JPH1082633A - 測距センサ - Google Patents
測距センサInfo
- Publication number
- JPH1082633A JPH1082633A JP23793496A JP23793496A JPH1082633A JP H1082633 A JPH1082633 A JP H1082633A JP 23793496 A JP23793496 A JP 23793496A JP 23793496 A JP23793496 A JP 23793496A JP H1082633 A JPH1082633 A JP H1082633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- distance
- output
- psd
- light receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 101001080808 Homo sapiens PH and SEC7 domain-containing protein 2 Proteins 0.000 description 14
- 102100027455 PH and SEC7 domain-containing protein 2 Human genes 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外乱光があった場合においても対象物までの
距離を正確に測定できる測距センサを提供する。 【解決手段】 ＬＥＤ１は、対象物に対して断続的にビ
ームを発光する。ＰＳＤ２は、受光強度に応じた電流を
生成し、その電流を受光位置によって決まる比に分配し
て電流Ｉ1 、Ｉ2 として出力する。スイッチ４、５は、
ＬＥＤ１の発光時にはＰＳＤ２の出力を信号処理部６へ
渡し、消光時には光量算出部７へ渡す。信号処理部６
は、Ｉ1 とＩ2 との比を計算する。光量算出部７は、Ｌ
ＥＤ１の消光時のＩ1 とＩ2 との和から外乱光強度を算
出する。距離算出部８は、外乱光強度をパラメータとし
てＬＥＤ１の発光時のＰＳＤ出力データ（Ｉ1 とＩ2 と
の比）と対象物までの距離との関係を格納したテーブル
９を有する。信号処理部６及び光量算出部７の出力を用
いてテーブル９を検索して対象物までの距離を得る。
距離を正確に測定できる測距センサを提供する。 【解決手段】 ＬＥＤ１は、対象物に対して断続的にビ
ームを発光する。ＰＳＤ２は、受光強度に応じた電流を
生成し、その電流を受光位置によって決まる比に分配し
て電流Ｉ1 、Ｉ2 として出力する。スイッチ４、５は、
ＬＥＤ１の発光時にはＰＳＤ２の出力を信号処理部６へ
渡し、消光時には光量算出部７へ渡す。信号処理部６
は、Ｉ1 とＩ2 との比を計算する。光量算出部７は、Ｌ
ＥＤ１の消光時のＩ1 とＩ2 との和から外乱光強度を算
出する。距離算出部８は、外乱光強度をパラメータとし
てＬＥＤ１の発光時のＰＳＤ出力データ（Ｉ1 とＩ2 と
の比）と対象物までの距離との関係を格納したテーブル
９を有する。信号処理部６及び光量算出部７の出力を用
いてテーブル９を検索して対象物までの距離を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光を用いて対象物
までの距離を測定する測距センサに係わる。
までの距離を測定する測距センサに係わる。
【０００２】
【従来の技術】光を用いて基準点から対象物までの距離
を測定するセンサ（測距センサ）は、様々な分野で広く
利用されている。測距センサの１つとして、ＰＳＤ（Po
sitionSensitive Device）を利用した構成が知られてい
る。以下、ＰＳＤを利用した測距センサについて説明す
る。
を測定するセンサ（測距センサ）は、様々な分野で広く
利用されている。測距センサの１つとして、ＰＳＤ（Po
sitionSensitive Device）を利用した構成が知られてい
る。以下、ＰＳＤを利用した測距センサについて説明す
る。
【０００３】図７は、ＰＳＤを用いた距離測定の原理を
説明する図である。ＰＳＤを用いて対象物までの距離を
検出するときは、図７(a) に示すように、ＬＥＤ１から
出力するビームを対象物に照射し、その対象物からの反
射光をＰＳＤ２で受信する。対象物までの距離が異なれ
ば、反射光のレンズ３への入射角が異なるので、ＰＳＤ
２の受光面上において集光される位置が異なってくる。
同図においては、対象物がＡ点にあった場合とＢ点にあ
った場合とでＰＳＤ２における反射光の受光位置が異な
っていることを示している。
説明する図である。ＰＳＤを用いて対象物までの距離を
検出するときは、図７(a) に示すように、ＬＥＤ１から
出力するビームを対象物に照射し、その対象物からの反
射光をＰＳＤ２で受信する。対象物までの距離が異なれ
ば、反射光のレンズ３への入射角が異なるので、ＰＳＤ
２の受光面上において集光される位置が異なってくる。
同図においては、対象物がＡ点にあった場合とＢ点にあ
った場合とでＰＳＤ２における反射光の受光位置が異な
っていることを示している。
【０００４】ＰＳＤ２の出力は、受光した光の強度とＰ
ＳＤ２の受光面上における受光位置に依存する。すなわ
ち、ＰＳＤ２は、受光した光の強度に応じた大きさの電
流を生成する。また、ＰＳＤ２は、図７(b) に示すよう
に、２つの出力端子を有し、受光した光の強度に応じて
生成した電流を受光面上における受光位置によって決ま
る比率でその電流を分配して電流Ｉ1 、電流Ｉ2 として
出力する。
ＳＤ２の受光面上における受光位置に依存する。すなわ
ち、ＰＳＤ２は、受光した光の強度に応じた大きさの電
流を生成する。また、ＰＳＤ２は、図７(b) に示すよう
に、２つの出力端子を有し、受光した光の強度に応じて
生成した電流を受光面上における受光位置によって決ま
