JPH0367113A - Distance measuring instrument - Google Patents
Distance measuring instrumentInfo
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- JPH0367113A JPH0367113A JP20343589A JP20343589A JPH0367113A JP H0367113 A JPH0367113 A JP H0367113A JP 20343589 A JP20343589 A JP 20343589A JP 20343589 A JP20343589 A JP 20343589A JP H0367113 A JPH0367113 A JP H0367113A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は赤外光を物体に向けて投光し、物体から反射さ
れた赤外光を受光して三角測量方式により距離を測定す
る距離測定装置に関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention is a distance measuring method that measures distance by emitting infrared light toward an object, receiving the infrared light reflected from the object, and using a triangulation method. This relates to a measuring device.
このような距離測定装置は、各種カメラ、測量機器、位
置検出センサ、ロボット、物体検知器。Such distance measuring devices include various cameras, surveying equipment, position detection sensors, robots, and object detectors.
衝突防止器、自動ドアなどに利用することができる。It can be used in collision avoiders, automatic doors, etc.
(従来の技術)
赤外光を物体に向けて投光し、物体から反射された赤外
光を受光してその受光位置に応じた信号を出力する位置
検出素子(PSD)を使用した距離測定装置が用いられ
ている。(Prior art) Distance measurement using a position detection device (PSD) that emits infrared light toward an object, receives the infrared light reflected from the object, and outputs a signal according to the receiving position. equipment is used.
そのような距離測定装置における距*m定の原理を第6
図を用いて説明する。The principle of distance*m in such a distance measuring device is explained in the sixth section.
This will be explained using figures.
発光素子であるLED20をある周波数をもつ正弦波又
は矩形波として断続的に発光させる。この光をレンズ2
工から距離りにある測距対象22に当て、その乱反射し
た光をレンズ21から距離Sだけ離れたレンズ23に入
射させ、PSD24に当てる。このとき、PSD24か
らは光の当たった位置に対応した電流I、、 I、が流
れる。The LED 20, which is a light emitting element, is caused to emit light intermittently as a sine wave or a rectangular wave having a certain frequency. Lens 2
The diffused reflected light is made to enter a lens 23 which is a distance S from the lens 21, and is made to hit the PSD 24. At this time, currents I,, I, corresponding to the positions hit by the light flow from the PSD 24.
1 、 = k (c / 2− d ) −−
(1)I 、 = k (c / 2 + d )
−−−−−−(2)の関係がある。ここでkは距離
に依存する定数、CはPSD24の長さ、dはPSD2
4上に結ばれるスポット光の中心からのずれ量である。1, = k (c/2-d) --
(1) I, = k (c/2 + d)
-------- There is the relationship (2). Here, k is a distance-dependent constant, C is the length of PSD24, and d is PSD2
This is the amount of deviation from the center of the spot light that is focused on 4.
一方、第6図に示されるように。Meanwhile, as shown in FIG.
S/L=d/f ・・・・・・(3)の関
係がある。Sは投光レンズ2工と受光レンズ23の間の
距離、Lは投光レンズ21から測距対象22までの距離
、fは受光レンズ23からPSD24までの距離である
。上記の(1)、(2)式は
I、=k (c/2−f−s/L) −”・(4)工
2=k (c/2+f−8/L) ・・・・・・ (
5)と変形され、この関係から
I、/l2=(c/2−f−S/L)/(c/2+f’
S/L) ””” (6)の関係が得られる。c、 f
、 Sは予め定まっているので、■□と工2の比を検出
することによって距離りが一義的に決定される。S/L=d/f There is a relationship as shown in (3). S is the distance between the light projecting lens 2 and the light receiving lens 23, L is the distance from the light projecting lens 21 to the distance measurement target 22, and f is the distance from the light receiving lens 23 to the PSD 24. The above equations (1) and (2) are I, = k (c/2-f-s/L) -" (4) F2 = k (c/2+f-8/L)...・(
5), and from this relationship I, /l2=(c/2-f-S/L)/(c/2+f'
S/L) """ The relationship (6) is obtained. c, f
, S are predetermined, so the distance is uniquely determined by detecting the ratio of ■□ and work 2.
