JPS6246207A - 距離検出装置 - 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】

「利用技術分野」 この発明は距離検出装置に関するものである。、「発明
の背景」 測定しようとする面あるいは測定対ｉ−ｔでの距離をそ
の面あるいは対象に実際に触れることなく決定すること
がしばしば望まれる。プロセス制御の分野においては、
たとえば機械部品、材料、板体あるいは非定形の対象の
位置を巻尺、物差しあるいは他の通常の接触装置のよう
なものを用いることなく知ることが望１れる。写真の分
野においてはカメラから離れた距離にある対象に対し、
そのカメラの焦点全自動的に調整できることが望まれる
。 そのような離間した対象までの距離全決定するだめの種
々の光学・座着が先行技術において考案されており、そ
の光学値（１丁の多くは三角法の原理（（もとづいてお
り、この原理において対象から反ｑ・↑した光は２つの
分離した光路を通ってたがいに離間した複数の検出器に
よって受光されるように進み、そして複数の検出器が発
生する像は離間した対象までの距離を決定するように比
較される。他の装置においては対象に発信され、かつ戻
ってくるエネルギーの束はその反射角度が測定されるか
またはそのエネルギーを送ってから受信するまでの経過
時間が測定される。米国特許出願番号第６７５．６６５
号は面位置検出器において、エネルギーの束は面で反射
され、その面に対応する位置で、検出器の長手方向に沿
って受信されるよりアパーチャを通る。先行技術におけ
る他の面位（ゲ検出器および類似の装置の例は米国特許
第２，６５１，７７１号、同第４．０６へ７７８号、同
第４４７９．７０６号、同第４．４７３２８５号がある
。 三角法型の装置の１つの主な欠点は非常に厳しい機械的
な公差をもたなければならず、その公差は製作に当りよ
り原価高を招き、さらに取扱いや使用に当り一層の注意
が要求される。発信器からのエネルギーの束を受ける時
間をσ川る方式は非常に）１グ価高で、極端に搾帷で、
一般にかなり大型セある。超音波形式のものけ工１積内
の状況において干渉を受けるという付刀口的な問題が生
じ、

【７かもかなりかさげる。 「目的」 この発明はこのような従来の問題点ＴｈＭ消し、コンパ
クトで、単純、正確、かつ、安価な距離検出％　ｉ首を
皆供しようとするものである。 寸だ、この発明は従来の三角法やタイミング技法分用い
ない距ｆｆｆ検出捧Ｆ？を提供し７ようとするものであ
る。 「概要」 この発明において２つのエネルギー供給源は離間した面
から、たがいに異なる距離に位置している。エネルギー
供給源は赤外ρ４または可視エネルギーで、同一周波数
に変貌されるが、一方のエネルギー供給源は他方に対し
てずれた位相を有する。 ２つのエネルギー源からのエネルギーは離間した面の一
部に放射され、そのエネルギーのいくらがは反射される
。そのエネルギーに感応する倹ｊＢ器は２つの反射エネ
ルギーのベクトル和を生ずる出力を発生するように、面
からの両エネルギー束の反射を受けるごうに位置してい
る９、未知のあるいは変化する面の反射率に依存する合
成ベクトルの大きさを測定することよりもむしろ、反射
されるエネルギーのベクトル和の位相角が距離に関係し
、面の反射率には依存しないことがわかった。したがっ
てこの位相角を検出することによってこの全問は求める
距離を表わす出力を奈生させることができる。 「実施例」 第１図において面１０は被測定面を示している５゜面１
０は少なくとも部分的に凹凸があるのでエネルギーはそ
れからいろいろな角度金もって父射される。 第１のエネルギー放射手段１２は実施例では号外線放射
