JPS6225210A - 距離検出装置 - Google Patents
距離検出装置Info
- Publication number
- JPS6225210A JPS6225210A JP16541185A JP16541185A JPS6225210A JP S6225210 A JPS6225210 A JP S6225210A JP 16541185 A JP16541185 A JP 16541185A JP 16541185 A JP16541185 A JP 16541185A JP S6225210 A JPS6225210 A JP S6225210A
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- Japan
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- spot
- optical fiber
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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】
技術分野
本発明は、光学的に被検出物体を検出して被検出物体と
のｌｉｔなどを求めろために有利に用いられる距離検出
装置に関する。
のｌｉｔなどを求めろために有利に用いられる距離検出
装置に関する。
背景技術
従来から被検出物体の有無や、被検出物体との距離など
を光学的に検出するにあたっては、第５図に示されるよ
うな検出装置１が用いられる。この検出装置１は、発光
グイオード２からの尤を投光用尤ファイバ３を介して被
検出物体４に照射し、被検出物体４がらの反射光を受光
用尤ファイバ５に導き、二の受尤用尤７フイパ５からの
光をホトダイオード６によって受光し、ホトダイオード
６の出力の大小に応じて被検出物体４の有無を検出しｔ
こ９、被検出物体４との距離Ｒを検出するものである。
を光学的に検出するにあたっては、第５図に示されるよ
うな検出装置１が用いられる。この検出装置１は、発光
グイオード２からの尤を投光用尤ファイバ３を介して被
検出物体４に照射し、被検出物体４がらの反射光を受光
用尤ファイバ５に導き、二の受尤用尤７フイパ５からの
光をホトダイオード６によって受光し、ホトダイオード
６の出力の大小に応じて被検出物体４の有無を検出しｔ
こ９、被検出物体４との距離Ｒを検出するものである。
このように被検出物体４からの反射光量の大小に応じて
検出動作を行なう装置１では、たとえば表面が白色であ
る被検出物体４を検出するようにホトダイオード６など
のレベル設定を行なつｔこ場合には、表面が黒色である
被検出物体４を検出することができないという問題があ
る。
検出動作を行なう装置１では、たとえば表面が白色であ
る被検出物体４を検出するようにホトダイオード６など
のレベル設定を行なつｔこ場合には、表面が黒色である
被検出物体４を検出することができないという問題があ
る。
また被検出物体４との距ｆｉＲと、ホトダイオード６の
受光ｉＬとの関係は、第６図に示されるライン８によっ
て表わすことができる。ここでしきい値１１を設定した
ときであっても、光反射率の高い被検出物体４に対して
は、ホトダイオード６の受光量が太き（なり、したがっ
て距離Ｒが長い場合であっても、ホトダイオード６は、
そのしきい値Ｌ１を超える範囲の近距離領域に被検出物
体４があるものと誤って検出する問題がある。
受光ｉＬとの関係は、第６図に示されるライン８によっ
て表わすことができる。ここでしきい値１１を設定した
ときであっても、光反射率の高い被検出物体４に対して
は、ホトダイオード６の受光量が太き（なり、したがっ
て距離Ｒが長い場合であっても、ホトダイオード６は、
そのしきい値Ｌ１を超える範囲の近距離領域に被検出物
体４があるものと誤って検出する問題がある。
目 的
本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、被検出物
体からの反射光量の彩管を受けることなく、被検出物体
との距離などを光学的に検出することがでトるようにし
た距離検出装置を提供することである。
体からの反射光量の彩管を受けることなく、被検出物体
との距離などを光学的に検出することがでトるようにし
た距離検出装置を提供することである。
実施例
第１図は本発明の一実施例のブロック図であり、第２図
は投光用光ファイバ１１および受光用光７フイパ１２付
近の斜視図である。本発明に従う距離検出長′１１１０
は、基本的には、被検出物体１３に光を照射する光源と
しての発光グイオード１４と、被検出物体１３からの反
射光を集光する集光レンズ１５と、集光レン；Ｃ１５か
