JPS59226812A - 近距離測距センサ - Google Patents
近距離測距センサInfo
- Publication number
- JPS59226812A JPS59226812A JP10126283A JP10126283A JPS59226812A JP S59226812 A JPS59226812 A JP S59226812A JP 10126283 A JP10126283 A JP 10126283A JP 10126283 A JP10126283 A JP 10126283A JP S59226812 A JPS59226812 A JP S59226812A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- movable mirror
- light emitting
- emitting element
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/10—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders using a parallactic triangle with variable angles and a base of fixed length in the observation station, e.g. in the instrument
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は近距離測距センサに関し、特に光を用いて物体
までの距離を測定するセンサ技術に関するものである。
までの距離を測定するセンサ技術に関するものである。
従来技術と問題点
従来のこの種センサとしては、例えば第１図に示すもの
が知られている。同図において、１〜３は所定間隔で配
置され光を予め定められた角度で出射させる発光素子、
４はほぼ真上からの光のみを受光するように設けられた
受光素子であり、発光素子１〜３を順次点燈させ、受光
素子４が最大レベルの光を受光したときに駆動されてい
る発光素子の番号から物体５までの距離を検出するもの
である。例えば図示例では発光素子１が点燈していると
き受光素子４の真上の物体領域が照らされるから、受光
素子４と発光素子１との既知の距離及び発光素子ｌの既
知の出射光角度から物体５までの距離１１を求めること
ができる。また、物体５が１２の距離にあるときは発光
素子２により、更に物体５がβ３の距離にあるときは発
光素子３によりそれぞれ受光素子４の真上の物体領域が
照らされるから、同様にして物体までの距離を求めるこ
とができる。
が知られている。同図において、１〜３は所定間隔で配
置され光を予め定められた角度で出射させる発光素子、
４はほぼ真上からの光のみを受光するように設けられた
受光素子であり、発光素子１〜３を順次点燈させ、受光
素子４が最大レベルの光を受光したときに駆動されてい
る発光素子の番号から物体５までの距離を検出するもの
である。例えば図示例では発光素子１が点燈していると
き受光素子４の真上の物体領域が照らされるから、受光
素子４と発光素子１との既知の距離及び発光素子ｌの既
知の出射光角度から物体５までの距離１１を求めること
ができる。また、物体５が１２の距離にあるときは発光
素子２により、更に物体５がβ３の距離にあるときは発
光素子３によりそれぞれ受光素子４の真上の物体領域が
照らされるから、同様にして物体までの距離を求めるこ
とができる。
しかしながら、物体５が距離Ｊｌ、 ７！２． ７！
３の間に位置する場合には受光素子４は光を受けないこ
とになり、検出不能となる。即ら、第１図に示す従来の
近距離測距センサでは、測定領域内に不感帯部分があり
精度が悪いという欠点があった。
３の間に位置する場合には受光素子４は光を受けないこ
とになり、検出不能となる。即ら、第１図に示す従来の
近距離測距センサでは、測定領域内に不感帯部分があり
精度が悪いという欠点があった。
発光素子の個数を増やせば、精度は幾分か向上するが、
それでもなお飛び飛びの距離しか検出できず、また個数
を増やすに従っ′ζ発光素子の取付は距離ｄが大きくな
るので、配置スペース的に問題が生じる。
それでもなお飛び飛びの距離しか検出できず、また個数
を増やすに従っ′ζ発光素子の取付は距離ｄが大きくな
るので、配置スペース的に問題が生じる。
発明の目的
本発明はこのような従来の欠点を改善したものであり、
その目的は、発光素子の個数を増すことなく距離測定精