ＬＥＤであり、面１ｏから未知の距’Ｊｆ、＃　Ｒ離れ
た点に位置し、かつ線１１■と１６で示すよ・うな光路
にわたって赤外線エネルギーの東金投射する。第２のエ
ネルギー放射手段１８も実施例では赤外線放射ＬＥＤで
あり、面１０から第１のエネルギー放射手段１２よりも
予め設定された距離りだけ遠くに位置している。第２の
エネルギー放射手段１８は第２の赤外線エネルギーの束
を線２０と２２によって示される光路に沼って面１０に
投射するように第１のエネルギー放射手段１２の上方で
かつその後方に配置されてなるものが示されている。両
エネルギー放射手段１２および１８からのエネルギーの
束は面１０上で、点２４と２６の間の領域において重な
るようにされている。もちろん、この領域は第１図の紙
面と直交する方向にも拡がっている。この領域からのエ
ネルギーは符号３２で示すアパーチャを通ってエネルギ
ー検出手段３４に至る光路、すなわち破線２８と３０に
よって示される光路に沿って反射される。この検出手段
は実施例ではフォトダイオード望ましくは赤外線エネル
ギーに応答するシリコンフォト検出器である。 第１図に示した発振手段４０は線４６と４８を介して増
幅器４４に供給される所定の周波数を有する出力を線４
２上に出力するように作動する。。 増幅器４４の出力は第１の周波数と第１の位相金もって
線５０を介して第１のエネルギー放射手段１２に供給さ
れる。線４２上の信号はまた濃５４を介して移相手段５
２に供給されるので発振手段４０からの信号は予め設定
された量だけ移相さｆする。この移相された信号は線５
５全介して第２の増幅器５６に供給され、この増幅器は
その移相された信号を線５８を介して第２のエネルギー
放射手段１８に、第１の周波数と第２の位相をもって供
給する。このようにエネルギー放射手段】２と１８はと
もに発振手段４０の周波数で駆動されるが、第２のエネ
ルギー放射手段１８により発生するエネルギーの位相は
第１のエネルギー放射手段１２によって発生するエネル
ギーの位相に対し移相される。移相量はこの発明におい
てはとくに臨界量ではなく（より大きい移相量すなわち
１２０度から１８０度の場合、測定レンジの変化に対す
る感度は増加する傾向にある）、また発振手段４０の周
波数や距離りも臨界量ではなく、これらの値はこの分野
の熟練者によって最良な値が選択されることか理解され
よう。例として周波数はｌ０ＴＧ（ｚ。 Ｌは４　Ｑ　ｍｍそして移相量は１２０度から１８０度
の大きな角度に選ばれる。点２４と２６間の領域から反
射されたエネルギーはエネルギー放射手段１２と１８に
よって発生された束のベクトルの和になる。より詳しく
は、１１をＬＥＤＩ２の光度とすると、このＬＥＤから
の光束密度Ｅ１はＥ１＝７　　　　　　　（１） 同様に、Ｉ２をＬＥＤＩ８の光度とすると、このＬＥＤ
からの光束密度は Ｆ２　＝　−（２） （Ｒ＋Ｌ）２ もし検出手段３４が領域Ｑを有し、アパーチャ３２が角
度Ｗに対応するとすれば検出手段によってＬＥＤＩ２か
ら受ける光束Ｆ、は ＷＱ Ｆｌ　＝　　ＢｌＸ　−（３） π ここでＫは面１０から反射される光線の係数である。 式（１）から 同様に検出手段３４によってＬＥＤＩ　８から受ける光
束Ｆ２は 式（２）から 式（４）と（６）から検出手段が受ける光束は離間した
面までの距離几に関係し、もし係数Ｋが一定ならばＦ、
−またはＦ２の測定値から未知の距’Ｊ’ＡＬ　Ｒの値
を導けることが理解されよう。 しかしＫは而１０の性質に依存するので一定ではない。 したがって充足Ｆ１とＦ２の測定値はＫの値を消去する
ことができる場合にのみ受入れられる。たとえば、Ｆｌ