らの光を導く受光用光７アイパ１２と、受光用光ファイ
バ１２からのスポット光を受光する受光面１６を有し、
そのスポット光の受光位置を表わす電気信号を導出する
受光素子としての半導体装置検出センサ（Ｐ。
は投光用光ファイバ１１および受光用光７フイパ１２付
近の斜視図である。本発明に従う距離検出長′１１１０
は、基本的には、被検出物体１３に光を照射する光源と
しての発光グイオード１４と、被検出物体１３からの反
射光を集光する集光レンズ１５と、集光レン；Ｃ１５か
らの光を導く受光用光７アイパ１２と、受光用光ファイ
バ１２からのスポット光を受光する受光面１６を有し、
そのスポット光の受光位置を表わす電気信号を導出する
受光素子としての半導体装置検出センサ（Ｐ。
５ｉｔｉｏｎ Ｓ ｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄ ｅｖｉ
ｃｅ）とを含む０発光ダイオード１４は、駆動回路１８
によって駆動され、一定周期のパルス光を発振する。こ
の発光グイオード１４からの光は、投光用光ファイバ１
１によって導かれ、その端面１９からの光は、投光レン
Ｘ：２０を介して被検出物体１３に照射される。被検出
物体１３の反射面１３ａからの反射光は、集光レンズ１
５を介して受光用光ファイバ１２の端面２１に集光され
、受光用光７アイパ１２によって導かれる。受光用光フ
ァイバ１２の端面２２は、半導体位置検出センサ１７の
受光面１６に密着している。このような受光用光ファイ
バ１２は、複数の光ファイバが密接した束となって構成
されており、集光レンズ１５からのスポット光をその端
面２１における受光スポット位置に対応した半導体装置
検出センサ１７の受光面１６に導く役割を果たす。
ｃｅ）とを含む０発光ダイオード１４は、駆動回路１８
によって駆動され、一定周期のパルス光を発振する。こ
の発光グイオード１４からの光は、投光用光ファイバ１
１によって導かれ、その端面１９からの光は、投光レン
Ｘ：２０を介して被検出物体１３に照射される。被検出
物体１３の反射面１３ａからの反射光は、集光レンズ１
５を介して受光用光ファイバ１２の端面２１に集光され
、受光用光７アイパ１２によって導かれる。受光用光フ
ァイバ１２の端面２２は、半導体位置検出センサ１７の
受光面１６に密着している。このような受光用光ファイ
バ１２は、複数の光ファイバが密接した束となって構成
されており、集光レンズ１５からのスポット光をその端
面２１における受光スポット位置に対応した半導体装置
検出センサ１７の受光面１６に導く役割を果たす。
半導体装置検出センサ１７の一方の電極２３は、ライン
２４を介して増幅回路２５に接続され、他方の電極２６
は、ライン２７を介して増幅回路２８に接続され、共通
Ｍ１極２っは、分岐ライン３０を介して増幅回路２５．
２８にそれぞれ接続される。増幅回路２５．２８からの
出力Ｖ、、Ｖ、は、ライン３１．３２を介して演伴回路
３３に個別的に与えられる。演算回路３３では、前記出
力ＶＡ。
２４を介して増幅回路２５に接続され、他方の電極２６
は、ライン２７を介して増幅回路２８に接続され、共通
Ｍ１極２っは、分岐ライン３０を介して増幅回路２５．
２８にそれぞれ接続される。増幅回路２５．２８からの
出力Ｖ、、Ｖ、は、ライン３１．３２を介して演伴回路
３３に個別的に与えられる。演算回路３３では、前記出
力ＶＡ。
■６に基づいてＶ Ａ ／ Ｖ ｅの値を演算して、被
検出物体１３との距離Ｒを算出する。この演算回路３３
からの演算結果は、比較回路３４において予め設定され
た距離と比較され、これによって被検出物体１３が予め
設定された距離の範囲内にあるか否かを判定することが
できる。
検出物体１３との距離Ｒを算出する。この演算回路３３
からの演算結果は、比較回路３４において予め設定され
た距離と比較され、これによって被検出物体１３が予め
設定された距離の範囲内にあるか否かを判定することが
できる。
第３図を参照して、投光用光ファイバ１１の参照符Ｍで
示される光軸線上に、参照符Ｊ！１ ＋Ａ’ ２ 。
示される光軸線上に、参照符Ｊ！１ ＋Ａ’ ２ 。
１３でそれぞれ示される位置に被検出物体１３をそれぞ
れ配置し、三角測距方式を利用して被検出一体１３との
距離を検出する場合を想定する。被検出物体１３が参照
符！′１で示される光軸位置にあるとき、投光用光ファ
イバ１１からの光は、投光レンズ２０を介してその被検
出物体１３の反射面１３ｍに照射される。この反射面１
３＆は、光軸Ｍと垂直平面内に配置されるものとすると
、反射面１３ａからの拡散光は、参照符Ｎ１で示される
光経路を通って集光レンズ１５によって繍く絞られ、受
光用光ファイバ１２の端面２１の受光スポット位置Ｓ１
に集光される。これに対して、被検出物体１３が参照符
