirkung des Betriebs des anderen Verschiebungssensors 1B entfernt bzw. unterdrückt werden kann. 2(i) zeigt das Zeitsteuersignal t1 zum Umschalten der Umschaltschaltung 32. Die Signalkomponenten Vd1A und Vd2A werden durch die Umschaltschaltung 32 wie in 2(j) und (k) gezeigt separiert. Die Verarbeitung nach der Trennung ist ähnlich derjenigen in dem bekannten Beispiel.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, arbeiten die beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B abwechselnd, wodurch sie die Entfernung messen können, ohne sich gegenseitig zu stören oder zu interferieren. In dem Ausführungsbeispiel werden die Verschiebungssensoren 1A und 1B zum Ausführen der Entfernungsmessung nach jeweils zwei Lichtabstrahlzyklen der Laserdiode 11 umgeschaltet, wobei aber die Anzahl der Zyklen nicht auf die Zahl zwei beschränkt ist.
  • In der bekannten Anordnung sind die beiden I/V-Umwandlungsschaltungen 23a und 23b, die beiden Verstärker 24a und 24b und die beiden Erfassungsschaltungen 25a und 25b für die durch das Lageerfassungselement 21 ausgegebenen Lagesignale 11A und 12A vorgesehen; in dem Ausführungsbeispiel sind die I/V-Umwandlungsschaltung 23, der Verstärker 24 und die Erfassungsschaltung 25 nur als ein Kanal bereitgestellt, und werden die Signale durch die Umschaltschaltungen 31 und 32 umgeschaltet. Die Verschiebungssensoren 1A und 1B sind wie in dem Ausführungsbeispiel konfiguriert, wobei die Lagesignale 11A und 12A auch mit derselben Charakteristik in der transienten Periode, in welcher die Ausgabe des Oszillators 13 jedes Verschiebungssensors 1A, 1B angehalten oder in Gang gesetzt wird, verarbeitet, so daß bei der Entfernungsmessung kein Fehler erzeugt wird. Im Stand der Technik ist es in der bekannten Anordnung schwierig, die (Schalt-)Kreise zur Verarbeitung beider Lagesignale 11A und 12A in Einklang zu bringen bzw. im Hinblick auf ihr Antwortverhalten anzugleichen.
  • Denn auch dann, wenn perfekte Justierungen und Korrekturen erfolgen, werden sich diese Schaltkreise aufgrund einer Temperaturänderung oder einer zeitlichen Änderung im Antwortverhalten unterscheiden. Wenn die herkömmliche Anordnung verwendet wird, kann ein Meßfehler nicht vermieden werden. Wenn demgegenüber die Konfiguration gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet wird, tritt diese Art von Meßfehler prinzipiell nicht auf, so daß die Meßgenauigkeit erhöht wird.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Umschaltschaltungen 31 und 32 unter Verwendung unterschiedlicher Zeitsteuersignale t1 und t5 gesteuert, wie in 3 gezeigt. Wie aus einem Vergleich zwischen den 2 und 4 hervorgeht, sind ferner Zeitsteuersignale t2 und t4, die an eine Erfassungsschaltung 25 ausgeben werden, anders ausgebildet als diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • D.h., in der Konfiguration gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird mit der Messung begonnen, kurz nachdem der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B durch die Modulationssteuerschaltung 34 umgeschaltet wird. Auf diese Art und Weise kann die Signalverarbeitung verzögert werden, so daß eine Störung des Signalverlaufs in Abhängig keit von der Antwort des Verschiebungssensors 1A, 1B auftreten kann. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird dann die Entfernungsmessung nicht ausgeführt, bis das Strahlungslicht bzw. die Lichtstrahlen und der Betrieb der verarbeitenden Schaltkreise stabil sind, nachdem der Verschiebungssensor 1A, 1B umgeschaltet wurde.
  • 4 zeigt ein Beispiel, in dem der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B in einem Zyklus des Ausgangssignals VmA, VmB des Oszillators 13 stabil wird. D.h., kurz nachdem der Verschiebungssensor 1A, 1B umgeschaltet wird, sollte der Signalverlauf zu einem Signalverlauf werden, wie er in 4(f) durch die durchbrochene Linie angedeutet ist, wird jedoch zu einem Signalverlauf, wie er in 4(f) durch die ausgezogene Linie angegeben ist. Dann wird kurz nach der Umschaltung mit der Abgabe von Strahlungslicht begonnen, wie in 4(a) gezeigt, und das Zeitsteuersignal t2 wird an die Erfassungsschaltung 25 ausgegeben, wie in 4(g) gezeigt, der Ausgang der Erfassungsschaltung 25 jedoch wie in 4(h) gehemmt. In Zuordnung zu dem Vorgang werden die zur Umschaltung der Umschaltschaltungen 31 und 32 verwendeten Umschaltsignale t1 und t5 wie in 4(e) bzw. (j) gezeigt, wird das Ausgangssignal der Erfassungsschaltung 25 wie in 4(i) gezeigt, und wird das Ausgangssignal der Umschaltschaltung 32 wie in 4(k) und (l) gezeigt.
  • Kurz gesagt, unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß das Ausgangssignal der Erfassungsschaltung 25 nicht ausgeleitet wird, bis der Vorgang stabil wird, nachdem der Verschiebungssensor 1A, 1B umgeschaltet wurde, und daß die Umschaltzeitpunkte der Umschaltschaltungen 31 und 32 ebenfalls dementsprechend geändert werden.
  • Diese Konfiguration ermöglicht die Entfernungsmessung, nachdem der Vorgang bzw. der Betriebsablauf stabil geworden ist; die Meßgenauigkeit wird weiter verbessert.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • In einem dritten Ausführungsbeispiel werden die Zeitsteuersignale t2 und t4 der Schaltungsanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel geändert, wie in 5 gezeigt. D.h., daß in dem ersten Ausführungsbeispiel die Laserdiode 11 veranlaßt wird, jedesmal dann, wenn der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird, zweimal Licht abzustrahlen; in dem dritten Ausführungsbeispiel dagegen wird die Laserdiode 11 veranlaßt, jedesmal dann, wenn der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird, sechsmal Licht abzustrahlen. Die Anzahl der Male, mit der Licht abgestrahlt wird, ist nicht auf sechs beschränkt. Die Anzahl der Male wird entsprechend dem Grad gewählt, bis zu dem ein Meßwertfehler kurz nachdem der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird für einen Mittelwert von Meßwerten, die durch mehrmaliges Aussenden von Licht ermittelt werden, ignoriert werden kann. Wenn die Entfernungen, die durch mehrmaliges Aussenden von Licht ermittelt wurden, integriert werden etc., um einen Wert zu erhalten, der äquivalent zu dem Mittelwert ist, kann der Fehlerprozentsatz verringert werden.
  • Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel stellt das dritte Ausführungsbeispiel Gegenmaßnahmen gegen das Auftreten eines Fehlers im Meßwert kurz nachdem der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird bereit. Jedoch wird in dem dritten Ausführungsbeispiel die Notwendigkeit, Meßwerte, die gefunden werden, während der Betrieb instabil ist, zu verwerfen, wie dies in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Fall ist, beseitigt, so daß die zeitlichen Verhältnisse in dem dritten Ausführungsbeispiel einfacher sind als diejenigen in dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel wird Licht jedesmal dann, wenn der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird, zweimal ausgesandt; in dem dritten Ausführungsbeispiel wird Licht jedesmal dann, wenn der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird, 2N-mal (mit N gleich 2 oder größer) ausgesandt. Die weiteren Komponenten und der weitere Betriebsablauf des dritten Ausführungsbeispiels sind ähnlich denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Ein viertes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Umschaltschaltung 31 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel immer eines der Lagesignale 11A und 12A, die von dem Lageerfassungselement 21 ausgegeben werden, der I/V-Umwandlungsschaltung 23 zuführt; wohingegen gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel eine Umschaltschaltung 31' verwendet wird mit einer Betriebsart, in dem keines der Lagesignale 11A und 12A der I/V-Umwandlungsschaltung 23 zugeführt wird, wie in 6 gezeigt. Kurz gesagt, wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Ausgabe der Erfassungsschaltung 25 während des Betriebs des zugeordneten Verschiebungssensors 1A, 1B angehalten; bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird die Eingabe von einem Lageerfassungselement 21 an die I/V-Umwandlungsschaltung 23 während des Betriebs des zugeordneten Verschiebungssensors 1A, 1B unterbunden. Dies bedeutet, daß die Umschaltschaltung 31', die drei Stellungen einnehmen kann, unter Verwendung eines Zeitsteuersignals t4 sowie eines Umschaltsignals t1 gesteuert wird, wie in 7 gezeigt.
  • In Übereinstimmung mit der Konfiguration des vierten Ausführungsbeispiels kann dann, wenn das Lageerfassungselement 21 Störlicht mit einer gegenüber der üblicherweise empfangenen Lichtmenge drastisch größeren Lichtmenge empfängt, verhindert werden, daß das Licht auf die I/V-Umwandlungsschaltung 23 fällt. Falls das Ausgangssignal des Lageerfassungselements 21 abnormal groß ist, werden die I/V-Umwandlungsschaltung 23 und ein Verstärker 24 gesättigt oder können nicht in einem linearen Bereich betrieben werden.
  • Infolgedessen tritt in dem Ausgangssignal der Erfassungsschaltung 25 eine Verzerrung des Signalverlaufs auf. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel jedoch werden Lagesignale 11A und 11B, die auf der Grundlage von Störlicht erzeugt wurden, während des Betriebs des anderen Verschiebungssensors 1A, 1B nicht der I/V-Umwandlungs schaltung 23 zugeführt, so daß die Möglichkeit, daß eine Situation wie vorstehend beschrieben vermieden werden kann, verbessert wird. Infolgedessen wird die Zuverlässigkeit des Meßergebnisses erhöht. Die Konfiguration gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist insbesondere dann wirkungsvoll, wenn die Lichtausgabe des anderen Verschiebungssensors 1A, 1B groß ist. Die weiteren Komponenten und der weitere Betriebsablauf des vierten Ausführungsbeispiels sind ähnlich denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • 8 zeigt den Aufbau eines fünften Ausführungsbeispiels. Die Verschiebungssensoren 1A und 1B arbeiten wie diejenigen, die in Zusammenhang mit 1 in der zuvor von dem Erfinder eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 8-157680 gezeigt sind. Zunächst wird die Funktionsweise des Verschiebungssensors 1A beschrieben. Lagesignale 11A und 12A von elektrischen Signalen, die durch ein Lageerfassungselement 21 ausgegeben werden, werden durch I/V-Schaltungen 23a und 23b in elektrische Signale Va1A und Va2A umgewandelt, und die elektrischen Signale Va1A und Va2A werden einer Betriebsschaltung 29 zugeführt, welche dann die Operationen Va1A-Va2A und Va1A+Va2A durchführt und die Resultate an eine Umschaltschaltung 31 ausgibt. Va1A-Va2A und Va1A+Va2A werden durch die Umschaltschaltung 31 abwechselnd in einen Verstärker 24 geleitet, welcher dann das Eingangssignal mit einem geeigneten Verstärkungsfaktor verstärkt. Welcher Teil von Va1A-Va2A und Va1A+Va2A in den Verstärker 24 geleitet wird, wird durch ein von einer Zeitsteuerschaltung 28 ausgegebenes Umschaltsignal t1 gesteuert. Wie aus dem Vergleich zwischen 9(f) und (i) ersichtlich wird, ist die Dauer des Umschaltsignals t1 auf das zweifache der Dauer eines noch zu beschreibenden Umschaltsignals t2 festgelegt.
  • Das Ausgangssignal des Verstärkers 24 wird durch die Erfassungsschaltung 25 synchron erfaßt, und es wird eine Signalkomponente (Vd1A-Vd2A), (Vd1A+Vd2A) extrahiert.
