JP3201642B2 - センサの出力選択装置 - Google Patents

センサの出力選択装置

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JP3201642B2 JP10497792A JP10497792A JP3201642B2 JP 3201642 B2 JP3201642 B2 JP 3201642B2 JP 10497792 A JP10497792 A JP 10497792A JP 10497792 A JP10497792 A JP 10497792A JP 3201642 B2 JP3201642 B2 JP 3201642B2
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義彦 杉本
俊樹 山根
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、センシング部での検出
量に演算処理を施して複数種類の出力値が得られるよう
にしたセンサの出力選択装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、レーザ光を物体の表面に照射
して対象物体に点状や帯状の光学的パターンを形成する
とともに、物体からの反射光を受光し、三角測量法の原
理を用いて対象物体までの距離を測定する測距装置が知
られている。この種の測距装置には、レーザ光の投光部
や反射光の受光部を内蔵した測距センサ(光学ヘッド)
と、測距センサからの出力信号に演算処理を施すことに
よって複数種類の出力値を発生させる装置本体とを別体
に設けたものがある。
【0003】このような演算処理を行うために、測距セ
ンサからのアナログ出力は、アナログ信号処理部におい
てディジタル信号に変換され、さらに、図5に示すよう
に、CPUを備えたディジタル信号処理部4において、
ディジタル演算によって各種出力値が求められるように
なっている。たとえば、測距センサからの出力信号に基
づいて、変位量(距離)のほかに、変位量の最大値や最
小値、変位量の振幅値(最大値と最小値との差)などを
求めるようになっている。また、ディジタル信号処理部
4での演算結果は、アナログデータ出力部6を通して再
びアナログ値に変換されて外部に出力される。アナログ
データ出力部6には出力ポート22a〜22dが設けら
れ、各出力ポート22a〜22dではディジタル信号処
理部4からの出力結果をラッチする。出力ポート22a
〜22dは、D/A変換回路21a〜21dによるディ
ジタル−アナログ変換の間、ディジタル信号処理部4か
らの出力値を保持する。
【0004】ところで、図6に示すように、アナログデ
ータ出力部6の出力端子24a,24b(すなわち、装
置本体の出力端子)の数がディジタル信号処理部4から
出力される出力値の種類よりも少ない場合がある。この
ような場合には、出力端子24a,24bを各出力値で
兼用するように切り換えて使用する必要がある。すなわ
ち、出力ポート22a〜22dを出力値の数と同数設
け、出力端子24a,24bがそれぞれ接続されたD/
A変換回路21a,21bと出力ポートとの間にスイッ
チ要素23′を挿入することによって、各D/A変換回
路21a,21bを出力ポート22a〜22dに択一的
に接続することが考えられている。すなわち、ハードウ
ェアによって4種類の出力値から2種類ずつを選択する
のである。また、図7に示すように、ディジタル信号処
理部4において、初期化(ステップS1)の後、全種類
の出力値を演算し(ステップS2)、出力モードの選択
によって(ステップS3)、必要な出力値のみを出力ポ
ートに送り出すように(ステップS4,S5)、プログ
ラムによってソフトウェアで切り換えることも考えられ
ている。
【0005】上述したように、ハードウェアやソフトウ
ェアによって切り換えることによって出力端子を複数の
出力値が兼用できるようにする方法は、出力値の種類が
比較的少ないときには、単純であるから容易に実現する
ことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、出力値の種
類をさらに多くしようとすれば、上述した構成では不都
合が生じる。たとえば、16種類のデータを扱うような