この距離測定原理では、PSD24の出力の比を測距信
号とし、その値はPSD24上でのスポット光のずれ量
dによって決まるので、比較的精度のよい測距が行なわ
れる。According to this distance measurement principle, the ratio of the outputs of the PSD 24 is used as a distance measurement signal, and the value thereof is determined by the amount of deviation d of the spot light on the PSD 24, so that relatively accurate distance measurement can be performed.
しかし、それでも測距対象までの距離りが10m程度よ
り遠くなると、PSD24の出力が小さくなり、精度が
著しく悪くなる。また、測距対象までの距@Lが短い場
合でも、外光が強い場合などでは正確に測距できなくな
る。However, when the distance to the object to be measured is further than about 10 m, the output of the PSD 24 becomes small and the accuracy deteriorates significantly. Further, even if the distance @L to the object to be measured is short, the distance cannot be measured accurately if there is strong external light.
これらの問題を改善するためには1発光素子の出力を上
げることが考えられるが、それでは発光素子の寿命を縮
めることになる。In order to improve these problems, it is conceivable to increase the output of one light emitting element, but this would shorten the life of the light emitting element.
他の方法として1発光素子をある周波数で点滅させ、そ
の周波数の光を検波して外光と識別し、さらに利得制御
回路を用いて測距対象が遠距離の場合にPSD24の出
力が小さくなれば増幅器の利得を自動的に増大させる距
離測定装置が提案されている(実開昭64−15907
号公報参照)。Another method is to blink one light emitting element at a certain frequency, detect the light at that frequency and distinguish it from outside light, and use a gain control circuit to reduce the output of the PSD 24 when the object to be measured is far away. For example, a distance measuring device that automatically increases the gain of an amplifier has been proposed (Utility Model Application No. 15907/1989).
(see publication).
(発明が解決しようとする課題)
上記の引用文献(実開昭64−15907号公報)で示
されている距離測定装置では、検波器を用いているため
、測距精度はよいが、測距信号が安定するのに時間がか
かり、動作速度が遅くなる。(Problems to be Solved by the Invention) The distance measuring device shown in the above-mentioned document (Utility Model Application Publication No. 15907/1983) uses a detector, so the distance measuring accuracy is good, but the distance measuring device is It takes time for the signal to stabilize, which slows down the operation speed.
本発明は、外光対策として発光素子を一定周波数で点滅
させ、その周波数の光をフィルターで取り出すとともに
、増幅器の利得を自動的に変化させることによって正確
な距離測定を行ない、かつ、動作速度を速くした距離測
定装置を提供することを目的とするものである。The present invention blinks a light emitting element at a constant frequency as a countermeasure against external light, extracts the light at that frequency with a filter, and automatically changes the gain of the amplifier to perform accurate distance measurement and speed up the operation. The object of the present invention is to provide a distance measuring device that is faster.
(課題を解決するための手段)
そのため5本発明の距離測定装置は、一定周波数で点滅
して赤外光を物体に向けて投光する発光素子と、物体か
ら反射された赤外光を受光してその受光位置に応じた信
号を出力する位置検出素子と、位置検出素子の再出力信
号をそれぞれ増幅する2個の増幅器と、各増幅器の出力
信号に含まれる前記発光素子の点滅周波数帯の信号を通
過させる2個のフィルターと、各フィルターを通過した
信号を整流し、平滑化して発光素子からの赤外光成分に
応じた信号のみを取り出してこれを測距演算に供する2
個の整流・平滑回路と、前記各増幅器の利得を制御する
利得制御回路とを備え、前記利得制御回路は、一方の整
流・平滑回路の出力と基準電圧との大小比較を行なうウ
ィンドウ・コンパレータと、このウィンドウ・コンパレ
ータの出力をアップ・ダウン制御入力とするアップ・ダ
ウンカウンタと、前記各増幅器の利得を決定する抵抗値
を前記アップ・ダウンカウンタの出力により選択する選
択回路とを備えている。(Means for Solving the Problems) Therefore, the distance measuring device of the present invention includes a light emitting element that blinks at a constant frequency and emits infrared light toward an object, and a light emitting element that emits infrared light toward an object and receives infrared light reflected from the object. a position detection element that outputs a signal according to the light receiving position, two amplifiers that amplify the re-output signals of the position detection element, and a blinking frequency band of the light emitting element included in the output signal of each amplifier. Two filters that pass the signal, and the signals that have passed through each filter are rectified and smoothed to extract only the signal corresponding to the infrared light component from the light emitting element, which is then used for distance measurement calculations.
