JPH0688726A - 測距センサ - Google Patents
測距センサInfo
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- JPH0688726A JPH0688726A JP23953092A JP23953092A JPH0688726A JP H0688726 A JPH0688726 A JP H0688726A JP 23953092 A JP23953092 A JP 23953092A JP 23953092 A JP23953092 A JP 23953092A JP H0688726 A JPH0688726 A JP H0688726A
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Abstract
路21と、その出力結果が一定の基準出力範囲内にある
か否かを判定する判定回路22と、基準出力範囲外にあ
ると判定した時にアラーム信号を出力するアラーム回路
23とを設け、外乱光の入光時に誤測距の可能性を報知
する。
Description
センサに関する。
on Sensitive Photodetecto
r=半導体位置検出素子)は、ホトダイオード(PD)
を応用した光スポツト位置検出用センサである。
により、取出される信号電流I1とI2のバランスが変
化する。図4に、PSDを用いた測距センサの検出原理
図を示す。
(LED)にて発光された光は、レンズ2を介して検出
物体(一例として人物)3にて反射し、レンズ4を介し
てPSD5に入射する。この反射光MがPSD5に入射
する位置(光のスポツト位置)は、人物3とセンサとの
距離Dによつて変化し、検出物体3が遠くなると(Dが
長くなると)、反射光M1は図4中の破線のようにな
り、PSD5に入射する光のスポツト位置も変化する。
PSD5に入射する光のスポツト位置が変化すると、こ
れに応じてPSD5の両端から取出される信号電流I1
とI2のバランスが変化する。
5に示したような信号処理回路8にて検出することによ
り、検出物体3とセンサの距離を検出することができ、
PSD5を用いた測距センサとして使用することができ
る。なお、図5中、9はLED1を駆動するための駆動
回路である。
て説明する。PSD5は、図6の(A)に示すように、
シリコンチップの表面にp−層、裏面にn+層、そして
その中間にあるi層の3層から構成され、PSD5の表
面に光スポットφを照射したとき、生成された電荷(キ
ャリアー)は抵抗層(p−層)で光の入射位置と取り出
し電極A,Bまでの距離に逆比例して分割され、各々の
電極A,Bから電流I1,I2として取り出される。
電極A,Bの中点から光入射位置P点までの距離をx、
入射位置P点から電極Aまでの抵抗値をR01、入射位
置P点から電極Bまでの抵抗値をR02、電極A,B間
の距離をL、電極A,B間の抵抗値をRT、電極A,B
から取り出される電流をそれぞれI1,I2とすると、
電流I1,I2は以下の(1)(2)式で表される。
が図6の(B)のように一様であるので、抵抗R01,
R02は入射位置P点から電極A,Bまでの距離に比例
し、次式で表される。
A,Bから取り出される電流I1,I2は次式となる。
ると次式となる。
ると、直接位置情報を出力として得られる。
する信号処理回路部8の一例を図7に示す。図7におい
て、R1〜R7は抵抗、P1〜P5は増幅器を示す。P
SD5の信号電流I1,I2は、電流電圧変換回路部8
aにて、電圧V01,V02に変換する。V01はV
01=R1×I1、V02はV02=R1×I2とな
る。次に、減算回路部8bにてV02とV01の引算を
行い、I2−I1に対応した出力電圧VOAを得る。V
0Aは次式で表わされる。
02の足し算を行う。図7において、V03は次式で表
わされる。
を得ることができる。V0Bは次式で表わされる。
理することにより、VOA/VOBを求める。 V0A
/V0Bは次式で表わされる。
2)は、上述の如く、PSD5に入射する光の位置に対
応しており、(I2−I1)/(I1+I2)により、
PSD5に入射する光のスポツト位置がわかる。
かると、前述のように、センサと検出物体3との距離が
わかる。
とI2を信号処理回路部8にて処理することにより、セ
ンサと検出物体3の距離を検出することができる。
例を図8に示す。図8の回路において、15は対数変換
回路部、16は差動増幅回路部、17,18はlogダ
イオードで、その出力V01,V02は次式で表され
る。なお、kはボルツマン定数、Tは絶対温度(°
K)、qは電子の電荷量である。
は次式で表わされる。
対応した出力を得ることができる。I1/I2は、PS
Dに入射する光のスポツト位置に対応しており、log
(I1/I2)により、PSDに入射する光のスポツト
位置がわかる。PSD5に入射する光のスポツト位置が
わかると、前述のように、センサと検出物体3との距離
を検出することができる。
センサの測距可能範囲LA−LBを示す図である。従来
の光学的測距センサでは、図9の受光角度θの範囲内に
外乱光源があると、外乱光がレンズ4で集光されPSD
5に入射する。PSD5に入射する外乱光の強度が強い
と、PSD5の許容電流の上限を越えるようになり、P
SD5の出力が正しく出てこない。
流特性を図10に示す。PSD5は等価的に図11のよ
うに表すことができる。図10の回路は、逆バイアス電
圧VRを印加して使用する。PSD5に光が入射する