場合であって、そのうちの2種類ずつを選択するような
構成では、ハードウェアを用いると複雑な回路になって
コスト増につながる。また、ソフトウェアを用いるとプ
ログラムが複雑になるとともに、モードに応じた条件判
断が必要であり、条件判断は他の演算に比較すれば時間
がかかるのであって、多くの種類のデータから少数のデ
ータを選択するには多数回の条件判断を必要とするか
ら、実時間での測距を必要とするような用途には向かな
いという問題がある。
【0007】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、多種類の出力値を発生させることを可能とし
ながらも、ソフトウェアおよびハードウェアに対する負
担が少なく、比較的簡単な構成であって高速な処理を可
能としたセンサの出力選択装置を提供しようとするもの
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、上
記目的を達成するために、アナログ出力が得られるセン
サからの出力信号をディジタル信号に変換するアナログ
信号処理部と、アナログ信号処理部の出力に対して所定
のプログラムを適用して複数種類の出力値を発生させる
ディジタル信号処理部と、ディジタル信号処理部からの
出力値をアナログ信号に変換して外部に出力するアナロ
グデータ出力部と、ディジタル信号処理部から出力され
る複数の出力値のうちアナログデータ出力部から出力す
べき出力値を選択するモード選択部とを具備し、ディジ
タル信号処理部は、アナログデータ出力部から外部に出
力されるデータの種類よりも多数の出力値を発生させる
演算処理部と、演算処理部から出力可能な出力値の種類
よりも多くの種類の出力値を生成するプログラムを格納
した第1の記憶部と、電源投入時にモード選択部で設定
されている出力値に対応したプログラムのみが第1の記
憶部から転送される第2の記憶部とを備え、第2の記憶
部に転送されたプログラムによって演算処理部での演算
処理を行い、アナログデータ出力部はモード選択部で設
定された種類の出力値を演算処理部の出力値から選択す
る切換部を備えている。
【0009】請求項2の発明では、アナログ出力が得ら
れるセンサからの出力信号をディジタル信号に変換する
アナログ信号処理部と、アナログ信号処理部の出力に対
して所定のプログラムを適用して複数種類の出力値を発
生させるディジタル信号処理部と、ディジタル信号処理
部からの出力値をアナログ信号に変換して外部に出力す
るアナログデータ出力部と、ディジタル信号処理部から
出力される複数の出力値のうちアナログデータ出力部か
ら出力すべき出力値を選択するモード選択部とを具備
し、ディジタル信号処理部は、アナログデータ出力部か
ら外部に出力されるデータの種類と同数の出力値を発生
させる演算処理部と、演算処理部から出力可能な出力値
の種類よりも多くの種類の出力値を生成するプログラム
を格納した第1の記憶部と、電源投入時にモード選択部
で設定されている出力値に対応したプログラムのみが第
1の記憶部から転送される第2の記憶部とを備え、第2
の記憶部に転送されたプログラムによって演算処理部で
の演算処理を行う。
【0010】
【作用】本発明の構成によれば、ディジタル信号処理部
において、アナログ信号処理部の出力に対して適用され
て多種類の出力値を発生させることができるプログラム
を格納した第1の記憶部と、電源投入時にモード選択部
で設定されている出力値に対応したプログラムのみが第
1の記憶部から転送される第2の記憶部とを設け、第2
の記憶部に転送されたプログラムによって演算処理部で
の演算処理を行うので、第2の記憶部には演算処理部が
出力可能な出力値の種類だけのプログラムを選択して転
送すればよいのであって、どの出力値を演算処理部から
出力するかを判定する処理が不要になり、結果的に、演
算処理部での演算処理が高速になる。また、アナログデ
ータ出力部では、演算処理部からの少数の出力値に対す
る選択を行う程度の構成があればよく、小規模のハード
ウェアで構成することができる。とくに、請求項2の構
成では、アナログデータ出力部においては出力値を選択
しないから、構成が簡単になるのである。しかも、ディ
ジタル信号処理部において第1の憶部に格納されたプロ
グラムを適用すれば、アナログデータ出力部から出力可
