JP2854590B2 - Distance sensor - Google Patents

Distance sensor

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JP2854590B2
JP2854590B2 JP1004055A JP405589A JP2854590B2 JP 2854590 B2 JP2854590 B2 JP 2854590B2 JP 1004055 A JP1004055 A JP 1004055A JP 405589 A JP405589 A JP 405589A JP 2854590 B2 JP2854590 B2 JP 2854590B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、測距センサーに関するものであり、比較的
長距離の測距を行う用途に適するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a distance measuring sensor, which is suitable for use in measuring a relatively long distance.

[従来の技術] 第3図及び第4図は光速を用いた測距センサーの従来
例を示している。この種の測距センサーは、発光素子3
の出力光を高周波で輝度変調して反射物体17に投射し、
反射物体17で反射された光を受光素子6で受光し、受光
信号VRと発光信号VSの位相差から反射物体17までの距離
を測定するものである。第4図に示すように、測距セン
サーSからl(m)離れた位置に反射物体17が存在する
場合において、発光信号VSと、受光信号VRは次式で表せ
る。
[Prior Art] FIGS. 3 and 4 show a conventional example of a distance measuring sensor using the speed of light. This type of distance measuring sensor has a light emitting element 3
The output light of this is intensity-modulated at high frequency and projected on the reflecting object 17,
The light reflected by the reflecting object 17 is received by the light receiving element 6, it is to measure the distance to the reflecting object 17 from the phase difference of the light receiving signal V R and the emission signal V S. As shown in FIG. 4, when the reflective object 17 exists at a position 1 (m) away from the distance measuring sensor S, the light emission signal V S and the light reception signal V R can be expressed by the following equations.

VS=IS×sin2πf0t VR=IR×sin2πf0(t−2l/c) ただし、IS,IRは発光信号、受光信号の振幅、f0は変
調周波数、cは光速である。上式から分かるように、発
光信号VSと受光信号VRは、位相がψ=f0×(2l/c)だけ
ずれていることになる。したがって、この位相差ψを測
定すれば反射物体17までの距離lを計算できるが、この
ままでは、この位相差ψの測定が難しいため、発光信号
VSと受光信号VRに所定の周縁fLの局部発振信号VLを混合
することにより低周波信号を生成して、その位相差を測
定するものである。
V S = I S × sin 2πf 0 t V R = I R × sin 2πf 0 (t−2l / c) where I S and I R are the emission signal and light reception signal amplitudes, f 0 is the modulation frequency, and c is the light speed. is there. As can be seen from the above equation, the phase of the light emission signal V S and the phase of the light reception signal V R are shifted by ψ = f 0 × (2l / c). Therefore, if the phase difference ψ is measured, the distance 1 to the reflecting object 17 can be calculated.
It generates a low frequency signal by mixing the local oscillation signal V L of a predetermined peripheral f L to V S and the light receiving signal V R, which measures the phase difference.

今、VL=V×sin2πfLの局部発振信号を発光信号VS
受光信号VRに混合したとすると、その混合出力
VS′,R′は、それぞれ次式のようになる。
Now, assuming that the local oscillation signal of V L = V × sin2πf L is mixed into the light emission signal V S and the light reception signal V R , the mixed output
V S ′ and R ′ are as follows.

VS′=(V×IS/2){cos2π(f0−fL)t+cos2π(f0
+fL)t} … VR′=(V×IR/2){cos2π((f0−fL)t−ψ)−co
s2π((f0+fL)t+ψ)} … ここで、周波数(f0−fL)のみを選択的に通過させる
フィルタを通すことにより、 VS′=A×cos2π(f0−fL)t … VR′=B×cos{2π(f0−fL)t−ψ} … となって、低周波に変換される。しかも、低周波に変換
された後においても、2つの信号の位相差ψは変換前の
高周波における位相差ψと変わらない。式から分かる
ように、変調周波数f0と局部発振周波数fLの周波数差及
び回路の位相変化が位相差ψの誤差の原因となる。
V S ′ = (V × I S / 2) {cos 2π (f 0 −f L ) t + cos 2π (f 0
+ F L) t} ... V R '= (V × I R / 2) {cos2π ((f 0 -f L) t-ψ) -co
s2π ((f 0 + f L ) t + ψ)… Here, by passing through a filter that selectively passes only the frequency (f 0 −f L ), V S ′ = A × cos 2π (f 0 −f L ) t... V R ′ = B × cos {2π (f 0 −f L ) t−ψ}. In addition, even after the conversion into the low frequency, the phase difference の between the two signals is not different from the phase difference に お け る at the high frequency before the conversion. As can be seen from the equation, the phase changes in the frequency difference and the circuit of the modulation frequency f 0 and the local oscillator frequency f L is a cause of error in the phase difference [psi.