と、光量(照度)に比例した光出力電流ILが図11の
ように流れる。光量が多くなると、光量に比例してホト
ダイオードのアノード部(以下、A部という)の電圧が
上昇する。この上昇電圧ΔVは、ホトダイオードに直列
接続された仮想抵抗をRとすると、 ΔV=IL×R となる。
ードに順方向電圧VF(VF=A部電圧−VR)が印加
されることになり、ダイオード特性として、VFにより
順方向電流IFが発生する。すなわち、見かけ上、出力
電流は、IL−IFとなり、図10のように、照度が大
になると、出力電流Iのリニアリティがなくなってしま
う。そして、VRが小さければ小さいほど、リニアリテ
ィの上限は低くなる。このリニアリティの上限を超える
領域では、正確なPSD出力を得ることができない。し
たがって、センサとして、正しい測距ができなくなると
いった問題があった。
誤測距の可能性を確認し、または誤測距を防止できる測
距センサの提供を目的とする。
題解決手段は、図1,3の如く、発光素子1からの光を
検出物体3に当て、該検出物体3で反射した光を受光素
子5で受け、該受光素子5での入射スポツト位置により
変動する一対の電流I1,I2の出力比から検出物体3
までの距離を測定する測距センサにおいて、前記受光素
子5での受光量を検出する受光量検出回路21と、該受
光量検出回路21からの出力結果が一定の基準出力範囲
内にあるか否かを判定する判定回路22と、該判定回路
22により前記受光量検出回路21からの出力結果が一
定の基準出力範囲外にあると判定された時にアラーム信
号を出力するアラーム回路23とが設けられたものであ
る。
2,3の如く、発光素子1からの光を検出物体3に当
て、該検出物体3で反射した光を受光素子5で受け、該
受光素子5での入射スポツト位置により変動する一対の
電流I1,I2の出力比から検出物体3までの距離を測
定する測距センサにおいて、前記受光素子5での受光量
を検出する受光量検出回路21と、該受光量検出回路2
1からの出力結果が一定の基準出力範囲内にあるか否か
を判定する判定回路22と、該判定回路22により受光
量検出回路からの出力結果が一定の基準出力範囲外にあ
ると判定された時に直前のセンサ出力を維持しつづける
出力維持回路24とが設けられたものである。
乱光により受光素子5の出力を受光量検出回路21にて
検出する。この際、受光素子5の出力がある一定基準範
囲外にあるときに、このことを判定回路22にて判定
し、アラーム回路23にてアラーム信号を出力する。そ
うすると、外乱光による誤測距の可能性を報知、確認す
ることができる。
回路22にて外乱光により受光素子5の出力がある一定
基準範囲外にあると判定したとき、その直前の出力を出
力維持回路24により維持する。そうすると、外乱光に
よる誤測距を防止できる。
ンサの制御ブロック図である。該測距センサは、図1の
如く、発光素子としてのLED1からの光を、図4に示
したレンズ2を介して検出物体3に当て、該検出物体3
で反射した光を、レンズ4を介して受光素子としてのP
SD5で受け、該PSD5での入射スポツト位置により
変動する一対の電流I1,I2の出力比から検出物体3
までの距離を測定するものである。
5での受光量を検出する受光量検出回路21と、該受光
量検出回路21からの出力結果が一定の基準出力範囲内
にあるか否かを判定する判定回路22と、該判定回路2
2により前記受光量検出回路21からの出力結果が一定
の基準出力範囲外にあると判定された時にアラーム信号
を出力するアラーム回路23とが設けられている。
9にてパネル発光駆動される。
従来例と同様であるので説明を省略する。該PSD3か
らの信号は、図1の如く、信号処理回路部8に受信され
て処理されるとともに、その受光量は、前記受光量検出
回路21にて検出される。なお、前記信号処理回路部8
は、図7または図8のような従来と同様のものが用いら
れる。
の電源Vcc側に接続され、PSD3に流れる電流の合
計値I1+I2を検出する。
出力範囲の上限値(以下、基準値という)が予め記憶さ
れており、その基準値と前記受光量検出回路21からの
検出信号とを比較してその大小を判定する。
2の判定結果に基づき、外部の音声式警報器や警報ラン
プにオン信号を送信してこれらを駆動する。
イポーラICやCMOS−IC等の集積回路を用いても
よいし、配線基板上に各部品を搭載して組み込んだチッ
プオンボード(COB)を用いてもよい。
5の出力を受光量検出回路21にて検出する。この際、
受光素子5の出力がある一定基準範囲外にあるときに、
このことを判定回路22にて判定し、アラーム回路23
にてアラーム信号を出力する。そうすると、外乱光によ
る誤測距の可能性を報知し、確認することができる。
に係る測距センサの制御ブロック図である。該測距セン
サには、図2の如く、受光素子5での受光量を検出する
受光量検出回路21と、該受光量検出回路21からの出
力結果が一定の基準出力範囲内にあるか否かを判定する
判定回路22と、該判定回路22により受光量検出回路
からの出力結果が一定の基準出力範囲外にあると判定さ
れた時に直前のセンサ出力を維持しつづける出力維持回
路24とが設けられている。
2は、第一実施例と同様であるため、その説明を省略す
る。
8の内部に組み込まれており、例えば、一般的なディレ
イ装置を用い、判定回路22で出力結果が一定の基準出
力範囲外にあると判定した時には、ディレイ装置にて一
定期間遅延されて出力された出力に切換え、この出力値
をホールドするよう構成されている。
回路22にて外乱光により受光素子5の出力がある一定
