JP2000097629A - Optical sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は検知領域に存在する
物体に向けて光を出射し、その反射光を受光することに
よって物体までの距離や物体の段差や厚さ等を測定する
ようにした光式センサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention measures a distance to an object, a step, a thickness of the object, and the like by emitting light toward an object existing in a detection area and receiving the reflected light. The present invention relates to an optical sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来物体までの距離を検出する光式変位
センサにおいては受光素子にＰＳＤやＣＣＤが用いられ
ている。ＣＣＤを用いた光式センサは投光ビームを物体
検知領域に向けて照射し、その反射光をＣＣＤ等の受光
素子で受光する。図８（ａ）はＣＣＤの特定の水平ライ
ンの受光レベルを示している。本図に示すように受光位
置に応じて受光レベルが変化するため、受光レベルがピ
ークとなる受光位置（以下、ピーク位置という）に基づ
いて物体までの距離を算出している。2. Description of the Related Art In a conventional optical displacement sensor for detecting a distance to an object, a PSD or CCD is used as a light receiving element. An optical sensor using a CCD irradiates a projecting beam toward an object detection area and receives the reflected light with a light receiving element such as a CCD. FIG. 8A shows the light receiving level of a specific horizontal line of the CCD. Since the light receiving level changes according to the light receiving position as shown in the figure, the distance to the object is calculated based on the light receiving position where the light receiving level has a peak (hereinafter, referred to as a peak position).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このようなＣＣＤを受
光素子として用いた光式センサにおいて、投光レベルが
低い場合や受光部自体の感度が低い場合には、受光部か
ら出力レベルが低くなる。受光部より出力される出力レ
ベルが低すぎる場合（感度が低すぎる場合）、図８
（ｂ）に示すようにピーク周辺の分布がノイズに埋も
れ、正確な反射光のピーク位置を検出することができな
くなるという欠点があった。一方感度が高すぎれば、図
８（ｃ）に示すようにピーク位置周辺で受光部の出力が
飽和してしまい、正確なピーク位置を判別することがで
きなくなるという欠点があった。そのため感度、即ち受
光部からの出力レベルを最適なレベルとなるように調整
しておく必要がある。In such an optical sensor using a CCD as a light receiving element, the output level from the light receiving section becomes low when the light projection level is low or the sensitivity of the light receiving section itself is low. . When the output level output from the light receiving unit is too low (when the sensitivity is too low), FIG.
As shown in (b), there is a disadvantage that the distribution around the peak is buried in noise, and the peak position of the reflected light cannot be detected accurately. On the other hand, if the sensitivity is too high, the output of the light receiving section is saturated around the peak position as shown in FIG. 8C, and there is a drawback that the accurate peak position cannot be determined. Therefore, it is necessary to adjust the sensitivity, that is, the output level from the light receiving unit to an optimum level.
【０００４】本発明はこのような従来の光式センサの問
題点に着目してなされたものであって、受光部の出力レ
ベルを最適値に調整できるようにすることを目的とす
る。The present invention has been made in view of such a problem of the conventional optical sensor, and has as its object to adjust the output level of the light receiving section to an optimum value.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、投光手段と受光手段及び信号処理手段を備え、検出
物体からの距離関連情報を得る光式センサであって、前
記投光手段は、前記投光手段及び前記受光手段の並び方
向に対して垂直な方向を長手方向として形成されるスリ
ット状の投光ビームを検出域に出射するものであり、前
記受光手段は、画素の集合で構成された２次元受光素子
と、前記検出域からの反射光を前記受光素子に集光する
集光手段と、を有するものであり、前記信号処理手段
は、前記２次元受光素子の前記投受光手段の並び方向に
沿ったラインのうち所定の基準を満たすピークが検出で
きるラインが所定数となるように、前記受光手段の出力
レベルを調整する感度調整手段と、前記受光素子上の受
光量分布のピーク位置から前記検出域に存在する検出物
体の距離関連情報を求める演算処理手段と、を有するこ
とを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical sensor comprising a light projecting means, a light receiving means and a signal processing means for obtaining information related to a distance from a detected object. The means emits a slit-shaped light beam formed in a direction perpendicular to the direction in which the light projecting means and the light receiving means are arranged as a longitudinal direction to a detection area, and the light receiving means includes a pixel. A two-dimensional light receiving element configured as a set, and a light condensing means for condensing reflected light from the detection area on the light receiving element, wherein the signal processing means includes A sensitivity adjusting means for adjusting an output level of the light receiving means so that a predetermined number of lines capable of detecting a peak satisfying a predetermined criterion among the lines along the arrangement direction of the light emitting and receiving means are provided; Peak position of quantity distribution And arithmetic processing means for calculating the distance-related information of the detected object present in al the detection zone, is characterized in that it has a.
【０００６】ここで２次元受光素子は、受光面上の座標
で表される各位置における受光量を電気信号に変換して
位置毎の受光量がわかるように出力するイメージセンサ
である。又ピークが検出できるラインが所定数となると
は、ピークが検出できるラインが単一の所定数となる場
合だけでなく、所定の範囲の数となる場合を含む。Here, the two-dimensional light receiving element is an image sensor that converts the amount of light received at each position represented by coordinates on the light receiving surface into an electric signal and outputs the electric signal so that the amount of light received at each position can be determined. In addition, the case where the number of lines in which the peak can be detected is not limited to the case where the number of lines in which the peak can be detected is a single predetermined number, but also includes the case where the number of lines in a predetermined range.
【０００７】又感度調整手段による感度調整とは、受光
部からの出力レベルを適性なレベルに調整することを示
しており、投光部又は受光部によって調整する。投光部
の調整には、投光素子の投光レベルを変化させたり、投
光時間を変化させるだけでなく、投光素子の前面にフィ
ルタを設けてその投光レベルを変化させることも含まれ
る。又受光部の調整には、受光素子の感度自体を調整す
るだけでなく、受光素子の出力を増幅する増幅器のゲイ
ンを変化させたり、受光素子の前面にフィルタや絞り機
構を設け、その調整により受光レベルを設定するものも
含まれる。[0007] The sensitivity adjustment by the sensitivity adjusting means indicates that the output level from the light receiving section is adjusted to an appropriate level, and is adjusted by the light projecting section or the light receiving section. Adjusting the light emitting section involves not only changing the light emitting level of the light emitting element and changing the light emitting time, but also providing a filter on the front of the light emitting element and changing the light emitting level. It is. In addition to adjusting the sensitivity of the light-receiving element, the gain of the amplifier that amplifies the output of the light-receiving element is changed, or a filter or aperture mechanism is provided in front of the light-receiving element. The setting of the light receiving level is also included.
