JPH02218963A - 速度検出装置 - Google Patents
速度検出装置Info
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- JPH02218963A JPH02218963A JP4007089A JP4007089A JPH02218963A JP H02218963 A JPH02218963 A JP H02218963A JP 4007089 A JP4007089 A JP 4007089A JP 4007089 A JP4007089 A JP 4007089A JP H02218963 A JPH02218963 A JP H02218963A
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Landscapes
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
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】
〔概 要〕
本発明は、速度計測装置に用いられる速度検出装置に関
し、とりわけ簡単な構成で広汎な計測範囲に対応でき且
つ計測精度を向上できる速度計測装置を得るための速度
検出装置に係る。
し、とりわけ簡単な構成で広汎な計測範囲に対応でき且
つ計測精度を向上できる速度計測装置を得るための速度
検出装置に係る。
本発明は、電車、自動車、オートバイその他の車両の走
行試験における走行速度或いは走行中の車両の各時間に
対する速度を記録する際の走行速度を計測する速度計測
装置に用いられる速度検出装置に関する。
行試験における走行速度或いは走行中の車両の各時間に
対する速度を記録する際の走行速度を計測する速度計測
装置に用いられる速度検出装置に関する。
走行中の電車、自動車、オートバイその他の車両に光源
を設け、該光源からの光りを走行下の路面に照射し、該
路面に反射される反射光を受け、その強弱に基づいて該
車両の走行速度を計測できるようにした走行速度計測装
置が知られている。
を設け、該光源からの光りを走行下の路面に照射し、該
路面に反射される反射光を受け、その強弱に基づいて該
車両の走行速度を計測できるようにした走行速度計測装
置が知られている。
そのような走行速度計測装置は前記反射光を受ける受光
素子を有し該受光素子の検知物理量の変化を例えば電圧
変化に変換した後、単純な増幅回路で増幅されることが
ある。そして、該増幅回路の出力には路面等の計測対象
の「むら」に応じて振幅の変化する交流信号を速度の変
化に対応する信号(以下単に速度信号という)として得
るようにされるが、該速度信号の振幅の小さい部分はバ
ックグランドからのノイズでS/Nが低下し易(そのた
め、−船釣には前記増幅回路として単純な増幅回路では
なくシュミット回路により可及的にS/Nを大きくでき
る構成にし良質の速度信号を抽出している。しかしなが
ら、屋外では、昼夜のように対象明度に大差があり、そ
うした環境の下で使用する速度計測装置では前記シュミ
ット回路の第8図において+Vs、 Vsを付し点線で
示したヒステリシス幅(2xVs)の最適状態を作りに
くい。そのため、前記速度信号の最適な信号強度が得ら
れないことが多い。
素子を有し該受光素子の検知物理量の変化を例えば電圧
変化に変換した後、単純な増幅回路で増幅されることが
ある。そして、該増幅回路の出力には路面等の計測対象
の「むら」に応じて振幅の変化する交流信号を速度の変
化に対応する信号(以下単に速度信号という)として得
るようにされるが、該速度信号の振幅の小さい部分はバ
ックグランドからのノイズでS/Nが低下し易(そのた
め、−船釣には前記増幅回路として単純な増幅回路では
なくシュミット回路により可及的にS/Nを大きくでき
る構成にし良質の速度信号を抽出している。しかしなが
ら、屋外では、昼夜のように対象明度に大差があり、そ
うした環境の下で使用する速度計測装置では前記シュミ
ット回路の第8図において+Vs、 Vsを付し点線で
示したヒステリシス幅(2xVs)の最適状態を作りに
くい。そのため、前記速度信号の最適な信号強度が得ら
れないことが多い。
それで、その不具合を改善するために例えば第6図に示
す如き自動利得制御増幅器(以下AGCアンプという)
で増幅し、該AGCアンプで出力レベルを一定にしてい
る。その出力に基づいて不図示のカウンタからのカウン
トパルスの通過を制御するゲートの制御信号を作ってい
る。そして、前記AGCアンプは例えばオペレーショナ
ルアンプやFETの性質を利用した可変利得素子1を有
し、該可変利得素子1には前記受光素子の検知物理量の
変化に対応する電圧変化elが入力されている。該可変
利得素子1の出力側にはダイオードやコンデンサを有す
る直流変換部2があり、該直流変換部2で前記可変利得
素子1の出力eoを整流平滑し、この整流平滑出力Eo
を比較器3の一方の入力端子に入力している。一方該比
較器3の他方の入力端子には前記可変利得素子1の増幅
度可変開始レベルとなる基準電圧V IIEFを供給し
てあり、該比較器3で前記整流平滑出力E0と前記基準
電圧vlItFとの大小を比較する。前記整流平滑出力
Eoと前記基準電圧V IIEFとの関係がBe〉V■
Fのとき前記比較器3の出力e2は、er=A (Eo
VIEF )で該比較器3からはEoとVREFの
差に応じた出力e1が第7図(b)に示す如く利得制御
信号として得られる。この出力e7を積分器4にて一定
時間積分し、時定数を持たせることにより、前記可変利
得素子1の前記利得制御信号への追従動作を安定化させ
ている。なお、前式において、Aは増幅利得である。ま
