JPS63290907A - Distance measuring instrument - Google Patents

Distance measuring instrument

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JPS63290907A
JPS63290907A JP12664987A JP12664987A JPS63290907A JP S63290907 A JPS63290907 A JP S63290907A JP 12664987 A JP12664987 A JP 12664987A JP 12664987 A JP12664987 A JP 12664987A JP S63290907 A JPS63290907 A JP S63290907A
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light
comparator
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distance measuring
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Abstract

PURPOSE:To prevent an error in measurement originating from temperature characteristics of a photodetector and the drift of a processing circuit by photodetecting reflected light beams form a body to be measured by a linear scanning type photodetection array and processing its photodetection signal digitally. CONSTITUTION:Spot beam light B from a light projecting means 2 is projected on the body 18 to be measured and its reflected light beams R is photodetected on a CCD 8 through a lens 7. Its photodetection signal is converted by comparators 10 and 11 into pulse trains. Counters 12 and 13 driven with the output of the comparator 10 and counters 14 and 15 are driven with the output of the comparator 11. An arithmetic circuit 16 calculates peak correspondence timing from inputs the counters 12, 13, 14 and 15. The arithmetic circuit 16 determines the triangle system consisting of the spot beam light B and lenses 5 and 7 according to the photodetection position and calculates and outputs the distance of the body 18 to be measured.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、CCD、BBD等の1次元走査型受光プレ
イを使用した距離計測装置の改良に関し、詳しく言えば
、距離計測精度の向」二化を可能とする回路構成を備え
た距離計測装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] (a) Industrial Application Field This invention relates to the improvement of a distance measurement device using a one-dimensional scanning type light receiving device such as a CCD or BBD, and more specifically, to the improvement of distance measurement accuracy. The present invention relates to a distance measuring device equipped with a circuit configuration that enables dualization.

(ロ)従来の技術 従来、被測定物にビーム光照射し、被測定物よりの反射
光を受光素子で受け、この受光素子の受光信号を演算処
理し、三角法を適用して被測定対象物の距離を計測する
距離計測装置としては、CCD、BBD等の1次元走査
型受光アレイを適用した装置(例えば、特開昭57−2
11008号公報参照)、あるいは半導体装置検出素子
(PSD)を適用した装置(例えば、特開昭57−44
809号公報、特開昭57−175904号公報参照)
が知られている。
(B) Conventional technology Conventionally, the object to be measured is irradiated with a beam of light, the reflected light from the object is received by a light-receiving element, the light-receiving signal of the light-receiving element is processed, and trigonometry is applied to the object to be measured. As a distance measuring device for measuring the distance to an object, a device to which a one-dimensional scanning type light receiving array such as a CCD or BBD is applied (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-2
11008) or a device to which a semiconductor device detection element (PSD) is applied (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-44
(Refer to Publication No. 809 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 175904/1983)
It has been known.

1次元走査型受光アレイを適用した従来距離計測装置の
一例を第3図、第4図を参照しながら説明する。22は
投光手段であり、L E D等の投光素子24と、この
投光素子24の光をビームにして被測定物38に照射さ
せるレンズ25よりなる。
An example of a conventional distance measuring device to which a one-dimensional scanning type light receiving array is applied will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. Reference numeral 22 denotes a light projecting means, which includes a light projecting element 24 such as an LED, and a lens 25 that converts the light of the light projecting element 24 into a beam and irradiates it onto the object to be measured 38 .

被測定物38表面よりの反射光の一部は、レンズ27を
透過して絞られ、CCD2B上で受光される。CCD2
8の受光信号は、増幅回路2つで増幅された後、コンパ
レータ30に入力されてパルス列に変換される。このパ
ルス列は、さらにカウンタ32.33によりカウントさ
れ、このカウント結果に基づいて被測定物38の距離が
算出される。CCD2 B、カウンタ32.33には、
オシレータ37よりのクロックパルスが入力される。
A part of the reflected light from the surface of the object to be measured 38 is transmitted through the lens 27, focused, and received on the CCD 2B. CCD2
After the light reception signal No. 8 is amplified by two amplifier circuits, it is input to a comparator 30 and converted into a pulse train. This pulse train is further counted by counters 32 and 33, and the distance to the object to be measured 38 is calculated based on the count result. CCD2B, counter 32.33,
A clock pulse from an oscillator 37 is input.

