JPS6020002Y2 - 距離測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光電体を利用して距離測定を行なう形式の距離
測定装置に関する。

従来光電体を用いて距離の測定したり合焦点位置を検出
する装置は、種々提案されているが、いずれもあまり実
用的でなかった。

例えば被検出物からの光のみを利用する装置では、暗い
時の検出能力の低下が著しいことなどから高精度のもの
が得られない。

そのため被検出物へ赤外線などの平行光を照射して、そ
の反射光をレンズ系で収束させ、合焦点を検出する装置
が提案されているが、光学系が複雑であったり可動部分
が多いなどの欠点を有している。

本考案の目的は、複数個の光電素子の出力を機械的な構
成を全く使用しないで順次取り出すことができ、かつそ
の取り出しを直列的に行うことにより回路構成を簡単に
し、高い精度で距離検出を可能にする距離測定装置を提
供することにある。

前記目的を遠戚するために、本考案による距離測定装置
は、前方の被測定物体に向けて光ビームを射出する光源
と、前記光源側方に光源から定距離を保った点で前記光
源の光軸と垂直な方向に配列された複数個の光電素子か
らなる受光器と、前記受光器の前方定距離に前記光源の
光軸と略等しい光軸方向で配置されている収束光学系と
、前記各光電素子の出力端子にそれぞれ接続されている
スイッチ要素群よりなるアナログスイッチと、前記スイ
ッチ要素の各制御電極に出力端子が接続されている読み
だし用の第１シフトレジスタと、前記アナログスイッチ
のスイッチ要素群の出力が入力端子にまとめて接続され
ている増幅器と、前記増幅器の出力が入力端子に接続さ
れている記憶用の第２シフトレジスタと、前記第１シフ
トレジスタと第２のシフトレジスタにクロックパルスを
供給するクロック発振器とを含み、前記クロックパルス
により前記第１のシフトレジスタを駆動して前記アナロ
グスイッチのスイッチ要素群を順次作動させ、前記アナ
ログスイッチを介して順次取り出される前記複数個の光
電素子の出力を前記増幅器により増幅して、順次前記ク
ロックパルスにより駆動される前記第２のシフトレジス
タに接続し、前記受光器の各光電素子の情報を記憶させ
、その情報を送出するように構成されている。

前記構成によれば、前記複数個の光電素子の出力が順次
増幅されて第２のシフトレジスタに取り出される。

微弱な光電素子の出力は唯一の増幅器で順次増幅される
。

読み出しの１サイクルで前記第２のシフトレジスタに距
離測定の内容が完全に記憶される。

回路構成は極めて簡単で確実な情報の取り出しが行われ
る。

以下、図面等を参照して、本考案による測定装置をさら
に詳しく説明する。

第１図は本考案による装置の構成例を示す概略図である
。

光源Ｓから射出された光ビームは前方距離りにある被測
定物に投射される。

レンズＬは光源Ｓから距離１の位置にあり光ビームとほ
ぼ平行な方向に光軸を有する収束光学系を形成している
。

レンズＬは被測定物Ｏからの反射光を受は受光器Ｒ上に
光ビームの照射により形成された測定物体上の光の像を
結像する。

無限の距離（Ｄ＝Ｏｏ）からの像が受光器の光源光軸よ
りの一端に結像し、被検出物が近づくに従って像が他端
に向って移動するように受光器Ｒを配設しである。

受光器Ｒは複数個に分割されており、受光器Ｒの要素で
ある各々の素子からは独立して出力が得られるようにな
っている。

この構成は例えばシリコンホトセルを複数個に分割配置
することにより達成される。

光の当った部分の光像が結像している素子・の出力がも
つとも大きくなるので、その素子が何番目であるかがわ
かれば距離を知ることができる。

このような構成のとき、次式が成立する。

ａ＝ （ａｌ） ／Ｄ ただしｌは基線長、ａはレンズＬの中心からＲまでの距
離、ｄは一端の素子の中心から結像中心までの距離をそ
れぞれ示す。

いま、受光器が第２図に示すように幅ｒ”’Ｃ”Ｎ個の
素子から形成されているとすると一端のＮｏ、１の素子
から出力が得られるときの距離りは、’Ｄ＞ （２ａｌ
） ／ ｒで与えられ、歯、２のときは （２ａｌ） ／ ｒ≧Ｄ＞ （２ａｌ） ／３ｒ出、３
のときは （２ａｌ） ／３ｒ≧Ｄ＞ （２ａｌ） １５ｒ出、に
のときは （２ａｌ） ／ （２に−３） ｒ≧Ｄ〉（２ａｌ）
／ （２に−１） ｒ で与えられる。

