JPH1137751A - 測距型光センサ - Google Patents
測距型光センサInfo
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- JPH1137751A JPH1137751A JP18997597A JP18997597A JPH1137751A JP H1137751 A JPH1137751 A JP H1137751A JP 18997597 A JP18997597 A JP 18997597A JP 18997597 A JP18997597 A JP 18997597A JP H1137751 A JPH1137751 A JP H1137751A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】比較的簡単な構成ながらも複数の距離を測定可
能な測距型光センサを提供する。 【解決手段】２個の物体３ａ，３ｂに対してそれぞれ異
なる光ビームを照射するように投光素子１１ａ，１１ｂ
と投光レンズ１２ａ，１２ｂとを２組設ける。投光素子
１１ａ，１１ｂはビーム切換回路１５により選択されて
択一的に発光する。受光素子２１は受光レンズ２２を通
して結像された受光スポットの位置に応じた２信号を出
力し、信号処理回路３０はビーム切換回路１５により選
択された光ビームごとに物体３ａ，３ｂまでの距離を判
定する。
能な測距型光センサを提供する。 【解決手段】２個の物体３ａ，３ｂに対してそれぞれ異
なる光ビームを照射するように投光素子１１ａ，１１ｂ
と投光レンズ１２ａ，１２ｂとを２組設ける。投光素子
１１ａ，１１ｂはビーム切換回路１５により選択されて
択一的に発光する。受光素子２１は受光レンズ２２を通
して結像された受光スポットの位置に応じた２信号を出
力し、信号処理回路３０はビーム切換回路１５により選
択された光ビームごとに物体３ａ，３ｂまでの距離を判
定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の距離範囲に
おける物体の存否を検出する測距型光センサに関するも
のである。
おける物体の存否を検出する測距型光センサに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、物体までの距離を三角測量法
の原理に基づいて光学的に測定し、物体が規定の距離範
囲に存在するか否かを検出する測距型光センサが提供さ
れている。この種の光センサは、図１４に示すように、
投光素子１１および投光レンズ１２を用いて形成した光
ビームを物体３に照射し、物体３の表面に形成されたパ
ターン（一般には点状パターンであり投光手段からの光
により形成されるから投光スポットという）を受光レン
ズ２２を通して受光素子２１の受光面に結像させ、受光
素子２１の受光面上での光スポット（受光面に形成され
た光スポットであるから受光スポットという）の位置を
検出することによって物体３までの距離を測定する。受
光素子２１は受光面上での受光スポットの位置に応じた
出力値が得られるものであって、一般には２個のフォト
ダイオード２１1 ，２１2 を一直線上に密接させて配列
したものやＰＳＤなどが用いられている。受光素子２１
の受光面と受光レンズ２２との距離Ｓ、投光レンズ１２
の中心（光ビーム）と受光レンズ２２の中心との距離Ｂ
Ｌは固定されており、距離ＢＬが三角測量法における基
線長になる。なお、投光素子１１と受光素子２１との距
離ＢＬＤも固定されている。
の原理に基づいて光学的に測定し、物体が規定の距離範
囲に存在するか否かを検出する測距型光センサが提供さ
れている。この種の光センサは、図１４に示すように、
投光素子１１および投光レンズ１２を用いて形成した光
ビームを物体３に照射し、物体３の表面に形成されたパ
ターン（一般には点状パターンであり投光手段からの光
により形成されるから投光スポットという）を受光レン
ズ２２を通して受光素子２１の受光面に結像させ、受光
素子２１の受光面上での光スポット（受光面に形成され
た光スポットであるから受光スポットという）の位置を
検出することによって物体３までの距離を測定する。受
光素子２１は受光面上での受光スポットの位置に応じた
出力値が得られるものであって、一般には２個のフォト
ダイオード２１1 ，２１2 を一直線上に密接させて配列
したものやＰＳＤなどが用いられている。受光素子２１
の受光面と受光レンズ２２との距離Ｓ、投光レンズ１２
の中心（光ビーム）と受光レンズ２２の中心との距離Ｂ
Ｌは固定されており、距離ＢＬが三角測量法における基
線長になる。なお、投光素子１１と受光素子２１との距
離ＢＬＤも固定されている。
【０００３】いま、物体３が投光レンズ１２の中心から
距離Ｌに位置しているときに、受光素子２１の受光面の
中心に受光スポットが形成されているものとして、物体
３が投光レンズ１２の中心から距離（Ｌ＋ΔＬ）の位置
に移動したときに、受光スポットが受光素子２１の受光
面上で−Δｘだけ移動したとする。このとき、次式が成
立する。 −Δｘ＝ΔＬ・Ｓ・ＢＬ／Ｌ（Ｌ＋ΔＬ） 受光素子２１として同特性の２個のフォトダイオード２
１1 ，２１2 を一直線上に配列したものを用い、かつ物
体３までの距離が変化したときに受光スポットが移動す
る方向に両フォトダイオード２１1 ，２１2 を配列し、
受光スポットが受光面の中心に形成されているときに両
フォトダイオード２１1 ，２１2 の出力電流が等しくな
るとすれば、受光スポットが−Δｘだけ移動すると移動
分に応じて両フォトダイオード２１1 ，２１2 の出力電
流に差が生じる。つまり、両出力電流の差を求めると基
準の距離Ｌから物体３が移動した距離ΔＬを求めること
ができる。
距離Ｌに位置しているときに、受光素子２１の受光面の
中心に受光スポットが形成されているものとして、物体
３が投光レンズ１２の中心から距離（Ｌ＋ΔＬ）の位置
に移動したときに、受光スポットが受光素子２１の受光
面上で−Δｘだけ移動したとする。このとき、次式が成
立する。 −Δｘ＝ΔＬ・Ｓ・ＢＬ／Ｌ（Ｌ＋ΔＬ） 受光素子２１として同特性の２個のフォトダイオード２
１1 ，２１2 を一直線上に配列したものを用い、かつ物
体３までの距離が変化したときに受光スポットが移動す
る方向に両フォトダイオード２１1 ，２１2 を配列し、
受光スポットが受光面の中心に形成されているときに両
フォトダイオード２１1 ，２１2 の出力電流が等しくな
るとすれば、受光スポットが−Δｘだけ移動すると移動
分に応じて両フォトダイオード２１1 ，２１2 の出力電
流に差が生じる。つまり、両出力電流の差を求めると基
準の距離Ｌから物体３が移動した距離ΔＬを求めること
ができる。
【０００４】そこで、両フォトダイオード２１1 ，２１
2 の出力電流ｉ1 ，ｉ2 をそれぞれ電流電圧変換器３１
ａ，３１ｂに通して電圧Ｖ1 ，Ｖ2 に変換した後に、引
算器３２において両電圧Ｖ1 ，Ｖ2 の差（Ｖ1 −Ｖ2 ）
を求める。この差（Ｖ1 −Ｖ 2 ）は物体３が移動した距
