JP3214077B2 - Light source direction / position detector - Google Patents

Light source direction / position detector

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JP3214077B2
JP3214077B2 JP19724092A JP19724092A JP3214077B2 JP 3214077 B2 JP3214077 B2 JP 3214077B2 JP 19724092 A JP19724092 A JP 19724092A JP 19724092 A JP19724092 A JP 19724092A JP 3214077 B2 JP3214077 B2 JP 3214077B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 この発明は、光電変換素子、例え
ば、光位置検出素子(Position Sensing Device 以
下、単に「PSD」と記す)を用い、このPSDの受光
面と光源との間に遮光装置を設けて、この遮光装置によ
り遮光された前記光源からの光の強弱(明暗)を検出し
て、前記光源の方向及び又は位置を特定する光源の方向
・位置検出装置に関するものである。
[Industrial applications] The present invention relates to a photoelectric conversion element, for example,
For example, the position sensing element (Position Sensing Device)
Below, simply referred to as "PSD")
A light-shielding device is provided between the surface and the light source.
To detect the intensity of light (light and dark) from the light source
Of the light source to specify the direction and / or position of the light sourcedirection
・ Position detection deviceIt is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12及び図13を用いて、従来技術の
この種光源の位置検出方法とその装置を説明する。その
一応用例として、特開昭61−5315号の特許公開公
報に「移動物体の光学的誘導装置」が開示されている。
この公開された従来技術を図12及び図13に再掲して
説明する。
2. Description of the Related Art A conventional light source position detecting method and its apparatus will be described with reference to FIGS. As one application example, an "optical guiding apparatus for a moving object" is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 61-5315.
This published prior art will be described again with reference to FIGS.

【0003】図12は従来技術の無人車の光学的誘導装
置を示した略線図であり、そして図13は図12の装置
のブロック図である。この従来技術においては、無人車
などの移動体Rを走行経路に沿って正しく走行させるに
当たって、図12に示されているように、レーザービー
ムLとPSDを組み合わせて、レーザースキャナ装置P
から照射されるレーザービームLを移動体R上に設置し
たPSDによって検出し、PSDの受光面上に入射した
レーザースポットの位置から移動体Rの偏位を検出し、
この偏位に基づいて移動体Rのステアリング機構を制御
するようにしている。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a prior art unmanned vehicle optical guidance device, and FIG. 13 is a block diagram of the device of FIG. In this prior art, when a moving object R such as an unmanned vehicle is to travel correctly along a traveling route, as shown in FIG.
Detects the laser beam L irradiated from the PSD by the PSD installed on the moving body R, detects the deviation of the moving body R from the position of the laser spot incident on the light receiving surface of the PSD,
The steering mechanism of the moving body R is controlled based on the deviation.

【0004】ここで、移動体Rの位置検出のための装置
は、図13に示したように、PSD1からの出力を増幅
器2を介して演算処理回路3に入力され、この演算処理
回路3の出力がステアリング機構6を駆動するモータ駆
動回路4を介して、モータ5へ入力するように構成され
ている。
Here, in the apparatus for detecting the position of the moving object R, as shown in FIG. 13, an output from the PSD 1 is input to an arithmetic processing circuit 3 via an amplifier 2, and the arithmetic processing circuit 3 The output is input to the motor 5 via the motor drive circuit 4 that drives the steering mechanism 6.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような装置では、
PSD1の受光面上への入射光はスポット状でなけばな
らず、従って、レーザービームL、または複雑な光学系
を用いてビーム状に加工した光を光源としなければなら
ない。このため、発光源自体及びその周辺装置の増加に
よってコスト高になるという問題がある。この発明は前
記諸問題を解決することを課題とするものである。
In such a device,
The light incident on the light receiving surface of the PSD 1 must be in the form of a spot. Therefore, the laser beam L or light processed into a beam using a complicated optical system must be used as a light source. For this reason, there is a problem that the cost increases due to an increase in the light emitting source itself and its peripheral devices. An object of the present invention is to solve the above problems.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そのため、この発明で
は、例えば、光源と移動体に設けられたPSDの受光面
との間に遮光装置を設け、この遮光装置により遮られて
生じた前記光源からの入射光量の強弱の面分布の状態か
ら偏位量を算出することによって、前記光源からの入射
光の入射角度を検出し、前記光源の方向及び又は位置、
即ち、移動体の方向及び又は位置を検出する装置を採っ
た。
Therefore, according to the present invention, for example, a light shielding device is provided between a light source and a light receiving surface of a PSD provided on a moving body, and the light source generated by the light shielding device is blocked by the light shielding device. By calculating the amount of deviation from the state of the surface distribution of the intensity of the incident light intensity, the incident angle of the incident light from the light source is detected, the direction and or position of the light source,
That is, a device for detecting the direction and / or position of the moving body is employed.