る比率でその電流を分配して電流Ｉ1 、電流Ｉ2 として
出力する。
【０００５】このように、ＰＳＤを用いた測距センサで
は、対象物までの距離に応じて反射光の受光位置が決ま
り、その受光位置によって決まる比率で電流Ｉ1 、電流
Ｉ2が出力されるので、電流Ｉ1 、電流Ｉ2 の比率を検
出することにより対象物までの距離を求めることができ
る。
は、対象物までの距離に応じて反射光の受光位置が決ま
り、その受光位置によって決まる比率で電流Ｉ1 、電流
Ｉ2が出力されるので、電流Ｉ1 、電流Ｉ2 の比率を検
出することにより対象物までの距離を求めることができ
る。
【０００６】図８は、対象物までの距離とＰＳＤの出力
との関係を示す図である。ここで、ＰＳＤ出力は、電流
Ｉ1 、電流Ｉ2 の比率である。ＰＳＤの出力は、図中実
線で示すように、対象物までの距離が大きくなるにつれ
て双曲線状に小さくなっていく。ＰＳＤを用いた距離測
定は、通常、このように出力が双曲線状に減少していく
範囲で行われる。
との関係を示す図である。ここで、ＰＳＤ出力は、電流
Ｉ1 、電流Ｉ2 の比率である。ＰＳＤの出力は、図中実
線で示すように、対象物までの距離が大きくなるにつれ
て双曲線状に小さくなっていく。ＰＳＤを用いた距離測
定は、通常、このように出力が双曲線状に減少していく
範囲で行われる。
【０００７】ＰＳＤを用いた距離測定は、原理的には上
述した通りであるが、実際には、ＰＳＤ２は、ＬＥＤ１
から出力されたビームの反射光だけでなく、外乱光もい
っしょに受光してしまう。このため、対象物までの距離
を測定するためには、外乱光の影響を取り除かなければ
ならない。
述した通りであるが、実際には、ＰＳＤ２は、ＬＥＤ１
から出力されたビームの反射光だけでなく、外乱光もい
っしょに受光してしまう。このため、対象物までの距離
を測定するためには、外乱光の影響を取り除かなければ
ならない。
【０００８】外乱光の影響を取り除くためには、ＰＳＤ
２が常に外乱光を受光していることに着目し、ＬＥＤ１
の出力を非連続発光（パルス出力）とする。そして、Ｌ
ＥＤ１が発光しているときのＰＳＤ２の出力と、ＬＥＤ
１が発光していないときのＰＳＤ２の出力との差を求め
ることによって外乱光をキャンセルする。
２が常に外乱光を受光していることに着目し、ＬＥＤ１
の出力を非連続発光（パルス出力）とする。そして、Ｌ
ＥＤ１が発光しているときのＰＳＤ２の出力と、ＬＥＤ
１が発光していないときのＰＳＤ２の出力との差を求め
ることによって外乱光をキャンセルする。
【０００９】たとえば、ＬＥＤ１が発光しているときの
ＰＳＤ２の出力が、Ｉ1 ＝１５０、Ｉ2 ＝２００であ
り、ＬＥＤ１が発光していないときのＰＳＤ２の出力
が、Ｉ1＝５０、Ｉ2 ＝５０であったとすると、ＬＥＤ
１から出力されたビームの反射光によるＰＳＤ２の出力
は、Ｉ1 ＝１００（＝１５０−５０）、Ｉ2 ＝１５０
（２００−５０）であると推測される。この場合、対象
物までの距離は、ＰＳＤ出力＝Ｉ2 ／Ｉ1 ＝１．５に基
づいて図８に示すグラフから得られる。
ＰＳＤ２の出力が、Ｉ1 ＝１５０、Ｉ2 ＝２００であ
り、ＬＥＤ１が発光していないときのＰＳＤ２の出力
が、Ｉ1＝５０、Ｉ2 ＝５０であったとすると、ＬＥＤ
１から出力されたビームの反射光によるＰＳＤ２の出力
は、Ｉ1 ＝１００（＝１５０−５０）、Ｉ2 ＝１５０
（２００−５０）であると推測される。この場合、対象
物までの距離は、ＰＳＤ出力＝Ｉ2 ／Ｉ1 ＝１．５に基
づいて図８に示すグラフから得られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＰＳＤ
を用いた測距センサは、外乱光の影響を取り除きながら
対象物までの距離を測定するが、上記手法は、外乱光の
強度が大きくなると、誤差も大きくなってしまう。すな
わち、上記手法は、外乱光が小さいときに有効な近似で
あり、外乱光が大きくなるにつれて誤差も大きくなって
しまう。
を用いた測距センサは、外乱光の影響を取り除きながら
対象物までの距離を測定するが、上記手法は、外乱光の
強度が大きくなると、誤差も大きくなってしまう。すな
わち、上記手法は、外乱光が小さいときに有効な近似で
あり、外乱光が大きくなるにつれて誤差も大きくなって
しまう。
【００１１】例えば、対象物までの実際の距離がｘ0 で
あるときの測定において、外乱光が無かったときのＰＳ
Ｄ出力がｙ0 であるとする。ところが、外乱光が大きく
なると、上記手法を用いて外乱光をキャンセルしても誤
差が残り、対象物までの実際の距離がｘ0 であったとき
のＰＳＤの出力はｙ1 となる。換言すれば、ＰＳＤ出力
がｙ0 であったときに、その値から対象物までの距離を
求めようとすると、図８において実線で示すＰＳＤ出力
−距離曲線から距離＝ｘ0 と推定するが、外乱光が大き
いときのＰＳＤ出力と距離との関係は破線で示すような
状態であり、そのときの対象物までの実際の距離はｘ’
である。この結果、外乱光による誤差としてｘ0 −ｘ’
が生じてしまう。
あるときの測定において、外乱光が無かったときのＰＳ
Ｄ出力がｙ0 であるとする。ところが、外乱光が大きく
なると、上記手法を用いて外乱光をキャンセルしても誤
差が残り、対象物までの実際の距離がｘ0 であったとき
のＰＳＤの出力はｙ1 となる。換言すれば、ＰＳＤ出力
がｙ0 であったときに、その値から対象物までの距離を
求めようとすると、図８において実線で示すＰＳＤ出力
−距離曲線から距離＝ｘ0 と推定するが、外乱光が大き
いときのＰＳＤ出力と距離との関係は破線で示すような
状態であり、そのときの対象物までの実際の距離はｘ’
である。この結果、外乱光による誤差としてｘ0 −ｘ’
が生じてしまう。
【００１２】このように、ＰＳＤを用いた従来の測距セ
ンサにおいては、外乱光が大きくなると、その影響をキ
ャンセルしきれずに測定誤差が生じてしまう。本発明の