離ΔＬの単調関数であるから、比較器３３においてこの
差（Ｖ1 −Ｖ2 ）を適宜の閾値Ｖｔｈと比較すれば、物
体３が規定の距離範囲内に存在するか否かを判定するこ
とができる。たとえば、両フォトダイオード２１1 ，２
１2 をｘ軸上に配置し、受光素子２１の受光面の中心座
標をｘ＝０とし、出力電流ｉ1 を発生するフォトダイオ
ード２１1 をフォトダイオード２１2 に対してｘ方向の
正側に配置しているものすれば、閾値Ｖｔｈにより規定
した距離（判定距離）よりも遠距離側に物体３が位置す
るときにはＶ1 −Ｖ2 ≦Ｖｔｈになり、近距離側に物体
３が位置するときにはＶ1 −Ｖ2 ＞Ｖｔｈになる。比較
器３３は前記差（Ｖ1 −Ｖ2 ）と閾値Ｖｔｈとの大小関
係に応じてＨレベルとＬレベルとの２値の出力を発生す
るものであり、たとえば、判定距離よりも遠距離側に物
体３が存在するときにはＨレベル、近距離側に物体３が
存在するときにはＬレベルになるように構成される。こ
のように、比較器３３の出力値に応じて物体３が判定距
離に対して遠距離側か近距離側かを判断することができ
るのであり、比較器３３の出力値に応じて出力制御回路
３４を通して報知出力を発生する。この報知出力を用い
ることにより、物体３の有無に応じた報知が可能とな
る。
2 の出力電流ｉ1 ，ｉ2 をそれぞれ電流電圧変換器３１
ａ，３１ｂに通して電圧Ｖ1 ，Ｖ2 に変換した後に、引
算器３２において両電圧Ｖ1 ，Ｖ2 の差（Ｖ1 −Ｖ2 ）
を求める。この差（Ｖ1 −Ｖ 2 ）は物体３が移動した距
離ΔＬの単調関数であるから、比較器３３においてこの
差（Ｖ1 −Ｖ2 ）を適宜の閾値Ｖｔｈと比較すれば、物
体３が規定の距離範囲内に存在するか否かを判定するこ
とができる。たとえば、両フォトダイオード２１1 ，２
１2 をｘ軸上に配置し、受光素子２１の受光面の中心座
標をｘ＝０とし、出力電流ｉ1 を発生するフォトダイオ
ード２１1 をフォトダイオード２１2 に対してｘ方向の
正側に配置しているものすれば、閾値Ｖｔｈにより規定
した距離（判定距離）よりも遠距離側に物体３が位置す
るときにはＶ1 −Ｖ2 ≦Ｖｔｈになり、近距離側に物体
３が位置するときにはＶ1 −Ｖ2 ＞Ｖｔｈになる。比較
器３３は前記差（Ｖ1 −Ｖ2 ）と閾値Ｖｔｈとの大小関
係に応じてＨレベルとＬレベルとの２値の出力を発生す
るものであり、たとえば、判定距離よりも遠距離側に物
体３が存在するときにはＨレベル、近距離側に物体３が
存在するときにはＬレベルになるように構成される。こ
のように、比較器３３の出力値に応じて物体３が判定距
離に対して遠距離側か近距離側かを判断することができ
るのであり、比較器３３の出力値に応じて出力制御回路
３４を通して報知出力を発生する。この報知出力を用い
ることにより、物体３の有無に応じた報知が可能とな
る。
【０００５】ここにおいて、図示する構成では発振回路
１３および駆動回路１４により投光素子１１を間欠的に
発光させるようにしてあり、出力制御回路３４では投光
素子１１の発光に同期して比較器３３の出力を取り込む
（サンプリングする）ように構成してある。この構成に
より不要光による誤測定の可能性を低減することができ
る。
１３および駆動回路１４により投光素子１１を間欠的に
発光させるようにしてあり、出力制御回路３４では投光
素子１１の発光に同期して比較器３３の出力を取り込む
（サンプリングする）ように構成してある。この構成に
より不要光による誤測定の可能性を低減することができ
る。
【０００６】上述した判定距離は、比較器３３に与える
閾値Ｖｔｈを変更すれば変えることができるが、基線長
ＢＬ、投光レンズ１２と受光レンズ２２との中心間の距
離Ｓ、投光素子１１と受光素子２１との中心間の距離Ｂ
ＬＤのうちの少なくとも１つを変更することによっても
変えることができる。
閾値Ｖｔｈを変更すれば変えることができるが、基線長
ＢＬ、投光レンズ１２と受光レンズ２２との中心間の距
離Ｓ、投光素子１１と受光素子２１との中心間の距離Ｂ
ＬＤのうちの少なくとも１つを変更することによっても
変えることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した測
距型光センサでは、基本的に１つの判定距離を設定して
物体３の存否を判定するものであるから、異なる距離範
囲に存在する複数個の物体３の距離を同時に測定するこ
とはできない。複数個の物体３の距離を測定する光セン
サは物体３の位置関係に基づいて物体３の配置などを判
断するような場合に有効であることから製品化が要求さ
れている。
距型光センサでは、基本的に１つの判定距離を設定して
物体３の存否を判定するものであるから、異なる距離範
囲に存在する複数個の物体３の距離を同時に測定するこ
とはできない。複数個の物体３の距離を測定する光セン
サは物体３の位置関係に基づいて物体３の配置などを判
断するような場合に有効であることから製品化が要求さ
れている。
【０００８】複数の距離範囲を同時に測定するには、特
開平５−１２６５７０号公報に記載されたもののように
複数個の光センサを用いることが考えられるが、複数組
の光学系が必要になるだけではなく回路系も複数組必要
になるからコスト高になるという問題が生じる。本発明
は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、
比較的簡単な構成ながらも複数の距離を測定可能な測距
型光センサを提供することにある。
開平５−１２６５７０号公報に記載されたもののように
複数個の光センサを用いることが考えられるが、複数組
の光学系が必要になるだけではなく回路系も複数組必要
になるからコスト高になるという問題が生じる。本発明
は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、
比較的簡単な構成ながらも複数の距離を測定可能な測距
型光センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光ビ
ームを物体に照射する投光手段と、光ビームの照射によ
り物体に形成された投光スポットの像である受光スポッ
トを受光素子の受光面に結像させ受光面上での受光スポ
ットの位置に応じた出力を発生する受光手段と、受光手
段の出力に基づいて物体までの距離が所定の距離範囲内
か否かを判定する信号処理手段とを備え、投光手段は複
数本の光ビームを択一的に形成するビーム切換手段を有
し、受光手段は各光ビームにより物体に形成される複数
の投光スポットが視野内に入るように配置され、信号処
理手段はビーム切換手段により形成された各光ビームご
とに物体までの距離を判定するものである。この構成に
よれば、投光手段が複数本の光ビームを形成し、信号処
理手段では各光ビームごとに物体までの距離を判定する
から、複数の距離を測定しながらも共通部分が多くな
り、結果的に複数台の光センサを設ける場合に比較する
と簡単な構成になり低コストになる。
ームを物体に照射する投光手段と、光ビームの照射によ