【0007】[0007]

【作用】従って、この発明によれば、光源からの光の入
射角度を複雑なレンズ系、複雑な機構などを用いる必要
はなく、光源の方向及び又は位置を検出することができ
る。しかも、受光面の広いPSDを用い、そして面状に
広がった遮光装置を用いれば、一方向の複数の入射角度
だけでなく、その一方向と交差する他の方向における複
数の入射角度も検出することができるので、一個の検出
装置で光源の方向及び位置を検出することができる。
Therefore, according to the present invention, the direction and / or position of the light source can be detected without the necessity of using a complicated lens system, a complicated mechanism, or the like for the incident angle of the light from the light source. Moreover, if a PSD having a wide light receiving surface is used and a light-shielding device that spreads in a plane is used, not only a plurality of incident angles in one direction but also a plurality of incident angles in another direction intersecting the one direction are detected. Therefore, the direction and position of the light source can be detected by one detection device.

【0008】[0008]

【実施例】先ず、この発明の光源の方向・位置検出装置
に用いることができる方向及び又は位置検出手段の一つ
であるPSDの基本構造及びその基本動作を図1及び図
2を用いて説明する。図1はこの発明の光源の位置検出
装置に用いることができる位置検出手段の一つであるP
SDの基本構造の断面図であり、そして図2は図1に示
したPSDの基本動作を説明するための略線図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a basic structure and a basic operation of a PSD which is one of direction and / or position detecting means which can be used in a direction / position detecting device for a light source according to the present invention are shown in FIGS. This will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the position detection of a light source according to the present invention.
P, one of the position detecting means that can be used for the device
FIG. 2 is a sectional view of a basic structure of the SD, and FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a basic operation of the PSD shown in FIG.

【0009】このPSD10は、図1にその断面構造を
示したように、平板状シリコンの表面にP型層11、そ
の裏面にN型層12、そして中間にあるI型層13の3
層から構成され、例えば、光スポットのような入射光2
0が入射すると、入射位置には光エネルギーに比例した
電荷が発生する。発生した電荷は光電流I0 としてP型
層11を通り、電極14、15より出力される。P型層
11は全面に均一な抵抗値を持つため、光電流I0 は電
極14、15までの距離に逆比例して分割されて出力さ
れる。
As shown in FIG. 1, the PSD 10 has a P-type layer 11 on the surface of flat silicon, an N-type layer 12 on the back surface thereof, and an I-type layer 13 in the middle.
Incident light 2 such as a light spot
When 0 is incident, an electric charge proportional to the light energy is generated at the incident position. The generated charges pass through the P-type layer 11 as the photocurrent I 0 and are output from the electrodes 14 and 15. Since the P-type layer 11 has a uniform resistance value over the entire surface, the photocurrent I 0 is divided and output in inverse proportion to the distance to the electrodes 14 and 15.

【0010】ここで、図2に示したように、電極14、
15間の距離をL、光電流をI0 、各電極14、15か
ら出力される電流をそれぞれI1 、I2 、PSD10の
端から入射位置までの距離をx、P型層11の長手方向
の単位距離当たりの抵抗値をrとすると、電流I1 及び
電流I2 について、それぞれ〔数1〕、〔数2〕及び
〔数3〕が成り立つ。
[0010] Here, as shown in FIG.
L, the photocurrent I 0 , the current output from each of the electrodes 14, 15, I 1 , I 2 , the distance from the end of the PSD 10 to the incident position, x, the longitudinal direction of the P-type layer 11. When the resistance value per unit length of the r, the current I 1 and the current I 2, respectively equation (1), holds the expression (2) and Formula 3.

【0011】[0011]

【数1】 (Equation 1)

【0012】[0012]

【数2】 (Equation 2)

【0013】[0013]

【数3】 (Equation 3)

【0014】この〔数3〕から、距離xについて解く
と、次のように〔数4〕が得られる。
When solving for the distance x from [Equation 3], [Equation 4] is obtained as follows.

【0015】[0015]

【数4】 (Equation 4)

【0016】この〔数4〕よりLが既知であるので、電
流I1 及び電流I2 を検出すれば、PSD10上の入射
位置が判る。
Since L is known from Equation 4, if the current I 1 and the current I 2 are detected, the incident position on the PSD 10 can be determined.