一般に位相差は2つの入力信号のゼロクロスの時間差
で表されることが多く、その時間差τは τ=ψ/(f0−fL)=2lf0/(f0−fL)c … となる。この時間差τを測定することで、距離lを算出
することになる。ところが、式は上述の信号VS′,
VR′を生成するときに回路が同じ位相変化を起こす場合
にのみ成立する式であり、仮に、信号VS′とVR′を生成
するときに、回路系で位相変化が違っている場合には、
時間差はτ′=τ+Δtとなり、このΔtが誤差の要因
となる。
In general, the phase difference is often represented by the time difference between zero crossings of two input signals, and the time difference τ is given by τ = ψ / (f 0 −f L ) = 2lf 0 / (f 0 −f L ) c. . By measuring the time difference τ, the distance 1 is calculated. However, the equation is based on the above signal V S ′,
This equation holds only when the circuit causes the same phase change when generating V R ′ .If the signals V S ′ and V R ′ are generated and the phase change differs in the circuit system, In
The time difference is τ ′ = τ + Δt, and this Δt is a factor of the error.

このような回路系における位相変化による誤差を除去
するための従来例は乏しく、例えば、特開昭60−227185
号公報に開示されている測距センサーでは、送光信号の
変調周波数を決定するための発振器と、局部発振信号の
周波数を決定するための発振器が独立に2つ設けられて
いるが、この場合、一方の発振器の周波数が変化した場
合、位相差が大きく変化することになる。
Conventional examples for removing an error due to a phase change in such a circuit system are scarce.
In the distance measuring sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-207, two oscillators for determining the modulation frequency of the light transmission signal and two oscillators for determining the frequency of the local oscillation signal are provided independently. When the frequency of one of the oscillators changes, the phase difference changes greatly.

また、特開昭48−17362号公報では、第3図に示すよ
うに、送光信号の変調周波数f0を決定するための基準発
振器1からの発振出力を分周器4によりN分周し、分周
により得られた周波数(f0/N)を混合器18により元の基
準発振器1の発振周波数f0と周波数混合することによっ
て、局部発振周波数fLを生成する方式が開示されてい
る。この場合、fL=f0×(N−1)/Nとなり、この結
果、式は、 τ=N×(2la/c) … となって、位相差は発振周波数f0の変化には関係なくな
る。
In JP-A-48-17362, as shown in FIG. 3, an oscillation output from a reference oscillator 1 for determining a modulation frequency f 0 of a light transmission signal is divided by N by a frequency divider 4. A method of generating a local oscillation frequency f L by mixing the frequency (f 0 / N) obtained by frequency division with the original oscillation frequency f 0 of the reference oscillator 1 by the mixer 18 is disclosed. . In this case, f L = f 0 × (N−1) / N. As a result, the equation becomes τ = N × (2la / c), and the phase difference is related to the change in the oscillation frequency f 0. Disappears.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、基準発振器の発振周波数f0と局部発振
周波数fLとの差は、局部発振周波数fLに比較して非常に
小さく設定されるため、混合器18の出力から局部発振周
波数fLのみを抽出するためのフィルタ19の選択度Qを非
常に高く設定する必要がある。したがって、回路系での
位相変化が周波数の微妙な変化で大きく変化することに
なり、発振器での位相変化を増大することになり兼ねな
い。
[Problem to be Solved by the Invention] However, since the difference between the oscillation frequency f 0 of the reference oscillator and the local oscillation frequency f L is set to be very small as compared with the local oscillation frequency f L , The selectivity Q of the filter 19 for extracting only the local oscillation frequency f L from the output needs to be set very high. Therefore, the phase change in the circuit system largely changes due to the subtle change in the frequency, which may increase the phase change in the oscillator.