り物体に形成された投光スポットの像である受光スポッ
トを受光素子の受光面に結像させ受光面上での受光スポ
ットの位置に応じた出力を発生する受光手段と、受光手
段の出力に基づいて物体までの距離が所定の距離範囲内
か否かを判定する信号処理手段とを備え、投光手段は複
数本の光ビームを択一的に形成するビーム切換手段を有
し、受光手段は各光ビームにより物体に形成される複数
の投光スポットが視野内に入るように配置され、信号処
理手段はビーム切換手段により形成された各光ビームご
とに物体までの距離を判定するものである。この構成に
よれば、投光手段が複数本の光ビームを形成し、信号処
理手段では各光ビームごとに物体までの距離を判定する
から、複数の距離を測定しながらも共通部分が多くな
り、結果的に複数台の光センサを設ける場合に比較する
と簡単な構成になり低コストになる。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、受光手段が、受光面の両端間の位置に応じて出力値
の大小が相反する２出力を発生し、信号処理手段が両出
力値の差を閾値と比較することにより物体までの距離が
規定の距離範囲内か否かを判断するものである。この構
成は望ましい実施態様であって、２信号の差に基づいて
物体までの距離を判断するから、信号処理手段の回路構
成が簡単になる。
て、受光手段が、受光面の両端間の位置に応じて出力値
の大小が相反する２出力を発生し、信号処理手段が両出
力値の差を閾値と比較することにより物体までの距離が
規定の距離範囲内か否かを判断するものである。この構
成は望ましい実施態様であって、２信号の差に基づいて
物体までの距離を判断するから、信号処理手段の回路構
成が簡単になる。
【００１１】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、受光手段が、受光面の両端間の位置に応じて出力値
の大小が相反する２出力を発生し、信号処理手段が両出
力値の対数の差を閾値と比較することにより物体までの
距離が規定の距離範囲内か否かを判断するものである。
この構成は望ましい実施態様であって、２信号の比に基
づいて物体までの距離を判断するから、物体の反射率の
影響を受けにくく物体までの距離をより正確に判定する
ことができる。
て、受光手段が、受光面の両端間の位置に応じて出力値
の大小が相反する２出力を発生し、信号処理手段が両出
力値の対数の差を閾値と比較することにより物体までの
距離が規定の距離範囲内か否かを判断するものである。
この構成は望ましい実施態様であって、２信号の比に基
づいて物体までの距離を判断するから、物体の反射率の
影響を受けにくく物体までの距離をより正確に判定する
ことができる。
【００１２】請求項４の発明は、請求項２または請求項
３の発明において、光ビームを複数本が互いに平行にな
るように形成したものである。この構成によれば、各光
ビームについてほぼ同様の判定条件を用いて距離を判定
することができる。請求項５の発明は、請求項４の発明
において、投光手段の光軸上で物体までの距離を測定す
るものである。請求項６の発明は、請求項４の発明にお
いて、受光手段の光軸上で物体までの距離を測定するも
のである。これらの構成は望ましい実施態様である。
３の発明において、光ビームを複数本が互いに平行にな
るように形成したものである。この構成によれば、各光
ビームについてほぼ同様の判定条件を用いて距離を判定
することができる。請求項５の発明は、請求項４の発明
において、投光手段の光軸上で物体までの距離を測定す
るものである。請求項６の発明は、請求項４の発明にお
いて、受光手段の光軸上で物体までの距離を測定するも
のである。これらの構成は望ましい実施態様である。
【００１３】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、少なくとも１本の光ビームを偏向す
るミラーと、受光手段の視野内に配置されていてミラー
で偏向されていない光ビームにより物体に形成された投
光スポットを透過させミラーで偏向された光ビームによ
り物体に形成された投光スポットを反射させるハーフミ
ラーとを備えるものである。この構成によれば、ミラー
とハーフミラーとを設けていることによって、通常は受
光手段の視野内に存在しない物体についても距離の判定
が可能になる。
６の発明において、少なくとも１本の光ビームを偏向す
るミラーと、受光手段の視野内に配置されていてミラー
で偏向されていない光ビームにより物体に形成された投
光スポットを透過させミラーで偏向された光ビームによ
り物体に形成された投光スポットを反射させるハーフミ
ラーとを備えるものである。この構成によれば、ミラー
とハーフミラーとを設けていることによって、通常は受
光手段の視野内に存在しない物体についても距離の判定
が可能になる。
【００１４】請求項８の発明は、光ビームを物体に照射
する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成され
た投光スポットの像である受光スポットを受光素子の受
光面に結像させ受光面上での受光スポットの位置に応じ
た出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づい
て物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定する
信号処理手段とを備え、受光手段は、３個以上のフォト
ダイオードを一直線上に密接させて配列した受光素子
と、隣接する各一対のフォトダイオードの出力を択一的
に選択する信号切換手段とを備え、信号処理手段は選択
された各一対のフォトダイオードごとに物体までの距離
を判定するものである。この構成によれば、１本の光ビ
ームで複数の物体の距離の測定が可能になり、また１個
のフォトダイオードの寸法が同じであるとすればフォト
ダイオードの個数分だけ物体までの距離の測定範囲を広
げることができる。
する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成され
た投光スポットの像である受光スポットを受光素子の受
光面に結像させ受光面上での受光スポットの位置に応じ
た出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づい
て物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定する
信号処理手段とを備え、受光手段は、３個以上のフォト
ダイオードを一直線上に密接させて配列した受光素子
と、隣接する各一対のフォトダイオードの出力を択一的
に選択する信号切換手段とを備え、信号処理手段は選択
された各一対のフォトダイオードごとに物体までの距離
を判定するものである。この構成によれば、１本の光ビ
ームで複数の物体の距離の測定が可能になり、また１個
のフォトダイオードの寸法が同じであるとすればフォト
ダイオードの個数分だけ物体までの距離の測定範囲を広