【０００８】又演算処理手段によって検出されるピーク
位置とは、受光レベルがピークとなる受光素子上の位置
であり、投受光手段の並び方向に受光素子の画素を各ラ
イン毎に走査してピーク位置を算出するものとする。投
受光手段の並び方向に垂直な方向の各画素の受光レベル
を一旦加算処理し、加算した受光レベル分布からピーク
位置を求めてもよい。所定の閾値を設定し、これを越え
るレベルが得られる画素群から受光レベルがピークとな
る画素の位置を算出してもよい。The peak position detected by the arithmetic processing means is a position on the light receiving element at which the light receiving level has a peak, and the pixels of the light receiving element are scanned line by line in the direction in which the light emitting and receiving means are arranged. The position is calculated. The light receiving level of each pixel in a direction perpendicular to the arrangement direction of the light emitting and receiving means may be once subjected to addition processing, and the peak position may be obtained from the added light receiving level distribution. A predetermined threshold value may be set, and the position of the pixel at which the light receiving level reaches a peak may be calculated from a pixel group in which a level exceeding the predetermined threshold value is obtained.
【０００９】又演算処理手段によって検出される距離関
連情報とは、検出物体までの距離だけでなく、段差があ
る検出物体については段差の上下から得られる距離情報
やその差から求まる段差の高さの情報も含まれる。又検
出物体が透明な板状であり、その表面と裏面で反射する
場合には夫々の反射面までの距離を求めることができ、
更にその距離の差から厚さを求めることができるため、
厚さの情報も含まれる。又検出物体が透明でその背景物
体から反射する場合に、背景物体に対する検出物体の高
さを検出することができ、これらを含めて距離関連情報
とする。信号処理手段は、投光手段と受光手段との間の
距離を基線長とし、受光素子上の受光量分布のピーク位
置から三角測量の原理によって検出物体までの距離関連
情報を求める。The distance-related information detected by the arithmetic processing means includes not only the distance to the detected object but also the distance information obtained from above and below the step and the height of the step obtained from the difference for a detected object having a step. Information is also included. In addition, when the detection object is a transparent plate and the light is reflected on the front surface and the back surface, the distance to each reflection surface can be obtained,
Furthermore, since the thickness can be obtained from the difference in the distance,
Thickness information is also included. Further, when the detection object is transparent and is reflected from the background object, the height of the detection object with respect to the background object can be detected, and these are included in the distance-related information. The signal processing means determines the distance between the light projecting means and the light receiving means as a base line length, and obtains distance-related information from the peak position of the light receiving amount distribution on the light receiving element to the detected object by the principle of triangulation.
【００１０】本願の請求項２の発明は、請求項１の光式
センサにおいて、前記感度調整手段は、前記受光手段か
らの出力が低いレベルから順次所定のレベルとなるよう
に感度を上昇させつつ調整することを特徴とするもので
ある。According to a second aspect of the present invention, in the optical sensor according to the first aspect, the sensitivity adjusting unit increases the sensitivity so that the output from the light receiving unit sequentially becomes a predetermined level from a low level. It is characterized by adjustment.
【００１１】本願の請求項３の発明は、投光手段と受光
手段及び信号処理手段を備え、検出物体からの距離関連
情報を得る光式センサであって、前記投光手段は、周期
的に点灯し、その駆動電流によって投光レベルを変化さ
せる投光素子を有し、前記投光手段及び前記受光手段の
並び方向に対して垂直な方向を長手方向として形成され
るスリット状の投光ビームを検出域に出射するものであ
り、前記受光手段は、受光レベルに対応して電荷蓄積時
間に蓄積された電荷量を電気信号に変換し、前記投光素
子の投光周期と同期して周期的に出力する受光素子と、
前記検出域からの反射光を前記受光素子に集光する集光
手段と、を有するものであり、前記信号処理手段は、前
記２次元受光素子の前記投受光手段の並び方向に沿った
ラインのうち所定の基準を満たすピークが検出できるラ
インが所定数となるように、前記投光素子の投光レベル
を変化させることにより、前記受光手段の出力レベルを
調整する感度調整手段と、前記受光素子上の受光量分布
のピーク位置から前記検出域に存在する検出物体の距離
関連情報を求める演算処理手段と、を有することを特徴
とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical sensor comprising a light projecting means, a light receiving means, and a signal processing means for obtaining information related to a distance from a detected object, wherein the light projecting means periodically A slit-shaped light-projecting beam having a light-emitting element that is turned on and changes the light-projecting level according to the driving current, and formed with a longitudinal direction perpendicular to the direction in which the light-projecting means and the light-receiving means are arranged; The light receiving means converts the amount of electric charge accumulated during the electric charge accumulation time into an electric signal corresponding to the light receiving level, and synchronizes the light amount with the light emitting cycle of the light emitting element. A light-receiving element that outputs light
Condensing means for condensing the reflected light from the detection area on the light receiving element, wherein the signal processing means is a line of the two-dimensional light receiving element along a direction in which the light emitting and receiving means is arranged. A sensitivity adjusting means for adjusting an output level of the light receiving means by changing a light emitting level of the light emitting element so that a predetermined number of lines capable of detecting a peak satisfying a predetermined standard are provided; and And arithmetic processing means for obtaining distance-related information of the detected object existing in the detection area from the peak position of the above-mentioned received light amount distribution.
【００１２】本願の請求項４の発明は、投光手段と受光
手段及び信号処理手段を備え、検出物体からの距離関連
情報を得る光式センサであって、前記投光手段は、周期
的に点灯し、制御信号によって断続する投光素子を有
し、前記投光手段及び前記受光手段の並び方向に対して
垂直な方向を長手方向として形成されるスリット状の投
光ビームを検出域に出射するものであり、前記受光手段
は、受光レベルに応じて電荷蓄積時間に蓄積された電荷
量を電気信号に変換し、前記投光素子の投光周期と同期
して周期的に出力する受光素子と、前記検出域からの反
射光を前記受光素子に集光する集光手段と、を有するも
のであり、前記信号処理手段は、前記２次元受光素子の
前記投受光手段の並び方向に沿ったラインのうち所定の
基準を満たすピークが検出できるラインが所定数となる
ように、前記投光素子の投光期間を変化させることによ
り、前記受光手段の出力レベルを調整する感度調整手段
と、感度調整後に前記受光素子上の受光量分布のピーク
位置から前記検出域に存在する検出物体の距離関連情報
を求める演算処理手段と、を有することを特徴とするも
のである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical sensor comprising a light projecting means, a light receiving means and a signal processing means for obtaining information relating to a distance from a detected object, wherein the light projecting means periodically It has a light emitting element that is turned on and is interrupted by a control signal, and emits a slit-shaped light emitting beam formed in a direction perpendicular to the arrangement direction of the light emitting means and the light receiving means to a detection area. A light receiving element for converting the amount of electric charge accumulated during the electric charge accumulation time into an electric signal according to a light receiving level, and periodically outputting the electric signal in synchronization with a light emitting cycle of the light emitting element And a light condensing means for condensing the reflected light from the detection area on the light receiving element, wherein the signal processing means is arranged along the direction in which the two-dimensional light receiving elements are arranged. The peak of the line that meets the predetermined criteria A sensitivity adjusting means for adjusting an output level of the light receiving means by changing a light emitting period of the light emitting element so that a detectable number of lines becomes a predetermined number; and a light receiving amount distribution on the light receiving element after the sensitivity adjustment. Calculation processing means for obtaining distance-related information of a detected object existing in the detection area from the peak position of (i).