！２′Ｃｈ示される光軸位置にあるときには、その反射
面１３ａからの拡散光は、参照符Ｎ２で示される光経路
を通って集光レンズ１５によって綱（絞られ、受光用光
ファイバ１２の端面２１の受光スポット位置Ｓ２に集光
される。
れ配置し、三角測距方式を利用して被検出一体１３との
距離を検出する場合を想定する。被検出物体１３が参照
符！′１で示される光軸位置にあるとき、投光用光ファ
イバ１１からの光は、投光レンズ２０を介してその被検
出物体１３の反射面１３ｍに照射される。この反射面１
３＆は、光軸Ｍと垂直平面内に配置されるものとすると
、反射面１３ａからの拡散光は、参照符Ｎ１で示される
光経路を通って集光レンズ１５によって繍く絞られ、受
光用光ファイバ１２の端面２１の受光スポット位置Ｓ１
に集光される。これに対して、被検出物体１３が参照符
！２′Ｃｈ示される光軸位置にあるときには、その反射
面１３ａからの拡散光は、参照符Ｎ２で示される光経路
を通って集光レンズ１５によって綱（絞られ、受光用光
ファイバ１２の端面２１の受光スポット位置Ｓ２に集光
される。
まｒこ被検出物体１３が参照符１３で示す光軸位置にあ
るときは、その反射面１３ａからの拡散光は、参照符Ｎ
３で示されろ光経路を通って集光レンズ１５によって細
く絞られ、受光用光ファイバ１２の端面２１の受光スポ
ット位置Ｓ３にそれぞれ集光される。このように被検出
物体１３の光軸位置）１ 、、ｔｐ ２ 、ノ３の配置
変化に応じて、受光用光７アイパ１２の端面２１の受光
スポット位ｒ！１ｓ１゜Ｓ２．Ｓ３がそれぞれ変化する
こととなる。このように端面２１のいずれかの受光スポ
ット位置に受光されたスポット光は、受光用光７アイｌ
イ１２によって導かれ、その端面２２から半導体装置検
出センサ１７の受光面１６によって受光される。
るときは、その反射面１３ａからの拡散光は、参照符Ｎ
３で示されろ光経路を通って集光レンズ１５によって細
く絞られ、受光用光ファイバ１２の端面２１の受光スポ
ット位置Ｓ３にそれぞれ集光される。このように被検出
物体１３の光軸位置）１ 、、ｔｐ ２ 、ノ３の配置
変化に応じて、受光用光７アイパ１２の端面２１の受光
スポット位ｒ！１ｓ１゜Ｓ２．Ｓ３がそれぞれ変化する
こととなる。このように端面２１のいずれかの受光スポ
ット位置に受光されたスポット光は、受光用光７アイｌ
イ１２によって導かれ、その端面２２から半導体装置検
出センサ１７の受光面１６によって受光される。
半導体装置検出センサ１７は、第４図１こ示されるよう
に、その受光面１６にスポット光が照射されると、高抵
抗Ｐ層３５がスポット光の受光位置と両端電極２３．２
６までの距離Ｘに逆比例しで分？１４され、各両端電極
２３．２６からは、ライン２４．２７を介して電流ＩＡ
、Ｉ８が呂力される。
に、その受光面１６にスポット光が照射されると、高抵
抗Ｐ層３５がスポット光の受光位置と両端電極２３．２
６までの距離Ｘに逆比例しで分？１４され、各両端電極
２３．２６からは、ライン２４．２７を介して電流ＩＡ
、Ｉ８が呂力される。
この電流ｒＡ、Ｉ８の比は、第１式で示される関係とな
る。
る。
ここでＬｌは、半導体装置検出センサ１７の長さを表わ
す。スポット光の受光位置が、受光面１６の中心にあれ
ばＩＡ＝１６となり、中心よりも−ｈ方にあればＩＡ＞
Ｉｇ、また中心よりも下方にあればｒ、＞１．どなる。
す。スポット光の受光位置が、受光面１６の中心にあれ
ばＩＡ＝１６となり、中心よりも−ｈ方にあればＩＡ＞
Ｉｇ、また中心よりも下方にあればｒ、＞１．どなる。
この電流ＩＡ、１．３は、増幅回路２５．２８によって
電圧ＶＡＩＶＢにそれぞれ変換され、演算回路３３によ
ってＶ Ａ ／ Ｖ 。
電圧ＶＡＩＶＢにそれぞれ変換され、演算回路３３によ
ってＶ Ａ ／ Ｖ 。
が演算される。このように出力電流ＩＡ、ＩＢを増幅し
たのち、これらの比をとることによって、−演算回路３
３からは被検出物体１３とのｌ！＃ｌＲに対応した出力
を得ろことができる。演算回路３３からの演Ｗ結果は、
比較回路３４において予め設定された距離を表わす値と
比較される。これによって被検出物体１３がその予め設
定された距離内にあるかどうか判定することが可能とな
る。
たのち、これらの比をとることによって、−演算回路３
３からは被検出物体１３とのｌ！＃ｌＲに対応した出力
を得ろことができる。演算回路３３からの演Ｗ結果は、
比較回路３４において予め設定された距離を表わす値と
比較される。これによって被検出物体１３がその予め設
定された距離内にあるかどうか判定することが可能とな
る。
このように三角測距方式を利用して、被検出物体１３の
反射面１３ａからの拡散光を、集光レンズ１５を介して
受光用７アイパ１２の端面２１の受光スポット位置（本
実施例ではＳ １ 、Ｓ ２ 、Ｓ ３ ）に集光させ