課題は、外乱光があった場合においても対象物までの距
離を正確に測定できる測距センサを提供することであ
る。
ンサにおいては、外乱光が大きくなると、その影響をキ
ャンセルしきれずに測定誤差が生じてしまう。本発明の
課題は、外乱光があった場合においても対象物までの距
離を正確に測定できる測距センサを提供することであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の測距センサは、
距離測定用の光を断続的に出力する発光手段と、上記発
光手段から出力されて対象物において反射された光を受
光し光を受光した位置およびその光量に従って受光情報
を出力する受光手段と、上記受光手段が出力する受光情
報に基づいて位置情報データを生成する信号処理手段
と、上記受光手段が出力する受光情報に基づいて光量デ
ータを生成する光量算出手段と、上記発光手段が光を出
力しているときには上記受光手段の出力を上記信号処理
手段へ転送し上記発光手段が光を出力していないときに
は上記受光手段の出力を上記光量算出手段へ転送するス
イッチ手段と、上記位置情報データと上記光量データと
の組合せによって決まる距離データを格納し上記信号処
理手段および上記光量算出手段の出力に基づいてその格
納されている距離データを抽出することによって対象物
までの距離を求める演算手段とを有する。
距離測定用の光を断続的に出力する発光手段と、上記発
光手段から出力されて対象物において反射された光を受
光し光を受光した位置およびその光量に従って受光情報
を出力する受光手段と、上記受光手段が出力する受光情
報に基づいて位置情報データを生成する信号処理手段
と、上記受光手段が出力する受光情報に基づいて光量デ
ータを生成する光量算出手段と、上記発光手段が光を出
力しているときには上記受光手段の出力を上記信号処理
手段へ転送し上記発光手段が光を出力していないときに
は上記受光手段の出力を上記光量算出手段へ転送するス
イッチ手段と、上記位置情報データと上記光量データと
の組合せによって決まる距離データを格納し上記信号処
理手段および上記光量算出手段の出力に基づいてその格
納されている距離データを抽出することによって対象物
までの距離を求める演算手段とを有する。
【００１４】上記構成において、信号処理手段の出力で
ある位置情報データは、発光手段が発光しているときに
受光手段の出力であるので、対象物までの距離に係わる
情報である。また、光量算出手段の出力である光量デー
タは、発光手段が発光していないときに受光手段の出力
であるので、外乱光の強度を表す。
ある位置情報データは、発光手段が発光しているときに
受光手段の出力であるので、対象物までの距離に係わる
情報である。また、光量算出手段の出力である光量デー
タは、発光手段が発光していないときに受光手段の出力
であるので、外乱光の強度を表す。
【００１５】対象物までの距離とその距離に対応する位
置情報データとを外乱光強度をパラメータとして予め求
めておく。距離測定時には、外乱光強度および位置情報
データを検出することによって対象物までの距離を算出
する。
置情報データとを外乱光強度をパラメータとして予め求
めておく。距離測定時には、外乱光強度および位置情報
データを検出することによって対象物までの距離を算出
する。
【００１６】本発明の他の形態の測距センサは、発光素
子から出力されて対象物において反射された反射光を受
光した位置に従って位置情報データを出力する受光手段
と、その受光手段の近傍の光量を検出する光量検出手段
と、上記位置情報データと上記受光手段の近傍の光量と
の組合せによって決まる距離データを格納し上記受光手
段および上記光量検出手段の出力に基づいてその格納さ
れている距離データを抽出することによって対象物まで
の距離を求める演算手段とを有する。
子から出力されて対象物において反射された反射光を受
光した位置に従って位置情報データを出力する受光手段
と、その受光手段の近傍の光量を検出する光量検出手段
と、上記位置情報データと上記受光手段の近傍の光量と
の組合せによって決まる距離データを格納し上記受光手
段および上記光量検出手段の出力に基づいてその格納さ
れている距離データを抽出することによって対象物まで
の距離を求める演算手段とを有する。
【００１７】上記構成では、受光手段の近傍に設けた光
量検出手段が受光手段に照射される外乱光の強度を検出
する。他の作用は上述したものと同じである。
量検出手段が受光手段に照射される外乱光の強度を検出
する。他の作用は上述したものと同じである。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図面を
参照しながら説明する。以下の実施例では、ＰＳＤを用
いた測距センサを採り上げて説明する。ＰＳＤを用いた
測距センサの距離測定方法は、従来の技術として説明し
た通りである。
参照しながら説明する。以下の実施例では、ＰＳＤを用
いた測距センサを採り上げて説明する。ＰＳＤを用いた
測距センサの距離測定方法は、従来の技術として説明し
た通りである。
【００１９】本実施形態の測距センサでは、対象物まで
の距離とＰＳＤの出力データ（電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との
比率）との関係が外乱光の強度によってどのように変化
するのかを予め求めておく。対象物までの距離を測定す
る際には、外乱光の強度を測定する。そして、予め求め
ておいた対応関係を利用し、その外乱光の強度に応じて
ＰＳＤ出力データに対応する距離データを取り出す。
の距離とＰＳＤの出力データ（電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との
比率）との関係が外乱光の強度によってどのように変化
するのかを予め求めておく。対象物までの距離を測定す
