JP2009186196A - 測距装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】背景光による測定誤差の少ない少数ロットのシステムを安価に組み立てられる測距装置を提供する。
【解決手段】発光ダイオード11から出力した検知光を測定対象A1に向かって射出し、検知光の反射光をレンズ13で収束してリニアセンサ14の検知面14aに収束スポットSPを形成させる。演算素子15は、リニアセンサ14からシリアルデータで出力される102個の受光素子18のそれぞれの受光量の数値データを用いて収束スポットSPの受光量ピークを識別して、測定対象A1までの距離を演算し、演算結果を出力端子OUT1〜OUT4を通じて4ビットのパラレルデータで出力する。
【選択図】図2
【解決手段】発光ダイオード11から出力した検知光を測定対象A1に向かって射出し、検知光の反射光をレンズ13で収束してリニアセンサ14の検知面14aに収束スポットSPを形成させる。演算素子15は、リニアセンサ14からシリアルデータで出力される102個の受光素子18のそれぞれの受光量の数値データを用いて収束スポットSPの受光量ピークを識別して、測定対象A1までの距離を演算し、演算結果を出力端子OUT1〜OUT4を通じて4ビットのパラレルデータで出力する。
【選択図】図2
Description
本発明は、測定対象で反射された検知光の収束スポットを、線状に配列した複数の受光素子で検知して、複数の受光素子における受光量のピーク位置に応じて測定対象までの距離を演算する測距装置、詳しくは距離の測定誤差を減らす処理に関する。
測定対象で反射された検知光の収束スポットを、線状に配列した複数の受光素子で検知して、いわゆる三角測距法によって測定対象までの距離を演算する光学式の測距装置が実用化されている(例えばオムロン社LED式変位センサZ4W−V)。
特許文献1には、LEDから出力させた赤外線の検知光を測定対象に向かって照射し、測定対象からの反射光の収束スポットの位置を、一次元のCCDやCMOS受光素子を用いて検知する光学式の測距装置が示される。ここでは、受光量のピーク幅が規定値を超えるピークについて受光量のピーク位置を求めており、検出対象までの距離が求めたピーク位置に応じて演算される。
特許文献2には、検知光の照射状態と非照射状態とにおける受光量の差分信号を検知して数値データ化することによって、背景光に起因する受光量の分布が相殺された検知光の反射光の収束スポットにおける受光量分布の数値データを抽出する測距装置が示される。
近年、線状に配列された複数の受光素子を有して、ハンドスキャナ、文字読み取り装置(OCR)、バーコードリーダー、エッジ検出センサ等に利用される汎用の検出装置が実用化されている。この種の検出装置は、蓄積条件を揃えて受光素子ごとに蓄積された受光量を個別の数値データで出力する出力回路を含んで一体にICパッケージ化されている。
LEDを投光装置に用いた従来の測距装置は、投光装置と検出装置との距離の数倍以下である比較的に近接した測定対象までの距離測定を行うため、背景光を無視できる検知光の収束スポットを受光素子面に形成できる。
しかし、投光装置と検出装置との距離の10倍を越えるような比較的に遠い測定対象の場合、受光素子面に戻る検知光の反射光束が著しく減ってしまい、投光装置から照射される検知光と無関係な背景光が距離出力の大きな測定誤差を発生させる。受光光学系を通じて受光素子面に投影された背景光は、複数の受光素子が検知する反射光のピークを変形させたり、ピーク位置をずらしたり、反射光よりもレベルの大きな別のピークを形成して、正確な距離測定を阻害する。
特許文献1の第2の実施の形態では、このようなLEDの検知光と無関係な背景光等による偽のピークを除去するために、ピークの一定高さにおけるピーク幅を測定し、規定幅以上のピークを抽出して測定対象による検知光の反射光とみなしている。しかし、背景光のピーク幅が大きい場合には、そのような背景光を測定対象からの反射光と誤判定する可能性がある。
そこで、特許文献2に示されるように、受光素子段階で照射状態における受光量(反射光+背景光)から非照射状態における受光量(背景光)を差し引いて、受光素子ごとの受光量の差分の蓄積量を電圧信号として出力させることが提案された。しかし、特許文献2の場合、特殊なインターフェースが個別に設計される特殊なCCD受光素子を用いているため、カメラのような大量生産品には適するが、防犯システム、安全スイッチといったオーダーメードに近い小数ロットのシステムには適さない。少数ロットのシステムの設計、製作で、このような受光素子を用いると、作動条件の調整、ソフトウエアの調整等に膨大な作業時間を要してシステムの価格を高めてしまう。
本発明は、背景光による測定誤差の少ない少数ロットのシステムを安価に組み立てられる測距装置を提供することを目的としている。
請求項1の測距装置(10)は、検知光を測定対象に向かって照射する投光装置(11、12)と、測定対象(A1)で反射された前記検知光の収束スポット(SP)を形成する受光光学系(13)と、線状に配列した複数の受光素子(18)を有し、測定対象(A1)までの距離に応じて前記収束スポット(SP)が前記受光素子(18)の配列方向へ移動するように配置された検出装置(14)とを備える。前記検出装置(14)は、前記受光素子(18)ごとに蓄積された受光量を個別の数値データで出力する出力回路(14k)を含み、前記投光装置(11)及び前記検出装置(14)を制御して、前記検知光の照射状態と非照射状態とで蓄積条件を揃えて前記受光量を検知させて、前記照射状態と前記非照射状態とにおける前記複数の受光素子(18)の数値データを読み取り、前記照射状態と前記非照射状態とにおける前記受光素子(18)ごとの数値データの差分値を演算して、前記複数の受光素子(18)における前記差分値のピーク位置に応じた測定対象までの距離の数値データを出力させる制御装置(15)とを備える。
請求項2の測距装置(10)は、請求項1の測距装置において、前記制御装置(15)は、前記投光装置(12)と前記受光光学系(13)とを結ぶ方向の中央領域に位置してピーク位置が重なる基準の差分値分布(Ta、Tb)に、前記受光素子(18)の配列に沿った前記差分値の分布(ta、tb)が重なり合う場合に、測距方向に設定した複数の距離領域でそれぞれ異ならせた数値データを出力する。
請求項3の測距装置(10)は、請求項1又は2の測距装置において、前記制御装置(15)は、前記投光装置(12)と前記受光光学系(13)とを結ぶ方向の中央領域に位置してピーク位置が重なる基準の差分値分布に、前記受光素子(18)の配列に沿った前記差分値の分布が重なり合わない場合に、前記中央領域の外側に測定対象が位置する旨の数値データを出力する。