and a gain control circuit that controls the gain of each of the amplifiers, and the gain control circuit includes a window comparator that compares the output of one of the rectification and smoothing circuits with a reference voltage. , an up/down counter that uses the output of the window comparator as an up/down control input, and a selection circuit that selects a resistance value that determines the gain of each amplifier based on the output of the up/down counter.
(実施例) 第1図は本発明を概略的に表わしたものである。(Example) FIG. 1 schematically represents the invention.
発光素子であるLED20は近赤外光を物体に向けて投
光する。LED20は一定周波数(例えば数10〜数1
00 K Hz )の信号を発振する発振器25からの
信号に応じて陣動回路26を経て駆動される。LED2
0からの赤外光は測距対象で反射されてPSD24の受
光面上に測距対象までの距離に対応した位置にスポット
光として入射する。The LED 20, which is a light emitting element, emits near-infrared light toward an object. The LED 20 has a constant frequency (e.g. several 10 to several 1
It is driven via a movement circuit 26 in response to a signal from an oscillator 25 that oscillates a signal of 00 KHz). LED2
The infrared light from 0 is reflected by the distance measurement object and enters the light receiving surface of the PSD 24 as a spot light at a position corresponding to the distance to the distance measurement object.
2.3は利得可変の増幅器であり、PSD24からのス
ポット光の位置に対応した信号電流I ty■2をそれ
ぞれ入力し増幅する。4,5はそれぞれ増幅器2,3の
出力信号からLED20の点滅周波数成分を通過させる
フィルターである。フィルター4,5はLED20の点
滅周波数帯を通過周波数とするバンドパスフィルターで
あり1例えばタンク回路やセラミックフィルターなどを
用いることができる。6,7はそれぞれフィルター4゜
5の出力信号を入力し、整流し平滑化して直流電圧信号
とする整流・平滑回路である。9は差動増幅器であり、
両整流・平滑回路6,7の出力信号の差分が測距信号と
して取り出される。この測距信号は、例えばカメラにお
ける自動焦点調節などに用いられる。Reference numeral 2.3 denotes a variable gain amplifier, which inputs and amplifies the signal current I ty 2 corresponding to the position of the spot light from the PSD 24, respectively. 4 and 5 are filters that pass the blinking frequency components of the LED 20 from the output signals of the amplifiers 2 and 3, respectively. The filters 4 and 5 are band-pass filters whose pass frequency is the blinking frequency band of the LED 20, and for example, a tank circuit or a ceramic filter can be used. 6 and 7 are rectifier/smoothing circuits which each input the output signal of the filter 4.5 and rectify and smooth it into a DC voltage signal. 9 is a differential amplifier;
The difference between the output signals of both rectifier/smoothing circuits 6 and 7 is taken out as a ranging signal. This distance measurement signal is used, for example, for automatic focus adjustment in a camera.
8は利得制御回路であり、一方の整流・平滑回路6(又
は7)の出力信号が利得制御回路8に入力される。利得
制御回N8では制御信号が作られ、この制御信号は増幅
器2,3の利得を制御する。8 is a gain control circuit, and the output signal of one rectifier/smoothing circuit 6 (or 7) is input to the gain control circuit 8. A control signal is generated in the gain control circuit N8, and this control signal controls the gains of the amplifiers 2 and 3.