、そのスポット光を受光用光ファイバ１２によって半導
体装置検出センサ１７の受光面１６上に導くようにした
ことによって、被検出物体１３からの反射光景の大小に
関係なく、被検出物体１３との距［Ｒを正確に検出する
ことが可能となる。また発光ダイオード１４からの光を
一定周期のパルス光とすることによって、集光レンズ１
５から入射される外乱光による半導体装置検出センサ１
７の誤動作を防止することができる。また被検出物体１
３の反射率の違いによる影響を受けることなく、被検出
物体１３の有無や距１１１Ｒを検出することができるの
で、検出動作の信頼性が高められる。また投光用光ファ
イバ１１および受光用光ファイバ１２を用いることによ
って、発光ダイオード１４および半導体装置検出センサ
１７が入り込むことができないような狭小な空間であっ
ても容易に入り込むことができるという利点を有する。
反射面１３ａからの拡散光を、集光レンズ１５を介して
受光用７アイパ１２の端面２１の受光スポット位置（本
実施例ではＳ １ 、Ｓ ２ 、Ｓ ３ ）に集光させ
、そのスポット光を受光用光ファイバ１２によって半導
体装置検出センサ１７の受光面１６上に導くようにした
ことによって、被検出物体１３からの反射光景の大小に
関係なく、被検出物体１３との距［Ｒを正確に検出する
ことが可能となる。また発光ダイオード１４からの光を
一定周期のパルス光とすることによって、集光レンズ１
５から入射される外乱光による半導体装置検出センサ１
７の誤動作を防止することができる。また被検出物体１
３の反射率の違いによる影響を受けることなく、被検出
物体１３の有無や距１１１Ｒを検出することができるの
で、検出動作の信頼性が高められる。また投光用光ファ
イバ１１および受光用光ファイバ１２を用いることによ
って、発光ダイオード１４および半導体装置検出センサ
１７が入り込むことができないような狭小な空間であっ
ても容易に入り込むことができるという利点を有する。
前記実施例では、光源として発光ダイオード１４を用い
たけれど６、これに限定されず、レーザーダイオードを
用いて被検出物体１３に光を照射するようにしてもよく
、またその他の構成を用いて被検出物体１３を照射する
ようにしてもよい。
たけれど６、これに限定されず、レーザーダイオードを
用いて被検出物体１３に光を照射するようにしてもよく
、またその他の構成を用いて被検出物体１３を照射する
ようにしてもよい。
前記実施例では、受光素子として半導体装置検出センサ
１７を用いたけれども、これに限定されず、たとえばイ
メーノ７ナイバを用いるようにしてもよく、またその他
の受光スポット位置によって出力の変化を検出すること
ができる構成を用いるようにしてもよい。
１７を用いたけれども、これに限定されず、たとえばイ
メーノ７ナイバを用いるようにしてもよく、またその他
の受光スポット位置によって出力の変化を検出すること
ができる構成を用いるようにしてもよい。
本発明に従う距離検出装置１０は、たとえば産・業用ロ
ボットなどに関連して用いられることができるだけでな
く、その他の広範囲の技術分野に亘って用いられること
ができる。
ボットなどに関連して用いられることができるだけでな
く、その他の広範囲の技術分野に亘って用いられること
ができる。
効 果
以上のよ）に本発明によれば、被検出物体からの光を集
光レンズに導ト、集光レンズからのスポット光を光ファ
イバを介して受光素子の受光面に照射し、そのスポット
光の受光位置を表わす電気（３号を検出するようにした
ことによって、被検出物体からの反射光量の大小に関係
なく、被検出物体との距離を検出することが可能となる
。
光レンズに導ト、集光レンズからのスポット光を光ファ
イバを介して受光素子の受光面に照射し、そのスポット
光の受光位置を表わす電気（３号を検出するようにした
ことによって、被検出物体からの反射光量の大小に関係
なく、被検出物体との距離を検出することが可能となる
。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は投光
用光ファイバ１１および受光用光フアイバ１２付近の斜
視図、第３図は三角測距方式を利用して被検出物体１３
の距離Ｒを検出する動作を説明するための図、第４図は
半導体装置検出センサー１７の断面図、第５図および第
６図は先行技術を説明するための図である。 １．１０・・・距離検出装置、２，１４・・・発光グイ
オード、３，１１・・・投光用光７Ｔイバ、４，１３・
・・被検出物体、５，１２・・・受光用光ファイバ、１
７・・・半導体装置検出センサー 代理人 弁理士 画数 圭一部 第４図 ＩＢ − 第５図 第６図 距離Ｒ
用光ファイバ１１および受光用光フアイバ１２付近の斜