請求項4の測距装置(10)は、請求項3の測距装置において、前記制御装置(15)は、前記受光素子の配列に沿った前記差分値の分布のピーク位置が前記投光装置(12)に近い側にある場合には前記中央領域よりも前記検出装置(14)側の外側領域に測定対象が位置する旨の数値データを出力し、前記制御装置(15)は、前記受光素子(18)の配列に沿った前記差分値の分布のピーク位置が前記投光装置(12)から遠い側にある場合には前記中央領域よりも前記投光装置(12)側の外側領域に測定対象が位置する旨の数値データを出力し、前記中央領域の外側に測定対象が位置する旨の数値データは、前記距離の数値データとは異なる数値で、前記制御装置(15)における前記距離の数値データと同じ出力端子を通じて出力される。
請求項5の測距装置(10)は、請求項2乃至4いずれか1項記載の測距装置において、前記制御装置(15)は、前記受光素子(18)の配列に沿った前記差分値の分布のピーク値が一定値となるように演算した倍率(α)を、前記受光素子(18)ごとの前記差分値に一律に乗じて前記受光素子(18)の配列に沿った補正値の分布を演算し、前記制御装置(15)は、ピーク値が前記一定値となるように予め準備された基準の差分値分布(Ta、Tb)に対して、前記補正値の分布(ta、tb)を比較する。
請求項6の測距装置(10)は、請求項5記載の測距装置において、前記制御装置(15)は、前記補正値の分布が前記一定値よりも低い所定値となる境界位置からピーク位置までの境界ピーク間距離(ta、tb)を求め、前記制御装置(15)は、前記基準の差分値分布が前記所定値となる基準境界位置からピーク位置までの予め準備された基準境界距離(Ta、Tb)に対して、前記境界ピーク間距離(ta、tb)を比較する。
請求項7の測距装置(10)は、請求項1乃至6いずれかの測距装置において、前記検出装置(14)は、前記制御装置(15)から送出されたデータに応じて前記蓄積条件を変更する条件設定回路(14k)を含み、前記制御装置(15)は、前記非照射状態における受光量の数値データの平均値が規定値(例えば120/255)を越える場合に、前記制御装置(15)からデータを送出して前記蓄積条件を変更した後に、前記照射状態と前記非照射状態とにおける受光量の数値データを出力させる。
請求項8の測距装置(10)は、請求項7の測距装置において、前記制御装置(15)は、前記照射状態にて出力させた前記受光量の数値データが規定の最大値に達する場合に、前記投光装置(11)及び前記検出装置(14)を制御して前記検知光の強度を低下させた状態で前記照射状態における前記受光量を再検知させる。
請求項9の測距装置は、発光ダイオード(11)と、前記発光ダイオードの出力光を収束させて検知光を形成する投光光学系(12)と、前記投光光学系に並べて配置され、前記検知光が測定対象に形成した照明像を投影した収束スポットを形成する受光光学系(13)と、「線状に配列した複数の受光素子(18)と、入力されたデータに応じて前記受光素子を用いた受光量の蓄積条件を変更する条件設定回路(14k)と、前記受光素子ごとに蓄積された受光量を個別の数値データで出力する出力回路(14k)と」を含む検出素子(14)と、「前記条件設定回路を制御して、前記発光ダイオードの非発光状態における前記複数の受光素子の受光量の数値データが所定値以下となるように前記蓄積条件を設定して、前記非発光状態における前記複数の受光素子の受光量の数値データを読み込み、前記発光ダイオードの発光状態における前記数値データがデータ上限値に達しないように前記発光ダイオードの発光強度を設定して前記発光状態での前記複数の受光素子の受光量の数値データを読み込み、前記発光状態と前記非発光状態とにおける前記複数の受光素子に沿った受光量の差分値のピーク位置に応じた数値データを出力する演算素子(15)」とを備える。
請求項1の測距装置では、受光素子ごとの受光量を数値データに変換するインターフェース回路が検出装置に含まれる。このため、制御装置は、アナログ処理やアナログ調整を担うことなく、デジタル演算処理だけで測距処理を遂行できるので、システムごとの最適化や個別調整のための回路構成の無い汎用の演算素子を用いることができる。収束スポットの光量分布やピーク位置を抽出するための制御装置を、そのようなインターフェース回路を含まない簡単なデジタル演算回路によって実現できる。
そして、検知光の照射状態における受光素子ごとの数値データと非照射状態における受光素子ごとの数値データとの差分値を演算して外乱光を含めた背景光の影響を相殺した反射光ピークを抽出するので、特許文献1に示されるようなピーク幅を用いた反射光と外乱光と選別を行う必要が無い。反射光よりも大きなピーク幅の外乱光を反射光と誤判断することが無く、反射光ピークに重畳した外乱光によって反射光ピークの検知精度が低下することも無い。
すなわち、照射状態における受光量の数値データと非照射状態における受光量の数値データとの差分値を受光素子ごとに求めて、受光素子の配列に沿った差分値の分布のピーク位置を検知するので、外光、ノイズ光を含む背景光による受光量の分布を相殺できる。このため、検知光の反射光が形成する収束スポットの光量分布を正確に再現性高く演算して、収束スポットのピーク位置を正確に判定して誤差の少ない距離を出力できる。
従って、背景光による測定誤差の少ない少数ロットのシステムを安価に組み立てられる測距装置を提供できる。
また、外光、ノイズ光を含む背景光による受光量の分布を排除する結果、受光素子の配列に沿った差分値の分布は、投光装置の照明像を反映して、測定対象までの距離に応じたぼけの広がりを持った分布となる。このため、照射状態における受光量の分布では不可能な(図7の(b)参照)基準の差分値分布との比較が可能となり、差分値の分布を基準の分布に比較して距離以外の情報を取得することが可能になる。
請求項2の測距装置では、測定した差分値の分布を基準の差分値分布に比較して、測定対象が中央領域に位置する場合に、測定対象までの距離の数値データを出力する。従って、中央領域の外側に位置する測定対象に対して、精度の低い距離の数値データを出力することを回避できる。また、用途に応じた刻み幅で距離の数値データを構成するので、汎用のcm刻み幅の数値データを用いる場合に比較して、システム側での演算負荷を軽減できる。部分的な距離範囲について細かい刻みの距離データを出力させたり、大まかな距離計測と細かな距離計測とを同一の測距装置で実現したりすることを、少ないビット数のデータで実現できる。
