JPS60230003A - 距離計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 体までの距離を計測する距離計測装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置として第３図に示すようなものがあ
った。図において、（Ｉ）は光源、（２）は光源よりの
光を集束する投光レンズ、（３）は被計測物体、（４）
は被計測物体の表面に照射された光源（１）よりの放射
光のスポットを結像する受光レンズ、（５）は受光レン
ズ（４）により結像された光スボツＦの位置に対応した
電気信号を送出する光検出器、（６）は光検出器（５）
からの電気信号を入力して所定の演算を行い、距離に応
じた出力を発生する処理回路である。

次に動作について説明する。光源（１）より放射される
光束は、投光レンズ（２）によって集束されて適当な大
きさの光スポットとなって被計測物体（３）の表面に昭
射される。受光レンズ（４）はこの被計測物体（３）の
表面の光スポットを光検出器（５）の受光面上に結像す
る。この光検出器（５）は、常光面上での光スポットの
位置に応じた電気信号を発生する光電変換素子で、例え
ばＰ　Ｓ　Ｄ　（ＰＯ８ＩＴＩＯＮ　５ＥＮＳ−ＩＴＩ
ＶＥ　ＤＥＴＥＣＴＯ１’Ｌ）と呼ばれる素子であれば
、光スポットの位置Ｐに応じてＬＡ、ＬＢの電流が発生
すると、位置Ｐ、　、　Ｐ、は Ｐ　ｓ　＝　Ｌ　Ａ／　ｂ　Ａ＋ｂ　Ｂ　・・間■Ｐ、
＝：　ＡＢ／ＬＡ−１４Ｂ　・・・・・・■となり、受
光面の各端部からの光スポットの位置が電流値によって
演算できる。また、受光面中央の位置Ｐ３は、 Ｐ、　＝Ｌ　Ａ−Ｌ　Ｂ　／ＬＡ＋Ｌ　Ｂ　・・・・・
・■となる。被計測物体（１）の変位りは、受光面上で
光スポットの動きｌに変換されるので、上記０〜０式の
いずれかの結果に変換係数を掛ければ、被計測物体（１
）までの距離に対応した出力が得られる。

１　また・上記変換係数は、光学系の設置条件から算出
するか、実際の装置を用いて実験的にめられ、処理回路
（６）は上記演算を行って、その結果を外部へ出力する
。

従来の距離計測装置は以上のように構成されているので
、変換係数は常に一定にしなければならず、装置の周辺
温度が変化する場合には、装置を構成する材料の膨張、
収縮により、投、受光レンズ間の距離が変化して上記変
換係数が変動するため、装置を冷却したり、温度センサ
による補正が必要となる。このため装置が撲雑となり、
また、精度が低下するなどの欠点があった。

〔発明の概要〕

この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになけれたもので、照射光の一部を用いて投、受光
レンズ間の距離を計測し、測距演算結果を補正すること
により、温度変化の影？、Ｈを除去できる精度の高い距
離計測装置を提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図により説明する。

第１図に於いて、（７）は光源（１）より放射される光
束の一部を反射し、他を通過させるハーフミラ−１（８
）は上記ハーフミラ−（７）により反射された光を受光
し、受光位置に比例した電気出力を発生する第２の光検
出器、（９）は２個の光検出器の出力を選択して処理回
路（６）に送出するスイッチを示す。他の構成は従来装
置と全く同じであるが、従来の説明の所で述べた光検出
器（５）を、ここでは第１の光検出器と呼ぶ。第２図は
、この発明による装置の動作の説明図である。