  • Die Erfassungsschaltung 25 erfaßt das Eingangssignal synchron mit einem Zeitsteuersignal t2 aus der Zeitsteuerschaltung 28 (vgl. 9(f)). Wenn das Zeitsteuersignal t2 hochpegelig ist, übernimmt die Erfassungsschaltung 25 das Ausgangssignal des Verstärkers 24 intakt bzw. unverändert. Wenn das Zeitsteuersignal t2 niedrigpegelig ist, invertiert die Erfassungsschaltung 25 die Polarität des Ausgangssignals des Verstärkers 24 und übernimmt das resultierende Signal. Die Signalkomponente (Vd1A-Vs2A), (Vd1A+Vd2A) wird durch eine Umschaltschaltung 32, die durch das Umschaltsignal t1 derart gesteuert wird, daß mit der Umschaltschaltung 31 synchronisiert wird, in ein Paar von Signalkomponenten Vd1A-Vd2A und Vd1A+Vd2A separiert, ähnlich Impuls-Signalverläufen entsprechend Va1A-Va2A und Va1A+Va2A.
  • Die Signalkomponenten Vd1A-Vd2A und Vd1A+Vd2A, die durch die Umschaltschaltung 32 bereitgestellt werden, werden Tiefpaßfiltern 26a und 26b zugeführt, in welchen Gleichsignalkomponenten entfernt werden. Signale V1A-V2A und V1A+V2A werden durch die Tiefpaßfilter 26a und 26b aus gegeben. Das Signal V1A-V2A ist ein Signal, welches äquivalent zu der Differenz bzw. dem Unterschied zwischen den Signalwerten der Lagesignale 11A und 12A ist, und das Signal V1A+V2A ist ein Signal, welches äquivalent zu der Summe der Signalwerte der Lagesignale 11A und 12A ist. Die durch die Tiefpaßfilter 26a und 26b ausgegebenen Signale V1A-V2A und V1A+V2A werden einem Divisionsabschnitt 27c zugeführt, welcher dann die Operation (V1A-V2A)/(V1A+V2A) durchführt und das Ergebnis als ein zu der Entfernung zu einem Objekt 3 äquivalentes Signal an ein externes System ausgibt.
  • Der Verschiebungssensor 1A führt die Subtraktion der elektrischen Signale Va1A und Va2A, die den von dem Lageerfassungselement 21 ausgegebenen Lagesignalen 11A und 12A entsprechen, mittels der Betriebsschaltung 29, die in der Stufe vor der Umschaltschaltung 31 bereitgestellt ist, durch. Auf diese Art und weise kann dann, wenn das von dem Lageerfassungselement 21 ausgegebene Lagesignal 11A, 12A inphasiges Rauschen oder inphasige Störungen enthält, das inphasige Rauschen durch die Betriebsschaltung 29 entfernt werden; ein Entfernungsmeßfehler kann so im Vergleich zu dem herkömmlichen System verringert werden, und die Verschlechterung der Auflösung, die durch die Einwirkung des inphasigen Rauschens verursacht wird, kann vermieden werden.
  • Es wird angemerkt, daß auch in dem fünften Ausführungsbeispiel eine Modulationssteuerschaltung 34 bei Empfang eines Modulationssteuereingangssignal VmcINA (in dem Ausführungsbeispiel dann, wenn VmcINA hochpegelig ist) den Betrieb eines Oszillators 13 unterbricht. Falls das Modulationssteuereingangssignal VmcINA nicht existiert, betreibt die Modulationssteuerschaltung 34 den Oszillator 13 und gibt ein Modulationssteueraungangssignal VmcOUTA (in dem Ausführungsbeispiel ist VmcOUTA als hochpegelig festgelegt) aus. Falls der Betrieb des Oszillators 13 beendet wird, beendet auch die Erfassungsschaltung 25 den Betrieb.
  • Die bisher erfolgte Beschreibung ist für den Verschiebungssensor 1A gültig; der Verschiebungssensor 1B weist denselben Aufbau auf, und die Modulationssteuerschaltungen 34 der Verschiebungssensoren 1A und 1B sind miteinander verbunden, so daß das Modulationssteuerausgangssignal VmcOUT bzw. VmcOUTA eines Verschiebungssensors zu dem Modulationssteuereingangssignal VmcIN bzw. VmcINB des anderen Verschiebungssensors wird. Während ein Verschiebungssensor 1A (1B) arbeitet, erzeugt daher der andere Verschiebungssensor 1B (1A) weder Strahlungslicht, noch erfaßt er solches; beide Verschiebungssensoren 1A und 1B arbeiten in zeitlich getrennter Art und Weise unabhängig voneinander. Dies bedeutet, daß die beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B nicht miteinander interferieren bzw. sich gegenseitig nicht stören.
  • Der zeitliche Betriebsablauf der Anordnung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 9 diskutiert. 9(a) zeigt das Ausgangssignal VmA des Oszillators 13 des Verschiebungssensors 1A; 9(b) zeigt das Modulationssteuerausgangssignal VmcOUTA des Verschiebungssensors 1A, also das Modulationssteuereingangssignal VmcINB des Verschiebungssensors 1B; 9(c) zeigt das Ausgangssignal VmB des Oszillators 13 des Verschiebungssensors 1B; und 9(d) zeigt das Modulationssteuerausgangssignal VmcOUTB des Verschiebungssensors 1B, also das Modulationssteuereingangssignal VmcOUTA des Verschiebungssensors 1A. Wie aus diesen Beziehungen hervorgeht, wird dann, wenn der Oszillator 13 eines Verschiebungssensors 1A (1B) in Betrieb ist, um die Laserdiode 11 zu veranlassen, Licht auszusenden, die Aussendung von Licht in dem anderen Verschiebungssensor 1B (1A) angehalten (dieser Vorgang wird ausgeführt, wenn die Signale in 9(b) und 9(c) hochpegelig sind), wodurch verhindert wird, daß die Laserdioden 11 beider Verschiebungssensoren 1A und 1B gleichzeitig Licht aussenden, um Strahlungslichtinterferenzen zu unterdrücken.
  • Das Lageerfassungselement 21 empfängt Licht von beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B. Infolgedessen werden bei dem Verschiebungssensor 1A auch dann, während der Betrieb des Oszillators 13 angehalten ist, die Ausgangssignale (Va1A-Va2A) und (Va1A+Va2A) durch die Umschaltschaltung 31 bereitgestellt, wie in 9(e) gezeigt. Jedoch wird, während der Oszillator 13 des Verschiebungssensors 1A angehalten ist, wie in 9(f) und (g) gezeigt, auch der Betrieb der Erfassungsschaltung 25 angehalten (der Betrieb wird angehalten, wenn das Signal gemäß 9(g) hochpegelig ist), wodurch vermieden wird, daß die Entfernung auf der Grundlage von Licht des anderen Verschiebungssensors 1A (1B) ermittelt wird. D.h., das Ausgangssignal der Erfassungsschaltung 25 des Verschiebungssensors 1A wird wie in 9(h) gezeigt, und wird gleich 0 V während des Betriebs des Verschiebungssensors 1B, so daß die Wirkung des Betriebs des anderen Verschiebungssensors 1B entfernt bzw. unterdrückt werden kann. 9(i) zeigt das Zeitsteuersignal t1 zum Umschalten der Umschaltschaltung 32. Die Signalkomponenten Vd1A-Vd2A und Vd1A+Vd2A werden wie in 9(j) und (k) durch die Umschaltschaltung 32 separiert.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, arbeiten die beiden Verschiebungssensoren 1A und 1B abwechselnd, wodurch sie eine Entfernung messen können, ohne zu interferieren bzw. sich gegenseitig zu stören. In dem Ausführungsbeispiel werden die Verschiebungssensoren 1A und 1B zur Durchführung der Abstands- oder Entfernungsmessung nach jeweils zwei Lichtaussendezyklen der Laserdiode 11 umgeschaltet, jedoch ist die Anzahl der Zyklen hierbei nicht auf zwei beschränkt.
  • Bei der bekannten Anordnung sind die beiden I/V-Umwandlungsschaltungen 23a und 23b, die beiden Verstärker 24a und 24b und die beiden Erfassungsschaltungen 25a und 25b für die durch das Lageerfassungselement 21 ausgegebenen Lagesignale 11A und 12A vorgesehen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind der Verstärker 24 und die Erfassungsschaltung 25 einkanalig vorgesehen, wobei die Signale durch die Umschaltschaltungen 31 und 32 umgeschaltet werden. Die Verschiebungssensoren 1A und 1B sind wie in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben konfiguriert, wobei die Lagesignale 11A und 12A in der transienten Periode bzw. im Übergangszeitraum, in dem der Ausgang des Oszillators 13 jedes Verschiebungssensors 1A, 1B angehalten oder in Gang gesetzt wird, in Übereinstimmung mit derselben Charakteristik oder Kennlinie verarbeitet werden, so daß bei der Entfernungsmessung kein Fehler erzeugt wird. Im Stand der Technik ist es bei der herkömmlichen Anordnung schwierig, die (Schalt-)Kreise zur Verarbeitung beider Lagesignale 11A und 12A in Einklang zu bringen bzw. im Hinblick auf ihr Antwortverhalten abzugleichen.
  • Auch dann, wenn perfekte Justierungen und Korrekturen erfolgen, werden sich die Schaltkreise aufgrund einer Temperaturänderung oder einer zeitlichen Änderung im Antwortverhalten unterscheiden. Wenn die bekannte Anordnung verwendet wird, kann ein Meßfehler nicht vermieden werden. Wenn demgegenüber die Konfiguration gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet wird, tritt diese Art von Meßfehler prinzipiell nicht auf, so daß die Meßgenauigkeit erhöht wird.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • In einem sechsten Ausführungsbeispiel werden die Umschaltschaltungen 31 und 32 unter Verwendung unterschiedlicher Zeitsteuersignale t1 und t5 gesteuert, wie in 10 gezeigt. Wie aus einem Vergleich zwischen den 9 und 11 hervorgeht, sind ferner Zeitsteuersignale t2 und t4, die an eine Erfassungsschaltung 25 ausgeben werden, anders ausgebildet als diejenigen in dem fünften Ausführungsbeispiel.
  • D.h., in der Konfiguration gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Messung begonnen, kurz nachdem der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B durch die Modulationssteuerschaltung 34 umgeschaltet worden ist. Auf diese Art und Weise kann die Signalverarbeitung verzögert werden, so daß eine Störung bzw. Verzerrung des Signalverlaufs in Abhängigkeit von der Antwort des Verschiebungssensors 1A, 1B auftreten kann. Infolgedessen kann ein Fehler in der Genauigkeit der Entfernungsmessung auftreten. Dann wird gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Entfernungsmessung nicht ausgeführt, bis das Strahlungslicht bzw. die Lichtstrahlen und der Betrieb der verarbeitenden Schaltkreise stabil werden, nachdem der Verschiebungssensor 1A, 1B umgeschaltet wurde.
  • 11 zeigt ein Beispiel, in dem der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B in einem Zyklus des Ausgangssignals VmA, VmB eines Oszillators 13 stabil wird. D.h., kurz nachdem der Verschiebungssensor 1A, 1B umgeschaltet wird, sollte der Signalverlauf zu einem Signalverlauf werden, wie er in 11(f) durch die durchbrochene Linie angedeutet ist, wird jedoch zu einem Signalverlauf, wie er in 11(f) durch die ausgezogene Linie angegeben ist. Dann wird kurz nach der Umschaltung mit der Abgabe von Strahlungslicht begonnen, wie in 11(a) gezeigt, und das Zeitsteuersignal t2 wird an die Erfassungsschaltung 25 ausgegeben, wie in 11(g) gezeigt, der Ausgang der Erfassungsschaltung 25 jedoch wie in 11(h) gehemmt. In Zuordnung zu dem Vorgang werden die zur Umschaltung der Umschaltschaltungen 31 und 32 verwendeten Umschaltsignale t1 und t5 wie in 11(e) bzw. (j) gezeigt, wird das Ausgangssignal der Erfassungsschaltung 25 wie in 11(i) gezeigt, und wird das Ausgangssignal der Umschaltschaltung 32 wie in 11(k) und (l) gezeigt. Kurz gesagt, unterscheidet sich das sechste Ausführungsbeispiel von dem fünften Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß das Ausgangssignal der Erfassungsschaltung 25 nicht ausgeleitet wird, bis der Vorgang stabil wird, nachdem der Verschiebungssensor 1A, 1B umgeschaltet wurde, und daß die Umschaltzeitpunkte der Umschaltschaltungen 31 und 32 ebenfalls dementsprechend geändert werden.