視図、第３図は三角測距方式を利用して被検出物体１３
の距離Ｒを検出する動作を説明するための図、第４図は
半導体装置検出センサー１７の断面図、第５図および第
６図は先行技術を説明するための図である。 １．１０・・・距離検出装置、２，１４・・・発光グイ
オード、３，１１・・・投光用光７Ｔイバ、４，１３・
・・被検出物体、５，１２・・・受光用光ファイバ、１
７・・・半導体装置検出センサー 代理人 弁理士 画数 圭一部 第４図 ＩＢ − 第５図 第６図 距離Ｒ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被検出物体に光を照射する光源と、 被検出物体からの反射光を集光するレンズと、集光レン
ズからの光を導く光ファイバと、 光ファイバからのスポット光を受光する受光面を有し、
そのスポット光の受光位置を表わす電気信号を導出する
受光素子とを含むことを特徴とする距離検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16541185A JPS6225210A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 距離検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16541185A JPS6225210A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 距離検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6225210A true JPS6225210A (ja) | 1987-02-03 |
Family
ID=15811899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16541185A Pending JPS6225210A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 距離検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6225210A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6420409A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Matsushita Electric Works Ltd | Position detector |
| JPH02186213A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-07-20 | Matsushita Electric Works Ltd | 形状検出装置 |
| JP2007210003A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Toyota Motor Corp | 溶接装置と被溶接部材の位置測定方法 |
| JP2020064127A (ja) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | レーザーテック株式会社 | 測定方法及び測定装置 |
-
1985
- 1985-07-25 JP JP16541185A patent/JPS6225210A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6420409A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-24 | Matsushita Electric Works Ltd | Position detector |
| JPH02186213A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-07-20 | Matsushita Electric Works Ltd | 形状検出装置 |
| JP2007210003A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Toyota Motor Corp | 溶接装置と被溶接部材の位置測定方法 |
| JP2020064127A (ja) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | レーザーテック株式会社 | 測定方法及び測定装置 |
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