【0017】以上の説明では、入射光20がスポットで
あったが、次に、スポットでなく、面で入射した場合
を、図3を加味して考察する。この図3は図1のPSD
の表面に入射光が面で入射した場合の基本動作を説明す
るための略線図であって、同図Aは側面図、同図Bは上
面図、そして同図CはPSDの受光面上の位置と光エネ
ルギーとの関係を表すグラフである。
In the above description, the incident light 20 is a spot. Next, a case where the incident light 20 is incident not on the spot but on the surface will be considered with reference to FIG. FIG. 3 shows the PSD of FIG.
3A and 3B are schematic diagrams for explaining a basic operation when incident light is incident on a surface of the PSD, wherein FIG. A is a side view, FIG. B is a top view, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between the position of the light and the light energy.

【0018】図3A及び図3Bに示したように、この発
明の一大特徴である遮光装置40によって入射光が或る
分布で前記PSD10の受光面に入射した場合、その強
弱の分布、即ち、入射光エネルギーの大きさに比例して
光電流が発生する。今、図3Cに示したように、この入
射光エネルギーEがPSD10の位置xの関数として、
次式の〔数5〕として表せるとすると、PSD10上の
或る点xk (幅をΔx=L/nとする)において発生す
る光電流iokは、下記の〔数6〕のように表すことがで
きる。
As shown in FIGS. 3A and 3B, when incident light enters the light receiving surface of the PSD 10 with a certain distribution by the light shielding device 40 which is one of the major features of the present invention, the intensity distribution, that is, A photocurrent is generated in proportion to the magnitude of the incident light energy. Now, as shown in FIG. 3C, this incident light energy E is a function of the position x of the PSD 10,
Assuming that it can be expressed as the following equation 5, the photocurrent i ok generated at a certain point x k (the width is assumed to be Δx = L / n) on the PSD 10 is expressed as the following equation 6. be able to.

【0019】[0019]

【数5】 (Equation 5)

【0020】[0020]

【数6】 ここで、αは光エネルギーが光電流に変換される時の比
例定数とする。
(Equation 6) Here, α is a proportional constant when light energy is converted into a photocurrent.

【0021】よって、PSD10の両電極14、15か
ら出力される電流I1 、I2 は次の〔数7〕、〔数8〕
及び〔数9〕のように表すことができる。
Therefore, the currents I 1 and I 2 output from the electrodes 14 and 15 of the PSD 10 are expressed by the following equations (7) and (8).
And [Equation 9].

【0022】[0022]

【数7】 (Equation 7)

【0023】[0023]

【数8】 (Equation 8)

【0024】[0024]

【数9】 (Equation 9)

【0025】次に、図4に示したように、或る分布(E
=f(x))でPSD10上に面状に入射する光と同じ
作用をする等価なスポット状の入射光を考える。即ち、
PSD10の電極14、15からの出力電流I1 、I2
が面状入射光と全く等しくなるようなスポット状入射光
である。スポット状入射光のPSD10端からの入射位
置をxG とすると、〔数3〕及び〔数9〕から次の〔数
10〕が成り立つ。
Next, as shown in FIG. 4, a certain distribution (E
= F (x)), consider an equivalent spot-shaped incident light having the same effect as light incident on the PSD 10 in a planar manner. That is,
The output currents I 1 and I 2 from the electrodes 14 and 15 of the PSD 10
Is spot-like incident light that is completely equal to the planar incident light. When the incident position of the PSD10 edge of the spot-shaped incident light and x G, holds the following [Equation 10] to [Expression 3] and [Expression 9].

【0026】[0026]

【数10】 (Equation 10)

【0027】ここで、Here,

【数11】 である。[Equation 11] It is.

【0028】図3Aから判るように、光源30の入射角
度ΘはPSD10上の光の分布E=f(x)と対応して
いる。つまり、〔数11〕を用いて電流I1 、I2 を観
測することにより、等価的なスポット状入射光の位置x
G が判り、このxG から光源30の入射角度Θが判る。
ただし、xG は〔数10〕を満たし、ΘとxG との間に
は、次の〔数12〕の関係がある。
As can be seen from FIG. 3A, the incident angle Θ of the light source 30 corresponds to the light distribution E = f (x) on the PSD 10. That is, by observing the currents I 1 and I 2 using [Equation 11], the position x of the equivalent spot-like incident light is obtained.
G understand the incident angle Θ of the light source 30 from the x G can be known.
However, x G satisfies [Equation 10], and the following [Equation 12] exists between Θ and x G.