た、Eo≦V ltFのときはAGCは機能せず前記電
圧変化e。
す如き自動利得制御増幅器(以下AGCアンプという)
で増幅し、該AGCアンプで出力レベルを一定にしてい
る。その出力に基づいて不図示のカウンタからのカウン
トパルスの通過を制御するゲートの制御信号を作ってい
る。そして、前記AGCアンプは例えばオペレーショナ
ルアンプやFETの性質を利用した可変利得素子1を有
し、該可変利得素子1には前記受光素子の検知物理量の
変化に対応する電圧変化elが入力されている。該可変
利得素子1の出力側にはダイオードやコンデンサを有す
る直流変換部2があり、該直流変換部2で前記可変利得
素子1の出力eoを整流平滑し、この整流平滑出力Eo
を比較器3の一方の入力端子に入力している。一方該比
較器3の他方の入力端子には前記可変利得素子1の増幅
度可変開始レベルとなる基準電圧V IIEFを供給し
てあり、該比較器3で前記整流平滑出力E0と前記基準
電圧vlItFとの大小を比較する。前記整流平滑出力
Eoと前記基準電圧V IIEFとの関係がBe〉V■
Fのとき前記比較器3の出力e2は、er=A (Eo
VIEF )で該比較器3からはEoとVREFの
差に応じた出力e1が第7図(b)に示す如く利得制御
信号として得られる。この出力e7を積分器4にて一定
時間積分し、時定数を持たせることにより、前記可変利
得素子1の前記利得制御信号への追従動作を安定化させ
ている。なお、前式において、Aは増幅利得である。ま
た、Eo≦V ltFのときはAGCは機能せず前記電
圧変化e。
は一定の増幅利得で増幅されて、それに対応する出力e
、が第7図(a)に示すように前記可変利得素子から得
られる。
、が第7図(a)に示すように前記可変利得素子から得
られる。
ところで、前記受光素子の検知物理量の変化に対応する
電圧変化の増幅手段として前述のような単純な増幅回路
を用いた場合では、良好なS/Nを得にくく且つダイナ
ミックレンジが狭いため、大きな振幅の信号が入力する
と、その出力信号が歪んでしまう。そのため、広汎な計
測範囲に対応できる速度検出装置が得られない。また、
前述の如き従来のAGCアンプは低周波域の入力信号に
対し応答する利得制御信号を得る際、平滑のための時定
数に起因して、該利得制御信号のリップルが大きくなり
易く、その結果、AGC動作が不安定となり、前記AG
Cアンプの出力信号が歪む。
電圧変化の増幅手段として前述のような単純な増幅回路
を用いた場合では、良好なS/Nを得にくく且つダイナ
ミックレンジが狭いため、大きな振幅の信号が入力する
と、その出力信号が歪んでしまう。そのため、広汎な計
測範囲に対応できる速度検出装置が得られない。また、
前述の如き従来のAGCアンプは低周波域の入力信号に
対し応答する利得制御信号を得る際、平滑のための時定
数に起因して、該利得制御信号のリップルが大きくなり
易く、その結果、AGC動作が不安定となり、前記AG
Cアンプの出力信号が歪む。
それ故、前記AGCアンプでは、そのような不安定な動
作の要因となる低周波域での動作を避けである程度高い
周波数領域で動作させないと良好なAGC効果が得られ
ないといった難点がある。従って、従来のAGCアンプ
を低速から高速までの広汎な速度の計測範囲に亘り広い
ダイナミックレンジを持つ必要のある速度検出装置に使
用しても精度の良い計測結果を得ることができないとい
う問題があった。
作の要因となる低周波域での動作を避けである程度高い
周波数領域で動作させないと良好なAGC効果が得られ
ないといった難点がある。従って、従来のAGCアンプ
を低速から高速までの広汎な速度の計測範囲に亘り広い
ダイナミックレンジを持つ必要のある速度検出装置に使
用しても精度の良い計測結果を得ることができないとい
う問題があった。
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、簡単な構成で法尻
な計測範囲に対応でき且つ計測精度を向上できる速度計
測装置を得るための速度検出装置を提供することを目的
とする。
な計測範囲に対応でき且つ計測精度を向上できる速度計
測装置を得るための速度検出装置を提供することを目的
とする。
第1図(a)は本発明の一手段としての原理を示すブロ
ック図である。本発明の速度検出装置において、計測対
象からの反射光を受けるセンサーは、互いに近接し且つ
ほぼ同一平面上に配設した二組の受光素子50.51を
有する。加算出力手段52は、前記受光素子のそれぞれ
の出力の和に応する出力を得る。また、差動出力手段5
3は、前記受光素子のそれぞれの出力の差に応する出力
を得る。増幅手段54は、前記差動出力手段53の出力
を増幅する。
ック図である。本発明の速度検出装置において、計測対
象からの反射光を受けるセンサーは、互いに近接し且つ
ほぼ同一平面上に配設した二組の受光素子50.51を
有する。加算出力手段52は、前記受光素子のそれぞれ
の出力の和に応する出力を得る。また、差動出力手段5
3は、前記受光素子のそれぞれの出力の差に応する出力
を得る。増幅手段54は、前記差動出力手段53の出力
を増幅する。
一方比較手段55は、前記加算出力手段52の出力と予
め定められた増幅度可変開始レベルV IIEFとを比
較する。そして、可変利得制御手段56は、前記比較手
段55の出力に基づく信号を入力し前記増幅手段54の
増幅利得を可変にするよう制御する。
め定められた増幅度可変開始レベルV IIEFとを比
較する。そして、可変利得制御手段56は、前記比較手
段55の出力に基づく信号を入力し前記増幅手段54の
増幅利得を可変にするよう制御する。
第1図(b)は本発明の他の手段としての原理を示すブ
