JPH1082633A - Distance-measuring sensor - Google Patents
Distance-measuring sensorInfo
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- JPH1082633A JPH1082633A JP23793496A JP23793496A JPH1082633A JP H1082633 A JPH1082633 A JP H1082633A JP 23793496 A JP23793496 A JP 23793496A JP 23793496 A JP23793496 A JP 23793496A JP H1082633 A JPH1082633 A JP H1082633A
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光を用いて対象物
までの距離を測定する測距センサに係わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring sensor for measuring a distance to an object using light.
【0002】[0002]
【従来の技術】光を用いて基準点から対象物までの距離
を測定するセンサ(測距センサ)は、様々な分野で広く
利用されている。測距センサの1つとして、PSD(Po
sitionSensitive Device)を利用した構成が知られてい
る。以下、PSDを利用した測距センサについて説明す
る。2. Description of the Related Art Sensors (distance measuring sensors) for measuring the distance from a reference point to an object using light are widely used in various fields. One of the distance measurement sensors is PSD (Po
A configuration using a sitionSensitive Device) is known. Hereinafter, a distance measuring sensor using a PSD will be described.
【0003】図7は、PSDを用いた距離測定の原理を
説明する図である。PSDを用いて対象物までの距離を
検出するときは、図7(a) に示すように、LED1から
出力するビームを対象物に照射し、その対象物からの反
射光をPSD2で受信する。対象物までの距離が異なれ
ば、反射光のレンズ3への入射角が異なるので、PSD
2の受光面上において集光される位置が異なってくる。
同図においては、対象物がA点にあった場合とB点にあ
った場合とでPSD2における反射光の受光位置が異な
っていることを示している。FIG. 7 is a diagram for explaining the principle of distance measurement using a PSD. When detecting the distance to the object by using the PSD, as shown in FIG. 7A, the beam output from the LED 1 is irradiated on the object, and the reflected light from the object is received by the PSD 2. If the distance to the object is different, the angle of incidence of the reflected light on the lens 3 is different.
The position where light is condensed on the second light receiving surface differs.
FIG. 7 shows that the light receiving position of the reflected light in the PSD 2 is different between the case where the target object is at the point A and the case where the target object is at the point B.
【0004】PSD2の出力は、受光した光の強度とP
SD2の受光面上における受光位置に依存する。すなわ
ち、PSD2は、受光した光の強度に応じた大きさの電
流を生成する。また、PSD2は、図7(b) に示すよう
に、2つの出力端子を有し、受光した光の強度に応じて
生成した電流を受光面上における受光位置によって決ま
る比率でその電流を分配して電流I1 、電流I2 として
出力する。[0004] The output of PSD2 is the intensity of the received light and P
It depends on the light receiving position on the light receiving surface of SD2. That is, the PSD 2 generates a current having a magnitude corresponding to the intensity of the received light. The PSD 2 has two output terminals, as shown in FIG. 7B, and distributes the current generated according to the intensity of the received light at a ratio determined by the light receiving position on the light receiving surface. And outputs the current I 1 and the current I 2 .
【0005】このように、PSDを用いた測距センサで
は、対象物までの距離に応じて反射光の受光位置が決ま
り、その受光位置によって決まる比率で電流I1 、電流
I2が出力されるので、電流I1 、電流I2 の比率を検
出することにより対象物までの距離を求めることができ
る。As described above, in the distance measuring sensor using the PSD, the light receiving position of the reflected light is determined according to the distance to the object, and the currents I 1 and I 2 are output at a ratio determined by the light receiving position. Therefore, the distance to the object can be obtained by detecting the ratio between the current I 1 and the current I 2 .
【0006】図8は、対象物までの距離とPSDの出力
との関係を示す図である。ここで、PSD出力は、電流
I1 、電流I2 の比率である。PSDの出力は、図中実
線で示すように、対象物までの距離が大きくなるにつれ
て双曲線状に小さくなっていく。PSDを用いた距離測
定は、通常、このように出力が双曲線状に減少していく
範囲で行われる。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the distance to the object and the output of the PSD. Here, the PSD output is a ratio of the current I 1 to the current I 2 . As shown by a solid line in the figure, the output of the PSD decreases in a hyperbolic manner as the distance to the target increases. The distance measurement using the PSD is usually performed in such a range that the output decreases in a hyperbolic manner.
【0007】PSDを用いた距離測定は、原理的には上
述した通りであるが、実際には、PSD2は、LED1
から出力されたビームの反射光だけでなく、外乱光もい
っしょに受光してしまう。このため、対象物までの距離
を測定するためには、外乱光の影響を取り除かなければ
ならない。[0007] The distance measurement using the PSD is in principle as described above.
Not only the reflected light of the beam output from the device, but also disturbance light. Therefore, in order to measure the distance to the target, the influence of disturbance light must be removed.