【0029】[0029]

【数12】 (Equation 12)

【0030】この〔数12〕を〔数11〕に代入する
と、ΘがI1 、I2 で表わされた次の〔数13〕が得ら
れる。この式よりI1 及びI2 が判れば入射角度Θを確
定できることが判る。
By substituting this [Equation 12] for [Equation 11], the following [Equation 13] in which Θ is represented by I 1 and I 2 is obtained. It can be seen from this equation that if I 1 and I 2 are known, the incident angle Θ can be determined.

【0031】[0031]

【数13】 (Equation 13)

【0032】以上より、光源30がレーザーのようなビ
ーム状ではなく、放射状に広がる光であっても、PSD
10の受光面の表面に遮光装置40を設置することによ
り、図3B及び図3Cに示したような、光の明Bと暗D
との分布を生じさせ、それらの面積比及び分布状態に応
じた光エネルギーに基づく電流値から光源30の入射角
度を検出することができる。従って、光源30をビーム
状に加工するための光学系などが不要となり、また、光
源30として太陽光などを利用することもできる。
As described above, even if the light source 30 is not a beam like a laser but a light that spreads radially, the PSD
By installing the light shielding device 40 on the surface of the light receiving surface of No. 10, light B and dark D of light as shown in FIGS. 3B and 3C.
And the incident angle of the light source 30 can be detected from the current value based on the light energy corresponding to the area ratio and the distribution state. Therefore, an optical system or the like for processing the light source 30 into a beam is not required, and sunlight or the like can be used as the light source 30.

【0033】次に、この発明の具体的な構成を図5乃至
図10に示した。先ず、遮光板で構成した遮光装置40
を用いた光源の方向及び又は位置検出装置(以下、単に
「検出装置」と記す)を図5乃至図7に示す。図5に示
した第1の実施例である検出装置Daは、PSD10a
の受光面10Aの上にその遮光板で形成した升を一列に
配列したような形態の遮光装置40Aを設けた構造に構
成した。この実施例は前記図3に示した原理図を踏襲し
た構成のものである。この実施例においては、PSD1
0Aとしては、浜松ホトニクス株式会社製の大面積PS
DシリーズのS1352型を用いた。
Next, a specific configuration of the present invention is shown in FIGS. First, a light shielding device 40 constituted by a light shielding plate
FIGS. 5 to 7 show a light source direction and / or position detection device (hereinafter simply referred to as a “detection device”). The detection device Da according to the first embodiment shown in FIG.
The light-shielding device 40A is configured such that the cells formed by the light-shielding plates are arranged in a line on the light-receiving surface 10A. This embodiment has a structure following the principle diagram shown in FIG. In this embodiment, PSD1
0A is a large area PS manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.
D series S1352 was used.

【0034】次の図6に示した第2の実施例は、図5の
第1の実施例を発展させた検出装置Dbで、PSD10
bの受光面10Bの上に升目をマトリックス状に配列し
たような形態の遮光装置40Bを設けた構造に構成し
た。この実施例は第1の実施例より更に受光面を拡張
し、一方向の列における複数の入射角度だけでなく、そ
の一方向の列と交差する他の方向の列、即ち、この実施
例では行における複数の入射角度も検出することができ
るので、一個の検出装置で光源の方向及び位置を検出す
ることができる。従って、より一層正確に、かつ高感度
で光源の位置を検出することができる特徴がある。この
実施例に用いたPSD10bは、やはり浜松ホトニクス
株式会社製の大面積PSDシリーズのS1869型やS
1881型を用いた。
The second embodiment shown in FIG. 6 is a detection device Db obtained by developing the first embodiment of FIG.
The light-shielding device 40B is configured such that the cells are arranged in a matrix on the light-receiving surface 10B of b. This embodiment further extends the light receiving surface from the first embodiment, and not only a plurality of incident angles in a row in one direction but also a row in another direction crossing the row in one direction, that is, in this embodiment, Since a plurality of incident angles in a row can also be detected, the direction and position of the light source can be detected by one detection device. Therefore, there is a feature that the position of the light source can be detected more accurately and with high sensitivity. The PSD 10b used in this example is a large-area PSD series S1869 or S1869 manufactured by Hamamatsu Photonics KK
Model 1881 was used.