【００１３】本願の請求項５の発明は、請求項３又は４
の光式センサにおいて、前記受光手段の受光素子は、電
荷蓄積時間を制御するシャッター機能を有するものであ
り、前記感度調整手段は、前記受光素子のシャッター機
能により電荷蓄積時間を変化させることによって感度を
調整するものであり、前記投光手段は、少なくとも前記
受光素子の有効電荷蓄積時間を前記投光素子の投光期間
としたことを特徴とするものである。The invention of claim 5 of the present application is the invention of claim 3 or 4
In the optical sensor, the light receiving element of the light receiving means has a shutter function of controlling a charge accumulation time, and the sensitivity adjusting means changes the charge accumulation time by changing the charge accumulation time by the shutter function of the light receiving element. And wherein the light projecting means sets at least an effective charge accumulation time of the light receiving element to a light projecting period of the light projecting element.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は本発
明の第１の実施の形態による光式センサ１０の全体構成
を示すブロック図、図２はその内部の構造を示す図であ
る。図１において投光手段１１は、駆動回路１２によっ
て駆動される発光ダイオードやレーザダイオード等の投
光素子１３と、投光素子１３の光を平行光とするコリメ
ートレンズ１４、スリット板１５及びシリンドリカルレ
ンズ１６を有している。スリット板１５には図示のよう
に細長いスリット１５ａが形成されており、このスリッ
ト１５ａは投光手段１１と受光手段１７の並び方向（Ｘ
軸方向）に対して垂直な方向（Ｙ軸方向）に形成されて
いる。シリンドリカルレンズ１６はスリット板１５のス
リット１５ａを通過した狭いスリット状の光を更にＸ軸
方向に集束する。そして図示のようにＹ軸方向に一定の
幅を持ち、Ｘ軸方向に狭くしたスリット状の光ビーム
（以下、スリットビームという）を検出物体１８に向け
て照射するためのものである。ここでシリンドリカルレ
ンズ１６は、この実施の形態による光式センサの測定距
離範囲より光式センサ１０に近い点を集束点Ｌｆとし
て、スリットビームをＸ軸方向に集束させるものとす
る。又スリットビームのＹ軸方向の幅は投光軸方向に沿
って一定である必要はなく、例えばＺ軸の座標値が大と
なるに従ってスリットビームのＹ軸方向の幅が大きくな
るようにしてもよい。(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an optical sensor 10 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an internal structure thereof. It is. In FIG. 1, a light projecting unit 11 includes a light projecting element 13 such as a light emitting diode or a laser diode driven by a drive circuit 12, a collimating lens 14, a slit plate 15, and a cylindrical lens that collimate light from the light projecting element 13. 16. An elongated slit 15a is formed in the slit plate 15 as shown in the figure, and the slit 15a is arranged in the direction (X direction) in which the light projecting means 11 and the light receiving means 17 are arranged.
(Y axis direction). The cylindrical lens 16 further focuses the narrow slit-shaped light passing through the slit 15a of the slit plate 15 in the X-axis direction. As shown in the figure, a slit-shaped light beam (hereinafter, referred to as a slit beam) having a certain width in the Y-axis direction and narrowing in the X-axis direction is directed toward the detection object 18. Here, the cylindrical lens 16 focuses the slit beam in the X-axis direction with a point closer to the optical sensor 10 than the measurement distance range of the optical sensor according to the present embodiment as a focusing point Lf. The width of the slit beam in the Y-axis direction does not need to be constant along the projection axis direction. For example, the width of the slit beam in the Y-axis direction may increase as the coordinate value of the Z-axis increases. Good.
【００１５】図１，図２に示すように投光手段１１に対
してＸ軸方向に受光手段１７が設けられる。受光手段１
７は反射光を集光する集光手段である受光レンズ１９
と、２次元の受光素子、例えばＣＣＤ２０を含んで構成
されている。受光素子は多数の画素から成り、受光面上
の２次元座標に表される各位置における受光量を電気信
号に変換して、位置毎の受光量がわかるように出力する
２次元のイメージセンサである。２次元受光素子として
は、この実施の形態で用いたＣＣＤに限らず、例えばＢ
ＢＤ，ＣＰＤ等の他の固体撮像ディバイスや、ビジコン
撮像管等を使用することもできる。ここでは例えば２５
６画素×２５６画素のＣＣＤ２０を用いるものとする。As shown in FIGS. 1 and 2, a light receiving means 17 is provided in the X-axis direction with respect to the light projecting means 11. Light receiving means 1
7 is a light receiving lens 19 which is a light collecting means for collecting the reflected light.
And a two-dimensional light receiving element, for example, a CCD 20. The light receiving element is a two-dimensional image sensor that is composed of a large number of pixels, converts the amount of light received at each position represented by two-dimensional coordinates on the light receiving surface into an electric signal, and outputs the signal so that the amount of light received at each position can be recognized. is there. The two-dimensional light receiving element is not limited to the CCD used in this embodiment,
Other solid-state imaging devices such as BD and CPD, vidicon imaging tubes, and the like can also be used. Here, for example, 25
It is assumed that a CCD 20 of 6 × 256 pixels is used.