これにより増幅器2,3の利得が自動利得制御(AGC
)され、第5図に示されるように、整流・平滑回路6(
又は7)の出力は増幅器2,3に入力する電流が変化し
てもそれに対応した変化分が少なくなる。このことは、
整流・平滑回路6.7の出力はm珪対象までの距離にあ
まり影響しないことを意味し、遠方の測距であっても精
度が確保される。(6)式に示されるように、測距信号
は電流工、と工2の絶対値ではなく、比で決まるので、
制御利得の大小にかかわらず電流比It/Izは保たれ
るため、測距に影響はない。This allows the gains of amplifiers 2 and 3 to be controlled by automatic gain control (AGC).
), and as shown in FIG.
Or, even if the current input to the amplifiers 2 and 3 changes, the output of 7) will have a smaller amount of change corresponding to the change. This means that
This means that the output of the rectifier/smoothing circuit 6.7 has little effect on the distance to the m-square object, and accuracy is ensured even in distant distance measurement. As shown in equation (6), the distance measurement signal is determined not by the absolute value of the current and the current, but by the ratio.
Since the current ratio It/Iz is maintained regardless of the magnitude of the control gain, distance measurement is not affected.
次に、第2図を用いて具体的な構成を説明する。Next, a specific configuration will be explained using FIG. 2.
第2図には整流・平滑回路6と利得制御回路8を具体的
にしたものが示されている。FIG. 2 specifically shows the rectifier/smoothing circuit 6 and the gain control circuit 8.
PSD24からの信号電流工1,1□はそれぞれ電流を
電圧に変換し、増幅を行なう増#器を経て。Signal current generators 1 and 1□ from the PSD 24 each convert the current into voltage and pass through an amplifier for amplification.
利得可変の増幅器2,3のそれぞれの演算増幅器の非反
転入力端子に入力されている。It is input to the non-inverting input terminal of each operational amplifier of variable gain amplifiers 2 and 3.
整流・平滑回路6(整流・平滑回路7も同じ構成である
ので、整流・平滑回路6についてのみ説明する)では、
フィルター4の出力端子がトランジスタQ5のベースに
接続され、そのトランジスタQ5のエミッタがダイオー
ドD1と抵抗RIOを介して電源Vceに接続され、そ
のトランジスタQ5のコレクタが接地(GND)レベル
より低いVeefi源に接続され、抵抗RIOとダイオ
ードD1の接烹がトランジスタQ6のベースに接続され
、そのトランジスタQ6のコレクタが電源Vceに接続
され、そのトランジスタQ6のエミッタがダイオードD
2を介して接地され、抵抗R11を介して差動増幅器9
の一方の入力端子に接続されている。C1は平滑コンデ
ンサである。In the rectification/smoothing circuit 6 (the rectification/smoothing circuit 7 also has the same configuration, only the rectification/smoothing circuit 6 will be explained).
The output terminal of the filter 4 is connected to the base of a transistor Q5, the emitter of which is connected to a power supply Vce through a diode D1 and a resistor RIO, and the collector of which transistor Q5 is connected to a Veefi source below the ground (GND) level. The connection of the resistor RIO and the diode D1 is connected to the base of the transistor Q6, the collector of the transistor Q6 is connected to the power supply Vce, and the emitter of the transistor Q6 is connected to the diode D1.
2 and grounded through the differential amplifier 9 through the resistor R11.
is connected to one input terminal of the C1 is a smoothing capacitor.
利得制御回路8を構成するために、一方の整流・平滑回
路6の出カイ3号V。1を入力とし、基4!!電圧との
大小比較を行なうウィンドウ・コンパレータ30が設け
られ、ウィンドウ・コンパレータ30の出力をアップ・
ダウン制御入力とするアップ・ダウンカウンタ31が設
けられている。増幅器2の利得を決定するために、抵抗
R1,R2,R3の直列抵抗回路が演算増幅器の出力端
子と反転入力端子の間に接続されている。抵抗R1,R
2゜R3にはそれぞれ選択回路を構成するスイッチSW
1..SW2.SW3が並列に接続されCいる。In order to configure the gain control circuit 8, the output No. 3 V of one rectifier/smoothing circuit 6 is used. 1 as input, base 4! ! A window comparator 30 is provided to compare the magnitude with the voltage, and the output of the window comparator 30 is increased.