請求項3の測距装置では、中央領域よりも外側に測定対象が位置していることを数値データで出力する。中央領域よりも外側に測定対象が存在することを検知するセンサを測距装置が兼ねるため、単に距離の数値データだけを出力する場合に比較して、多用な用途に対応して、センサの少ないシステムを提供できる。
請求項4の測距装置では、中央領域の外側に測定対象が位置していることのみならず、中央領域の外側に位置する測定対象が中央領域よりも投光装置側なのか、受光光学系側なのかの区別をもデータ出力する。測定対象が中央領域のどちら側の外側に位置するかを識別するセンサを測距装置が兼ねるため、距離と外側領域に測定対象が存在することとを数値データで出力する場合に比較してさらに多用な用途に対応してセンサの少ないシステムを提供できる。
請求項5の測距装置では、蓄積条件、検知光強度、測定対象までの距離によって大きく変化する差分値の分布のピーク高さを一定値に揃えるため、差分値の分布と基準の差分値分布とを比較する演算負荷が軽減される。
請求項6の測距装置では、ピーク高さが揃った補正値の分布を扱うので、ピーク高さごとに異ならせた所定値ではなくて、一律の所定値を用いて境界位置からピーク位置までの境界ピーク間距離を求められる。また、基準の差分値分布として準備されるデータは、ピークを挟む2つの境界位置に対応させてピーク位置(範囲)ごとに2つで済むので、基準の差分値分布全体に渡って差分値を比較演算する場合に比較して、取り扱うデータ容量及び演算負荷が大きく軽減される。また、後述するように、ピーク位置に応じて補正値の分布の広がり(照明像のぼけに相当)が大きく変化するため、ピーク位置ごとに基準の差分値を異ならせることで、2つの分布をより精密に比較できる。
請求項7の測距装置では、蓄積条件を変更することで受光量の測定レンジを切り替えるので、限られたアナログ電圧範囲、限られたビット数のデータを用いて、受光量を精密に検知できる。そして、設置環境、用途、環境変化等に応じた設定や調整を、制御装置を通じたデータ送信によって最適化できるので、幅広い用途のシステムで利用可能な測距装置を実現できる。
請求項8の測距装置では、検知光の強度を変更することで、反射光の測定レンジを切り替えるので、限られたアナログ電圧範囲、限られたビット数のデータを用いて、反射光の受光量を精密に検知できる。そして、測定対象までの距離や、測定対象の反射率及び角度に応じた設定や調整を制御装置を通じた制御によって最適化できるので、幅広い用途のシステムで利用可能な測距装置を実現できる。
請求項9の測距装置では、受光素子ごとの受光量を数値データに変換するインターフェース回路及びプログラムが検出装置に含まれる。このため、制御装置は、アナログ処理やアナログ調整を担うことなく、デジタル演算処理だけで測距処理を遂行できるので、システムごとの最適化や個別調整のための回路構成の無い汎用の演算素子を用いることができる。
そして、検知光の照射状態における受光素子ごとの数値データと非照射状態における受光素子ごとの数値データとの差分値を演算して外乱光を含めた背景光の影響を相殺するので、反射光よりも大きなピーク幅の外乱光を反射光と誤判断することが無く、反射光ピークに重畳した外乱光によって反射光ピークの検知精度が低下することも無い。
従って、背景光による測定誤差の少ない少数ロットのシステムを安価に組み立てられる測距装置を提供できる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、線状に配列した受光素子ごとの受光量が数値データで出力される検出装置を用いる限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
なお、特許文献1、2に示される測距装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
<第1実施形態>
図1は第1実施形態の測距装置の外観の説明図、図2は測距装置の内部構成の説明図である。図1中、(a)は正面から見た斜視図、(b)は下面から見た斜視図である。
図1は第1実施形態の測距装置の外観の説明図、図2は測距装置の内部構成の説明図である。図1中、(a)は正面から見た斜視図、(b)は下面から見た斜視図である。
図1の(a)に示すように、第1実施形態の測距装置10は、下部筐体2に上部筐体1を接続して、内側に、外光が遮蔽された回路構成の収納空間を形成している。上部筐体1の上面には、赤外光を透過して可視光、紫外光を遮断するフィルタ4が、レンズ12、13を覆って配置されている。
図1の(b)に示すように、測距装置10の長手方向の両端には、測距装置10を取り付ける際のねじ固定に用いられる一対の貫通孔3が形成される。測距装置10の底面には、測距装置10に電源を供給して測定対象までの距離データや判定データを出力させるための汎用コネクタ6が配置されている。
図2に示すように、測距装置10は、発光ダイオード11から出力した検知光を焦点距離が15mmのレンズ12により、ほぼ平行光に変換して図中の上方向(正面前方)へ射出する。ただし、発光ダイオード11自身の放射指向性との関係によって、検知光の照射領域は、レンズ12の開口を通じて前方へ放射状に広がっているため、レンズ12の光軸とレンズ13の光軸とを結ぶ方向の中央領域(正面前方)に位置する測定対象A1のみならず、中央領域から外側へ外れた測定対象A3、A4からも検知光の反射光を取得できる。
測定対象A1に照射された検知光の反射光の一部がレンズ13を通じて測距装置10に入射して、リニアセンサ14の検知面14aに収束スポットを形成する。
レンズ12の光軸とレンズ13の光軸とは平行に配置され、光軸間距離は50mmである。測距装置10は、光軸間距離の5倍から21倍、すなわち250mm〜1050mmの測距範囲を持たせている。
レンズ13の焦点距離は15mmであって、レンズ13−検知面14aの距離にほぼ一致させて、リニアセンサ14の検知面14aを投影面とするいわゆるパンフォーカス光学系が構成されている。このため、検知光が測定対象A1の表面に形成した照明像は、レンズ13によってリニアセンサ14の検知面14aへ投影されて収束スポットSPを形成する。
測距装置10からの距離が異なる測定対象A1、A2では、レンズ13を通じて検知面14aに形成される収束スポットSPの位置が受光素子18の配列方向に変化する。測距装置10からの距離が短い測定対象A1の場合、距離が長い測定対象A2の場合よりも収束スポットSPは、レンズ13の光軸から外側へ離れる側に移動する。このため、検知面14aに形成される収束スポットSPの光量ピーク位置を検知することで、測定対象A1、A2までの距離をそれぞれ識別できる。
測距装置10の検出エリアから発光ダイオード11側に外れた測定対象A3と、リニアセンサ14側に外れた測定対象A4との場合、レンズ13を通じて検知面14aに形成される収束スポットSPの形状及び位置が変化する。