ロック図である。本発明の速度検出装置において、計測
対象からの反射光を受けるセンサーは、互いに近接し且
つほぼ同一平面上に配設した二組の受光素子50.51
を有する。加算出力手段52は、前記受光素子のそれぞ
れの出力の和に応する出力を得る。また、差動出力手段
53は、前記受光素子のそれぞれの出力の差に応する出
力を得る。増幅手段54は、前記差動出力手段53の出
力を増幅する。
ロック図である。本発明の速度検出装置において、計測
対象からの反射光を受けるセンサーは、互いに近接し且
つほぼ同一平面上に配設した二組の受光素子50.51
を有する。加算出力手段52は、前記受光素子のそれぞ
れの出力の和に応する出力を得る。また、差動出力手段
53は、前記受光素子のそれぞれの出力の差に応する出
力を得る。増幅手段54は、前記差動出力手段53の出
力を増幅する。
一方光源投光量制御手段58は、前記加算出力手段52
の出力を入力し、前記センサーが受ける反射光に与かる
光源57の投光量を制御して前記増幅手段から速度の変
化に対応する検出出力を得る。
の出力を入力し、前記センサーが受ける反射光に与かる
光源57の投光量を制御して前記増幅手段から速度の変
化に対応する検出出力を得る。
速度の変化に応する信号は走行下の路面等の計測対象の
凹凸の如き「むら」に光源から投光した光が反射し、そ
の反射光は前記受光素子50.51で捉えられ該受光素
子50.51の出力に基づき前記加算出力手段52と前
記差動出力手段53からは前記速度の変化に応じて振幅
の変化する交流信号が得られる。そして、前記加算出力
手段52からは走行下の路面等の計測対象の明るさの変
化に忠実に従う信号が出力され、該信号により、前記差
動出力手段53の出力を増幅して得られる検出信号の強
度が制御される。その結果、前記差動出力手段53の出
力を増幅する増幅手段54の増幅利得を前記加算出力手
段52の出力に基づき制御する場合には、前記受光素子
50.51に入射する光の強度が強いときは前記増幅手
段54の増幅利得は小さく、前記受光素子50.51に
入射する光の強度が弱いとき前記増幅手段54の増幅利
得を高くするようにして該増幅手段54から得られる検
出出力レベルが制御される。
凹凸の如き「むら」に光源から投光した光が反射し、そ
の反射光は前記受光素子50.51で捉えられ該受光素
子50.51の出力に基づき前記加算出力手段52と前
記差動出力手段53からは前記速度の変化に応じて振幅
の変化する交流信号が得られる。そして、前記加算出力
手段52からは走行下の路面等の計測対象の明るさの変
化に忠実に従う信号が出力され、該信号により、前記差
動出力手段53の出力を増幅して得られる検出信号の強
度が制御される。その結果、前記差動出力手段53の出
力を増幅する増幅手段54の増幅利得を前記加算出力手
段52の出力に基づき制御する場合には、前記受光素子
50.51に入射する光の強度が強いときは前記増幅手
段54の増幅利得は小さく、前記受光素子50.51に
入射する光の強度が弱いとき前記増幅手段54の増幅利
得を高くするようにして該増幅手段54から得られる検
出出力レベルが制御される。
また、前記加算出力手段52の出力に基づき前記光源5
7からの投光量を制御する場合には、前記増幅手段54
の動作が飽和状態に近付くと前記受光素子50.51に
入射する光の強度を減少させ、逆に前記増幅手段54の
動作が無人力状態に近付くと前記受光素子50.51に
入射する光の強度を増加させるようにして該増幅手段5
4から得られる検出出力レベルが制御される。
7からの投光量を制御する場合には、前記増幅手段54
の動作が飽和状態に近付くと前記受光素子50.51に
入射する光の強度を減少させ、逆に前記増幅手段54の
動作が無人力状態に近付くと前記受光素子50.51に
入射する光の強度を増加させるようにして該増幅手段5
4から得られる検出出力レベルが制御される。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳
述する。
述する。
第2図は、本発明の速度検出装置に適用される回路構成
の一例を示す回路図である。同図において、受光素子5
.6は何れもほぼ同一の特性が得られるよう例えばステ
アタイトの基板面に互いに近接し且つほぼ同一平面上に
フォトダイオード、CdS、アモルファスソーラセルそ
の他の光電変換材料で受光部を形成し、該受光部に真空
蒸着等で形成した電極を介して二対のリードを引き出し
全体を受光窓を有する容体に収容しである。尚、この受
光素子5.6は例えば、プリント基板に多数の例えば2
0個のフォトトランジスタを並列に接続したものを二組
み設け、前記同様全体を受光窓を有する容体に収容して
構成することもできる。
の一例を示す回路図である。同図において、受光素子5
.6は何れもほぼ同一の特性が得られるよう例えばステ
アタイトの基板面に互いに近接し且つほぼ同一平面上に
フォトダイオード、CdS、アモルファスソーラセルそ
の他の光電変換材料で受光部を形成し、該受光部に真空
蒸着等で形成した電極を介して二対のリードを引き出し
全体を受光窓を有する容体に収容しである。尚、この受
光素子5.6は例えば、プリント基板に多数の例えば2
0個のフォトトランジスタを並列に接続したものを二組
み設け、前記同様全体を受光窓を有する容体に収容して
構成することもできる。
前記受光素子5.6の一方のリードは図示を省略したが
アース電位、電源のコモンラインに接続(以下接地する
という)してあり、前記受光素子5.6の他方のリード
はオペレーショナルアンプ7.8の反転入力端子のそれ
ぞれに入力している。
アース電位、電源のコモンラインに接続(以下接地する