  • Diese Konfiguration ermöglicht die Entfernungsmessung, nachdem der Vorgang bzw. der Betriebsablauf stabil geworden ist; die Meßgenauigkeit wird weiter verbessert.
  • Siebtes Ausführungsbeispiel
  • In einem siebten Ausführungsbeispiel werden die Zeitsteuersignale t2 und t4 in der Schaltungsanordnung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel geändert, wie in 12 gezeigt. D.h., in dem fünften Ausführungsbeispiel wird die Laserdiode 11 veranlaßt, jedesmal dann, wenn der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird, zweimal Licht auszusenden; in dem siebten Ausführungsbeispiel dagegen wird die Laserdiode 11 veranlaßt, jedesmal dann, wenn der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird, sechsmal Licht auszusenden. Die Anzahl der Male, mit der Licht ausgesandt wird, ist nicht auf sechs beschränkt. Die Anzahl von der Male wird entsprechend dem Grad gewählt, bis zu dem ein Meßwertfehler kurz nachdem der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird für einen Mittelwert von Meßwerten, die durch mehrmaliges Aussenden von Licht ermittelt werden, ignoriert werden kann. Wenn die Entfernungen, die durch mehrmaliges Aussenden von Licht ermittelt wurden, integriert werden etc., um einen Wert zu erhalten, der zu dem Mittelwert äquivalent ist, kann der Fehlerprozentsatz verringert werden.
  • Wie in dem sechsten Ausführungsbeispiel stellt das siebte Ausführungsbeispiel Gegenmaßnahmen gegen das Auftreten eines Fehlers im Meßwert kurz nachdem der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird bereit. Jedoch wird in dem siebten Ausführungsbeispiel die Notwendigkeit, Meßwerte, die gefunden werden, während der Betrieb instabil ist, zu verwerfen, wie dies in dem sechsten Ausführungsbeispiel der Fall ist, beseitigt, so daß die zeitlichen Verhältnisse in dem siebten Ausführungsbeispiel einfacher sind als diejenigen in dem sechsten Ausführungsbeispiel.
  • In dem fünften Ausführungsbeispiel wird Licht jedesmal dann, wenn der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird, zweimal ausgesandt; in dem siebten Ausführungsbeispiel wird Licht jedesmal dann, wenn der Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B geändert wird, 2N-mal (mit N gleich 2 oder größer) ausgesandt. Die weiteren Komponenten und der weitere Betriebsablauf des siebten Ausführungsbeispiels sind ähnlich denjenigen des fünften Ausführungsbeispiels.
  • Achtes Ausführungsbeispiel
  • Ein achtes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem fünften Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Um schaltschaltung 31 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel immer eines der Signale Va1A-Va2A und Va1A+Va2A, die von der Betriebsschaltung 29 ausgegeben werden, dem Verstärker 24 zuführt; wohingegen gemäß dem achten Ausführungsbeispiel eine Umschaltschaltung 31' verwendet wird mit einer Betriebsart, in dem keines der Signale Va1A-Va2A und Va1A+Va2A einem Verstärker 24 zugeführt wird, wie in 13 gezeigt. Kurz gesagt, wird bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Ausgabe der Erfassungsschaltung 25 während des Betriebs des zugeordneten Verschiebungssensors 1A, 1B angehalten; bei dem achten Ausführungsbeispiel wird die Eingabe von einer Betriebsschaltung 29 an den Verstärker 24 während des Betriebs des zugeordneten Verschiebungssensors 1A, 1B unterbunden. Dies bedeutet, daß die Umschaltschaltung 31', die drei Stellungen einnehmen kann, unter Verwendung eines Zeitsteuersignals t4 sowie eines Umschaltsignals t1 gesteuert wird, wie in 14 gezeigt.
  • In Übereinstimmung mit der Konfiguration gemäß dem achten Ausführungsbeispiel kann dann, wenn das Lageerfassungselement 21 Störlicht mit einer gegenüber der üblicherweise empfangenen Lichtmenge drastisch größeren Lichtmenge empfängt, verhindert werden, daß das Ausgangssignal des Lageerfassungselements 21 einem Verstärker 24 zugeführt wird. Falls das Ausgangssignal des Lageerfassungselements 21 abnormal groß ist, wird der Verstärker 24 gesättigt oder kann nicht in einem linearen Bereich eingesetzt bzw. betrieben werden.
  • Infolgedessen tritt in dem Ausgangssignal der Erfassungsschaltung 25 eine Verzerrung des Signalverlaufs auf. Bei dem achten Ausführungsbeispiel jedoch wird das Ausgangssignal der Betriebsschaltung 29, welches auf den Lagesignalen 11A und 11B beruht, die auf der Grundlage von Störlicht erzeugt wurden, während des Betriebs des anderen Verschiebungssensors 1A, 1B nicht dem Verstärker 24 zugeführt, so daß die Möglichkeit, daß eine Situation wie vorstehend beschrieben vermieden werden kann, verbessert wird. Infolgedessen wird die Zuverlässigkeit des Meßergebnisses erhöht. Die Konfiguration gemäß dem achten Ausführungsbeispiel ist insbesondere dann wirkungsvoll, wenn die Lichtausgabe des anderen Verschiebungssensors 1A, 1B groß ist. Die weiteren Komponenten und der weitere Betriebsablauf des achten Ausführungsbeispiels sind ähnlich denjenigen des fünften Ausführungsbeispiels.
  • Neuntes Ausführungsbeispiel
  • Die vorstehend beschriebenen Verschiebungssensoren 1A und 1B sind so ausgelegt, daß sie gegenseitige Interferenzen bzw. Störungen oder Beeinflussung verhindern, wenn eine Vielzahl solcher Verschiebungssensoren verwendet wird; sie sind nicht für den Einzeleinsatz gedacht und können nur dann verwendet werden, wenn ein weiterer Verschiebungssensor 1A, 1B mit einem Verschiebungssensor 1A, 1B verbunden ist. Daher müssen sie getrennt von einzeln verwendbaren Verschiebungssensoren hergestellt werden. Falls die einzeln verwendbaren Verschiebungssensoren und die Verschiebungssensoren 1A, 1B, die so ausgelegt sind, daß sie gegenseitige Interferenzen verhindern, zusammen hergestellt werden, werden der Herstel lungsprozeß kompliziert und die Lagerhaltung aufwendig. Es kann erforderlich werden, die Betriebsart zur einzelnen Verwendung eines Verschiebungssensors 1A, 1B, oder um eine wechselseitige Interferenz bzw. Beeinflussung in Abhängigkeit von dem (Einsatz)Zweck des Sensors zu verhindern, zu ändern. Um die Betriebsart zu ändern, kann auch ein manuell bedienbarer Schalter verwendet werden; hierbei sind jedoch eine Verkleinerung sowie eine Verringerung der Kosten schwer erzielbar, und es ist ferner mühsam, den Schalter manuell zu bedienen. Darüber hinaus ist es nahezu unmöglich, die Betriebsart des Verschiebungssensors 1A, 1B auf eine Art und Weise zu nutzen, in der die Zeit verwaltbar bzw. einteilbar ist.
  • Daher stellt ein neuntes Ausführungsbeispiel Verschiebungssensoren 1A, 1B bereit, die nicht nur wechselseitige Beeinflussung verhindern können, sondern auch einzeln ohne Verwendung eines manuell bedienbaren Schalters zum Ändern der Betriebsart verwendet werden können. D.h., es wird eine Betriebsartbestimmungs-Signalverlauferzeugungsschaltung 34a zu der Modulationssteuerschaltung 34 zum Bestimmen der Betriebsart hinzugefügt, wie in 15(a), (b) und (c) gezeigt. Nachstehend wird die Betriebsart zum Verhindern wechselseitiger Beeinflussung als "Beeinflussungsverhinderungsbetriebsart" bezeichnet, und wird die Betriebsart zur Verwendung als Einzelsensor als "Einzelbetriebsart" bezeichnet.
  • Wie in 16 gezeigt, weist die Betriebsartbestimmungs-Signalverlauferzeugungsschaltung 34a zwei Schwellenwerte Th1 und Th2 auf und führt einen Vergleich zwischen dem Modulationssteuereingangssignal VmcINA, VmcINB und dem Schwellenwert Th1, Th2 in Bezug auf eine größer-gleich-, gleich- oder kleiner-gleich-Beziehung durch. Der Schwellenwert Th2 wird dazu verwendet, die Betriebsart zu ändern. Wenn das Modulationssteuereingangssignal VmcINA, VmcINB größer ist als der Schwellenwert Th2, wird die Beeinflussungsverhinderungsbetriebsart ausgewählt; wenn das Modulationssteuereingangssignal VmcINA, VmcINB kleiner ist als der Schwellenwert Th2, wird die Einzelbetriebsart ausgewählt. Dies bedeutet, daß die Betriebsartbestimmungs-Signalverlauferzeugungsschaltung 34a ein Betriebsartensignal "Betriebsart" bzw. "Mode" an den Oszillator 13 ausgibt und dadurch die Betriebsart ändert, wenn ein weiterer Verschiebungssensor 1A, 1B existiert, bzw. die Betriebsart nicht ändert, wenn kein anderer Verschiebungssensor 1A, 1B existiert. Der Schwellenwert Th1 wird dazu verwendet, zu ermitteln, ob ein weiterer Verschiebungssensor 1A, 1B in der Beeinflussungsverhinderungsbetriebsart arbeitet oder nicht.
  • Um eine solche Änderung durchzuführen, ist jeder Verschiebungssensor 1A, 1B mit einer Konstantstromquelle 34b, einer Konstantspannungsquelle Va, Vb und Widerständen R1 und R2 versehen. Da das Eingangssignal für die Betriebsartbestimmungs-Signalverlaufserzeugungsschaltung 34a durch den (Pull-down-) Widerstand R1 nach unten gezogen wird, wird dann, wenn das Modulationssteuereingangssignal VmcINA, VmcINB nicht existiert, also ein weiterer Verschiebungssensor 1A, 1B nicht angeschlossen ist, das Eingangssignal für die Betriebsartbestimmungs-Signalverlaufserzeugungsschaltung 34a 0 V und ist infolgedessen kleiner als der Schwellenwert Th2, so daß die Einzelbetriebsart ausgewählt wird.
  • Demgegenüber sind das Modulationssteuerausgangssignal VmcOUTA, VmcOUTB des Verschiebungssensors 1A, 1B über den Widerstand R2 mit der Konstantspannungsquelle Va, Vb mit einer Spannung höher als der Schwellenwert Th2 verbunden. Infolgedessen legt dann, wenn ein weiterer Verschiebungssensor 1A, 1B angeschlossen ist, die Betriebsartbestimmungs-Signalverlaufserzeugungsschaltung 34a das Betriebsartensignal "Mode" auf die Beeinflussungsverhinderungsbetriebsart fest. Die Konstantstromquelle 34b wird dazu verwendet, den Betrieb des Verschiebungssensors 1A, 1B während des Betriebs eines anderen Verschiebungssensors 1A, 1B anzuhalten. Der arbeitende Verschiebungssensor 1A, 1B bewirkt, daß ein Strom aus der Konstantstromquelle 34b in den Widerstand R2 fließt, um das Modulationssteuerausgangssignal VmcOUTA, VmcOUTB auf eine Spannung höher als der Schwellenwert Th1 anzuheben. Der Pfeil, der in 15 in der Nähe der Konstantstromquelle 34b gezeigt ist, zeigt an, daß ein Signal zum Steuern der Konstantstromquelle 34b in den eingeschalteten oder den ausgeschalteten Zustand vorhanden ist. Ein Verschiebungssensor 1A, 1B hält seinen Betrieb an, während der andere arbeitet, wie in 16(a) bis (d) gezeigt.
  • In der Beeinflussungsverhinderungsbetriebsart wird durch eine Kombination der Schwellenwerte Th1 und Th2 ermittelt, ob der Verschiebungssensor 1A, 1B arbeitet oder nicht. Infolgedessen erzeugt die Betriebsartbestimmungs-Signalverlaufserzeugungsschaltung 34a in Übereinstimmung mit der Kombination ein Signal VmcINA', VmcINB', welches zu dem Modulationssteuereingangssignal gemäß dem ersten und fünften Ausführungsbeispiel äquivalent ist, wie in 16(e) gezeigt, und steuert den Oszillator 13 durch das Signal VmcINA, VmcINB.