レンズ12の光軸とレンズ13の光軸との間の中央領域に位置する測定対象では、測定対象に形成された照明像のほぼ全体がレンズ13を通じてリニアセンサ14の検知面14aに投影され、照明像の中央に形成される検知光が最も強い領域も検知面14aに投影される。
しかし、中央領域から外れた測定対象A3、A4の場合、測定対象の一部しか検知光によって照明されず、測定対象に形成されるべき照明像の一部しか検知面14aに投影されない。このため、検知面14aに形成される収束スポットSPは、照明領域の欠損割合に応じて受光素子18の配列方向に短いものとなり、差分値の分布におけるピークを挟む片側がピーク側へシフトしてしまう。
そして、測定対象が中央領域から発光ダイオード11側に外れている場合と、リニアセンサ14側に外れている場合とでは、検知光の正常な照明領域における欠損側が反対側になるので、差分値の分布がピーク側へシフトする側も反対側となる。この結果、リニアセンサ14の検知面14aに投影されて形成される収束スポットSPの受光量分布に、図11に示すような受光量ピークのずれと、受光量分布の偏りが現れる。
従って、検知面14aに形成される収束スポットSPの形状(光量分布)を、測定して基準の差分値分布と比較することにより、測定対象が、中央領域(正面前方)の検出エリア内にあるか、発光ダイオード11側に外れているか、リニアセンサ14側に外れているかを識別できる。
<検出装置、制御装置>
図3はリニアセンサの説明図、図4は測距装置の回路構成の説明図である。
図3はリニアセンサの説明図、図4は測距装置の回路構成の説明図である。
第1実施形態では、リニアセンサ14として、タオス社のADコンバータ付きリニア光学センサアレイTSL3301−LFを用いた。リニアセンサ14は、ハンドスキャナ、文字読み取り装置、バーコード読み取り装置、エッジ検出センサ等の用途向けに開発された集積回路素子である。従って、第1実施形態は、他用途向けに開発されたリニアセンサ14を用いて三角測距を行う測距装置を具体的に製品化するための回路構成とマイコン処理プログラムとを提案している。
図3の(a)に示すように、リニアセンサ14の検知面14aには、測定対象(A1:図2)までの距離に応じて収束スポットSPが移動する方向に、102個の受光素子(PD:フォトダイオード)18が配列している。
102個の受光素子18は、それぞれ受光量に応じた電荷を蓄積する容量回路が付設されてピクセル回路を構成している。102個のピクセル回路は、蓄積条件を揃えて蓄積した入射光量に応じた電圧をそれぞれの容量回路に蓄積する。従って、102個のピクセル回路における容量回路の蓄積電圧を比較して最大電圧となったピクセル回路を求めれば、102個の受光素子18のうちで受光量ピークを検知した1個の受光素子18を割り出して、検知面14a上の収束スポットSPの中心位置(受光量のピーク位置)を特定できる。
図3の(b)に示すように、リニアセンサ14は、クロック入力ピン14eにクロックを供給して、データ入力ピン14fからコマンド及びデータをシリアル入力することにより、102個のピクセル回路における蓄積条件及び蓄積開始タイミングを制御できる。102個のピクセル回路の容量回路の蓄積電圧は、個別にADコンバータで8ビットのシリアルデータに変換されて、データ出力ピン14gから出力される。
図4に示すように、測距装置10は、発光ダイオード11、リニアセンサ14、演算素子15、電流増幅素子TR1〜TR4を含む。
第1実施形態では、演算素子15として、ルネサステクノロジ社の汎用マイコンR8C/1Bを用いた。演算素子15は、RAM、ROM、CPU等を1チップ上に形成したマイコン素子であって、3ビットの汎用入出力ポートと、8ビットの汎用入出力ポートとを備えている。
電流増幅素子TR1〜TR4は、東芝の抵抗内蔵型トランジスタアレイRN1506を用いており、1パッケージに2個のNPNトランジスタがエミッタを共通にして収納されている。それぞれのトランジスタのベースに、演算素子15の8ビットの汎用入出力ポートにおける7ビット分のポートが接続されている。
発光ダイオード11は、汎用の赤外線発光ダイオードを用いており、演算素子15の8ビットの汎用入出力ポートにおける3ビット分のポートを用いて電流を制御されることにより、検知光の照射光量をOFFを含む最大8段階に設定可能である。ただし、第1実施形態では、図示した抵抗値の組み合わせによってOFFを含む5段階に変更される。
演算素子15の8ビットの汎用入出力ポートにおける4ビットのポートを用いて、後述するように、測距装置10の距離出力及び判定出力が形成される。
演算素子15の3ビットの汎用入出力ポートにおける2ビットのポートは、リニアセンサ14に対するクロックと、コマンド及びデータの送信に割り当てられ、残りの1ビットのポートは、リニアセンサ14からのシリアル出力データの読み取りに割り当てられている。
演算素子15は、内部のROMに書き込まれたプログラムに従って、発光ダイオード11とリニアセンサ14とを制御して、検知光の照射状態と非照射状態とでリニアセンサ14の102個の受光素子18におけるそれぞれの受光量の測定を行わせる。そして、検知光の照射状態と非照射状態とにおける102個の受光素子18の受光量の二値データをそれぞれ読み取って、必要な演算処理と比較処理とを実行することにより、表1に示すように、出力端子OUT1〜OUT4にデータを出力する。
図2を参照して表1に示すように、250mm〜1050mmの測距範囲が8つの距離領域に分割されて、それぞれの距離領域が30cm〜100cmと出力される。測距装置10から25cm〜105cmの範囲に位置する測定対象A1までの10cm刻みの8個の距離領域に対応させて、出力端子OUT1〜OUT4には、0111から1110までの二進数の数値データが出力される。
また、測定対象Aが検知されない場合には1111が出力され、周囲光が強過ぎて測距シーケンスを実行できない場合には0110が出力される。
そして、検知エリアから発光ダイオード11側へずれた位置に測定対象が位置する場合は、1010の数値データを出力し、検知エリアからリニアセンサ14側へずれた位置に測定対象が位置する場合は0010の数値データを出力する。
<測距シーケンス>
図5は測距シーケンスのフローチャートである。
図5は測距シーケンスのフローチャートである。
図2、図4を参照して図5に示すように、演算素子15は、電源が投入されると回路を初期化して(S11)、測距シーケンス(S12〜S38)を開始して繰り返し、電源が遮断されるまで、出力端子OUT1〜OUT4に出力される数値データを更新し続ける。
