JPH05322559A - Optical displacement sensor - Google Patents
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- JPH05322559A JPH05322559A JP13401092A JP13401092A JPH05322559A JP H05322559 A JPH05322559 A JP H05322559A JP 13401092 A JP13401092 A JP 13401092A JP 13401092 A JP13401092 A JP 13401092A JP H05322559 A JPH05322559 A JP H05322559A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、物体までの距離を三角
測量法を用いて非接触で計測する光学式変位センサに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical displacement sensor for measuring a distance to an object by using a triangulation method without contact.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、ＦＡ（ファクトリーオートメ
ーション）等の分野においてロボットの視覚センサなど
に用いるために、三角測量法に基づいて光学的に距離を
測定する変位センサが提供されている。この種の変位セ
ンサは、光学的に距離を測定するから物体までの距離を
非接触で測定できるという利点がある。また、図１に示
すように、物体までの距離に関する情報を検出するセン
サヘッド１０と、センサヘッド１０で求めた情報に基づ
いて物体までの距離を演算したり物体までの距離に応じ
た各種判定を行うためのコントローラ２０とは別体に設
けられて接続線を介して接続されている。このようにセ
ンサヘッド１０とコントローラ２０とを分離した構成と
すれば、センサヘッド１０が小型化され、ロボット等に
組み込み易くなる。2. Description of the Related Art Conventionally, a displacement sensor for optically measuring a distance based on a triangulation method has been provided for use as a visual sensor of a robot in the field of FA (Factory Automation) and the like. This type of displacement sensor has an advantage that the distance to an object can be measured in a non-contact manner because the distance is optically measured. Further, as shown in FIG. 1, a sensor head 10 that detects information related to a distance to an object, a distance to the object is calculated based on the information obtained by the sensor head 10, and various determinations according to the distance to the object are performed. The controller 20 is provided separately from the controller 20 and is connected via a connecting line. If the sensor head 10 and the controller 20 are separated in this way, the sensor head 10 can be downsized and can be easily incorporated into a robot or the like.
【０００３】ところで、センサヘッド１０は、物体３に
光ビームを照射して点状の光パターンである投光スポッ
トを物体の表面に形成する投光手段１と、投光手段１か
ら照射された光ビームの物体３の表面での反射光を検出
する受光手段２とを備える。受光手段２では、入射光を
受光光学系１５に通して収束させることによって、ＰＳ
Ｄなどの位置センサ１４の受光面に投光スポットの像と
しての受光スポットを形成し、受光スポットの位置に対
応した一対の位置信号を出力する。すなわち、位置セン
サ１４は、受光スポットの位置に応じて比率が決まる電
流信号である一対の位置信号を発生するのであって、両
位置信号の関係に基づいて受光スポットの位置を検出す
れば、物体３までの距離を三角測量法に基づいて求める
ことができるのである。By the way, the sensor head 10 is irradiated by the light projecting means 1 for irradiating the object 3 with a light beam to form a light projecting spot which is a point-like light pattern on the surface of the object, and the light projecting means 1. The light receiving means 2 detects the reflected light of the light beam on the surface of the object 3. In the light receiving means 2, the incident light is passed through the light receiving optical system 15 to be converged so that PS
A light receiving spot as an image of the light emitting spot is formed on the light receiving surface of the position sensor 14 such as D, and a pair of position signals corresponding to the positions of the light receiving spots are output. That is, the position sensor 14 generates a pair of position signals, which are current signals whose ratio is determined according to the position of the light receiving spot, and if the position of the light receiving spot is detected based on the relationship between both position signals, the object The distance up to 3 can be found based on the triangulation method.
【０００４】さらに具体的に説明する。投光手段１は、
半導体レーザ等の発光素子１１を備え、発光素子１１か
ら出力された光は投光光学系１２に通されることによっ
て光ビームを形成する。また、発光素子１１には、コン
トローラ２０に設けたクロック信号発生部２２から発生
するタイミングパルスが駆動回路１３を通して入力さ
れ、発光素子１１は変調された光をタイミングパルスに
同期して間欠的に出力する。A more specific description will be given. The light projecting means 1 is
A light emitting element 11 such as a semiconductor laser is provided, and the light output from the light emitting element 11 is passed through a light projecting optical system 12 to form a light beam. A timing pulse generated from a clock signal generator 22 provided in the controller 20 is input to the light emitting element 11 through the drive circuit 13, and the light emitting element 11 intermittently outputs the modulated light in synchronization with the timing pulse. To do.
【０００５】一方、位置センサ１４から出力される一対
の位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 は、それぞれ電流−電圧変換回路
１６ａ，１６ｂを通して電圧信号に変換される。各電圧
信号は増幅手段である増幅器１７ａ，１７ｂを通してそ
れぞれ増幅された後に、コントローラ２０に出力され、
演算手段である信号処理部２１に入力されて物体までの
距離に対応した出力信号を発生する。コントローラ２０
は、信号処理部２１およびクロック信号発生部２２のほ
かに、測定結果を表示する表示器を備えるとともに距離
の測定に対する各種指示を信号処理部２１に与えるキー
スイッチを備える操作表示部２３と、外部回路に対して
測定結果を出力したり外部回路からの指示情報を入力す
るための端子部２４とを備える。On the other hand, the pair of position signals I 1 and I 2 output from the position sensor 14 are converted into voltage signals through the current-voltage conversion circuits 16a and 16b, respectively. Each voltage signal is output to the controller 20 after being amplified through amplifiers 17a and 17b which are amplification means,
The signal is input to the signal processing unit 21, which is a calculation means, and an output signal corresponding to the distance to the object is generated. Controller 20
In addition to the signal processing unit 21 and the clock signal generation unit 22, the operation display unit 23 includes a display for displaying the measurement result and a key switch for giving various instructions to the signal processing unit 21 for measuring the distance, and an external unit. And a terminal section 24 for outputting measurement results to the circuit and inputting instruction information from an external circuit.
【０００６】ところで、位置センサ１４として用いるＰ
ＳＤは、ｐｉｎ構造を有して長手方向の両端に出力電極
を有する受光素子であり、受光面に集光された受光スポ
ットが照射されると高抵抗層であるｐ層が、受光スポッ
トの照射位置と各出力電極との距離に逆比例して分割さ
れ、各出力電極からは全電流Ｉを分割した出力電流であ
る位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 が取り出されるようになってい
る。すなわち、各出力電極から出力される位置信号
Ｉ1 ，Ｉ2 は、出力電極の間の全抵抗をＺｓとし、ｐ層
の分割比をＺ1 ：Ｚ2 とすれば、 Ｉ1 ＝（Ｚ2 ／Ｚｓ）・Ｉ … Ｉ2 ＝（Ｚ1 ／Ｚｓ）・Ｉ … になる。一方、図６に示すように、受光スポットが位置
センサ１４の受光面の中央に位置しているときの受光光
学系１５の中心から物体３までの距離をｒとし、物体３
までの距離がΔｒだけ大きくなったとする。このとき、
受光スポットの位置は図６の左方にΔｘだけ移動する。
位置センサ１４の受光面の有効長を２Ｌとすれば、 Ｚ1 ：Ｚ2 ＝（Ｌ−Δｘ）：（Ｌ＋Δｘ） … であるから、式と式により、 Ｉ1 ／Ｉ2 ＝（Ｌ−Δｘ）／（Ｌ＋Δｘ） が得られる。したがって、 （Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＝Δｘ／Ｌ … になる。位置センサ１４の受光面の有効長２Ｌは一定で
あるから、位置信号Ｉ1，Ｉ2 に対応した増幅器１７
ａ，１７ｂの出力に基づいて信号処理部２１において
（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）に相当する値を求めれ
ば、受光スポットの位置を知ることができるのである。By the way, P used as the position sensor 14
SD is a light receiving element having a pin structure and having output electrodes at both ends in the longitudinal direction. When the light receiving spot focused on the light receiving surface is irradiated, the p layer, which is a high resistance layer, is irradiated with the light receiving spot. The output signal is divided in inverse proportion to the distance between the position and each output electrode, and the position signals I 1 and I 2 which are output currents obtained by dividing the total current I are taken out from each output electrode. That is, the position signals I 1 and I 2 output from the respective output electrodes are expressed as I 1 = (Z 2) , where Zs is the total resistance between the output electrodes and Z 1 : Z 2 is the division ratio of the p layer. / Zs) · I ... I 2 = (Z 1 / Zs) · I. On the other hand, as shown in FIG. 6, the distance from the center of the light receiving optical system 15 to the object 3 when the light receiving spot is located at the center of the light receiving surface of the position sensor 14 is r, and the object 3
It is assumed that the distance to is increased by Δr. At this time,
The position of the light receiving spot moves to the left in FIG. 6 by Δx.