【0008】外乱光の影響を取り除くためには、PSD
2が常に外乱光を受光していることに着目し、LED1
の出力を非連続発光(パルス出力)とする。そして、L
ED1が発光しているときのPSD2の出力と、LED
1が発光していないときのPSD2の出力との差を求め
ることによって外乱光をキャンセルする。In order to remove the influence of disturbance light, PSD
Note that LED2 is always receiving disturbance light, and LED1
Is output as discontinuous light emission (pulse output). And L
Output of PSD2 when ED1 is emitting light and LED
The disturbance light is canceled by determining the difference from the output of PSD2 when 1 is not emitting light.
【0009】たとえば、LED1が発光しているときの
PSD2の出力が、I1 =150、I2 =200であ
り、LED1が発光していないときのPSD2の出力
が、I1=50、I2 =50であったとすると、LED
1から出力されたビームの反射光によるPSD2の出力
は、I1 =100(=150−50)、I2 =150
(200−50)であると推測される。この場合、対象
物までの距離は、PSD出力=I2 /I1 =1.5に基
づいて図8に示すグラフから得られる。[0009] For example, the output of PSD2 when LED1 is emitting light, a I 1 = 150, I 2 = 200, the output of PSD2 when LED1 is not emitting light is, I 1 = 50, I 2 = 50
The output of PSD2 due to reflected light beam output from the 1, I 1 = 100 (= 150-50 ), I 2 = 150
(200-50). In this case, the distance to the object can be obtained from the graph shown in FIG. 8 based on PSD output = I 2 / I 1 = 1.5.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、PSD
を用いた測距センサは、外乱光の影響を取り除きながら
対象物までの距離を測定するが、上記手法は、外乱光の
強度が大きくなると、誤差も大きくなってしまう。すな
わち、上記手法は、外乱光が小さいときに有効な近似で
あり、外乱光が大きくなるにつれて誤差も大きくなって
しまう。SUMMARY OF THE INVENTION As described above, the PSD
The distance measuring sensor using the method measures the distance to the target object while removing the influence of the disturbance light. However, in the above method, the error increases as the intensity of the disturbance light increases. That is, the above method is an effective approximation when the disturbance light is small, and the error increases as the disturbance light increases.
【0011】例えば、対象物までの実際の距離がx0 で
あるときの測定において、外乱光が無かったときのPS
D出力がy0 であるとする。ところが、外乱光が大きく
なると、上記手法を用いて外乱光をキャンセルしても誤
差が残り、対象物までの実際の距離がx0 であったとき
のPSDの出力はy1 となる。換言すれば、PSD出力
がy0 であったときに、その値から対象物までの距離を
求めようとすると、図8において実線で示すPSD出力
−距離曲線から距離=x0 と推定するが、外乱光が大き
いときのPSD出力と距離との関係は破線で示すような
状態であり、そのときの対象物までの実際の距離はx’
である。この結果、外乱光による誤差としてx0 −x’
が生じてしまう。[0011] For example, in the measurement of when the actual distance to the target is x 0, PS when ambient light was not
D output is assumed to be y 0. However, when the ambient light is increased, the remaining even error to cancel the disturbance light by using the above method, the output of the PSD is the y 1 when the actual distance to the object was x 0. In other words, when the PSD output is y 0 and the distance to the object is to be obtained from the value, it is estimated that the distance = x 0 from the PSD output-distance curve shown by the solid line in FIG. The relationship between the PSD output and the distance when the disturbance light is large is as shown by a broken line, and the actual distance to the object at that time is x ′.
It is. As a result, x 0 −x ′ as an error due to disturbance light
Will occur.
【0012】このように、PSDを用いた従来の測距セ
ンサにおいては、外乱光が大きくなると、その影響をキ
ャンセルしきれずに測定誤差が生じてしまう。本発明の
課題は、外乱光があった場合においても対象物までの距
離を正確に測定できる測距センサを提供することであ
る。As described above, in the conventional distance measuring sensor using the PSD, when the disturbance light becomes large, the influence cannot be completely canceled and a measurement error occurs. An object of the present invention is to provide a distance measuring sensor that can accurately measure the distance to an object even when there is disturbance light.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の測距センサは、
距離測定用の光を断続的に出力する発光手段と、上記発
光手段から出力されて対象物において反射された光を受
光し光を受光した位置およびその光量に従って受光情報
を出力する受光手段と、上記受光手段が出力する受光情
報に基づいて位置情報データを生成する信号処理手段
と、上記受光手段が出力する受光情報に基づいて光量デ
ータを生成する光量算出手段と、上記発光手段が光を出
力しているときには上記受光手段の出力を上記信号処理
手段へ転送し上記発光手段が光を出力していないときに
は上記受光手段の出力を上記光量算出手段へ転送するス
イッチ手段と、上記位置情報データと上記光量データと
の組合せによって決まる距離データを格納し上記信号処
理手段および上記光量算出手段の出力に基づいてその格
納されている距離データを抽出することによって対象物
までの距離を求める演算手段とを有する。The distance measuring sensor according to the present invention comprises:
A light-emitting means for intermittently outputting light for distance measurement, and a light-receiving means for receiving light output from the light-emitting means and reflected on the object and outputting light-receiving information according to the position at which the light was received and the amount of light, Signal processing means for generating position information data based on the light receiving information output by the light receiving means; light amount calculating means for generating light amount data based on the light receiving information output by the light receiving means; and the light emitting means outputting light Switch means for transferring the output of the light receiving means to the signal processing means when the light emitting means is not outputting light, and transferring the output of the light receiving means to the light quantity calculating means when the light emitting means is not outputting light; Distance data determined by a combination with the light amount data is stored, and the stored distance data is output based on the outputs of the signal processing means and the light amount calculating means. And a calculating means for calculating a distance to the object by extracting data.