  • In dem neunten Ausführungsbeispiel wird der Schwellenwert Th2 zum Ändern der Betriebsart auf einen Wert festgelegt, der niedriger ist als der des Schwellenwerts Th1, der zum Ermitteln, ob ein weiterer Verschiebungssensor 1A, 1B arbeitet, verwendet wird. Die größer-als- oder kleiner-als-Beziehung zwischen den Schwellenwerten Th1 und Th2 kann jedoch auch auf die entgegengesetzte Beziehung bzw. andersherum festgelegt werden. In diesem Fall ist es erforderlich, das Modulationssteuereingangssignal VmcINA, VmcINB hochzuziehen und die Beziehungen zwischen der Konstantstromquelle 34b, der Konstantspannungsquelle Va, Vb, des Widerstands R2 etc. zu ändern.
  • Natürlich ist eine Änderung der Betriebsart durch das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. Beispielsweise wird, wie in 15(b) bis (d) gezeigt, eine Änderung der Betriebsart durch eine Struktur, die eine Konstantstromquelle, welche einen Taktimpuls generiert, und zwei Konstantstromquellen für eine Betriebsartermittlung umfaßt, eine Struktur, die eine Konstantleistungsquelle, welche einen Taktimpuls generiert, und zwei Konstantleistungsquellen für eine Betriebsartermittlung umfaßt, und durch eine softwaregestützte Taktimpulsbildung und Betriebsartermittlung erreicht. Die erste und die zweite der vorgenannten Strukturen verwenden dieselben Signalverläufe wie in 16 gezeigt, so daß die Gleichsignalkomponenten eingeschaltet bzw. vorhanden sind. Bei dem dritten Verfahren erfolgt die Betriebsartermittlung mittels Software, so daß der Signalverlauf einem logischen Signalverlauf derart, daß Gnd "niedrigpegelig" und Vcc "hochpegelig" bedeutet, entspricht.
  • Wie in 15(b) gezeigt, wird die Konstantstromquelle zur Ermittlung der Betriebsart verwendet. Zwei Konstantstromquellen sind derart parallel miteinander verbunden, daß eine Konstantstromquelle eine Gleichstromquelle und die andere Konstantstromquelle eine Wechselstromquelle zur Takterzeugung verwendet.
  • Wie in 15(c) gezeigt, wird die Konstantleistungsquelle zur Erzeugung eines Taktsignalverlaufs verwendet. Zwei Konstantleistungsquellen sind seriell derart miteinander verbunden, daß eine Konstantleistungsquelle eine Gleichstromquelle und die andere Konstantleistungsquelle eine Wechselstromquelle zur Takterzeugung verwendet.
  • Wie in 15(d) gezeigt, wird die softwaregestützte Verarbeitung von einem Mikroprozessor oder dergleichen durchgeführt. Der Ausgangsanschluß gibt einen Standard-Taktsignalverlauf aus, und der Eingangsanschluß verwendet eine Software-Interruptfunktion, so daß die Betriebsartermittlung unabhängig davon, ob ein Signal vorhanden ist oder nicht, durchgeführt wird.
  • Gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel wird somit als Modulationssteuerausgangssignal eine von zwei Spannungen ausgewählt und zu Zwecken des Vergleichs mit dem Modulationssteuereingangssignal ein erster Schwellenwert außerhalb des Bereichs der beiden Spannungen und ein zwei ter Schwellenwert innerhalb des Bereichs der beiden Spannungen festgelegt, wobei dann, wenn das Modulationssteuereingangssignal in dem Bereich der beiden Spannungen auf einer Seite bezüglich des ersten Schwellenwerts liegt, der Entfernungsmeßvorgang beendet wird, oder in Abhängigkeit von der Beziehung zwischen dem zweiten Schwellenwert und dem Modulationssteuereingangssignal erneut gestartet wird, und dann, wenn das Modulationssteuereingangssignal nicht existiert, eine Spannung innerhalb einer bezüglich des ersten Schwellenwerts entgegengesetzten Seite der beiden Spannungen als Modulationssteuereingangssignal zum unterbrechungsfreien Fortsetzen des Entfernungsmeßvorgangs festgelegt wird.
  • Zehntes Ausführungsbeispiel
  • Gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der Verschiebungsmeßeinrichtung werden drei Verschiebungssensoren 1A, 1B und 1C verwendet, wie in 17 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem die Verschiebungssensoren 1A, 1B und 1C seitlich nebeneinander angeordnet sind, als ein Anordnungsbeispiel, in welchem sich die Verschiebungssensoren 1A, 1B und 1C gegenseitig beeinflussen können, gezeigt. In dem Anordnungsbeispiel wird angenommen, daß eine Möglichkeit dahingehend besteht, daß die seitlichen Verschiebungssensoren 1B, 1C zwar mit dem mittleren Verschiebungssensor 1A interferieren können, die seitlichen Verschiebungssensoren 1B, 1C sich jedoch gegenseitig nicht beeinflussen.
  • Es ist daher nicht erforderlich, die Verschiebungssensoren 1B, 1C abwechselnd zu betreiben; jedoch ist es erforderlich, die Verschiebungssensoren 1B, 1C und den Verschiebungssensor 1A abwechselnd zu betreiben. In diesem Fall sind, wie in 18 gezeigt, beide Modulationssteuereingangssignale VmcINB und VmcINC der Verschiebungssensoren 1B und 1C Modulationssteuerausgangssignale VmcOUTA des Verschiebungssensors 1A. Auf hierzu vergleichbare Art und Weise bildet die logische Summe der Modulationssteuerausgangssignale VmcOUTB und VmcOUTC der Verschiebungssensoren 1B und 1C das Modulationssteuereingangssignal VmcINA des Verschiebungssensors 1A. Hierin sind drei Verschiebungssensoren 1A, 1B und 1C gezeigt, jedoch gilt dasselbe auch für die Anordnung einer größeren Zahl von Verschiebungssensoren; das Modulationssteuereingangssignal und das Modulationssteuerausgangssignal kann für diejenigen Verschiebungssensoren, die sich nicht beeinflussen, gemeinsam verwendet werden, während die Verschiebungssensoren, die sich gegenseitig beeinflussen, jeweils Modulationssteuereingangssignale und Modulationssteuerausgangssignale aneinander übergeben können.
  • Es wird angemerkt, daß in dem Ausführungsbeispiel das Ausgangssignal der Modulationssteuerschaltung 34 jedes Verschiebungssensors 1A, 1B, 1C (das Modulationssteuerausgangssignal VmcOUTA, VmcOUTB, VmcOUTC) ein Stromausgangssignal ist, und der Eingang der Modulationssteuerschaltung 34 (für das Modulationssteuereingangssignal VmcINA, VmcINB, VmcINC) mit einem Pull-Down-Widerstand R1 versehen ist.
  • Daher wird, wie in 19 gezeigt, während der Verschiebungssensor 1A arbeitet, der Entfernungsmeßvorgang der Verschiebungssensoren 1B, 1C angehalten; und dann, während die Verschiebungssensoren 1B, 1C arbeiten, der Entfernungsmeßvorgang des Verschiebungssensors 1A angehalten. Die Verschiebungssensoren 1B und 1C scheinen in der Figur synchron zu arbeiten, jedoch findet zwischen diesen keine zeitliche Steuerung statt. Die Verschiebungssensoren 1B und 1C beenden den Entfernungsmeßvorgang nicht notwendigerweise zur selben Zeit. Da jedoch die Entfernugsmessung des Verschiebungssensors 1A nach dem Ende des Entfernungsmeßvorgangs der Verschiebungssensoren 1B oder 1C – welcher auch immer der zuletzt Beendende ist – begonnen wird, tritt keine gegenseitige Beeinflussung zwischen den Verschiebungssensoren 1A, 1B und 1C auf.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt eine Anordnung bereit, bei der eine Vielzahl von Verschiebungssensoren in zwei Gruppen eingeteilt und so miteinander verbunden werden, daß sie sich gegenseitig nicht beeinflussen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind drei Verschiebungssensoren gezeigt, jedoch ist die Anzahl von Verschiebungssensoren nicht begrenzt, ausgenommen aufgrund der Stromkapazität jedes Verschiebungssensors etc. Die anderen Komponenten sowie der Betriebsablauf des zehnten Ausführungsbeispiels sind ähnlich denjenigen des ersten und fünften Ausführungsbeispiels.
  • Elftes Ausführungsbeispiel
  • In einem elften Ausführungsbeispiel der Erfindung sind vier Verschiebungssensoren 1A, 1B, 1C und 1D jeweils paarweise nebeneinanderliegend angeordnet, wobei sich die beiden Gruppen gegenüberliegen, wie in 20 gezeigt. In einem solchen Anordnungsbeispiel besteht eine Möglichkeit dahingehend, daß sich die vier Verschiebungssensoren 1A, 1B, 1C und 1D gegenseitig beeinflussen. Um zu vermeiden, daß sich eine Anzahl von Verschiebungssensoren 1A, 1B, 1C und 1D gegenseitig beeinflussen, beginnt gemäß diesem Ausführungsbeispiel jeder Verschiebungssensor 1A, 1B, 1C und 1D den Entfernungsmeßvorgang mit der ansteigenden Flanke eines Eingangssignals für den Modulationssteuereingang VmcINA, VmcINB, VmcINC, VmcIND, wie in 20 gezeigt, wobei die Modulationssteuerausgangssignale VmcOUTA, VmcOUTB, VmcOUTC, VmcOUTD der Verschiebungssensoren 1A, 1B, 1C und 1D mit den Modulationssteuereingängen VmcINA, VmcINB, VmcINC, VmcIND der einzelnen Verschiebungssensoren 1A, 1B, 1C und 1D in Folge verbunden sind. Im einzelnen ist der Modulationssteuerausgang VmcOUTA des Verschiebungssensors 1A mit dem Modulationssteuereingang VmcINB des Verschiebungssensors 1B verbunden; und ist VmcOUTB mit VmcINC, VmcOUTC mit VmcIND und VmcOUTD mit VmcINA verbunden, wodurch die Verschiebungssensoren 1A, 1B, 1C und 1D in Reihe oder ringförmig miteinander verbunden sind.
  • In dieser Konfiguration beendet dann, nachdem der Entfernungsmeßvorgang angehalten wurde, ein Verschiebungssensor 1A, 1B, 1C, 1D den Entfernungsmeßvorgang, bis das von einem anderen Verschiebungssensor 1A, 1B, 1C und 1D kommende Modulationssteuereingangssignal VmcINA, VmcINB, VmcINC, VmcIND ansteigt. Daher wird bei stationärem Betrieb gemäß 21 dann, während der Verschiebungssensor 1A die Entfernungsmessung durchführt, der Betrieb des Verschiebungssensors 1B angehalten, und auch die weiteren Verschiebungssensoren 1C und 1D halten den Entfernungsmeßvorgang an, bis die Modulationssteuereingangssignale VmcINC und VmcIND jeweils ansteigen. Nach Beendigung des Entfernungsmeßvorgangs des Verschiebungssensors 1A steigt das Modulationssteuereingangssignal VmcINB für den Verschiebungssensor 1B an, so daß infolgedessen der Verschiebungssensor 1B den Betrieb aufnimmt. Sodann nehmen die Verschiebungssensoren 1C und 1D den Betrieb abwechselnd in Aufeinanderfolge auf, worauf auf die Beendigung des Betriebs des Verschiebungssensors 1D das Modulationssteuereingangssignal VmcINA für den Verschiebungssensor 1A ansteigt und der Verschiebungssensor 1A erneut den Betrieb aufnimmt.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, führen die Verschiebungssensoren 1A, 1B, 1C und 1D den Entfernungsmeßvorgang aufeinanderfolgend aus, so daß so viele Verschiebungssensoren wie benötigt werden in Reihe miteinander verbunden werden können. Darüber hinaus werden zwei Sätze der Verschiebungssensoren gleichzeitig miteinander verbunden und kommt die Verbindung auf einfache Art und Weise zustande.
  • Die Konfigurationen des zehnten und des zwölften Ausführungsbeispiels können zusammengeführt werden; die Verhinderung der Beeinflussung zwischen den in zwei Gruppen eingeteilten Verschiebungssensoren oder die Verhinderung der gegenseitigen Beeinflussung der Verschiebungssensoren kann auf einfache Art und Weise dadurch erzielt werden, daß die Art und Weise der Verbindung der Verschiebungssensoren geändert wird.