また、特開昭56−122977号公報には、送光信号の変調
周波数を決定するための基準発振器の出力と、受光回路
の局部発振周波数を決定するための電圧制御発振器(VC
O)の出力とを混合し、その混合出力をVCOの制御信号と
してフィードバックさせるPLL(フェーズロックルー
プ)を用いた構成が提案されているが、送光信号の変調
周波数成分が混合器を介してVCOの出力側、つまり受光
回路系の側に漏洩する恐れがある。一般に、光波の反射
を利用した測距センサーでは、被測定物からの微弱な反
射光を受光して、その受光信号の中から、送波信号の変
調用の高周波の成分のみを選択的に高いゲインで増幅す
るように構成されているものであるから、その受光回路
系に送波信号の変調用の高周波が回り込むことは好まし
いことではない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-122977 discloses an output of a reference oscillator for determining a modulation frequency of a light transmission signal, and a voltage controlled oscillator (VC) for determining a local oscillation frequency of a light receiving circuit.
O), a configuration using a PLL (phase-locked loop) that mixes the output and feeds back the mixed output as a VCO control signal has been proposed. However, the modulation frequency component of the transmitted light signal is transmitted through a mixer. There is a risk of leakage to the output side of the VCO, that is, to the side of the light receiving circuit system. In general, a distance measuring sensor using light wave reflection receives weak reflected light from an object to be measured, and selectively increases only a high-frequency component for modulating a transmitted signal from the received light signal. Since it is configured to amplify with a gain, it is not preferable that a high frequency for modulating a transmission signal goes around the light receiving circuit system.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、光速を用いた測距センサーに
おいて、送光信号の変調周波数と局部発振周波数を、選
択度の高いフィルタを用いることなく、同一の基準発振
器の出力から生成することにより、位相検出特性を安定
化して、測定精度を高めることにある。
The present invention has been made in view of such a point,
The purpose is to generate the modulation frequency and local oscillation frequency of the light transmission signal from the output of the same reference oscillator without using a filter with high selectivity in a distance measuring sensor using the speed of light. An object of the present invention is to stabilize phase detection characteristics and increase measurement accuracy.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る測距センサーにあっては、上記の課題を
解決するために、第1図に示すように、所定の周波数で
変調された光を反射物体17に送光する発光素子3と、発
光素子3から送光され反射物体17にて反射された光を受
光する受光素子6とを備え、受光された光と送光された
光の位相差から反射物体17までの距離を測定する測距セ
ンサーにおいて、発光素子3から送光される光を変調す
るための基準周波数を発振する基準発振器1と、電圧信
号に応じて発振周波数が変化する電圧制御発振器5と、
基準発振器1により発振された基準周波数をN分周する
第1の分周器4と、電圧制御発振器5からの発振周波数
を(N−1)分周する第2の分周器10と、第1及び第2
の分周器4,10の分周出力の位相差を検出する第1の位相
検出器11と、第1の位相検出器11の出力から電圧制御発
振器5の発振を制御するための電圧信号を生成するルー
プフィルタ12と、受光素子6からの受光出力を電圧制御
発振器5の発振出力と混合する混合器8と、混合器8に
て得られたビート出力と第1の分周器4の分周出力との
位相差を検出する第2の位相検出器9とを備えて成るこ
とを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] In the distance measuring sensor according to the present invention, in order to solve the above problems, as shown in FIG. And a light-receiving element 6 for receiving light transmitted from the light-emitting element 3 and reflected by the reflective object 17, and reflected from a phase difference between the received light and the transmitted light. In a distance measuring sensor for measuring a distance to an object 17, a reference oscillator 1 for oscillating a reference frequency for modulating light transmitted from the light emitting element 3, and a voltage controlled oscillator for changing the oscillation frequency according to a voltage signal 5 and
A first frequency divider 4 for dividing the reference frequency oscillated by the reference oscillator 1 by N, a second frequency divider 10 for dividing the oscillation frequency from the voltage controlled oscillator 5 by (N-1), 1st and 2nd
A first phase detector 11 for detecting a phase difference between the divided outputs of the frequency dividers 4 and 10, and a voltage signal for controlling the oscillation of the voltage controlled oscillator 5 from the output of the first phase detector 11. A loop filter 12 to be generated, a mixer 8 that mixes the received light output from the light receiving element 6 with an oscillation output of the voltage controlled oscillator 5, a beat output obtained by the mixer 8, and a division by the first frequency divider 4. And a second phase detector 9 for detecting a phase difference from the peripheral output.