CCD28の受光信号の処理をさらに詳細に説明すると
、CCD2Bの受光信号は第4図に示すような山状のも
のである。コンパレ−り30は、しきい値Thを持ち、
この受光信号を第4図に示すようなパルス列に変換する
。カウンタ31は、第6図中実線のタイミングを、カウ
ンタ32は、N2のタイミングをカウント(クロックパ
ルスのパルス数をカウント)する。パルス列の各パルス
は、CCD2Bの受光状態の各画素に対応している。
To explain in more detail the processing of the light reception signal of the CCD 28, the light reception signal of the CCD 2B has a mountain shape as shown in FIG. The comparator 30 has a threshold Th,
This light reception signal is converted into a pulse train as shown in FIG. The counter 31 counts the timing indicated by the solid line in FIG. 6, and the counter 32 counts the timing N2 (counts the number of clock pulses). Each pulse of the pulse train corresponds to each pixel in the light receiving state of the CCD 2B.

演算回路36は、クイミンングN、 、N、の算術平均
N、(= (N、  1−N2 )/2)を算出する。
The arithmetic circuit 36 calculates the arithmetic mean N, (= (N, 1-N2)/2) of the quimmings N, , N,.

このクイミンングN、に対応するCCD28の画素は、
反射光の中心に位置していることとなる。
The pixels of the CCD 28 corresponding to this quimming N are:
This means that it is located at the center of the reflected light.

さらに演算回路36は、この画素のCCD28上におけ
る位置に基づいて、レンズ25.27及び投光装置22
のビーム光による三角形を決定し、被測定物38の距離
を求める。
Furthermore, the arithmetic circuit 36 uses the lens 25, 27 and the light projecting device 22 based on the position of this pixel on the CCD 28.
The triangle formed by the beam light is determined, and the distance to the object to be measured 38 is determined.

第5図は、他のCCD受光信号の処理の一例を示すブロ
ック図である。CCD48の受光信号は、増幅回路49
で増幅された後、サンプルホールド回路50で各画素の
受光信号が1頑次ホールドされる。このホールドされた
受光信号は、アナログ/デジタル(A/D)変換器51
でデジタル信号に変換されて信号処理回路52に入力さ
れる。信号処理回路52は、これらデジタル信号を処理
して、ピークとなるものを決定し、そのピークに対応す
るCCD、18の画素の位置から、先と同様三角法を適
用して、被測定物の距離を計測するものである。なお、
先と同様CCD4B、サンプルホールド回路50、A/
D変換器51及び信号処理回路52には、オシレータ5
3よりのクロックパルスが入力される。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of processing of another CCD light reception signal. The light reception signal of the CCD 48 is sent to an amplifier circuit 49.
After being amplified by the sample and hold circuit 50, the light reception signal of each pixel is stubbornly held. This held light reception signal is sent to an analog/digital (A/D) converter 51
The signal is converted into a digital signal and input to the signal processing circuit 52. The signal processing circuit 52 processes these digital signals to determine the peak, and from the position of the 18 pixels of the CCD corresponding to the peak, applies trigonometry as before to determine the object to be measured. It measures distance. In addition,
As before, CCD4B, sample hold circuit 50, A/
The D converter 51 and the signal processing circuit 52 include an oscillator 5.
3 clock pulses are input.

(ハ)発明が解決しようとする問題点 り記第3図に示した距離計測装置の場合には、CCD2
8の受光信号が、第4図に示すように左右対称である場
合は問題ない。しかし、実際はレンズ27のコマ収差に
より、CC028の受光信号は、第6図中実線で示すよ
うに左右非対称となる(なお、第6図は各画素の受光信
号を包路線で示している)。このため、前記N、の値と
、実際のビーり位置Pが一致せず、距離測定に誤差が生
じる問題点があり、これを補正するためには演算回路が
複雑化してしまう。
(c) Description of problems to be solved by the invention In the case of the distance measuring device shown in FIG.
There is no problem if the received light signals of No. 8 are symmetrical as shown in FIG. However, in reality, due to the coma aberration of the lens 27, the received light signal of CC028 becomes left-right asymmetrical as shown by the solid line in FIG. 6 (in addition, in FIG. 6, the received light signal of each pixel is shown by the envelope line). Therefore, there is a problem that the value of N does not match the actual bead position P, resulting in an error in distance measurement, and in order to correct this, the arithmetic circuit becomes complicated.