  • Zwölftes Ausführungsbeispiel
  • Verschiebungssensoren 1A und 1B gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der Erfindung ermitteln einen Abstand ohne Divisionsabschnitt 27c, wie in 22 gezeigt. Es wird angenommen, daß eine Ausgangsspannung eines Summenberechnungsabschnitts 27b zu der gesamten auf ein Lageerfassungselement 21 einfallenden Lichtmenge äquivalent ist; eine Vergleichsschaltung 17 vergleicht die Ausgangsspannung mit einer Referenzspannung Vref und gibt ein Signal, welches äquivalent zu dem Unterschied bzw. der Differenz zwischen der Ausgangsspannung des Summenberechnungsabschnitts 27b und der Referenzspannung Vref ist, an eine Rückkopplungs-Steuerschaltung 16 aus. Die Rückkopplungs-Steuerschaltung 16 führt eine Amplitudenmodulation mit einem Zeitsteuersignal t2 aus einer Zeitsteuerschaltung 28 als Träger durch einen Modulator 15 durch und steuert die Laserdiode 11 über eine Laserdioden-Ansteuerschaltung 14 an. Kurz gesagt, unterliegt die Lichtausgabe der Laserdiode 11 einer rückgekoppelten Steuerung in Abhängigkeit von der an dem Lageerfassungselement 21 empfangenen Lichtmenge.
  • Wenn dieser Aufbau verwirklicht wird, wird das Ausgangssignal des Summenberechnungsabschnitts 27b auf der Referenzspannung als einem konstanten Wert gehalten, und der Nenner wird dann, wenn ein Entfernungsmeßvorgang durchgeführt wird, zu einem konstanten Wert, so daß infolgedessen das Ausgangssignal ei nes Differenzberechnungsabschnitts 27c äquivalent zu der Entfernung zu einem Objekt 3 wird. Dies beseitigt die Notwendigkeit eines Divisionsabschnitts 27c. Außerdem kann die Lichtausgabe der Laserdiode 11 in Abhängigkeit von der empfangenen Lichtmenge an dem Lageerfassungselement 21 justiert werden, so daß die Lichtmenge in Abhängigkeit von dem Reflexionsfaktor oder der Entfernung des Objekts 3 eingestellt und die Entfernung akkurat in dem Dynamikbereich der Verarbeitungsschaltung gemessen werden kann. Die weiteren Komponenten und der weitere Betriebsablauf des zwölften Ausführungsbeispiels sind ähnlich denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Dreizehntes Ausführungsbeispiel
  • Wie das zwölfte Ausführungsbeispiel führt ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine rückgekoppelte Steuerung dahingehend durch, daß die Ausgangsspannung eines Summenberechnungsabschnitts 27b konstant gehalten wird, wie in 23 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel verwendet anstelle eines Verstärkers 24 einen variablen Verstärker 24' mit einem variablen Verstärkunggfaktor, und es wird eine Rückkopplungs-Steuerschaltung 16 verwendet, um anstelle der Lichtausgabe einer Laserdiode 11 den Verstärkungsfaktor des variablen Verstärkers 24' zu verändern. Der Ausgang des Summenberechnungsabschnitts 27b kann durch die rückgekoppelte Steuerung auf einem konstanten Wert gehalten werden, so daß die Ausgabe eines Differenzberechnungsabschnitts 27a als Entfernungsmeßwert verwendet werden kann. Die weiteren Komponenten und der weitere Betriebsablauf des dreizehnten Ausfüh rungsbeispiels sind ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Vierzehntes Ausführungsbeispiel
  • Ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist äquivalent zu einer Kombination der Anordungen gemäß dem zwöften und dem dreizehnten Ausführungsbeispiel, wie in 24 gezeigt. D.h., die rückgekoppelte Steuerung der Lichtabgabe einer Laserdiode 11 und der Verstärkungsfaktor eines variablen Verstärkers 24' werden durchgeführt, um die Ausgangsspannung eines Summenberechnungsabschnitts 27b konstant zu halten. Zu diesem Zeitpunkt wird die rückgekoppelte Steuerung wie folgt durchgeführt. Die gleichbleibend empfangene Lichtmenge dient als Referenz oder Bezugswert (beispielsweise legt diese Menge fest, daß sich weiße Keramik in einer Referenzentfernung befindet). Wenn die empfangene Lichtmenge größer als der Referenzwert ist, bewirkt die Rückkopplung eine Verringerung der Lichtleistung, und wenn die empfangene Lichtmenge kleiner als der Referenzwert ist, bewirkt die Rückkopplung eine Erhöhung der Lichtleistung.
  • Denn wenn die empfangene Lichtmenge größer als der Referenzwert ist, wird der Verstärkungsfaktor auf den kleinsten Wert, mit anderen Worten: auf einen konstanten Zustand gesetzt, so daß es möglich ist, die Verarbeitung unter der Auflösung in dem besten Zustand durchzuführen und das Lichtleistungsproblem mit der Erhöhung der empfangenen Lichtmenge zu unterdrücken. Wenn die empfangene Lichtmenge kleiner ist als der Referenzwert, wird die Lichtleistung auf den größten Wert, mit anderen Worten:
    auf einen konstanten Zustand gesetzt, so daß es möglich ist, die maximale Empfangslichtmenge zu erhalten und den Verstärkungsfaktor mit der Abnahme der Empfangslichtmenge zu erhöhen.
  • Wie vorstehend beschrieben, überlappen sich die zwei Rückkopplungs-Betriebsbereiche nicht, so daß der dynamische Empfangslichtmengenbereich extrem groß wird.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt kann der Bereich, in dem der Reflexionsfaktor eines Objekts 3 gemessen werden kann, weiter gemacht werden als der in dem zwölften oder dreizehnten Ausführungsbeispiel. Die weiteren Komponenten und der weitere Betriebsablauf des vierzehnten Ausführungsbeispiels sind ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Fünfzehntes Ausführungsbeispiel
  • Ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt einen Aufbau wie in 25 gezeigt bereit. Das fünfzehnte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem fünften Ausführungsbeispiel dadurch, daß eine Betriebsschaltung 29 Va1A-Va2A und Va2A ausgibt, daß die Umschaltschaltung 32 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel nicht benötigt wird, daß eine Betriebsschaltung 30 bereitgestellt wird zum Durchführen eines vorbestimmten Betriebsablaufs auf der Grundlage eines Ausgangssignals einer Erfassungsschaltung 25, und daß ein Divisionsabschnitt 27c die Operation (V1A-V2A)/(V1A+kXV2A) durch führt, wobei die Betriebsschaltung 30 Vd1A-Vd2 und Vd2 ausgibt bzw. Tiefpaßfilter 26a und 26b V1A-V2A und V2A ausgeben. Ein Addierer 27b' gibt V1A+kXV2A aus, worin k eine Konstante ist zum Korrigieren einer nichtlinearen optischen Charakteristik bzw. Kennlinie. Daher wird in dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel das Ausgangssignal des Divisionsabschnitts 27c zu einem Signal, welches der Entfernung zu einem Objekt 3 entspricht, indem ein durch das Lageerfassungselement 21 ausgegebenes Lagesignal 11A, 12A unabhängig von der Summe aus dem Reflexionsfaktor und der Lichtempfangsmenge auf der Oberfläche des Objekts 3 normiert wird. Das Ausführungsbeispiel, welches die Umschaltschaltung 32 nicht benötigt, kann das Auftreten von Fehlern, die durch eine zeitliche Verzögerung des Umschaltvorgangs oder durch Schaltrauschen verursacht werden, verringern und kann im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen, die die Umschaltschaltung 32 umfassen, die Genauigkeit der Entfernungsmessung erhöhen.
  • Die weiteren Komponenten und der weitere Betriebsablauf des fünfzehnten Ausführungsbeispiels sind ähnlich denen des fünften Ausführungsbeispiels.
  • Sechzehntes Ausführungsbeispiel
  • Ein sechzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt einen Aufbau gemäß 26 bereit. Das sechzehnte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem fünften Ausführungsbeispiel dadurch, daß ein anderes Zeitsteuersignal t3 an die Erfassungsschaltung 25 ausgegeben wird, daß die Umschaltschaltung 32 des fünften Ausführungsbeispiels nicht benötigt wird, und daß ein Divisionsab schnitt 27c die Operation (V1A-V2A)/V1A+kXV2A) durchführt, wobei jeweils Tiefpaßfilter 26a und 26b V1A-V2A bzw. V2A ausgeben. Das Zeitsteuersignal t3 unterscheidet sich von einem Umschaltsignal t1 in der Phase um etwa 90 Grad. Die weiteren Komponenten und der weitere Betriebsablauf des sechzehnten Ausführungsbeispiels sind ähnlich denen des fünften Ausführungsbeispiels.
  • Siebzehntes Ausführungsbeispiel
  • Ein siebzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt einen Aufbau gemäß 27 bereit. Das siebzehnte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem fünften Ausführungsbeispiel dadurch, daß ein anderes Zeitsteuersignal t3 an die Erfassungsschaltung 25 ausgegeben wird, daß die Umschaltschaltung 32 des fünften Ausführungsbeispiels nicht benötigt wird, und daß ein Divisionsabschnitt 27c die Operation (V1A-V2A)/V1A+kXV2A) durchführt. Die weiteren Komponenten und der weitere Betriebsablauf des siebzehnten Ausführungsbeispiels sind ähnlich denen des fünften Ausführungsbeispiels.
  • Achtzehntes Ausführungsbeispiel
  • Es wird angemerkt, daß die Verschiebungssensoren 1A und 1B des fünften Ausführungsbeispiels jeweils einen Divisionsabschnitt 27c umfassen. Verschiebungssensoren 1A und 1B gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung ermitteln eine Entfernung ohne Divisionsabschnitt 27c, wie in 28 gezeigt. Die Anordnung gemäß dem achtzehnten Ausführungsbeispiel arbeitet im wesentlichen wie das als 9 in der zuvor von dem Erfinder erstellten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 8-157680 gezeigte Ausführungsbeispiel. Es wird angenommen, daß eine Ausgangsspannung eines Addierers 27b' (der zu dem Addierer 13 in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 8-157680 äquivalent ist) V1+kXV2 äquivalent zu der gesamten Lichtmenge ist, die auf ein Lageerfassungselement 21 fällt. Eine Vergleichsschaltung 17 vergleicht die Ausgangsspannung mit der Referenzspannung Vref und gibt an eine Rückkopplungs-Steuerschaltung 16 ein Signal aus, welches zu der Differenz zwischen der Ausgangsspannung des Addierers 27b' und der Referenzspannung Vref äquivalent ist. Die Rückkopplungs-Steuerschaltung 16 führt über einen Modulator 15 eine Amplitudenmodulation mit einem Zeitsteuersignal t2 aus einer Zeitsteuerschaltung 28 als Träger aus und steuert durch eine Laserdioden-Ansteuerschaltung 14 eine Laserdiode 11 an. Kurz gesagt, wird die Lichtausgabe der Laserdiode 11 einer Rückkopplungssteuerung in Antwort auf die an dem Lageerfassungselement 11 empfangene Lichtmenge unterzogen. Ferner wird ein variabler Verstärker 24' mit einem variablen Verstärkungsfaktor anstelle des Verstärkers 24 in dem fünften Ausführungsbeispiel verwendet, und der Verstärkungsfaktor des variablen Verstärkers 24' wird durch die Rückkopplungs-Steuerschaltung 16 geändert. D.h. in dem achtzehnten Ausführungsbeispiel wird wie in dem vierzehnten Ausführungsbeispiel die Rückkopplungssteuerung des durch die Laserdiode 11 ausgegebenen Lichts und des Verstärkungsfaktors des variablen Verstärkers 24' durchgeführt. Es ergibt sich ein als Ausgangsspannung des Addierers 27b' aufgefundener Wert V1+kXV2.