という)してあり、前記受光素子5.6の他方のリード
はオペレーショナルアンプ7.8の反転入力端子のそれ
ぞれに入力している。
これらオペレーショナルアンプ7.8の非反転入力端子
は接地しである。前記オペレーショナルアンプ7の出力
端子は抵抗9を介してオペレーショナルアンプ10の非
反転入力端子に接続すると共に抵抗11を介してオペレ
ーショナルアンプ12の反転入力端子に接続しである。
は接地しである。前記オペレーショナルアンプ7の出力
端子は抵抗9を介してオペレーショナルアンプ10の非
反転入力端子に接続すると共に抵抗11を介してオペレ
ーショナルアンプ12の反転入力端子に接続しである。
一方、前記オペレーショナルアンプ8の出力端子は抵抗
13を介して前記オペレーショナルアンプ10の反転入
力端子に接続し且つ抵抗14を介して前記オペレーショ
ナルアンプ12の反転入力端子に接続している。尚、前
記オペレーショナルアンプ7.8の出力端子とそれぞれ
の反転入力端子に接続されている抵抗15.16はネガ
ティブフィードバック用の帰還抵抗である。
13を介して前記オペレーショナルアンプ10の反転入
力端子に接続し且つ抵抗14を介して前記オペレーショ
ナルアンプ12の反転入力端子に接続している。尚、前
記オペレーショナルアンプ7.8の出力端子とそれぞれ
の反転入力端子に接続されている抵抗15.16はネガ
ティブフィードバック用の帰還抵抗である。
また、前記オペレーショナルアンプエ0の非反転入力端
子は抵抗17を介して接地してあり、前記オペレーショ
ナルアンプ12の非反転入力端子は直接接地している。
子は抵抗17を介して接地してあり、前記オペレーショ
ナルアンプ12の非反転入力端子は直接接地している。
そして、前記オペレーショナルアンプ10の出力端子は
直流阻止用のコンデンサ18と抵抗19を介してオペレ
ーショナルアンプ20の反転入力端子に接続すると共に
抵抗21を介して前記オペレーショナルアンプ10の反
転入力端子に接続している。前記オペレーショナルアン
プ12の出力端子は抵抗22を介してオペレーショナル
アンプ23の非反転入力端子に接続し且つ抵抗24とコ
ンデンサ25の並列回路を介して前記オペレーショナル
アンプ12の反転入力端子に接続しである。
直流阻止用のコンデンサ18と抵抗19を介してオペレ
ーショナルアンプ20の反転入力端子に接続すると共に
抵抗21を介して前記オペレーショナルアンプ10の反
転入力端子に接続している。前記オペレーショナルアン
プ12の出力端子は抵抗22を介してオペレーショナル
アンプ23の非反転入力端子に接続し且つ抵抗24とコ
ンデンサ25の並列回路を介して前記オペレーショナル
アンプ12の反転入力端子に接続しである。
また、前記オペレーショナルアンプ23の非反転入力端
子は抵抗26を介して接地しである。そして、該オペレ
ーショナルアンプ23の反転入力端子は抵抗27を介し
てボルテージフォロワとして動作させているオペレーシ
ョナルアンプ28の出力端子に接続すると共に抵抗29
を介して該オペレーショナルアンプ23の出力端子に接
続している。前記オペレーショナルアンプ28の非反転
入力端子には前記オペレーショナルアンプ20の増幅度
可変開始レベルとなる安定化された基準電圧V REF
を印加しである。前記オペレーショナルアンプ28の反
転入力端子は直接液オペレーショナルアンプ28の出力
端子に接続しである。
子は抵抗26を介して接地しである。そして、該オペレ
ーショナルアンプ23の反転入力端子は抵抗27を介し
てボルテージフォロワとして動作させているオペレーシ
ョナルアンプ28の出力端子に接続すると共に抵抗29
を介して該オペレーショナルアンプ23の出力端子に接
続している。前記オペレーショナルアンプ28の非反転
入力端子には前記オペレーショナルアンプ20の増幅度
可変開始レベルとなる安定化された基準電圧V REF
を印加しである。前記オペレーショナルアンプ28の反
転入力端子は直接液オペレーショナルアンプ28の出力
端子に接続しである。
一方、前記オペレーショナルアンプ23の出力端子はト
ランジスタ30のベースに接続すると共に該トランジス
タ30に逆方向電圧がかかるのを防止するためダイオー
ド31を逆方向に介して接地している。また、前記トラ
ンジスタ30のコレクタは不図示の電源のプラス端子に
接続し電源電圧VDDを印加しである。そして、該トラ
ンジスタ30のエミッタはCdSフォトカプラ32の発
光ダイオード33と抵抗34を介して接地しである。
ランジスタ30のベースに接続すると共に該トランジス
タ30に逆方向電圧がかかるのを防止するためダイオー
ド31を逆方向に介して接地している。また、前記トラ
ンジスタ30のコレクタは不図示の電源のプラス端子に
接続し電源電圧VDDを印加しである。そして、該トラ
ンジスタ30のエミッタはCdSフォトカプラ32の発
光ダイオード33と抵抗34を介して接地しである。
前記CdSフォトカプラ32の可変抵抗素子として機能
するCd535は前記オペレーショナルアンプ20の反
転入力端子と出力端子の間に接続しである。また、該C
d535には抵抗36を並列に接続している。
するCd535は前記オペレーショナルアンプ20の反
転入力端子と出力端子の間に接続しである。また、該C
d535には抵抗36を並列に接続している。
前記オペレーショナルアンプ7と前記抵抗15及び前記
オペレーショナルアンプ8と前記抵抗16とは前記受光
素子5.6に流れる電流変化を電圧変化に変換する電流
・電圧変換用アンプを構成しているが、例えば、前記受
光素子5.6に、フォトダイオードやアモルファスソー
ラセルのように光を受けることによりそれ自身が電圧を
生成するものを使用する場合には省かれることもある。
