JPH01169381A - 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】 発明の要約 強度変調された光を被測定物体（対象物）に投射してそ
の反射光を受光し、投光信号と受光信号との位相差を位
相差検出回路で検出し、この検出位相差に基づいて距離
を測定する装置において。

位相差検出回路に入力する受光信号の振幅をほぼ一定に
保つために抵抗分割回路を設け、受光信号の振幅に応じ
て分割抵抗を選択する抵抗分割によって受光信号の振幅
を調整しているので位相ずれが生じない。

発明の背景 この発明は、所定周波数の信号によって強度変調された
光を対象物に投射し、その反射光を受光し、この受光信
号と投光信号との位相差を位相差検出回路で検出し、検
出位相差に基づいて対象物までの距離を測定する装置に
関する。

この種の距離測定装置においては対象物までの距離が変
化することによって受光信号のレベルが大きく変化する
。位相差検出回路に入力する受光信号のレベルが常にほ
ぼ一定となるように調整するために従来は受光信号を増
幅するＡＧＣ（自動利得制御）増幅回路を設けていた。

ところがＡＧＣ増幅回路は特有の利得／位相特性をもっ
ているために利得が変わると位相も変化し、受光信号に
位相ずれが生じ、この位相ずれが変動するという問題が
ある。位相ずれがあると位相差検出回路において投光信
号と受光信号との正確な位相差を検出することができず
、測定距離に誤差が含まれてしまう。位相ずれの生じな
いような回路構成にしようとすると回路が複雑になり高
価となる。

発明の概要 この発明は、比較的簡単な構成で受光信号のレベルを調
整することが可能であるとともに位相ずれまたはその変
動を極力束じないようにした距離測定装置を提供するこ
とを目的とする。

この発明は、所定周波数の投光信号により強度’ＩＬ　
ｊ５１される光を対象物に投射し、対象物からの反ｑ＝
を光を受光素子により受光し、受光素子の受光信号と投
光信号との位相差を位相差検出回路で検出し、検出した
位相差に基づいて対象物までの距離を測定する装置にお
いて、受光素子と位相差検出回路との間に設けられ、受
光素子の出力受光信号が印加される抵抗分割回路、受光
素子の出力受光信号の振幅を検出する振幅検出回路、お
よび検出された振幅に応じて１位相差検出回路への入力
受光信号の振幅がほぼ一定になるように抵抗分割回路の
分割抵抗を選択する選択手段を備えたことを特徴とする
。

この発明によると、抵抗分割回路の分割抵抗を受光信号
の振幅に応じて適宜選択することによって受光信号の振
幅を調整しているので２位相差検出回路に入力する受光
信号のレベルをほぼ一定に保持できるとともに、構成が
比較的簡単であり。

ＡＧＣ増幅回路を用いていないので受光信号の位相ずれ
やこの変動が非常に小さくなっているかもしくは殆んど
生じない。

実施例の説明 第１図はこの発明の実施例を示すブロック図である。

定損回路４は一定周波数ｆ。（強度変調周波数９　たと
えば８〜１０　Ｍｔｌｚ程度の正弦波信号を発生し５　
この信号を用いてＡＰＣ（自動パワー利？Ｗ　）回路５
によって発光素子（レーザ・ダイオード）１が駆動され
る。発光索子１の出力光は周波数１０で強度変調される
ことになる。この出力光は対象物に向けて投射される。

一方１発光索子１の出力光は近接して配置されたモニタ
用受光素子（フナトダイオード）３に直接に（もちろん
必要に応じてフィルタ等を介して）受光される。この受
光素子３の出力が投光信号を表している。受光素ｆ３の
受光信号は一方ではＡＰＣ回路５に与えられ、このＡＰ
Ｃ回路５によって発光素子１の出力光のピーク強度が常
に一定となるように制御される。他方では受光素子３の
出力は増幅回路６で増幅されて位相差検出回路ＩＯに与
えられる。

対象物からの反射光は受光素子２によって受光され、こ
の受光信号は、後述する増幅回路１１．抵抗分割回路１
２１選択スイッチ１３および増幅回路１４を経て位相差
検出回路１０に与えられる。投光信号（投射光）と受光
信号（反射光）との間には、対象物までの距離りに応じ
た位相差ΔφＬがある。

位相差検出回路ＩＯにおいてこの位相差ΔφＬが検出さ
れ１位相差ΔφＬを用いて次式により距離りが求められ
る。

Ｌ−（Δφ　／２π）（Ｃ／ｆｏ） Ｃ：光速 増幅回路１１．１４は受光素子２に受光される反射光口
が少なくても充分なＳ／Ｎ比が得られるように充分に大
きな利得をもっている。これらの増幅回路１１．１４は
従来のような位相ずれを生じやすいＡＧＣ機能をもって
いない。