げることができる。
【００１５】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、信号処理手段が選択された各一対のフォトダイオー
ドの出力値の差を閾値と比較することにより物体までの
距離が規定の距離範囲内か否かを判断するものである。
この構成は望ましい実施態様であって、各２信号の差に
基づいて物体までの距離を判断するから、信号処理手段
の回路構成が簡単になる。
て、信号処理手段が選択された各一対のフォトダイオー
ドの出力値の差を閾値と比較することにより物体までの
距離が規定の距離範囲内か否かを判断するものである。
この構成は望ましい実施態様であって、各２信号の差に
基づいて物体までの距離を判断するから、信号処理手段
の回路構成が簡単になる。
【００１６】請求項１０の発明は、請求項８の発明にお
いて、信号処理手段が選択された各一対のフォトダイオ
ードの出力値の対数の差を閾値と比較することにより物
体までの距離が規定の距離範囲内か否かを判断するもの
である。この構成は望ましい実施態様であって、各２信
号の比に基づいて物体までの距離を判断するから、物体
の反射率の影響を受けにくく物体までの距離をより正確
に判定することができる。
いて、信号処理手段が選択された各一対のフォトダイオ
ードの出力値の対数の差を閾値と比較することにより物
体までの距離が規定の距離範囲内か否かを判断するもの
である。この構成は望ましい実施態様であって、各２信
号の比に基づいて物体までの距離を判断するから、物体
の反射率の影響を受けにくく物体までの距離をより正確
に判定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】 （実施形態１）本実施形態は、基本的には図１４に示し
た従来構成と同様であるから、同機能の構成については
同符号を付して説明を省略し、主として相違点について
のみ説明する。本実施形態では図１、図２に示すよう
に、投光素子１１ａ，１１ｂおよび投光レンズ１２ａ，
１２ｂを２組設けて投光手段を構成し、各投光素子１１
ａ，１１ｂの発光タイミングを切り換えるためのスイッ
チ要素ＳＷａ，ＳＷｂと、各スイッチ要素ＳＷａ，ＳＷ
ｂを択一的にオンにするビーム切換回路１５とを設けて
ビーム切換手段を構成しいる点が従来構成との主な相違
点である。投光素子１１ａ，１１ｂにはレーザダイオー
ドないし発光ダイオードを用いる。本実施形態では発光
ダイオードを用いている。スイッチ要素ＳＷａ，ＳＷｂ
には電磁リレーのような機械式接点を持つものを用いる
ことができるが、無接点化するために半導体リレーない
し半導体スイッチ素子を用いるのが望ましい。
た従来構成と同様であるから、同機能の構成については
同符号を付して説明を省略し、主として相違点について
のみ説明する。本実施形態では図１、図２に示すよう
に、投光素子１１ａ，１１ｂおよび投光レンズ１２ａ，
１２ｂを２組設けて投光手段を構成し、各投光素子１１
ａ，１１ｂの発光タイミングを切り換えるためのスイッ
チ要素ＳＷａ，ＳＷｂと、各スイッチ要素ＳＷａ，ＳＷ
ｂを択一的にオンにするビーム切換回路１５とを設けて
ビーム切換手段を構成しいる点が従来構成との主な相違
点である。投光素子１１ａ，１１ｂにはレーザダイオー
ドないし発光ダイオードを用いる。本実施形態では発光
ダイオードを用いている。スイッチ要素ＳＷａ，ＳＷｂ
には電磁リレーのような機械式接点を持つものを用いる
ことができるが、無接点化するために半導体リレーない
し半導体スイッチ素子を用いるのが望ましい。
【００１８】図１に示す構成では、受光素子２１の受光
面に受光レンズ２２の光軸が直交するように受光素子２
１と受光レンズ２２とを配置して受光手段を構成し、投
光素子１１ａ，１１ｂおよび投光レンズ１２ａ，１２ｂ
は、受光レンズ２２の光軸に交差する光ビームをそれぞ
れ形成するとともに両光ビームが互いに平行になるよう
に配置してある。また、図２に示す構成では、各投光素
子１１ａ，１１ｂの投光面に各投光レンズ１２ａ，１２
ｂの光軸が直交するように投光素子１１ａ，１１ｂと投
光レンズ１２ａ，１２ｂとを配置し、投光素子１１ａ，
１１ｂおよび投光レンズ１２ａ，１２ｂにより形成され
る各光ビームが互いに平行であって、しかも受光素子２
１の受光面の中心と受光レンズ２２の中心とを結ぶ直線
に交差するように配置してある。
面に受光レンズ２２の光軸が直交するように受光素子２
１と受光レンズ２２とを配置して受光手段を構成し、投
光素子１１ａ，１１ｂおよび投光レンズ１２ａ，１２ｂ
は、受光レンズ２２の光軸に交差する光ビームをそれぞ
れ形成するとともに両光ビームが互いに平行になるよう
に配置してある。また、図２に示す構成では、各投光素
子１１ａ，１１ｂの投光面に各投光レンズ１２ａ，１２
ｂの光軸が直交するように投光素子１１ａ，１１ｂと投
光レンズ１２ａ，１２ｂとを配置し、投光素子１１ａ，
１１ｂおよび投光レンズ１２ａ，１２ｂにより形成され
る各光ビームが互いに平行であって、しかも受光素子２
１の受光面の中心と受光レンズ２２の中心とを結ぶ直線
に交差するように配置してある。
【００１９】図１に示す構成は受光素子２１の受光面の
中心と受光レンズ２２の中心とを結ぶ方向（受光レンズ
２２の光軸方向）の距離を測定するものであり、図２に
示す構成は従来構成と同様に投光素子１１ａ，１１ｂの
中心と投光レンズ１２ａ，１２ｂの中心とを結ぶ方向
（投光レンズ１２ａ，１２ｂの光軸方向）の距離を測定
するものであるが、受光素子２１の受光面上での受光ス
ポットの位置と物体３ａ，３ｂまでの距離との関係式に
若干の相違があるのみで基本的な相違はない。
中心と受光レンズ２２の中心とを結ぶ方向（受光レンズ
２２の光軸方向）の距離を測定するものであり、図２に
示す構成は従来構成と同様に投光素子１１ａ，１１ｂの
中心と投光レンズ１２ａ，１２ｂの中心とを結ぶ方向
（投光レンズ１２ａ，１２ｂの光軸方向）の距離を測定
するものであるが、受光素子２１の受光面上での受光ス
ポットの位置と物体３ａ，３ｂまでの距離との関係式に
若干の相違があるのみで基本的な相違はない。
【００２０】ビーム切換回路１５は各投光素子１１ａ，
１１ｂを択一的に発光させるようにスイッチ要素ＳＷ
ａ，ＳＷｂのオンオフを制御するから、各投光素子１１
ａ，１１ｂが発光する期間においては従来構成と同様の
動作であって、基線長の異なる光学系を２個設けたこと
になる。つまり、投光側の光学系のみを２系統設け、か
つ各系統ごとに異なるタイミングで投光素子１１ａ，１
１ｂを発光させるようにスイッチ要素ＳＷａ，ＳＷｂと
ビーム切換回路１５とを設けているのであり、従来構成
を２組設ける場合に比較すると部品点数の増加を抑制し
ながらも、距離の異なる２個の物体３ａ，３ｂを検出す
ることが可能になる。ここに、受光素子２１の出力を処
理する信号処理手段としての信号処理回路３０は図１４
に示した従来構成と同様である。つまり、信号処理回路
３０は、電流電圧変換器３１ａ，３１ｂ、引算器３２、