なお、第2図に示すように、発光素子3の変調周波数
についても、基準発振器1の発振出力を直接使用せず
に、一旦N分周してから、電圧制御発振器17と分周器1
8、ループフィルタ19及び位相検出器20を用いて変調周
波数を得るように構成しても良い。
As shown in FIG. 2, the modulation frequency of the light emitting element 3 is not directly used by the oscillation output of the reference oscillator 1, but is once divided by N, and then the voltage controlled oscillator 17 and the frequency divider 1 are divided.
8. The modulation frequency may be obtained by using the loop filter 19 and the phase detector 20.

[作用] 第1図に示す構成では、基準発振器1の出力信号をN
分周した信号と、電圧制御発振器5の出力信号を(N−
1)分周した信号の周波数及び位相が同じとなるよう
に、電圧制御発振器5の発振を制御できるので、電圧制
御発振器5からは基準発振器1の出力信号と僅かな周波
数差を有する局部発振信号を得ることができ、且つ局部
発振信号と基準発振器1の出力信号は安定した位相関係
となる。したがって、選択度の高いフィルタを用いる必
要がなくなり、位相検出特性を安定化させることができ
る。また、基準発振器1の出力信号をそのまま電圧制御
発振器5の出力信号と混合するものではないので、特開
昭56−122977号公報のように、送光信号の変調周波数成
分が受光回路系に回り込むような問題は生じない。
[Operation] In the configuration shown in FIG. 1, the output signal of the reference oscillator 1 is set to N
The divided signal and the output signal of the voltage controlled oscillator 5 are (N−
1) Since the oscillation of the voltage controlled oscillator 5 can be controlled so that the frequency and phase of the frequency-divided signal become the same, a local oscillation signal having a slight frequency difference from the output signal of the reference oscillator 1 is output from the voltage controlled oscillator 5. Can be obtained, and the local oscillation signal and the output signal of the reference oscillator 1 have a stable phase relationship. Therefore, it is not necessary to use a filter with high selectivity, and the phase detection characteristics can be stabilized. Further, since the output signal of the reference oscillator 1 is not directly mixed with the output signal of the voltage control oscillator 5, the modulation frequency component of the light transmission signal goes to the light receiving circuit system as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-122977. Such a problem does not occur.

また、第2図に示す構成では、変調周波数についても
基準発振器1の発振出力を直接使用せずに、一旦N分周
した信号を基準にして変調周波数を生成しているので、
基準発振器1の発振周波数のばらつきが多少大きくて
も、基準周波数を1/Nに分周したときに周波数のばらつ
きが小さくなるため、基準発振器1の構成が簡単にな
る。
Also, in the configuration shown in FIG. 2, the modulation frequency is generated based on the signal once divided by N without using the oscillation output of the reference oscillator 1 directly.
Even if the variation in the oscillation frequency of the reference oscillator 1 is somewhat large, the variation in the frequency is reduced when the reference frequency is divided by 1 / N, so that the configuration of the reference oscillator 1 is simplified.

