JPH0372929B2 - - Google Patents
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- JPH0372929B2 JPH0372929B2 JP21530283A JP21530283A JPH0372929B2 JP H0372929 B2 JPH0372929 B2 JP H0372929B2 JP 21530283 A JP21530283 A JP 21530283A JP 21530283 A JP21530283 A JP 21530283A JP H0372929 B2 JPH0372929 B2 JP H0372929B2
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/02—Details
- G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、光ビームを被測定物に照射し、その
反射光を用いて被測定物までの距離またはその変
位を測定する様にした距離測定装置に関するもの
である。
反射光を用いて被測定物までの距離またはその変
位を測定する様にした距離測定装置に関するもの
である。
第１図に従来の距離測定装置のブロツク図を示
す。この第１図の装置において、その原理を説明
する。即ち投光素子１、投光レンズ系２によつて
被測定物３に光のスポツトを形成し、その光のス
ポツトを受光レンズ系４を用いることにより、一
次元光スポツト位置検出用の受光素子５上に結像
させる。この受光素子５上の受光スポツトは、被
測定物３が第１図中においてａ→ｂ→ｃと移動す
ることによつて、同図中a′→b′→c′と移動する。
つまり被測定物３との距離は、受光素子５上のス
ポツトの位置を知ることにより明らかとなる。こ
の受光素子５は、前述のように一次元の光スポツ
トの位置を検出する素子〔例えば浜松フオトニク
ス社のPSD素子〕であり、出力として、i1、i2の
２つの出力電流を出力する。この２つの出力電流
i1、i2は、それぞれ減算器６及び加算器７へ入力
され、（v1−v2）、（v1＋v2）に変換される。その
後、割算器８を用いて、（v1−v2）／（v1＋v2）
に変換することにより、受光量に関係なく距離に
対応した電圧値を得ることができる。この割算器
８の出力電圧と距離の関係を第２図のグラフに示
す。かくてこの第２図に示すように、被測定物３
の距離ａ、ｂ、ｃは割算器８出力：a″、b″、c″に
対応して求められるわけである。従つてこの割算
器８の後に比較回路９を設ける事によつて、ある
設定距離dTより被測定物３が近くにあるか、遠く
にあるかの判定を行なうことができる。即ち第２
図においては、しきい値電圧設定回路１０により
しきい値電圧vTを設定すれば、設定距離dTを基準
にした被測定物３の遠近を判定することができる
のである。
す。この第１図の装置において、その原理を説明
する。即ち投光素子１、投光レンズ系２によつて
被測定物３に光のスポツトを形成し、その光のス
ポツトを受光レンズ系４を用いることにより、一
次元光スポツト位置検出用の受光素子５上に結像
させる。この受光素子５上の受光スポツトは、被
測定物３が第１図中においてａ→ｂ→ｃと移動す
ることによつて、同図中a′→b′→c′と移動する。
つまり被測定物３との距離は、受光素子５上のス
ポツトの位置を知ることにより明らかとなる。こ
の受光素子５は、前述のように一次元の光スポツ
トの位置を検出する素子〔例えば浜松フオトニク
ス社のPSD素子〕であり、出力として、i1、i2の
２つの出力電流を出力する。この２つの出力電流
i1、i2は、それぞれ減算器６及び加算器７へ入力
され、（v1−v2）、（v1＋v2）に変換される。その
後、割算器８を用いて、（v1−v2）／（v1＋v2）
に変換することにより、受光量に関係なく距離に
対応した電圧値を得ることができる。この割算器
８の出力電圧と距離の関係を第２図のグラフに示
す。かくてこの第２図に示すように、被測定物３
の距離ａ、ｂ、ｃは割算器８出力：a″、b″、c″に
対応して求められるわけである。従つてこの割算
器８の後に比較回路９を設ける事によつて、ある
設定距離dTより被測定物３が近くにあるか、遠く
にあるかの判定を行なうことができる。即ち第２
図においては、しきい値電圧設定回路１０により
しきい値電圧vTを設定すれば、設定距離dTを基準
にした被測定物３の遠近を判定することができる
のである。
ところが以上のような従来の距離測定回路にお
いて、割算器８には色々な問題点がある。即ち実