演算素子15は、まず、LED11をOFFした状態で周囲光測定を行って、周囲光を投影されたリニアセンサ14から、102個の受光素子18におけるそれぞれの受光量の数値データをシリアルデータで読み込む(S12)。
演算素子15は、102個の受光素子18における受光量の数値データの平均値を演算して(S13)、測定値に飽和(255/255)が存在するか、又は平均値が120/255以上である場合(S14のYES)、露光量の蓄積条件を変更する(S32)。そして、測定値に飽和(255/255)が無く、平均値が120/255未満となる(S14のNO)まで、周囲光測定を繰り返す(S31、S32、S12〜S14)。
演算素子15は、蓄積条件の変更余地が残っていれば(S31のYES)、リニアセンサ14にコマンドを送信して、段階的に蓄積時間を減らし、蓄積時間が下限値に達すると、蓄積のオフセット値を段階的に引き上げる(S32)。
そして、蓄積のオフセット値が上限値に達して蓄積条件の変更余地が無くなると(S31のNO)、表1に示す測距不可0110の数値データを出力する(S35)。
演算素子15は、確定された蓄積条件にて、再度、周囲光測定を行った(S15)後に、まず、発光ダイオード11を最大電流で発光させて、検知光を測定対象A1に照射する。そして、周囲光及び検知光の反射光が投影されたリニアセンサ14から、102個の受光素子18におけるそれぞれの受光量の数値データを読み込んで1回目の反射光測定を行う(S16)。
演算素子15は、1回目の反射光測定で、102個の受光素子18のいずれかで受光量が最大値255/255の場合(S17のYES)、発光ダイオード11の発光条件又は露光量の蓄積条件に変更余地があれば(S33のYES)、発光ダイオード11の発光条件又は露光量の蓄積条件を変更する(S34)。
発光ダイオード11の電流値に低下余地があれば最初に電流値を一段階づつ引き下げ、発光ダイオード11の電流値に低下余地が無くなると、リニアセンサ14に変更データ(コマンド)を送信して蓄積時間を一段階づつ削減し、蓄積時間にも削減余地が無くなると蓄積のオフセット値を一段階づつ上昇させる。
そして、蓄積のオフセット値が上限値に達して蓄積条件の変更余地が無くなると(S33のNO)、表1に示す測距不可0110の数値データを出力する(S35)。
このような操作(S33、S34、S15〜S17)を繰り返して、受光量が最大値255/255に達するピクセル回路が無くなると(S17のNO)、確定された発光条件及び蓄積条件にて2回目の反射光測定を実行する(S18)。
演算素子15は、1回目の反射光測定(S16)と2回目の反射光測定(S18)とで得られた受光量の数値データを受光素子18ごとに平均して、受光素子18ごとの反射光測定値とする(S19)。
演算素子15は、受光素子18ごとの反射光測定値から周囲光測定値を引き算して差分値を演算する(S20)。
演算素子15は、102個の受光素子18の差分値を順番に比較して差分値のピーク位置を検出し(S21)、ピークが検出されない場合(S22のYES)には、測定対象無し(検出なし)と判断する(S36)。
演算素子15は、ピークが検出されていれば(S22のNO)、規定値(200/255)をピーク位置の差分値で割り算した倍率αを、102個のピクセル回路のそれぞれの差分値に乗じてピーク高さが規定値となるように補正された補正値分布を形成する(S23)。
演算素子15は、中央領域に位置する測定対象でピーク位置が一致又は近接する基準の差分値分布(図9の(b)に対応するTa、Tbの一覧表:表4)と、今回演算した補正値分布(図10のta、tb)との重なり合い(一致度)を評価する(S24)。そして、両方の分布が重なり合う場合(S25のYES)は、中央領域に測定対象が位置すると判定して、ピーク位置に応じて距離を判別して(表4参照)、距離データ(表1参照)を形成する(S37)。
しかし、重なり合わない場合(S25のNO)、ピーク位置が短距離側であれば(S26のYES)、中央領域からレンズ12の光軸側へ外れた位置に測定対象が位置すると判断する(S27)。また、ピーク位置が長距離側であれば(S26のNO)、中央領域からレンズ13の光軸側へ外れた位置に測定対象が位置すると判断する(S38)。
演算素子15は、4ビットの出力端子OUT1〜OUT4を通じて、表1に示すように、距離の測定結果、測定対象が存在しないこと、又は中央領域から外れた位置のどちらに測定対象が存在するかの判定結果を数値データで出力する(S28)。
なお、演算素子15は、ピーク位置がレンズ13の光軸を越えて長距離側に位置する場合には、無条件に中央領域からレンズ13の光軸側へ外れた位置に測定対象が位置すると判断してもよい。本実施形態では、レンズ12とレンズ13の光軸が平行であるため、リニアセンサ14の受光素子18のうち、レンズ13の光軸よりも内側へ収束スポットSPが形成されることは有り得ないからである。
<周囲光測定>
図6は同一背景で蓄積条件を異ならせた場合の周囲光測定結果の説明図である。
図6は同一背景で蓄積条件を異ならせた場合の周囲光測定結果の説明図である。
周囲光が強い場合、リニアセンサ14の102個のピクセル回路の少なくとも1つにおける受光量データが8ビットの上限値(255/255)に達して飽和する場合がある。図3に示すリニアセンサ14における個々のピクセル回路の受光量は、受光量の蓄積時間を減らすことによって低下できる。また、受光量を蓄積する容量回路の出力電圧は、アナログ電圧測定回路のオフセット電圧を差し引いたアナログ電圧として出力されて数値データ化されるので、オフセット電圧によって、同一受光量に対する数値データを下げて数値データの飽和を回避できる。
図6は、背景光を一定に保ってピクセル回路の受光量の蓄積時間を段階的に変化させて測定したリニアセンサ14の102個の受光素子18の受光量分布である。
図4を参照して図6に示すように、最初に周囲光を測定した場合を周囲光2とする。この場合、発光ダイオード11を発光させて反射光が加算されると、受光量の数値データが飽和する可能性が高まる。そこで、ピクセル回路の受光量の蓄積時間を段階的に減らして、周囲光3、周囲光1のように再測定する。周囲光の適正値は、120/255が最適である。ただし、外乱光が斜めから照射して飽和しないピークを形成する場合を考慮して、102個の受光素子18における受光量の平均値が120/255以下となるようにして、不当に受光量の蓄積時間を減らさないようにしている。蓄積時間を減らすと受光感度が悪くなるからである。
また、同じ理由によって、蓄積時間を所定値まで低下させた以降は、受光感度が悪くなるのを回避すべく、オフセット電圧を上げて数値データの飽和を回避している。