とＦ２の比をとるとに、ｗＱおよびπは割算による打消
効果によって消去される。 したがってＦｌとＦ２の比を測定することによって距離
ＩｔＯ値を知ることができる。窒ましい実施例において
検出手段３４によって受ける信号の位相をｉｔ！１１５
ｆすることによってこの比を含む式を４Ｅ＋ることがで
きる６１両エネルギー放射手段は同じ周波数で変調され
ているが、−万の位相は他方の位相に列して角度φだけ
ずれており、この角度は上述のようにこの具体例におい
てはかなり大きい角度で、検出手段３４が受ける飴光東
は、たとえば、第２図に示すＦｌとＦ２のベクトルの和
である。第２図において検出手段：３４がＬ　Ｂ　Ｄ　
１２から受ける光束に１右側に延びろ矢印６０と表示Ｆ
１で示されろ。 検出手段３４がＬＢＤ１８から受ける光束は第２図にお
いて符号６・ｌで示すように矢印６０から約１７０度の
大きな角度θをもって左側に延びる矢印６２と、表示Ｆ
２で示される。 合成ベクトルは第２図の矢印６６で示され、かつこれは
第２図の符号６８で示す角度φをもって延びている１、
この合成ベクトル６６は検出手段３４が面１０上の点２
４と２６の間の領域を検出するように設定されたとき、
その検出手段が発生する信号の大きさと位相であり、か
つ、後述するように、角度φを測定することによって求
める距離Ｒ１が得られる。より詳細には、第２図から合
成ベクトル６６０位相角φの正接は次式で示される。 ３ｉｎθ 分母は比率Ｆ１／Ｆ２を含むので望ましくない変数には
重数Ｗ、Ｑおよびπと共に消去される。 式（４）と（６）を式（７）に代入することにより、式
（８）から両エネルギー放射手段の光の強さ、既知の位
相差の正弦と余弦、既知の距離りおよび未知の距離Ｒに
だけ関係する位相角φ２残し、係数ＫＷＱおよびπばす
べて消去される。このようにφは第３図から明らかなよ
うにＲとともにやや非直線的に変化する。 第３図には種々の位相差θによって面１０までの距離Ｒ
に対する第２図の合成ベクトル６６の異なる位相角φの
変化を示すグラフが画かれている。 第３図において１１／　Ｉ２は０３で、Ｌは４０關であ
る。符号７０で示す実線は位相差が１７０度のときの曲
線全表わしている。破線７２は位相差が１６０度のとき
の変化を示し、鎖線７４は位相差が１４０度のときの変
化を示し、さらに点線７６は位相差が１２０度のときの
変化を示している。 この実施例においてはその曲線は測定値の上限において
最も大きな変化２有することから大きな位相差を用いて
いる。しかし包含される他の係数は距離りとＬ　Ｅ　Ｄ
　１２と１８の光の強さである３、シたがって、特定な
使用に対する望まれる出力に関して啜まれる値を選択す
ることがもつとも必要である。 第３図け０〜２００１までの距離ＲＫ対する変化を示し
、その変化はさらに拡げることができ、検出手段から数
ヤードまでの面がかなりの精度で測定できることが理解
される。さらにカメラの自動焦点として用いるとき、実
線７０のような曲線はレンズの動きを遠方の被写体まで
の距離に７１シてグロントしたとき、その曲線とほとん
ど近似することがわかった。換言すれば、カメラのレン
ズはより遠い距！においては非直線量だけ動き、平らな
曲線に接近する。なぜなら数ヤード全店えるカメラの焦
点は実質上無限であるからである。この近似ゆえに１位
相のずれ全正確に選ぶことによって第１図に示される距
離測定回路とカメラレンズ間の直接駆動が可能となる。 距離の変化に対するカメラレンズの移動量をＦＡ整する
ためのいかなる特性手段をも準備する必要はない。なぜ
なら第１図の装置の出力は上記特性手段がなくともこの
曲線に近似するからである。 もし位相差が１８０度に設定されるならばそのとき第３