度を向上させ得る近距離測距センサを提供することにあ
る。
その目的は、発光素子の個数を増すことなく距離測定精
度を向上させ得る近距離測距センサを提供することにあ
る。
発明の構成
第２図は本発明の原理説明図である。２個の可動ミラー
１０．１１が距離りを隔てて配置され、可動ミラー１０
は発光素子１２の出射光を受けて測定領域に向けて反射
する。可動ミラー１０は発光素子１２の反射光が測定領
域内を光走査するように所定周期で回っており（回転乃
至回動）、可動ミラー１１は、可動ミラー１０の反射光
の光路と距ＦｍＬの略垂直２等分線Ｘとの交点に仮に点
光源を置いた場合にその光源からの光が受光素子１３に
入射するように可動ミラー１０と同期して回る。例えば
、物体１５が垂直２等分線Ｘの距ｌ１ｌＩＩ１１の位置
にあるとすると、可動ミラー１０．１１の角度がθ１の
とき受光素子の受光入力が最大となり、物体１５が同様
に距離β２゜β３の距離にあるときは可動ミラー１０．
１１の角度がθ２．θ３のとき最大となる。そこで、受
光人力最大となる可動ミラー１１の回転角度θを検出す
れば、次式によって、物体までの距Ｐｌｆｔ ｐを求め
ることができる。
１０．１１が距離りを隔てて配置され、可動ミラー１０
は発光素子１２の出射光を受けて測定領域に向けて反射
する。可動ミラー１０は発光素子１２の反射光が測定領
域内を光走査するように所定周期で回っており（回転乃
至回動）、可動ミラー１１は、可動ミラー１０の反射光
の光路と距ＦｍＬの略垂直２等分線Ｘとの交点に仮に点
光源を置いた場合にその光源からの光が受光素子１３に
入射するように可動ミラー１０と同期して回る。例えば
、物体１５が垂直２等分線Ｘの距ｌ１ｌＩＩ１１の位置
にあるとすると、可動ミラー１０．１１の角度がθ１の
とき受光素子の受光入力が最大となり、物体１５が同様
に距離β２゜β３の距離にあるときは可動ミラー１０．
１１の角度がθ２．θ３のとき最大となる。そこで、受
光人力最大となる可動ミラー１１の回転角度θを検出す
れば、次式によって、物体までの距Ｐｌｆｔ ｐを求め
ることができる。
（！＝ （Ｌ／２） Ｘ ｔａｎθ −−−−−（１
）発明の実施例 第３図は本発明実施例センサの要部ブロック図
゛である。同図において、２０は発光ダイオード、半導
体レーザ等の発光素子であり、所定周波数で発振する発
振器２１の出力をドライバ２２で増幅した信号で駆動さ
れ、その出射光２３は可動ミラー２４に入射される。直
流信号で発光素子２０を駆動する構成としても良いが、
交流信号で駆動することにより周辺光の影響を除去する
ことができる。２５は可動ミラー２４の回転軸２４ａに
主軸が固定されたパルスモータであり、モータドライバ
２６からの駆動パルスで動作する。２７も可動ミラーで
あり、その回転軸２７ａはモータトライバ２６からの駆
動パルスで駆動されるパルスモータ２８の主軸に固定さ
れている。
）発明の実施例 第３図は本発明実施例センサの要部ブロック図
゛である。同図において、２０は発光ダイオード、半導
体レーザ等の発光素子であり、所定周波数で発振する発
振器２１の出力をドライバ２２で増幅した信号で駆動さ
れ、その出射光２３は可動ミラー２４に入射される。直
流信号で発光素子２０を駆動する構成としても良いが、
交流信号で駆動することにより周辺光の影響を除去する
ことができる。２５は可動ミラー２４の回転軸２４ａに
主軸が固定されたパルスモータであり、モータドライバ
２６からの駆動パルスで動作する。２７も可動ミラーで
あり、その回転軸２７ａはモータトライバ２６からの駆
動パルスで駆動されるパルスモータ２８の主軸に固定さ
れている。
この可動ミラー２７は可動ミラー２４と所定比１ｔ！Ｉ
ＩＬだげ８１１シて配置、される。２９はフォ１−ダイ
オード等の受光素子である。
ＩＬだげ８１１シて配置、される。２９はフォ１−ダイ
オード等の受光素子である。
モータドライバ２６にはパルスジェネレータ３０の出力
パルスが加えられており、モータドライバ２６はパルス
モーク２５，２８をある角度内で同期して正転、逆転さ
せるために必要な駆動パルスを発生ずる。なお、正転、
逆転は切換器３３の切換信号によって行なう。この実施
例の場合、可動ミラー２４゜２７が角度θ０の瞳面で回
動するように設定されている。また、可動ミラー２５で
反射した光の光路と、距離りの略垂直２等分線Ｘとの交
点に点光源を仮に置いたとすると、その光源の光が可動
ミラー２７で反射されて受光素子３０に入射するように
、可動ミラー２４．２７の取付り初期角２回動速度等が
設定されている。
パルスが加えられており、モータドライバ２６はパルス