If the effective length of the light-receiving surface of the position sensor 14 is 2L, then Z 1 : Z 2 = (L−Δx) :( L + Δx) .. Therefore, I 1 / I 2 = (L−Δx ) / (L + Δx) is obtained. Therefore, (I 1 −I 2 ) / (I 1 + I 2 ) = Δx / L. Since the effective length 2L of the light receiving surface of the position sensor 14 is constant, the amplifier 17 corresponding to the position signals I 1 and I 2 is used.
If the value corresponding to (I 1 −I 2 ) / (I 1 + I 2 ) is obtained in the signal processing unit 21 based on the outputs of a and 17 b, the position of the light receiving spot can be known.
【０００７】また、受光光学系１５の中心と位置センサ
１４との距離をｆ、投光光学系１２の光軸上で距離ｒの
位置の点と位置センサ１４の中心とを結ぶ直線が投光光
学系１２の光軸となす角度をθとすれば、次の関係が得
られる。 （ｒ／cos θ＋Δｒ・cos θ) ：ｆ＝（Δｒ・sin θ）：Δｘ ∴ Δｒ＝ｒ・Δｘ／（ｆ・sin θ−Δｘ・cos θ）・cos θ ＝ｂ・Δｘ／（ａ−Δｘ） … ただし、ａ＝ｆ・tan θ、ｂ＝ｒ／cos2θである。すな
わち、式によれば、Δｘを求めれば変位した距離Δｒ
を求めることができるのであって、式と式とに基づ
いて変位した距離Δｒを求めることができることがわか
る。要するに、距離（ｒ＋Δｒ）を正確に求めようとす
れば、変位量Δｘを正確に求めることが必要であって、
位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 が正しく与えられることが必要であ
る。Further, the distance between the center of the light receiving optical system 15 and the position sensor 14 is f, and the straight line connecting the point at the position of the distance r on the optical axis of the light projecting optical system 12 and the center of the position sensor 14 emits light. If the angle formed by the optical axis of the optical system 12 is θ, the following relationship is obtained. (R / cos θ + Δr · cos θ): f = (Δr · sin θ): Δx ∴Δr = r · Δx / (f · sin θ−Δx · cos θ) · cos θ = b · Δx / (a−Δx ) However, a = f · tan θ and b = r / cos 2 θ. That is, according to the formula, if Δx is obtained, the displaced distance Δr
Therefore, it is understood that the displaced distance Δr can be calculated based on the equations. In short, in order to accurately obtain the distance (r + Δr), it is necessary to accurately obtain the displacement amount Δx,
It is necessary that the position signals I 1 and I 2 are given correctly.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、距離を測定
する対象となる物体には、金属のように表面に光沢を有
したものや表面が黒いものなどがあり、物体の種類によ
って拡散反射率が大きく異なるものであるから、位置セ
ンサ１４に入射する受光光量が物体の種類によって大幅
に変化することになる。したがって、受光光量が不足し
て位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の出力値が極端に小さくなると、
増幅器１７ａ，１７ｂの内部雑音と位置信号Ｉ1 ，Ｉ2
とが識別できなくなって測定誤差が大きくなったり、測
定ができななったりするという問題が生じる。一方、受
光光量が大きく位置信号Ｉ1 ，Ｉ2の出力値が極端に大
きい場合には、増幅器１７ａ、１７ｂの増幅度が一定で
あると、増幅器１７ａ，１７ｂの出力が飽和することに
なり、測定誤差が大きくなったり、測定ができなくなっ
たりするという問題が生じる。すなわち、位置センサ１
４での受光光量によっては、物体までの距離を正確に求
めることができないという問題が生じるのである。By the way, there are objects such as metals having a glossy surface or a black surface as objects whose distance is to be measured, and the diffuse reflectance varies depending on the type of the object. Since they are largely different, the amount of received light that enters the position sensor 14 changes significantly depending on the type of object. Therefore, when the amount of received light is insufficient and the output values of the position signals I 1 and I 2 become extremely small,
Internal noises of the amplifiers 17a and 17b and position signals I 1 and I 2
There is a problem that it becomes impossible to distinguish between and and measurement error increases or measurement becomes impossible. On the other hand, when the received light amount is large and the output values of the position signals I 1 and I 2 are extremely large, if the amplification degrees of the amplifiers 17a and 17b are constant, the outputs of the amplifiers 17a and 17b will be saturated, There arises a problem that the measurement error becomes large and the measurement becomes impossible. That is, the position sensor 1
There is a problem that the distance to the object cannot be accurately obtained depending on the amount of received light at 4.
【０００９】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、受光手段での受光光量が不足していることや
過剰であるときに光量が異常であることを報知すること
によって、物体までの距離を正確に求めることができな
い状態であることを使用者に知らせることができるよう
にした光学式変位センサを提供しようとするものであ
る。An object of the present invention is to solve the above problems and to notify an object by notifying that the amount of light received by the light receiving means is insufficient or abnormal when the amount is excessive. It is an object of the present invention to provide an optical displacement sensor capable of informing a user that it is not possible to accurately obtain the distance to the user.
【００１０】[0010]
【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、点状の光パターンである投光
スポットを物体の表面に照射する投光手段と、投光手段
から照射された光の物体表面での反射光を受光光学系に
通して収束させ投光スポットの像として形成された受光
スポットの位置に対応して出力値の比率が決まる一対の
位置信号を出力する受光手段と、各位置信号に基づいて
物体までの距離を演算する演算手段とを備えた光学式変
位センサにおいて、位置信号は受光光量の増加に伴って
出力値が増加する電気信号であって、両位置信号の出力
値の和に対する第１の閾値と各位置信号の出力値に対す
る第２の閾値とを設定した受光光量判定手段を設け、受
光光量判定手段は、両位置信号の出力値の和が第１の閾
値以下であるか、両位置信号の出力値のうちの少なくと
も一方が第２の閾値以上であるときに、誤測定が生じる
受光光量であることを示す光量異常信号を発生するので
ある。In order to achieve the above object, in the invention of claim 1, a light projecting means for irradiating a surface of an object with a light projecting spot which is a dot-like light pattern, and a light projecting means. The reflected light on the object surface of the radiated light is passed through the light receiving optical system and converged to output a pair of position signals whose output value ratio is determined corresponding to the position of the light receiving spot formed as an image of the light emitting spot. In an optical displacement sensor including a light receiving unit and a calculating unit that calculates a distance to an object based on each position signal, the position signal is an electric signal whose output value increases as the amount of received light increases, A received light amount determining unit is provided that sets a first threshold value for the sum of the output values of both position signals and a second threshold value for the output value of each position signal, and the received light amount determination unit is the sum of the output values of both position signals. Is less than or equal to a first threshold, When at least one of the output values of the position signal is above a second threshold, than it generates a light intensity abnormality signal indicating that the received light amount erroneous measurement results.