比較器３３、出力制御回路３４により構成される。ただ
し、比較器３３に与える閾値Ｖｔｈは、各投光素子１１
ａ，１１ｂごとに設定され、スイッチ要素ＳＷａ，ＳＷ
ｂの切換に応じて閾値Ｖｔｈも切り換える。また、ビー
ム切換回路１５と出力制御回路３４とには、発振回路１
３の出力に基づいて生成したタイミング信号、もしくは
外部から与えられるタイミング信号を入力し、各投光素
子１１ａ，１１ｂの発光タイミングに同期した形で出力
制御回路３４の出力を取り出すようにする。つまり、光
ビームごとに物体３ａ，３ｂの距離が判定されることに
なる。
１１ｂを択一的に発光させるようにスイッチ要素ＳＷ
ａ，ＳＷｂのオンオフを制御するから、各投光素子１１
ａ，１１ｂが発光する期間においては従来構成と同様の
動作であって、基線長の異なる光学系を２個設けたこと
になる。つまり、投光側の光学系のみを２系統設け、か
つ各系統ごとに異なるタイミングで投光素子１１ａ，１
１ｂを発光させるようにスイッチ要素ＳＷａ，ＳＷｂと
ビーム切換回路１５とを設けているのであり、従来構成
を２組設ける場合に比較すると部品点数の増加を抑制し
ながらも、距離の異なる２個の物体３ａ，３ｂを検出す
ることが可能になる。ここに、受光素子２１の出力を処
理する信号処理手段としての信号処理回路３０は図１４
に示した従来構成と同様である。つまり、信号処理回路
３０は、電流電圧変換器３１ａ，３１ｂ、引算器３２、
比較器３３、出力制御回路３４により構成される。ただ
し、比較器３３に与える閾値Ｖｔｈは、各投光素子１１
ａ，１１ｂごとに設定され、スイッチ要素ＳＷａ，ＳＷ
ｂの切換に応じて閾値Ｖｔｈも切り換える。また、ビー
ム切換回路１５と出力制御回路３４とには、発振回路１
３の出力に基づいて生成したタイミング信号、もしくは
外部から与えられるタイミング信号を入力し、各投光素
子１１ａ，１１ｂの発光タイミングに同期した形で出力
制御回路３４の出力を取り出すようにする。つまり、光
ビームごとに物体３ａ，３ｂの距離が判定されることに
なる。
【００２１】上述した光学系では、投光レンズ１２と受
光レンズ２２との少なくとも一方の光軸上で物体３ａ，
３ｂまでの距離を測定しているが、図３に示すように、
どちらの光軸上でもない物体３ａ，３ｂまでの距離を測
定してもよい。投光素子１１ａ，１１ｂおよび投光レン
ズ１２ａ，１２ｂにより形成される２本の光ビームも平
行である必要はない。ただし、光ビームが平行でない場
合には比較器３３に与える閾値Ｖｔｈの設定条件は異な
る。また、閾値Ｖｔｈの設定に関しては安定化した直流
電圧を複数の抵抗により分圧し、各抵抗のうちの少なく
とも１つに可変抵抗器を用いると適宜に設定することが
できる。さらに、投光素子１１ａ，１１ｂおよび投光レ
ンズ１２ａ，１２ｂについては２組だけではなく、３組
以上設けてもよい。比較器３３における出力の関係は、
従来構成では遠距離側でＨレベル、近距離側でＬレベル
としており、本実施形態でも同様に設定すればよいが、
この関係は逆であってもよい。また、各組ごとに関係を
異ならせてもよい。
光レンズ２２との少なくとも一方の光軸上で物体３ａ，
３ｂまでの距離を測定しているが、図３に示すように、
どちらの光軸上でもない物体３ａ，３ｂまでの距離を測
定してもよい。投光素子１１ａ，１１ｂおよび投光レン
ズ１２ａ，１２ｂにより形成される２本の光ビームも平
行である必要はない。ただし、光ビームが平行でない場
合には比較器３３に与える閾値Ｖｔｈの設定条件は異な
る。また、閾値Ｖｔｈの設定に関しては安定化した直流
電圧を複数の抵抗により分圧し、各抵抗のうちの少なく
とも１つに可変抵抗器を用いると適宜に設定することが
できる。さらに、投光素子１１ａ，１１ｂおよび投光レ
ンズ１２ａ，１２ｂについては２組だけではなく、３組
以上設けてもよい。比較器３３における出力の関係は、
従来構成では遠距離側でＨレベル、近距離側でＬレベル
としており、本実施形態でも同様に設定すればよいが、
この関係は逆であってもよい。また、各組ごとに関係を
異ならせてもよい。
【００２２】（実施形態２）本実施形態は、受光素子２
１の出力電流ｉ1 ，ｉ2 の処理回路を図４のように構成
したものであって、各電流電圧変換器３１ａ，３１ｂの
出力をそれぞれ対数増幅器３５ａ，３５ｂに入力する点
が実施形態１と異なる。この構成では、各電流電圧変換
器３１ａ，３１ｂの出力をそれぞれＶ1 ，Ｖ2 とする
と、各対数増幅器３５ａ，３５ｂの出力はそれぞれ log
Ｖ1 ， logＶ2 であるから、引算器３２の出力は log
（Ｖ1 ／Ｖ2 ）になり、比較器３３ではこの値を閾値Ｖ
ｔｈと比較することになる。
１の出力電流ｉ1 ，ｉ2 の処理回路を図４のように構成
したものであって、各電流電圧変換器３１ａ，３１ｂの
出力をそれぞれ対数増幅器３５ａ，３５ｂに入力する点
が実施形態１と異なる。この構成では、各電流電圧変換
器３１ａ，３１ｂの出力をそれぞれＶ1 ，Ｖ2 とする
と、各対数増幅器３５ａ，３５ｂの出力はそれぞれ log
Ｖ1 ， logＶ2 であるから、引算器３２の出力は log
（Ｖ1 ／Ｖ2 ）になり、比較器３３ではこの値を閾値Ｖ
ｔｈと比較することになる。
【００２３】ところで、実施形態１の構成は、生産ライ
ンで特定の部品の有無を検出する場合のように、物体３
ａ，３ｂの反射率がほぼ決まっている場合には使用可能
であるが、物体３ａ，３ｂの反射率が未知の場合には誤
検知する可能性がある。つまり、受光素子２１にフォト
ダイオード２１1 ，２１2 を用いており、出力電流が受
光光量に応じて変化するから、引算器３２から出力され
る差（Ｖ1 −Ｖ2 ）は受光光量に応じて変化することに
なる。その結果、物体３ａ，３ｂの反射率に応じて差
（Ｖ1 −Ｖ2 ）が閾値Ｖｔｈを越える距離が異なってし
まう問題が生じる。これに対して、本実施形態のよう
に、対数増幅器３５ａ，３５ｂを用いると、電流電圧変
換器３１ａ，３１ｂの出力Ｖ1 ，Ｖ2 の比Ｖ1 ／Ｖ2 に
相当する出力が得られるから、物体３ａ，３ｂの反射率
の影響を受けにくくなる。つまり、受光スポットの受光
強度が受光素子２１のダイナミックレンジの範囲内であ
れば、物体３ａ，３ｂの反射率の相違による影響を受け
ることなく物体３ａ，３ｂまでの距離を求めることがで
きるのである。他の構成および動作は実施形態１と同様
である。なお、引算器３２の出力 log（Ｖ1 ／Ｖ2 ）と
閾値Ｖｔｈとの大小関係がどのようなときに比較器３３
からの出力をＨレベルとするかは適宜に設定すればよ
い。
ンで特定の部品の有無を検出する場合のように、物体３
ａ，３ｂの反射率がほぼ決まっている場合には使用可能
であるが、物体３ａ，３ｂの反射率が未知の場合には誤
検知する可能性がある。つまり、受光素子２１にフォト
ダイオード２１1 ，２１2 を用いており、出力電流が受
光光量に応じて変化するから、引算器３２から出力され
る差（Ｖ1 −Ｖ2 ）は受光光量に応じて変化することに
なる。その結果、物体３ａ，３ｂの反射率に応じて差
（Ｖ1 −Ｖ2 ）が閾値Ｖｔｈを越える距離が異なってし