<反射光測定>
図7は反射光測定結果の説明図である。図7中、(a)はほぼ一様な周囲光の場合、(b)は強い外乱光が斜めから入射した場合である。図7以降の各グラフにおいて、横軸は受光素子18の配列に沿って発光ダイオード11側から番号付けしたピクセル回路の番号である。また、出力値は、実際には102刻み255段階の階段状の分布となるが、見易くするために連続的(アナログ的)な線図として表した。
図7は反射光測定結果の説明図である。図7中、(a)はほぼ一様な周囲光の場合、(b)は強い外乱光が斜めから入射した場合である。図7以降の各グラフにおいて、横軸は受光素子18の配列に沿って発光ダイオード11側から番号付けしたピクセル回路の番号である。また、出力値は、実際には102刻み255段階の階段状の分布となるが、見易くするために連続的(アナログ的)な線図として表した。
反射光測定では、周囲光測定で求めた受光量蓄積時間とオフセット電圧とで発光ダイオード11をONした状態でのレンズ13を通じた入射光をリニアセンサ14にて検知する。このため、測定対象A1の赤外線反射率の違いや測定対象A1までの距離によってピーク受光量が変化する。
測定対象A1の反射率が高く、距離が短い場合には、反射光が強くなってピーク受光量が飽和する。このため、発光ダイオード11の発光量を4段階に渡って順次低下させて飽和しない発光量を求める。そして、発光ダイオード11の発光量が最低でもピーク受光量が飽和するようなら、蓄積時間、オフセット電圧の順序で蓄積条件を変更して数値データが飽和しないようにする。この場合も、蓄積時間を所定値まで低下させた以降は、受光感度が悪くなるのを回避すべく、オフセット電圧を上げて数値データの飽和を回避している。
このようにして確定された蓄積条件及び発光ダイオード11の発光条件を用いて、周囲光の測定と2回の反射光測定とを行う。そして、2回の反射光測定における各ピクセル回路の受光量データを平均して各ピクセル回路の反射光測定値を求め、各ピクセル回路の反射光測定値から周囲光測定値を表2に示すように引き算して各ピクセル回路の受光量の差分値を求める。
ここで、周囲光のほうが反射光より大きなピクセル回路については、ピクセル回路の受光量をマイナスとせず0としている。これにより、演算のビット数と演算回数を減らして処理のさらなる高速化を実現している。
図7の(a)に示すように、各ピクセル回路の反射光測定値から周囲光測定値を引き算して受光量の差分値に変換することによって、周囲光の影響を排除した発光ダイオード11の反射光の収束スポットSPの光量分布が求められる。
そして、リニアセンサ14の102個のピクセル回路における受光量の最高点である42番目のピクセル回路をピーク位置と判断する。
ここで、反射光測定値をそのまま用いて同様に判断されるピーク位置は45番目のピクセル回路であるから、受光量の差分値を用いて判断したピーク位置(42番目)に比較してピクセル回路3つ分、背景光による影響を受けて、実際の距離よりも10cm近い距離を出力してしまう(図9、表4参照)。
図7の(b)に示すように、(a)と同一で同一距離の測定対象に対して強い外光が斜め入射して、飽和しない偽の受光量ピークを形成している場合でも、差分値を求めることで外光の受光量ピークを排除して、発光ダイオード11の反射光の収束スポットの光量分布が正確に求められる。
この場合、102個のピクセル回路における反射光測定値の差分値分布のピーク位置は(a)と等しく42番目のピクセル回路である。これに対して、差分値を求めず反射光測定値をそのまま用いて判断したピーク位置は80番目のピクセル回路である。
従って、ピクセル回路ごとに反射光測定値から周囲光測定値を引き算して求めたピクセル回路ごとの受光量の差分値を用いてピーク位置を判定することによって、外乱光成分の影響を除去して、測定対象A1までの距離を正確に演算できる。後述するように、受光量の差分値を用いることで、検出すべきピークの形状が揃えられて、ピーク位置の検出誤差が少なくなるとともに、ピーク形状の違いを識別して行う検知エリア外の測定対象A3、A4の識別も可能となる。
<ピーク検出>
図8は、受光量差分値のピーク検出処理の説明図である。図8は、102個のピクセル回路の受光量差分値を用いたピーク位置の演算方法を説明するために簡略化した受光量ピークである。
図8は、受光量差分値のピーク検出処理の説明図である。図8は、102個のピクセル回路の受光量差分値を用いたピーク位置の演算方法を説明するために簡略化した受光量ピークである。
図4を参照して図7の(a)に示すように、102個のピクセル回路のそれぞれについて受光量の差分値を求めて演算素子15のメモリに差分値分布のデータを形成し、差分値分布上で差分値が最大となるピクセル回路の番号をピーク位置とする。
図8に示すように、ピークが複数のピクセル回路に渡って連続している場合、連続したピクセル回路の中心に最も近いピクセル回路を受光量ピークとして抽出する。
具体的には、1番から隣接ピクセル回路との大小関係を見ていって、大きくなるピクセル回路のデータを取り込む。大小関係が連続した受光量の場合はピクセル回路の数をカウントする。受光量が連続して20個下がった時点で比較をやめてカウント数の中央のピクセル回路をピークと判別する。従って、表3に示す受光量差分値の場合、受光量ピークは43番目のピクセル回路と演算される。
<ピークを揃える処理>
図9は同一の測定対象で距離を30cm〜100cmに異ならせて測定した差分値のピーク位置の説明図である。図9中、(a)は各距離における受光量の差分値の分布、(b)は受光量のピーク位置における受光量の差分値を揃える処理を行った受光量の差分値の分布である。
図9は同一の測定対象で距離を30cm〜100cmに異ならせて測定した差分値のピーク位置の説明図である。図9中、(a)は各距離における受光量の差分値の分布、(b)は受光量のピーク位置における受光量の差分値を揃える処理を行った受光量の差分値の分布である。
図9の(a)に示すように、測定対象A1の反射率が共通でも、測定対象A1までの距離が大きくなると、検知光及び反射光の光束が拡散して受光量のピーク位置における受光量の差分値は低下する。
しかし、受光量ピークの反射光測定値の低下に伴って、上述したように、発光ダイオード11の発光量が増大されたり、ピーク受光量の測定値が高まる方向に蓄積条件が変更されたりするので、受光量のピーク位置における受光量の差分値は様々な値となる。
そこで、受光量のピーク位置における受光量差分値が一定値(200/255)となる倍率αを計算して、102個のピクセル回路におけるそれぞれの受光量の差分値に倍率αを掛け算する。