【0014】上記構成において、信号処理手段の出力で
ある位置情報データは、発光手段が発光しているときに
受光手段の出力であるので、対象物までの距離に係わる
情報である。また、光量算出手段の出力である光量デー
タは、発光手段が発光していないときに受光手段の出力
であるので、外乱光の強度を表す。In the above configuration, the position information data output from the signal processing means is output from the light receiving means when the light emitting means emits light, and is information relating to the distance to the object. Further, the light amount data which is the output of the light amount calculating means is the output of the light receiving means when the light emitting means is not emitting light, and thus represents the intensity of disturbance light.
【0015】対象物までの距離とその距離に対応する位
置情報データとを外乱光強度をパラメータとして予め求
めておく。距離測定時には、外乱光強度および位置情報
データを検出することによって対象物までの距離を算出
する。A distance to an object and position information data corresponding to the distance are obtained in advance using the intensity of disturbance light as a parameter. At the time of distance measurement, the distance to the target object is calculated by detecting disturbance light intensity and position information data.
【0016】本発明の他の形態の測距センサは、発光素
子から出力されて対象物において反射された反射光を受
光した位置に従って位置情報データを出力する受光手段
と、その受光手段の近傍の光量を検出する光量検出手段
と、上記位置情報データと上記受光手段の近傍の光量と
の組合せによって決まる距離データを格納し上記受光手
段および上記光量検出手段の出力に基づいてその格納さ
れている距離データを抽出することによって対象物まで
の距離を求める演算手段とを有する。A distance measuring sensor according to another aspect of the present invention includes a light receiving means for outputting position information data in accordance with a position at which reflected light output from a light emitting element and reflected by an object is received; A light quantity detecting means for detecting the light quantity, and distance data determined by a combination of the position information data and the light quantity near the light receiving means, and the stored distance based on the outputs of the light receiving means and the light quantity detecting means. Calculating means for obtaining a distance to the object by extracting data.
【0017】上記構成では、受光手段の近傍に設けた光
量検出手段が受光手段に照射される外乱光の強度を検出
する。他の作用は上述したものと同じである。In the above arrangement, the light quantity detecting means provided near the light receiving means detects the intensity of disturbance light applied to the light receiving means. Other operations are the same as those described above.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図面を
参照しながら説明する。以下の実施例では、PSDを用
いた測距センサを採り上げて説明する。PSDを用いた
測距センサの距離測定方法は、従来の技術として説明し
た通りである。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a distance measuring sensor using a PSD will be described. The method of measuring the distance of the distance measuring sensor using the PSD is as described in the related art.
【0019】本実施形態の測距センサでは、対象物まで
の距離とPSDの出力データ(電流I1 と電流I2 との
比率)との関係が外乱光の強度によってどのように変化
するのかを予め求めておく。対象物までの距離を測定す
る際には、外乱光の強度を測定する。そして、予め求め
ておいた対応関係を利用し、その外乱光の強度に応じて
PSD出力データに対応する距離データを取り出す。In the distance measuring sensor according to the present embodiment, how the relationship between the distance to the object and the PSD output data (the ratio between the current I 1 and the current I 2 ) changes depending on the intensity of disturbance light. Obtain it in advance. When measuring the distance to the object, the intensity of disturbance light is measured. Then, the distance data corresponding to the PSD output data is extracted according to the intensity of the disturbance light using the correspondence relationship determined in advance.
【0020】図1は、本発明の一実施形態の測距センサ
の構成図である。同図に示す構成では、LED1が発光
していないときにはPSD2は外乱光のみを受光するも
のとみなし、LED1が発光していないときのPSD2
の出力から外乱光の強度を求める。以下、各部の動作を
説明する。FIG. 1 is a configuration diagram of a distance measuring sensor according to an embodiment of the present invention. In the configuration shown in the figure, PSD2 is regarded as receiving only disturbance light when LED1 is not emitting light, and PSD2 when LED1 is not emitting light.
The intensity of the disturbance light is obtained from the output of. Hereinafter, the operation of each unit will be described.