An up/down counter 31 is provided as a down control input. To determine the gain of the amplifier 2, a series resistance circuit of resistors R1, R2, R3 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier. Resistance R1, R
2゜R3 each has a switch SW that constitutes a selection circuit.
1. .. SW2. SW3 is connected in parallel.
増幅器3においても同様であり、抵抗R4,R5゜R6
の直列抵抗回路が演算増幅器の出力端子と反転入力端子
の間に接続されており、抵抗R4,R5、R6にはそれ
ぞれ選択回路を構成するスイッチSW4.SW5.SW
6が並列に接続されている。The same applies to amplifier 3, with resistors R4, R5゜R6
A series resistor circuit is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier, and the resistors R4, R5, and R6 are connected to switches SW4. SW5. SW
6 are connected in parallel.
抵抗R1,R2,R3は重みづけがなされており、その
比は、例えばR1:R2: R3=1 : 2 :4で
ある。他方の増幅器3の抵抗R4,R5,R6について
も同様であり、その比は、例えばR4:R5:R6=1
:2:4である。The resistances R1, R2, and R3 are weighted, and the ratio thereof is, for example, R1:R2:R3=1:2:4. The same applies to the resistors R4, R5, and R6 of the other amplifier 3, and the ratio thereof is, for example, R4:R5:R6=1.
:2:4.
スイッチSWIとSW4はアップ・ダウンカウンタ31
の出力01によりオン・オフ制御され、スイッチSW2
とSW5はアップ・ダウンカウンタ31の出力02によ
りオン・オフ制御され、スイッチSW3とSW6はアッ
プ・ダウンカウンタ31の出力o3によりオン・オフ制
御される。各スイッチ5WI−8W6はアップ・ダウン
カウンタ31の出力がハイレベルのときにオフとなり。Switches SWI and SW4 are up/down counters 31
It is controlled on/off by the output 01 of the switch SW2.
and SW5 are controlled on/off by the output 02 of the up/down counter 31, and the switches SW3 and SW6 are controlled on/off by the output o3 of the up/down counter 31. Each switch 5WI-8W6 is turned off when the output of the up/down counter 31 is at a high level.
ローレベルのときにオンとなる。Turns on when low level.
アップ・ダウンカウンタ31では、ウィンドウ・コンパ
レータ30から入力される信号がアップ信号のときはハ
イレベル出力信号が01→02→03の方向に移動し、
逆にダウン信号のときはハイレベル出力信号が03→0
2→01の方向に移動する。In the up/down counter 31, when the signal input from the window comparator 30 is an up signal, the high level output signal moves in the direction of 01 → 02 → 03,
Conversely, when it is a down signal, the high level output signal changes from 03 to 0.
Move in the direction of 2→01.
ウィンドウ・コンパレータ30の具体的な一例を第3図
に示す。A specific example of the window comparator 30 is shown in FIG.
入力端子Aは基準電圧Vrを入力する端子であり、定電
流源43.抵抗44,45及び定電流源46の直列回路
の抵抗44.45間の接続点に接続されている。定電流
源43と抵抗44の接続点はコンパレータ47の反転入
力端子に接続され。Input terminal A is a terminal to which reference voltage Vr is input, and constant current source 43. It is connected to a connection point between resistors 44 and 45 of a series circuit of resistors 44 and 45 and a constant current source 46. A connection point between constant current source 43 and resistor 44 is connected to an inverting input terminal of comparator 47.
抵抗45と定電流源46の接続点はコンパレータ48の
反転入力端子に接続されている。コンパレータ47,4
8の非反転入力端子には入力端子Bによって整流・平滑
回路6の出力V。、が入力される。コンパレータ47,
48の出力端子はANDゲート49に接続され、AND
ゲート49の出力Cがアップ・ダウンカウンタ31のダ
ウン動作を行なわせる信号となる。コンパレータ47,
48の出力端子はまた、NORゲート50に接続され、
NORゲート50の出力りがアップ・ダウンカウンタ3
1のアップ動作を行なわせる信号となる。A connection point between the resistor 45 and the constant current source 46 is connected to an inverting input terminal of a comparator 48. Comparator 47, 4
The output V of the rectifier/smoothing circuit 6 is input to the non-inverting input terminal 8 via the input terminal B. , is input. comparator 47,
The output terminal of 48 is connected to AND gate 49, and
The output C of the gate 49 becomes a signal that causes the up/down counter 31 to perform a down operation. comparator 47,
The output terminal of 48 is also connected to a NOR gate 50,
The output of NOR gate 50 is up/down counter 3
This is a signal that causes the up operation of 1 to be performed.