モーク２５，２８をある角度内で同期して正転、逆転さ
せるために必要な駆動パルスを発生ずる。なお、正転、
逆転は切換器３３の切換信号によって行なう。この実施
例の場合、可動ミラー２４゜２７が角度θ０の瞳面で回
動するように設定されている。また、可動ミラー２５で
反射した光の光路と、距離りの略垂直２等分線Ｘとの交
点に点光源を仮に置いたとすると、その光源の光が可動
ミラー２７で反射されて受光素子３０に入射するように
、可動ミラー２４．２７の取付り初期角２回動速度等が
設定されている。
また、３１はアンプ、３２は検波器であり、これらは受
光素子２９の出力を増幅検波してピークホールド回路３
５に加える為のものである。可動ミラー２４゜２７が例
えば第４図（ａ）に示すような往復回動を行なっており
、物体３４が第３図の位置にあるものとすると、検波器
３２の出力は第４図（ｂ）の実線で示すように可動ミラ
ー２４．２７の往路（検知サーチ用）と復路（比較サー
チ用）の物体３４の位置に対応する時刻でピーク値を有
する信号となり、このような信号をピークホールド回路
３５に加え、ピークホールド回路３５は例えば第４図（
ｂ）の破線で示すようなピークホールド信号を発生して
比較器３６に入力する。なお、ピークホールド回路３５
のホールド性を若干低下させておくのが望ましい。
光素子２９の出力を増幅検波してピークホールド回路３
５に加える為のものである。可動ミラー２４゜２７が例
えば第４図（ａ）に示すような往復回動を行なっており
、物体３４が第３図の位置にあるものとすると、検波器
３２の出力は第４図（ｂ）の実線で示すように可動ミラ
ー２４．２７の往路（検知サーチ用）と復路（比較サー
チ用）の物体３４の位置に対応する時刻でピーク値を有
する信号となり、このような信号をピークホールド回路
３５に加え、ピークホールド回路３５は例えば第４図（
ｂ）の破線で示すようなピークホールド信号を発生して
比較器３６に入力する。なお、ピークホールド回路３５
のホールド性を若干低下させておくのが望ましい。
また切換器３３は、例えば第４図（ｃ）に示すような可
動ミラーの復路で論理“１″となる切換信号を発生して
比較器３Ｇ、カウンタ３７及びモータドライバ２６に出
力している。
動ミラーの復路で論理“１″となる切換信号を発生して
比較器３Ｇ、カウンタ３７及びモータドライバ２６に出
力している。
第５図は切換器３３の実施例を示すブロック図であり、
パルスジェネレータ３０の出力パルスをカウントアンプ
して設定値に達するとパルスを１個出力するプリセット
カウンタ５０と、このブリセットカウンタ５０の出力パ
ルスにより反転動作を繰返すハ゛イナリカウンタ５１と
、プリセットカウンタ５０の内容をプリセントする為の
ディジタルスイッチ５２とで構成される。このプリセッ
トカウンタ５０のプリセント値でモータ可動範囲の設定
が可能である。
パルスジェネレータ３０の出力パルスをカウントアンプ
して設定値に達するとパルスを１個出力するプリセット
カウンタ５０と、このブリセットカウンタ５０の出力パ
ルスにより反転動作を繰返すハ゛イナリカウンタ５１と
、プリセットカウンタ５０の内容をプリセントする為の
ディジタルスイッチ５２とで構成される。このプリセッ
トカウンタ５０のプリセント値でモータ可動範囲の設定
が可能である。
また、第３図において、比較器３６は、切換器３３から
の切換信号が論理“ｌ”である期間で入力信号のピーク
を検出したらランチ回路３８に第４図（ｄ）に示すよう
なランチ信号を出力する。第６図は比較器３６の実施例
を示すブロック図、第７図はその各部等の信号波形の一
例を示す線図であり、ピークホールド回路３５の出力が
第７図（ａ）に示すものとすると、微分回路６０の出力
は同図（ｂ）に示すものとなり、ゼロクロス検出回路６
１の出力は同図（ｃ）に示すものとなる。従って、ナン
ド回路６２でその出力と同図（ｄ）に示す切換信号との
ナンドをとると同図（ｅ）に示すランチ信号を得られる
。
の切換信号が論理“ｌ”である期間で入力信号のピーク
を検出したらランチ回路３８に第４図（ｄ）に示すよう
なランチ信号を出力する。第６図は比較器３６の実施例
を示すブロック図、第７図はその各部等の信号波形の一
例を示す線図であり、ピークホールド回路３５の出力が
第７図（ａ）に示すものとすると、微分回路６０の出力
は同図（ｂ）に示すものとなり、ゼロクロス検出回路６
１の出力は同図（ｃ）に示すものとなる。従って、ナン
ド回路６２でその出力と同図（ｄ）に示す切換信号との
ナンドをとると同図（ｅ）に示すランチ信号を得られる
。
一方、カウンタ３７は第４図（ｅ）に示すように切換信