【００１１】請求項２の発明では、請求項１の構成に加
えて、第１の閾値および第２の閾値を可変に設定する閾
値設定手段を備えている。請求項３の発明では、点状の
光パターンである投光スポットを物体の表面に照射する
投光手段と、投光手段から照射された光の物体表面での
反射光を受光光学系に通して収束させ投光スポットの像
として形成された受光スポットの位置に対応して出力値
の比率が決まる一対の位置信号を出力する受光手段と、
各位置信号に基づいて物体までの距離を演算する演算手
段とを備えた光学式変位センサにおいて、位置信号を増
幅し演算手段に入力する増幅度が可変に設定される増幅
手段を設け、位置信号は受光光量の増加に伴って出力値
が増加する電気信号であって、両位置信号の出力値の和
に対する第１の閾値と各位置信号の出力値に対する第２
の閾値とを設定した受光光量判定手段と、両位置信号の
出力値の和に対して第１の閾値よりも大きい第３の閾値
と各位置信号の出力値に対して第２の閾値よりも小さい
第４の閾値とを設定した受光レベル調節手段とを設け、
受光光量判定手段は、両位置信号の出力値の和が第１の
閾値以下であるか、両位置信号の出力値のうちの少なく
とも一方が第２の閾値以上であるときに、誤測定が生じ
る受光光量であることを示す光量異常信号を発生し、受
光レベル調節手段は、両位置信号の出力値の和が第３の
閾値以下であるか、両位置信号の出力値のうちの少なく
とも一方が第４の閾値以上であるときに、演算手段に入
力する信号のレベルの変動幅を小さくする方向に投光ス
ポットの照射光量と増幅手段の増幅度との少なくとも一
方を調節するのである。According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, there is provided threshold setting means for variably setting the first threshold and the second threshold. According to the invention of claim 3, the light projecting means for irradiating the surface of the object with a light projection spot which is a dot-like light pattern, and the reflected light on the object surface of the light emitted from the light projecting means are passed through the light receiving optical system. And a light receiving unit that outputs a pair of position signals whose output value ratio is determined corresponding to the position of the light receiving spot formed as an image of the light emitting spot.
In an optical displacement sensor provided with a calculating means for calculating a distance to an object based on each position signal, an amplifying means for amplifying the position signal and inputting to the calculating means is variably set, and the position signal Is an electric signal whose output value increases as the amount of received light increases, and is a first threshold value for the sum of the output values of both position signals and a second threshold value for the output value of each position signal.
A threshold value of received light amount, a third threshold value larger than the first threshold value for the sum of the output values of both position signals, and a second threshold value for the output value of each position signal. And a light receiving level adjusting means for setting a small fourth threshold value,
The received light amount determination means causes an erroneous measurement when the sum of the output values of both position signals is less than or equal to the first threshold value or when at least one of the output values of both position signals is greater than or equal to the second threshold value. A light quantity abnormality signal indicating that the light quantity is received is generated, and the light reception level adjusting means causes the sum of the output values of both position signals to be less than or equal to a third threshold value, or at least one of the output values of both position signals. When it is equal to or more than the fourth threshold value, at least one of the irradiation light amount of the projection spot and the amplification degree of the amplification means is adjusted in a direction to reduce the fluctuation range of the level of the signal input to the calculation means.
【００１２】[0012]
【作用】請求項１の構成では、受光光量判定手段を設
け、位置センサから出力される両位置信号の出力値の和
が第１の閾値以下であると、距離を測定するための十分
な受光光量が得られていないと判定して光量異常信号を
発生する。また、受光光量判定手段は、位置センサから
出力される両位置信号のうちの少なくとも一方が第２の
閾値以上であると、不必要に大きい受光光量が得られて
いると判定して光量異常信号を発生する。すなわち、位
置センサでの受光光量が不足であったり過剰であったり
する場合には、光量異常信号を発生して誤測定が生じる
受光光量であることを報知するのである。すなわち、受
光光量の異常を使用者に報知することにより、距離の測
定結果が正しくないことを知らせることができるのであ
る。According to the first aspect of the invention, the received light amount determining means is provided, and when the sum of the output values of both position signals output from the position sensor is less than or equal to the first threshold value, sufficient light reception for measuring the distance is received. A light amount abnormal signal is generated by determining that the light amount is not obtained. Further, the received light amount determination means determines that an unnecessarily large received light amount is obtained when at least one of both position signals output from the position sensor is equal to or greater than the second threshold value, and a light amount abnormality signal. To occur. That is, when the amount of light received by the position sensor is insufficient or excessive, a light amount abnormality signal is generated to notify that the amount of received light causes erroneous measurement. That is, by notifying the user of the abnormality in the received light amount, it is possible to notify that the distance measurement result is incorrect.
【００１３】請求項２の構成では、物体の拡散反射率に
応じて第１の閾値および第２の閾値を調節できるように
しているのであって、拡散反射率に基づいて測距の対象
となる物体を識別することが可能になる。すなわち、目
的とする物体に対しては受光光量が正常になり、測定対
象から除去したい物体については受光光量が異常になる
ようにしておけば、目的とする物体についてのみ測定結
果を出力することが可能になるのである。According to the second aspect of the present invention, the first threshold value and the second threshold value can be adjusted according to the diffuse reflectance of the object, and the object of distance measurement is based on the diffuse reflectance. It becomes possible to identify the object. That is, if the received light quantity becomes normal for the target object and the received light quantity becomes abnormal for the object to be removed from the measurement target, the measurement result can be output only for the target object. It will be possible.
【００１４】請求項３の構成では、請求項１の構成に対
して、位置信号を増幅し演算手段に入力する増幅度が可
変に設定される増幅手段と、両位置信号の出力値の和に
対して第１の閾値よりも大きい第３の閾値と各位置信号
の出力値に対して第２の閾値よりも小さい第４の閾値と
を設定した受光レベル調節手段とを設けているのであっ
て、受光レベル調節手段は、両位置信号の出力値の和が
第３の閾値以下であるか、両位置信号の出力値のうちの
少なくとも一方が第４の閾値以上であるときに、演算手
段に入力する信号のレベルの変動幅を小さくする方向に
投光スポットの照射光量と増幅手段の増幅度との少なく
とも一方を調節するのである。すなわち、受光手段での
受光光量が極端に少ない場合には、位置信号を増幅して
も内部雑音によって信号対雑音比が小さくなって、物体
までの距離を正確に測定できなくなるから、投光スポッ
トの照射光量を増加させることによって対応し、物体ま
での距離を正確に測定するのである。また、受光手段で
の受光光量が多い場合には、投光スポットの照射光量を
減少させたり、位置信号の増幅度を低減したりすること
によって、演算手段への入力信号が飽和するのを防止す
ることができる。According to a third aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the sum of the output values of both the position signal and the amplifying means for amplifying the position signal and inputting to the calculating means is set variably. On the other hand, there is provided a light receiving level adjusting means for setting a third threshold value larger than the first threshold value and a fourth threshold value smaller than the second threshold value with respect to the output value of each position signal. The light-reception level adjusting means causes the calculating means to operate when the sum of the output values of both position signals is less than or equal to the third threshold value or at least one of the output values of both position signals is greater than or equal to the fourth threshold value. At least one of the irradiation light amount of the projection spot and the amplification degree of the amplification means is adjusted in the direction of reducing the fluctuation range of the level of the input signal. That is, when the amount of light received by the light receiving means is extremely small, the signal to noise ratio becomes small due to internal noise even if the position signal is amplified, and the distance to the object cannot be accurately measured. This is dealt with by increasing the amount of irradiation light, and the distance to the object is accurately measured. Further, when the amount of light received by the light receiving means is large, the amount of irradiation light of the projected spot is reduced or the amplification degree of the position signal is reduced to prevent the input signal to the arithmetic means from being saturated. can do.