【００１６】ＣＣＤ２０には図示のようにＣＣＤドライ
バ２１が接続され、各画素信号はＣＣＤドライバ２１に
よって読出される。読出された信号は増幅器２２によっ
て増幅され、Ａ／Ｄ変換器２３によってＡ／Ｄ変換され
て画像メモリ２４に転送される。画像メモリ２４は例え
ば転送された一画面分の画素信号を記憶するものであ
る。又画像メモリ２４には感度調整手段２５及び演算処
理手段２６が接続されている。感度調整手段２５は後述
するように駆動回路１２に制御信号を与えて投光素子１
３の駆動のタイミングを制御することによって、受光手
段１７の出力レベルを調整するものである。又演算処理
手段２６はピーク位置算出のためのレジスタやマイクロ
コンピュータを有し、画像メモリ２４のデータに基づい
てピーク位置を検出し、物体までの距離や検出物体の厚
み等を検出するものである。ＣＣＤドライバ２１，増幅
器２２，Ａ／Ｄ変換器２３，画像メモリ２４及び感度調
整手段２５，演算処理手段２６は、受光素子に得られる
受光量分布に基づいて物体までの距離情報を算出する信
号処理手段２７を構成している。As shown, a CCD driver 21 is connected to the CCD 20, and each pixel signal is read out by the CCD driver 21. The read signal is amplified by the amplifier 22, A / D converted by the A / D converter 23, and transferred to the image memory 24. The image memory 24 stores, for example, the transferred pixel signals for one screen. The image memory 24 is connected to a sensitivity adjusting unit 25 and an arithmetic processing unit 26. The sensitivity adjusting means 25 supplies a control signal to the drive circuit 12 to control the light emitting element 1 as described later.
The output level of the light receiving means 17 is adjusted by controlling the drive timing of the light-receiving device 3. The arithmetic processing means 26 has a register and a microcomputer for calculating the peak position, detects the peak position based on the data in the image memory 24, and detects the distance to the object, the thickness of the detected object, and the like. . The CCD driver 21, the amplifier 22, the A / D converter 23, the image memory 24, the sensitivity adjusting means 25, and the arithmetic processing means 26 perform signal processing for calculating distance information to an object based on the distribution of received light amount obtained by the light receiving elements. Means 27 are constituted.
【００１７】次にこの実施の形態による投受光手段の配
置について、図２を用いて更に詳細に説明する。この実
施の形態による光式センサは正反射物体と拡散反射物体
との双方について距離が測定できるように、投光手段１
１はＺ軸から所定角度θだけ傾けて配置する。受光手段
１７も受光軸をＺ軸から角度θだけ傾けて、投光手段１
１より照射され検出物体１８の表面で反射した正反射光
を受光できる位置に配置する。ここで投光軸上の夫々の
点からの反射光を受光レンズ１９によって集束する位置
の軌跡を求め、２次元受光手段であるＣＣＤ２０の面を
この軌跡と一致するように配置しておく。このような投
光軸に対する受光レンズ１９とＣＣＤ２０の配置の関係
を共役な関係という。Next, the arrangement of the light emitting and receiving means according to this embodiment will be described in more detail with reference to FIG. The optical sensor according to this embodiment is configured to emit light so that the distance can be measured for both the specular reflection object and the diffuse reflection object.
1 is arranged at a predetermined angle θ from the Z axis. The light receiving means 17 also tilts the light receiving axis from the Z axis by an angle θ,
It is arranged at a position where it can receive the specularly reflected light irradiated from 1 and reflected on the surface of the detection object 18. Here, the locus of the position where the reflected light from each point on the light projecting axis is converged by the light receiving lens 19 is determined, and the surface of the CCD 20 as the two-dimensional light receiving means is arranged so as to coincide with the locus. Such a relationship between the arrangement of the light receiving lens 19 and the CCD 20 with respect to the projection axis is called a conjugate relationship.
【００１８】さて図３（ａ），（ｂ）は本実施の形態の
ＣＣＤ２０を受光レンズ１９とは逆の面から見たもの、
即ちモニタ画像として示している。ＣＣＤ２０の水平方
向は投光手段１１と受光手段１７との並び方向、即ちＸ
軸方向であり、検出物体１８が変位すると反射光の像が
これに伴って移動する方向でもある。又垂直方向はこれ
に垂直なＹ軸方向である。受光部の出力レベルが低いと
図３（ａ）に示すようにピーク位置が検出できず、受光
部の出力レベルが高すぎれば正確なピーク位置が判別で
きなくなる。正しいピーク位置が検出できれば、その位
置は検出物体までの距離に対応しているため、物体まで
の距離が近ければ図３（ｂ）においてピーク位置が左方
向に移動し、距離が遠ければ右方向に移動する。従って
ピーク位置から検出物体の表面までの距離を算出するこ
とができる。又透明な平板等でその表面と裏面から同時
に反射光が得られる場合には、夫々のピーク位置を算出
することができ、これに基づいて透明板の厚さを算出す
ることができる。FIGS. 3 (a) and 3 (b) show the CCD 20 of the present embodiment viewed from the opposite side to the light receiving lens 19.
That is, it is shown as a monitor image. The horizontal direction of the CCD 20 is the direction in which the light projecting means 11 and the light receiving means 17 are arranged, that is, X
This is the axial direction, and also the direction in which the image of the reflected light moves when the detection object 18 is displaced. The vertical direction is the Y-axis direction perpendicular to this. If the output level of the light receiving unit is low, the peak position cannot be detected as shown in FIG. 3A, and if the output level of the light receiving unit is too high, the accurate peak position cannot be determined. If the correct peak position can be detected, the position corresponds to the distance to the detected object. If the distance to the object is short, the peak position moves to the left in FIG. 3B, and if the distance is long, the peak position moves to the right. Go to Therefore, the distance from the peak position to the surface of the detection object can be calculated. When reflected light is simultaneously obtained from the front and back surfaces of a transparent flat plate or the like, the respective peak positions can be calculated, and the thickness of the transparent plate can be calculated based on the peak positions.
【００１９】次にこの実施の形態による感度調整処理に
ついて説明する。図４（ａ）は受光素子であるＣＣＤ２
０の電荷蓄積時間と垂直同期タイミング、図４（ｂ）〜
（ｄ）はこれに同期した駆動回路１２の投光パルス信号
を示している。ＣＣＤ２０は周期的に電荷蓄積時間Ｔ１
と電荷転送時間Ｔ２とを繰り返しており、電荷蓄積時間
Ｔ１で蓄積された電荷が画像メモリ２４に転送される。
この実施の形態では点灯終了時刻ｔ2 ，ｔ4 を電荷蓄積
時間Ｔ１の終了時刻と一致させ、点灯開始時刻をｔ1 ，
ｔ1 ′，ｔ1 ″，・・・，ｔ3 ，ｔ3 ′，ｔ3 ″，・・
・のように変化させることによって、電荷蓄積時間Ｔ１
の間にＣＣＤ２０に入射する累積光量を変化させるもの
とする。又投光時間のパルス幅は例えば５μｓ〜２ｍｓ
の範囲で４００段階で選択可能とする。Next, the sensitivity adjustment processing according to this embodiment will be described. FIG. 4A shows a CCD 2 serving as a light receiving element.