際の回路構成においては、一般に掛算用ICを割
算器として用いることが多いが、この掛算用IC
は多くの問題点を持つている。つまり１）温度安
定性が悪い。２）ダイナミツクレンジが狭い。
３）応答速度が遅い。４）リニアリテイが悪い。
等の問題がある。今これの例として、インターシ
ル社の掛算用IC：ICL8013の電気的特性を考える
と、これの特性は、その価格が1/10以下の演算増
巾ICに比べても非常に劣るものである。従つて
このように割算器８を用いる事は距離測定精度に
大きな影響を与え、割算器８で得られる精度以上
の測距精度は得られないことになるという問題が
あつた。
いて、割算器８には色々な問題点がある。即ち実
際の回路構成においては、一般に掛算用ICを割
算器として用いることが多いが、この掛算用IC
は多くの問題点を持つている。つまり１）温度安
定性が悪い。２）ダイナミツクレンジが狭い。
３）応答速度が遅い。４）リニアリテイが悪い。
等の問題がある。今これの例として、インターシ
ル社の掛算用IC：ICL8013の電気的特性を考える
と、これの特性は、その価格が1/10以下の演算増
巾ICに比べても非常に劣るものである。従つて
このように割算器８を用いる事は距離測定精度に
大きな影響を与え、割算器８で得られる精度以上
の測距精度は得られないことになるという問題が
あつた。
本発明は光切断方式の距離測定装置において、
高精度・高安定性・高速応答性を有するようにし
た距離測定装置を提供することを目的とするもの
である。
高精度・高安定性・高速応答性を有するようにし
た距離測定装置を提供することを目的とするもの
である。
実施例
第３図は本発明の一実施例の回路構成を示すブ
ロツク図であつて、このような第３図の回路構成
を採用することによつて、ある設定距離に対して
測定距離が近いか遠いかの判別を、前記従来例の
ように割算器を用いずに行なうことが可能となつ
たものである。以下その原理を説明する。第４図
に被測定物との距離に対する、第１図従来例又は
第３図実施例における減算器６の出力を示す。こ
の減算器６出力（v1−v2）は受光素子５に当る光
の強さ、つまり受光量によつて変化する。例えば
受光量が２倍に変化した場合、第４図のグラフは
→と変化する。したがつて減算器６を出力電
圧を単純にある一定電圧値で比較していたので
は、ある一定の受光量の時は良いが受光量が変化
すると、設定距離が等価的に変化する事になり正
しい判別ができなくなる。ここで従来は割算器８
を用いて減算器６出力を正規化していたが、本発
明においては、減算器６出力を比較回路９に入力
し、そのしきい値電圧値を加算器７出力（v1＋
v2）を用いて造りだすことにより、受光量が変化
しても断えず正しい判別ができるようにしたもの
である。つまり、加算器７からの出力をｋ倍した
電圧ｋ（v1＋v2）をしきい値電圧制御回路１１で
造りだすのであり、その電圧を比較回路９のしき
い値電圧に用いるということは、 （v1−v2）＝ｋ（v1＋v2） （式１） が、比較回路９が反転する条件である。ここでも
し受光量がα倍変化したとすると（式１）は α（v1−v2）＝kα（v1＋v2） （v1−v2）＝ｋ（v1＋v2） （式２） となり（式１）と同一となる。このことはつまり
受光量が変化しても、比較回路９の反転条件には
影響を与えず、たえず（式１）の条件で正しい判
断ができるわけである。又（式１）における定数
ｋを変化させることで、しきい値距離を決定する
ことができる。以上の構成にすることで、問題点
の多い割算器８を用いずに距離を測定することが
可能となり温度安定性・ダイナミツクレンジ・応
答速度・リニアリテイ共にすぐれた動作を行なう
ようにすることができるのである。
ロツク図であつて、このような第３図の回路構成
を採用することによつて、ある設定距離に対して
測定距離が近いか遠いかの判別を、前記従来例の
ように割算器を用いずに行なうことが可能となつ
たものである。以下その原理を説明する。第４図
に被測定物との距離に対する、第１図従来例又は
第３図実施例における減算器６の出力を示す。こ
の減算器６出力（v1−v2）は受光素子５に当る光
の強さ、つまり受光量によつて変化する。例えば
受光量が２倍に変化した場合、第４図のグラフは
→と変化する。したがつて減算器６を出力電
圧を単純にある一定電圧値で比較していたので
は、ある一定の受光量の時は良いが受光量が変化
すると、設定距離が等価的に変化する事になり正
しい判別ができなくなる。ここで従来は割算器８
を用いて減算器６出力を正規化していたが、本発