【0021】LED1は、断続的にビームを発光する。
このビームは、たとえば、赤外線パルスである。PSD
2は、直線上に伸びた受光面を有する受光素子であり、
その受光面上における受光位置およびその光量に従って
受光情報を出力する。すなわち、PSD2は、受信光の
強度に応じた電流を生成し、その生成した電流を受光面
上における受光位置によって決まる比率で分配して電流
I1 、電流I2 として出力する。なお、図1において
は、LED1の出力ビームを適当なスポット径に絞るた
めのレンズ、対象物からの反射光をPSD2上に集める
ためのレンズ等を省略している。The LED 1 emits a beam intermittently.
This beam is, for example, an infrared pulse. PSD
2 is a light receiving element having a light receiving surface extending on a straight line,
The light receiving information is output according to the light receiving position on the light receiving surface and the light amount. That is, the PSD 2 generates a current according to the intensity of the received light, distributes the generated current at a ratio determined by the light receiving position on the light receiving surface, and outputs the current I 1 and the current I 2 . In FIG. 1, a lens for narrowing the output beam of the LED 1 to an appropriate spot diameter, a lens for collecting reflected light from an object on the PSD 2, and the like are omitted.
【0022】スイッチ4、5は、LED1の発光・消光
タイミングに同期してPSD2の出力データの転送先を
切り換える。すなわち、スイッチ4、5は、図2に示す
ように、LED1が発光しているときにはA端子に接続
され、PSD2の出力を信号処理部6へ転送し、LED
1が消光しているときにはB端子に接続され、PSD2
の出力を光量算出部7へ転送する。The switches 4 and 5 switch the destination of the output data of the PSD 2 in synchronization with the light emission / extinction timing of the LED 1. That is, as shown in FIG. 2, the switches 4 and 5 are connected to the terminal A when the LED 1 is emitting light, transfer the output of the PSD 2 to the signal processing unit 6, and
When 1 is off, it is connected to the B terminal and PSD2
Is transferred to the light quantity calculation unit 7.
【0023】信号処理部6は、電流I1 と電流I2 との
比率を計算する。これらの電流I1および電流I2 は、
LED1が発光しているときのPSD2の出力である
が、LED1が発光している期間は、PSD2は、LE
D1から発光されて対象物において反射された光(反射
光)および外乱光を受光する。このため、信号処理部6
は、反射光および外乱光を受光することによって生成さ
れる電流I1 と電流I2との比率を計算することにな
る。信号処理部6の出力は、位置情報yとして距離算出
部8へ渡される。The signal processor 6 calculates the ratio between the current I 1 and the current I 2 . These currents I 1 and I 2 are
The output of PSD2 when LED1 is emitting light. During the period when LED1 is emitting light, PSD2 is at LE level.
The light emitted from D1 and reflected on the object (reflected light) and the disturbance light are received. For this reason, the signal processing unit 6
Calculates the ratio between the current I 1 and the current I 2 generated by receiving the reflected light and the disturbance light. The output of the signal processing unit 6 is passed to the distance calculation unit 8 as position information y.
【0024】なお、PSDを用いた測距センサは、図7
を参照しながら説明したように、電流I1 と電流I2 と
の比率を計算することによって対象物までの距離を知る
ことができるが、これは、外乱光が無かった場合であ
る。したがって、本実施形態の測距センサでは、信号処
理部6において反射光および外乱光を含んだ状態で電流
I1 と電流I2 との比率を計算しておき、距離算出部8
においてその比率および外乱光の強度を考慮して対象物
までの距離を算出する。A distance measuring sensor using a PSD is shown in FIG.
As described with reference to, but it is possible to know the distance to the target by calculating the ratio of the current I 1 and the current I 2, which is the case when the disturbance light did not. Therefore, in the distance measuring sensor of the present embodiment, the ratio between the current I 1 and the current I 2 is calculated in the signal processing unit 6 in a state that the reflected light and the disturbance light are included, and the distance calculation unit 8 is used.
Calculates the distance to the object in consideration of the ratio and the intensity of disturbance light.
【0025】光量算出部7は、電流I1 と電流I2 との
和を計算する。これらの電流I1 及び電流I2 は、LE
D1が発光していないときのPSD2の出力であるが、
LED1が発光していない期間は、PSD2は外乱光の
みを受光する。このため、光量算出部7は、外乱光を受
光することによって生成される電流I1 と電流I2 との
和を計算することになる。ここで、PSD2は、受信光
の強度に応じた電流を生成し、その生成した電流を受光
位置によって決まる比率で分配して電流I1 、電流I2
として出力するので、電流I1 と電流I2 との和は、P
SD2の受信光の強度を表す値となる。したがって、光
量算出部7は、外乱光の強度を算出することになる。光
量算出部7の出力は、外乱光強度情報Lとして距離算出
部8へ渡される。The light amount calculator 7 calculates the sum of the current I 1 and the current I 2 . These currents I 1 and I 2 are LE
The output of PSD2 when D1 is not emitting light,
During the period when LED1 is not emitting light, PSD2 receives only disturbance light. Therefore, light intensity calculator 7 will calculate the sum of the currents I 1 and the current I 2 that is generated by receiving the disturbance light. Here, the PSD 2 generates a current according to the intensity of the received light, distributes the generated current at a ratio determined by the light receiving position, and distributes the currents I 1 and I 2
Therefore, the sum of the current I 1 and the current I 2 is P
The value indicates the intensity of the received light of SD2. Therefore, the light amount calculation unit 7 calculates the intensity of the disturbance light. The output of the light quantity calculator 7 is passed to the distance calculator 8 as disturbance light intensity information L.