【００１５】しかも、受光光量の過剰や不足に対して投
光スポットの照射光量や増幅手段の増幅度の調節の要否
を判定する閾値を光量異常信号が発生する閾値の内側に
設定しているから、光量異常信号が発生して物体までの
距離が測定できない状態になるよりも以前に演算手段へ
の入力レベルを調節することができ、距離の測定が行え
ない状態を少なくすることができるのである。とくに、
木質の物体の距離を測定するような場合には、木目の存
在によって場所ごとに拡散反射率が変化することになる
が、受光レベル調節手段によって演算手段への入力レベ
ルの変動幅を小さくするように調節しているので、光量
異常信号の発生頻度が減少して物体の全面について距離
の測定が可能になるのである。Moreover, the threshold value for determining whether or not it is necessary to adjust the irradiation light amount of the projection spot or the amplification degree of the amplification means when the received light amount is excessive or insufficient is set inside the threshold value at which the abnormal light amount signal is generated. Therefore, it is possible to adjust the input level to the calculation means before the distance to the object cannot be measured due to the abnormal light amount signal, and it is possible to reduce the state in which the distance cannot be measured. is there. Especially,
When measuring the distance of a woody object, the diffuse reflectance will change from place to place due to the presence of wood grain, but it is necessary to reduce the fluctuation range of the input level to the calculating means by the light receiving level adjusting means. Since the light quantity abnormal signal is generated less frequently, the distance can be measured over the entire surface of the object.
【００１６】また、間欠的に距離を測定する構成とした
場合に、投光スポットの照射光量や増幅手段の増幅度を
調節すると、回路動作が安定するまでに一定の時間がか
かるから、所定回数の測定による位置信号の平均値に基
づいて演算手段への入力レベルを調節するのが望ましい
が、仮に、第１の閾値と第３の閾値および第２の閾値と
第４の閾値をそれぞれ同じ値に設定しているとすれば、
光量異常信号が発生した後に一定時間が経過してからで
なければ、演算手段への入力レベルが調節されず、距離
の測定が一定時間はできないことになる。これに対し
て、請求項３の構成では、第１の閾値よりも第３の閾値
を高く設定し、第２の閾値よりも第４の閾値を低く設定
しているから、測距ができない時間が短縮されることに
なる。Further, in the case where the distance is measured intermittently, if the irradiation light amount of the projection spot and the amplification degree of the amplification means are adjusted, it takes a certain time until the circuit operation stabilizes, so a predetermined number of times is required. Although it is desirable to adjust the input level to the calculation means based on the average value of the position signals measured by the above, it is assumed that the first threshold value and the third threshold value and the second threshold value and the fourth threshold value have the same value, respectively. If set to
The input level to the calculation means is not adjusted until the fixed time elapses after the light amount abnormality signal is generated, and the distance cannot be measured for the fixed time. On the other hand, in the configuration of claim 3, the third threshold value is set higher than the first threshold value and the fourth threshold value is set lower than the second threshold value. Will be shortened.
【００１７】[0017]
【実施例】本実施例の基本的な構成は図１に示した構成
と同様であって、信号処理部２１は、図２に示すように
構成されている。すなわち、信号処理部２１では、セン
サヘッド１０から出力された一対の信号をそれぞれ増幅
器３１ａ，３１ｂにより増幅し、検波回路３２ａ，３２
ｂによって検波した後、Ａ／Ｄ変換回路３３ａ，３３ｂ
を通してディジタル信号に変換する。増幅器３１ａ，３
１ｂは増幅度が可変であって、ゲイン設定回路３４を通
して増幅度が調節される。検波回路３２ａ，３２ｂは、
クロック信号発生部２１から出力されるタイミングパル
スに同期して受光した信号を検波する。Ａ／Ｄ変換回路
３３ａ，３３ｂによってディジタル信号に変換された信
号は、ＣＰＵ３５に入力される。ＣＰＵ３５はメモリ３
６に可能されたプログラムに基づいて動作し、従来の技
術の項において説明したような演算を行って物体までの
距離を求める。また、表示駆動回路３７およびキーセン
ス回路３８を通して接続されている操作表示部２３に対
して、求めた距離を出力して表示器に表示する。ここ
に、表示駆動回路３７は表示器を駆動する回路であっ
て、キーセンス回路３８はキースイッチの操作情報をＣ
ＰＵ３５に入力する回路である。ＣＰＵ３５で求めた距
離は、Ｄ／Ａ変換回路３９によりアナログ信号に変換さ
れた後に、端子部２４を介して外部回路に出力される。
また、端子部２４を介して入力される外部回路からの制
御情報は、制御入力回路４０を通してＣＰＵ３５に入力
される。ここにおいて、ＣＰＵ３５は、キーセンス回路
３８や制御入力回路４０を通して入力される情報やＡ／
Ｄ変換回路３３ａ，３３ｂより入力される情報に基づい
てゲイン設定回路３４を制御し、距離を測定する対象と
なる物体に対して増幅器３１ａ，３１ｂの増幅度を適正
に設定する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The basic construction of this embodiment is similar to that shown in FIG. 1, and a signal processing section 21 is constructed as shown in FIG. That is, in the signal processing unit 21, the pair of signals output from the sensor head 10 are amplified by the amplifiers 31a and 31b, respectively, and the detection circuits 32a and 32a.
After being detected by b, the A / D conversion circuits 33a and 33b are detected.
Through to convert it to a digital signal. Amplifier 31a, 3
1b has a variable amplification degree, and the amplification degree is adjusted through the gain setting circuit 34. The detection circuits 32a and 32b are
The received signal is detected in synchronization with the timing pulse output from the clock signal generator 21. The signals converted into digital signals by the A / D conversion circuits 33a and 33b are input to the CPU 35. CPU 35 is memory 3
It operates on the basis of the program made possible in 6 and calculates the distance to the object by performing the calculation as described in the section of the prior art. Further, the calculated distance is output to the operation display unit 23 connected through the display drive circuit 37 and the key sense circuit 38 and displayed on the display. Here, the display drive circuit 37 is a circuit for driving the display, and the key sense circuit 38 displays the operation information of the key switch as C
This is a circuit that is input to the PU 35. The distance obtained by the CPU 35 is converted into an analog signal by the D / A conversion circuit 39 and then output to an external circuit via the terminal section 24.
The control information from the external circuit input via the terminal unit 24 is input to the CPU 35 via the control input circuit 40. Here, the CPU 35 uses the key sense circuit 38 and the control input circuit 40 to input information and A /
The gain setting circuit 34 is controlled based on the information input from the D conversion circuits 33a and 33b, and the amplification degrees of the amplifiers 31a and 31b are appropriately set for the object whose distance is to be measured.