る際には、外乱光の強度を測定する。そして、予め求め
ておいた対応関係を利用し、その外乱光の強度に応じて
ＰＳＤ出力データに対応する距離データを取り出す。
【００２０】図１は、本発明の一実施形態の測距センサ
の構成図である。同図に示す構成では、ＬＥＤ１が発光
していないときにはＰＳＤ２は外乱光のみを受光するも
のとみなし、ＬＥＤ１が発光していないときのＰＳＤ２
の出力から外乱光の強度を求める。以下、各部の動作を
説明する。
の構成図である。同図に示す構成では、ＬＥＤ１が発光
していないときにはＰＳＤ２は外乱光のみを受光するも
のとみなし、ＬＥＤ１が発光していないときのＰＳＤ２
の出力から外乱光の強度を求める。以下、各部の動作を
説明する。
【００２１】ＬＥＤ１は、断続的にビームを発光する。
このビームは、たとえば、赤外線パルスである。ＰＳＤ
２は、直線上に伸びた受光面を有する受光素子であり、
その受光面上における受光位置およびその光量に従って
受光情報を出力する。すなわち、ＰＳＤ２は、受信光の
強度に応じた電流を生成し、その生成した電流を受光面
上における受光位置によって決まる比率で分配して電流
Ｉ1 、電流Ｉ2 として出力する。なお、図１において
は、ＬＥＤ１の出力ビームを適当なスポット径に絞るた
めのレンズ、対象物からの反射光をＰＳＤ２上に集める
ためのレンズ等を省略している。
このビームは、たとえば、赤外線パルスである。ＰＳＤ
２は、直線上に伸びた受光面を有する受光素子であり、
その受光面上における受光位置およびその光量に従って
受光情報を出力する。すなわち、ＰＳＤ２は、受信光の
強度に応じた電流を生成し、その生成した電流を受光面
上における受光位置によって決まる比率で分配して電流
Ｉ1 、電流Ｉ2 として出力する。なお、図１において
は、ＬＥＤ１の出力ビームを適当なスポット径に絞るた
めのレンズ、対象物からの反射光をＰＳＤ２上に集める
ためのレンズ等を省略している。
【００２２】スイッチ４、５は、ＬＥＤ１の発光・消光
タイミングに同期してＰＳＤ２の出力データの転送先を
切り換える。すなわち、スイッチ４、５は、図２に示す
ように、ＬＥＤ１が発光しているときにはＡ端子に接続
され、ＰＳＤ２の出力を信号処理部６へ転送し、ＬＥＤ
１が消光しているときにはＢ端子に接続され、ＰＳＤ２
の出力を光量算出部７へ転送する。
タイミングに同期してＰＳＤ２の出力データの転送先を
切り換える。すなわち、スイッチ４、５は、図２に示す
ように、ＬＥＤ１が発光しているときにはＡ端子に接続
され、ＰＳＤ２の出力を信号処理部６へ転送し、ＬＥＤ
１が消光しているときにはＢ端子に接続され、ＰＳＤ２
の出力を光量算出部７へ転送する。
【００２３】信号処理部６は、電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との
比率を計算する。これらの電流Ｉ1および電流Ｉ2 は、
ＬＥＤ１が発光しているときのＰＳＤ２の出力である
が、ＬＥＤ１が発光している期間は、ＰＳＤ２は、ＬＥ
Ｄ１から発光されて対象物において反射された光（反射
光）および外乱光を受光する。このため、信号処理部６
は、反射光および外乱光を受光することによって生成さ
れる電流Ｉ1 と電流Ｉ2との比率を計算することにな
る。信号処理部６の出力は、位置情報ｙとして距離算出
部８へ渡される。
比率を計算する。これらの電流Ｉ1および電流Ｉ2 は、
ＬＥＤ１が発光しているときのＰＳＤ２の出力である
が、ＬＥＤ１が発光している期間は、ＰＳＤ２は、ＬＥ
Ｄ１から発光されて対象物において反射された光（反射
光）および外乱光を受光する。このため、信号処理部６
は、反射光および外乱光を受光することによって生成さ
れる電流Ｉ1 と電流Ｉ2との比率を計算することにな
る。信号処理部６の出力は、位置情報ｙとして距離算出
部８へ渡される。
【００２４】なお、ＰＳＤを用いた測距センサは、図７
を参照しながら説明したように、電流Ｉ1 と電流Ｉ2 と
の比率を計算することによって対象物までの距離を知る
ことができるが、これは、外乱光が無かった場合であ
る。したがって、本実施形態の測距センサでは、信号処
理部６において反射光および外乱光を含んだ状態で電流
Ｉ1 と電流Ｉ2 との比率を計算しておき、距離算出部８
においてその比率および外乱光の強度を考慮して対象物
までの距離を算出する。
を参照しながら説明したように、電流Ｉ1 と電流Ｉ2 と
の比率を計算することによって対象物までの距離を知る
ことができるが、これは、外乱光が無かった場合であ
る。したがって、本実施形態の測距センサでは、信号処
理部６において反射光および外乱光を含んだ状態で電流
Ｉ1 と電流Ｉ2 との比率を計算しておき、距離算出部８
においてその比率および外乱光の強度を考慮して対象物
までの距離を算出する。
【００２５】光量算出部７は、電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との
和を計算する。これらの電流Ｉ1 及び電流Ｉ2 は、ＬＥ
Ｄ１が発光していないときのＰＳＤ２の出力であるが、
ＬＥＤ１が発光していない期間は、ＰＳＤ２は外乱光の
みを受光する。このため、光量算出部７は、外乱光を受
光することによって生成される電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との
和を計算することになる。ここで、ＰＳＤ２は、受信光
の強度に応じた電流を生成し、その生成した電流を受光
位置によって決まる比率で分配して電流Ｉ1 、電流Ｉ2
として出力するので、電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との和は、Ｐ
ＳＤ２の受信光の強度を表す値となる。したがって、光
量算出部７は、外乱光の強度を算出することになる。光
量算出部７の出力は、外乱光強度情報Ｌとして距離算出