第3図のウィンドウ・コンパレータにおいて、定電流源
43.46の電流をIとし、抵抗44゜45の抵抗値を
Rとすれば、このウィンドウ・コンパレータの高レベル
側スレッショルドレベルはV r + I・Rとなり、
低レベル側スレッショルドレベルはVr−I・Rとなる
。コンパレータ47゜48は端子Bから入力される■。In the window comparator shown in FIG. 3, if the current of the constant current source 43, 46 is I, and the resistance value of the resistor 44.45 is R, then the high-level side threshold level of this window comparator is V r + I. becomes R,
The lower threshold level is Vr-I.R. Comparators 47 and 48 are input from terminal B.
、を各スレッショルドレベルと比較し、ゲート49.5
0を介して端子C,Dによりダウン信号やアップ信号を
出力する。, with each threshold level, gate 49.5
A down signal and an up signal are output through terminals C and D through 0.
コンパレータ47,48の出力、端子C,Dの信号レベ
ル及びアップ・ダウンカウンタ31の動作を下表に示す
。The outputs of the comparators 47 and 48, the signal levels of the terminals C and D, and the operation of the up/down counter 31 are shown in the table below.
ウィンドウ・コンパレータ30の動作をさらに図で説明
すると、第4図に示されるようになる。The operation of the window comparator 30 is further illustrated in FIG. 4 as shown in FIG.
いま、基準電圧VrをFとし、ハイレベル側スレッショ
ルドレベルをE、ローレベル側スレッショルドレベルを
Gとする。Vゆ、が例えばVlの状態にあったとすれば
、上表からウィンドウ・コンパレータ30によってアッ
プ・ダウンカウンタ3工をダウン動作させる信号が出力
される。逆に、v、iが例えばv2の状態にあったとす
れば、上表からウィンドウ・コンパレータ30によって
アップ・ダウンカウンタ31をアップ動作させる信号が
出力される。vo、が例えばvOのように、レベルEと
Gの間にあれば、ウィンドウ・コンパレータ30からの
信号はアップもダウンもさせないものとなる。Now, assume that the reference voltage Vr is F, the high-level side threshold level is E, and the low-level side threshold level is G. If V is in the state of Vl, for example, the window comparator 30 outputs a signal to cause the up/down counter 3 to operate down from the above table. Conversely, if v and i are in the state of v2, for example, the window comparator 30 outputs a signal that causes the up/down counter 31 to operate up. If vo, for example vO, is between levels E and G, the signal from window comparator 30 will neither go up nor go down.
次に1本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
第2図において、測距対象が近い場合など、PSD24
への入射光が強<、PSD24からの出力電流I0.I
、が大きい場合、整流・平滑回路6の出力信号V Oi
は大きくなり、ウィンドウ・コンパレータ30からはダ
ウン信号が出力され、アップ・ダウンカウンタ31の出
力は03→02→01の方向に移動し、これにより増幅
器2,3において利得を決定する抵抗がR3→R2→R
1の方向に切り換えられ、増幅器2,3の利得が小さく
なる。これにより、整流・平滑回路6,7の出力信号が
小さくなり、やがて整流・平滑回路6の出力信号vo、
がウィンドウ・コンパレータ30の2つのスレッショル
ドレベルEとGの間に入るようになると、ウィンドウ・
コンパレータ30からの出力によってはアップ・ダウン
カウンタ31−の状態が変化しなくなる。In Figure 2, when the distance measurement target is close, the PSD24
If the incident light is strong <, the output current from the PSD 24 I0. I
, is large, the output signal V Oi of the rectifier/smoothing circuit 6
increases, a down signal is output from the window comparator 30, and the output of the up/down counter 31 moves in the direction of 03→02→01, which causes the resistance that determines the gain in amplifiers 2 and 3 to change from R3→ R2→R
1, and the gains of amplifiers 2 and 3 become smaller. As a result, the output signals of the rectifier/smoothing circuits 6 and 7 become smaller, and eventually the output signal vo of the rectifier/smoothing circuit 6 becomes smaller.