基準範囲外にあると判定したとき、その直前の出力を出
力維持回路24により維持する。直前の出力は、一定基
準範囲内にあるため、外乱光による誤測距を防止でき
る。
に係る測距センサの制御ブロック図である。該測距セン
サは、受光量検出回路21、判定回路22のほか、第一
実施例で述べたアラーム回路23と、第二実施例で述べ
た出力維持回路24との両方が設けられている。
囲外と判定した場合に、アラーム回路23と出力維持回
路24を同時に働かせ、アラーム信号を出力すると同時
に直前のセンサ出力を維持し続ける。本実施例によって
も、今まで大きな問題点であった外乱光による誤測距を
防止することができる。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
求項1によると、受光量検出回路、判定回路およびアラ
ーム回路を設けているので、外乱光の受光時にアラーム
信号が出力され、外乱光による誤測距の可能性を報知
し、確認することができる。
回路および出力維持回路を設けているので、外乱光の受
光時に、その直前の出力を出力維持回路により維持で
き、外乱光による誤測距を防止できるといった優れた効
果がある。
ロック図
ロック図
ロック図
抵抗層の比抵抗の分布図
例を示す図
の例を示す図
力電流の関係を示す図
Claims (2)
- 【請求項1】 発光素子からの光を検出物体に当て、該
検出物体で反射した光を受光素子で受け、該受光素子で
の入射スポツト位置により変動する一対の電流の出力比
から検出物体までの距離を測定する測距センサにおい
て、前記受光素子での受光量を検出する受光量検出回路
と、該受光量検出回路からの出力結果が一定の基準出力
範囲内にあるか否かを判定する判定回路と、該判定回路
により前記受光量検出回路からの出力結果が一定の基準
出力範囲外にあると判定された時にアラーム信号を出力
するアラーム回路とが設けられたことを特徴とする光学
的測距センサ。 - 【請求項2】 発光素子からの光を検出物体に当て、該
検出物体で反射した光を受光素子で受け、該受光素子で
の入射スポツト位置により変動する一対の電流の出力比
から検出物体までの距離を測定する測距センサにおい
て、前記受光素子での受光量を検出する受光量検出回路
と、該受光量検出回路からの出力結果が一定の基準出力
範囲内にあるか否かを判定する判定回路と、該判定回路
により受光量検出回路からの出力結果が一定の基準出力
範囲外にあると判定された時に直前のセンサ出力を維持
しつづける出力維持回路とが設けられたことを特徴とす
る光学的測距センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23953092A JP3165255B2 (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | 測距センサ |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JP3165255B2 JP3165255B2 (ja) | 2001-05-14 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23953092A Expired - Fee Related JP3165255B2 (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | 測距センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3165255B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004077144A (ja) * | 2002-08-09 | 2004-03-11 | Canon Inc | 表面形状測定装置 |
JP2011247872A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-12-08 | Denso Corp | 距離測定装置、距離測定方法、および距離測定プログラム |
JP2013092459A (ja) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Denso Corp | 距離測定装置、および距離測定プログラム |
WO2019234994A1 (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | Dmg森精機株式会社 | 測定システム、測定方法および測定プログラム |
-
1992
- 1992-09-08 JP JP23953092A patent/JP3165255B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2019234994A1 (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | Dmg森精機株式会社 | 測定システム、測定方法および測定プログラム |
JP2019209466A (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | Dmg森精機株式会社 | 測定システム、測定方法および測定プログラム |
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