  • Wenn diese Konfiguration verwendet wird, wird das Ausgangssignal des Addierers 27b' auf der Referenzspannung Vref als einem konstantem Wert gehalten, so daß der Nenner dann, wenn ein Entfernungsbestimmungsvorgang durchgeführt wird, zu einem konstanten Wert wird, und infolgedessen das Ausgangssignal V1A-V2A eines Tiefpaßfilters 26a äquivalent zu der Entfernung zu einem Objekt 3 wird. Dies beseitigt die Notwendigkeit eines Divisionsabschnitts 27c. Außerdem kann die Lichtausgabe der Laserdiode 11 in Antwort auf die an dem Lageerfassungselement 21 empfangene Lichtmenge justiert werden, so daß die Lichtmenge in Antwort auf den Reflexionsfaktor oder die Entfernung des Objekts 3 justiert bzw. eingestellt und die Entfernung akkurat in dem Dynamikbereich der Verarbeitungsschaltung gemessen werden kann. Die weiteren Komponenten sowie der weitere Betriebsablauf des achtzehnten Ausführungsbeispiels sind ähnlich denen des fünften Ausführungsbeispiels.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird demgemäß eine optische Verschiebungsmeßeinrichtung bereitgestellt, bei der ein Objekt mit in einem geeigneten Zyklus modulierten Lichtstrahlen aus einem Lichtabstrahlelement beleuchtet wird, ein Lichtübertragungspunkt auf einer Oberfläche des Objekts erzeugt wird, ein Bild des Lichtübertragungspunkts auf einer Lichtempfangsfläche eines Lageerfassungselements erzeugt und dadurch ein Lichtempfangspunkt bereitgestellt wird, und mittels einem Verarbeitungsabschnitt eine Entfernung zu dem Objekt auf der Grundlage der Lage des Lichtempfangspunkts ermittelt wird, gekennzeichnet durch eine Modulationssteuerschaltung, die das Objekt zur Durchführung eines Abstandsmeßvorgangs zyklisch so oft wie zweckmäßig mit Strahlungslicht beleuchtet, dann den Entfernungsmeßvorgang beendet und ein das Ende des Vorgangs anzeigendes Modulationssteuerausgangssignal erzeugt, und bei Empfang eines einen Ablaufbeginn anzeigenden Modulationssteuereingangssignals von außen den Entfernungsmeßvorgang erneut beginnt.
  • Beispielsweise ist dann, wenn zwei optische Verschiebungsmeßeinrichtungen in einer lagemäßig zugeordneten Beziehung angeordnet sind, in der zu befürchten ist, daß die optischen Entfernungsmeßeinrichtungen sich gegenseitig beeinflussen, das Modulationssteuerausgangssignal einer der optischen Entfernungsmeßeinrichtungen als das Modulationssteuereingangssignal der anderen optischen Entfernungsmeßeinrichtung vorgegeben, wodurch es möglich wird, daß beide optischen Entfernungsmeßeinrichtungen abwechselnd bzw. alternierend betrieben werden. Infolgedessen bietet sich der Vorteil, daß eine gegenseitige Beeinflussung verhindert wird. Dies bedeutet, daß zwei zu verwendende Sensoren ohne eine durch Interferenz bzw. Beeinflussung verursachte Verschlechterung der Auflösung oder der Linearität benachbart zueinander bzw. aneinander angrenzend angeordnet werden können.
  • Wie vorstehend beschrieben, beginnt die optische Verschiebungsmeßeinrichtung mit der Abstrahlung des Strahlungslichts bei Empfang des Modulationssteuereingangssignals, welches eine Anweisung zum Beginnen des Entfernungsmeßvorgangs darstellt, von außen, und verwendet das Ausgangssignal des Lageerfassungselements dazu, nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer, die für die Stabilisierung des begonnenen Vorgangs benötigt wird, die Entfernung zu dem Objekt zu ermitteln. Ferner wird in Übereinstimmung mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Häufigkeit, mit der das Strahlungslicht zwischen dem Empfang der Anweisungen zum Beginnen des Entfernungsmeßvorgangs und zum Beenden des Entfernungsmeßvorgangs abgestrahlt wird, derart festgelegt, daß ein mittlerer Fehlerwert der Entfernungsmessung in einem Zeitraum kurz nach dem Beginn des Vorgangs, in dem der Vorgang instabil ist, ignoriert werden kann.
  • Auf diese Art und Weise kann die Entfernungsmessung derart ausgeführt werden, daß ein Meßfehler auch dann, wenn der Zeitraum zwischen dem Empfang der Anweisung zum Beginnen des Entfernungsmeßvorgangs als das Modulationssteuereingangssignal und dem Zeitpunkt, zu dem der Entfernungsmeßvorgang stabil wird, lang ist, d.h. das Antwort- bzw. Ansprechverhalten schlecht ist, nur selten auftritt.
  • Wie vorstehend beschrieben, beinhaltet die optische Verschiebungsmeßeinrichtung ein Schaltelement, welches zwischen dem Lageerfassungselement und dem Verarbeitungsabschnitt angeordnet ist und auf den Empfang des Modulationssteuereingangssignals von außen hin die Zufuhr des Ausgangssignals des Lageerfassungselements zu dem Verarbeitungsabschnitt unterdrückt, während der Entfernungsmeßvorgang angehalten ist.
  • Infolgedessen wird dann, wenn starkes Störlicht auf die Einrichtung fällt, während der Entfernungsmeßvorgang angehalten ist, dieses nicht in den Verarbeitungsabschnitt geleitet, so daß eine Sättigung oder ein nichtlinearer Betrieb des Verarbeitungsabschnitts vermieden werden kann und die Genauigkeit des Entfernungsmeßvorgangs erhöht wird.
  • Wie vorstehend beschrieben, gibt die Modulationssteuereinheit eine von zwei Spannungen als Modulationssteuerausgangssignal aus, wobei ein erster Schwellenwert außerhalb des Bereichs der beiden Spannungen und ein zweiter Schwellenwert innerhalb des Bereichs der beiden Spannungen für einen Vergleich mit dem Modulationssteuereingangssignal festgelegt sind. Wenn das Modulationssteuereingangssignal in Bezug auf den ersten Schwellenwert innerhalb des Bereichs der beiden Spannungspegel liegt, bestimmt die Modulationssteuerschaltung das Ende oder den Neustart des Entfernungsmeßvorgangs in Antwort auf eine größer-gleich- oder kleiner-gleich-Beziehung zwischen dem zweiten Schwellenwert und dem Modulationssteuereingangssignal, und wenn das von außen zugeführte Modulationssteuereingangssignal nicht existiert, legt die Modulationssteuerschaltung die entgegengesetzte Spannung zu den beiden Spannungen in Bezug auf den ersten Schwellenwert als das Modulationssteuereingangssignal zum Fortsetzen des Entfernungsmeßvorgangs ohne Unterbrechung fest.
  • Auf diese Art und Weise kann eine Einzelbetriebsart oder eine Betriebsart zum Verhindern gegenseitiger Beeinflussung einfach in Abhängigkeit von der Art der Verbindung zu der Modulationssteuerschaltung gewählt werden. Darüber hinaus kann eine derartige Funktion mit kleinen Abmessungen und zu geringen Kosten bereitgestellt und die Einfachheit der Verwendung verbessert werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, umfaßt der Verarbeitungsabschnitt eine Rückkopplungs-Steuerschaltung, die eine Rückkopplungssteuerung der Lichtausgabe des Lichtabstrahlelements durchführt, um eine Lichtempfangsmenge an dem Lageerfassungselement nahezu konstant zu halten; umfaßt der Verarbeitungsabschnitt einen variablen Verstärker mit einem variablen Verstärkungsfaktor, der die durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Lagesignale verstärkt, und eine Rückkopplungs-Steuerschaltung, die derart eine Rückkopplungssteuerung des Verstärkungsfaktors des variablen Verstärkers durchführt, daß ein Summenwert von Ausgangswerten nach den paarweise vorliegenden Lagesignalen, die durch den variablen Verstärker verstärkt werden, nahezu gleich wird; und umfaßt der Verarbeitungsabschnitt einen variablen Verstärker mit einem variablen Verstärkungsfaktor, der die durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Lagesignale verstärkt, und eine Rückkopplungs-Steuerschaltung, die derart eine Rückkopplungssteuerung der Lichtausgabe des Lichtabstrahlelements durchführt, daß eine Lichtempfangsmenge an dem Lageerfassungselement nahezu konstant ist, sowie derart eine Rückkopplungssteuerung des Verstärkungsfaktors des variablen Verstärkers durchführt, daß ein Summenwert von Ausgangswerten nach den paarweise vorliegenden Lagesignalen, die durch den variablen Verstärker verstärkt werden, nahezu gleich wird.
  • Auf diese Art und Weise wird der Bereich, in dem Objekte mit unterschiedlichen Reflexionsfaktoren gemessen werden können, erweitert, so daß verschiedenartige Objekte abgedeckt werden können.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird ein optisches Verschiebungsmeßsystem bereitgestellt, bei dem eine Vielzahl erfindungsgemäßer optischer Verschiebungsmeßeinrichtungen zur Verwendung vorgesehen sind, die optischen Verschiebungsmeßeinrichtungen in zwei miteinander interferierende Gruppen eingeteilt sind, und Modulationssteuereingänge und Modulationssteuerausgänge der optischen Verschiebungsmeßeinrichtungen, die jeweils eine Gruppe bilden, miteinander verbindunden werden, um einen Modulationssteuerausgang einer Gruppe in den Modulationssteuereingang einer anderen Gruppe zu leiten.
  • Auf diese Art und Weise werden eine Vielzahl der optischen Verschiebungsmeßeinrichtungen in zwei Gruppen eingeteilt, und kann eine Interferenz zwischen den Gruppen vermieden werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, beginnt bei der optischen Verschiebungsmeßeinrichtung die Modulationssteuerschaltung den Entfernungsmeßvorgang auf der Grundlage von entweder ansteigenden oder abfallenden Flanken eines von außerhalb in den Modulationssteuereingang geleiteten Eingangssignals, und sind die optischen Entfernungsmeßeinrichtungen in einer Reihe ringförmig miteinander verbunden, um jeden Modulationssteueraungang in jeden Modulationssteuereingang zu leiten.
  • Auf diese Art und Weise wird ermöglicht, so viele optische Verschiebungsmeßeinrichtungen wie nötig zu verwenden, ohne daß diese miteinander interferieren.
  • Wie vorstehend beschrieben, gibt das Lageerfassungselement ein Paar von Lagesignalen mit einem Signalwertverhältnis, das in Abhängigkeit von der Lage des Lichtempfangspunkts bestimmt wird, aus; und umfaßt der Verarbeitungsabschnitt eine erste Umschaltschaltung, die die Lagesignale bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der Signale ausgibt, eine synchrone Erfassungseinrichtung, die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus der Lichtstrahlen erfaßt, eine zweite Umschaltschaltung, die synchron mit der ersten Umschaltschaltung ein Ausgangssignal der synchronen Erfassungseinrichtung in ein Paar von Signalen separiert, und einen Betriebsabschnitt, der eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts auf der Grundlage des Ausgangs der zweiten Umschaltschaltung berechnet.
  • Auf diese Art und Weise tritt ein Fehler, der durch gleichbleibende Schwankungen bzw. Änderungen von Konstanten oder Schwankungen der Temperaturcharakteristiken der Komponenten, wie sie in dem zwei Schaltkreis-Kanäle für die Lagesignale verwendenden herkömmlichen Verarbeitungsabschnitt auftreten, verursacht wird, nicht auf. Außerdem erfaßt ein und dieselbe synchrone Erfassungseinrichtung synchron die beiden Lagesignale, so daß auch kein Offsetfehler auftritt. Ferner wird, weil die nur eine Schaltung die beiden Lagesignale verarbeitet, eine Frequenzcharakteristikdifferenz bzw. eine Frequenzkennlinienabweichung solange nicht erzeugt, bis das Signal durch die zweite Umschaltschaltung separiert bzw. aufgetrennt wird, so daß dann, wenn sich die Modulationsfre quenz des Signals zum Ansteuern des Lichtabstrahlelements ändert, ein transienter Fehler bzw. Übergangsfehler in dem Ergebnis der Entfernungsmessung nicht auftritt.