一方、上記第5図に示した距離計測装置の場合には、A
/D変換器51を使用しているため、クロックパルスの
周波数を高くすることができず、応答が遅いという問題
点があった。また、第6図中破線で示すように、CCD
4Bの受光信号が飽和してしまった場合には、ピークの
決定が困難となり、距離計測精度が低下する問題点があ
った。
On the other hand, in the case of the distance measuring device shown in FIG.
Since the /D converter 51 is used, the frequency of the clock pulse cannot be increased, resulting in a slow response. In addition, as shown by the broken line in FIG.
When the 4B light reception signal becomes saturated, it becomes difficult to determine the peak, and there is a problem that the distance measurement accuracy decreases.

これに対して、PSDを使用した距離計測装置において
は、PSD受光信号がアナログ信号であるので、PSD
自体の温度特性や受光信号処理回路のドリフトにより、
距離計測に誤差を生しる問題点があった。
On the other hand, in a distance measuring device using PSD, since the PSD light reception signal is an analog signal, the PSD
Due to the temperature characteristics of itself and the drift of the light receiving signal processing circuit,
There was a problem that caused errors in distance measurement.

この発明は、上記に鑑みなされたものであり、簡単な回
路構成で、距離計測精度が高く、かつ応答性に優れた距
離計測装置の提供を目的としている。
The present invention has been made in view of the above, and aims to provide a distance measuring device with a simple circuit configuration, high distance measuring accuracy, and excellent responsiveness.

(ニ)問題点を解決するための手段 この発明の距離計測装置の構成を、実施例に対応する第
1図を用いて説明すると、1次元走査型受光アレイ8と
、被測定物1日にビーム光Bを投射する投光手段2と、
ビーム光Bの被測定物18上での反射光Rを絞って1次
元走査型受光アレイ8の各画素に受光させる光学系7と
、1次元走査型受光アレイ8の受光信号をパルス列に変
換する、それぞれ異なるしきい値り、 、L2を有する
少なくとも第1の比較器10及び第2の比較器11と、
これら比較器10,11より出力されるパルス列の始端
タイミングT1、TPI及び終端タイミングTP 、T
4をそれぞれカウントする複数のカウンタ12.13.
14.15と、1次元走査型受光アレイ8の受光信号の
レベルLとタイミングTを座標とする座標系(TPL)
における点(TI、L、)と(’r1、 、r1、 )
を結ぶ直線と、点(Tz、L、)と(T4、L2)を結
ぶ直線との交点のT座標をビーク対応タイミングTPと
し、このピーク対応タイミングT1.より1次元走査型
受光アレイ8の受光位置を求め、三角法の計算で前記被
測定物18までの距離を演算する演算回路16と、1次
元走査型受光アレイ8及びカウンタ12.13.14.
15に同期信号を送る同期信号発生回路17とを備えて
なるものである。
(d) Means for Solving the Problems The configuration of the distance measuring device of the present invention will be explained with reference to FIG. 1 corresponding to the embodiment. a light projection means 2 for projecting beam light B;
An optical system 7 focuses the reflected light R of the beam B on the object to be measured 18 and causes each pixel of the one-dimensional scanning light-receiving array 8 to receive the light, and converts the light reception signal of the one-dimensional scanning light-receiving array 8 into a pulse train. , at least a first comparator 10 and a second comparator 11 having different threshold values, , L2;
Start timing T1, TPI and end timing TP, T of the pulse train output from these comparators 10, 11
A plurality of counters each counting 4 12.13.
14.15, a coordinate system (TPL) whose coordinates are the level L and timing T of the light reception signal of the one-dimensional scanning light reception array 8.
Points (TI, L,) and ('r1, , r1, ) in
The T coordinate of the intersection of the straight line connecting points (Tz, L,) and (T4, L2) is defined as peak corresponding timing TP, and this peak corresponding timing T1. an arithmetic circuit 16 that determines the light receiving position of the one-dimensional scanning light-receiving array 8 and calculates the distance to the object to be measured 18 by trigonometric calculation;
15, and a synchronization signal generation circuit 17 that sends a synchronization signal to 15.