【００１８】ところで、ＣＰＵ３５は、Ａ／Ｄ変換回路
３３ａ，３３ｂの出力値に基づいて以下のような動作を
行うようにプログラムが設定されている。すなわち、両
出力値の和に対する第１の閾値（以下、ダークカットレ
ベルと呼称する）と、各出力値に対する第２の閾値（以
下、ブライトカットレベルと呼称する）とが設定され、
両出力値の和がダークカットレベル以下であるか、少な
くとも一方の出力値がブライトカットレベル以上である
ときには、光量異常信号を発生して表示駆動回路３７を
通して表示器に光量が過剰または不足していることを表
示する。また、端子部２４に外部回路が接続されている
ときには、Ｄ／Ａ変換回路３９を通して外部回路に光量
異常信号を出力し、受光光量の過剰または不足が生じて
いることを外部回路に報知する。ここにおいて、端子部
２４には、光量が過剰である場合の光量異常信号に対応
する端子と、光量が不足している場合の光量異常信号に
対応する端子とが設けられている。ダークカットレベル
およびブライトカットレベルは、操作表示部２３に設け
たキースイッチの操作や制御入力回路４０を通して入力
される外部回路からの制御情報によって可変に設定する
ことができるようになっている。By the way, the program is set in the CPU 35 so as to perform the following operations based on the output values of the A / D conversion circuits 33a and 33b. That is, a first threshold value (hereinafter, referred to as a dark cut level) for the sum of both output values and a second threshold value (hereinafter, referred to as a bright cut level) for each output value are set,
When the sum of both output values is lower than the dark cut level, or at least one of the output values is higher than the bright cut level, a light amount abnormality signal is generated and the light amount is excessively or insufficiently supplied to the display through the display drive circuit 37. Is displayed. Further, when an external circuit is connected to the terminal portion 24, a light amount abnormality signal is output to the external circuit through the D / A conversion circuit 39 to notify the external circuit that the received light amount is excessive or insufficient. Here, the terminal portion 24 is provided with a terminal corresponding to the light amount abnormal signal when the light amount is excessive and a terminal corresponding to the light amount abnormal signal when the light amount is insufficient. The dark cut level and the bright cut level can be variably set by the operation of the key switch provided in the operation display unit 23 or the control information from the external circuit input through the control input circuit 40.
【００１９】操作表示部２３は、図３に示すように、発
光ダイオードや液晶表示器を用いたセグメント式の表示
器２５と、押操作される複数個のキースイッチ２６ａ〜
２６ｇとを有した表示パネル２７を備える。表示器２５
は複数桁の数値を表示することができるように構成され
ている。キースイッチ２６ａ，２６ｂは、表示器２５に
表示されている数値を増減させるために設けられ、カー
ソルキーであるキースイッチ２６ｃ，２６ｄによって表
示器２５の所望の桁を選択した後に、キースイッチ２６
ａ，２６ｂを操作することによって、数値を増減させる
ことができるようになっている。また、キースイッチ２
６ｅ，２６ｆは、それぞれダークカットレベルとブライ
トカットレベルとのどちらを設定するかを指定するため
に設けられ、キースイッチ２６ｇは、モードを切り換え
るために設けられている。As shown in FIG. 3, the operation display section 23 includes a segment type display 25 using a light emitting diode or a liquid crystal display, and a plurality of key switches 26a to 26a.
And a display panel 27 having 26 g. Display 25
Is configured to display multi-digit numbers. The key switches 26a and 26b are provided to increase / decrease the numerical value displayed on the display 25, and after the desired digit of the display 25 is selected by the key switches 26c and 26d which are cursor keys, the key switch 26
The numerical value can be increased or decreased by operating a and 26b. Also, key switch 2
6e and 26f are provided to specify which of the dark cut level and the bright cut level is to be set, and the key switch 26g is provided to switch the mode.
【００２０】たとえば、ダークカットレベルを設定する
場合には、まず、キースイッチ２６ｅを押すと、現在の
受光光量がリアルタイムで表示器２５に表示される。受
光光量は、飽和するレベルを１００％として、百分率に
よって表示される。この状態で、キースイッチ２６ｇを
押すと設定モードに移行するから、キースイッチ２６ａ
〜２６ｄを用いてダークカットレベルを設定する。設定
後は、キースイッチ２６ｇを再度押せば所望のダークカ
ットレベルが確定して、測定モードに移行するのであ
る。ブライトカットレベルの設定の際には、最初にキー
スイッチ２６ｆを押す点が異なるだけであって、他の操
作は同じである。For example, when setting the dark cut level, first, when the key switch 26e is pressed, the present amount of received light is displayed on the display 25 in real time. The received light amount is displayed as a percentage with the saturation level being 100%. In this state, when the key switch 26g is pressed, the mode is changed to the setting mode.
Use ~ 26d to set the dark cut level. After the setting, pressing the key switch 26g again determines the desired dark cut level and shifts to the measurement mode. When setting the bright cut level, the point that the key switch 26f is first pressed is different, and the other operations are the same.
【００２１】上述した構成によれば、位置センサ１４か
らの位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の出力値の和がダークカットレ
ベルに相当する値よりも大きく、しかも、両位置信号Ｉ
1 ，Ｉ2 の出力値がそれぞれブライトカットレベルに相
当する値よりも小さいという条件が満たされているとき
に、対象物体までの距離が正確に測定されていると判断
するのである。上記条件が満たされていない場合には、
対象物体までの距離が正確に測定されていないものとし
て報知する。According to the above-mentioned structure, the sum of the output values of the position signals I 1 and I 2 from the position sensor 14 is larger than the value corresponding to the dark cut level, and both position signals I
When the conditions that the output values of 1 and I 2 are smaller than the values corresponding to the bright cut level are satisfied, it is determined that the distance to the target object is accurately measured. If the above conditions are not met,
This is notified as the distance to the target object is not accurately measured.
【００２２】たとえば、図４に示すような回転軸４の表
面との距離を測定する場合について説明する。この回転
軸４の周面の一所には他の部分に比較して拡散反射率が
極端に小さい材質の部材４ａが設けられているものとす
る。ここで、増幅器３１ａ，３１ｂの増幅度は、回転軸
４からの反射光によって距離の測定に適した出力値が増
幅器３１ａ，３１ｂから得られる程度に設定されている
ものとする。また、ダークカットレベルは、部材４ａか
らの反射光に対応する両位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の出力値の
和に対応したレベルよりも高く設定しておく。たとえ
ば、回転軸４からの反射光に対する受光光量が飽和する
受光光量の７０％であって、部材４ａからの反射光に対
する受光光量が２０％であるとすれば、ダークカットレ
ベルは２０〜７０％の間（たとえば、４０％）に設定す
ればよい。この場合、ブライトカットレベルは７０％よ
りも高く設定しておくのはいうまでもない。このような
条件で回転軸４までの距離を測定すると、回転軸４に対
しては正確に距離を測定することができるが、部材４ａ
に対しては両位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の出力値の和に対応す
るレベルがダークカットレベル以下になるから、ＣＰＵ
３５から光量異常信号が出力され、光量不足が表示器２
５に表示されるとともに端子部２４を通して外部回路に
報知される。For example, a case of measuring the distance from the surface of the rotating shaft 4 as shown in FIG. 4 will be described. It is assumed that a member 4a made of a material having a diffuse reflectance extremely smaller than that of other portions is provided at one location on the peripheral surface of the rotating shaft 4. Here, it is assumed that the amplification degrees of the amplifiers 31a and 31b are set to such an extent that an output value suitable for measuring the distance can be obtained from the amplifiers 31a and 31b by the reflected light from the rotating shaft 4. Further, the dark cut level is set higher than the level corresponding to the sum of the output values of both position signals I 1 and I 2 corresponding to the reflected light from the member 4a. For example, if the received light amount for the reflected light from the rotating shaft 4 is 70% of the received light amount that is saturated and the received light amount for the reflected light from the member 4a is 20%, the dark cut level is 20 to 70%. It suffices to set it in the interval (for example, 40%). In this case, it goes without saying that the bright cut level is set higher than 70%. If the distance to the rotating shaft 4 is measured under such conditions, the distance to the rotating shaft 4 can be measured accurately, but the member 4a
However, since the level corresponding to the sum of the output values of both position signals I 1 and I 2 is below the dark cut level,
An abnormal light amount signal is output from 35 and the insufficient light amount is displayed on the display unit 2.