図の曲線は１１／Ｉ２とＬに依存すＳ表面距離における
垂直線に凄近することがわかった。この特徴は面があら
かじめ設定された金よりも近いところにあるのかあるい
は遠いところＫあるのかを即刻表示すること、たとえば
自ｖＪ車において。 ある物体が予め設定された最小値よりも近づきすぎたと
きに警報を発することに用いられる。 第１図に戻って検出手段３４の出力は第２図の合成ベク
トル６６を示し、これは２つの導線８２と８４によって
増幅５８０に供給される。増幅器８０の出力は演算項＠
器につき通常用いられるフィード・ζツクルーズ金形成
するよう導線８６．導線８８．抵抗９０および導線９２
によってその頁の入力端に接続される。導線８６は、ま
た導線４２゜４６および導線９６を介して発振器４０か
ら基準入力上受ける位相検出手段９４に接続される。位
相検出手段９４は上記式（８）を表わす出力金導くため
に第２図の位相角φを決定するように作用する。 この出力は導線９８に送出され１式（３）全演算し。 求めようとする未知の距離Ｒの賢示を導線１０２上に出
力するマイクロプロセッサ１００に供給される。もちろ
ん、その９Ｈがカメラレンズｆ　ｉ！＜　：ｉｊするも
のである場合には、マイクロプロセッサ１　（Ｊ　Ｏは
必ずしも必要ではない。なぜなら、上述したように、非
直線性の曲線、たとえば、第３図の７０に従がう位相検
出手段からの出力によりカメラレンズを直接十分駆動で
きるからである。しかしながら、多くの自動焦点回路は
すでＱてマイク「］ププロセラを採用しているから１位
相横用手段９４ｚ）らの出力は自動焦点信号全発生する
ためにそのマイク０２′ロセソサに容易に利用すること
ができも同様に位相差が１８０度のときは１位相検出子
ト５９４からの出力は急激に変わり、マイクロプロセッ
サは必要としない。工業プロセスにおける適用において
は出力１０２はロボットアームの位桁を制御したり、あ
るいは而１０」二で所望の機能を実行するのに必要な他
の装置金側側１したり、または組立てライン作業におい
てそれが適当な範囲の距離内に確実にあるようにするの
に用いられる。 上述の装置において、離間した面までの距離の極めて正
確な測定が精密な機械公差全必要とすることなく単純、
かつ、簡単な方法で組合せられ。 更にかさばらず、安価で、かつ、容易に入手できる部品
でなし得ることが知れよう。これらの好ましい効果は合
成光束ベクトルの位相角の測定によって得られる。Ｆ、
とＦ２との比率ヲとるための他の手段あるいけ合成光束
ベクトルを生ずるための他の方法は、たとえば、第４図
に示される変形例の搬路線図のようにその技術分野に精
通した人之ちによって為し得る。 第４図には、凹凸のある面１１０が示され、この面まで
の未知の距離Ｒが測定される。第１のエネルギー放射手
段１１２は第１図のような赤外線ＬＥＤで、１１４と１
１６のような光路に沿ってエネルギーの束を面１１０に
放射する。第２のエネルギー放射手段１１８は１２０と
１２２のような光路に沿ってそのエネルギーの束金面１
１０に送る。第３のエネルギ放射手段１２４は赤外線Ｌ
ｇＤで１２６と１２８のような光路に沿って光束全面１
１０に送る。第４図に見られるように第１および第２の
エネルギー放射手段ＬＥＤＩＩ　２と１１８は面１１０
から未知の距離Ｒ，Ｖｉ−位置しているのに対して第３
のエネルギー放射手段ＬＢＤ１２４は他の２つの放射手
段より既知の距離りだけ遠方に位置して−る。第１図と
同様ＶＣ３つのエネルギー放射手段は点１３０と１３２
間でユ（なり合う領域ができるように而１１０にそれぞ
れのエネルギー全放射する。 而１１０からのエネルギーは破線１３４と１３６で示さ