(ホ)作用 この発明の距離34測装置では、被測定物よりの反射光
査受光するのに、1次元走査型受光アレイを用い、その
受光信号をデジタル処理するので、受光素子の温度特性
や受光信号の処理回路のドリフトにより測定誤差を生じ
るおそれはない。
(E) Function The 34-distance measurement device of the present invention uses a one-dimensional scanning light receiving array to scan and receive the reflected light from the object to be measured, and digitally processes the received light signal, so the temperature characteristics of the light receiving element and There is no risk of measurement errors occurring due to drift in the processing circuit for the received light signal.

また、この発明の距離計測装置は、実施例に対応する第
2図を用いて説明すると、座標系(TPL)において、
1次元走査型受光アレイ8の受光信号の包路線は、第2
図中の曲線Cで表される。
Further, the distance measuring device of the present invention will be explained using FIG. 2 corresponding to the embodiment. In the coordinate system (TPL),
The envelope line of the light reception signal of the one-dimensional scanning type light reception array 8 is the second
This is represented by curve C in the figure.

この曲に%Cを、2つのしきい値LI、L2で切った時
、点(TP1、L、)、(T3 、L2 )とを結ぶ直
線L と、点(T2、r−1)、(T4、L。
When %C is cut in this song by two thresholds LI and L2, a straight line L connecting points (TP1, L,), (T3, L2) and points (T2, r-1), ( T4, L.

)とを結ぶ直線12との交点(’rp 、LP )のT
Pは、曲線Cが左右非対称である場合でも、曲線Cのピ
ークPと略一致する。従って、このTPをビーク対応タ
イミングとすれば、従来よりも高い精度で距離を計測す
ることが可能となる。
) and the intersection point ('rp, LP) with the straight line 12.
P substantially matches the peak P of the curve C even if the curve C is asymmetrical. Therefore, if this TP is used as the peak corresponding timing, it becomes possible to measure distance with higher accuracy than before.

これら点(’r1、Ll )、(T3 、Lz )、(
T2 、L+ )、(T4 、Lz )及びTPの決定
は、」−述のように少なくとも2つの比較器、複数のカ
ウンタ及び演算回路により求めることができ、距離計測
装置の回路構成を簡単なものとすることができる。
These points ('r1, Ll), (T3, Lz), (
The determination of T2, L+), (T4, Lz) and TP can be obtained using at least two comparators, a plurality of counters, and an arithmetic circuit as described above, and the circuit configuration of the distance measuring device can be simplified. It can be done.

さらに、この発明の距離計測装置では、1次元走査型光
アレイの各画素の受光信号をデジタル信号に変換する必
要もなく処理時間を速くすることが可能となる。
Further, in the distance measuring device of the present invention, there is no need to convert the light reception signal of each pixel of the one-dimensional scanning optical array into a digital signal, making it possible to speed up the processing time.

(へ)実施例 この発明の一実施例を第1図及び第2図に基づいて以下
に説明する。
(F) Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図は、実施例距離計測装置の光学系及び回路構成を
説明するブロック図である。2は、被測定物18にスポ
ットビーム光Bを投射する投光手段である。この投光手
段2は、発光ダイオード等よりなる投光素子3と、この
投光素子3を駆動する駆動回路4と、投光素子3よりの
光をスポットビーム光Bとするレンズ5より構成されて
いる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating the optical system and circuit configuration of the distance measuring device according to the embodiment. Reference numeral 2 denotes a light projection means for projecting the spot beam B onto the object 18 to be measured. This light projecting means 2 is composed of a light projecting element 3 made of a light emitting diode or the like, a drive circuit 4 that drives the light projecting element 3, and a lens 5 that converts the light from the light projecting element 3 into a spot beam B. ing.