部８へ渡される。
和を計算する。これらの電流Ｉ1 及び電流Ｉ2 は、ＬＥ
Ｄ１が発光していないときのＰＳＤ２の出力であるが、
ＬＥＤ１が発光していない期間は、ＰＳＤ２は外乱光の
みを受光する。このため、光量算出部７は、外乱光を受
光することによって生成される電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との
和を計算することになる。ここで、ＰＳＤ２は、受信光
の強度に応じた電流を生成し、その生成した電流を受光
位置によって決まる比率で分配して電流Ｉ1 、電流Ｉ2
として出力するので、電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との和は、Ｐ
ＳＤ２の受信光の強度を表す値となる。したがって、光
量算出部７は、外乱光の強度を算出することになる。光
量算出部７の出力は、外乱光強度情報Ｌとして距離算出
部８へ渡される。
【００２６】距離算出部８は、ＬＥＤ１が発光している
ときのＰＳＤ２の出力（ＬＥＤ１が発光しているときの
電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との比率）と対象物までの距離との
関係を格納したテーブル９を有する。ＬＥＤ１が発光し
ているときのＰＳＤ２の出力と対象物までの距離との関
係を図３に示す。
ときのＰＳＤ２の出力（ＬＥＤ１が発光しているときの
電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との比率）と対象物までの距離との
関係を格納したテーブル９を有する。ＬＥＤ１が発光し
ているときのＰＳＤ２の出力と対象物までの距離との関
係を図３に示す。
【００２７】図３において、縦軸は、信号処理部６によ
って算出される位置情報ｙであり、ＬＥＤ１が発光して
いるときの電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との比率である。同図に
おいて、外乱光が無い場合の位置情報ｙと対象物までの
距離との関係を実線で描いている。位置情報ｙと対象物
までの距離との関係は、外乱光が大きくなるにつれて実
線で示す曲線からのずれが大きくなる。同図において、
外乱光の強度をパラメータとした位置情報ｙと対象物ま
での距離との関係を波線、一点鎖線、および二点鎖線で
示している。
って算出される位置情報ｙであり、ＬＥＤ１が発光して
いるときの電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との比率である。同図に
おいて、外乱光が無い場合の位置情報ｙと対象物までの
距離との関係を実線で描いている。位置情報ｙと対象物
までの距離との関係は、外乱光が大きくなるにつれて実
線で示す曲線からのずれが大きくなる。同図において、
外乱光の強度をパラメータとした位置情報ｙと対象物ま
での距離との関係を波線、一点鎖線、および二点鎖線で
示している。
【００２８】図３に示すようなグラフは、外乱光の強度
および対象物までの距離を変化させながらＰＳＤ２の出
力を逐一検出することによって得られる。なお、実際に
測定を行うことなく、シミュレーションによって位置情
報ｙと対象物までの距離との関係を得るようにしてもよ
い。
および対象物までの距離を変化させながらＰＳＤ２の出
力を逐一検出することによって得られる。なお、実際に
測定を行うことなく、シミュレーションによって位置情
報ｙと対象物までの距離との関係を得るようにしてもよ
い。
【００２９】図１に戻る。テーブル９は、図３に示すグ
ラフのデータを格納する。即ち、テーブル９には、各外
乱光強度Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 ，．．．に対して、そ
れぞれ位置情報ｙ1 ，ｙ2 ，ｙ3 ，ｙ4 ，．．．に対応
する距離データを格納しておく。テーブル９を作成する
際は、外乱光強度＝Ｌｉ、位置情報＝ｙｉという条件に
おいて対象物までの距離を測定し、その距離データをテ
ーブル９内の対応する領域に書き込む。たとえば、外乱
光強度＝Ｌ2 、位置情報＝ｙ2 という条件において対象
物までの距離を測定した場合には、その距離データを図
中の斜線部に対応する領域に書き込む。なお、ここで検
出する位置情報ｙは、ＰＳＤ２が反射光および外乱光を
受光しているときの出力データである。
ラフのデータを格納する。即ち、テーブル９には、各外
乱光強度Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 ，．．．に対して、そ
れぞれ位置情報ｙ1 ，ｙ2 ，ｙ3 ，ｙ4 ，．．．に対応
する距離データを格納しておく。テーブル９を作成する
際は、外乱光強度＝Ｌｉ、位置情報＝ｙｉという条件に
おいて対象物までの距離を測定し、その距離データをテ
ーブル９内の対応する領域に書き込む。たとえば、外乱
光強度＝Ｌ2 、位置情報＝ｙ2 という条件において対象
物までの距離を測定した場合には、その距離データを図
中の斜線部に対応する領域に書き込む。なお、ここで検
出する位置情報ｙは、ＰＳＤ２が反射光および外乱光を
受光しているときの出力データである。
【００３０】距離算出部８は、信号処理部６から位置情
報ｙを受け取り、光量算出部７から外乱光強度情報Ｌを
受け取ると、それらの情報を用いてテーブル９を検索し
て距離データを取り出す。この距離データが対象物まで
の距離である。
報ｙを受け取り、光量算出部７から外乱光強度情報Ｌを
受け取ると、それらの情報を用いてテーブル９を検索し
て距離データを取り出す。この距離データが対象物まで
の距離である。
【００３１】このように、上記構成の測距センサにおい
ては、ＰＳＤが受光する外乱光の強度を測定し、予め用
意しておいたテーブルからその外乱光強度に対応する較