まう問題が生じる。これに対して、本実施形態のよう
に、対数増幅器３５ａ，３５ｂを用いると、電流電圧変
換器３１ａ，３１ｂの出力Ｖ1 ，Ｖ2 の比Ｖ1 ／Ｖ2 に
相当する出力が得られるから、物体３ａ，３ｂの反射率
の影響を受けにくくなる。つまり、受光スポットの受光
強度が受光素子２１のダイナミックレンジの範囲内であ
れば、物体３ａ，３ｂの反射率の相違による影響を受け
ることなく物体３ａ，３ｂまでの距離を求めることがで
きるのである。他の構成および動作は実施形態１と同様
である。なお、引算器３２の出力 log（Ｖ1 ／Ｖ2 ）と
閾値Ｖｔｈとの大小関係がどのようなときに比較器３３
からの出力をＨレベルとするかは適宜に設定すればよ
い。
【００２４】（実施形態３）実施形態１、２は投光素子
１１ａ，１１ｂおよび投光レンズ１２ａ，１２ｂを２個
ずつ設けたものであったが、本実施形態は、図５に示す
ように、受光素子２１として３個以上のフォトダイオー
ド２１1 ，２１2 ，……を一直線上に密接させて配置し
たものを用い、各フォトダイオード２１1 ，２１2 ，…
…の出力を順次取り出すために、各フォトダイオード２
１1 ，２１2 ，……の出力端に挿入した複数のスイッチ
要素Ｓ1 ，Ｓ2 ，……と、スイッチ要素Ｓ1 ，Ｓ2 ，…
…のオンオフを制御する信号切換回路３６とを信号切換
手段として備える。図５において信号処理回路３０とし
て示したものは、実施形態１における電流電圧変換器３
１ａ，３１ｂ、引算器３２、比較器３３、出力制御回路
３４を備えたもの、もしくは実施形態２のように実施形
態１の信号処理回路３０に対数増幅器３５ａ，３５ｂを
付加した構成のものを用いることができる。
１１ａ，１１ｂおよび投光レンズ１２ａ，１２ｂを２個
ずつ設けたものであったが、本実施形態は、図５に示す
ように、受光素子２１として３個以上のフォトダイオー
ド２１1 ，２１2 ，……を一直線上に密接させて配置し
たものを用い、各フォトダイオード２１1 ，２１2 ，…
…の出力を順次取り出すために、各フォトダイオード２
１1 ，２１2 ，……の出力端に挿入した複数のスイッチ
要素Ｓ1 ，Ｓ2 ，……と、スイッチ要素Ｓ1 ，Ｓ2 ，…
…のオンオフを制御する信号切換回路３６とを信号切換
手段として備える。図５において信号処理回路３０とし
て示したものは、実施形態１における電流電圧変換器３
１ａ，３１ｂ、引算器３２、比較器３３、出力制御回路
３４を備えたもの、もしくは実施形態２のように実施形
態１の信号処理回路３０に対数増幅器３５ａ，３５ｂを
付加した構成のものを用いることができる。
【００２５】図５は模式的に示した図であって、スイッ
チ要素Ｓ1 ，Ｓ2 ，……を１系統のみ設けた状態で示し
ているが、実際には信号処理回路３０に２系統の信号を
入力する必要があるから、各フォトダイオード２１1 ，
２１2 ，……ごとにスイッチ要素Ｓ1 ，Ｓ2 ，……も２
系統設けられることになる。したがって、信号切換回路
３６により選択された隣接する一対のフォトダイオード
２１1 ，２１2 ，……の一方は信号処理回路３０の一方
の入力端に接続され他方が信号処理回路３０の他方の入
力端に接続されることになる。
チ要素Ｓ1 ，Ｓ2 ，……を１系統のみ設けた状態で示し
ているが、実際には信号処理回路３０に２系統の信号を
入力する必要があるから、各フォトダイオード２１1 ，
２１2 ，……ごとにスイッチ要素Ｓ1 ，Ｓ2 ，……も２
系統設けられることになる。したがって、信号切換回路
３６により選択された隣接する一対のフォトダイオード
２１1 ，２１2 ，……の一方は信号処理回路３０の一方
の入力端に接続され他方が信号処理回路３０の他方の入
力端に接続されることになる。
【００２６】信号切換回路３６は、発振回路１３の出力
に基づいて生成されるタイミング信号、もしくは外部か
ら与えられるタイミング信号によりスイッチ要素Ｓ1 ，
Ｓ2，……を選択し、信号処理回路３０にも同様のタイ
ミング信号が入力されることにより、各一対のフォトダ
イオード２１1 ，２１2 ，……を組み合わせた状態での
距離測定の結果を分離して取り出すようにしてある。
に基づいて生成されるタイミング信号、もしくは外部か
ら与えられるタイミング信号によりスイッチ要素Ｓ1 ，
Ｓ2，……を選択し、信号処理回路３０にも同様のタイ
ミング信号が入力されることにより、各一対のフォトダ
イオード２１1 ，２１2 ，……を組み合わせた状態での
距離測定の結果を分離して取り出すようにしてある。
【００２７】各１個のフォトダイオード２１1 ，２
１2 ，……の長さが、２個のフォトダイオード２１1 ，
２１2 を用いた受光素子２１における各１個のフォトダ
イオード２１1 ，２１2 の長さと等しいものとし、その
１個のフォトダイオード２１1 ，２１2 ，……の長さを
Ｋとすれば、ｎ個のフォトダイオード２１1 ，２１2 ，
……の受光面はｎ・Ｋの長さ寸法になる。つまり、２個
のフォトダイオード２１1，２１2 を用いた受光素子２
１に比較すると、距離の測定範囲がｎ／２倍になる。
１2 ，……の長さが、２個のフォトダイオード２１1 ，
２１2 を用いた受光素子２１における各１個のフォトダ
イオード２１1 ，２１2 の長さと等しいものとし、その
１個のフォトダイオード２１1 ，２１2 ，……の長さを
Ｋとすれば、ｎ個のフォトダイオード２１1 ，２１2 ，
……の受光面はｎ・Ｋの長さ寸法になる。つまり、２個
のフォトダイオード２１1，２１2 を用いた受光素子２
１に比較すると、距離の測定範囲がｎ／２倍になる。
【００２８】図５には投光レンズ１２の光軸が投光素子
１１の投光面に直交するとともに、その光軸上での物体
３ａ，３ｂまでの距離を求めるものを示しているが、図
６、図７に示すように、投光レンズ１２の光軸は投光素
子１１の投光面に必ずしも直交していなくてもよい。他
の構成および動作は実施形態１、２と同様である。 （実施形態４）本実施形態は、図８に示すように、図１
に示した実施形態１の構成において、投光素子１１ａお
よび投光レンズ１２ａにより形成された光ビームをミラ
ー２３により偏向したものであり、偏向された光ビーム
により物体３ａに形成された投光スポットを受光レンズ
２２を通して受光素子２１に結像させるために、受光レ
ンズ２２の光軸上にはハーフミラー２４を配置してあ
る。投光素子１１ｂおよび投光レンズ１２ｂにより形成
された光ビームにより物体３ｂに形成された投光スポッ
トは、ハーフミラー２４を通して受光素子２１の受光面
に結像される。すなわち、図１に示した実施形態１の構
成では２本の光ビームが平行であるから物体３ａ，３ｂ
の位置によっては検出することができない場合がある
が、本実施形態ではミラー２３を設けて光ビームを偏向
し、さらにハーフミラー２４を設けて受光素子２１の視
野内に投光スポットを位置させるから、光ビームの上に
物体３ａ，３ｂが存在しない場合でもミラー２３を用い
て物体３ａ，３ｂに光ビームを照射することが可能にな
るのである。
