JPH0357913A - 測距センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、投光手段から検知エリアに投光される光ビー
ムの検知物体による反射光を、受光手段にて受光し、受
光手段の出力に基づいて検知エリア内の検知物体までの
距離を測定するようにした測距センサーに関するもので
ある． ［従来の技術コ 第２図はこの種の測距センサーの従来例（平戒１年特許
願第４０５６号）を示すブロック図である．この測距セ
ンサーにあっては、発光部１からの出力光を周波数ｆ。

にて輝度変調して、投光光学系により反射物体８へ投光
する．そして、反射物体８からの反射光を受光光学系に
より受光部２上に入射させる．このとき、発光部■から
発光される参照光波形と受光部２にて受光される測距光
波形との間には、第３図に示すように反射物体８までの
距離ｌに応じて位相のずれθｄを生ずる。この関係を式
で表せば、 １＝ｃ−θｄ／４πｆ． となり、位相差θｄが測定されれば、反射物体８までの
距離ｅを求めることができる。ただし、上式において、
Ｃは光速である。

第２図に示すセンサーでは、光路切換ミラー３ｌとハー
フミラー３２よりなる光路切換器３を用いて、反射物体
８からの反射光と、発光部１がら直接受光部２に導かれ
る直接光とが交互に受光部２に入射するようにしている
。光路切換ミラー３１はタイミング回路３０の制御下に
て回動制御される。光路切換ミラー３１が発光部１から
の光と略平行な方向Ａに設定されると、発光部１からの
光は反射物体８へ投光される。反射物体８からの反射光
は、ハーフミラー３２を通過して受光部２に入射する。

また、光路切換ミラー３１が発光部■からの光に対して
約４５度の方向Ｂに設定されると、発光部１からの光は
光路切換ミラー３１にて反射され、ハーフミラー３２に
て再度反射されて、受光部２に入射する。受光回路２１
により得られた受光信号は混合器２２に導かれ、発振器
１２からの局部発振周波数（ｆ．−ｆｃ）と混合され、
より低い周波数に変換され、発振器１２で作られる周波
数ｆｃの信号と混合器２２の出力の位相差を位相比較部
４により求める．位相比較部４の中では、タイミング回
路３０の出力に応じて、受光信号が反射光である場合の
位相差θｒと、受光信号が直接光である場合の位相差θ
Ｃを求め、θｄ＝θｒ　−θＣとして距離ｌに応じた位
相のずれθｄを求め、このθｄに応じた電圧を距離信号
として出力するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の従来例において、測距センサーから投光される光
ビームをスキャナーを利用して反射物体８上で走査すれ
ば、１次元の検知エリアを得ることができる。ところが
、上記の測距センサーは測定点から反射点までの距離に
応じた出力を発生するので、測定面から反射面までの距
離を測定する用途には適さない．例えば、第４図に示す
ように、測距センサーＳを取り付けた測定面から反射物
体８の表面（反射面）までの距離を測定する場合に、測
距センサーＳからＡ点までの距離ｌは測定面から反射面
までの距離を表しているが、測距センサーＳからＢ点ま
での距離２′は測定点から反射点までの距離であり、測
定面から反射面までの距離ではない。

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、スキャナーの走査角度に関係な
く、測定面がら反射面までの距離を知ることのできる測
距センサーを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図に示すように、反射物体に光ビームを投光する発光部
１と、反射物体がらの反射光を受光する受光部２と、発
光部１の発光位相と受光部２の受光位相との位相差に応
じた信号を出力する位相比較部４と、発光部１から投光
される光ビームを反射物体上で走査させるためのスキャ
ナー３３とを備える測距センサーにおいて、スキャナー
３３の走査角度に応じた信号を出力する角度補正信号部
６と、位相比較部４がら出力される信号と角度補正信号
部６から出力される信号を掛け合わせた結果を距離信号
として出力する距離演算部５とを設けたことを特徴とす
るものである。

［作用］ 本発明にあっては、このように、角度補正信号部６から
スキャナー３３の走査角度に応じた信号を出力し、位相
比較部４から出力される信号と上記信号とを距離演算部
５により掛け合わせるようにしたから、走査角度に関係
なく測定面から反射面までの距離を正確に知ることがで
きる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