0 charge accumulation time and vertical synchronization timing, FIG.
(D) shows a light emission pulse signal of the drive circuit 12 synchronized with this. The CCD 20 periodically stores the charge accumulation time T1.
And the charge transfer time T2 are repeated, and the charges accumulated during the charge accumulation time T1 are transferred to the image memory 24.
In this embodiment, the lighting end times t 2 and t 4 are matched with the end time of the charge accumulation time T1, and the lighting start time is set to t 1 ,
t 1 ′, t 1 ″,..., t 3 , t 3 ′, t 3 ″,.
The charge storage time T1 is obtained by changing
During this time, the accumulated light amount incident on the CCD 20 is changed. The pulse width of the light emission time is, for example, 5 μs to 2 ms.
Can be selected in 400 steps within the range.
【００２０】さて図５に示すように感度調整処理動作を
開始すると、まずステップ４１においてパルス幅を最小
幅となる段階１、即ち５μｓとする。そしてステップ４
２においてパルス幅を２０段階、即ち１００μｓとし、
ステップ４３に進んでピークを検出可能なライン数が所
定数を越えているかどうかを判別する。２次元ＣＣＤ２
０の有効水平ライン数を２４６とすると、例えば１５０
ライン以上にピーク値が検出できるかどうか、即ち各ラ
インの走査により閾値を越えるピークが得られるライン
数が１５０以上かどうかを判別する。１５０ライン以下
であればステップ４４に進んでパルス幅が４０１段階を
越えているかどうかを判別する。４０１段階を越えてい
る場合には、これ以上パルス幅を広げることができない
ので、設定エラーとして処理を終える。４０１段階を越
えていなければステップ４２に戻って同様の処理を繰り
返す。こうすればステップ４２〜４４のループを繰り返
すことによって、２０段階づつおおまかにパルス幅を広
くし、感度を上昇させる。図４（ｅ）はあるラインの受
光レベル分布を示すものとすると、パルス幅を広げるに
つれて受光レベルが上昇するため、閾値を越えるライン
数が増加する。When the sensitivity adjustment processing operation is started as shown in FIG. 5, first, in step 41, the pulse width is set to the stage 1 in which the pulse width becomes the minimum width, that is, 5 μs. And step 4
In 2, the pulse width was set to 20 steps, that is, 100 μs.
Proceeding to step 43, it is determined whether or not the number of lines for which a peak can be detected exceeds a predetermined number. 2D CCD2
If the number of effective horizontal lines of 0 is 246, for example, 150
It is determined whether or not a peak value can be detected beyond the line, that is, whether or not the number of lines from which a peak exceeding the threshold is obtained by scanning each line is 150 or more. If it is less than 150 lines, the process proceeds to step 44, where it is determined whether the pulse width exceeds 401 steps. If the number of steps exceeds 401, the pulse width cannot be further increased, and the process ends as a setting error. If it does not exceed step 401, the process returns to step 42 and the same processing is repeated. In this way, by repeating the loop of steps 42 to 44, the pulse width is broadened roughly by 20 steps to increase the sensitivity. FIG. 4E shows the light reception level distribution of a certain line. As the pulse width increases, the light reception level increases, so that the number of lines exceeding the threshold increases.
【００２１】さてステップ４３においてピークが検出さ
れるライン数が１５０を越えると、ステップ４５に進ん
でパルス幅を２０段階少なくする。そしてステップ４６
に進んでパルス幅を１段階増加させ、ピークのあるライ
ン数が１５０を越えているかどうかを判別する。ピーク
のあるライン数が１５０未満であり、パルス幅が４０１
段階を越えなければ、ステップ４６に戻って同様の処理
を繰り返す。こうすれば徐々に最適のパルス幅となるよ
うに設定することができる。こうしてピークのあるライ
ン数が１５０を越えれば、ステップ４７よりステップ４
９に進んでパルス幅を確定して処理を終える。以後はそ
のパルス幅で電荷蓄積時間と同期させて駆動回路１２よ
り投光素子１３を駆動することによって、所望の感度で
動作させることができる。又一定の周期で受光信号が得
られるため、応答速度を一定とすることができる。When the number of lines at which the peak is detected exceeds 150 in step 43, the process proceeds to step 45 where the pulse width is reduced by 20 steps. And step 46
The pulse width is increased by one step to determine whether or not the number of lines having a peak exceeds 150. The number of lines with peaks is less than 150 and the pulse width is 401
If not, the process returns to step 46 and the same processing is repeated. In this way, the pulse width can be set so as to gradually become an optimum pulse width. If the number of lines with peaks exceeds 150 in this way, the process proceeds from step 47 to step 4
Proceeding to step 9, the pulse width is determined, and the process is completed. Thereafter, by driving the light projecting element 13 from the drive circuit 12 in synchronization with the charge accumulation time with the pulse width, the operation can be performed with a desired sensitivity. Further, since the light receiving signal is obtained at a constant cycle, the response speed can be made constant.
【００２２】感度調整は例えば受光素子のダイナミック
レンジの範囲内で出力が直線的に得られる比較的高いレ
ベルとすることが好ましい。このようなレベルに感度を
調整しておくことによって、ピーク位置の検出を正確に
行うことができる。ピーク位置を算出する際には、受光
レベルに対して閾値を比較的高いレベル、即ち飽和する
レベルより少し低いレベルに設定しておき、閾値を越え
る画素からピーク位置を算出するようにしてもよい。又
閾値を越える画素分が所定幅以上連続する場合にのみピ
ーク位置を算出するようにしてもよい。こうすれば閾値
を越えるノイズがあっても誤ったピーク位置を算出する
ことがなくなる。The sensitivity is preferably adjusted to a relatively high level at which an output can be obtained linearly within the dynamic range of the light receiving element. By adjusting the sensitivity to such a level, the peak position can be accurately detected. When calculating the peak position, the threshold may be set to a relatively high level with respect to the light receiving level, that is, a level slightly lower than the saturation level, and the peak position may be calculated from pixels exceeding the threshold. . Alternatively, the peak position may be calculated only when pixels exceeding the threshold value continue for a predetermined width or more. In this way, even if there is noise exceeding the threshold, an erroneous peak position is not calculated.