１１の投光面に直交するとともに、その光軸上での物体
３ａ，３ｂまでの距離を求めるものを示しているが、図
６、図７に示すように、投光レンズ１２の光軸は投光素
子１１の投光面に必ずしも直交していなくてもよい。他
の構成および動作は実施形態１、２と同様である。 （実施形態４）本実施形態は、図８に示すように、図１
に示した実施形態１の構成において、投光素子１１ａお
よび投光レンズ１２ａにより形成された光ビームをミラ
ー２３により偏向したものであり、偏向された光ビーム
により物体３ａに形成された投光スポットを受光レンズ
２２を通して受光素子２１に結像させるために、受光レ
ンズ２２の光軸上にはハーフミラー２４を配置してあ
る。投光素子１１ｂおよび投光レンズ１２ｂにより形成
された光ビームにより物体３ｂに形成された投光スポッ
トは、ハーフミラー２４を通して受光素子２１の受光面
に結像される。すなわち、図１に示した実施形態１の構
成では２本の光ビームが平行であるから物体３ａ，３ｂ
の位置によっては検出することができない場合がある
が、本実施形態ではミラー２３を設けて光ビームを偏向
し、さらにハーフミラー２４を設けて受光素子２１の視
野内に投光スポットを位置させるから、光ビームの上に
物体３ａ，３ｂが存在しない場合でもミラー２３を用い
て物体３ａ，３ｂに光ビームを照射することが可能にな
るのである。
【００２９】図８に示すものは投光素子１１ａと投光レ
ンズ１２ａとにより形成された光ビームをミラー２３に
より偏向するものであるが、図９のように投光素子１１
ｂと投光レンズ１２ｂとにより形成された光ビームをミ
ラー２３により偏向してもよい。この場合も受光レンズ
２２の光軸上にハーフミラー２４が配置される。図１
０、図１１に示すものは、それぞれ図２に示した実施形
態１と同様の構成において、２本の光ビームのうちの一
方をミラー２３により偏向し、受光素子２１の中心と受
光レンズ２２の中心とを結ぶ直線上にハーフミラー２４
を配置したものである。この構成も同様に機能する。さ
らに、図１２、図１３に示すように、図３に示した実施
形態１と同様の構成においてもミラー２３とハーフミラ
ー２４とを用いるようにしてもよい。
ンズ１２ａとにより形成された光ビームをミラー２３に
より偏向するものであるが、図９のように投光素子１１
ｂと投光レンズ１２ｂとにより形成された光ビームをミ
ラー２３により偏向してもよい。この場合も受光レンズ
２２の光軸上にハーフミラー２４が配置される。図１
０、図１１に示すものは、それぞれ図２に示した実施形
態１と同様の構成において、２本の光ビームのうちの一
方をミラー２３により偏向し、受光素子２１の中心と受
光レンズ２２の中心とを結ぶ直線上にハーフミラー２４
を配置したものである。この構成も同様に機能する。さ
らに、図１２、図１３に示すように、図３に示した実施
形態１と同様の構成においてもミラー２３とハーフミラ
ー２４とを用いるようにしてもよい。
【００３０】ミラー２３やハーフミラー２４を用いる
と、様々な位置に存在する物体３ａ，３ｂを受光素子２
１の受光面の有効長が限られている場合でも検出可能に
なるのである。つまり、受光素子２１の視野外に存在す
る物体３ａ，３ｂについて距離の判定が可能になる。他
の構成および動作は実施形態と同様である。また、信号
処理回路３０には実施形態１、２と同様の構成を採用す
ればよい。なお、ミラー２３は光ビームを偏向可能なも
のであれば他の部材を用いてもよく、ハーフミラー２４
についても光路を分離し合成することが可能なものであ
れば他の部材を用いてもよい。
と、様々な位置に存在する物体３ａ，３ｂを受光素子２
１の受光面の有効長が限られている場合でも検出可能に
なるのである。つまり、受光素子２１の視野外に存在す
る物体３ａ，３ｂについて距離の判定が可能になる。他
の構成および動作は実施形態と同様である。また、信号
処理回路３０には実施形態１、２と同様の構成を採用す
ればよい。なお、ミラー２３は光ビームを偏向可能なも
のであれば他の部材を用いてもよく、ハーフミラー２４
についても光路を分離し合成することが可能なものであ
れば他の部材を用いてもよい。
【００３１】
【発明の効果】請求項１の発明は、光ビームを物体に照
射する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成さ
れた投光スポットの像である受光スポットを受光素子の
受光面に結像させ受光面上での受光スポットの位置に応
じた出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づ
いて物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定す
る信号処理手段とを備え、投光手段は複数本の光ビーム
を択一的に形成するビーム切換手段を有し、受光手段は
各光ビームにより物体に形成される複数の投光スポット
が視野内に入るように配置され、信号処理手段はビーム
切換手段により形成された各光ビームごとに物体までの
距離を判定するものであり、投光手段が複数本の光ビー
ムを形成し、信号処理手段では各光ビームごとに物体ま
での距離を判定するから、複数の距離を測定しながらも
共通部分が多くなり、結果的に複数台の光センサを設け
る場合に比較すると簡単な構成になり低コストになると
いう利点がある。
射する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成さ
れた投光スポットの像である受光スポットを受光素子の
受光面に結像させ受光面上での受光スポットの位置に応
じた出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づ
いて物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定す
る信号処理手段とを備え、投光手段は複数本の光ビーム
を択一的に形成するビーム切換手段を有し、受光手段は
各光ビームにより物体に形成される複数の投光スポット
が視野内に入るように配置され、信号処理手段はビーム
切換手段により形成された各光ビームごとに物体までの
距離を判定するものであり、投光手段が複数本の光ビー
ムを形成し、信号処理手段では各光ビームごとに物体ま
での距離を判定するから、複数の距離を測定しながらも
共通部分が多くなり、結果的に複数台の光センサを設け
る場合に比較すると簡単な構成になり低コストになると
いう利点がある。
【００３２】請求項２の発明のように、受光手段が、受
光面の両端間の位置に応じて出力値の大小が相反する２
出力を発生し、信号処理手段が両出力値の差を閾値と比
較することにより物体までの距離が規定の距離範囲内か
否かを判断するものでは、２信号の差に基づいて物体ま
での距離を判断するから、信号処理手段の回路構成が簡
単になるという利点がある。
光面の両端間の位置に応じて出力値の大小が相反する２
出力を発生し、信号処理手段が両出力値の差を閾値と比
較することにより物体までの距離が規定の距離範囲内か