【0026】距離算出部8は、LED1が発光している
ときのPSD2の出力(LED1が発光しているときの
電流I1 と電流I2 との比率)と対象物までの距離との
関係を格納したテーブル9を有する。LED1が発光し
ているときのPSD2の出力と対象物までの距離との関
係を図3に示す。The distance calculator 8 calculates the relationship between the output of the PSD 2 when the LED 1 is emitting light (the ratio of the current I 1 to the current I 2 when the LED 1 is emitting light) and the distance to the object. It has a stored table 9. FIG. 3 shows the relationship between the output of PSD2 and the distance to the object when LED1 emits light.
【0027】図3において、縦軸は、信号処理部6によ
って算出される位置情報yであり、LED1が発光して
いるときの電流I1 と電流I2 との比率である。同図に
おいて、外乱光が無い場合の位置情報yと対象物までの
距離との関係を実線で描いている。位置情報yと対象物
までの距離との関係は、外乱光が大きくなるにつれて実
線で示す曲線からのずれが大きくなる。同図において、
外乱光の強度をパラメータとした位置情報yと対象物ま
での距離との関係を波線、一点鎖線、および二点鎖線で
示している。In FIG. 3, the vertical axis is the position information y calculated by the signal processing unit 6, and is the ratio between the current I 1 and the current I 2 when the LED 1 is emitting light. In the figure, the relationship between the position information y and the distance to the object when there is no disturbance light is drawn by a solid line. As for the relationship between the position information y and the distance to the object, the deviation from the curve shown by the solid line increases as the disturbance light increases. In the figure,
The relationship between the position information y using the intensity of disturbance light as a parameter and the distance to the object is indicated by a wavy line, a one-dot chain line, and a two-dot chain line.
【0028】図3に示すようなグラフは、外乱光の強度
および対象物までの距離を変化させながらPSD2の出
力を逐一検出することによって得られる。なお、実際に
測定を行うことなく、シミュレーションによって位置情
報yと対象物までの距離との関係を得るようにしてもよ
い。A graph as shown in FIG. 3 is obtained by detecting the output of the PSD 2 one by one while changing the intensity of disturbance light and the distance to the object. The relationship between the position information y and the distance to the object may be obtained by simulation without actually performing the measurement.
【0029】図1に戻る。テーブル9は、図3に示すグ
ラフのデータを格納する。即ち、テーブル9には、各外
乱光強度L1 ,L2 ,L3 ,L4 ,...に対して、そ
れぞれ位置情報y1 ,y2 ,y3 ,y4 ,...に対応
する距離データを格納しておく。テーブル9を作成する
際は、外乱光強度=Li、位置情報=yiという条件に
おいて対象物までの距離を測定し、その距離データをテ
ーブル9内の対応する領域に書き込む。たとえば、外乱
光強度=L2 、位置情報=y2 という条件において対象
物までの距離を測定した場合には、その距離データを図
中の斜線部に対応する領域に書き込む。なお、ここで検
出する位置情報yは、PSD2が反射光および外乱光を
受光しているときの出力データである。Returning to FIG. Table 9 stores the data of the graph shown in FIG. That is, the table 9, the disturbance light intensity L 1, L 2, L 3 , L 4,. . . , Position information y 1 , y 2 , y 3 , y 4 ,. . . Is stored in advance. When creating the table 9, the distance to the target is measured under the condition that the intensity of disturbance light is Li and the position information is yi, and the distance data is written to a corresponding area in the table 9. For example, when the distance to the target is measured under the conditions of disturbance light intensity = L 2 and position information = y 2 , the distance data is written in a region corresponding to a hatched portion in the drawing. The position information y detected here is output data when the PSD 2 receives reflected light and disturbance light.
【0030】距離算出部8は、信号処理部6から位置情
報yを受け取り、光量算出部7から外乱光強度情報Lを
受け取ると、それらの情報を用いてテーブル9を検索し
て距離データを取り出す。この距離データが対象物まで
の距離である。When the distance calculator 8 receives the position information y from the signal processor 6 and the disturbance light intensity information L from the light amount calculator 7, the distance calculator 8 retrieves the distance data by searching the table 9 using the information. . This distance data is the distance to the object.