【0035】図7に示した第3の実施例である検出装置
Dcは、同様に浜松ホトニクス株式会社製のS1869
型やS1881型PSDを用い、そのPSD10cの受
光面10Cの上に、遮光板を大小の円形に形成し、これ
らの円の遮光板を同心円状に等間隔に配置した形態の遮
光装置40Cを設けた構造に構成した。この実施例も第
2の実施例と同様に受光面を拡張し、一方向における複
数の入射角度だけでなく、その一方向と交差する他の方
向における複数の入射角度も検出することができるの
で、一個の検出装置で光源の方向及び位置を検出するこ
とができる。
The detection device Dc according to the third embodiment shown in FIG. 7 is also S1869 manufactured by Hamamatsu Photonics KK
A light-shielding device 40C having a shape in which light-shielding plates are formed in large and small circles on the light-receiving surface 10C of the PSD 10c using a mold or an S1881 type PSD, and these circular light-shielding plates are arranged concentrically at equal intervals. It was constructed in the structure. In this embodiment, similarly to the second embodiment, the light receiving surface can be expanded to detect not only a plurality of incident angles in one direction but also a plurality of incident angles in another direction crossing the one direction. , The direction and position of the light source can be detected by one detection device.

【0036】図8に示した次の第4の実施例である検出
装置Ddは、PSD10dの受光面10Dの上の中心部
に棒状の遮光装置40Dを立て、光源による影、即ち、
暗部Dを受光面10Dに落とすように構成したものであ
る。図では1本の棒を立てたが、複数本の棒を立てる
と、光の入射角度の検出精度を上げることができる。同
図Bにおいて、符号Rは影Dの長さを示す。
The detection device Dd according to the fourth embodiment shown in FIG. 8 has a bar-shaped light-shielding device 40D set up at the center on the light receiving surface 10D of the PSD 10d, and the shadow by the light source, that is,
The dark portion D is configured to drop on the light receiving surface 10D. In the figure, one rod is set, but if a plurality of rods are set, the detection accuracy of the incident angle of light can be improved. In FIG. 6B, the symbol R indicates the length of the shadow D.

【0037】図9に示した次の第5の実施例である検出
装置Deは、PSD10eの受光面10Eに平行に、そ
の上方に所定の間隔を開けてガラスなどの透明な基板5
0に、その中心部に不透明な印を付した遮光装置40E
を配置して構成している。従って、光源による影、即
ち、暗部Dを受光面10Dにスポット状で落とすように
構成したものである。この実施例では、不透明な印を一
箇所に付したが、更に異なる他の位置に複数の不透明な
印を付すと、光の入射角度の精度を上げることができ
る。同図Bにおいて、符号Rは遮光装置40Eの不透明
な印から影D迄の距離を示す。
The detector 5 according to the fifth embodiment shown in FIG. 9 comprises a transparent substrate 5 made of glass or the like parallel to the light receiving surface 10E of the PSD 10e and with a predetermined interval above the light receiving surface 10E.
0, a light-shielding device 40E having an opaque mark at its center.
Are arranged and configured. Therefore, it is configured such that the shadow of the light source, that is, the dark portion D is dropped in a spot shape on the light receiving surface 10D. In this embodiment, the opaque mark is provided at one position. However, when a plurality of opaque marks are provided at other different positions, the accuracy of the light incident angle can be improved. In FIG. 6B, the symbol R indicates the distance from the opaque mark of the light shielding device 40E to the shadow D.

【0038】更に、図10に第6の実施例である検出装
置Dfを示した。この実施例の検出装置Dfは前記第5
の検出装置Deの変形であって、PSD10fの受光面
10Fに平行に、その上方に所定の間隔を開けて不透明
な十字形物体からなり、その交差中心部が受光面10E
の中心部に位置するように構成した遮光装置40Eを配
置したものである。従って、光源による影、即ち、暗部
Dを受光面10Eに十字状で投影するように構成したも
のである。光源の位置により影Dの位置、即ち、十字形
物体の交差中心部からの長さが変化し、従って、光源の
位置を検出することができる。この実施例においても十
字形物体を一組だけ用いたが、例えば、もう一組の十字
形物体を、その交差中心部の位置をずらして配置した形
の二重十字形物体の遮光装置を用いると、光の入射角度
の検出精度を上げることができる。同図Bにおいて、符
号Rは遮光装置40Fの交差中心部置から投影D迄の距
離を示す。
FIG. 10 shows a detector Df according to a sixth embodiment. The detecting device Df of this embodiment is the fifth device.
Is a opaque cross-shaped object at a predetermined interval above and parallel to the light receiving surface 10F of the PSD 10f, and the center of the intersection is the light receiving surface 10E.
A light-shielding device 40E configured to be located at the center of the light-emitting device is disposed. Therefore, the shadow by the light source, that is, the dark portion D is projected on the light receiving surface 10E in a cross shape. Depending on the position of the light source, the position of the shadow D, that is, the length from the intersection center of the cross-shaped object changes, and therefore, the position of the light source can be detected. Although only one set of cross-shaped objects is used in this embodiment, for example, a light-shielding device for a double cross-shaped object in which another set of cross-shaped objects is arranged with the position of the center of the intersection shifted is used. Thus, the detection accuracy of the incident angle of light can be improved. In FIG. B, reference symbol R indicates the distance from the center of the intersection of the light shielding device 40F to the projection D.