なお、投光手段ばレーザダイオードや気体レーザ光源な
ど適宜設計変更可能である。
Note that the design of the light projecting means can be changed as appropriate, such as a laser diode or a gas laser light source.

レンズ5に隣接して、レンズ(光学系)7が設けられて
いる。レンズ7は、被測定物18よりの反射光Rを絞っ
て、CCD (1次元走査型受光アレイ)8の各画素に
受光させる。すなわち、CCDB上に被測定物18上の
光のスポット像を結像する。なお、レンズ7に代えてピ
ンホールを使用することもでき適宜設計変更可能である
A lens (optical system) 7 is provided adjacent to the lens 5. The lens 7 focuses the reflected light R from the object to be measured 18 and causes each pixel of a CCD (one-dimensional scanning type light receiving array) 8 to receive the light. That is, a spot image of the light on the object to be measured 18 is formed on the CCDB. Note that a pinhole can be used instead of the lens 7, and the design can be changed as appropriate.

CCD8の受光信号は、増幅回路9により増幅された後
、コンパレータ(比較器)10.11にそれぞれ入力さ
れる。コンパレータ10は、しきい値L1により、CC
D8の受光信号をバルク、列に変換する(第2図も参照
)。一方、コンパレーク11は、しきい値r−2(>r
−1)により、CCD8の受光信号をパルス列に変換す
る。
The light reception signal of the CCD 8 is amplified by an amplifier circuit 9 and then input to comparators 10 and 11, respectively. Comparator 10 uses threshold value L1 to
The light reception signal of D8 is converted into bulk and column data (see also FIG. 2). On the other hand, the comparator 11 has a threshold r-2 (>r
-1) converts the light reception signal of the CCD 8 into a pulse train.

コンパレ−り10の出力パルス列は、カウンタ12.1
3に人力される。また、コンパレ−り11の出力パルス
列は、カウンタ14.15に入力される。これらカウン
タ12.13.14.15及びCCD8には、オシレー
タ(同期信号発生回路)よりのクロックパルスが入力さ
れている。
The output pulse train of the comparator 10 is sent to the counter 12.1.
3 will be done manually. Further, the output pulse train of the comparator 11 is input to counters 14 and 15. Clock pulses from an oscillator (synchronizing signal generating circuit) are input to these counters 12, 13, 14, 15 and CCD 8.

カウンタ12.13.14.15でのカウント結果は、
演算回路16に入力される。この演算回路16では、後
述の演算処理が施され、被測定物の距離が算出されて出
力される。
The count results at counters 12, 13, 14, and 15 are:
The signal is input to the arithmetic circuit 16. This arithmetic circuit 16 performs arithmetic processing, which will be described later, to calculate and output the distance of the object to be measured.

次に、この実施例距離計測装置の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment distance measuring device will be explained.

被測定物1日には、投光手段2よりのスポットビーム光
Bが投射されている。被測定物18よりの反射光Rは、
レンズ7により絞られて、CCDB上で受光される。C
CD8の受光信号は、第2図に示すように、タイミンン
グTと受光信号レベルI7の直交座標系(TPL)にお
いて曲線Cで表わされる。この曲線CはCCD8の個々
の画素の受光信号の包絡綿であり、この場合には、レン
ズ7のコマ収差により左右非対称の形となっている。
Spot beam light B from the light projecting means 2 is projected onto the object to be measured on the 1st. The reflected light R from the object to be measured 18 is
The light is focused by the lens 7 and received on the CCDB. C
As shown in FIG. 2, the light reception signal of CD8 is represented by a curve C in the orthogonal coordinate system (TPL) of timing T and light reception signal level I7. This curve C is an envelope of light reception signals of individual pixels of the CCD 8, and in this case, it has a left-right asymmetric shape due to coma aberration of the lens 7.