この発明による装置の動作として、光源（１）よりの放
射光束が投光レンズ（２）により、被計測物体（３）の
表面上に適当な大きさの光スポットとして照射され、受
光レンズ（４）により、この光スポットの像が結像され
るのは従来の装置と同じである。しかしながら、この発
明による装置では、投光レンズ（２）を通過した光束の
うちの一部をハーフミラ−（７）により反射させ、第２
の光検出器（８）に入射させて温度誤差を除去している
。第２図により、上記動作を説明する。定常状態に於い
て第２の光検出器（８）は（８ａ）で示す位置に設置さ
れており、放射光の一部は第２の光検出器（８）の端部
よりＰＡだけ離れた所に入射する。周囲の温度が上昇す
ると、装置を構成する材料の膨張により、ハーフミラ−
（７）と第２の光検出器（８）間の距離が△ｌだけ長く
なる。

この結果、第２の光検出器（８）は（８ｂ）で示される
位置に移動し、放射光は第２の光検出器（８）の端部か
らＰＢｌｌｌｋれた場所に入射する。第２の光検出器（
８）は、第１の光検出器（５）と同様の動作をするもの
で、受光面上の入射光の位置に比例した電気的出力を発
生し、従来の技術で説明した■、０式からＰＡ、ＰＢが
まり、 から温度変化による第２の光検出器（８）の移動分△ｌ
が計算できる。第２の光検出器（８）は、第１図に示す
ように受光レンズ（４）の近傍に設置するので、上記△
ｌは投、受光レンズ間の距離の変化分として用いること
ができる。したがって、第１の光検出器（５）による測
距演算実行の際に用いる変換係数を上記Δノによって補
正すれば、温度変化の影響を除いた結果が得られる。

第１、第２の光検出器（５）、（８）は同種の光検出器
であるので、処理回路（６）の入力部分が共有できる。

スイッチ（９）は、処理部（６）よりの切替え信号によ
り、第１、第２の光検出器（５）、（８）の出力、ｊｒ
、、１．１ｒＢ１とｉｔ）、、、ｉｒＢ、を選択し処理
部へ導くもので、例えば一定時間毎に切替えられる。処
理回路（６）はスイッチ（９）の状態に応じて、０〜０
式の演算と、上記変換係数の補正演算を実行し、結果を
出力する。

なお、上記実施例では、第２の光検出器（８）として第
１の光検出器（５）と同様の動作を行うものを示したが
、第１、第２の光検出器（５Ｌ（８）は光スポットの照
射位置に対応した電気的信号を発生するものであればよ
く、異なった種類の光検出器を用いてもよい。また、第
１、第２の光検出器（５）、（８）の出力信号は、スイ
ッチ（９）による切替え方式でなく、同時に処理回路（
６）に入力する方式であってもよい。

さらに、照射光の一部をハーフミラ−で分割せず、第２
の光源を用い、投、受光レンズ間の距離を計ンズ間の距
離を計測し、被計測物体までの測距値を補正するように
構成したので、温１度変化による誤差がない精度の高い
装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による装置の構成図、第２
図はこの発明による装置の動作説明図第３図は従来装置
の構成図である。図に於いて、（１）は光源、（２）は
投光レンズ、（３）は被計測物体、（４）は受光レンズ
、（５）は第１の光検出ｉ、（７）はハーフミラ−１（
８）は第２の光検出器、（９）はスイッチを示す。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示すもの
とする。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 奢 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源からの光を投光レンズにより被計測物体に照
   射し、上記被計測物体表面上の上記光のスボ１．　ット
   を受光レンズにて第１の光検出器の受光面よに結像せし
   め、上記第１の光検出器より発生する電気信号により上
   記被計測物体までの距離を演算、出力する距離計測装置
   に於いて、上記投光レンズ間の距離を計測し、上記距離
   演算の補正値として用いることを特徴とする距離計測装
   置。
2. （２）照射光の一部をハーフミラ−により分割し、分割
   光を受光レンズ近傍に配置した第２の光検出器に照射し
   、上記第２の光検出器より発生する電気信号から、投光
   レンズと上記受光レンズ間の距離を計測することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の距離計測装置。
3. （３）第１の光検出器と第２の光検出器より発生する電
   気信号をスイッチにより切替えて処理することを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の距離計測装置。