falls between the two threshold levels E and G of the window comparator 30, the window
Depending on the output from the comparator 30, the state of the up/down counter 31- does not change.
逆に、測距対象が遠い場合など、PSD24への入射光
が弱<、PSD24からの出力電流Ill工2が小さい
場合、整流・平滑回路6の出力信号■、1は小さくなり
、ウィンドウ・コンパレータ30からはアップ信号が出
力され、アップ・ダウンカウンタ31の出力は01→Q
2→03の方向に移動し、これにより増幅器2,3にお
いて利得を決定する抵抗がR1→R2→R3の方向に切
り換えられ、増幅器2,3の利得が大きくなる。これに
より、整流・平滑回路6,7の出力信号が大きくなり、
やがて整流・平滑回路6の出力信号■。□がウィンドウ
・コンパレータ30の2つのスレッショルドレベルEと
Gの間に入るようになると、ウィンドウ・コンパレータ
30からの出力によってはアップ・ダウンカウンタ3工
の状態が変化しなくなる。On the other hand, if the incident light to the PSD 24 is weak and the output current from the PSD 24 is small, such as when the distance measurement target is far away, the output signal of the rectifier/smoothing circuit 6 becomes small, and the window comparator 30 outputs an up signal, and the output of up/down counter 31 changes from 01 to Q.
As a result, the resistors that determine the gains in amplifiers 2 and 3 are switched in the direction of R1→R2→R3, and the gains of amplifiers 2 and 3 become larger. This increases the output signals of the rectifier/smoothing circuits 6 and 7,
Eventually, the output signal ■ of the rectifier/smoothing circuit 6. When □ falls between the two threshold levels E and G of the window comparator 30, the state of the up/down counter 3 no longer changes depending on the output from the window comparator 30.
利得制御回路8を働かせる整流・平滑回路の出力信号と
して、他方の整流・平?lt回路7の出力信号Vo、を
用いてもよい。As the output signal of the rectifying/smoothing circuit that operates the gain control circuit 8, the other rectifying/smoothing circuit? The output signal Vo of the lt circuit 7 may also be used.
なお、発振器25の後に分周器を設け、この分周器の出
力(4号でLED20を駆動するようにしてもよい。Note that a frequency divider may be provided after the oscillator 25, and the output of this frequency divider (No. 4) may drive the LED 20.
また、フィルター4,5はスイッチでキャパシタを切り
換えてフィルター特性をもたせるようにしたスイッチド
・キャパシタ・フィルターによっても構成することがで
きる。Further, the filters 4 and 5 can also be configured by switched capacitor filters in which the capacitors are switched using a switch to provide filter characteristics.
発光素子としてLED以外の素子を用いてもよい。Elements other than LEDs may be used as the light emitting elements.
(発明の効果)
本発明では、PSDの2つの出力信号をそれぞれ増幅し
、フィルターに通し、かつ、整流及び平滑して測距演算
に供するとともに、2つの整流・平滑回路出力の一方に
よりPSDの2つの出力を増幅する2つの増幅回路の利
得を制御するようにして、測距対象が近距離にある場合
でも遠距離にある場合でも安定した出力を得るようにし
て、測距範囲を遠距離にまで延ばすことができる装置を
実現することができるようになる。(Effects of the Invention) In the present invention, each of the two output signals of the PSD is amplified, passed through a filter, rectified and smoothed, and used for distance measurement calculation, and one of the outputs of the two rectification/smoothing circuits is used to output the PSD. By controlling the gains of the two amplifier circuits that amplify the two outputs, stable outputs can be obtained whether the object to be measured is close or far away. It becomes possible to realize a device that can be extended to
本発明ではまた、検波器を用いていないので、測距73
号をすばやく安定させて動作速度を速めることができる
。Also, since the present invention does not use a detector, the distance measurement 73
It can quickly stabilize the signal and increase the operating speed.
