JP2011257285A - 距離センサ及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】距離センサ100は、発振器2が生成した基準クロック信号F1を1/N分周する分周器4の分周比Nと、PLL8が生成した参照クロック信号F2を1/N分周する分周器10の分周比Nとを可変として構成される。そして、距離計測を行う際には、先ず、分周器4,10それぞれの分周比Nを最大値Nmaxに設定し、このときに算出した測定距離Lxに応じて分周器4,10それぞれの分周比Nを最適な分周比Nに変更した後、再度、測定距離を算出する。
【選択図】図3
Description
所定の基準周波数のクロック信号(例えば、図3のクロック信号F1)を分周する分周比を変更可能な分周器(例えば、図3の分周器4)を有し、前記分周器で分周された分周信号から送信波を生成して送信する送信部(例えば、図3の発光部6)と、
前記送信波の反射波を受信する受信部(例えば、図3の受光部16)と、
前記分周器の分周比を変更制御することで前記送信波の波長を変化させ、前記送信波と前記反射波との位相差に基づいて測定対象物までの計測距離を算出する制御部(例えば、図3の制御部30)と、
を備えた距離センサ(例えば、図3の距離センサ100)である。
分周比毎に当該分周比とした場合の計測に好適な好適距離範囲が予め定められており(例えば、図5の分周比切替テーブル32)、
前記制御部は、前記分周比が、前記計測距離を含む前記好適距離範囲に対応する分周比となるように、前記分周比の変更制御と前記距離の算出とを繰り返し行う、
距離センサを構成しても良い。
前記制御部は、前記分周比を変更可能な最大値に変更して前記計測距離を仮算出し、当該仮算出した計測距離を含む前記好適距離範囲に対応する分周比に変更して前記計測距離を算出する、
距離センサを構成しても良い。
所定の基準周波数のクロック信号を分周する分周比を変更可能な分周器を有し、前記分周器で分周された分周信号から送信波を生成して送信する送信部と、前記送信波の反射波を受信する受信部とを備えた距離計の制御方法であって、
前記分周比を変更可能な最大値に変更して前記計測距離を仮計測する仮計測ステップと、
前記仮計測ステップで仮計測された計測距離に基づいて前記分周比を変更して本計測する本計測ステップと、
を含む距離計の制御方法を構成しても良い。
前記受信部は、
所定の参照周波数の参照クロック信号(例えば、図3の参照クロック信号F2)を分周する参照信号分周器(例えば、図3の分周器10)と、
前記参照信号分周器で分周された参照分周信号を用いて、前記分周器で分周された分周信号の周波数をダウンコンバートする第1の周波数変換部(例えば、図3のミキサ12)と、
前記第1の周波数変換部による変換後の信号から、ダウンコンバートされた周波数帯域の信号を抽出する第1のフィルタ部(例えば、図3のLPF14)と、
前記参照分周信号を用いて、受信した前記反射波の周波数をダウンコンバートする第2の周波数変換部(例えば、図3のミキサ18)と、
前記第2の周波数変換部による変換後の信号から、ダウンコンバートされた周波数帯域の信号を抽出する第2のフィルタ部(例えば、図3のLPF20)と、
を有し、
前記制御部は、前記第1のフィルタ部による抽出後の信号を前記送信波、前記第2のフィルタ部による抽出後の信号を前記反射波として、両波の位相差に基づいて前記計測距離を算出する、
距離センサを構成しても良い。
前記参照信号分周器は分周比が変更可能であり、
前記制御部は、前記分周器の分周比と、前記参照信号分周器の分周比とを連動して変更制御する、
距離センサを構成しても良い。
前記第1及び第2のフィルタ部は、周波数の通過帯域を変更可能であり、
前記制御部は、前記分周器の分周比と、前記第1及び第2のフィルタ部の通過帯域とを連動して変更制御する、
距離センサを構成しても良い。
図1は、本実施形態における距離センサ100による距離計測の概要図である。この距離センサ100は、赤外線やレーザ光等の光波を用いた光波距離センサであり、位相方式によって測定対象物200までの距離Lを計測する。
図3は、本実施形態の距離センサ100の構成図である。図3に示すように、距離センサ100は、発振器2と、分周器4,10と、発光部6と、PLL8と、ミキサ12,18と、LPF14,20と、受光部16と、制御部30とを備えて構成される。
図7は、制御部30が実行する距離計測処理の流れを説明するフローチャートである。図7によれば、制御部30は、先ず、分周器4,10それぞれの分周比Nを、最大値Nmaxに設定する(ステップA1)。また、設定した分周比Nに合わせて、LPF14,20それぞれのカットオフ周波数fcを設定する(ステップA3)。