[実施例1] 第1図は本発明の一実施例のブロック図である。基準
発振器1は変調周波数を決定するための基準周波数f0
発振している。基準発振器1の発振出力は、増幅部を含
む駆動回路2を介して発光素子3に供給され、発光素子
3の輝度を変調する。また、基準発振器1の発振出力は
分周器4にも入力され、(1/N)に分周される。電圧制
御発振器5は、制御電圧によって発振周波数が変化する
発振器(いわゆるVCO)である。電圧制御発振器5の発
振出力は、混合器8に局部発振信号として供給される。
一方、受光素子6の出力は、増幅器及びフィルタを含む
受光回路7を通して混合器8に入力される。混合器8か
らは、受光信号と局部発振信号のビート信号が得られる
が、フィルタ13により、受光信号よりも遥かに低い周波
数のビート信号が取り出される。このフィルタ13により
取り出された信号は、分周器4の出力と共に位相検出器
9に入力されて、位相差に応じた信号に変換されて距離
演算部14に供給される。電圧制御発振器5の発振出力は
分周器10にも入力されて、1/(N−1)の周波数に分周
される。ただし、Nは3以上の整数であり、通常は十分
に大きな値に設定される。位相検出器11は、分周器4と
分周器10の位相差を検出し、ループフィルタ12に位相差
に応じた信号を出力する。ループフィルタ12の出力は、
分周器4と分周器10の周波数及び位相が一致するよう
に、電圧制御発振器5の発振を制御するように働く。こ
の結果、電圧制御発振器5の出力周波数fLは、安定した
状態では必ず基準発振器1の周波数f0に対して、fL=f0
×(N−1)/Nの関係にあるようになる。したがって、
混合器8の出力周波数は式,に見られるように、f0
+fL=(2+1/N)f0と、f0−fL=(1/N)f0をビート信
号として含むが、両者の周波数の間に大きな差があるた
め、簡単な構成のフィルタ13で低周波成分(f0−fL)だ
けを取り出すことができることになる。
Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. Reference oscillator 1 oscillates a reference frequency f 0 for determining the modulation frequency. The oscillation output of the reference oscillator 1 is supplied to the light emitting element 3 via the drive circuit 2 including an amplifier, and modulates the luminance of the light emitting element 3. The oscillation output of the reference oscillator 1 is also input to the frequency divider 4 and is divided by (1 / N). The voltage control oscillator 5 is an oscillator (so-called VCO) whose oscillation frequency changes according to a control voltage. The oscillation output of the voltage controlled oscillator 5 is supplied to the mixer 8 as a local oscillation signal.
On the other hand, the output of the light receiving element 6 is input to the mixer 8 through a light receiving circuit 7 including an amplifier and a filter. A beat signal of the received light signal and the local oscillation signal is obtained from the mixer 8, and a beat signal having a frequency much lower than the received light signal is extracted by the filter 13. The signal extracted by the filter 13 is input to the phase detector 9 together with the output of the frequency divider 4, converted into a signal corresponding to the phase difference, and supplied to the distance calculator 14. The oscillation output of the voltage controlled oscillator 5 is also input to the frequency divider 10 and is divided into a frequency of 1 / (N-1). However, N is an integer of 3 or more, and is usually set to a sufficiently large value. The phase detector 11 detects a phase difference between the frequency divider 4 and the frequency divider 10, and outputs a signal corresponding to the phase difference to the loop filter 12. The output of loop filter 12 is
It works so as to control the oscillation of the voltage controlled oscillator 5 so that the frequency and the phase of the frequency divider 4 and the frequency of the frequency divider 10 match. As a result, the output frequency f L of the voltage controlled oscillator 5 is always f L = f 0 with respect to the frequency f 0 of the reference oscillator 1 in a stable state.
× (N-1) / N. Therefore,
The output frequency of the mixer 8 is given by f 0
Although + f L = (2 + 1 / N) f 0 and f 0 −f L = (1 / N) f 0 are included as beat signals, there is a large difference between the two frequencies. Thus, only the low frequency component (f 0 −f L ) can be extracted.

発光素子3の前面には、チョッパー等を使った光路切
換器15が配されており、発光素子3からの光を反射物体
17に送光し、反射物体17からの反射光を受光素子6に受
光させる第1の光路と、発光素子3の光を光路切換器15
を通して直ぐに受光素子6に受光させる第2の光路を交
互に選択する。光路検出器16は、光路切換器15がどちら
の光路を選択しているかを検出し、第1の光路が選択さ
れている場合には、位相検出器9の出力を距離演算部14
の第1の記憶部Aに記憶させ、第2の光路が選択されて
いるときは、位相検出器9の出力を距離演算部14の第2
の記憶部Bに記憶させる。距離演算部14は、この2つの
記憶部A,Bの差をとって、距離信号を出力することにな
る。
An optical path switch 15 using a chopper or the like is disposed on the front surface of the light emitting element 3 to reflect light from the light emitting element 3 to a reflecting object.
A first optical path for transmitting light to the light receiving element 17 and causing the light receiving element 6 to receive the reflected light from the reflecting object 17;
A second optical path to be immediately received by the light receiving element 6 is alternately selected. The optical path detector 16 detects which optical path is selected by the optical path switch 15, and when the first optical path is selected, outputs the output of the phase detector 9 to the distance calculator 14.
When the second optical path is selected, the output of the phase detector 9 is stored in the second storage section A of the distance calculation section 14.
Is stored in the storage unit B. The distance calculation unit 14 outputs a distance signal by taking the difference between the two storage units A and B.