オペレーショナルアンプ8と前記抵抗16とは前記受光
素子5.6に流れる電流変化を電圧変化に変換する電流
・電圧変換用アンプを構成しているが、例えば、前記受
光素子5.6に、フォトダイオードやアモルファスソー
ラセルのように光を受けることによりそれ自身が電圧を
生成するものを使用する場合には省かれることもある。
また、CdSを用いる場合には、図示を省略したが前記
受光素子5.6のそれぞれにバイアス電圧を印加する。
受光素子5.6のそれぞれにバイアス電圧を印加する。
前記オペレーショナルアンプ10、抵抗9、抵抗13、
抵抗17、抵抗21の構成は差動演算増幅回路であり、
差動出力手段として機能している。
抵抗17、抵抗21の構成は差動演算増幅回路であり、
差動出力手段として機能している。
また、前記オペレーショナルアンプ12、抵抗11、抵
抗14、抵抗24の構成は加算演算増幅回路であり、加
算出力手段として機能している。更に、前記オペレーシ
ョナルアンプ20、抵抗19、Cd535、抵抗36の
構成は増幅回路であり、増幅手段として機能する。そし
て、前記オペレーショナルアンプ23、抵抗22、抵抗
26、抵抗29、抵抗27で構成され前記オペレーショ
ナルアンプ28より前記増幅回路の増幅度可変開始レベ
ルとなる基準電圧V REFが印加されている構成は比
較回路であり、比較手段として機能している。
抗14、抵抗24の構成は加算演算増幅回路であり、加
算出力手段として機能している。更に、前記オペレーシ
ョナルアンプ20、抵抗19、Cd535、抵抗36の
構成は増幅回路であり、増幅手段として機能する。そし
て、前記オペレーショナルアンプ23、抵抗22、抵抗
26、抵抗29、抵抗27で構成され前記オペレーショ
ナルアンプ28より前記増幅回路の増幅度可変開始レベ
ルとなる基準電圧V REFが印加されている構成は比
較回路であり、比較手段として機能している。
また、前記トランジスタ30、抵抗34、前記CdSフ
ォトカプラ32、前記ダイオード31の構成は、エミッ
タフォロワで前記Cd535と協働で可変利得制御手段
の機能を果たしている。
ォトカプラ32、前記ダイオード31の構成は、エミッ
タフォロワで前記Cd535と協働で可変利得制御手段
の機能を果たしている。
而して、車両の走行下の路面にハロゲンランプの如き光
源から光を投光すると、該路面で反射した反射光が前記
受光素子5.6に入射する。この反射光の強弱に対応し
て流れる前記受光素子5.6の電流変化は前記オペレー
ショナルアンプ7.8で電圧変化に変換され、それらの
出力端子から電圧el、ezが得られる。前記オペレー
ショナルアンプ10には前記電圧else2の双方が入
力されており、その出力端子には電圧e3が得られ、そ
の大きさはeff =に1 (e+ ez )で
ある。但しに1は増幅利得である。この電圧e3には前
記電圧el 、ezの同相成分がほとんど含まないほど
抑圧されるため、S/Nを太き(改善している。そして
、この電圧e1は前記コンデンサ18で直流分を除去し
、その交流成分が前記オペレーショナルアンプ20で更
に増幅される。該オペレーショナルアンプ20の増幅利
得は前記抵抗19.36及び前記Cd535の抵抗値で
決まり、該Cd535の抵抗値が増加すれば増幅利得は
上がり、その抵抗値が減少すれば増幅利得は下がる。
源から光を投光すると、該路面で反射した反射光が前記
受光素子5.6に入射する。この反射光の強弱に対応し
て流れる前記受光素子5.6の電流変化は前記オペレー
ショナルアンプ7.8で電圧変化に変換され、それらの
出力端子から電圧el、ezが得られる。前記オペレー
ショナルアンプ10には前記電圧else2の双方が入
力されており、その出力端子には電圧e3が得られ、そ
の大きさはeff =に1 (e+ ez )で
ある。但しに1は増幅利得である。この電圧e3には前
記電圧el 、ezの同相成分がほとんど含まないほど
抑圧されるため、S/Nを太き(改善している。そして
、この電圧e1は前記コンデンサ18で直流分を除去し
、その交流成分が前記オペレーショナルアンプ20で更
に増幅される。該オペレーショナルアンプ20の増幅利
得は前記抵抗19.36及び前記Cd535の抵抗値で
決まり、該Cd535の抵抗値が増加すれば増幅利得は
上がり、その抵抗値が減少すれば増幅利得は下がる。
一方、前記オペレーショナルアンプ12の出力端子に得
られる電圧e4はe4 ””Kz (e+ 十e2)
である。但し、Kzは増幅利得である。本発明では前記
互いに近接し且つほぼ同一平面上に配設した二組の受光
素子を有するセンサーにより、該センサーを速度信号の
検知のみならず光強度センサとしても機能させており、
前記二組の受光素子の検知信号の和に対応する前記電圧
e4の大きさは計測対象の明るさを忠実に反映しており
、前記コンデンサ25の作用で第5図に示すように平均
化しその値を光強度信号としている。
られる電圧e4はe4 ””Kz (e+ 十e2)
である。但し、Kzは増幅利得である。本発明では前記
互いに近接し且つほぼ同一平面上に配設した二組の受光
素子を有するセンサーにより、該センサーを速度信号の
検知のみならず光強度センサとしても機能させており、
前記二組の受光素子の検知信号の和に対応する前記電圧
e4の大きさは計測対象の明るさを忠実に反映しており
、前記コンデンサ25の作用で第5図に示すように平均
化しその値を光強度信号としている。
前記電圧e4は前記オペレーショナルアンプ28を介し
て印加される前記基準電圧V REFと前記オペレーシ
ョナルアンプ23で比較され、該オペレーショナルアン
プ23の出力には電圧e5が得られ、その大きさはe5
=に3 Ce4 VREF )となる。但し、K