このように、本実施形態の距離センサ100は、発振器2が生成した基準クロック信号F1を1/N分周する分周器4の分周比Nと、PLL8が生成した参照クロック信号F2を1/N分周する分周器10の分周比Nとを可変として構成される。そして、距離計測を行う際には、先ず、分周器4,10それぞれの分周比Nを最大値Nmaxに設定し、このときに算出した測定距離Lxに応じて分周器4,10それぞれの分周比Nを最適な分周比Nに変更した後、再度、測定距離を算出する。これにより、測定対象物200までの実際の距離に応じた、適切な距離レンジの自動的な切り替えが実現される。
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
例えば、距離センサ100における分周器4,10それぞれの分周比Nの切り替えを、一段階ずつ小さくするように変更することにしても良い。
また、分周器4,10の分周比Nは同じでなくとも良い。この場合、送信波の周波数を決めるのは分周器4の分周比N1であるため、少なくとも、分周器4の分周比N1を測定距離Lxに応じて変更することで、最適な距離レンジに変更することができる。一方、分周器10の分周比N2は、送信信号VTと受信信号VRとの遅れ時間txの検出精度を向上させるためであるため、固定としても良いし、可変としても良い。
また、上述の実施形態では、距離センサ100を光波距離センサとしたが、例えば、電磁波や超音波を用いた距離センサ等、位相方式の距離センサであれば、同様に本発明を適用可能である。
2 発振器、4,10 分周器、6 発光部、8 PLL
12,18 ミキサ、14,20 LPF、16 受光部
200 測定対象物
Claims (7)
- 所定の基準周波数のクロック信号を分周する分周比を変更可能な分周器を有し、前記分周器で分周された分周信号から送信波を生成して送信する送信部と、
前記送信波の反射波を受信する受信部と、
前記分周器の分周比を変更制御することで前記送信波の波長を変化させ、前記送信波と前記反射波との位相差に基づいて測定対象物までの計測距離を算出する制御部と、
を備えた距離センサ。 - 分周比毎に当該分周比とした場合の計測に好適な好適距離範囲が予め定められており、
前記制御部は、前記分周比が、前記計測距離を含む前記好適距離範囲に対応する分周比となるように、前記分周比の変更制御と前記距離の算出とを繰り返し行う、
請求項1に記載の距離センサ。 - 前記制御部は、前記分周比を変更可能な最大値に変更して前記計測距離を仮算出し、当該仮算出した計測距離を含む前記好適距離範囲に対応する分周比に変更して前記計測距離を算出する、
請求項2に記載の距離センサ。 - 前記受信部は、
所定の参照周波数の参照クロック信号を分周する参照信号分周器と、
前記参照信号分周器で分周された参照分周信号を用いて、前記分周器で分周された分周信号の周波数をダウンコンバートする第1の周波数変換部と、
前記第1の周波数変換部による変換後の信号から、ダウンコンバートされた周波数帯域の信号を抽出する第1のフィルタ部と、
前記参照分周信号を用いて、受信した前記反射波の周波数をダウンコンバートする第2の周波数変換部と、
前記第2の周波数変換部による変換後の信号から、ダウンコンバートされた周波数帯域の信号を抽出する第2のフィルタ部と、
を有し、
前記制御部は、前記第1のフィルタ部による抽出後の信号を前記送信波、前記第2のフィルタ部による抽出後の信号を前記反射波として、両波の位相差に基づいて前記計測距離を算出する、
請求項1〜3の何れか一項に記載の距離センサ。 - 前記参照信号分周器は分周比が変更可能であり、
前記制御部は、前記分周器の分周比と、前記参照信号分周器の分周比とを連動して変更制御する、
請求項4に記載の距離センサ。 - 前記第1及び第2のフィルタ部は、周波数の通過帯域を変更可能であり、
前記制御部は、前記分周器の分周比と、前記第1及び第2のフィルタ部の通過帯域とを連動して変更制御する、
請求項4又は5に記載の距離センサ。 - 所定の基準周波数のクロック信号を分周する分周比を変更可能な分周器を有し、前記分周器で分周された分周信号から送信波を生成して送信する送信部と、前記送信波の反射波を受信する受信部とを備えた距離計の制御方法であって、
前記分周比を変更可能な最小値に変更して前記計測距離を仮計測する仮計測ステップと、
前記仮計測ステップで仮計測された計測距離に基づいて前記分周比を変更して本計測する本計測ステップと、
を含む距離計の制御方法。
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