【0031】このように、上記構成の測距センサにおい
ては、PSDが受光する外乱光の強度を測定し、予め用
意しておいたテーブルからその外乱光強度に対応する較
正曲線を取り出してその較正曲線から対象物までの距離
を求めるので、外乱光が変化しても常に対象物までの距
離を正確に測定できる。As described above, in the distance measuring sensor having the above configuration, the intensity of the disturbance light received by the PSD is measured, and a calibration curve corresponding to the disturbance light intensity is taken out from a table prepared in advance, and the calibration curve is obtained. Since the distance from the curve to the object is obtained, the distance to the object can always be accurately measured even when disturbance light changes.
【0032】図4は、本発明の他の実施形態の測距セン
サの構成図である。同図に示す構成では、PSD2の近
傍に受光素子11を設け、その受光素子11を用いてP
SD2が受光する外乱光の強度を求める。受光素子11
は、たとえばフォトダイオードである。FIG. 4 is a configuration diagram of a distance measuring sensor according to another embodiment of the present invention. In the configuration shown in the figure, a light receiving element 11 is provided near the PSD 2 and the light receiving element 11 is
The intensity of the disturbance light received by SD2 is obtained. Light receiving element 11
Is, for example, a photodiode.
【0033】図4に示す測距センサでは、PSD2の出
力を信号処理部6へ渡し、受光素子11の出力を光量算
出部7へ渡す。信号処理部6、光量算出部7、および距
離算出部8の構成は、基本的に図1に示したものと同じ
である。In the distance measuring sensor shown in FIG. 4, the output of the PSD 2 is passed to the signal processing section 6 and the output of the light receiving element 11 is passed to the light quantity calculating section 7. The configurations of the signal processing unit 6, the light amount calculation unit 7, and the distance calculation unit 8 are basically the same as those shown in FIG.
【0034】このように、図4に示す測距センサでは、
PSD2の近傍に設けた受光素子11を用いて外乱光の
強度を検出するので、図1に示す構成のように、スイッ
チ4および5を用いてPSD2の出力を切り換える必用
がなく、タイミング制御などが不要となる。As described above, in the distance measuring sensor shown in FIG.
Since the intensity of the disturbance light is detected using the light receiving element 11 provided near the PSD 2, there is no need to switch the output of the PSD 2 using the switches 4 and 5 as in the configuration shown in FIG. It becomes unnecessary.
【0035】図5は、図1または図4に示す測距センサ
の動作を説明するフローチャートである。ステップS1
では、外乱光強度を検出する。このステップは、図1の
構成においては、LED1が発光していないときのPS
D2の出力電流の和を求める処理であり、図4の構成に
おいては、受光素子11の出力電流を検出する処理であ
る。FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the distance measuring sensor shown in FIG. 1 or FIG. Step S1
Then, the intensity of disturbance light is detected. This step is performed when the LED 1 is not emitting light in the configuration of FIG.
This is a process for obtaining the sum of the output currents of D2, and in the configuration of FIG. 4, a process for detecting the output current of the light receiving element 11.
【0036】ステップS2では、テーブル9からステッ
プS1において検出した外乱光強度に対応するPSD出
力−距離曲線を選択する。このステップは、図1に示す
テーブルにおいて、上記検出された外乱光強度Liに対
応する行を選択する処理である。In step S2, a PSD output-distance curve corresponding to the disturbance light intensity detected in step S1 is selected from table 9. This step is a process of selecting a row corresponding to the detected disturbance light intensity Li in the table shown in FIG.
【0037】ステップS3では、PSD出力を検出す
る。ここで、PSD出力とは、LED1が発光している
ときの電流I1 と電流I2 との比率である。ステップS
4では、ステップS2において選択したPSD出力−距
離曲線を用い、ステップS3において検出したPSD出
力を距離データに変換する。すなわち、このステップ
は、ステップS2において図1に示すテーブルから選択
した行から、上記検出されたPSD出力yiに対応する
距離データを取り出す処理である。そして、ステップS
5において、テーブル9から取り出した距離データを対
象物までの距離を示すデータとして出力する。In step S3, a PSD output is detected. Here, the PSD output is the ratio of the current I 1 and the current I 2 when LED1 is emitting light. Step S
In step 4, the PSD output detected in step S3 is converted into distance data using the PSD output-distance curve selected in step S2. That is, this step is a process of extracting distance data corresponding to the detected PSD output yi from the row selected from the table shown in FIG. 1 in step S2. And step S
In step 5, the distance data extracted from the table 9 is output as data indicating the distance to the object.
【0038】なお、上記実施形態では、直線状の受光面
(一次元構成)を持ったPSDを用いた構成を示した
が、本発明は、図6に示すような二次元構成のPSDを
用いた測距センサにも適用できる。二次元構成のPSD
を用いた測距センサでは、複数のLEDビームに立体角
を持たせ、それぞれの方向にある対象物までの距離を1
つのPSDで測定可能である。二次元構成のPSDは、
4本の出力端子を有し、対向する端子に流れる電流の比
率(電流I1 と電流I2 との比率、および電流I 3 と電
流I4 との比率)から距離測定を行う。上記PSDの出
力および外乱光の強度から対象物までの距離を算出する
手順は、基本的に図1または図4の測距センサと同じで
ある。In the above embodiment, a linear light receiving surface is used.