発光部１は発光ダイオードや半導体レーザーのような発
光素子よりなり、発光回路１１により供給される駆動信
号に応じて光信号を発生する。発振器ｌ２は、発光部１
から出力される光信号の変調周波数ｒ。を発振し、発光
回路１１に供給すると共に、混合器２２には局部発振周
波数（ｆ．−ｒｅ）を供給する。局部発振周波数（Ｌ−
ｒｅ）は変調周波数ｒ。

とは僅かに周波数の異なる信号であり、ｆｃ＜ｆ．であ
る。受光部２はシリコンフォトダイオードのような受光
素子よりなり、受光された光信号の強度に応じた光電流
を発生する。受光回路２１は電流−電圧変換回路を含み
、受光部１にて得られた光電流を電圧信号に変換する。

受光回路２１の出力は混合器２２にて局部発振周波数（
ｆｏ−ｒｅ）と混合され、低周波の信号に変換されて、
位相比較部４に入力される６位相比較部４は発振器■２
から出力される周波数ｆｃの信号と、混合器２２から得
られた低周波の信号との位相差に応じた電圧を発生する
。

本実施例の測距センサーは、発光部１からの光ビームを
走査するためのスキャナー３３を備えている。このスキ
ャナー３３は、駆動回路３４により回動制御される反射
鏡よりなり、その回動角度の２倍の走査角度ψで光ビー
ムを走査する。そして、ある走査角度の方向に参照光受
光用の光ファイバー３５の一端を配置し、光ファイバー
３５の他端を受光部２に向けて配置している．スキャナ
ー３３にて反射された光ビームが光ファイバー３５に入
射する走査角度においては、光ビームは測距光とはなら
ず、全部又は一部が参照光として受光部２へ導かれる。

角度補正信号部６は駆動回路３４に接続されており、ス
キャナー３３の走査角度に応じた電圧信号Ｖｐを発生す
る．この電圧信号Ｖｐが所定の電位Ｖｐｒのときに、ス
キャナー３３によって反射された光ビームは光ファイバ
ー３５を通じて受光部１に戻される。このとき、角度補
正信号部６から位相比較部４にパルス信号が与えられ、
そのときの位相差θＣが位相比較部４に記憶される。ス
キャナー３３の走査角度に応じた電圧信号■ｐが所定の
電位Ｖｐｒでないときには、発光位相と受光位相との位
相差θｒと上述の記憶された位相差θｒとの差θｄ一θ
ｒ一θＣに比例した電圧が位相比較部４から出力される
．この電圧は測定点から反射点までの距離ｌ′に比例し
ている。距離演算部５では、この距離ｌ゜に比例する位
相比較部５からの出力電圧と角度補正信号部６から出力
される電圧Ｖｐとを掛け合わせた電圧を距離信号として
出力する．光スキャナー３３により測定面から反射面に
光ビームが垂直に投光されるときの走査角度ψをψ＝Ｏ
とすると、角度補正信号部６から出力される電圧Ｖｐは
ｃｏｓψに比例するように設定すれば良い．このように
すれば、距離演算部５から出力される電圧は、ｌ＝　ｅ
’　ｃｏｓψに比例し、走査角度ψに関係なく、測定面
から反射面までの距Ｍ１を表すことになる． ［発明の効果］ 本発明においては、上述のように、位相比較部から出力
される信号をそのまま距離信号とはせずに、走査角度に
応じた角度補正信号と掛け合わせた結果を距離信号とし
ているので、走査角度に関係なく、測定面から反射面ま
での距離を正確に測ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は従来
例のブロック図、第３図は同上の動作波形図、第４図は
従来例の問題点を説明するための図である。 １は発光部、２は受光部、４は位相比較部、５は距離演
算部、６は角度補正信号部、３３はスキャナーである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）反射物体に光ビームを投光する発光部と、反射物
   体からの反射光を受光する受光部と、発光部の発光位相
   と受光部の受光位相との位相差に応じた信号を出力する
   位相比較部と、発光部から投光される光ビームを反射物
   体上で走査させるためのスキャナーとを備える測距セン
   サーにおいて、スキャナーの走査角度に応じた信号を出
   力する角度補正信号部と、位相比較部から出力される信
   号と角度補正信号部から出力される信号を掛け合わせた
   結果を距離信号として出力する距離演算部とを設けたこ
   とを特徴とする測距センサー。