[実施例2] 第2図は本発明の他の実施例のブロック図である。本
実施例にあっては、基準発振器1の発振出力を分周器4
により一旦N分周し、電圧制御発振器17と分周器18、ル
ープフィルタ19及び位相検出器20にて再びN倍の周波数
に変換することにより、発光素子3の変調周波数を得て
いる。この場合、基準発振器1の発振周波数のばらつき
が多少大きくても、1/Nに分周したとおきに 倍だけばらつきが小さくなるため、基準発振器1の構成
が簡単になる。
Embodiment 2 FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the present invention. In this embodiment, the oscillation output of the reference oscillator 1 is
, And the voltage-controlled oscillator 17 and the frequency divider 18, the loop filter 19, and the phase detector 20 convert the frequency to N times again, thereby obtaining the modulation frequency of the light emitting element 3. In this case, even if the variation in the oscillation frequency of the reference oscillator 1 is somewhat large, Since the variation is reduced by a factor of two, the configuration of the reference oscillator 1 is simplified.

なお、本発明において、光路切換器15は必須の構成要
件ではなく、基準距離に存在する反射物体について校正
用の測定を行うことにより基準となる位相差を記憶すれ
ば、基準距離以外の距離に存在する反射物体についての
距離測定を行うことができるものである。
Note that, in the present invention, the optical path switch 15 is not an essential component, and if a phase difference serving as a reference is stored by performing calibration measurement on a reflective object existing at the reference distance, the optical path switch 15 may be used at a distance other than the reference distance. The distance measurement can be performed for an existing reflecting object.