正曲線を取り出してその較正曲線から対象物までの距離
を求めるので、外乱光が変化しても常に対象物までの距
離を正確に測定できる。
ては、ＰＳＤが受光する外乱光の強度を測定し、予め用
意しておいたテーブルからその外乱光強度に対応する較
正曲線を取り出してその較正曲線から対象物までの距離
を求めるので、外乱光が変化しても常に対象物までの距
離を正確に測定できる。
【００３２】図４は、本発明の他の実施形態の測距セン
サの構成図である。同図に示す構成では、ＰＳＤ２の近
傍に受光素子１１を設け、その受光素子１１を用いてＰ
ＳＤ２が受光する外乱光の強度を求める。受光素子１１
は、たとえばフォトダイオードである。
サの構成図である。同図に示す構成では、ＰＳＤ２の近
傍に受光素子１１を設け、その受光素子１１を用いてＰ
ＳＤ２が受光する外乱光の強度を求める。受光素子１１
は、たとえばフォトダイオードである。
【００３３】図４に示す測距センサでは、ＰＳＤ２の出
力を信号処理部６へ渡し、受光素子１１の出力を光量算
出部７へ渡す。信号処理部６、光量算出部７、および距
離算出部８の構成は、基本的に図１に示したものと同じ
である。
力を信号処理部６へ渡し、受光素子１１の出力を光量算
出部７へ渡す。信号処理部６、光量算出部７、および距
離算出部８の構成は、基本的に図１に示したものと同じ
である。
【００３４】このように、図４に示す測距センサでは、
ＰＳＤ２の近傍に設けた受光素子１１を用いて外乱光の
強度を検出するので、図１に示す構成のように、スイッ
チ４および５を用いてＰＳＤ２の出力を切り換える必用
がなく、タイミング制御などが不要となる。
ＰＳＤ２の近傍に設けた受光素子１１を用いて外乱光の
強度を検出するので、図１に示す構成のように、スイッ
チ４および５を用いてＰＳＤ２の出力を切り換える必用
がなく、タイミング制御などが不要となる。
【００３５】図５は、図１または図４に示す測距センサ
の動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１
では、外乱光強度を検出する。このステップは、図１の
構成においては、ＬＥＤ１が発光していないときのＰＳ
Ｄ２の出力電流の和を求める処理であり、図４の構成に
おいては、受光素子１１の出力電流を検出する処理であ
る。
の動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１
では、外乱光強度を検出する。このステップは、図１の
構成においては、ＬＥＤ１が発光していないときのＰＳ
Ｄ２の出力電流の和を求める処理であり、図４の構成に
おいては、受光素子１１の出力電流を検出する処理であ
る。
【００３６】ステップＳ２では、テーブル９からステッ
プＳ１において検出した外乱光強度に対応するＰＳＤ出
力−距離曲線を選択する。このステップは、図１に示す
テーブルにおいて、上記検出された外乱光強度Ｌｉに対
応する行を選択する処理である。
プＳ１において検出した外乱光強度に対応するＰＳＤ出
力−距離曲線を選択する。このステップは、図１に示す
テーブルにおいて、上記検出された外乱光強度Ｌｉに対
応する行を選択する処理である。
【００３７】ステップＳ３では、ＰＳＤ出力を検出す
る。ここで、ＰＳＤ出力とは、ＬＥＤ１が発光している
ときの電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との比率である。ステップＳ
４では、ステップＳ２において選択したＰＳＤ出力−距
離曲線を用い、ステップＳ３において検出したＰＳＤ出
力を距離データに変換する。すなわち、このステップ
は、ステップＳ２において図１に示すテーブルから選択
した行から、上記検出されたＰＳＤ出力ｙｉに対応する
距離データを取り出す処理である。そして、ステップＳ
５において、テーブル９から取り出した距離データを対
象物までの距離を示すデータとして出力する。
る。ここで、ＰＳＤ出力とは、ＬＥＤ１が発光している
ときの電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との比率である。ステップＳ
４では、ステップＳ２において選択したＰＳＤ出力−距
離曲線を用い、ステップＳ３において検出したＰＳＤ出
力を距離データに変換する。すなわち、このステップ
は、ステップＳ２において図１に示すテーブルから選択
した行から、上記検出されたＰＳＤ出力ｙｉに対応する
距離データを取り出す処理である。そして、ステップＳ
５において、テーブル９から取り出した距離データを対
象物までの距離を示すデータとして出力する。
【００３８】なお、上記実施形態では、直線状の受光面
（一次元構成）を持ったＰＳＤを用いた構成を示した
が、本発明は、図６に示すような二次元構成のＰＳＤを
用いた測距センサにも適用できる。二次元構成のＰＳＤ
を用いた測距センサでは、複数のＬＥＤビームに立体角
を持たせ、それぞれの方向にある対象物までの距離を１
つのＰＳＤで測定可能である。二次元構成のＰＳＤは、
４本の出力端子を有し、対向する端子に流れる電流の比
率（電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との比率、および電流Ｉ 3 と電
流Ｉ4 との比率）から距離測定を行う。上記ＰＳＤの出
力および外乱光の強度から対象物までの距離を算出する
手順は、基本的に図１または図４の測距センサと同じで
ある。
（一次元構成）を持ったＰＳＤを用いた構成を示した
が、本発明は、図６に示すような二次元構成のＰＳＤを
用いた測距センサにも適用できる。二次元構成のＰＳＤ
を用いた測距センサでは、複数のＬＥＤビームに立体角
を持たせ、それぞれの方向にある対象物までの距離を１
つのＰＳＤで測定可能である。二次元構成のＰＳＤは、
４本の出力端子を有し、対向する端子に流れる電流の比
率（電流Ｉ1 と電流Ｉ2 との比率、および電流Ｉ 3 と電