能な数よりも多くの種類の出力値を求めることができる
から、多種類の出力値から必要な出力値を選択すること
が可能になるのである。
【0011】
【実施例】 (実施例1)本実施例では、センサとしてレーザ光を対
象物体1の表面に照射して物体に点状や帯状の光学的パ
ターンを形成するとともに、物体からの反射光を受光
し、三角測量法の原理を用いて対象物体1までの距離を
測定する測距センサ2a,2bを例示する。測距センサ
2a,2bは、図2に示すように2個設けられる。各測
距センサ2a,2bの出力は、対象物体1までの距離に
応じたアナログ信号であって、A/D変換回路を備えた
アナログ信号処理部3においてそれぞれディジタル信号
に変換される。アナログ信号処理部3から出力されたデ
ィジタル信号は、演算処理部であるCPU11(図1参
照)を備えたディジタル信号処理部4に入力されて、両
測距センサ2a,2bの出力に基づいた演算がなされ
る。ディジタル信号処理部4では複数種類の演算が可能
であって、演算結果のうちでモード選択部5によって選
択された値が測距値表示部7に表示される。ディジタル
信号処理部4における出力値の種類は、各測距センサ2
a,2bごとの測定値(以後、変位量と呼ぶ)、変位量
の最大値、変位量の最小値、変位量の最大値と最小値と
の差(以後、振幅と呼ぶ)、および、両測距センサ2
a,2bによる測定値の組み合わせとして、変位量の
和、変位量の和の最大値、変位量の和の最小値、変位量
の和の振幅、変位量の差、変位量の差の最大値、変位量
の差の最小値、変位量の差の振幅の合計16種類であ
る。ただし、後述するように、ディジタル信号処理部4
の動作中には、立ち上げ時にモード選択部5によって選
択された4種類の出力値のみが演算されるようになって
いる。ディジタル信号処理部4の出力は、D/A変換回
路21a,21b(図1参照)を備えたアナログデータ
出力部7を通してアナログ信号に変換された後に、外部
に出力される。アナログデータ出力部6では、ディジタ
ル信号処理部4から出力される4種類の出力値のうちモ
ード選択部5によって設定された2種類を選択して外部
に出力する。すなわち、ディジタル信号処理部4では1
6種類の出力値が出力可能であるが、実際には2種類の
出力値のみが出力されるのである。
【0012】ディジタル信号処理部4およびアナログデ
ータ出力部6は、図1に示すように構成される。第1の
記憶部であるROM12は、ディジタル信号処理部4で
の演算可能な出力値のすべての演算のプログラムが格納
されており、モード選択部5によりモードを設定する
と、必要なプログラムのみが第2の記憶部であるRAM
13に転送される。すなわち、ROM12には16種類
の出力値を得るためのプログラムがすべて格納されてお
り、モード選択部5で電源投入時に設定されているモー
ドに応じてRAM13には4種類の出力値に対するプロ
グラムのみが転送されるのである。CPU11では、R
AM13に転送されたプログラムを実行し、アナログ信
号処理部3の出力に基づいて4種類の出力値を求める。
【0013】要するに、ディジタル信号処理部4では、
図3に示すように、電源投入時に初期化を行い(ステッ
プS1)、ROM12に格納されているプログラムのう
ちモード選択部5により選択された必要なプログラムを
RAM13に転送する(ステップS2)。この際、4種
類のプログラム以外は、非動作命令(NOP)に書き換
えて転送する。このプログラムによってアナログ信号処
理部3からの出力に基づく測距値の演算を行い(ステッ
プS3)、一方の測距センサ2aの変位量の出力部(ス
テップS4)、他方の測距センサ2bの変位量の出力部
(ステップS5)、和の出力部(ステップS6)、差の
出力部(ステップS7)を通して演算結果を出力する。
すなわち、CPU11の4出力は、各出力部に対応す
る。ここにおいて、各変位量、和、差については、それ
ぞれ最大値、最小値、振幅を含む4種類ずつの出力値が
あるが、いずれか1種類ずつが選択される。
【0014】アナログデータ出力部6は、CPU11か
ら出力される4種類の出力値をラッチする4個の出力ポ
ート22a〜22dを備える。すなわち、CPU11で
演算結果が得られると、CPU11は出力ポート22a
〜22dに割り当てたアドレスデータを発生し、出力値
がRAM13ではなく出力ポート22a〜22dに書き