号の立上り即ち可動ミラーの折返し時点でクリアされ、
パルスジェネレータ３０の出力パルスでカウントアツプ
され、その出力をランチ回路３８に出力する。従って、
ランチ回路３８でラッチされた内容は可動ミラーの折返
し時点からの回転角度θに相当する値となる。即ら、可
動ミラーの１往復のサーチの内、往サーチで物体の検知
を行ない、復サーチで比較をして信号ピーク時のミラー
角度信号を得るものである。
号の立上り即ち可動ミラーの折返し時点でクリアされ、
パルスジェネレータ３０の出力パルスでカウントアツプ
され、その出力をランチ回路３８に出力する。従って、
ランチ回路３８でラッチされた内容は可動ミラーの折返
し時点からの回転角度θに相当する値となる。即ら、可
動ミラーの１往復のサーチの内、往サーチで物体の検知
を行ない、復サーチで比較をして信号ピーク時のミラー
角度信号を得るものである。
また、第３図において３９は前記（１）式の演算を行な
う位置演算回１洛であり、可動ミラー２４．２７の１往
復のサーチで１回の演算を実施し、その結果を表示器４
０に表示する。表示器４ｏに表示する以外に別の処理回
路（図示せず）に入力して処理させる構成とすることも
可能である。
う位置演算回１洛であり、可動ミラー２４．２７の１往
復のサーチで１回の演算を実施し、その結果を表示器４
０に表示する。表示器４ｏに表示する以外に別の処理回
路（図示せず）に入力して処理させる構成とすることも
可能である。
以上の実施例では、ディスクリート回路により本発明を
構成したが、回路の一部をマイクロコンピュータの演算
機能を利用して構成することができる。
構成したが、回路の一部をマイクロコンピュータの演算
機能を利用して構成することができる。
発明の詳細
な説明したように、本発明では、発光素子の出射光を可
動ミラーを使用して測定領域内で振らせているので、た
だ１個の発光素子で測定領域をカバーすることができ、
ｆｆｉ Ｉ ＩＩ！Ｊに示す従来例のように測定領域内
に不感帯部分がＢＥしない為、測定精度を高めることが
できる。また、受光側の可動ミラーは、発光側の可動ミ
ラーの反射光の光路と、可動ミラー間を結ぶ線分の略垂
直２等分線との交点からの光が受光素子に入射するよう
に発光素子側の可動ミラーと同期して回転乃至回動して
いるから、発光光束と受光光束とが常に対向するものと
なり良好な受光状態が得られる利点もある。従って、物
体が可動ミラー間を結ぶ線分と平行にあり且つ物体面が
ほぼ鏡面であっても距離測定が可能となる。さらに、２
個の可動ミラー間の距離は第１図の従来構成で発光素子
を多数個設ける場合より短くなるので、センサの取イ」
け場所を広く確保してお（必要もない。
動ミラーを使用して測定領域内で振らせているので、た
だ１個の発光素子で測定領域をカバーすることができ、
ｆｆｉ Ｉ ＩＩ！Ｊに示す従来例のように測定領域内
に不感帯部分がＢＥしない為、測定精度を高めることが
できる。また、受光側の可動ミラーは、発光側の可動ミ
ラーの反射光の光路と、可動ミラー間を結ぶ線分の略垂
直２等分線との交点からの光が受光素子に入射するよう
に発光素子側の可動ミラーと同期して回転乃至回動して
いるから、発光光束と受光光束とが常に対向するものと
なり良好な受光状態が得られる利点もある。従って、物
体が可動ミラー間を結ぶ線分と平行にあり且つ物体面が
ほぼ鏡面であっても距離測定が可能となる。さらに、２
個の可動ミラー間の距離は第１図の従来構成で発光素子
を多数個設ける場合より短くなるので、センサの取イ」
け場所を広く確保してお（必要もない。
本発明の近距離測距センサは、自動車における前方、後
方、側方、下方（車高）の測定や、位置決め用として各
種産業用の近距離測距センサに適用することが可能であ
る。
方、側方、下方（車高）の測定や、位置決め用として各
種産業用の近距離測距センサに適用することが可能であ
る。
第１図は従来の近距離測距センサの構成説明図、第２図
は本発明の原理段ｌ！ＩＪ図、第３図は本発明実施例セ
ンサの要部ブロック図、第４図は第３図示センサの動作
説明用線図、第５図は切換器３３の実施例を示すブロッ
ク図、第６図は比較器３６の実施例を示すブロック図、
第７図は比較器３Ｇの動作説明用線図である。 １０、１１．２４．２７は可動ミラー、１２．２０は発
光素子、１３．２９は受光素子、２５．２８はパルスモ
ータ、である。 特許出願人富士通テン株式会社 代理人弁理士玉蟲久五部 （外１名） 第１図 ５ 第２図
は本発明の原理段ｌ！ＩＪ図、第３図は本発明実施例セ
ンサの要部ブロック図、第４図は第３図示センサの動作