第1図は一実施例を概略的に示すブロツク図、第2図は
同実施例を具体的に示す回路図、第3図はウィンドウ・
フンパレータの一例を示す回路図、第4図はウィンドウ
・コンパレータの動作を示す図、第5図は実施例におけ
るAGC特性を示す図、第6図は発光素子とPSDを用
いた距離測定原理を示す光学配置図である。
2.3・・・・・・増幅器、4,5・・・・・・フィル
ター、67・・・・・整流・平滑回路、8・・・・・・
利得制御回路、20・・・・・・LED、24・・・・
・・PSD、30・・・・・・ウィンドウ・コンパレー
タ、31・・・・・・アップ・ダウンカウンタ、R1−
R6・・・・・・抵抗、SWI〜SW6・・・・・・ス
イッチ。
第1図Fig. 1 is a block diagram schematically showing one embodiment, Fig. 2 is a circuit diagram specifically showing the same embodiment, and Fig. 3 is a window diagram.
A circuit diagram showing an example of a frame comparator, FIG. 4 is a diagram showing the operation of a window comparator, FIG. 5 is a diagram showing AGC characteristics in an example, and FIG. 6 is a diagram showing the principle of distance measurement using a light emitting element and PSD. FIG. 3 is an optical layout diagram. 2.3...Amplifier, 4,5...Filter, 67...Rectifier/smoothing circuit, 8...
Gain control circuit, 20...LED, 24...
...PSD, 30...Window comparator, 31...Up/down counter, R1-
R6...Resistor, SWI~SW6...Switch. Figure 1
Claims (1)
する発光素子と、物体から反射された赤外光を受光して
その受光位置に応じた信号を出力する位置検出素子と、
位置検出素子の両出力信号をそれぞれ増幅する2個の増
幅器と、各増幅器の出力信号に含まれる前記発光素子の
点滅周波数帯の信号を通過させる2個のフィルターと、
各フィルターを通過した信号を整流し、平滑化して発光
素子からの赤外光成分に応じた信号のみを取り出してこ
れを測距演算に供する2個の整流・平滑回路と、前記各
増幅器の利得を制御する利得制御回路とを備え、前記利
得制御回路は、一方の整流・平滑回路の出力と基準電圧
との大小比較を行なうウィンドウ・コンパレータと、こ
のウィンドウ・コンパレータの出力をアップ・ダウン制
御入力とするアップ・ダウンカウンタと、前記各増幅器
の利得を決定する抵抗値を前記アップ・ダウンカウンタ
の出力により選択する選択回路とを備えている距離測定
装置。(1) A light emitting element that blinks at a constant frequency and emits infrared light toward an object, and a position detection element that receives the infrared light reflected from the object and outputs a signal according to the receiving position. ,
two amplifiers that amplify both output signals of the position detection element, and two filters that pass the signal in the blinking frequency band of the light emitting element included in the output signal of each amplifier;
Two rectifying/smoothing circuits that rectify and smooth the signals that have passed through each filter to extract only the signal corresponding to the infrared light component from the light emitting element and use it for distance measurement calculations, and the gain of each of the amplifiers. The gain control circuit includes a window comparator that compares the output of one of the rectifier/smoothing circuits with a reference voltage, and an up/down control input for the output of the window comparator. A distance measuring device comprising: an up/down counter; and a selection circuit that selects a resistance value that determines the gain of each of the amplifiers based on the output of the up/down counter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20343589A JPH0367113A (en) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Distance measuring instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20343589A JPH0367113A (en) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Distance measuring instrument |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367113A true JPH0367113A (en) | 1991-03-22 |
Family
ID=16474049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20343589A Pending JPH0367113A (en) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Distance measuring instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0367113A (en) |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP20343589A patent/JPH0367113A/en active Pending
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