5 and the external circuit is notified through the terminal portion 24.
【００２３】一方、回転軸４については距離の測定を行
わずに部材４ａについて距離を測定する場合には、部材
４ａからの反射光に対応するように増幅器３１ａ，３１
ｂの増幅度を設定する。加えて、回転軸４からの反射光
を受光する際の位置信号Ｉ1，Ｉ2 の出力値の和の２分
の１に対するレベルよりもブライトカットレベルを低く
設定しておく。また、ダークカットレベルは、部材４ａ
の反射光に対する両位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の和に対応する
レベルよりも低く設定しておくことはもちろんのことで
ある。この条件で回転軸４までの距離を測定すると、回
転軸４に対しては両位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の少なくとも一
方の出力値に対するレベルがブライトカットレベルを越
えるから、ＣＰＵ３５から光量異常信号が出力され、光
量過剰が表示器２５に表示されるとともに端子部２４を
通して外部回路に報知される。また、部材４ａに対して
は両位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 のいずれもがブライトカットレ
ベルを越えることはないから、部材４ａまでの距離を正
確に測定することができるのである。On the other hand, when the distance is measured for the member 4a without measuring the distance for the rotary shaft 4, the amplifiers 31a, 31 are provided so as to correspond to the reflected light from the member 4a.
Set the amplification of b. In addition, the bright cut level is set lower than the level for half of the sum of the output values of the position signals I 1 and I 2 when the reflected light from the rotary shaft 4 is received. Also, the dark cut level is the member 4a.
It goes without saying that the level is set lower than the level corresponding to the sum of the two position signals I 1 and I 2 for the reflected light. When the distance to the rotary shaft 4 is measured under this condition, the level for at least one of the position signals I 1 and I 2 for the rotary shaft 4 exceeds the bright cut level. It is output, and the excess light amount is displayed on the display 25 and is also notified to the external circuit through the terminal portion 24. Further, since neither of the position signals I 1 and I 2 exceeds the bright cut level for the member 4a, the distance to the member 4a can be accurately measured.
【００２４】（実施例２）本実施例では、実施例１と同
様に、投光素子１１を間欠的に発光させているものとす
る。また、ＣＰＵ３５およびメモリ３６によって、位置
信号Ｉ1 ，Ｉ2 の信号レベルを判定して、駆動回路１３
での減衰率を調節したり、増幅器３１ａ，３１ｂの増幅
度を調節したりする受光レベル調節手段が構成されてい
るものとする。すなわち、受光レベル調節手段は、両位
置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の和が第３の閾値（以下、調節用ダー
クレベルと呼称する）であるときや、各位置信号Ｉ1 ，
Ｉ2の少なくとも一方が第４の閾値（以下、調節用ブラ
イトレベルと呼称する）であるときに、投光スポットの
照射光量や増幅器３１ａ，３１ｂの増幅度を複数段階に
調節することによって、Ａ／Ｄ変換回路３３ａ，３３ｂ
の出力値の変動幅を小さくするように制御するのであ
る。受光レベル調節手段では、距離を複数回（たとえ
ば、３２回）測定した際の位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の平均値
に基づいて、投光スポットの照射光量や増幅器３１ａ，
３１ｂの増幅度を調節する必要があるかどうかを判定す
る。すなわち、両位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の和の平均値が調
節用ダークレベル以下になると、投光素子１１の発光輝
度を高めるように駆動回路１３を制御し（増幅回路３１
ａ，３１ｂの増幅度を増加させてもよい）、少なくとも
一方の位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の平均値が調節用ブライトレ
ベル以上になると、増幅度３１ａ，３１ｂの増幅度を低
減させるのである（投光素子１１の発光輝度を低減させ
てもよい）。(Embodiment 2) In this embodiment, it is assumed that the light projecting element 11 emits light intermittently as in the case of the first embodiment. Further, the CPU 35 and the memory 36 determine the signal levels of the position signals I 1 and I 2 , and the drive circuit 13
It is assumed that the light receiving level adjusting means for adjusting the attenuation rate in (1) and adjusting the amplification degree of the amplifiers 31a, 31b is configured. That is, the received light level adjusting means, both position signals I 1, I sum of 2 the third threshold value (hereinafter, adjusting the dark level referred) and when it is, the position signals I 1,
When at least one of I 2 is a fourth threshold value (hereinafter, referred to as an adjustment bright level), the irradiation light amount of the projection spot and the amplification degree of the amplifiers 31a and 31b are adjusted in a plurality of steps to obtain A / D conversion circuits 33a and 33b
It is controlled so as to reduce the fluctuation range of the output value of. In the light receiving level adjusting means, based on the average value of the position signals I 1 and I 2 when the distance is measured a plurality of times (for example, 32 times), the irradiation light amount of the light projection spot and the amplifier 31a,
It is determined whether the amplification degree of 31b needs to be adjusted. That is, when the average value of the sum of both position signals I 1 and I 2 becomes equal to or lower than the adjustment dark level, the drive circuit 13 is controlled so as to increase the emission brightness of the light projecting element 11 (the amplifier circuit 31
a, 31b may be increased), or when the average value of at least one of the position signals I 1 and I 2 becomes equal to or higher than the adjustment bright level, the amplification degree of the amplifications 31a and 31b is reduced ( The emission brightness of the light projecting element 11 may be reduced).
【００２５】調節用ダークレベルはダークカットレベル
よりも高く設定されており、調節用ブライトレベルはブ
ライトカットレベルよりも高く設定される。したがっ
て、位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の出力値が徐々に変化するよう
な場合には、調節用ダークレベルを通過してからダーク
カットレベルに達し、調節用ブライトレベルを通過して
からブライトカットレベルに達することになる。その結
果、複数回の測定に対する位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の平均値
に基づいて投光スポットの照射光量や増幅器３１ａ，３
１ｂの増幅度を調節しているにもかかわらず、光量異常
信号が発生する頻度が少なくなり、距離の測定ができな
くなる時間が短くなるのである。The adjustment dark level is set higher than the dark cut level, and the adjustment bright level is set higher than the bright cut level. Therefore, when the output values of the position signals I 1 and I 2 gradually change, the dark cut level is reached after reaching the adjustment dark level, and the bright cut level is reached after passing through the adjustment bright level. Will be reached. As a result, on the basis of the average value of the position signals I 1 and I 2 for a plurality of measurements, the irradiation light quantity of the projection spot and the amplifiers 31a and 3a.
Even though the amplification degree of 1b is adjusted, the frequency of occurrence of the light amount abnormality signal decreases, and the time during which the distance cannot be measured becomes shorter.
【００２６】次に、距離を測定する対象が、図５のよう
に、木目を有した木質材５である場合を例示して動作を
説明する。木質材５では木目の存在によって色の濃淡が
生じており、木質材５を移動させながら距離を測定する
と、受光光量が変化することになる。ただし、木質材５
の移動速度を適宜設定することによって、１回の測距に
要する時間に比較して木質材５の移動距離が十分に短く
なるように設定してある。Next, the operation will be described by exemplifying the case where the object whose distance is to be measured is the wood material 5 having wood grain as shown in FIG. Due to the presence of wood grain, shades of color occur in the wood material 5, and when the distance is measured while moving the wood material 5, the received light amount changes. However, wood 5
The moving speed of the wood material 5 is set to be sufficiently short as compared with the time required for one distance measurement by appropriately setting the moving speed.