コンパレ=−り10は、しきい値り、にヨリCCD8の
受光信号をパルス列に変換する。第2図には、このパル
ス列の包路線を示しているが、もちろん、個々の画素(
受光信号のレベルがしきい値L 、以上のもの)に対応
するパルスよりなるものである。コンバレーり11も同
様にCCD8の受光信号をパルス列に変換する。しきい
値L2はしきい値L1より大きいため、コンバレーり1
1のパルス列の長さは、コンパレータ10のパルス列よ
りも短くなっている。
The comparator 10 converts the received light signal of the CCD 8 into a pulse train based on the threshold value. Figure 2 shows the envelope of this pulse train, but of course individual pixels (
The level of the received light signal is equal to or higher than the threshold value L2. The converter 11 similarly converts the light reception signal of the CCD 8 into a pulse train. Since the threshold L2 is larger than the threshold L1, the convergence rate 1
The length of the pulse train of the comparator 10 is shorter than that of the comparator 10.

カウンタ12は、コンパレータ10のパルス列の始端タ
イミングT1、カウンタ13は、同パルス列の終端タイ
ミンングT2をカウントする。一方、カウンタ14.1
5は、それぞれコンパレータ11のパルス列の始端タイ
ミンングT3、終端タイミンングT4をカウントする。
The counter 12 counts the start timing T1 of the pulse train of the comparator 10, and the counter 13 counts the end timing T2 of the pulse train. On the other hand, counter 14.1
5 counts the start timing T3 and end timing T4 of the pulse train of the comparator 11, respectively.

なお、始端、終端は、パルス列の一端と他端とを識別す
るための概念である。
Note that the starting end and the ending end are concepts for identifying one end and the other end of a pulse train.

カウンタ12.13.14.15でのカンウド結果T1
、T2、T3、T4及びコンパレーク10.11のしき
い値り、 、L2により、直交座標系(TPL)に4つ
の点が定まることとなる。すなわち、点(TP 、L、
)、(T3 、L2)、(T2、Ll)、(T4、L、
)である。点(T1、Ll)、(T4、L2)を結ぶ直
線p、1、点(T2、L、)と(’r4、L2)を結ぶ
直線P2の交点(’rp、+、r)のTPがピーク対応
タイミンングとなる。
Counter result T1 at counter 12.13.14.15
, T2, T3, T4 and the threshold value of comparator 10.11, , L2, four points are determined in the orthogonal coordinate system (TPL). That is, the point (TP, L,
), (T3, L2), (T2, Ll), (T4, L,
). TP of the intersection point ('rp, +, r) of the straight line p, 1 that connects the points (T1, Ll) and (T4, L2), and the straight line P2 that connects the points (T2, L,) and ('r4, L2) is This is the timing for peak response.

直線ρ1は、 L = a T −1−b          −・−
−−−(Ia)TP−TJ TP−T。
The straight line ρ1 is L = a T -1-b -・-
---(Ia) TP-TJ TP-T.

で表現される。−・方、直線C2は、 L−−r、 T + d          ・−・−
・(2a)TP−T4 で表わされる。ピーク対応タイミンングTPは、− C で表わされる。
It is expressed as -, the straight line C2 is L--r, T + d ・--
- (2a) Represented by TP-T4. The peak-corresponding timing TP is denoted by -C.

演算回路16は、カウンタ12.13.14.15より
入力されるT5、T2、T3、T4及び予め設定されて
いるLl、L2に基づいて、−1−記(1b)、(1c
)、(2b)、(2c)、(3)式より、ピーク対応タ
イミンングT1、を算出する。
The arithmetic circuit 16 calculates -1- (1b), (1c
), (2b), (2c), and (3), the peak corresponding timing T1 is calculated.

さらに演算回路16は、このピーク対応タイミンングT
Pより、CCDa上の受光スポット中心位置を求める。
Furthermore, the arithmetic circuit 16 calculates this peak corresponding timing T.
From P, the center position of the light receiving spot on CCDa is determined.

ピーク対応クイミンングTPは、CCD8の受光信号が
左右非対称の曲線Cとなる場合でも、その曲線Cのピー
りPと略=一致する。
Even if the light reception signal of the CCD 8 is a horizontally asymmetrical curve C, the peak corresponding quimming TP substantially coincides with the peak P of the curve C.