明においては、減算器６出力を比較回路９に入力
し、そのしきい値電圧値を加算器７出力（v1＋
v2）を用いて造りだすことにより、受光量が変化
しても断えず正しい判別ができるようにしたもの
である。つまり、加算器７からの出力をｋ倍した
電圧ｋ（v1＋v2）をしきい値電圧制御回路１１で
造りだすのであり、その電圧を比較回路９のしき
い値電圧に用いるということは、 （v1−v2）＝ｋ（v1＋v2） （式１） が、比較回路９が反転する条件である。ここでも
し受光量がα倍変化したとすると（式１）は α（v1−v2）＝kα（v1＋v2） （v1−v2）＝ｋ（v1＋v2） （式２） となり（式１）と同一となる。このことはつまり
受光量が変化しても、比較回路９の反転条件には
影響を与えず、たえず（式１）の条件で正しい判
断ができるわけである。又（式１）における定数
ｋを変化させることで、しきい値距離を決定する
ことができる。以上の構成にすることで、問題点
の多い割算器８を用いずに距離を測定することが
可能となり温度安定性・ダイナミツクレンジ・応
答速度・リニアリテイ共にすぐれた動作を行なう
ようにすることができるのである。
本発明は更に、受光電圧を一定に保ち、いかな
る反射物体でも安定に検出できるようにしてい
る。即ち、１２，１３は受光電圧制御回路で、こ
れらは全く同一の特性を有するもので、加算器７
で得られた受光電圧（v1＋v2）が変化しても一定
の電圧vcが得られるように制御するものであり、
受光素子５と加算器７との間および受光素子５と
減算器６との間にそれぞれ設ける。これら受光電
圧制御回路１２，１３は、受光素子５での受光量
が反射物体の影響により変化しても、たえず一定
の加算器出力電圧：（v1＋v2）＝vcが得られるよう
に制御を行ない、常に比較回路９が最良の状態で
動作するようにしている。
る反射物体でも安定に検出できるようにしてい
る。即ち、１２，１３は受光電圧制御回路で、こ
れらは全く同一の特性を有するもので、加算器７
で得られた受光電圧（v1＋v2）が変化しても一定
の電圧vcが得られるように制御するものであり、
受光素子５と加算器７との間および受光素子５と
減算器６との間にそれぞれ設ける。これら受光電
圧制御回路１２，１３は、受光素子５での受光量
が反射物体の影響により変化しても、たえず一定
の加算器出力電圧：（v1＋v2）＝vcが得られるよう
に制御を行ない、常に比較回路９が最良の状態で
動作するようにしている。
第５図および第６図に本発明の実施例による受
光電圧制御回路１２，１３のそれぞれ異なる具体
回路を示す。まず第５図において、OP1、OP2は
受光電圧が一定の値vcになるように制御する伝達
コンダクタンス増巾器であり、誤差増巾回路
OP3、電圧電流変換回路OP4により制御され、受
光素子５での受光量が変化しても、一定の加算器
出力電圧が得られるように制御する。つぎに、第
６図において、CdSは可変抵抗素子で、発光ダイ
オードLEDと組合せてフオトカプラ１４を形成
し、このフオトカプラ１４により利得を可変でき
る増巾器OP5、OP6を形成し、第５図の回路と同
様に誤差増巾回路OP3と電圧電流変換回路OP4よ
りなる制御回路により、加算器７の出力を一定値
になるように制御する。
光電圧制御回路１２，１３のそれぞれ異なる具体
回路を示す。まず第５図において、OP1、OP2は
受光電圧が一定の値vcになるように制御する伝達
コンダクタンス増巾器であり、誤差増巾回路
OP3、電圧電流変換回路OP4により制御され、受
光素子５での受光量が変化しても、一定の加算器
出力電圧が得られるように制御する。つぎに、第
６図において、CdSは可変抵抗素子で、発光ダイ
オードLEDと組合せてフオトカプラ１４を形成
し、このフオトカプラ１４により利得を可変でき
る増巾器OP5、OP6を形成し、第５図の回路と同
様に誤差増巾回路OP3と電圧電流変換回路OP4よ
りなる制御回路により、加算器７の出力を一定値
になるように制御する。
〔発明の効果〕
上述のように本発明は、受光素子出力の加算結
果で制御されしきい値電圧を出力するしきい値電
圧制御回路と、前記受光素子出力の減算結果と前
記しきい値電圧制御回路出力のしきい値電圧とを
比較する比較回路とを備え、前記しきい値電圧制
御回路への入力電圧が常に一定になるように前記
受光素子と加算器との間および受光素子と減算器
との間に、受光電圧を制御する受光電圧制御回路
をそれぞれ具備したから、割算器を用いずに演算
増巾器のみを使用して構成でき、温度安定性がよ
く、ダイナミツクレンジが広くなる上、応答速度
が速くなり、しかも、リニアリテイがよく、低価