込まれるのである。各出力ポート22a〜22dにラッ
チされた4種類の出力値のうちの2種類が切換部である
マルチプレクサ23により選択され、それぞれD/A変
換回路21a,21bによりアナログ信号に変換されて
出力端子24a,24bから外部に出力される。ここ
に、マルチプレクサ23は、モード選択部5の設定状態
に対応して4個の出力ポート22a〜22dのうちの2
個を選択する。
【0015】たとえば、測距センサ2aの変位量と測距
センサ2bの変位量とを出力端子24a,24bから出
力するものとし、測距センサ2aの変位量を出力ポート
22a,測距センサ2bの変位量を出力ポート22b、
両測距センサ2a,2bの変位量の和を出力ポート22
c、両測距センサ22a,22bの変位量の和を出力ポ
ート22dに出力するものと仮定する。この場合、マル
チプレクサ23は、出力ポート22a,22bを選択す
ればよいことになる。一方、両測距センサ2a,2bの
変位量の和と差とを出力端子24a,24bから出力す
る場合には、RAM13に格納したプログラムを書き換
えずに(すなわち、電源を再投入せずに)、マルチプレ
クサ23による選択を出力ポート22c,22dに切り
換えればよいのである。
【0016】以上のように、16種類の出力値のうち2
種類を選択して出力する際に、ディジタル信号処理部4
では最大16種類まで出力することができる出力値のう
ち4種類分のソフトウェアを用いて演算し、さらに、ア
ナログデータ出力部6では4種類から2種類をハードウ
ェアによって選択するのである。したがって、電源投入
時にディジタル信号処理部4から出力できる出力値の種
類の数だけの演算を行うようにしてソフトウェアによる
条件判断を不要とすることによって出力値の種類を4分
の1に低減させ、さらに、アナログデータ出力部6では
4種類から2種類を選択する組み合わせのみの少数の選
択を行うようにしてハードウェアの規模を比較的小さく
しているのである。
【0017】(実施例2)本実施例は、図4に示すよう
に、アナログデータ出力部6では選択を行わないように
したものである。すなわち、ディジタル信号処理部4
は、2種類の出力値のみを出力し、アナログデータ出力
部6は各出力値を出力ポート22a,22bにラッチし
た後、D/A変換回路21a,21bでアナログ信号に
変換し、出力端子24a,24bを通して外部に出力す
るようになっている。ディジタル信号処理部4は、モー
ド選択部5における設定に基づいて、電源投入時に出力
値の種類を決定する。すなわち、実施例1と同様に、電
源投入時に、ROM12からRAM13に転送する有効
なプログラムをモード選択部5での設定状態に対応させ
て選択するのである。たとえば、各測距センサ2a,2
bでそれぞれ検出した2つの変位量を出力するのであれ
ば、変位量を求めるプログラムのみを有効にしてRAM
13に転送する。この場合、他の出力値を求めるプログ
ラムについては非動作命令(NOP)にしたり、初めか
ら転送しないようにすればよい。本実施例では、アナロ
グデータ出力部6での選択も省略しているから、実施例
1よりもさらに簡単な構成になっている。他の構成およ
び動作は実施例1と同様であるから説明を省略する。
【0018】
【発明の効果】本発明は上述のように、ディジタル信号
処理部において、アナログ信号処理部の出力に対して適
用されて多種類の出力値を発生させることができるプロ
グラムを格納した第1の記憶部と、電源投入時にモード
選択部で設定されている出力値に対応したプログラムの
みが第1の記憶部から転送される第2の記憶部とを設
け、第2の記憶部に転送されたプログラムによって演算
処理部での演算処理を行うので、第2の記憶部には演算
処理部が出力可能な出力値の種類だけのプログラムを選
択して転送すればよいのであって、どの出力値を演算処
理部から出力するかを判定する処理が不要になり、結果
的に、演算処理部での演算処理が高速になるという利点
がある。また、アナログデータ出力部では、演算処理部
からの少数の出力値に対する選択を行う程度の構成があ
ればよく、小規模のハードウェアで構成することができ
るという効果を奏する。とくに、請求項2の構成では、
アナログデータ出力部では出力値を選択しないから、構
成が簡単になるのである。しかも、ディジタル信号処理