受光素子２に受光される反射光量が多い場合には増幅回
路１４に飽和が生じるおそれがあるので。

受光素子２の受光信号をある程度増幅した初段の増幅回
路１１の出力が抵抗分割回路１２で分圧されて増幅回路
１４に与えられる。

すなわち、増幅回路１１と１４との間には抵抗分割回路
１２およびこの分割回路１２の分割抵抗を選択するため
のスイッチ１３が設けられている。増幅回路ｌｌの出力
信号の振幅は振幅検出回路１５で検出され、この検出振
幅に応じて、増幅回路１４に人力する信号の振幅がほぼ
一定となるようにスイッチ１３の切換えによって分割回
路１２の分圧比が選択される。この抵抗分割回路１２は
（↓１に信号の振幅を変化させるだけで位相ずれが発生
しないので好適である。

第２図は他の実施例を示している。第１図に示すものと
同一物には同一符号が付けられている。

この実施例では切換ス、イッチ７と補正回路１６とが設
けられている。切換スイッチ７がａ側に接続されている
ときには受光索子２の受光信号が増幅回路１１．１４等
を通って位相差検出回路１０に送られる。切換スイッチ
７がｂ側に接続されるとモニタ用受光素子３から得られ
る投光信号が増幅回路１１、１４等を通って位相差検出
回路１０に与えられる。この切換スイッチ７は補正回路
１６の補正動作に同期して切換えられる。

上述したように投光信号は受光素子３で検出され、増幅
回路６を経て位相差検出回路１０に入力する。受光索子
２の受光信号は増幅回路１１．１４等を経て位相差検出
回路【０に人力するように投光４３号と受光信号とはそ
れぞれ異なる回路を通るので２これらの回路に固有の位
相ずれが発生する。またこの位相ずれは温度に依存する
。

投光信号と受光信号との間に生じる上述した位相ずれを
φ　　で表わすと、切換スイッチ７がｅｒｒ ａ側に接続されているときに位相差検出回路１０で検出
される位相差は、対象物の距離に基づく位相差Δφ　に
Ｌ記位相ずれφ　　を加えたもの。

Ｌ　　　　　　　　　ｅｒｒ Δφ　＋φ　　となる。

Ｌ　　　ｅｒｒ 一方、切換スイッチ７をｂ側に切換えると、投光信号が
増幅回路ＩＩ、　１４等を経て位相差検出回路ｌＯに人
力することになる。位相差検出回路【０の２つの入力は
ともに投光信号であるから、対象物の距離に基づく位相
差は０であり１位相差検出回路１０で検出される位相差
は１位相ずれφ　　のみとｅｒｒ なる。

したがって、切換スイッチ７をａ側に接続したときの検
出位相差Δφ　＋φ　　から、ｂ側に切Ｌ　　　ｅｒｒ 換えたときの検出位相差φ　　を差引けば、対象ｅｒ「 物の距離に基づく正確な位相差ΔφＬが得られることに
なる。

補正回路１６は、切換スイッチ７を定期的に切換えて（
端子すに接続されている時間は端子ａに接続されている
時間よりも短くてよい）１位相差検出回路から測定デー
タΔφ　＋φ　　と補正デーＬ　　　ｅｒｒ 夕φ　　を得、上記の減算処理を行って対象物のｅ「「 距離に基づく正確な位相差Δφ、を出力する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図。 第２図は他の実施例を示すブロック図である。 １・・・発光素子。 ２・・・受光素子。 ４・・・発振回路。 １０・・・位相差検出回路。 １１、１４・・・増幅回路。 １２・・・抵抗分割回路。 １３・・・選択スイッチ。 １５・・・振幅検出回路。 以　　上 特許出願人　　立石電機株式会社 代　理　人　　　弁理士　牛　久　健　ａｌ（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　所定周波数の投光信号により強度変調される光を対象
   物に投射し、対象物からの反射光を受光素子により受光
   し、受光素子の受光信号と投光信号との位相差を位相差
   検出回路で検出し、検出した位相差に基づいて対象物ま
   での距離を測定する装置において、 受光素子と位相差検出回路との間に設けられ、受光素子
   の出力受光信号が印加される抵抗分割回路、 受光素子の出力受光信号の振幅を検出する振幅検出回路
   、および 検出された振幅に応じて、位相差検出回路への入力受光
   信号の振幅がほぼ一定になるように抵抗分割回路の分割
   抵抗を選択する選択手段、 を備えたことを特徴とする距離測定装置。