れるような光路に沿って、すなわち筒状体１３８で示す
ようなアパーチャを通して、上記ＬＥＤによって放射さ
れた光線に感応する検出手段１４０へと戻ってぐる。第
１図と同様に検Ｌ！」手Ｕ、ヒ１４０は赤外線エネルギ
ーに感応するンリコンフオトダイオードのようなフォト
ダイオードであるゆ第１図と同様に、アパーチャとして
作用する筒状体１３８は反射エネルギー全立体角ｗ　Ｋ
制限し。 かつ検出手段１４０は検出領域Ｑを有する。 第４図において発振手段１５０は予め設定さＪした周波
数の信号＊ｍｘ　ｓ　２に出力し１８０度移相器１５４
に与える。次に線１５６上に現われる１８０度移相器１
５４の出力は駆動増幅器１５８に与えられ線１６０によ
りＬＰＤＩ２４に一定の周波数であるが発振器１５０の
出力に対して１８０度位相のずれた駆動信号を供給する
。線１５２上に現われる発振器１５０の出力はまた線１
６２と線１６４を介して第２の駆動増幅器１６６に供給
され、この増幅器の出力は線１６８を介してＬＥＤ１１
８に接続される。したがって、ＬｇＤ１１８は発振器１
５０の出力と同じ周波数と位相を有する信号によって駆
動される。発振手段１５０の出力のための第３の通路け
ａ１５２．線１６２．線１７０および線１７２を通って
５発振手段１５０からの信号の位相を９０度ずらせる第
２の移相器１７４に至る。線１７６上に現われる移相手
段１７４の出力は８ｇ３の駆動増＠器１７８に供給され
、この増幅器の１ｆｌｉ１８０上に現われる出力はＬｇ
Ｄ１１２を駆動する。それゆえＬｇＤ１１２の入力は発
振手段１５０と同じ周波数であるが０位相は９０度ずれ
ている。 ３つのすべてのＬＥＤから光線金堂ける面１１０上の点
１３０と１３２間の領域は第１図の場合と同様にエネル
ギーを反射し１反射エネルギーのベクトル和は検出手段
１４０によって検出される、。 もし、　Ｌｇｐｌｉｓからの信号（発振器１５０の出力
と同位相）をＦｌとすると、このベクトルは第５図にお
いて右側に延びる矢印１９０で示される。 ＬＥＤ１２４からの信号（発振手段１５０の出力の位相
に対して１８０度ずれている）Ｆ２は第５図において左
側に延び、すなわち矢印１９０に対して１８０度位相が
ずれているｕＬｇＤ１１２からの光束Ｆ３はＷＪＳ図に
おいて矢印１９４で示すように上方に延び、かつ矢印１
９０に対して９０度位相がずれている。第５図において
、光束Ｆ１とＦ２の間の差は矢印１９６で示すように右
側に延び矢印１９０と同位相である。矢印１９８で示さ
れる合成ベクトルは矢印１９６と１９４の間に形成され
る対角線で、ＬＢＤ１１２，１１８および１２４の３つ
のエネルギー供給源からの合成光束を表わしている。 合成ベクトル１９８と光束ベクトル１９０の間の位相角
φは以下に示すように測定され、かつ距離Ｒを表わす。 より詳細ＶＣは、元来密度Ｅ１は領域Ｑ’ｒ有する検出
手段に工って検出される立体角ケＷとし、ＬＥＤ１１８
からの光束に■１　とすると次の式で与えられる。 Ｅ１＝７ 同様に、ＬＢＤ１２４の尤度？■２とするとそれがらの
九束晶３　Ｅ　２　は次の式で与えられる。 ■２ Ｂ２＝　（Ｉｔ　＋　Ｌ　）２　　　　（１０）同（水
に、Ｌ　Ｅ　Ｄ　１１２のＸ度ｉ　Ｉ３とするとそれか
らの元来密度Ｅ３は次の式で与えられる。 第１図の分析と同様にＬｈ：１）１１８の出力から反射
される元来は次の式で与えられる。 同様に、ＬＥＤ１２４で発生じ、面１０で反射された光
束は次の式で与えられる。 そしてＬＢＤ１１２で発生し、１加１１０で反ｆ）４さ
れる光束は次の式で与えられる。 第５図から矢印１９８で与えられる合成光束はこのよう
にφはに、ＷＳＱおよびπが消去されるのでＲＫ関係し