部において第1の憶部に格納されたプログラムを適用す
れば、アナログデータ出力部から出力可能な数よりも多
くの種類の出力値を求めることができるから、多種類の
出力値から必要な出力値を選択することが可能になると
いう利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の要部のブロック回路図である。
【図2】実施例1を示すブロック回路図である。
【図3】実施例1の動作説明図である。
【図4】実施例2の要部のブロック回路図である。
【図5】従来例を示す要部のブロック回路図である。
【図6】他の従来例を示す要部のブロック回路図であ
る。
【図7】さらに他の従来例を示す動作説明図である。
【符号の説明】
1 対象物体 2 測距センサ 3 アナログ信号処理部 4 ディジタル信号処理部 5 モード選択部 6 アナログデータ出力部 11 CPU 12 ROM 13 RAM 21a,21b D/A変換回路 22a〜22d 出力ポート 23 マルチプレクサ 24a,24b 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−181818(JP,A) 特開 昭60−86610(JP,A) 特開 昭63−201527(JP,A) 特開 平3−33616(JP,A) 特開 平4−93720(JP,A) 特開 昭62−274219(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 21/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ出力が得られるセンサからの出
    力信号をディジタル信号に変換するアナログ信号処理部
    と、アナログ信号処理部の出力に対して所定のプログラ
    ムを適用して複数種類の出力値を発生させるディジタル
    信号処理部と、ディジタル信号処理部からの出力値をア
    ナログ信号に変換して外部に出力するアナログデータ出
    力部と、ディジタル信号処理部から出力される複数の出
    力値のうちアナログデータ出力部から出力すべき出力値
    を選択するモード選択部とを具備し、ディジタル信号処
    理部は、アナログデータ出力部から外部に出力されるデ
    ータの種類よりも多数の出力値を発生させる演算処理部
    と、演算処理部から出力可能な出力値の種類よりも多く
    の種類の出力値を生成するプログラムを格納した第1の
    記憶部と、電源投入時にモード選択部で設定されている
    出力値に対応したプログラムのみが第1の記憶部から転
    送される第2の記憶部とを備え、第2の記憶部に転送さ
    れたプログラムによって演算処理部での演算処理を行
    い、アナログデータ出力部はモード選択部で設定された
    種類の出力値を演算処理部の出力値から選択する切換部
    を備えて成ることを特徴とするセンサの出力選択装置。
  2. 【請求項2】 アナログ出力が得られるセンサからの出
    力信号をディジタル信号に変換するアナログ信号処理部
    と、アナログ信号処理部の出力に対して所定のプログラ
    ムを適用して複数種類の出力値を発生させるディジタル
    信号処理部と、ディジタル信号処理部からの出力値をア
    ナログ信号に変換して外部に出力するアナログデータ出
    力部と、ディジタル信号処理部から出力される複数の出
    力値のうちアナログデータ出力部から出力すべき出力値
    を選択するモード選択部とを具備し、ディジタル信号処
    理部は、アナログデータ出力部から外部に出力されるデ
    ータの種類と同数の出力値を発生させる演算処理部と、
    演算処理部から出力可能な出力値の種類よりも多くの種
    類の出力値を生成するプログラムを格納した第1の記憶
    部と、電源投入時にモード選択部で設定されている出力
    値に対応したプログラムのみが第1の記憶部から転送さ
    れる第2の記憶部とを備え、第2の記憶部に転送された
    プログラムによって演算処理部での演算処理を行うこと
    を特徴とするセンサの出力選択装置。
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