図9の(b)に示すように、差分値の分布に対する倍率αの一律乗算処理によって、測定対象までの距離、反射率、発光ダイオード11の発光量、ピクセル回路の蓄積条件に無関係に一律の演算操作を適用してピーク形状を判別できる。
例えば、ピーク高さを200/255に揃えたピーク位置ごとの基準の差分値分布を準備しておく。そして、倍率αを乗じて差分値の分布のピーク高さを200/255に揃えた補正値分布の各ピクセル値から、ピーク位置を揃えて選択した基準の差分値分布の各ピクセル値をそれぞれ引き算して第2の差分値分布を形成する。第2の差分値分布は、ピーク位置を揃えた基準の差分値分布と補正値分布とのピーク形状の違いだけを抽出した分布データとなっている。従って、第2の差分値分布のピーク高さ、積分値、複数の受光素子に沿った値の分散状態を評価する等の処理によって、差分値分布を評価して測定対象が検知エリア内なのか検知エリア外なのかを判定できる。
<中央領域の外側に位置する測定対象の判別>
図10は検知エリア内の測定対象から得られる差分値ピークの説明図、図11は検知範囲外の測定対象から得られる差分値ピークの説明図である。図11中、(a)は測定対象までの距離が40cmの場合、(b)は測定対象までの距離が80cmの場合である。
図10は検知エリア内の測定対象から得られる差分値ピークの説明図、図11は検知範囲外の測定対象から得られる差分値ピークの説明図である。図11中、(a)は測定対象までの距離が40cmの場合、(b)は測定対象までの距離が80cmの場合である。
図2に示すように、レンズ12の光軸とレンズ13の光軸との間に上に位置する測定対象で得られる差分値分布のピーク値を200/255に揃えた基準の差分値分布は、表4に示すように、8つの距離領域ごとに予め定めた2つずつの基準境界ピーク間距離(数値範囲Ta、Tb)で構成される。
数値範囲Taは、基準の差分値分布が150/255となる基準の差分値分布上の小さい番号のピクセル回路からピーク位置のピクセル回路までの境界ピーク間距離(ピクセル数)の評価に用いられる。数値範囲Tbは、ピーク位置のピクセル回路から基準の差分値分布が150/255となる基準の差分値分布上の大きい番号のピクセル回路までの境界ピーク間距離(ピクセル数)の評価に用いられる。
図4を参照して図10に示すように、リニアセンサ14の102個のピクセル回路における反射光受光量と背景光受光量との差分値に倍率αをそれぞれ乗算して差分値のピーク値を200/255に揃えた補正値分布を形成する。その後、補正値分布上で受光量差分値が150/255に最も近くなる2つのピクセル回路a、bを境界値として求める。そして、それぞれのピクセル回路a、bから受光量ピークのピクセル回路cまでの境界ピーク間距離(ピクセル数)ta=c−a、tb=b−cを演算する。
そして、表4の数値範囲Taと境界ピーク間距離taとを比較し、数値範囲Tbと境界ピーク間距離tbとを比較し、Taにtaが含まれるとともにTbにtbが含まれている場合は、測定対象が検知エリア内に位置すると判断する。そして、図9の(a)に示すピーク位置に応じて、表1に示すような30cm〜100cmの距離データのうちの1つを出力する。
図2を参照して図11の(a)に示すように、測定対象が40cmの距離でレンズ12の光軸からレンズ13の光軸に渡って位置する場合、ピーク位置cは56となる。
しかし、同じ測定対象が40cmの距離でも、検知エリアから発光ダイオード(LED)11側に外れた位置の場合、ピーク位置cが56よりも大きな番号となって距離測定誤差が大きくなる。測定対象がリニアセンサ14側に外れた位置の場合、ピーク位置cが56よりも小さな番号となって距離測定誤差が同様に大きくなる。
図(a)中、測定対象が検知エリア内にある例では、ピーク位置cは56、ta=56−47=9、tb=66−56=10となり、表4のピーク位置51〜60における数値範囲Ta、Tbにta、tbが含まれる。このため、測定対象が検知エリア内と判定されて、表4から距離40cmと識別される。
しかし、図(a)中、測定対象が発光ダイオード(LED)11側に外れた例では、ピーク位置cが74であるから、表4のピーク位置cから見た距離は30cm以下である。そして、ta=74−72=2、tb=76−74=2となり、表4のピーク位置59〜68の数値範囲Ta、Tbにta、tbが含まれないため、測定対象が検知エリアから発光ダイオード(LED)11側に外れていると判定される。
また、図(a)中、測定対象がリニアセンサ14側に外れた例では、ピーク位置cが38であるから、表4のピーク位置cから見た距離は100cmである。しかし、ta=38−32=6、tb=46−38=8となり、表4のピーク位置38〜39の数値範囲Ta、Tbにta、tbが含まれないため、測定対象が検知エリアからリニアセンサ14側に外れていると判定される。
図2を参照して図11の(b)に示すように、測定対象が80cmの距離でレンズ12の光軸からレンズ13の光軸に渡って位置する場合、ピーク位置cは42となる。
しかし、同じ測定対象が80cmの距離でも、検知エリアから発光ダイオード(LED)11側に外れた位置の場合、ピーク位置cが42よりも大きな番号となって距離測定誤差が大きくなる。測定対象がリニアセンサ14側に外れた位置の場合、ピーク位置cが42よりも小さな番号となって距離測定誤差が同様に大きくなる。
図(b)中、測定対象が検知エリア内にある例では、ピーク位置cは42、ta=42−32=10、tb=51−42=9となり、表4のピーク位置41〜42における数値範囲Ta、Tbにta、tbが含まれる。このため、測定対象が検知エリア内と判定され、距離が80cmと識別される。
しかし、図(b)中、測定対象が発光ダイオード(LED)11側に外れた例では、ピーク位置cが52であるから表4のピーク位置cから見た距離は50cmである。しかし、ta=57−52=5、tb=52−48=4となり、表4のピーク位置49〜52の数値範囲Ta、Tbにta、tbが含まれないため、測定対象が検知エリアから発光ダイオード(LED)11側に外れていると判定される。
また、図(b)中、測定対象がリニアセンサ14側に外れた例では、ピーク位置cは39であるから、表4のピーク位置cから見た距離は90cmである。しかし、ta=39−32=7、tb=47−39=8となり、表4のピーク位置43〜45の数値範囲Taにtaが含まれないため、測定対象が検知エリアからリニアセンサ14側に外れていると判定される。
