JPS6281521A - 距離測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、対象物体までの距離を非接触式で測定する
距離測定装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図は従来の非接触式の距離測定装置を示すものであ
り、１は光源、２は光源１より放射される光束を集束し
、測定しようとする対象物体３に投射する投光レンズで
ある。

上記光源１、投光レンズ２．対象物体３は軸線Ａ上に位
置し、光源１から放射された元は投光レンズ２によって
対象物体３上に照射され、光束の元スポット４を形成す
る。

５は元スポット４の像を結像する受光レンズ。

６は受光レンズ５によって結像される元スポット４の像
の位ｉｐに対応した電気出力を発生する受光素子で、上
記元スポット４．受光レンズ５、受光素子６は軸線Ｂ上
に位置し、この場合この軸線Ｂは前記軸線Ａとθの角度
をなす。

そして、受光素子６の出力する２つの電気信号ｔＡ、ｔ
Ｂは、それぞれ加算器Ｔ、減算器８に入力され、加算器
７に２いて両信号の和（ｔＡ＋ｉＢ）が求められ、減算
器８に２いて両信号の差（ｌＡ−１Ｂ）が求められる。

９は加算器Ｔの出力で減算器８の出力を除する除算器、
１０は除算器９の位置出力Ｐを距離出力ｔに変換する変
換器であり。

上記加算器７．減算器８１除算器９．変換器１０は距離
演算手段１５ｔ−構成する。

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によって適当な大きさの元スポット４
で対象物体３に照射される。この元スポット４ｔ−受光
レンズ５が撮像し、受光素子６の受光面の上に元スポッ
ト４の像を結像する。

斯かる受光素子６は、たとえば、スポット像の結像位置
に比例した元信号を両端部に向って出力する元位置検出
器と、この元位置検出器の両端部に配設され、受光面上
に入射する光信号に応じた電気信号ｉ　Ａ＋　ｌ　Ｂ　
’に発生する光検出器とで構成されている。従って、上
記電気信号ＩＡ、ｉＢＯ値によって１元スポット像の結
像位置Ｐは、ｔＡ＋ｉＢ として求めることができる。

ところで、受光素子６の出力は元スポット像の結像位置
Ｐとその強度とに比例した出力信号を生じる。そのため
、上記（１１式に２いては、元スポット像の強度変化に
比例して変化する信号である（ｔＡ＋ｉＢ）の項を分母
に導入し、元スポット像の結像位置のみに比例する信号
を得る工うにしている０ 前記加算器７と減算器８と除算器９は、受光素子６の出
力信号１　、ｌＢに基づいて上記ｆｉ１式に示される演
算を実施するための演算回路を構成するものでら９．こ
の演算回路からは元スポット像の結像位置に対応する出
力値Ｐが得られる。

一方、対象物体３までの距離２ｔとし、投光レンズ２と
受光レンズ５の設置間隔ＱＬとすると、ｔは、 ｔ＝□　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・
・（２１−θ として求めることができる。ここで、θは受光レンズ５
の設置位置及び焦点距離、受光素子６と受光レンズ５の
設置間隔＆元スポット像の結像位置に係る出力Ｐによっ
て求まるものである。これらの中で位置出力Ｐ以外は固
定値として定めることができるので、結局、対象物体３
までの距離ｔは、ｔ＝に＠Ｐ　　　　　　　　・・・・
・・（３）として得られる。この場合％には上記各固定
値によって決まる定数であり、事前の計算又は実験等に
より設定される。変換器１０は上記（３）式を実施し、
位置出力Ｐを入力して距離出力ｔを出力するものである
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の非接触式の距離測定装置は、以上のように構成さ
れているので、対象物体が投光レンズの投光軸上にない
のか、あっても測定範囲外にあるのかの判断ができない
という問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたものであり、対象物体が投光レンズの軸上にあるか
否かの判断のできる非接触式距離測定装置を得ることを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る距離測定装置は、投光レンズの光軸上に
対象物体からの反射光を受けるハーフミラ−を有し、こ
のハーフミラ−からの−′ｊｔ、ヲ受けた光検出器の電
気信号に基づいて、対象物体が投光レンズの光軸上にあ
るか否か、あった場合、測定可能であるか否かを状態判
別器で判別するようにしたものである。