、ｌ（だけがこの式において、第３図に示されるものと
同様な非直線性全通して可変で°あることが分る。 第４図に戻って検出手段１４０によって受ける合成光束
は線２０６上に出力を有する増幅器２０４に到る線２０
０と２０２に出力信号を発生する。出力線２０６は演算
増幅器のフィードバック回路を形成するために増＠器２
０４の負の入力端に線２０８．抵抗２１０および線２１
２に介して戻るように接続されも出力線２０６はまた発
振手段１５０から線１５２，１６２゜１７０および線２
１６を通して供給される基準信号を有する位相検出手段
２１４に接続される。位相検出手段２１４　ｔｄ　？イ
クロプロセッサ２２０に供給される出力線２１８上に現
われる未知の距離Ｒ，に対応する角φに関する出力を発
生し、またマイクロプロセッサ２２０は線２２２上にお
いて任意の適肖な装置に出力を発生する。前述のように
、距離に関するカメラレンズの動作のための構成をこの
ような一般的な曲線を模放するようにすることは可能で
ろｐ。 カメラの自動焦点装置においてはマイクロプロセッサ２
２０はとくに必要としない。しかし、多くのカメラはす
でにマイクロプロセッサを有しているので、マイクロプ
ロセッサを通してカメラレンズに位相検出器から出力を
与えることが望ましいかも知れない。 １０あるいは１１０のような面が高い反射率？有する場
合１反射信号は而１０または１１０が２倍の距離にある
のと同様に、検出器から２倍の距離ンζあるエネルギー
源から発生したようにみえる。強く反射されたエネルギ
〜に関して合成ベクトルの位相は次の式で与えられる。 そしてこの装置は反射の強い面に関しこの新らしい式に
従って極めて良く動作する。しかしながら。 測定される面が鏡面と散乱面が混在している場合は、鏡
面反射を取除くための調整が要求される。 第６図には第１図の検出手段に混合された信号の鏡面反
射成分全取除くための修正装置を付加したものが示され
ている。第６１図においてＬ　ｇ　Ｄ　１２はこのＬｌ
）Ｄからのエネルギーを矢印２５２で示す第１の方向に
偏光する偏光子２５０全通して線１４と１６のような光
路に沿って供給するものが示されている。同様にＬＥＤ
Ｉ８からのエネルギーは矢印２５６で示すように偏光子
２５０と同じ方向にあるいは１８０度反対の方向に偏光
する第２の偏光子２５４全通して線２０と２２のような
光路全通ってその光束を供給する。 破線２８と３０で示されるような光路に沿って反射エネ
ルギーを受ける検出器３４は矢印２６２で示す偏光子２
５０と２５４の偏光方向に対して９０度偏光した偏光子
２６０を介して受ける。この偏光子２６０の作用は鏡面
の場合のようにＬｇＤ１２と１８から来る偏光された光
を除去することにあり１面から来る偏光されない散乱光
全除去することにあるのではない。したがって検出器３
４による受イ３は、第１図の場合よりも少ない舟である
が、自然に散乱される信号部分のみで、したがって上述
の方法と同様に第１図の装置によって分析される。 このように面までの距離を決定するための、０済的な、
単純な、安価なそして正確な装置が実現できることが知
れよう。種々の容易な変更はこれらの技術に熟達した人
たちによってなされるであろう。たとえば、用いられる
種々の位相角はこの発明に示されたものから適宜変更す
ることができよう。また、ＬｇＤと異なる。そして赤外
線の波長の異なるエネルギー供給源が適用でき、そして
位相全検出したシＦ、とＦ２の比率を測定する他の方法
が採用し得る。もし、たとえば、ＬＥＤ１２および１８
が異なる周波数で変調されるなら、そのとき周波数応答
装置は２つのエネルギー束を分離し。 かつそれらの比率をとるものが用いられる。マイクロプ