  • Wie vorstehend beschrieben, gibt das Lageerfassungselement ein Paar von Lagesignalen mit einem Signalwertverhältnis, das in Abhängigkeit von der Lage des Lichtempfangspunkts bestimmt wird, aus; und umfaßt die Verarbeitungseinrichtung einen ersten Betriebsabschnitt, der Subtraktions- und Additions-Operationen mit den Lagesignalen durchführt und die resultierenden Signale ausgibt; eine erste Umschaltschaltung, die die Ausgangssignale des ersten Betriebsabschnitts bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der Signale ausgibt, eine synchrone Erfassungseinrichtung, die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus der Lichtstrahlen erfaßt, eine zweite Umschaltschaltung, die synchron mit der ersten Umschaltschaltung ein Ausgangssignal der synchronen Erfassungseinrichtung in ein Paar von Signalen separiert, und einen zweiten Betriebsabschnitt, der eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts auf der Grundlage des Ausgangs der zweiten Umschaltschaltung berechnet.
  • Da der erste Betriebsabschnitt eine Subtraktionsoperation mit den Lagesignalen durchführt, kann dann, wenn die Lagesignale inphasiges Rauschen enthalten, der erste Betriebsabschnitt das inphasige Rauschen entfernen, um das Auftreten eines Entfernungsmeßfehlers oder die Verschlechterung der Auflösung, die andernfalls durch die Wirkung des inphasigen Rauschens auf die Lagesignale verursacht werden würde, zu unterdrücken.
  • Wie vorstehend beschrieben, gibt das Lageerfassungselement ein Paar von Lagesignalen mit einem Signalwertverhältnis, das in Abhängigkeit von der Lage des Lichtempfangspunkts bestimmt wird, aus; und umfaßt die Verarbeitungseinrichtung einen ersten Betriebsabschnitt, der Subtraktions- und Additions-Operationen mit den Lagesignalen durchführt und die resultierenden Signale ausgibt, eine Umschaltschaltung, die die Ausgangssignale des ersten Betriebsabschnitts bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der Signale ausgibt, eine synchrone Erfassungseinrichtung, die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus der Lichtstrahlen erfaßt, und einen zweiten Betriebsabschnitt, der eine optische nichtlineare Charakteristik auf der Grundlage eines Ausgangssignals der synchronen Erfassungseinrichtung korrigiert und eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts berechnet.
  • Da der erste Betriebsabschnitt eine Subtraktionsoperation mit den Lagesignalen durchführt, kann dann, wenn die Lagesignale inphasiges Rauschen enthalten, der erste Betriebsabschnitt das inphasige Rauschen entfernen, um das Auftreten eines Entfernungsmeßfehlers oder die Verschlechterung der Auflösung, die andernfalls durch die Wirkung des inphasigen Rauschens auf die Lagesignale verursacht werden würde, zu unterdrücken. Da die Anzahl von Umschaltschaltungen kleiner ist, kann das Auftreten eines Zeitverzögerungsfehlers des Umschaltvorgangs und das Auftreten eines Umschaltstörungsfehlers verringert und die Genauigkeit der Entfernungsmessung erhöht werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, gibt das Lageerfassungselement ein Paar von Lagesignalen mit einem Signalwertverhältnis, das in Abhängigkeit von der Lage des Lichtempfangspunkts bestimmt wird, aus; und umfaßt der Verarbeitungabschnitt einen ersten Betriebsabschnitt, der das andere Lagesignal von einem durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Signal subtrahiert und ein Subtraktionsergebnissignal sowie das andere Lagesignal ausgibt; eine Umschaltschaltung, die die Ausgangssignale des ersten Betriebsabschnitts bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der Signale ausgibt; eine synchrone Erfassungseinrichtung, die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus der Lichtstrahlen erfaßt; und einen zweiten Betriebsabschnitt, der eine optische nichtlineare Charakteristik auf der Grundlage eines Ausgangssignals der synchronen Erfassungseinrichtung korrigiert und eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts berechnet.
  • Da der erste Betriebsabschnitt eine Subtraktionsoperation mit den Lagesignalen durchführt, kann dann, wenn die Lagesignale inphasiges Rauschen enthalten, der erste Betriebsabschnitt das inphasige Rauschen entfernen, um das Auftreten eines Entfernungsmeßfehlers oder die Verschlechterung der Auflösung, die andernfalls durch die Wirkung des inphasigen Rauschens auf die Lagesignale verursacht werden würde, zu unterdrücken. Da die Anzahl von Umschaltschaltungen kleiner ist, kann das Auftreten eines Zeitverzögerungsfehlers des Umschaltvorgangs und das Auftreten eines Umschaltstörungsfehlers verringert und die Genauigkeit der Entfernungsmessung erhöht werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, gibt das Lageerfassungselement ein Paar von Lagesignalen mit einem Signalwertverhältnis, das in Abhängigkeit von der Lage des Lichtempfangspunkts bestimmt wird, aus; und umfaßt der Verarbeitungsabschnitt einen ersten Betriebsabschnitt, der das andere Lagesignal von einem durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Signal subtrahiert und ein Subtraktionsergebnissignal sowie das eine Lagesignal ausgibt; eine Umschaltschaltung, die die Ausgangssignale des ersten Betriebsabschnitts bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der Signale ausgibt; eine synchrone Erfassungseinrichtung, die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus der Lichtstrahlen erfaßt; und einen zweiten Betriebsabschnitt, der eine optische nichtlineare Charakteristik auf der Grundlage eines Ausgangssignals der synchronen Erfassungseinrichtung korrigiert und eine Verschiebung aus einer Referenzlage des Objekts berechnet.
  • Da der erste Betriebsabschnitt eine Subtraktionsoperation mit den Lagesignalen durchführt, kann dann, wenn die Lagesignale inphasiges Rauschen enthalten, der erste Be triebsabschnitt das inphasige Rauschen entfernen, um das Auftreten eines Entfernungsmeßfehlers oder die Verschlechterung der Auflösung, die andernfalls durch die Wirkung des inphasigen Rauschens auf die Lagesignale verursacht werden würde, zu unterdrücken. Da die Anzahl von Umschaltschaltungen kleiner ist, kann das Auftreten eines Zeitverzögerungsfehlers des Umschaltvorgangs und das Auftreten eines Umschaltstörungsfehlers verringert und die Genauigkeit der Entfernungsmessung erhöht werden.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, beleuchtet eine Laserdiode 11 ein Objekt 3 mit in einem geeigneten Zyklus moduliertem Strahlungslicht. Ein Lageerfassungselement 21 gibt in Abhängigkeit von der Lage eines Lichtempfangspunkts ein Paar von Lagesignalen aus, und ein Verarbeitungsabschnitt ermittelt einen Abstand zu dem Objekt 3 auf der Grundlage der Lagesignale. Der Verarbeitungsabschnitt umfaßt eine Modulationssteuerschaltung 34 zum Beleuchten des Objekts 3 mit Strahlungslicht so oft wie zur Durchführung eines Entfernungsmeßvorgangs zweckmäßig, dann Beenden des Entfernungsmeßvorgangs und Erzeugen eines Modulationssteuerausgangssignals, welches das Ende des Vorgangs anzeigt, und bei Empfang eines Modulationssteuereingangssignals von außen, welches den Beginn des Vorgangs anzeigt, erneutem Beginnen des Entfernungsmeßvorgangs. Daher arbeiten dann, wenn der Modulationssteuerausgang einer der beiden optischen Entfernungsmeßeinrichtungen in den Modulationssteuereingang der anderen optischen Entfernungsmeßeinrichtung geleitet wird, beide optischen Entfernungsmeßeinrichtungen abwechselnd und interferieren infolgedessen nicht miteinander.

Claims (19)

  1. Optische Abstandsmesseinrichtung zur Ermittlung von Entfernungen zu einem Objekt, mit einem ersten und zweiten Abstandssensor (1A, 1B), die ein Objekt (3) jeweils mit modulierten Lichtstrahlen aus einem Lichtabstrahlelement (11) beleuchten, so dass ein Lichtübertragungspunkt auf einer Oberfläche des Objekts entsteht, von dem ein Bild auf einer Lichtempfangsfläche eines Lageerfassungselementes (21) erzeugt und dadurch ein Lichtempfangspunkt bereitgestellt wird, einer ersten Modulationssteuereinrichtung (1A, 34) des ersten Abstandssensors und einer zweiten Modulationssteuereinrichtung (1B, 34) des zweiten Abstandssensors, die die Abgabe der modulierten Lichtstrahlen des jeweiligen Lichtabstrahlelements und die Erfassung jeweiliger Lichtempfangspunktlagen abwechselnd anhalten und freigeben, wodurch bei freigegebener Lichtabgabe und Lageerfassung des einen Abstandssensors die Lichtabgabe und Lageerfassung des anderen Abstandssensors angehalten wird, und einem Verarbeitungsabschnitt zur jeweiligen Ermittlung einer Entfernung zu dem Objekt aus der Lage des Lichtempfangspunktes.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei mit der Abstrahlung der Lichtstrahlen bei Empfang eines eine Anweisung zum Freigeben des Entfernungsmessvorgangs beinhaltenden Signals begonnen wird; und das Ausgangssignal des Lageerfassungselements (21) dazu verwendet wird, nach dem Ablaufen einer vorbestimmten Zeitdauer die Entfernung zu dem Objekt zu ermitteln.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Häufigkeit, mit der die Lichtstrahlen zwischen dem Empfang der Anweisungen zum Freigeben und Beenden des Entfernungsmessvorgangs abgestrahlt werden, derart festgelegt wird, dass ein mittlerer Fehlerwert der Abstandsmessung in einer Zeitdauer kurz nach dem Beginn des Vorgangs, in dem der Vorgang instabil ist, ignoriert werden kann.
  4. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Umschaltelement (31') zwischen dem Lageerfassungselement und dem Verarbeitungsabschnitt angeordnet ist, das auf ein Signal der Modulationssteuereinrichtung hin in eine Schaltstellung gebracht werden kann, in der es die Zufuhr des Ausgangssignals des Lageerfassungselements zum Verarbeitungsabschnitt unterdrückt.
  5. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei als ein von der ersten oder zweiten Modulationssteuereinrichtung (1A, 1B, 34) abgegebenes Signal eine von zwei Spannungen ausgewählt wird, und zu Zwecken des Vergleichs mit dem empfangenen Signal ein erster Schwellenwert außerhalb des Bereichs der beiden Spannungen und ein zweiter Schwellenwert innerhalb des Bereichs der beiden Spannungen festgelegt sind, wobei dann, wenn das Signal in dem Bereich der beiden Spannungen auf einer Seite bezüglich des ersten Schwellenwerts liegt, der Entfernungsmessvorgang beendet wird, oder in Abhängigkeit von der Beziehung zwischen dem zweiten Schwellenwert und dem empfangenen Signal erneut gestartet wird, und dann, wenn das empfangene Signal nicht existiert, eine Spannung innerhalb einer bezüglich des ersten Schwellenwerts entgegengesetzten Seite der beiden Spannungen als empfangenes Signal zum unterbrechungsfreien Fortsetzen des Entfernungsmessvorgangs festgelegt wird.
  6. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verarbeitungsabschnitt eine Rückkopplungs-Steuerschaltung umfasst, die eine Rückkopplungssteuerung der Lichtausgabe des Lichtabstrahlelements (11) durchführt, um eine Lichtempfangsmenge an dem Lageerfassungselement nahezu konstant zu halten.
  7. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lageerfassungselement (21) ein Paar von Lagesignalen mit einem in Abhängigkeit von der Lage des Lichterfassungspunkts bestimmten Signalwertverhältnis ausgibt, und der Verarbeitungsabschnitt einen variablen Verstärker (24) mit einem variablen Verstärkungsfaktor, der die durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Lagesignale verstärkt, und eine Rückkopplungs-Steuerschaltung umfasst, die derart eine Rückkopplungssteuerung des Verstärkungsfaktors des variablen Verstärkers durchführt, dass ein Summenwert von Ausgangswerten nach den paarweise vorliegenden Lagesignalen, die durch den variablen Verstärker verstärkt werden, nahezu gleich wird.