説明用線図、第５図は切換器３３の実施例を示すブロッ
ク図、第６図は比較器３６の実施例を示すブロック図、
第７図は比較器３Ｇの動作説明用線図である。 １０、１１．２４．２７は可動ミラー、１２．２０は発
光素子、１３．２９は受光素子、２５．２８はパルスモ
ータ、である。 特許出願人富士通テン株式会社 代理人弁理士玉蟲久五部 （外１名） 第１図 ５ 第２図
Claims (1)
- 発光素子と、該発光素子の出射光を反射する第１の可動
ミラーと、受光素子と、前記第１の可動ミラーと所定距
離隔てて配置され前記受光素子に光を入射させる第２の
可動ミラーと、前記第１の可動ミラーで反射された前記
発光素子の出射光が測定領域内を光走査するように前記
第１の可動ミラーを回すと共にその反射光の光路と前記
第１及び第２の可動ミラー間を結ぶ線分の略垂直２等分
線との交点に仮に置かれた光が前記受光素子に入射する
ように前記第２の可動ミラーを前記第１の可動ミラーと
同期させて回す可動ミラー制御回路と、前記受光素子の
受光レベルが最大となる前記第２の可動ミラーの回転角
度を検出する回転角度検出手段と、該回転角度検出手段
の検出出力から物体までの距離を求める位置演算手段と
を具備したことを特徴とする近距離測距センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10126283A JPS59226812A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 近距離測距センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10126283A JPS59226812A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 近距離測距センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226812A true JPS59226812A (ja) | 1984-12-20 |
Family
ID=14295989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10126283A Pending JPS59226812A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 近距離測距センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226812A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62162911A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-18 | N T T Gijutsu Iten Kk | 計測装置 |
| US4698513A (en) * | 1985-03-15 | 1987-10-06 | Kabushiki Kaishi Toshiba | Position detector by vibrating a light beam for averaging the reflected light |
| JP2011203156A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 距離測定装置 |
-
1983
- 1983-06-07 JP JP10126283A patent/JPS59226812A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4698513A (en) * | 1985-03-15 | 1987-10-06 | Kabushiki Kaishi Toshiba | Position detector by vibrating a light beam for averaging the reflected light |
| JPS62162911A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-18 | N T T Gijutsu Iten Kk | 計測装置 |
| JP2011203156A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 距離測定装置 |
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