もちろん、曲線Cが左右対称の場合には、ピーク対応タ
イミンングTPは曲線CのピーりPと一致する。従って
、CCDB上の受光位置は、従来よりも正確に求めるこ
とができる。また、第2図中破線C″で示すようにCC
D8の受光信号が飽和した場合でも、ピーク対応クイミ
ンングTPを算出でき、受光位置を的確に求めることが
できる。
Of course, if the curve C is symmetrical, the peak corresponding timing TP coincides with the peak P of the curve C. Therefore, the light receiving position on the CCDB can be determined more accurately than before. In addition, as shown by the broken line C″ in FIG.
Even when the light reception signal of D8 is saturated, the peak corresponding quimming TP can be calculated and the light reception position can be accurately determined.

演算回路16は、上記受光位置からスポットビーム光B
、レンズ5及びレンズ7により構成される二角系を決定
し、被測定物18の距離を算出し、これを出力する。
The arithmetic circuit 16 generates a spot beam B from the light receiving position.
, a diagonal system constituted by lenses 5 and 7 is determined, the distance to the object to be measured 18 is calculated, and this is output.

なお、上記実施例においては、2つのコンバレタを用い
ているが、それぞれしきい値の胃なる3つ以。!二のコ
ンパレ−りを用いる構成とすることができる。この場合
には、出力パルス列が得られろ最も高いしきい値を有す
るコンパレークと、最も低いしきい値を有するコンパレ
ータとのそれぞれの出力パルス列をカウントし、ピーク
対応クイミンングTPを算出するとよい。なぜならば、
2つのコンパレータのしきい値の差が大きいほど、得ら
れるピ り対応タイミンングTPを、受光信号のビーり
Pに近づけることができるからである。
In the above embodiment, two converters are used, but three or more converters each have a threshold value. ! It is possible to use a configuration using two comparators. In this case, if an output pulse train is obtained, it is preferable to count the respective output pulse trains of the comparator having the highest threshold value and the comparator having the lowest threshold value, and calculate the peak-corresponding quimming TP. because,
This is because the larger the difference between the threshold values of the two comparators, the closer the obtained peak-corresponding timing TP can be to the beat P of the received light signal.