3は増幅利得である。そして、前記電圧e4、前記基準
電圧V REFとが等しいとき、前記電圧e5は零(e
s=o)で、前記電圧e4が前記基準電圧V IIEF
より大きいときCea>VIIEF)、前記電圧e5は
正電圧(es >O)になる。また、前記電圧e4が前
記基準電圧V REFより小さいときは(e 4 <
VREF ) 、前記ダイオード31が導通するため、
前記電圧e5はほとんど零に保たれる(ei ′io)
。
て印加される前記基準電圧V REFと前記オペレーシ
ョナルアンプ23で比較され、該オペレーショナルアン
プ23の出力には電圧e5が得られ、その大きさはe5
=に3 Ce4 VREF )となる。但し、K
3は増幅利得である。そして、前記電圧e4、前記基準
電圧V REFとが等しいとき、前記電圧e5は零(e
s=o)で、前記電圧e4が前記基準電圧V IIEF
より大きいときCea>VIIEF)、前記電圧e5は
正電圧(es >O)になる。また、前記電圧e4が前
記基準電圧V REFより小さいときは(e 4 <
VREF ) 、前記ダイオード31が導通するため、
前記電圧e5はほとんど零に保たれる(ei ′io)
。
該電圧e、は前記トランジスタ30のベースに印加され
、該電圧e5が正電圧のあるレベル■。N以上、即ち第
3図(a)に示すように前記電圧e4が前記基準電圧V
REF以上のある値を越える範囲において、前記トラ
ンジスタ30がエミッタフォロワとして動作し、前記電
圧e4の増減に応じてそのエミッタ電流が増減する。そ
の結果、前記発光ダイオード33に流れる電流が第3図
ら)に示す如く電圧e4の増減に応じて変化するため、
その発光量が変化する。従って、この発光を受ける前記
Cd535の抵抗値が前記電圧e4の増減に応じて第3
図(C)に示すように変化する。即ち、前記Cd535
に流れる電流が増加すれば、該Cd535の抵抗値が減
少し、逆に1lds35に流れる電流が減少すれば、該
Cd535の抵抗値が増大する。それ故、前記オペレー
ショナルアンプ20は、該Cd535の抵抗値の変化に
伴って、その抵抗値が大きいとき、増幅利得が上がり、
その抵抗値が小さいとき、増幅利得が下がる。こうして
、前記オペレーショナルアンプ20を前記電圧ee2の
増減に従ってその増幅利得を自動的に可変させることが
できる。尚、この実施例においては、可変抵抗素子とし
てCdSを用いたが、FETにより可変抵抗素子を構成
することもできる。
、該電圧e5が正電圧のあるレベル■。N以上、即ち第
3図(a)に示すように前記電圧e4が前記基準電圧V
REF以上のある値を越える範囲において、前記トラ
ンジスタ30がエミッタフォロワとして動作し、前記電
圧e4の増減に応じてそのエミッタ電流が増減する。そ
の結果、前記発光ダイオード33に流れる電流が第3図
ら)に示す如く電圧e4の増減に応じて変化するため、
その発光量が変化する。従って、この発光を受ける前記
Cd535の抵抗値が前記電圧e4の増減に応じて第3
図(C)に示すように変化する。即ち、前記Cd535
に流れる電流が増加すれば、該Cd535の抵抗値が減
少し、逆に1lds35に流れる電流が減少すれば、該
Cd535の抵抗値が増大する。それ故、前記オペレー
ショナルアンプ20は、該Cd535の抵抗値の変化に
伴って、その抵抗値が大きいとき、増幅利得が上がり、
その抵抗値が小さいとき、増幅利得が下がる。こうして
、前記オペレーショナルアンプ20を前記電圧ee2の
増減に従ってその増幅利得を自動的に可変させることが
できる。尚、この実施例においては、可変抵抗素子とし
てCdSを用いたが、FETにより可変抵抗素子を構成
することもできる。
以上のように構成された速度検出装置の出力■。LIT
はカウンタからのカウントパルスの通過を制御するゲー
ト制御信号等として用いられ、速度計測装置に適用され
る。
はカウンタからのカウントパルスの通過を制御するゲー
ト制御信号等として用いられ、速度計測装置に適用され
る。
第4図(a)、(b)は、他の実施例を示す概略構成図
である。同図において、前記オペレーショナルアンプ1
0の出力e3はコンデンサ37と抵抗3日を介してオペ
レーショナルアンプ39の反転入力端子に印加しである
。該オペレーショナルアンプ39の出力端子は抵抗40
を介して前記反転入力端子に接続している。また、該オ
ペレーショナルアンプ39の非反転入力端子は接地しで
ある。
である。同図において、前記オペレーショナルアンプ1
0の出力e3はコンデンサ37と抵抗3日を介してオペ
レーショナルアンプ39の反転入力端子に印加しである
。該オペレーショナルアンプ39の出力端子は抵抗40
を介して前記反転入力端子に接続している。また、該オ
ペレーショナルアンプ39の非反転入力端子は接地しで
ある。
一方、前記オペレーショナルアンプ12の出力e5はト
ランジスタ41に印加してあり、該トランジスタ41の
エミッタは抵抗42を介して接地すると共にダイオード
43を介して計測対象である路面等を投光するランプ4
4の一方の電極に接続しである。また、該ランプ44の
一方の電極は抵抗45を介して接地している。そして、
該ランプ44の他方の電極と前記トランジスタ41のコ
レクタは電源のプラス端子に接続してあり、電源電圧v
DDが印加されている。なお、前記トランジスタ41の
ベース・接地間に設けられているダイオード46は前記
トランジスタ41に逆方向電圧がかかるのを防止するた
めのものである。また、トランジスタ41.前記ダイオ
ード46、前記抵抗42の構成はエミッタフォロワによ
る電流増幅回路として機能し、これに前記ダイオード4
3と前記抵抗45の構成が加わって全体で前記光源44