Configuration using PSD with (one-dimensional configuration)
However, the present invention provides a two-dimensional PSD as shown in FIG.
It can be applied to the distance measuring sensor used. Two-dimensional PSD
In a distance measurement sensor using
And the distance to the object in each direction is 1
One PSD can be measured. The two-dimensional PSD is
The ratio of the current flowing to the opposite terminals with four output terminals
Rate (current I1And current ITwoAnd the current I ThreeAnd electricity
Style IFourFrom the ratio). Above PSD
Calculate the distance to the object from the intensity of the force and disturbance light
The procedure is basically the same as that of the distance measuring sensor of FIG. 1 or FIG.
is there.
【0039】また、上記実施例では、PSDを用いた測
距センサを採り上げて説明したが、本発明は、受光位置
によって出力が変化する受光素子を用いた測距センサに
適用できる。Further, in the above embodiment, the description has been given of a distance measuring sensor using a PSD, but the present invention can be applied to a distance measuring sensor using a light receiving element whose output changes depending on a light receiving position.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明の測距センサは、対象物までの距
離と対象物からの反射光を受光するデバイスの出力との
関係をそのデバイスに照射される外乱光をパラメータと
して予め求めておき、上記デバイスに照射される外乱光
の強度を測定し、その外乱光強度および上記デバイスの
出力を用いて上記予め求めておいた関係から距離データ
を得るので、外乱光が変化しても常に対象物までの距離
を正確に測定できる。According to the distance measuring sensor of the present invention, the relationship between the distance to the object and the output of the device that receives the reflected light from the object is obtained in advance using the disturbance light applied to the device as a parameter. Since the distance data is obtained from the relationship obtained in advance by measuring the intensity of the disturbance light applied to the device and using the intensity of the disturbance light and the output of the device, even if the disturbance light changes, the target is always measured. The distance to an object can be measured accurately.
【図1】本発明の一実施形態の測距センサの構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram of a distance measuring sensor according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す測距センサのLEDの発光タイミン
グとスイッチの動作を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the light emission timing of an LED and the operation of a switch of the distance measuring sensor shown in FIG. 1;
【図3】外乱光の強度をパラメータとしてPSD出力と
対象物までの距離との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a PSD output and a distance to a target object using the intensity of disturbance light as a parameter.
【図4】本発明の他の実施形態の測距センサの構成図で
ある。FIG. 4 is a configuration diagram of a distance measuring sensor according to another embodiment of the present invention.
【図5】本実施形態の測距センサの動作を説明するフロ
ーチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of the distance measuring sensor according to the embodiment.
【図6】二次元構成のPSDを用いた測距センサの構成
を模式的に示した図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a distance measuring sensor using a two-dimensional PSD.
【図7】PSDを用いた距離測定の原理を説明する図で
ある。FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of distance measurement using a PSD.
【図8】対象物までの距離とPSDの出力との関係を示
す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a distance to an object and a PSD output.
1 LED 2 PSD(Position Sensitive Device ) 4、5 スイッチ 6 信号処理部 7 光量算出部 8 距離算出部 9 テーブル 11 受光素子 Reference Signs List 1 LED 2 PSD (Position Sensitive Device) 4, 5 switch 6 Signal processing unit 7 Light amount calculation unit 8 Distance calculation unit 9 Table 11 Light receiving element
Claims (4)
手段と、 上記発光手段から出力されて対象物において反射された
光を受光し、光を受光した位置およびその光量に従って
受光情報を出力する受光手段と、 上記受光手段が出力する受光情報に基づいて位置情報デ
ータを生成する信号処理手段と、 上記受光手段が出力する受光情報に基づいて光量データ
を生成する光量算出手段と、 上記発光手段が光を出力しているときには上記受光手段
の出力を上記信号処理手段へ転送し、上記発光手段が光
を出力していないときには上記受光手段の出力を上記光
量算出手段へ転送するスイッチ手段と、 上記位置情報データと上記光量データとの組合せによっ
て決まる距離データを格納し、上記信号処理手段および
上記光量算出手段の出力に基づいてその格納されている
距離データを抽出することによって対象物までの距離を
求める演算手段と、 を有する測距センサ。A light emitting means for intermittently outputting light for distance measurement; a light receiving means for receiving light output from the light emitting means and reflected on an object; receiving light information in accordance with a position at which the light is received and a light amount thereof; Light receiving means for outputting, signal processing means for generating position information data based on the light receiving information outputted by the light receiving means, light quantity calculating means for generating light quantity data based on the light receiving information outputted by the light receiving means, Switch means for transferring the output of the light receiving means to the signal processing means when the light emitting means is outputting light, and for transferring the output of the light receiving means to the light quantity calculating means when the light emitting means is not outputting light. And distance data determined by a combination of the position information data and the light quantity data, and stores the distance data based on the outputs of the signal processing means and the light quantity calculation means. Distance measuring sensor having a computing means for calculating a distance to the object, the by extracting the distance data stored.