[発明の効果] 本発明によれば、1つの基準発振器によって、送光信
号変調用の周波数と局部発振周波数を生成することがで
き、且つ選択度の高いフィルタを用いる必要がないの
で、位相検出特性が安定して、正確な位相比較を行うこ
とができ、測距精度を高めることができるという効果が
ある。
[Effects of the Invention] According to the present invention, a single reference oscillator can generate a frequency for modulating a light transmission signal and a local oscillation frequency, and it is not necessary to use a filter with high selectivity. There is an effect that characteristics are stable, accurate phase comparison can be performed, and ranging accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は本発
明の他の実施例のブロック図、第3図は従来例のブロッ
ク図、第4図は同上の動作説明図である。 1は基準発振器、2は駆動回路、3は発光素子、4は分
周器、5は電圧制御発振器、6は受光素子、7は受光回
路、8は混合器、9は位相検出器、10は分周器、11は位
相検出器、12はループフィルタである。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram of a conventional example, and FIG. . 1 is a reference oscillator, 2 is a drive circuit, 3 is a light emitting element, 4 is a frequency divider, 5 is a voltage controlled oscillator, 6 is a light receiving element, 7 is a light receiving circuit, 8 is a mixer, 9 is a phase detector, and 10 is A frequency divider, 11 is a phase detector, and 12 is a loop filter.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定の周波数で変調された光を反射物体に
送光する発光素子と、発光素子から送光され反射物体に
て反射された光を受光する受光素子とを備え、受光され
た光と送光された光の位相差から反射物体までの距離を
測定する測距センサーにおいて、発光素子から送光され
る光を変調するための基準周波数を発振する基準発振器
と、電圧信号に応じて発振周波数が変化する電圧制御発
振器と、基準発振器により発振された基準周波数をN分
周する第1の分周器と、電圧制御発振器からの発振周波
数を(N−1)分周する第2の分周器と、第1及び第2
の分周器の分周出力の位相差を検出する第1の位相検出
器と、第1の位相検出器の出力から電圧制御発振器の発
振を制御するための電圧信号を生成するループフィルタ
と、受光素子からの受光出力を電圧制御発振器の発振出
力と混合する混合器と、混合器にて得られたビート出力
と第1の分周器の分周出力との位相差を検出する第2の
位相検出器とを備えて成ることを特徴とする測距センサ
ー。
A light-emitting element for transmitting light modulated at a predetermined frequency to a reflective object; and a light-receiving element for receiving light transmitted from the light-emitting element and reflected by the reflective object. In a distance measuring sensor that measures the distance to the reflecting object from the phase difference between the light and the transmitted light, a reference oscillator that oscillates a reference frequency for modulating the light transmitted from the light emitting element and a voltage signal A voltage-controlled oscillator whose oscillation frequency is changed by the first frequency divider, a first frequency divider for dividing the reference frequency oscillated by the reference oscillator by N, and a second frequency divider for dividing the oscillation frequency from the voltage-controlled oscillator by (N-1) Divider and first and second frequency dividers
A first phase detector that detects a phase difference of a divided output of the frequency divider, a loop filter that generates a voltage signal for controlling oscillation of the voltage controlled oscillator from an output of the first phase detector, A mixer for mixing the light receiving output from the light receiving element with the oscillation output of the voltage controlled oscillator, and a second for detecting a phase difference between a beat output obtained by the mixer and a frequency divided output of the first frequency divider. A distance measuring sensor comprising a phase detector.
【請求項2】所定の周波数で変調された光を反射物体に
送光する発光素子と、発光素子から送光され反射物体に
て反射された光を受光する受光素子とを備え、受光され
た光と送光された光の位相差から反射物体までの距離を
測定する測距センサーにおいて、基準周波数を発振する
基準発振器と、電圧信号に応じて発振周波数が変化する
第1及び第2の電圧制御発振器と、基準発振器により発
振された基準周波数をN分周する第1の分周器と、第1
の電圧制御発振器からの発振周波数を(N−1)分周す
る第2の分周器と、第2の電圧制御発振器からの発振周
波数をN分周する第3の分周器と、第1及び第2の分周
器の分周出力の位相差を検出する第1の位相検出器と、
第1の位相検出器の出力から第1の電圧制御発振器の発
振を制御するための電圧信号を生成する第1のループフ
ィルタと、受光素子からの受光出力を第1の電圧制御発
振器の発振出力と混合する混合器と、混合器にて得られ
たビート出力と第3の分周器の分周出力との位相差を検
出する第2の位相検出器と、第1及び第3の分周器の分
周出力の位相差を検出する第3の位相検出器と、第3の
位相検出器の出力から第2の電圧制御発振器の発振を制
御するための電圧信号を生成する第2のループフィルタ
とを備えて成ることを特徴とする測距センサー。
2. A light-emitting element for transmitting light modulated at a predetermined frequency to a reflective object, and a light-receiving element for receiving light transmitted from the light-emitting element and reflected by the reflective object. In a distance measuring sensor for measuring a distance to a reflecting object from a phase difference between light and transmitted light, a reference oscillator oscillating a reference frequency, and first and second voltages whose oscillation frequencies change according to a voltage signal. A control oscillator; a first frequency divider for dividing the reference frequency oscillated by the reference oscillator by N;
A second frequency divider that divides the oscillation frequency from the voltage-controlled oscillator by (N−1), a third frequency divider that divides the oscillation frequency from the second voltage-controlled oscillator by N, And a first phase detector for detecting a phase difference between frequency-divided outputs of the second frequency divider;
A first loop filter for generating a voltage signal for controlling the oscillation of the first voltage-controlled oscillator from an output of the first phase detector; and a light-receiving output from the light-receiving element, the oscillation output of the first voltage-controlled oscillator. A second phase detector for detecting a phase difference between the beat output obtained by the mixer and the frequency-divided output of the third frequency-divider, and a first and third frequency-divider Phase detector for detecting a phase difference between frequency-divided outputs of the detector, and a second loop for generating a voltage signal for controlling oscillation of a second voltage-controlled oscillator from an output of the third phase detector A distance measuring sensor comprising a filter.
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