の投光量を制御する光源投光量制御手段にしである。
ランジスタ41に印加してあり、該トランジスタ41の
エミッタは抵抗42を介して接地すると共にダイオード
43を介して計測対象である路面等を投光するランプ4
4の一方の電極に接続しである。また、該ランプ44の
一方の電極は抵抗45を介して接地している。そして、
該ランプ44の他方の電極と前記トランジスタ41のコ
レクタは電源のプラス端子に接続してあり、電源電圧v
DDが印加されている。なお、前記トランジスタ41の
ベース・接地間に設けられているダイオード46は前記
トランジスタ41に逆方向電圧がかかるのを防止するた
めのものである。また、トランジスタ41.前記ダイオ
ード46、前記抵抗42の構成はエミッタフォロワによ
る電流増幅回路として機能し、これに前記ダイオード4
3と前記抵抗45の構成が加わって全体で前記光源44
の投光量を制御する光源投光量制御手段にしである。
前記受光素子5.6が受ける光強度が大幅に変わっても
、最適信号を増幅手段から得るための制御は前述のよう
に可変利得手段により、増幅回路の増幅利得を制御して
もよいが、この実施例に示す如く計測対象で反射する反
射光の光量を変化させるようにすることもできる。前記
光源の投光量を制御することにより、前記受光素子5.
6が受ける受光量が調整される。
、最適信号を増幅手段から得るための制御は前述のよう
に可変利得手段により、増幅回路の増幅利得を制御して
もよいが、この実施例に示す如く計測対象で反射する反
射光の光量を変化させるようにすることもできる。前記
光源の投光量を制御することにより、前記受光素子5.
6が受ける受光量が調整される。
即ち、この実施例では前記オペレーショナルアンプ10
の出力e3は前記オペレーショナルアンプ39により一
定増幅利得で増幅されるが、前記受光素子5.6が受け
る受光量を調整するために前記ランプ44の投光量を前
記電圧el、e2の増減に応じて可変にすることで速度
信号に比例したS/Nのよい出力を得ることができる。
の出力e3は前記オペレーショナルアンプ39により一
定増幅利得で増幅されるが、前記受光素子5.6が受け
る受光量を調整するために前記ランプ44の投光量を前
記電圧el、e2の増減に応じて可変にすることで速度
信号に比例したS/Nのよい出力を得ることができる。
即ち、前記オペレーショナルアンプ23の出力e5の増
減に対応して前記トランジスタ41のエミッタに接続さ
れているは抵抗42に流れる電流が増減する。その結果
、第4図ら)に示されているA点の電位がB点の電位よ
り高くなると、A点からB点に向かう電流が流れはじめ
、それに伴って前記抵抗45に流れる電流が増加する。
減に対応して前記トランジスタ41のエミッタに接続さ
れているは抵抗42に流れる電流が増減する。その結果
、第4図ら)に示されているA点の電位がB点の電位よ
り高くなると、A点からB点に向かう電流が流れはじめ
、それに伴って前記抵抗45に流れる電流が増加する。
そのため、B点の電位が高くなり、前記ランプ44の印
加電圧が低下し、該ランプ44の照度が減る。逆にA点
の電位がB点の電位より低くなると、A点からB点に向
かって流れている電流が減少し、その結果、前記ランプ
44の印加電圧が上昇し、該ランプ44の照度が増える
。このように、前記受光素子5.6に基づく入力信号が
大きくなるにつれて、前記ランプ44の投光量を減らし
、入力信号が微弱になるにつれて、投光量を増やすよう
制御することで広汎な計測範囲に対応でき且つ計測精度
を向上できる速度計測装置を得るための速度検出装置を
得ることができる。
加電圧が低下し、該ランプ44の照度が減る。逆にA点
の電位がB点の電位より低くなると、A点からB点に向
かって流れている電流が減少し、その結果、前記ランプ
44の印加電圧が上昇し、該ランプ44の照度が増える
。このように、前記受光素子5.6に基づく入力信号が
大きくなるにつれて、前記ランプ44の投光量を減らし
、入力信号が微弱になるにつれて、投光量を増やすよう
制御することで広汎な計測範囲に対応でき且つ計測精度
を向上できる速度計測装置を得るための速度検出装置を
得ることができる。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、二組の受
光素子のそれぞれの差に応する出力を得る差動出力手段
で良好なS/Nを得て増幅手段で増幅し且つ二組の受光
素子のそれぞれの出力の和に応する出力を得る加算出力
手段の出力に基づいて増幅手段から得られる検出出力を
制御するよう構成したから、低周波領域においても歪み
を生じにくく、従って、広汎な計測範囲に対応でき且つ
計測精度を向上できる速度計測装置を得るための速度検
出装置を得ることができる。
光素子のそれぞれの差に応する出力を得る差動出力手段
で良好なS/Nを得て増幅手段で増幅し且つ二組の受光
素子のそれぞれの出力の和に応する出力を得る加算出力
手段の出力に基づいて増幅手段から得られる検出出力を
制御するよう構成したから、低周波領域においても歪み
を生じにくく、従って、広汎な計測範囲に対応でき且つ
計測精度を向上できる速度計測装置を得るための速度検
出装置を得ることができる。
第1図(a)、(b)は本発明の原理を示すブロック図
、第2図は、本発明の速度検出装置に適用される回路構
成の一例を示す回路図、 第3図(a)は、オペレーショナルアンプ12の出力端
子に得られる電圧e4とオペレーショナルアンプの出力
に得られる電圧e5との関係を示し且つトランジスタ3
0が能動状態になるベース電圧VONを示した説明図、 第3図℃)は、オペレーショナルアンプ12の出力端子
に得られる電圧e4の変化に対しCd535に流れる電