〔作用〕

この発明に２ける状態判別器は２元検出器からの入力信
号により対象物体が投光レンズの光軸上にあるか否かを
判別し、その入力信号の犬ぎさにより測定状態が適正状
態であるか否かを判別する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面について説明する。Ｗ
Ｊ１図に２いて、１〜１０．１５は前記第２図と同一部
分である。１１は投光レンズ２の光軸上に設けたハーフ
ミラ−１１２はノ）−フミラー１１からの反射光を光検
出器１３の受光面に集光するＳ光レンズ、１４は光検出
器１３からの出力を受ける状態判別器であり、入力が全
くない場合には第１の出力を、また、対象物体が適正測
定範囲外に位置するときの光検出器１３からの入力に対
しては＠２の出力を出し、対象物体が適正測定範囲内に
位置するときの光検出器１３からの入力に対しては出力
を出さないようになっている。つまり、ある大きさの入
力に対してのみ応答する構成である。

つぎに動作について説明する。投光レンズ２の光軸上に
対象物体３を置かないで測定動作を開始すると、対象物
体３からの反射光がないため、ハーフミラ−１１と集光
レンズ１２を介して光検出器１３に入射する元がない。

従って、状態判別器１４は光検出器１３からの入力がな
いため、第１の出力を出し図示しない表示装置などに対
象物体３が光軸上にないことを表示する。

対象物体３が光軸上の所定範囲内に位置しているとぎは
、この対象物体３からの反射光が集光レンズ１２を介し
て光検出器１３に入射し、この入射光量に対応する出力
が状態判別器１４に供給される。このため、状態判別器
１４からは特に出力がなく、前記第２図について説明し
たことと同様の動作で距離測定動作が行われる。

一方、上記対象物体３が適正な測定範囲外、つまり、ハ
ーフミラ−１１に近接して配設されたり。

離れすぎて配設された）して、状態判別器１４０入力が
大きすぎたり小さすぎたりしたとぎは、状態判別器１４
から第２の出力を出し、図示しない表示装置などに対象
物体３が適正測定範囲外にあることを表示するとともに
上記第２の出力を利用して対象物体の載置台（図示せず
）を移動させて該対象物体を測定範囲内に移動させる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、対象物体からの反射
−ｊｔｔ受けるハーフミラ−を投光レンズの光軸上に設
けたから、この投光レンズの光軸上に対象物体があるか
否かを該対象物体からの反射光ｔＶ効に利用して効率よ
く判別するとともに光軸上、の対象物体が適正な測定範
囲内にあるか否かも判別することができるので、測定の
失敗がなく。

距離測定装置の性能向上を図るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す距離測定装置の構成
図、第２図は従来の距離測定装置の構成図である。 １は光源、２は投光レンズ、３は対象物体、４は元スポ
ット像、５は受光レンズ、６は受光素子１１はハーフミ
ラ−１１３は光検出器、１４は状態判別器、１５は距離
演算手段。 な２、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 （外２名）　　− ＠　１　面 第２図 手続補正書（自発）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源からの光を対象物体に対して適当な大きさの光スポ
   ットとして照射する投光レンズと、上記光スポットの像
   を結像する受光レンズと、光スポット像の結像位置に比
   例した複数個の電気信号を出力する受光素子と、この受
   光素子の各出力に基づいて測定距離を演算する距離演算
   手段と、前記投光レンズの光軸上に設けたハーフミラー
   と、このハーフミラーで反射された前記対象物体からの
   反射光を受光する光検出器と、この光検出器からの出力
   を受けて対象物体の有無および該対象物体が適正測定範
   囲内にあるか否かを判別する状態判別器とを備えた距離
   測定装置。