なお、第1実施形態では、測距レンジ30〜100cmに対応する有効ピクセルエリアは、37〜70番目のピクセル回路である。従って、ピーク位置が36以下の場合は測定対象が検知エリアからリニアセンサ14側に外れている、ピーク位置が71以上の場合は測定対象が検知エリアから発光ダイオード11側に外れていると判定してもよい。ただし、レンズ13の設計によって10〜90番目のピクセル回路までを有効ピクセルエリアとすることも可能である。この場合は、測定対象が検知エリアから外れていると判定するための上限値及び下限値も有効ピクセルエリアに合わせて変化する。
また、補正値の分布をピーク位置が等しい基準の差分値分布に比較する方法は、境界ピーク間距離を用いる方法には限定されない。上述した第2の差分値分布を用いて補正値の分布の全体を比較する方法を採用してもよく、ピーク位置ごとに定めたピーク幅の基準値に、ピーク位置の等しい補正値分布のピーク幅を比較してもよい。
1 上部筐体
2 下部筐体
4 フィルタ
6 汎用コネクタ
10 測距装置
11、12 投光装置(発光ダイオード、レンズ)
12 投光光学系(レンズ)
13 受光光学系(レンズ)
14 検出装置、検出素子(リニアセンサ)
14k 出力回路、条件設定回路
15 制御装置(演算素子)
18 受光素子
A1、A2、A3、A4 測定対象
SP 収束スポット
2 下部筐体
4 フィルタ
6 汎用コネクタ
10 測距装置
11、12 投光装置(発光ダイオード、レンズ)
12 投光光学系(レンズ)
13 受光光学系(レンズ)
14 検出装置、検出素子(リニアセンサ)
14k 出力回路、条件設定回路
15 制御装置(演算素子)
18 受光素子
A1、A2、A3、A4 測定対象
SP 収束スポット
Claims (9)
- 検知光を測定対象に向かって照射する投光装置と、
測定対象で反射された前記検知光の収束スポットを形成する受光光学系と、
線状に配列した複数の受光素子を有し、測定対象までの距離に応じて前記収束スポットが前記受光素子の配列方向へ移動するように配置された検出装置と、を備えた測距装置において、
前記検出装置は、前記受光素子ごとに蓄積された受光量を個別の数値データで出力する出力回路を含み、
前記投光装置及び前記検出装置を制御して、前記検知光の照射状態と非照射状態とで蓄積条件を揃えて前記受光量を検知させて、前記照射状態と前記非照射状態とにおける前記複数の受光素子の数値データを読み取り、
前記照射状態と前記非照射状態とにおける前記受光素子ごとの数値データの差分値を演算して、前記複数の受光素子における前記差分値のピーク位置に応じた測定対象までの距離の数値データを出力させる制御装置と、を備えたことを特徴とする測距装置。 - 前記制御装置は、前記投光装置と前記受光光学系とを結ぶ方向の中央領域に位置してピーク位置が重なる基準の差分値分布に、前記受光素子の配列に沿った前記差分値の分布が重なり合う場合に、測距方向に設定した複数の距離領域でそれぞれ異ならせた数値データを出力することを特徴とする請求項1記載の測距装置。
- 前記制御装置は、前記投光装置と前記受光光学系とを結ぶ方向の中央領域に位置してピーク位置が重なる基準の差分値分布に、前記受光素子の配列に沿った前記差分値の分布が重なり合わない場合に、前記中央領域の外側に測定対象が位置する旨の数値データを出力することを特徴とする請求項1又は2記載の測距装置。
- 前記制御装置は、前記受光素子の配列に沿った前記差分値の分布のピーク位置が前記投光装置に近い側にある場合には前記中央領域よりも前記検出装置側の外側領域に測定対象が位置する旨の数値データを出力し、
前記制御装置は、前記受光素子の配列に沿った前記差分値の分布のピーク位置が前記投光装置から遠い側にある場合には前記中央領域よりも前記投光装置側の外側領域に測定対象が位置する旨の数値データを出力し、
前記中央領域の外側に測定対象が位置する旨の数値データは、前記距離の数値データとは異なる数値で、前記制御装置における前記距離の数値データと同じ出力端子を通じて出力されることを特徴とする請求項3記載の測距装置。 - 前記制御装置は、前記受光素子の配列に沿った前記差分値の分布のピーク値が一定値となるように演算した倍率を、前記受光素子ごとの前記差分値に一律に乗じて前記受光素子の配列に沿った補正値の分布を演算し、
前記制御装置は、ピーク値が前記一定値となるように予め準備された基準の差分値分布に対して、前記補正値の分布を比較することを特徴とする請求項2乃至4いずれか1項記載の測距装置。 - 前記制御装置は、前記補正値の分布が前記一定値よりも低い所定値となる境界位置からピーク位置までの境界ピーク間距離を求め、
前記制御装置は、前記基準の差分値分布が前記所定値となる基準境界位置からピーク位置までの予め準備された基準境界距離に対して、前記境界ピーク間距離を比較することを特徴とする請求項5記載の測距装置。 - 前記検出装置は、前記制御装置から送出されたデータに応じて前記蓄積条件を変更する条件設定回路を含み、
前記制御装置は、前記非照射状態における受光量の数値データの平均値が規定値を越える場合に、前記制御装置からデータを送出して前記蓄積条件を変更した後に、前記照射状態と前記非照射状態とにおける受光量の数値データを出力させることを特徴とする請求項1乃至6いずれか1項記載の測距装置。 - 前記制御装置は、前記照射状態にて出力させた前記受光量の数値データが規定の最大値に達する場合に、前記投光装置及び前記検出装置を制御して前記検知光の強度を低下させた状態で前記照射状態における前記受光量を再検知させることを特徴とする請求項7記載の測距装置。
- 発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの出力光を収束させて検知光を形成する投光光学系と、
前記投光光学系に並べて配置され、前記検知光が測定対象に形成した照明像を投影した収束スポットを形成する受光光学系と、
線状に配列した複数の受光素子と、入力されたデータに応じて前記受光素子を用いた受光量の蓄積条件を変更する条件設定回路と、前記受光素子ごとに蓄積された受光量を個別の数値データで出力する出力回路と、を含む検出素子と、
前記条件設定回路を制御して、前記発光ダイオードの非発光状態における前記複数の受光素子の受光量の数値データが所定値以下となるように前記蓄積条件を設定して、前記非発光状態における前記複数の受光素子の受光量の数値データを読み込み、
前記発光ダイオードの発光状態における前記数値データがデータ上限値に達しないように前記発光ダイオードの発光強度を設定して前記発光状態での前記複数の受光素子の受光量の数値データを読み込み、
前記発光状態と前記非発光状態とにおける前記複数の受光素子に沿った受光量の差分値のピーク位置に応じた数値データを出力する演算素子と、を備えたことを特徴とする測距装置。
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