手段と、 少なくとも2つの出力端子を有し、上記発光手段から出
力されて対象物において反射された光を受光し、光を受
光した位置に従ってそれら少なくとも2つの出力端子を
介して流れる電流の比率を変化させる受光手段と、 上記少なくとも2つの出力端子を介して流れる電流の比
率に基づいて位置情報データを生成する信号処理手段
と、 上記少なくとも2つの出力端子を介して流れる電流の和
に基づいて光量データを生成する光量算出手段と、 上記発光手段が光を出力しているときには上記受光手段
の出力を上記信号処理手段へ転送し、上記発光手段が光
を出力していないときには上記受光手段の出力を上記光
量算出手段へ転送するスイッチ手段と、 上記位置情報データと上記光量データとの組合せによっ
て決まる距離データを格納したテーブルを有し、上記信
号処理手段および上記光量算出手段の出力に基づいてそ
のテーブルを参照して対象物までの距離を求める演算手
段と、 を有する測距センサ。2. A light emitting means for intermittently outputting light for distance measurement, and at least two output terminals for receiving light output from the light emitting means and reflected by an object, and receiving the light. Light receiving means for changing the ratio of the current flowing through the at least two output terminals according to the determined position; signal processing means for generating position information data based on the ratio of the current flowing through the at least two output terminals; Light amount calculating means for generating light amount data based on the sum of currents flowing through the at least two output terminals; and when the light emitting means is outputting light, transferring the output of the light receiving means to the signal processing means. Switch means for transferring the output of the light receiving means to the light quantity calculating means when the light emitting means is not outputting light, the position information data and the light And a calculating means for calculating a distance to an object based on the output of the signal processing means and the light amount calculating means and referring to the table based on an output of the signal processing means and the light quantity calculating means. Distance sensor.
反射された反射光を受光した位置に従って位置情報デー
タを出力する受光手段と、 該受光手段の近傍の光量を検出する光量検出手段と、 上記位置情報データと上記受光手段の近傍の光量との組
合せによって決まる距離データを格納し、上記受光手段
および上記光量検出手段の出力に基づいてその格納され
ている距離データを抽出することによって対象物までの
距離を求める演算手段と、 を有する測距センサ。3. A light receiving means for outputting position information data in accordance with a position at which the reflected light output from the light emitting element and reflected on the object is received; a light amount detecting means for detecting a light amount near the light receiving means; The distance data determined by the combination of the position information data and the light amount near the light receiving means is stored, and the stored distance data is extracted based on the output of the light receiving means and the light amount detecting means to reach the object. Calculating means for calculating the distance of the distance measuring sensor.
バイス)を用いて対象物までの距離を測定する測距セン
サであって、 上記PSDが受光する外乱光の強度をパラメータとして
対象物までの距離と上記PSDの出力との関係を予め求
めておき、対象物までの距離を測定する際には上記PS
Dが受光する外乱光の強度を測定し、その測定した外乱
光強度とPSD出力を用いて上記予め求めておいた関係
を参照して対象物までの距離を得る測距センサ。4. A distance measuring sensor for measuring a distance to an object using a PSD (position sensitive device), wherein the distance to the object and the intensity of disturbance light received by the PSD are used as parameters. The relationship with the output of the PSD is obtained in advance, and when measuring the distance to the object, the above PS is used.
A distance measuring sensor that measures the intensity of disturbance light received by D, and obtains a distance to an object by referring to the relationship obtained in advance using the measured disturbance light intensity and the PSD output.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23793496A JPH1082633A (en) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | Distance-measuring sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23793496A JPH1082633A (en) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | Distance-measuring sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1082633A true JPH1082633A (en) | 1998-03-31 |
Family
ID=17022630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23793496A Withdrawn JPH1082633A (en) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | Distance-measuring sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1082633A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006125862A (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Sharp Corp | Optical range finding sensor, self-advancing cleaner, and air conditioner |
JP2014016353A (en) * | 2006-03-09 | 2014-01-30 | Thales | Method for identifying by laser shape measurement |
CN106707290A (en) * | 2017-03-08 | 2017-05-24 | 深圳市芯盛传感科技有限公司 | Optical distance measurement module |
JP2018036064A (en) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | Necプラットフォームズ株式会社 | Determination device, determination system, and determination method |
-
1996
- 1996-09-09 JP JP23793496A patent/JPH1082633A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006125862A (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Sharp Corp | Optical range finding sensor, self-advancing cleaner, and air conditioner |
JP2014016353A (en) * | 2006-03-09 | 2014-01-30 | Thales | Method for identifying by laser shape measurement |
JP2018036064A (en) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | Necプラットフォームズ株式会社 | Determination device, determination system, and determination method |
CN106707290A (en) * | 2017-03-08 | 2017-05-24 | 深圳市芯盛传感科技有限公司 | Optical distance measurement module |
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