【００２３】ここで投光レベルが最も低い段階から徐々
に高くしているが、これによって光軸の投光幅の調整開
始直後に画像が飽和してライン数が大幅に上昇すること
を避けることができる。又初期状態での画像の飽和によ
りピーク位置と誤認識することをなくすることができ
る。更にこの実施の形態では点灯期間の幅をデジタル処
理により切換えているが、このような時間幅の制御はア
ナログ量である電流値の制御を含まないため、比較的デ
ジタル制御に適合しており、感度調整を容易に行うこと
ができる。Here, the light emission level is gradually increased from the lowest stage, thereby preventing the image from being saturated immediately after the start of the adjustment of the light emission width of the optical axis and the number of lines from being greatly increased. Can be. In addition, it is possible to eliminate the erroneous recognition of the peak position due to the saturation of the image in the initial state. Further, in this embodiment, the width of the lighting period is switched by digital processing. However, since such control of the time width does not include control of the current value which is an analog amount, it is relatively suitable for digital control. Sensitivity can be easily adjusted.
【００２４】尚前述した第１の実施の形態では、駆動回
路１２より駆動される投光素子のパルス点灯期間を変化
させ感度を調整するようにしているが、点灯期間を一定
とし、投光レベルを変化させて感度を調整してもよい。
この場合には、感度調整手段２５内でデジタル値として
選択された投光レベルを感度調整手段２５内でＤ／Ａ変
換して駆動回路１２に出力し、この出力で駆動回路１２
内の投光電流調整回路を制御し、投光電流を変えること
によって投光レベルを変化させることができる。In the above-described first embodiment, the sensitivity is adjusted by changing the pulse lighting period of the light emitting element driven by the drive circuit 12, but the lighting period is fixed and the light emitting level is adjusted. May be changed to adjust the sensitivity.
In this case, the light emission level selected as a digital value in the sensitivity adjustment means 25 is D / A converted in the sensitivity adjustment means 25 and output to the drive circuit 12, and the output is used to output the drive circuit 12
The light emission level can be changed by controlling the light emission current adjusting circuit in the inside and changing the light emission current.
【００２５】又駆動回路１２により投光素子１３を断続
的に駆動するのでなく連続的に駆動し、その投光レベル
を変化させるようにすることもできる。この場合にも所
定のライン数以上のラインでピーク値が算出されるよう
になるまで投光レベルを連続して変化させることによっ
て同様の効果を得ることができる。The light emitting element 13 may be driven continuously by the drive circuit 12 instead of intermittently, and the light emitting level may be changed. In this case as well, the same effect can be obtained by continuously changing the light projection level until the peak value is calculated for a predetermined number of lines or more.
【００２６】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態について説明する。図６は第２の実施の形態
による光式センサの構成を示すブロック図であり、前述
した第１の実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳
細な説明を省略する。前述した第１の実施の形態では、
投光素子１３の点灯時間を変化させて感度を調整するよ
うにしているが、この実施の形態では、感度調整手段２
８は画像メモリ２４からの信号に基づいてＣＣＤドライ
バ２１によってＣＣＤの感度を調整するものである。こ
の場合には駆動回路１２は投光素子１３を連続して一定
のレベルで投光する。又受光素子であるＣＣＤにはシャ
ッター機能を有するＣＣＤ２０Ａを用いる。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the optical sensor according to the second embodiment. The same parts as those in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. In the first embodiment described above,
Although the sensitivity is adjusted by changing the lighting time of the light projecting element 13, in this embodiment, the sensitivity adjusting means 2 is used.
Numeral 8 is for adjusting the sensitivity of the CCD by the CCD driver 21 based on the signal from the image memory 24. In this case, the drive circuit 12 continuously emits light from the light emitting element 13 at a constant level. Further, a CCD 20A having a shutter function is used as the CCD which is a light receiving element.
【００２７】図７（ａ）はＣＣＤ２０Ａの電荷転送パル
スを示しており、ＣＣＤ２０Ａの電荷蓄積時間Ｔ１と転
送時間Ｔ２とが周期的に繰り返される。図７（ｂ）は電
荷蓄積時間Ｔ１内でＣＣＤ２０の各画素に電荷が蓄積さ
れている状態を模式的に示すものである。本図に示すよ
うに電荷蓄積時間Ｔ１内で徐々に電荷が蓄積されてい
る。そして図７（ｃ）では電荷蓄積時間Ｔ１内で電荷転
送パルスに同期したシャッターゲート信号を示してい
る。電荷蓄積時間内でシャッターゲートパルスを印加す
ると、この時点までの電荷は消去され、それ以降の電荷
蓄積時間で蓄積された電荷のみがＣＣＤからの信号とし
て出力される。従って図７（ｃ）に示すシャッターゲー
トパルスの印加タイミングを変化させることによって、
ＣＣＤの信号となる有効電荷蓄積時間Ｔ１ａを変化させ
ることができ、ＣＣＤ２０Ａの感度を調整することがで
きる。FIG. 7A shows a charge transfer pulse of the CCD 20A. The charge accumulation time T1 and the transfer time T2 of the CCD 20A are periodically repeated. FIG. 7B schematically shows a state where charges are stored in each pixel of the CCD 20 within the charge storage time T1. As shown in the figure, the charges are gradually accumulated within the charge accumulation time T1. FIG. 7C shows a shutter gate signal synchronized with the charge transfer pulse within the charge accumulation time T1. When the shutter gate pulse is applied within the charge accumulation time, the charge up to this point is erased, and only the charge accumulated during the charge accumulation time thereafter is output as a signal from the CCD. Therefore, by changing the application timing of the shutter gate pulse shown in FIG.
The effective charge accumulation time T1a serving as a CCD signal can be changed, and the sensitivity of the CCD 20A can be adjusted.
【００２８】本実施の形態では、シャッターゲートがオ
ン状態となってから転送パルスによる転送が始まるまで
の時間が有効電荷蓄積時間となるため、この時間と同期
させて投光素子１３を駆動するようにしてもよい。この
場合には少なくとも有効電荷蓄積時間Ｔ１ａを含む間、
投光素子１３を点灯させる。こうすれば有効電荷蓄積時
間には反射光を受光することができ、外乱のノイズの影
響を少なくすると共に、点灯時間を最小限にとどめるこ
とができる。点灯時間が短いことは投光素子の寿命を長
くし、又人の目に対する危険を少なくする点で望まし
い。In the present embodiment, since the time from when the shutter gate is turned on to when the transfer by the transfer pulse starts is the effective charge accumulation time, the light projecting element 13 is driven in synchronization with this time. It may be. In this case, while including at least the effective charge accumulation time T1a,
The light emitting element 13 is turned on. In this way, the reflected light can be received during the effective charge accumulation time, and the influence of disturbance noise can be reduced, and the lighting time can be minimized. A short lighting time is desirable in that the life of the light emitting element is prolonged and the danger to human eyes is reduced.