流Ｉ4 との比率）から距離測定を行う。上記ＰＳＤの出
力および外乱光の強度から対象物までの距離を算出する
手順は、基本的に図１または図４の測距センサと同じで
ある。
【００３９】また、上記実施例では、ＰＳＤを用いた測
距センサを採り上げて説明したが、本発明は、受光位置
によって出力が変化する受光素子を用いた測距センサに
適用できる。
距センサを採り上げて説明したが、本発明は、受光位置
によって出力が変化する受光素子を用いた測距センサに
適用できる。
【００４０】
【発明の効果】本発明の測距センサは、対象物までの距
離と対象物からの反射光を受光するデバイスの出力との
関係をそのデバイスに照射される外乱光をパラメータと
して予め求めておき、上記デバイスに照射される外乱光
の強度を測定し、その外乱光強度および上記デバイスの
出力を用いて上記予め求めておいた関係から距離データ
を得るので、外乱光が変化しても常に対象物までの距離
を正確に測定できる。
離と対象物からの反射光を受光するデバイスの出力との
関係をそのデバイスに照射される外乱光をパラメータと
して予め求めておき、上記デバイスに照射される外乱光
の強度を測定し、その外乱光強度および上記デバイスの
出力を用いて上記予め求めておいた関係から距離データ
を得るので、外乱光が変化しても常に対象物までの距離
を正確に測定できる。
【図１】本発明の一実施形態の測距センサの構成図であ
る。
る。
【図２】図１に示す測距センサのＬＥＤの発光タイミン
グとスイッチの動作を説明する図である。
グとスイッチの動作を説明する図である。
【図３】外乱光の強度をパラメータとしてＰＳＤ出力と
対象物までの距離との関係を示す図である。
対象物までの距離との関係を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態の測距センサの構成図で
ある。
ある。
【図５】本実施形態の測距センサの動作を説明するフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】二次元構成のＰＳＤを用いた測距センサの構成
を模式的に示した図である。
を模式的に示した図である。
【図７】ＰＳＤを用いた距離測定の原理を説明する図で
ある。
ある。
【図８】対象物までの距離とＰＳＤの出力との関係を示
す図である。
す図である。
１ ＬＥＤ ２ ＰＳＤ（Position Sensitive Device ） ４、５ スイッチ ６ 信号処理部 ７ 光量算出部 ８ 距離算出部 ９ テーブル １１ 受光素子
Claims (4)
- 【請求項１】 距離測定用の光を断続的に出力する発光
手段と、 上記発光手段から出力されて対象物において反射された
光を受光し、光を受光した位置およびその光量に従って
受光情報を出力する受光手段と、 上記受光手段が出力する受光情報に基づいて位置情報デ
ータを生成する信号処理手段と、 上記受光手段が出力する受光情報に基づいて光量データ
を生成する光量算出手段と、 上記発光手段が光を出力しているときには上記受光手段
の出力を上記信号処理手段へ転送し、上記発光手段が光
を出力していないときには上記受光手段の出力を上記光
量算出手段へ転送するスイッチ手段と、 上記位置情報データと上記光量データとの組合せによっ
て決まる距離データを格納し、上記信号処理手段および
上記光量算出手段の出力に基づいてその格納されている
距離データを抽出することによって対象物までの距離を
求める演算手段と、 を有する測距センサ。 - 【請求項２】 距離測定用の光を断続的に出力する発光
手段と、 少なくとも２つの出力端子を有し、上記発光手段から出
力されて対象物において反射された光を受光し、光を受
光した位置に従ってそれら少なくとも２つの出力端子を
介して流れる電流の比率を変化させる受光手段と、 上記少なくとも２つの出力端子を介して流れる電流の比
率に基づいて位置情報データを生成する信号処理手段
と、 上記少なくとも２つの出力端子を介して流れる電流の和
に基づいて光量データを生成する光量算出手段と、 上記発光手段が光を出力しているときには上記受光手段
の出力を上記信号処理手段へ転送し、上記発光手段が光
を出力していないときには上記受光手段の出力を上記光
量算出手段へ転送するスイッチ手段と、 上記位置情報データと上記光量データとの組合せによっ
て決まる距離データを格納したテーブルを有し、上記信
号処理手段および上記光量算出手段の出力に基づいてそ
のテーブルを参照して対象物までの距離を求める演算手
段と、 を有する測距センサ。 - 【請求項３】 発光素子から出力されて対象物において
反射された反射光を受光した位置に従って位置情報デー
タを出力する受光手段と、 該受光手段の近傍の光量を検出する光量検出手段と、 上記位置情報データと上記受光手段の近傍の光量との組
合せによって決まる距離データを格納し、上記受光手段
および上記光量検出手段の出力に基づいてその格納され
ている距離データを抽出することによって対象物までの
距離を求める演算手段と、 を有する測距センサ。 - 【請求項４】 ＰＳＤ（ポジション・センシティブ・デ
バイス）を用いて対象物までの距離を測定する測距セン
サであって、 上記ＰＳＤが受光する外乱光の強度をパラメータとして
対象物までの距離と上記ＰＳＤの出力との関係を予め求
めておき、対象物までの距離を測定する際には上記ＰＳ
Ｄが受光する外乱光の強度を測定し、その測定した外乱
光強度とＰＳＤ出力を用いて上記予め求めておいた関係