【0039】図8乃至図10に示した実施例では、光源
の方向は定まるが、光源30の距離が定まらないので、
図11に示したように、例えば、図8に示した検出装置
Ddを複数個、例えば、2個の検出装置Dd1及びDd
2を或る距離を離して配置し、それぞれで光源30の方
向Θa及びΘbを〔数13〕を基に求めれば、三角測量
の要領で光源30の位置を検出するとができる。
In the embodiments shown in FIGS. 8 to 10, the direction of the light source is determined, but the distance of the light source 30 is not determined.
As shown in FIG. 11, for example, a plurality of, for example, two detection devices Dd1 and Dd shown in FIG.
By arranging the light sources 2 at a certain distance and determining the directions Θa and Θb of the light source 30 based on [Equation 13], the position of the light source 30 can be detected in a triangulation manner.

【0040】図5乃至図7に示した実施例の検出装置で
は、光源30の方向も距離も計れるが、一層精度を上げ
るためには、前記と同様にこれらの検出装置を複数個、
異なる位置に配置して用いるとより効果的になる。
5 to 7, the direction and the distance of the light source 30 can be measured. However, in order to further improve the accuracy, a plurality of these detecting devices are used as described above.
It is more effective to use them by arranging them at different positions.

【0041】この発明のこれらいずれかの検出装置を、
例えば、前記〔従来の技術〕の項で記したような移動体
に取り付けておけば、光源の方向及び又は位置を検出し
て、その光源の方向及び又は位置を基準にして、その移
動体の方向及び又は位置を制御することができる。ま
た、例えば、逆に防犯灯にこの発明の検出装置を取り付
けておけば、太陽の日の出、日没に応じて、及び又は照
射角度に応じて、その防犯灯をオン・オフすることがで
きる。更にまた、太陽電池のパネルにこの発明の検出装
置を取り付けておけば、太陽の出没までの動きに応じ
て、そのパネルを追随させることができ、効率的な発電
を行うことができる。そして更にまた、宇宙船をドッキ
ングさせる場合に、一方のドッキングさせられる宇宙船
の所定の場所に光源を取り付け、他方のドッキングさせ
る宇宙船の所定の場所に、この発明の検出装置を1個又
は複数個取り付けておけば、確実に双方の宇宙船をドッ
キングさせることができる。このように、この発明の光
源の方向・位置検出装置は広い範囲の技術分野に応用す
ることができる。
Any one of these detecting devices of the present invention
For example, if it is attached to a moving object as described in the section of [Prior Art], the direction and / or position of the light source is detected, and based on the direction and / or position of the light source, the moving object is detected. The direction and / or position can be controlled. Further, for example, if the detection device of the present invention is attached to the security light, the security light can be turned on / off according to the sunrise and sunset of the sun and / or according to the irradiation angle. Furthermore, if the detection device of the present invention is attached to a panel of a solar cell, the panel can follow the movement of the sun up and down, and efficient power generation can be performed. Furthermore, when the spacecraft is docked, a light source is attached to a predetermined location of one of the spacecrafts to be docked, and one or a plurality of the detection devices of the present invention are mounted at a predetermined location of the other spacecraft to be docked. By attaching them individually, both spacecrafts can be reliably docked. Thus, the light source direction / position detecting device of the present invention can be applied to a wide range of technical fields.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、光源として放射状の光を利用するため、レーザまた
は光学系を用いて加工したビーム状の光を用意する必要
がなく、従って、これらの光源に比べて、システム全体
が安価にできる。
As described above, according to the present invention, since radial light is used as a light source, there is no need to prepare a beam light processed using a laser or an optical system. Compared to these light sources, the entire system can be made cheaper.