(ト)発明の効果 以−ヒ説明したように、この発明の距離計測装置は、1
次元走査型受光アレイの受光信号のピークを正確に求め
ることができ、距離計測の精度を向上できる利点を有し
ている。また、1次元走査型受光アレイの各画素の受光
信号を・つ−・つデジタル変更して処理する必要がなく
、応答性に優れたものとできる利点を有している。さら
に、回路構成を簡単なものとすることができる利点をも
有している。
(g) Effects of the invention As explained above, the distance measuring device of the present invention has the following advantages:
This method has the advantage that the peak of the light reception signal of the dimensional scanning type light reception array can be accurately determined, and the accuracy of distance measurement can be improved. Further, there is no need to digitally change and process the light reception signals of each pixel of the one-dimensional scanning light receiving array, and there is an advantage that excellent responsiveness can be achieved. Furthermore, it has the advantage that the circuit configuration can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の一実施例に係る距離計測装置の光
学系及び回路構成を説明するためのブロック図、第2図
は、同距離計測装置の動作を説明する図、第3図は、従
来の距離計測装置の光学系及び回路構成を説明するだめ
のブロック図、第4図は、同従来距離計測装置の動作を
説明する図、第5図は、従来の他の距離計測装置の回路
構成を説明するためのブロック図、第6図は、従来の距
離計測装置の問題点を説明する図である。 2:投光手段、  7;光学系。 8:CCD、    10・11:コンパレータ12・
13・14・15:カウンタ。 16:演算回路、17:オシレータ。 18:被測定物、Bニスボン)ビーム光。  O R:反射光。
FIG. 1 is a block diagram for explaining the optical system and circuit configuration of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the distance measuring device, and FIG. 3 is a block diagram for explaining the operation of the distance measuring device. , a block diagram for explaining the optical system and circuit configuration of a conventional distance measuring device, FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the conventional distance measuring device, and FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the conventional distance measuring device. FIG. 6, a block diagram for explaining the circuit configuration, is a diagram for explaining problems with the conventional distance measuring device. 2: Light projection means, 7: Optical system. 8: CCD, 10・11: Comparator 12・
13/14/15: Counter. 16: Arithmetic circuit, 17: Oscillator. 18: Object to be measured, B Nisbon) Beam light. OR: Reflected light.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)1次元走査型受光アレイと、 被測定物にビーム光を投射する投光手段と、前記ビーム
光の被測定物上での反射光を絞って前記1次元走査型受
光アレイの各画素に受光させる光学系と、 前記1次元走査型受光アレイの受光信号をパルス列に変
換する、それぞれ異なるしきい値L_1、L_2を有す
る少なくとも第1の比較器及び第2の比較器と、 これら第1の比較器及び第2の比較器より出力されるパ
ルス列の始端タイミングT_1、T_3及び終端タイミ
ングT_2、T_4をそれぞれ算出する複数のカウンタ
と、 前記1次元走査型受光アレイの受光信号のレベルLとタ
イミングTを座標とする座標系(T、L)における点(
T_1、L_1)と(T_3、L_2)を結ぶ直線と、
点(T_2、L_1)と(T_4、L_2)を結ぶ直線
との交点のT座標をピーク対応タイミングT_Pとし、
このピーク対応タイミングT_Pより前記1次元走査型
受光アレイの受光位置を求めて、三角法の計算で前記被
測定物までの距離を算出する演算回路と、 前記1次元走査型受光アレイ及び前記カウンタに同期信
号を送る同期信号発生回路とを備えてなる距離計測装置
(1) A one-dimensional scanning light receiving array, a light projecting means for projecting a beam of light onto an object to be measured, and each pixel of the one-dimensional scanning light receiving array by concentrating the reflected light of the beam light on the object to be measured. an optical system for receiving light; at least a first comparator and a second comparator having different threshold values L_1 and L_2, respectively, for converting the light reception signal of the one-dimensional scanning light receiving array into a pulse train; a plurality of counters that calculate start timings T_1, T_3 and end timings T_2, T_4 of the pulse train output from the comparator and the second comparator, respectively; and the level L and timing of the light reception signal of the one-dimensional scanning light reception array. A point (
A straight line connecting T_1, L_1) and (T_3, L_2),
The T coordinate of the intersection of the straight line connecting the points (T_2, L_1) and (T_4, L_2) is set as the peak corresponding timing T_P,
an arithmetic circuit that determines the light receiving position of the one-dimensional scanning light-receiving array from this peak corresponding timing T_P and calculating the distance to the object to be measured by trigonometry; A distance measuring device comprising a synchronization signal generation circuit that sends a synchronization signal.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH055620A (en) * 1991-06-27 1993-01-14 Seikosha Co Ltd Distance detector
JP2001280951A (en) * 2000-03-31 2001-10-10 Omron Corp Optical displacement gage
JP2002071310A (en) * 2000-08-28 2002-03-08 Matsushita Electric Works Ltd Optical displacement measuring device and method therefor
JP2010181171A (en) * 2009-02-03 2010-08-19 Sharp Corp Light spot position detection device, optical device including the same, and electronic equipment including the optical device
JP2012113290A (en) * 2010-11-01 2012-06-14 Canon Inc Measuring device and measuring method of toner adhesion amount, and image forming apparatus
JP2019045197A (en) * 2017-08-30 2019-03-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 Particle detection sensor and particle detection method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH055620A (en) * 1991-06-27 1993-01-14 Seikosha Co Ltd Distance detector
JP2001280951A (en) * 2000-03-31 2001-10-10 Omron Corp Optical displacement gage
JP2002071310A (en) * 2000-08-28 2002-03-08 Matsushita Electric Works Ltd Optical displacement measuring device and method therefor
JP2010181171A (en) * 2009-02-03 2010-08-19 Sharp Corp Light spot position detection device, optical device including the same, and electronic equipment including the optical device
US8130309B2 (en) 2009-02-03 2012-03-06 Sharp Kabushiki Kaisha Light spot position detection device, optical device including the same, and electronic equipment including the optical device
JP2012113290A (en) * 2010-11-01 2012-06-14 Canon Inc Measuring device and measuring method of toner adhesion amount, and image forming apparatus
JP2019045197A (en) * 2017-08-30 2019-03-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 Particle detection sensor and particle detection method

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