ロセッサの使用は選択的で必要に応じて用いられること
が理解される。この発明は実施例の説明に用いられる詳
細な説明に限定されるべきでない。

【図面の簡単な説明】

＊ＸＩ￥１はこの発明の一実施例を示すブロックダイヤ
グラム、第２図は第１図のエネルギー源によって発生す
るエネルギー束のベクトル図、第３図は度数による合成
エネルギーの位相角とミリメーターによる面の距離の変
化を示すグラフ、第４図はこの発明の他の実施例を示す
ブロックダイヤグラム、第５崗は第４図のエネルギー源
によって発生するエネルギー束のベクトル図、第６図は
高い反射率金有する面で起る問題全補正するための装置
の概略線図である。 １０．１１０・・・面 １２．１１２・・・第１のエネルギー放射手段１８．１
１８・・・第２のエネルギー放射手段３２・・・アパー
チャ ３４．１４０・・・エネルギー検出＋段４０．１５０・
・・発振子役 ４４．５６．８０．１５８，１６６．１７８・・・増幅
器５２．１５４，１７４・・・移札手段 ９０・・・違抗 ９４・・・位相検出手段 １００・・・マイクロプロセッサ １２４・・・第３のエネルギー放射手段１３８・・・筒
状体 特　許出願人　　ハ坏ウェル・インコーホレーテッド代
哩人　弁理士　　松　下　義　治 −ＩＱ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の位相を有し、面に対して第１の光学エネル
   ギーの束を放射するよう配設された第１のエネルギー放
   射手段と、上記面から上記第１のエネルギー放射手段よ
   りもさらに離間した、あらかじめ設定された距離に位置
   し、かつ第２の位相を有し、上記面に第２の光学エネル
   ギーの束を放射する第２のエネルギー放射手段と、上記
   面から反射されたエネルギーを受けるように位置し、第
   １と第２の光エネルギーの束の反射のベルトル和を表わ
   す合成信号を発生するエネルギー検出手段と、合成信号
   を受けるように接続され、離間した面の距離として、合
   成信号の位相を表示する出力信号を発生する位相検出手
   段とを有する距離検出装置。
2. （２）第１のエネルギー放射手段と、面から上記第１の
   エネルギー放射手段よりもさらに離間したあらかじめ設
   定された距離に位置した第２のエネルギー放射手段と、
   第１の周波数と第１の位相を有するエネルギーを面の第
   １の部分に放射する上記第１のエネルギー放射手段と、
   第１の周波数と第２の位相を有するエネルギーを面の第
   １の部分に放射する上記第２のエネルギー放射手段とを
   駆動する発振手段と、面の第１の部分から反射されるエ
   ネルギーを受けるように位置し、反射された第１と第２
   の位相を有するエネルギーの合成ベクトルを表わす合成
   信号を発生するように配置されたエネルギー検出手段と
   、合成信号を受けるように、接続され、合成ベクトルの
   位相と面からの距離とともに変化する出力を発生する位
   相検出手段とを有する距離検出装置。
3. （３）光度Ｉ＿１を有し、面から距離Ｒ離れて位置し、
   少なくとも面の第１の部分を照射し、これによって光束
   Ｆ＿１のエネルギーを反射させる第１の光エネルギー放
   射手段と、光度Ｉ＿２を有し、面から距離Ｒ＋Ｌ離れて
   位置し、少なくとも面の第２の部分を照射し、これによ
   つて光束Ｆ＿２を反射させる第２の光エネルギー放射手
   段と、面からの反射エネルギーを受けるように位置し、
   かつ距離Ｒの表示としてＦ＿１とＦ＿２の比率で変化す
   る出力を供給するエネルギー検出手段を有する距離検出
   装置。