【0043】また、受光装置の受光面に設ける遮光装置
も可動部などの複雑な機構を必要としないため、信頼性
が高く、検出装置の小型化も可能となる上、これも安価
に製作できる。
Also, since the light shielding device provided on the light receiving surface of the light receiving device does not require a complicated mechanism such as a movable portion, the reliability is high, the size of the detection device can be reduced, and the device can be manufactured at low cost. .

【0044】しかも、光源を備えた移動体、或いは検出
装置を備えた移動体を走行路に沿って正しく走行させる
ことができるなど、数々の優れた効果がある。
In addition, there are a number of excellent effects, such as that a moving body provided with a light source or a moving body provided with a detecting device can be correctly run along a running path.

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

【図1】この発明の光源の方向・位置検出装置に用いる
ことができる方向及び又は位置検出手段の一つであるP
SDの基本構造を示した断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a direction and / or position detecting means P which can be used in a direction / position detecting device for a light source according to the present invention;
It is sectional drawing which showed the basic structure of SD.

【図2】図1のPSDの基本動作を説明するための略線
図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a basic operation of the PSD in FIG. 1;

【図3】図1のPSDの表面に入射光が面で入射した場
合の基本動作を説明するための略線図であって、同図A
は側面図、同図Bは上面図、そして同図CはPSDの受
光面上の位置と光エネルギーとの関係を表すグラフであ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a basic operation when incident light is incident on the surface of the PSD in FIG. 1;
Is a side view, FIG. B is a top view, and FIG. C is a graph showing the relationship between the position on the light receiving surface of the PSD and the light energy.

【図4】PSDの表面の或る位置に入射する光エネルギ
ーのグラフである。
FIG. 4 is a graph of light energy incident on a location on the surface of the PSD.

【図5】この発明の第1の実施例である光源の方向及び
又は位置検出装置の斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a light source direction and / or position detecting device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第2の実施例である光源の方向及び
又は位置検出装置の斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a light source direction and / or position detecting device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第3の実施例である光源の方向及び
又は位置検出装置の斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a light source direction and / or position detecting device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第4の実施例である光源の方向検出
装置で、同図Aはその斜視図、同図Bは上面図である。
FIGS. 8A and 8B are perspective views and FIG. 8B is a top view of a light source direction detecting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】この発明の第5の実施例である光源の方向検出
装置で、同図Aはその斜視図、同図Bは上面図である。
9A and 9B are perspective views and FIG. 9B is a top view of a light source direction detecting device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第6の実施例で光源の方向及び又
は位置検出装置で、同図Aはその斜視図、同図Bは上面
図である。
FIG. 10 is a perspective view and FIG. 10B is a top view of a device for detecting the direction and / or position of a light source according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】図8に示したこの発明の光源の方向検出装置
である第4の実施例を用いて光源の方向及び位置検出方
法を説明するための模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a method for detecting the direction and position of a light source using the fourth embodiment of the light source direction detection device of the present invention shown in FIG.

【図12】従来技術の無人車の光学的誘導装置を示した
略線図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a conventional optical guidance device for an unmanned vehicle.