を参照して対象物までの距離を得る測距センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23793496A JPH1082633A (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | 測距センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23793496A JPH1082633A (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | 測距センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1082633A true JPH1082633A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17022630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23793496A Withdrawn JPH1082633A (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | 測距センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1082633A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006125862A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Sharp Corp | 光学式測距センサ、自走式掃除機およびエアコン |
| JP2014016353A (ja) * | 2006-03-09 | 2014-01-30 | Thales | レーザ形状測定による識別方法 |
| CN106707290A (zh) * | 2017-03-08 | 2017-05-24 | 深圳市芯盛传感科技有限公司 | 一种光学测距模组 |
| JP2018036064A (ja) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 判定装置、判定システム及び判定方法 |
-
1996
- 1996-09-09 JP JP23793496A patent/JPH1082633A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006125862A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Sharp Corp | 光学式測距センサ、自走式掃除機およびエアコン |
| JP2014016353A (ja) * | 2006-03-09 | 2014-01-30 | Thales | レーザ形状測定による識別方法 |
| JP2018036064A (ja) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 判定装置、判定システム及び判定方法 |
| CN106707290A (zh) * | 2017-03-08 | 2017-05-24 | 深圳市芯盛传感科技有限公司 | 一种光学测距模组 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10451738B2 (en) | Laser processing device and laser processing system | |
| KR970707424A (ko) | 교정가능한 광학거리감지시스템 및 방법(Calibratable Optical Disatance Sensing System and Method) | |
| CN113406655B (zh) | 测距装置的测量值修正方法和测距装置 | |
| US20190369214A1 (en) | Laser positioning apparatus and laser positioning method | |
| EP0332781B1 (en) | Optical measuring device | |
| JPH1082633A (ja) | 測距センサ | |
| KR100335597B1 (ko) | 광학식거리측정장치및방법 | |
| KR20190116102A (ko) | 펄스 광 탐지 및 거리 측정 장치, 펄스 광 탐지 및 거리 측정 시스템에서 오브젝트의 탐지 및 거리 측정 시스템 및 방법 | |
| CN114924252B (zh) | 异常回波信号的识别方法、装置、设备及存储介质 | |
| JPH1123710A (ja) | 測距装置 | |
| CN216209899U (zh) | 一种低温漂相位测距仪 | |
| KR101192994B1 (ko) | 거리 측정을 위한 레이저 스캐너 제어 장치 및 그 제어 방법 | |
| JPH07248374A (ja) | 距離測定装置 | |
| JP2577283B2 (ja) | レーザ測距センサ | |
| JPH0412804B2 (ja) | ||
| JPS63193007A (ja) | 光学式位置計測装置 | |
| JPH0648190B2 (ja) | 光学式変位測定装置 | |
| JPS61178610A (ja) | 反射型距離センサ | |
| JPS62135702A (ja) | 変位測定装置 | |
| JPH06117852A (ja) | 光学式変位計 | |
| JPH0240505A (ja) | 距離測定装置 | |
| KR0140128B1 (ko) | 거리오차 보정이 가능한 광학식 거리측정장치 및 방법 | |
| CN207148320U (zh) | 激光定位装置 | |
| JP3394090B2 (ja) | 変位計 | |
| JP2970250B2 (ja) | 測距装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031202 |