【００２７】いま、ダークカットレベルを両位置信号Ｉ
1 ，Ｉ2 の和の最大値の１０％と設定し、ブライトカッ
トレベルを両位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 のうちの一方の最大値
の９５％に設定しているものとする。この場合、調節用
ダークレベルは、たとえば両位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 の和の
最大値の２０％などと設定することができ、調節用ブラ
イトレベルは両位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 のうちの一方の最大
値の８０％などと設定することができる。受光光量が徐
々に減少して信号レベルが調節用ダークレベル以下にな
った場合には、その後、所定回数（たとえば、３２回）
の測距を行う間に、信号レベルがダークカットレベル以
下にならなければ、光量異常信号が発生する前に、投光
素子１１の発光輝度や増幅回路３１ａ，３１ｂの増幅度
を大きくすることができる。また、所定回数の測距の間
にダークカットレベルに達したとしても、調節用ダーク
レベル以下になった後に複数回の測距が行われているか
ら、調節用ダークレベルとダークカットレベルとが等し
く設定されている場合に比較すれば、測距ができなくな
る時間は短縮されることになる。Now, the dark cut level is set to both position signals I.
It is assumed that the maximum value of the sum of 1 and I 2 is set to 10%, and the bright cut level is set to 95% of the maximum value of one of the position signals I 1 and I 2 . In this case, the adjustment dark level can be set to, for example, 20% of the maximum value of the sum of the two position signals I 1 and I 2 , and the adjustment bright level can be set to one of the two position signals I 1 and I 2 . It can be set to 80% of one of the maximum values. If the amount of received light gradually decreases and the signal level falls below the adjustment dark level, then a predetermined number of times (for example, 32 times)
If the signal level does not become lower than the dark cut level during the distance measurement, the light emission brightness of the light projecting element 11 and the amplification degree of the amplification circuits 31a and 31b can be increased before the light amount abnormality signal is generated. it can. Even if the dark cut level is reached during the predetermined number of distance measurements, the adjustment dark level and the dark cut level are different because the distance measurement is performed multiple times after the dark level becomes lower than the adjustment dark level. Compared to the case where the distances are set equal, the time during which distance measurement cannot be performed is shortened.
【００２８】一方、受光光量が徐々に増加して信号レベ
ルが調節用ブライトレベル以上になった場合には、その
後、所定回数（たとえば、３２回）の測距を行う間に、
信号レベルがブライトカットレベル以上にならなけれ
ば、光量異常信号が発生する前に、投光素子１１の発光
輝度や増幅回路３１ａ，３１ｂの増幅度を小さくするこ
とができる。また、所定回数の測距の間にブライトカッ
トレベルに達したとしても、調節用ブライトレベルとブ
ライトカットレベルとを等しく設定している場合に比較
すれば、測距ができなくなる時間は短縮される。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。On the other hand, when the amount of received light gradually increases and the signal level becomes equal to or higher than the adjustment bright level, after that, the distance is measured a predetermined number of times (for example, 32 times).
If the signal level does not exceed the bright cut level, the emission brightness of the light projecting element 11 and the amplification degree of the amplifier circuits 31a and 31b can be reduced before the light amount abnormality signal is generated. Even if the bright cut level is reached during the predetermined number of times of distance measurement, the time during which distance measurement cannot be performed is shortened as compared with the case where the adjustment bright level and the bright cut level are set equal. .. The other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
【００２９】[0029]
【発明の効果】請求項１の発明は、受光光量判定手段を
設け、位置センサから出力される両位置信号の出力値の
和が第１の閾値以下であると、距離を測定するための十
分な受光光量が得られていないと判定して光量異常信号
を発生し、位置センサから出力される両位置信号のうち
の少なくとも一方が第２の閾値以上であると、不必要に
大きい受光光量が得られていると判定して光量異常信号
を発生するので、位置センサでの受光光量が不足であっ
たり過剰であったりする場合には、光量異常信号を発生
して誤測定が生じる受光光量であることを報知すること
ができ、距離の測定結果が正しくないことを使用者に知
らせてることができるという利点を有するのである。According to the first aspect of the invention, the received light quantity determining means is provided, and when the sum of the output values of both position signals output from the position sensor is less than or equal to the first threshold value, it is sufficient for measuring the distance. If an abnormal light amount signal is generated and at least one of both position signals output from the position sensor is equal to or greater than the second threshold value, an unnecessarily large received light amount is generated. Since the light quantity abnormal signal is generated when it is judged that the light quantity is received, if the light quantity received by the position sensor is insufficient or excessive, the light quantity abnormal signal is generated and the received light quantity causing erroneous measurement is detected. There is an advantage that it is possible to inform that there is something, and to inform the user that the distance measurement result is incorrect.
【００３０】請求項２の発明は、物体の拡散反射率に応
じて第１の閾値および第２の閾値を調節できるようにし
ているのであって、拡散反射率に基づいて測距の対象と
なる物体を識別することが可能になるという利点があ
る。請求項３の発明は、両位置信号の出力値の和に対し
て第１の閾値よりも大きい第３の閾値と各位置信号の出
力値に対して第２の閾値よりも小さい第４の閾値とを設
定した受光レベル調節手段とを設けているのであって、
受光レベル調節手段は、両位置信号の出力値の和が第３
の閾値以下であるか、両位置信号の出力値のうちの少な
くとも一方が第４の閾値以上であるときに、演算手段に
入力する信号のレベルの変動幅を小さくする方向に投光
スポットの照射光量と増幅手段の増幅度との少なくとも
一方を調節するので、受光手段での受光光量が極端に少
ない場合には、投光スポットの照射光量や増幅手段の増
幅度を増加させることによって対応し、受光手段での受
光光量が多い場合には、投光スポットの照射光量や増幅
手段の増幅度を低減したりすることによって対応するこ
とができ、結果的に、測距が不能になる頻度を低減でき
るという利点がある。しかも、受光光量の過剰や不足に
対して投光スポットの照射光量や増幅手段の増幅度の調
節の要否を判定する閾値を光量異常信号が発生する閾値
の内側に設定しているから、光量異常信号が発生して物
体までの距離が測定できない状態になるよりも以前に演
算手段への入力レベルを調節することができ、距離の測
定が行えない状態を少なくすることができるという効果
がある。According to the second aspect of the present invention, the first threshold value and the second threshold value can be adjusted according to the diffuse reflectance of the object, and the object of distance measurement is based on the diffuse reflectance. There is an advantage that it is possible to identify an object. According to the invention of claim 3, a third threshold value larger than the first threshold value for the sum of the output values of both position signals and a fourth threshold value smaller than the second threshold for the output value of each position signal. And a light receiving level adjusting means for which is set,
In the light receiving level adjusting means, the sum of the output values of both position signals is the third.
Is equal to or less than the threshold value of, or at least one of the output values of both position signals is equal to or more than the fourth threshold value, the projection spot is irradiated in a direction to reduce the fluctuation range of the level of the signal input to the calculation means. Since at least one of the light amount and the amplification degree of the amplifying means is adjusted, when the received light quantity of the light receiving means is extremely small, it is dealt with by increasing the irradiation light quantity of the projected spot or the amplification degree of the amplifying means, If the amount of light received by the light receiving unit is large, it can be handled by reducing the amount of light emitted from the projection spot or the amplification degree of the amplification unit, and as a result, the frequency at which distance measurement becomes impossible is reduced. There is an advantage that you can. Moreover, since the threshold value for determining whether or not the irradiation light amount of the projection spot and the amplification degree of the amplification means need to be adjusted when the received light amount is excessive or insufficient is set inside the threshold value at which the light amount abnormality signal is generated, The input level to the calculation means can be adjusted before the distance to the object cannot be measured due to the occurrence of the abnormal signal, and the effect that the distance cannot be measured can be reduced. ..