ただし上記の計算は理解を容易にするために、光電素子
上で光ビームはスポット状であると仮定して行なってい
る。

このようにしてビームの当った被測定物Ｏまでの距離り
が測定できる。

ｒを小さくしてＮを増し、ａ、ｌを大きくすれば分解能
は大きくなる。

第３図に信号を取り出す回路の構成例をしめしである。

受光器Ｒの複数個の光電素子Ｒ−１，Ｒ−２，Ｒ−３，
・・・・Ｒ−Ｎの各出力端子はアナログスイッチの各ス
イッチ要素に接続されている。

各スイッチ要素は第３図に示すようにＦＥＴトランジス
タで構成されており、各トランジスタのゲートはシフト
レジスタ１の出力端子に接続されている。

アナログスイッチの各スイッチ要素の出力端子は一括さ
れ増幅器を介してシフトレジスタ２の入力端子に接続さ
れている。

これらのシフトレジスタ１、および２のクロック端子に
は図示されていない同一のクロック発振器からのクロッ
クが接続されている。

次に前記回路の動作を受光器のＲ−３の光電素子に光ビ
ームの反射光が到達している場合を例にして説明する。

第１のクロックパルスでＲ−１の出力が取り出されるが
出力は小であって、シフトレジスタ２には“０パが入力
される。

第２のクロックパルスによっても同様に“０゛が入力さ
れ、第３のクロックパルスによりはじめて“°Ｐ°が入
力される。

モしてＬＥＤアレーの左側が点灯させられる。

しかしこの点灯はクロックにより順次右方に移動させら
れ全走査が終了したときに右から３番目の位置に移動さ
せられる。

すなわち本考案では受光器の並列出力をシリアルに読み
出して、処理するので、回路はきわめて簡単となる。

以上の説明から明らかなように本考案の範囲内で種々の
変形を施すことができる。

例えば光源Ｓの光は可視光だけでなく、紫外、赤外線で
もよく、また、受光器はシリコンホトセルに限らず、Ｃ
ｄＳなどの光導電体でよいことはもちろんである。

また光源は変調波、パルス波でもよく光源、受光器また
はレンズの前面にフィルターを設置してもよい。

また光源の後方に反射鏡をつけたり、前面レンズをつけ
てもよい。

要するに本考案の範囲は上記の構成に限らず、実用新案
登録請求の範囲記載のすべてにおよぶものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による距離測定装置の構成例を示す該略
図、第２図は光検出器の構成を説明するための概略図、
第３図は信号を検出して表示を行なう回路の実施例を示
す回路である。 Ｓ・・・・・・光源、Ｄ＝被測定物体までの距離。 Ｌ＝収束光学系、Ｒ・・・・・・受光器、ＬＥＤアレー
・・・・・・表示装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 前方の被測定物体に向けて光ビームを射出する光源と、
   前記光源側方に光源から定距離を保った点で前記光源の
   光軸と垂直な方向に配列された複数個の光電素子からな
   る受光器と、前記受光器の前方定距離に前記光源の光軸
   と略等しい光軸方向で配置されている収束光学系と、前
   記各光電素子の出力端子にそれぞれ接続されているスイ
   ッチ要素群よりなるアナログスイッチと、前記スイッチ
   要素の各制御電極に出力端子が接続されている読みだし
   用の第１シフトレジスタと、前記アナログスイッチのス
   イッチ要素群の出力が入力端子にまとめて接続されてい
   る増幅器と、前記増幅器の出力が入力端子に接続されて
   いる記憶用の第２シフトレジスタと、前記第１シフトレ
   ジスタと第２のシフトレジスタにクロックパルスを供給
   するクロック発振器とを含み、前記クロックパルスによ
   り前記第１のシフトレジスタを駆動して前記アナログス
   イッチのスイッチ要素群を順次作動させ、前記アナログ
   スイッチを介して順次取り出される前記複数個の光電素
   子の出力を前記増幅器により増幅して、順次前記クロッ
   クパルスにより駆動される前記第２のシフトレジスタに
   接続し、前記受光器の各光電素子の情報を記憶させ、そ
   の情報を送出するように構成した距離測定装置。