格にできるという効果を奏するものである。
果で制御されしきい値電圧を出力するしきい値電
圧制御回路と、前記受光素子出力の減算結果と前
記しきい値電圧制御回路出力のしきい値電圧とを
比較する比較回路とを備え、前記しきい値電圧制
御回路への入力電圧が常に一定になるように前記
受光素子と加算器との間および受光素子と減算器
との間に、受光電圧を制御する受光電圧制御回路
をそれぞれ具備したから、割算器を用いずに演算
増巾器のみを使用して構成でき、温度安定性がよ
く、ダイナミツクレンジが広くなる上、応答速度
が速くなり、しかも、リニアリテイがよく、低価
格にできるという効果を奏するものである。
第１図は従来の光切断距離測定装置のブロツク
図、第２図は同上の被測定物の距離と割算器出力
との関係特性図、第３図は本発明の一実施例のブ
ロツク回路図、第４図は同上の被測定物の距離と
減算器出力との関係特性図、第５図および第６図
はそれぞれ同上の実施例の異なる要部具体回路図
である。 ５……受光素子、６……減算器、７……加算
器、９……比較回路、１１……しきい値電圧制御
回路、１２，１３……受光電圧制御回路。
図、第２図は同上の被測定物の距離と割算器出力
との関係特性図、第３図は本発明の一実施例のブ
ロツク回路図、第４図は同上の被測定物の距離と
減算器出力との関係特性図、第５図および第６図
はそれぞれ同上の実施例の異なる要部具体回路図
である。 ５……受光素子、６……減算器、７……加算
器、９……比較回路、１１……しきい値電圧制御
回路、１２，１３……受光電圧制御回路。
Claims (1)
- １ 対象物にスポツト光を当て、その反射光を結
像手段で結像し、ほぼ結像位置に一次元光スポツ
ト位置検出用の受光素子を配置してこの受光素子
の出力により対象物の距離を測定するようにした
距離測定装置において、前記受光素子出力の加算
結果で制御されしきい値電圧を出力するしきい値
電圧制御回路と、前記受光素子出力の減算結果と
前記しきい値電圧制御回路出力のしきい値電圧と
を比較する比較回路とを備え、前記しきい値電圧
制御回路への入力電圧が常に一定になるように前
記受光素子と加算器との間および受光素子と減算
器との間に、受光電圧を制御する受光電圧制御回
路をそれぞれ具備して成ることを特徴とする距離
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21530283A JPS60107514A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21530283A JPS60107514A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | 距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60107514A JPS60107514A (ja) | 1985-06-13 |
| JPH0372929B2 true JPH0372929B2 (ja) | 1991-11-20 |
Family
ID=16670067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21530283A Granted JPS60107514A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60107514A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6281519A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | 距離測定装置 |
| JPS62197704A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-09-01 | Nec Yamagata Ltd | 反射センサ |
| JPH0714808Y2 (ja) * | 1986-03-12 | 1995-04-10 | 松下電工株式会社 | 光学式距離測定装置 |
-
1983
- 1983-11-15 JP JP21530283A patent/JPS60107514A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60107514A (ja) | 1985-06-13 |
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