【図13】図12の装置のブロック図である。FIG. 13 is a block diagram of the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Da 光源の方向及び位置検出装置 Db 光源の方向及び位置検出装置 Dc 光源の方向及び位置検出装置 Dd 光源の方向検出装置 De 光源の方向検出装置 Df 光源の方向検出装置 D 暗(影) Θ 光源の入射角度 10a PSD 10b PSD 10c PSD 10d PSD 10e PSD 10f PSD 10A PSD10aの受光面 10B PSD10bの受光面 10C PSD10cの受光面 10D PSD10dの受光面 10E PSD10eの受光面 10F PSD10fの受光面 30 光源 40A 光源の方向及び位置検出装置Da用遮光装置 40B 光源の方向及び位置検出装置Db用遮光装置 40C 光源の方向及び位置検出装置Dc用遮光装置 40D 光源の方向及び位置検出装置Dd用遮光装置 40E 光源の方向及び位置検出装置De用遮光装置 40F 光源の方向及び位置検出装置Df用遮光装置 Da light source direction and position detection device Db light source direction and position detection device Dc light source direction and position detection device Dd light source direction detection device De light source direction detection device Df light source direction detection device D dark (shadow) の light source Incident angle 10a PSD 10b PSD 10c PSD 10d PSD 10e PSD 10f PSD 10A Light receiving surface of PSD 10a 10B Light receiving surface of PSD 10b Light receiving surface of PSD 10c 10D Light receiving surface of PSD 10d 10E Light receiving surface of PSD 10e Light receiving surface of 10F PSD 10f Light source 30 Light source And light-shielding device 40B for the position detection device Da 40B light-shielding device 40C for the direction and position of the light source Dc Light-shielding device 40D for the direction and position of the light-source detection device DC Detector De light-shielding device 40F light source direction and the position detecting device Df for the shading device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01C 1/00 - 1/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 102 G01C 1/00-1/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源と光電変換装置の受光面との間に遮
光装置を設け、この遮光装置により遮られて生じた、前
記光源からの入射光量の強弱による面分布の状態を検出
するための光源の方向・位置検出装置において、前記遮
光装置が升目状の構造に形成されていることを特徴とす
る光源の方向・位置検出装置。
The shading device between 1. A light source and the light-receiving surface of the photoelectric conversion device provided, resulting is blocked by the shading device, before
Detects the state of surface distribution depending on the intensity of incident light from the light source
In the apparatus for detecting the direction and position of a light source for
The optical device is formed in a grid-like structure.
Light source direction / position detection device.
【請求項2】 光源と光電変換装置の受光面との間に遮
光装置を設け、この遮光装置により遮られて生じた、前
記光源からの入射光量の強弱による面分布の状態を検出
するための光源の方向・位置検出装置において、前記遮
光装置が異なる直径の複数の環状板を等間隔で同心円状
に配列した構造に形成されていることを特徴とする光源
の方向・位置検出装置。
The shading device between 2. A light source and the light-receiving surface of the photoelectric conversion device provided, resulting is blocked by the shading device, before
Detects the state of surface distribution depending on the intensity of incident light from the light source
In the apparatus for detecting the direction and position of a light source for
Concentric circles of multiple annular plates with different diameters at equal intervals
Characterized by being formed in a structure arranged in a matrix
Direction and position detection device.
【請求項3】(3) 光源と光電変換装置の受光面との間に遮Shield between the light source and the light receiving surface of the photoelectric conversion device
光装置を設け、この遮光装置により遮られて生じた、前An optical device is provided, and the
記光源からの入射光量の強弱による面分布の状態を検出Detects the state of surface distribution depending on the intensity of incident light from the light source
するための光源の方向・位置検出装置において、前記遮In the apparatus for detecting the direction and position of a light source for
光装置が棒状であり、複数個の前記遮光装置が前記光電The optical device has a rod shape, and the plurality of light shielding devices are
変換装置の受光面に所定の間隔をあけて直接立てて配置Placed upright on the light-receiving surface of the converter at a specified interval
されていることを特徴とする光源の方向・位置検出装Light source direction / position detection device
置。Place.
【請求項4】(4) 光源と光電変換装置の受光面との間に遮Shield between the light source and the light receiving surface of the photoelectric conversion device
光装置を設け、この遮光装置により遮られて生じた、前An optical device is provided, and the
記光源からの入射光量の強弱による面分布の状態を検出Detects the state of surface distribution depending on the intensity of incident light from the light source
するための光源の方向・位置検出装置において、前記遮In the apparatus for detecting the direction and position of a light source for
光装置が前記光電変換装置の受光面から所定の間隔をあAn optical device is spaced a predetermined distance from the light receiving surface of the photoelectric conversion device.
けて配置された透明基板の中央部に、複数個の不透明なIn the center of the transparent substrate
印を所定の間隔で付して構成されていることを特徴とすMarks are provided at predetermined intervals.
る光源の方向・位置検出装置。Light source direction / position detector.
【請求項5】 光源と光電変換装置の受光面との間に遮5. A shield between a light source and a light receiving surface of a photoelectric conversion device.
光装置を設け、この遮光装置により遮られて生じた、前An optical device is provided, and the
記光源からの入射光量の強弱による面分布の状態を検出Detects the state of surface distribution depending on the intensity of incident light from the light source
するための光源の方向・位置検出装置において、前記遮In the apparatus for detecting the direction and position of a light source for
光装置が十字形物体であって、複数個の前記遮光装置をThe optical device is a cross-shaped object, and a plurality of the light shielding devices are provided.
用い、該遮光装置の各々の十字交差部が前記光電変換装Each of the cross portions of the light shielding device is provided with the photoelectric conversion device.
置の受光面における上方の中央部に所定の間隔をずらしA predetermined distance to the upper center of the light receiving surface
て配置されていることを特徴とする光源の方向・位置検Light source direction and position
出装置。Output device.
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