  8. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lageerfassungselement (21) ein Paar von Lagesignalen mit einem in Abhängigkeit von der Lage des Lichterfassungspunkts bestimmten Signalwertverhältnis ausgibt, und der Verarbeitungsabschnitt einen variablen Verstärker (24) mit einem variablen Verstärkungsfaktor, der die durch das Lageerfassungselement (21) ausgegebenen Lagesignale verstärkt, und eine Rückkopplungs-Steuerschaltung umfasst, die derart eine Rückkopplungssteuerung der Lichtausgabe des Lichtabstrahlelements (11) durchführt, dass eine Lichtempfangsmenge an dem Lageerfassungselement nahezu konstant ist, sowie derart eine Rückkopplungssteuerung des Verstärkungsfaktors des variablen Verstärkers durchführt, dass ein Summenwert von Ausgangswerten nach den paarweise vorliegenden Lagesignalen, die durch den variablen Verstärker verstärkt werden, nahezu gleich wird.
  9. Optischer Abstandssensor, bei dem ein Objekt (3) mit einem zyklisch modulierten Lichtstrahl aus einem Lichtabstrahlelement (11) beleuchtet und dadurch ein Lichtpunkt auf einer Oberfläche des Objekts erzeugt wird, ein Bild des Lichtpunkts in einem Lichtempfangspunkt auf einer Lichtempfangsfläche eines Lageerfassungselements (21) erzeugt wird, welches ein Paar von Lagesignalen (I1A, I2A) mit einem Signalwertverhältnis, das von der Lage des Lichtempfangspunkts abhängt, ausgibt, und mittels eines Verarbeitungsabschnitts ein Abstand zu dem Objekt auf der Grundlage der Lage des Lichtempfangspunkts auf der Lichtempfangsfläche ermittelt wird, ferner mit einer ersten Umschaltschaltung (31), die bei jedem Einzelzyklus einer ganzzahligen Modulationszyklusfolge im modulierten Lichtstrahl umschaltet und selektiv nur eines der beiden Lagesignale weitergibt, einer synchronen Erfassungseinrichtung (25), die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus des Lichtstrahls erfasst, einer zweiten Umschaltschaltung (32), die synchron mit der ersten Umschaltschaltung ein Ausgangssignal der synchronen Erfassungseinrichtung in ein Paar von Signalen separiert, einem Betriebsabschnitt, der einen Abstand von einer Referenzlage des Objekts auf der Grundlage des Ausgangs der zweiten Umschaltschaltung berechnet, und einer Modulationssteuereinrichtung, die die Abgabe der modulierten Lichtstrahlen des Lichtabstrahlelements und die Erfassung jeweiliger Lichtempfangspunktlagen abwechselnd anhalten und freigeben kann und die mit der Modulationssteuereinrichtung eines weiteren Abstandssensors so in Signalaustausch gesetzt werden kann, dass bei freigegebener Lichtabgabe und Lageerfassung des einen Abstandssensors die Lichtabgabe und Lageerfassung der anderen angehalten wird.
  10. Optischer Abstandssensor nach Anspruch 9, wobei der Verarbeitungsabschnitt eine Rückkopplungs-Steuerschaltung umfasst, die eine Rückkopplungssteuerung der Lichtausgabe des Lichtabstrahlelements (11) durchführt, um eine Lichtempfangsmenge an dem Lageerfassungselement (21) nahezu konstant zu halten.
  11. Optischer Abstandssensor nach Anspruch 9, wobei das Lageerfassungselement ein Paar von Lagesignalen mit einem in Abhängigkeit von der Lage des Lichterfassungspunkts bestimmten Signalwertverhältnis ausgibt, und der Verarbeitungsabschnitt einen variablen Verstärker (24) mit einem variablen Verstärkungsfaktor, der die durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Lagesignale verstärkt, und eine Rückkopplungs-Steuerschaltung umfasst, die derart eine Rückkopplungssteuerung des Verstärkungsfaktors des variablen Verstärkers durchführt, daß ein Summenwert von Ausgangswerten nach den paarweise vorliegenden Lagesignalen, die durch den variablen Verstärker verstärkt werden, nahezu gleich wird.
  12. Optischer Abstandssensor nach Anspruch 9, wobei das Lageerfassungselement ein Paar von Lagesignalen mit einem in Abhängigkeit von der Lage des Lichterfassungspunkts bestimmten Signalwertverhältnis ausgibt, und der Verarbeitungsabschnitt einen variablen Verstärker (24) mit einem variablen Verstärkungsfaktor, der die durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Lagesignale verstärkt, und eine Rückkopplungs-Steuerschaltung umfaßt, die derart eine Rückkopplungssteuerung der Lichtausgabe des Lichtabstrahlelements durchführt, daß eine Lichtempfangsmenge an dem Lageerfassungselement nahezu konstant ist, sowie derart eine Rückkopplungssteuerung des Verstärkungsfaktors des variablen Verstärkers durchführt, daß ein Summenwert von Ausgangswerten nach den gepaarten Lagesignalen, die durch den variablen Verstärker verstärkt werden, nahezu gleich wird.
  13. Optischer Abstandssensor, bei dem ein Objekt (3) mit einem zyklisch modulierten Lichtstrahl aus einem Lichtabstrahlelement (11) beleuchtet und dadurch ein Lichtpunkt auf einer Oberfläche des Objekts erzeugt wird, ein Bild des Lichtpunkts in einem Lichtempfangspunkt auf einer Lichtempfangsfläche eines Lageerfassungselements (21) erzeugt wird, welches ein Paar von Lagesignalen (I1A, I2A) mit einem Signalwertverhältnis, das von der Lage des Lichtempfangspunkts abhängt, ausgibt, und mittels eines Verarbeitungsabschnitts ein Abstand zu dem Objekt auf der Grundlage der Lage des Lichtempfangspunkts auf der Lichtempfangsfläche ermittelt wird, ferner mit einem ersten Betriebsabschnitt, der Subtraktions- und Additions-Operationen mit den Lagesignalen (I1A, I2A) durchführt und parallele resultierende Signale ausgibt; einer ersten Umschaltschaltung (31), die die Ausgangssignale des ersten Betriebsabschnitts bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der beiden Signale weitergibt, einer synchronen Erfassungseinrichtung (25), die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus des Lichtstrahls erfaßt, einer zweiten Umschaltschaltung (32), die synchron mit der ersten Umschaltschaltung ein Ausgangssignal der synchronen Erfassungseinrichtung in ein Paar von Signalen separiert, einem zweiten Betriebsabschnitt, der einen Abstand von einer Referenzlage des Objekts auf der Grundlage des Ausgangs der zweiten Umschaltschaltung berechnet, und einer Modulationssteuereinrichtung, die die Abgabe der modulierten Lichtstrahlen des Lichtabstrahlelements und die Erfassung jeweiliger Lichtempfangspunktlagen abwechselnd anhalten und freigeben kann und die mit der Modulationssteuereinrichtung eines weiteren Abstandssensors so in Signalaustausch gesetzt werden kann, dass bei freigegebener Lichtabgabe und Lageerfassung des einen Abstandssensors die Lichtabgabe und Lageerfassung der anderen angehalten wird.
  14. Optischer Abstandssensor, bei dem ein Objekt (3) mit einem zyklisch modulierten Lichtstrahl aus einem Lichtabstrahlelement (11) beleuchtet und dadurch ein Lichtpunkt auf einer Oberfläche des Objekts erzeugt wird, ein Bild des Lichtpunkts in einem Lichtempfangspunkt auf einer Lichtempfangsfläche eines Lageerfassungselements (21) erzeugt wird, welches ein Paar von Lagesignalen (I1A, I2A) mit einem Signalwertverhältnis, das von der Lage des Lichtempfangspunkts abhängt, ausgibt, und mittels eines Verarbeitungsabschnitts ein Abstand zu dem Objekt auf der Grundlage der Lage des Lichtempfangspunkts auf der Lichtempfangsfläche ermittelt wird, ferner mit einem ersten Betriebsabschnitt, der Subtraktions- und Additions-Operationen mit den Lagesignalen (I1A, I2A) durchführt und parallele resultierende Signale ausgibt, einer Umschaltschaltung (31), die die Ausgangssignale des ersten Betriebsabschnitts bei jedem Zyklus eines ganzzahligen Vielfachen des Modulationszyklus der Lichtstrahlen ändert und selektiv eines der Signale ausgibt, einer synchronen Erfassungseinrichtung (25), die das Ausgangssignal der ersten Umschaltschaltung synchron mit dem Modulationszyklus des Lichtstrahls erfaßt, einem zweiten Betriebsabschnitt, der eine optische nichtlineare Charakteristik auf der Grundlage eines Ausgangssignals der synchronen Erfassungseinrichtung korrigiert und einen Abstand von einer Referenzlage des Objekts berechnet, und einer Modulationssteuereinrichtung, die die Abgabe der modulierten Lichtstrahlen des Lichtabstrahlelements und die Erfassung jeweiliger Lichtempfangspunktlagen abwechselnd anhalten und freigeben kann und die mit der Modulationssteuereinrichtung eines weiteren Abstandssensors so in Signalaustausch gesetzt werden kann, dass bei freigegebener Lichtabgabe und Lageerfassung des einen Abstandssensors die Lichtabgabe und Lageerfassung der anderen angehalten wird.
  15. Optischer Abstandssensor nach Anspruch 14, wobei der erste Betriebsabschnitt das andere Lagesignal (I2A) aus dem Paar von Lagesignalen (I1A, I2A) von dem durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Signal (I1A) subtrahiert und ein Subtraktionsergebnissignal sowie das andere Lagesignal (I2A) ausgibt.
  16. Optischer Abstandssensor nach Anspruch 14, wobei der erste Betriebsabschnitt das andere Lagesignal (I2A) aus dem Paar von Lagesignalen (I1A, I2A) von einem durch das Lageerfassungselement ausgegebenen Signal (I1A) subtrahiert und ein Subtraktionsergebnissignal sowie das eine Lagesignal (I1A) ausgibt.
  17. Optisches Abstandsmeßsystem, bei dem eine Vielzahl von optischen Abstandsmeßeinrichtungen (1A, 1B; 1A, 1B, 1C; 1A, 1B, 1C, 1D) nach Anspruch 1 vorgesehen ist, wobei die Vielzahl der optischen Abstandsmeßeinrichtungen in zwei miteinander zusammenwirkende Gruppen klassifiziert sind, und Modulationssteuereingänge und Modulationssteuerausgänge der Vielzahl der optischen Abstandsmeßeinrichtungen jeder Gruppe miteinander verbunden sind, um ein Modulationssteuerausgangssignal einer Gruppe dem Modulationssteuereingang einer anderen Gruppe zuzuleiten.
  18. Optisches Abstandsmeßsystem, bei dem eine Vielzahl von optischen Abstandsmeßeinrichtungen (1A, 1B; 1A, 1B, 1C; 1A, 1B, 1C, 1D) nach Anspruch 1 vorgesehen sind, eine Modulationssteuereinrichtung (34) den Entfernungsmeßvorgang auf der Grundlage von entweder ansteigenden oder abfallenden Flanken eines von außen in einen Modulationssteuereingang geleiteten Eingangssignals beginnt, und die Vielzahl der optischen Abstandsmeßeinrichtungen ringförmig miteinander verbunden sind, um jedes Modulationssteuerausgangssignal jedem Modulationssteuereingang zuzuleiten.
  19. Optisches Abstandsmeßverfahren zur Ermittlung von Entfernungen zu einem Objekt, mit den Verfahrensschritten: – Beleuchten eines Objekts mittels eines ersten und zweiten Abstandssensors (1A, 1B) jeweils mit modulierten Lichtstrahlen aus einem Lichtabstrahlelement, so daß ein Lichtübertragungspunkt auf einer Oberfläche des Objekts entsteht, von dem ein Bild auf einer Lichtempfangsfläche eines Lageerfassungselementes erzeugt und dadurch ein Lichtempfangspunkt bereitgestellt wird, abwechselndes Anhalten und Freigeben der Abgabe der modulierten Lichtstrahlen des jeweiligen Lichtabstrahlelements und der Erfassung jeweiliger Lichtempfangspunktlagen mittels einer ersten Modulationssteuereinrichtung (1A, 34) des ersten Abstandssensors und einer zweiten Modulationssteuereinrichtung (1B, 34) des zweiten Abstandssensors, wodurch bei freigegebener Lichtabgabe und Lageerfassung des einen Abstandssensors die Lichtabgabe und Lageerfassung des anderen Abstandssensors angehalten wird, und jeweiliges Ermitteln einer Entfernung zu dem Objekt mittels eines Verarbeitungsabschnitts aus der Lage des Lichtempfangspunktes.
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