【図１】実施例を示すブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment.
【図２】実施例に用いる信号処理部のブロック回路図で
ある。FIG. 2 is a block circuit diagram of a signal processing unit used in the embodiment.
【図３】実施例に用いる操作表示部の正面図である。FIG. 3 is a front view of an operation display unit used in the embodiment.
【図４】実施例１の使用状態を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a usage state of the first embodiment.
【図５】実施例２の使用状態を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a usage state of the second embodiment.
【図６】本発明に係る光学式変位センサの動作原理を示
す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operating principle of the optical displacement sensor according to the present invention.
１ 投光手段 ２ 受光手段 １１ 投光素子 １２ 投光光学系 １３ 駆動回路 １４ 位置センサ １５ 受光光学系 ２１ 信号処理部 ２５ 表示器 ２６ａ キースイッチ ２６ｂ キースイッチ ２６ｃ キースイッチ ２６ｄ キースイッチ ２６ｅ キースイッチ ２６ｆ キースイッチ ２６ｇ キースイッチ ２７ 表示パネル ３１ａ 増幅器 ３１ｂ 増幅器 ３４ ゲイン設定回路 ３５ ＣＰＵ ３６ メモリ 1 Light emitting means 2 Light receiving means 11 Light emitting element 12 Light emitting optical system 13 Driving circuit 14 Position sensor 15 Light receiving optical system 21 Signal processing unit 25 Display 26a Key switch 26b Key switch 26c Key switch 26d Key switch 26e Key switch 26f Key Switch 26g Key switch 27 Display panel 31a Amplifier 31b Amplifier 34 Gain setting circuit 35 CPU 36 Memory
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 義彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshihiko Sugimoto 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd.
Claims (3)
物体の表面に照射する投光手段と、投光手段から照射さ
れた光の物体表面での反射光を受光光学系に通して収束
させ投光スポットの像として形成された受光スポットの
位置に対応して出力値の比率が決まる一対の位置信号を
出力する受光手段と、各位置信号に基づいて物体までの
距離を演算する演算手段とを備えた光学式変位センサに
おいて、位置信号は受光光量の増加に伴って出力値が増
加する電気信号であって、両位置信号の出力値の和に対
する第１の閾値と各位置信号の出力値に対する第２の閾
値とを設定した受光光量判定手段を設け、受光光量判定
手段は、両位置信号の出力値の和が第１の閾値以下であ
るか、両位置信号の出力値のうちの少なくとも一方が第
２の閾値以上であるときに、誤測定が生じる受光光量で
あることを示す光量異常信号を発生することを特徴とす
る光学式変位センサ。1. A light projecting means for irradiating a surface of an object with a light projection spot, which is a dot-like light pattern, and reflected light on the object surface of the light emitted from the light projecting means is converged through a light receiving optical system. Light receiving means for outputting a pair of position signals whose output value ratio is determined corresponding to the position of the light receiving spot formed as an image of the light emitting spot, and calculating means for calculating the distance to the object based on each position signal. In the optical displacement sensor provided with, the position signal is an electric signal whose output value increases with an increase in the amount of received light, and the first threshold and the output of each position signal with respect to the sum of the output values of both position signals. A received light amount determining unit that sets a second threshold value for the value is provided, and the received light amount determining unit determines whether the sum of the output values of both position signals is less than or equal to the first threshold value or the output value of both position signals. At least one is greater than or equal to the second threshold Sometimes, an optical displacement sensor is characterized in that it generates a light amount abnormal signal indicating that the received light amount causes erroneous measurement.
定する閾値設定手段を備えて成ることを特徴とする請求
項１記載の光学式変位センサ。2. The optical displacement sensor according to claim 1, further comprising threshold setting means for variably setting the first threshold and the second threshold.
物体の表面に照射する投光手段と、投光手段から照射さ
れた光の物体表面での反射光を受光光学系に通して収束
させ投光スポットの像として形成された受光スポットの
位置に対応して出力値の比率が決まる一対の位置信号を
出力する受光手段と、各位置信号に基づいて物体までの
距離を演算する演算手段とを備えた光学式変位センサに
おいて、位置信号を増幅し演算手段に入力する増幅度が
可変に設定される増幅手段を設け、位置信号は受光光量
の増加に伴って出力値が増加する電気信号であって、両
位置信号の出力値の和に対する第１の閾値と各位置信号
の出力値に対する第２の閾値とを設定した受光光量判定
手段と、両位置信号の出力値の和に対して第１の閾値よ
りも大きい第３の閾値と各位置信号の出力値に対して第
２の閾値よりも小さい第４の閾値とを設定した受光レベ
ル調節手段とを設け、受光光量判定手段は、両位置信号
の出力値の和が第１の閾値以下であるか、両位置信号の
出力値のうちの少なくとも一方が第２の閾値以上である
ときに、誤測定が生じる受光光量であることを示す光量
異常信号を発生し、受光レベル調節手段は、両位置信号
の出力値の和が第３の閾値以下であるか、両位置信号の
出力値のうちの少なくとも一方が第４の閾値以上である
ときに、演算手段に入力する信号のレベルの変動幅を小
さくする方向に投光スポットの照射光量と増幅手段の増
幅度との少なくとも一方を調節することを特徴とする光
学式変位センサ。3. A light projecting means for irradiating a surface of an object with a light projection spot which is a dot-like light pattern, and light reflected by the object surface of the light projected from the light projecting means is passed through a light receiving optical system to converge. Light receiving means for outputting a pair of position signals whose output value ratio is determined corresponding to the position of the light receiving spot formed as an image of the light emitting spot, and calculating means for calculating the distance to the object based on each position signal. In the optical displacement sensor including, the amplification means for amplifying the position signal and inputting to the calculation means is variably set, and the position signal is an electrical signal whose output value increases as the received light amount increases. And a received light quantity determining means that sets a first threshold value for the sum of the output values of both position signals and a second threshold value for the output value of each position signal, and for the sum of the output values of both position signals A third threshold that is greater than the first threshold Value and a fourth threshold value smaller than the second threshold value with respect to the output value of each position signal are provided, and the received light amount determining means determines that the sum of the output values of both position signals is the first value. When it is less than the threshold value of 1 or at least one of the output values of both position signals is more than the second threshold value, a light amount abnormal signal indicating that the received light amount causes erroneous measurement is generated, and the light receiving level is generated. The adjusting means is a signal to be inputted to the calculating means when the sum of the output values of both position signals is equal to or less than the third threshold value or at least one of the output values of both position signals is equal to or more than the fourth threshold value. The optical displacement sensor is characterized in that at least one of the irradiation light quantity of the projection spot and the amplification degree of the amplification means is adjusted in a direction to reduce the level fluctuation range.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13401092A JPH05322559A (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Optical displacement sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13401092A JPH05322559A (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Optical displacement sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05322559A true JPH05322559A (en) | 1993-12-07 |
Family
ID=15118275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13401092A Pending JPH05322559A (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Optical displacement sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05322559A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0851211A1 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-01 | Datalogic S.P.A. | Optical distance measuring apparatus |
| JPH10239046A (en) * | 1996-12-24 | 1998-09-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Optical displacement measuring device and optical displacement measuring system |
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-
1992
- 1992-05-26 JP JP13401092A patent/JPH05322559A/en active Pending
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