流の変化の様子を示した説明図、第3図(C)は、オペ
レーショナルアンプ12の出力端子に得られる電圧e4
の変化に対しCd535の抵抗値の変化の様子を示した
説明図、第4図(a)は、他の実施例における増幅回路
を示す回路図、 第4図(b)は、他の実施例における光源投光量制御手
段を示す回路図、 第5図は、オペレーショナルアンプ12の出力端子に得
られる電圧e4の様子を示した説明図、第6図は、従来
のAGCアンプの構成を示すブロック図、 第7図(a)は、従来のAGCアンプにおいて、整流平
滑出力Eoが基準電圧V REFに等しいかこれよりも
小さい(Eo≦VREF )範囲での入出力特性を示す
説明図、 第7図℃)は、従来のAGCアンプにおいて、整流平滑
出力Eoが基準電圧V REFよりも大きい(Ea >
VIIEF )範囲での入出力特性を示す説明図、 第8図は、従来のシュミット回路により得られる速度信
号とシュミット回路のヒステリシス幅との関係を示した
説明図である。 50.51・・・・受光素子、 52・・・・加算出力手段、 53・・・・差動出力手段、 54・・・・増幅手段、 55・・・・比較手段、 56・・・・可変利得制御手段、 57・・・・光源、 58・・・・光源投光量制御手段。 特許出願人 株式会社豊田自動織機製作所(b) 第1図 第3vA 4υ 第 図 0O Vo。 第 図 第 図 第 図
、第2図は、本発明の速度検出装置に適用される回路構
成の一例を示す回路図、 第3図(a)は、オペレーショナルアンプ12の出力端
子に得られる電圧e4とオペレーショナルアンプの出力
に得られる電圧e5との関係を示し且つトランジスタ3
0が能動状態になるベース電圧VONを示した説明図、 第3図℃)は、オペレーショナルアンプ12の出力端子
に得られる電圧e4の変化に対しCd535に流れる電
流の変化の様子を示した説明図、第3図(C)は、オペ
レーショナルアンプ12の出力端子に得られる電圧e4
の変化に対しCd535の抵抗値の変化の様子を示した
説明図、第4図(a)は、他の実施例における増幅回路
を示す回路図、 第4図(b)は、他の実施例における光源投光量制御手
段を示す回路図、 第5図は、オペレーショナルアンプ12の出力端子に得
られる電圧e4の様子を示した説明図、第6図は、従来
のAGCアンプの構成を示すブロック図、 第7図(a)は、従来のAGCアンプにおいて、整流平
滑出力Eoが基準電圧V REFに等しいかこれよりも
小さい(Eo≦VREF )範囲での入出力特性を示す
説明図、 第7図℃)は、従来のAGCアンプにおいて、整流平滑
出力Eoが基準電圧V REFよりも大きい(Ea >
VIIEF )範囲での入出力特性を示す説明図、 第8図は、従来のシュミット回路により得られる速度信
号とシュミット回路のヒステリシス幅との関係を示した
説明図である。 50.51・・・・受光素子、 52・・・・加算出力手段、 53・・・・差動出力手段、 54・・・・増幅手段、 55・・・・比較手段、 56・・・・可変利得制御手段、 57・・・・光源、 58・・・・光源投光量制御手段。 特許出願人 株式会社豊田自動織機製作所(b) 第1図 第3vA 4υ 第 図 0O Vo。 第 図 第 図 第 図
Claims (2)
- (1)互いに近接し且つほぼ同一平面上に配設した二組
の受光素子を有するセンサーと、前記受光素子のそれぞ
れの出力の和に応する出力を得る加算出力手段と前記受
光素子のそれぞれの出力の差に応する出力を得る差動出
力手段とを設け、該差動出力手段の出力を増幅手段に入
力し、一方前記加算出力手段の出力と予め定められた増
幅度可変開始レベルとを比較する比較手段を設け、該比
較手段の出力に基づいて前記増幅手段の増幅利得が可変
になるよう制御する可変利得制御手段を備え、前記増幅
手段から速度の変化に対応する検出出力を得ることを特
徴とする速度検出装置。 - (2)互いに近接し且つほぼ同一平面上に配設した二組
の受光素子を有するセンサーと、該センサーが受ける反
射光に与かる光源と、前記受光素子のそれぞれの出力の
和に応ずる出力を得る加算出力手段と前記受光素子のそ
れぞれの出力の差に応ずる出力を得る差動出力手段とを
設け、該差動出力手段の出力を増幅手段に入力し、一方
前記加算出力手段の出力の増減に応働して前記光源の投
光量を制御する光源投光量制御手段を備え、前記増幅手
段から速度の変化に対応する検出出力を得ることを特徴
とする速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4007089A JPH02218963A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4007089A JPH02218963A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218963A true JPH02218963A (ja) | 1990-08-31 |
Family
ID=12570669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4007089A Pending JPH02218963A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02218963A (ja) |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP4007089A patent/JPH02218963A/ja active Pending
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