JPH0493706A - 光学的測定装置 - 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、被測定物の反射光を利用した測定装置で、
例えば、自動車の車高測定、スプリングの撓み量測定、
カメラの距離測定などに利用するところの光学的測定装
置に関する。

「従来の技術」 被測定物の反射光を利用した測定装置として様々な構成
のものがあるが、その−例を第７図に示す。

この従来例は、黒光ｇ１１と、黒光＃１２とを備え、こ
れら光＃１１．１２より被測定物Ｉ３を照射する。

被測定物１３の反射光は受光器１４によって受光される
。受光器１４は光源１１の投光による反射光と光［１２
の投光による反射光とに応じて、これら反射先番々の受
光量にしたがって光電変換信号Ｓｐ、Ｓｓを出力する。

この測定装置の場合、Ｐ１１測定物１３の照度は、第８
図に示されるように、光路差２分の違いがあるため、光
源１１．１２各々の投光による被測定物１３の照度がＥ
ｐ、Ｅｓとなり、被測定物１３の反射率をＫとすると、
被測定物１３の面輝度にット）がＫＥｐ、ＫＥｓに対応
したものとなる。

したがって、これら面輝度の比が、 Ｅｐ／ＥｓｃｃＳｐ／Ｓｓ　　−（１）となるから、光
電変換信号Ｓｐ、Ｓｓを距離の関数として演算すること
により被測定物１３までの距離ｄを求めることができる
。

「発明が解決しようとする課題」 上記した従来の測定装置は、上記（１）式より分かるよ
うに、被測定物１３の面輝度の比より距離測定するため
、被測定物１３の反射率Ｋに影響されない測定装置とし
て極めて有利である。

ただ、この測定装置では、２つの光源１１．２の投光を
利用するため、これら光源１１．１２が劣化等の原因に
よって投光の強さが変化した場合に問題が生ずる。

すなわち、光源１１．１２の投光の強さが同率で変化し
た場合には問題がないが、異なった比率で変化したとき
に測定結果に誤差が生ずる。

そこで、本発明では上記した測定装置の光源を一つの光
源によって投光するようにして上記した問題点を解決す
ることを目的とする。

「課題を解決するための手段」 上記した目的を達成するため、本発明は、光源からの光
を複数の光路に分けて伝達する分割手段と、分割手段に
より分割された各分割光を相異なる光路長に変えて被測
定物に投光する投光手段と、各光路のうち少なくとも一
方の光路の光を間欠的に遮光する遮光手段と、被測定物
からの反射光を光電変換し、光電変換信号を時分割処理
して測定情報を出力する信号処理手段とより構成したこ
とを特徴とする光学的測定装置を提案する。

「作　　　用」 単一の光源からの光が２つの光路に分かれて投光され、
各分割光が長さの相異なる光路をへて被測定物に投光さ
れる。このとき各分割光のうち少なくとも一方の光路の
光が間欠的に遮光される。

これにより、被測定物の照度は間欠的に変わり、この照
度の変化が反射光として受光されると、照度の変化に応
じた測定情報が信号処理手段より出力される。

「実施例」 次に、本発明の実施例について図面に沿って説明する。

第１図は本発明に係る投光手段と分割手段及び遮光手段
の実施例を示し、光源２０の光軸上にハーフミラ−２１
と液晶２２が配置されており、光源２０の光軸と平行と
なる直線上に全反射ミラー２３と液晶２４が配置されて
いる。

ＬＥＤで構成された光［１２０からの光はハーフミラ−
２１と液晶２２を介して光路２５に沿って伝搬すると共
に、この光の一部がハーフミラ−２１で反射されて全反
射ミラー２３へ向かうようになっている。

すなわち、ハーフミラ−２１は光路２５に対して傾斜し
た状態で配置されており、ハーフミラ−２１と全反射ミ
ラー２３とが平行となるように配置されている。

このため、ハーフミラ−２１で反射した光は全反射ミラ
ー２３で反射され、液晶２４を介して光路２６に沿って
投光されるようになっている。

この場合ハーフミラ−２１と全反射ミラー２３とは距離
Ｑ、、隔てて配置されており、光路２５と光路２６との
間には光路長としてＱ、＋Ａ、の差が生じることになる
。

一方、各液晶２２．２４は、ドライバー（図示省略）に
より給電されて入射光を遮光し、給電遮断で入射光を透
光するようになっている。

このため、液晶２２．２４を交互に動作させると、各液
晶２２．２４からは第２図（ａ）、（ｂ）に示すような
タイミングで投光されることになる。

この結果、被測定物２７の反射光を受光するように設け
た受光部からは、第２図の（Ｃ）に示すような光電変換
電流■８、工、が出力される。

なお、■、は光路２５の光の被測定物反射光によるもの
、■、は光路２６の光の被測定物反射光によるものであ
る。

すなわち、光路２６を投光する光は光路長が長いため、
光路２５を投光する光よりも受光レベルが低くなり、光
電変換電流がｒ、）Ｉ、となる。

なお、第２図（ｄ）は液晶２２を設けずに液晶２４のみ
を備えた場合に受光部より出力される光電変換電流を示
す。

この例では、光路２５の光が継続して被測定物２７に投
光される。したがって、液晶２４が遮光したときには、
受光部が光路２５の光のみの被測定物反射光を受光し、
また、液晶２４が透光したときには、光路２５．２６の
光による被測定物反射光を受光するため、第２図（ｄ）
に示すような関係になる。