【００２９】尚前述した第２の実施の形態ではＣＣＤ２
０Ａの感度を調整するため、シャッター機能を有するＣ
ＣＤを用いているが、ＣＣＤ２０から出力を増幅する増
幅器２２のゲインを変化させて感度を調整するようにし
てもよい。In the above-described second embodiment, the CCD 2
C with shutter function to adjust the sensitivity of 0A
Although the CD is used, the sensitivity may be adjusted by changing the gain of the amplifier 22 that amplifies the output from the CCD 20.
【００３０】更に受光レベルが大幅に高い場合等には、
投光素子の前面に光量を減衰させるＮＤフィルタを設
け、このフィルタの減衰レベルを選択することによって
光量を制御するようにしてもよい。更に受光素子に入光
する光の強度を調整するため、ＣＣＤの前面に同様にＮ
Ｄフィルタを設け、その減衰レベルを調整したり、絞り
機構を設け絞りの開口度を変化させて光の強度を調整す
ることも可能である。Further, when the light receiving level is significantly high, for example,
An ND filter that attenuates the amount of light may be provided on the front surface of the light emitting element, and the amount of light may be controlled by selecting an attenuation level of the filter. Further, in order to adjust the intensity of the light entering the light receiving element, the N
It is also possible to provide a D filter and adjust the attenuation level, or to provide a diaphragm mechanism and change the aperture of the diaphragm to adjust the light intensity.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、２次元受光素子の出力のレベルが飽和せず、比較的
高いレベルに設定することができ、ノイズと区別してピ
ーク位置を判別することができる。そのため物体までの
距離を正確に検出することができるという効果が得られ
る。又請求項２の発明によれば、これに加えて、感度が
低いレベルから順次感度を上昇させて調整するようにし
ているため、感度調整の開始時に出力が飽和することが
なく、感度の調整を容易にすることができる。又請求項
３及び４の発明では、感度調整時に投光素子の投光時間
や投光レベルを変化させて感度を調整しているため、感
度の調整が容易となり、応答時間を一定とすることがで
きる。更に請求項５の発明では、受光素子にシャッター
機能を有する素子を用いて電荷蓄積時間を変化させるよ
うにしているため、外乱光等が入射する可能性を少なく
することができる。又有効電荷蓄積時間と同期させて投
光素子を点灯するようにすれば、点灯時間を短くするこ
とができる。As described above in detail, according to the present invention, the output level of the two-dimensional light receiving element can be set to a relatively high level without being saturated, and the peak position can be distinguished from noise. can do. Therefore, an effect is obtained that the distance to the object can be accurately detected. According to the second aspect of the present invention, in addition to the above, the sensitivity is adjusted by increasing the sensitivity sequentially from a low sensitivity level. Can be facilitated. According to the third and fourth aspects of the present invention, the sensitivity is adjusted by changing the light emitting time and the light emitting level of the light emitting element at the time of adjusting the sensitivity. Can be. Furthermore, in the fifth aspect of the present invention, since the charge storage time is changed by using an element having a shutter function as the light receiving element, the possibility of disturbance light or the like being incident can be reduced. If the light emitting element is turned on in synchronization with the effective charge accumulation time, the lighting time can be shortened.
【図１】本発明の第１の実施の形態による光式センサの
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】第１の実施の形態による光式センサの光学系の
内部構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of an optical system of the optical sensor according to the first embodiment.
【図３】本実施の形態による光式センサのＣＣＤ２０上
の受光量分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a light reception amount distribution on a CCD 20 of the optical sensor according to the present embodiment.
【図４】受光素子の電荷転送パルスと点灯信号及び受光
レベルの関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a charge transfer pulse of a light receiving element, a lighting signal, and a light receiving level.
【図５】本実施の形態による信号処理部の感度調整処理
を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating sensitivity adjustment processing of the signal processing unit according to the present embodiment.
【図６】本発明の第２の実施の形態による光式センサの
構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an optical sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図７】ＣＣＤの転送パルスと電荷蓄積時間及びシャッ
ターゲートの関係を示すタイムチャートである。FIG. 7 is a time chart showing a relationship among a CCD transfer pulse, a charge accumulation time, and a shutter gate.
【図８】光式センサにおけるあるラインの受光レベルと
低感度及び高感度の受光レベルの変化を示すグラフであ
る。FIG. 8 is a graph showing changes in the light receiving level of a certain line and the light receiving levels of low sensitivity and high sensitivity in the optical sensor.
１０ 光式センサ １１ 投光手段 １２ 駆動回路 １３ 投光素子 １４ コリメートレンズ １５ スリット板 １５ａ スリット １６ シリンドリカルレンズ １７ 受光手段 １８ 検出物体 １９ 受光レンズ ２０ ＣＣＤ ２１ ＣＣＤドライバ ２２ 増幅器 ２３ Ａ／Ｄ変換器 ２４ 画像メモリ ２５，２８ 感度調整手段 ２６ 演算処理手段 ２７ 信号処理手段 Reference Signs List 10 optical sensor 11 light projecting means 12 drive circuit 13 light projecting element 14 collimating lens 15 slit plate 15a slit 16 cylindrical lens 17 light receiving means 18 detection object 19 light receiving lens 20 CCD 21 CCD driver 22 amplifier 23 A / D converter 24 image Memory 25, 28 Sensitivity adjusting means 26 Operation processing means 27 Signal processing means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江川 弘一 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA06 AA30 BB22 BB24 DD00 DD05 FF42 GG06 GG07 HH05 JJ03 JJ19 JJ26 LL08 LL25 LL28 LL30 MM22 MM28 NN02 NN03 NN12 PP22 QQ04 QQ24 QQ29 UU01 UU05 UU07 2F112 AA09 BA12 CA12 DA06 DA13 DA15 DA25 DA26 EA07 FA03 FA08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Egawa 10F, Hanazono Dodocho, Ukyo-ku, Kyoto-shi, Japan F-term (reference) 2F065 AA04 AA06 AA30 BB22 BB24 DD00 DD05 FF42 GG06 GG07 HH05 JJ03 JJ19 JJ26 LL08 LL25 LL28 LL30 MM22 MM28 NN02 NN03 NN12 PP22 QQ04 QQ24 QQ29 UU01 UU05 UU07 2F112 AA09 BA12 CA12 DA06 DA13 DA15 DA25 DA26 EA07 FA03 FA08
Claims (5)
備え、検出物体からの距離関連情報を得る光式センサで
あって、 前記投光手段は、前記投光手段及び前記受光手段の並び
方向に対して垂直な方向を長手方向として形成されるス
リット状の投光ビームを検出域に出射するものであり、 前記受光手段は、画素の集合で構成された２次元受光素
子と、前記検出域からの反射光を前記受光素子に集光す
る集光手段と、を有するものであり、 前記信号処理手段は、 前記２次元受光素子の前記投受光手段の並び方向に沿っ
たラインのうち所定の基準を満たすピークが検出できる
ラインが所定数となるように、前記受光手段の出力レベ
ルを調整する感度調整手段と、 前記受光素子上の受光量分布のピーク位置から前記検出
域に存在する検出物体の距離関連情報を求める演算処理
手段と、を有するものであることを特徴とする光式セン
サ。1. An optical sensor comprising a light projecting means, a light receiving means, and a signal processing means for obtaining information related to a distance from a detected object, wherein the light projecting means comprises an array of the light projecting means and the light receiving means. A slit-shaped light-projecting beam formed with a direction perpendicular to the direction as a longitudinal direction, to the detection area, wherein the light-receiving means includes: a two-dimensional light-receiving element formed of a set of pixels; Condensing means for condensing the reflected light from the area on the light receiving element, wherein the signal processing means is a predetermined one of the lines of the two-dimensional light receiving element along the direction in which the light emitting and receiving means are arranged. A sensitivity adjusting means for adjusting an output level of the light receiving means so that a predetermined number of lines capable of detecting peaks satisfying the criteria of: a detection existing in the detection area from a peak position of a light receiving amount distribution on the light receiving element Object distance Light sensor, wherein the processing means for obtaining the relevant information, and has a.