第３図は被測定物２７の輝度を測定するための受光部を
示す一実施例である。

図示する如く、受光部は集光レンズ２８、受光素子２９
及びタイミング回路３ｏを備えて構成されており、被測
定物２７からの反射光を集光レンズ２８で集光し、集光
した光を受光素子２９で受光するようになっている。

そして受光素子２９からは受光量に応じた光電変換電流
１．、Ｉ、が出力されるが、液晶２２．２４の動作タイ
ミングに合わせて信号を振り分けるタイミング回路３０
を介してこれら光電変換電流１、、Ｉ、が出力される。

第４図は信号処理手段の一例を示した回路図であり、３
３．３４は対数変換回路、３５は差動増幅器である。

対数変換回路３３は受光素子２９の光電変換電流ｒ、を
適当な手段によって電圧Ｖ、に変換すると共に、この電
圧Ｖ、を対数変換する。

同様に対数変換回路３４は受光素子２９の光電変換電流
１．を電圧Ｖ、に変換すると共に、この電圧Ｖ、を対数
変換する。

差動増幅器３５は対数変換回路３３．３４より対数変換
電圧（ＱｏｇＶＬ、ＱｏｇＶ、）を入力して、これらの
差電圧（１２ｏｇＶ、−ｆｆｏｇＶ。

＝　Ｑ　ｏ　ｇ　Ｒ）を測定距離情報として出力する。

上記した信号処理手段は、光路２５．２６の被測定物照
度をＥ、、Ｅ、とすると、 Ｅ、／Ｅ−ｃｃＶ、／Ｖ。

の関係があることから、 Ｖ、／Ｖ、＝Ｒ とし、この両辺の対数をとり、 ＱｏｇＶ、−ＱｏｇＶ−＝ＱｏｇＲ を算出する構成となっている。

前記実施例によれば、光路長の相異なる光路２５．２６
の光を交互に遮光するようにし、これら光路２５．２６
の光による被測定物２７の輝度の差を各光路の光の受光
レヘルの差として算出し、被測定物２７までの距離を求
めることができる。

また、第５図に示すように、光路２５上にハーフミラ−
２１とミラー２３Ａ、液晶２２を配置し。

光路２６にミラー２３Ｂ、２３Ｃを配置し、ハーフミラ
−２１で反射された光をミラー２３Ｂ、２３Ｃ，ｅ、晶
２４を介して投光する構成を採用しても、光路２５．２
６との間に光路差が生ずるため、前記実施例と同様に液
晶２２．２４を交互に駆動させれば、受光レベルの差か
ら距離情報を求めることができる。

次に、第６図に示すように、光路２５上に凸レンズ３６
を配置し、光源２０と凸レンズ３６との距離Ｑ′が凸レ
ンズ３６の焦点距離ｆよりも小さくなる位置関係に光源
２０と凸レンズ３６を配置し、ハーフミラ−２１と平行
に全反射ミラー２３を配置し、光源２０からの光をハー
フミラ−２１、凸レンズ３６、液晶２２を介して投光す
ると共に、ハーフミラ−２＋、全反射ミラー２３、液晶
２４を介して投光するようにしても、前記実施例と同様
に、光路差に応じて受光レベルに変化が生ずるため、距
離情報を求めることができる。

この場合、光源２０の虚像２ＯＡがみかけの光源となる
ため、この虚像２０Ａがらの距離情報を求めることがで
きる。

なお、信号処理手段としては、光電変換処理をＡ／Ｄ変
換してデジタル処理する構成や除算回路によって信号処
理する構成を採用することも可能である。

また、本発明を実施するに際しては、液晶２２．２４の
動作モードが重ならないようにすればよいから、第２図
（ａ）、（ｂ）に示したように、これら液晶２２．２４
については、透光と遮光、遮光と透光の時点を必ずしも
一致させる必要がない。

［発明の効果Ｊ 以上説明したように１本発明に係る測定装置では、単一
の光源からの光を複数の光路に分け、分割光を相異なる
光路長に変えて被測定物に投光すると共に、各光路のう
ち少なくとも一方の光路の光を間欠的に遮光し、さらに
、被測定物からの反射光を光電変換し、光電変換信号を
時分割処理して測定情報を出力するようにしたため、光
源の劣化などの原因によって投光の強さが変化した場合
でも、測定結果に影響しない測定誤差の極く少ない測定
装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る投光手段、分割手段及び遮光手段
を示す概略図、第２因は本発明に係る測定装置の作用を
説明するための波形図、第３図は本発明に係る受光部の
一実施例を示す概略図、第４図は本発明に係る信号処理
手段の一例を示すブロック図、第５図は本発明の他の実
施例を示す概略図、第６図は本発明のさらに他の実施例
を示す概略図、第７図は従来例の概略図、第８図は被測
定物上の照度特性を示す特性図である。 ２０・・・光源 ２１・・・ハーフミラ− ２２，２４・・・液晶 ２３・・・全反射ミラー 第１１！１ 第２ＦＩ！Ｊ １１　＋Ｉｚ ５．２６・・・光路 ７・・被測定物 ８・・・集光レンズ ９・・・受光素子 Ｏ・・タイミング回路 ３．３４・対数変換回路 ５・・差動増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光源からの光を複数の光路に分けて伝達する分割手段
   と、分割手段により分割された各分割光を相異なる光路
   長に変えて被測定物に投光する投光手段と、各光路のう
   ち少なくとも一方の光路の光を間欠的に遮光する遮光手
   段と、被測定物からの反射光を光電変換し、光電変換信
   号を時分割処理して測定情報を出力する信号処理手段と
   より構成したことを特徴とする光学的測定装置。