の出力が低いレベルから順次所定のレベルとなるように
感度を上昇させつつ調整するものであることを特徴とす
る請求項１記載の光式センサ。2. The light according to claim 1, wherein the sensitivity adjusting means adjusts the output from the light receiving means while increasing the sensitivity such that the output sequentially becomes a predetermined level from a low level. Type sensor.
備え、検出物体からの距離関連情報を得る光式センサで
あって、 前記投光手段は、周期的に点灯し、その駆動電流によっ
て投光レベルを変化させる投光素子を有し、前記投光手
段及び前記受光手段の並び方向に対して垂直な方向を長
手方向として形成されるスリット状の投光ビームを検出
域に出射するものであり、 前記受光手段は、受光レベルに対応して電荷蓄積時間に
蓄積された電荷量を電気信号に変換し、前記投光素子の
投光周期と同期して周期的に出力する受光素子と、前記
検出域からの反射光を前記受光素子に集光する集光手段
と、を有するものであり、 前記信号処理手段は、 前記２次元受光素子の前記投受光手段の並び方向に沿っ
たラインのうち所定の基準を満たすピークが検出できる
ラインが所定数となるように、前記投光素子の投光レベ
ルを変化させることにより、前記受光手段の出力レベル
を調整する感度調整手段と、 前記受光素子上の受光量分布のピーク位置から前記検出
域に存在する検出物体の距離関連情報を求める演算処理
手段と、を有するものであることを特徴とする光式セン
サ。3. An optical sensor comprising a light projecting means, a light receiving means, and a signal processing means for obtaining information related to a distance from a detection object, wherein the light projecting means is periodically turned on, and its driving current is used. A device having a light projecting element for changing a light projecting level, and emitting a slit-shaped light projecting beam formed with a longitudinal direction perpendicular to the arrangement direction of the light projecting means and the light receiving means to a detection area. A light receiving element that converts an amount of electric charge accumulated during the electric charge accumulation time into an electric signal corresponding to a light receiving level, and periodically outputs the electric signal in synchronization with a light emitting cycle of the light emitting element. A light condensing means for condensing the reflected light from the detection area on the light receiving element, wherein the signal processing means comprises a line along the direction in which the light emitting and receiving means of the two-dimensional light receiving element is arranged. Peak that meets the predetermined criteria A sensitivity adjusting means for adjusting an output level of the light receiving means by changing a light emitting level of the light emitting element so that a predetermined number of lines can be detected; and a peak position of a light receiving amount distribution on the light receiving element. And an arithmetic processing means for obtaining distance-related information of a detected object existing in the detection area from the optical sensor.
備え、検出物体からの距離関連情報を得る光式センサで
あって、 前記投光手段は、周期的に点灯し、制御信号によって断
続する投光素子を有し、前記投光手段及び前記受光手段
の並び方向に対して垂直な方向を長手方向として形成さ
れるスリット状の投光ビームを検出域に出射するもので
あり、 前記受光手段は、受光レベルに応じて電荷蓄積時間に蓄
積された電荷量を電気信号に変換し、前記投光素子の投
光周期と同期して周期的に出力する受光素子と、前記検
出域からの反射光を前記受光素子に集光する集光手段
と、を有するものであり、 前記信号処理手段は、 前記２次元受光素子の前記投受光手段の並び方向に沿っ
たラインのうち所定の基準を満たすピークが検出できる
ラインが所定数となるように、前記投光素子の投光期間
を変化させることにより、前記受光手段の出力レベルを
調整する感度調整手段と、 感度調整後に前記受光素子上の受光量分布のピーク位置
から前記検出域に存在する検出物体の距離関連情報を求
める演算処理手段と、を有するものであることを特徴と
する光式センサ。4. An optical sensor comprising a light projecting means, a light receiving means, and a signal processing means for obtaining information related to a distance from a detected object, wherein the light projecting means is periodically turned on and is intermittently controlled by a control signal. A light emitting element for emitting a slit-shaped light emitting beam having a longitudinal direction perpendicular to the direction in which the light emitting means and the light receiving means are arranged, to a detection area. Means for converting an amount of electric charge accumulated during the electric charge accumulation time into an electric signal in accordance with a light receiving level, and periodically outputting the electric signal in synchronization with a light emitting cycle of the light emitting element; Condensing means for condensing the reflected light on the light receiving element, wherein the signal processing means determines a predetermined reference among lines along the direction in which the light emitting and receiving means of the two-dimensional light receiving element are arranged. A line that can detect the peak that satisfies A sensitivity adjusting means for adjusting an output level of the light receiving means by changing a light emitting period of the light emitting element so as to be a constant; and An arithmetic processing unit for obtaining distance-related information of a detected object existing in a detection area.
間を制御するシャッター機能を有するものであり、 前記感度調整手段は、前記受光素子のシャッター機能に
より電荷蓄積時間を変化させることによって感度を調整
するものであり、 前記投光手段は、少なくとも前記受光素子の有効電荷蓄
積時間を前記投光素子の投光期間としたことを特徴とす
る請求項３又は４記載の光式センサ。5. The light receiving element of the light receiving means has a shutter function for controlling a charge accumulation time, and the sensitivity adjusting means changes sensitivity by changing a charge accumulation time by a shutter function of the light receiving element. 5. The optical sensor according to claim 3, wherein the light projecting unit is configured to adjust at least an effective charge accumulation time of the light receiving element to a light projecting period of the light projecting element. 6.
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