否かを判断するものでは、２信号の差に基づいて物体ま
での距離を判断するから、信号処理手段の回路構成が簡
単になるという利点がある。
【００３３】請求項３の発明のように、受光手段が、受
光面の両端間の位置に応じて出力値の大小が相反する２
出力を発生し、信号処理手段が両出力値の対数の差を閾
値と比較することにより物体までの距離が規定の距離範
囲内か否かを判断するものでは、２信号の比に基づいて
物体までの距離を判断するから、物体の反射率の影響を
受けにくく物体までの距離をより正確に判定することが
できるという利点がある。
光面の両端間の位置に応じて出力値の大小が相反する２
出力を発生し、信号処理手段が両出力値の対数の差を閾
値と比較することにより物体までの距離が規定の距離範
囲内か否かを判断するものでは、２信号の比に基づいて
物体までの距離を判断するから、物体の反射率の影響を
受けにくく物体までの距離をより正確に判定することが
できるという利点がある。
【００３４】請求項４の発明のように、光ビームを複数
本が互いに平行になるように形成したものでは、各光ビ
ームについてほぼ同様の判定条件を用いて距離を判定す
ることができ、判定条件の設定が容易であるという利点
がある。請求項７の発明のように、少なくとも１本の光
ビームを偏向するミラーと、受光手段の視野内に配置さ
れていてミラーで偏向されていない光ビームにより物体
に形成された投光スポットを透過させミラーで偏向され
た光ビームにより物体に形成された投光スポットを反射
させるハーフミラーとを備えるものでは、ミラーとハー
フミラーとを設けていることによって、通常は受光手段
の視野内に存在しない物体についても距離の判定が可能
になるという利点がある。
本が互いに平行になるように形成したものでは、各光ビ
ームについてほぼ同様の判定条件を用いて距離を判定す
ることができ、判定条件の設定が容易であるという利点
がある。請求項７の発明のように、少なくとも１本の光
ビームを偏向するミラーと、受光手段の視野内に配置さ
れていてミラーで偏向されていない光ビームにより物体
に形成された投光スポットを透過させミラーで偏向され
た光ビームにより物体に形成された投光スポットを反射
させるハーフミラーとを備えるものでは、ミラーとハー
フミラーとを設けていることによって、通常は受光手段
の視野内に存在しない物体についても距離の判定が可能
になるという利点がある。
【００３５】請求項８の発明は、光ビームを物体に照射
する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成され
た投光スポットの像である受光スポットを受光素子の受
光面に結像させ受光面上での受光スポットの位置に応じ
た出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づい
て物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定する
信号処理手段とを備え、受光手段は、３個以上のフォト
ダイオードを一直線上に密接させて配列した受光素子
と、隣接する各一対のフォトダイオードの出力を択一的
に選択する信号切換手段とを備え、信号処理手段は選択
された各一対のフォトダイオードごとに物体までの距離
を判定するものであり、１本の光ビームで複数の物体の
距離の測定が可能になり、また１個のフォトダイオード
の寸法が同じであるとすればフォトダイオードの個数分
だけ物体までの距離の測定範囲を広げることができると
いう利点がある。
する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成され
た投光スポットの像である受光スポットを受光素子の受
光面に結像させ受光面上での受光スポットの位置に応じ
た出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づい
て物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定する
信号処理手段とを備え、受光手段は、３個以上のフォト
ダイオードを一直線上に密接させて配列した受光素子
と、隣接する各一対のフォトダイオードの出力を択一的
に選択する信号切換手段とを備え、信号処理手段は選択
された各一対のフォトダイオードごとに物体までの距離
を判定するものであり、１本の光ビームで複数の物体の
距離の測定が可能になり、また１個のフォトダイオード
の寸法が同じであるとすればフォトダイオードの個数分
だけ物体までの距離の測定範囲を広げることができると
いう利点がある。
【００３６】請求項９の発明のように、信号処理手段が
選択された各一対のフォトダイオードの出力値の差を閾
値と比較することにより物体までの距離が規定の距離範
囲内か否かを判断するものでは、各２信号の差に基づい
て物体までの距離を判断するから、信号処理手段の回路
構成が簡単になるという利点がある。請求項１０の発明
のように、信号処理手段が選択された各一対のフォトダ
イオードの出力値の対数の差を閾値と比較することによ
り物体までの距離が規定の距離範囲内か否かを判断する
ものでは、各２信号の比に基づいて物体までの距離を判
断するから、物体の反射率の影響を受けにくく物体まで
の距離をより正確に判定することができるという利点が
ある。
選択された各一対のフォトダイオードの出力値の差を閾
値と比較することにより物体までの距離が規定の距離範
囲内か否かを判断するものでは、各２信号の差に基づい
て物体までの距離を判断するから、信号処理手段の回路
構成が簡単になるという利点がある。請求項１０の発明
のように、信号処理手段が選択された各一対のフォトダ
イオードの出力値の対数の差を閾値と比較することによ
り物体までの距離が規定の距離範囲内か否かを判断する
ものでは、各２信号の比に基づいて物体までの距離を判
断するから、物体の反射率の影響を受けにくく物体まで
の距離をより正確に判定することができるという利点が
ある。
【図１】実施形態１を示す要部構成図である。
【図２】実施形態１の他例を示す要部構成図である。
【図３】実施形態１のさらに他例を示す要部構成図であ
る。
る。
【図４】実施形態２の要部ブロック図である。
【図５】実施形態３を示す要部構成図である。
【図６】実施形態３の他例を示す要部構成図である。
【図７】実施形態３のさらに他例を示す要部構成図であ
る。
る。
【図８】実施形態４を示す要部構成図である。
【図９】実施形態４の他例を示す要部構成図である。
【図１０】実施形態４の別例を示す要部構成図である。
【図１１】実施形態４のさらに別例を示す要部構成図で
ある。
ある。
【図１２】実施形態４のまた他の例を示す要部構成図で
ある。
ある。
【図１３】実施形態４のさらにまた他の例を示す要部構
成図である。
成図である。
【図１４】従来例を示す構成図である。
３ａ，３ｂ 物体 １１ａ，１１ｂ 投光素子 １２ａ，１２ｂ 投光レンズ １５ ビーム切換回路 ２１ 受光素子 ２１1 ，２１2 ，…… フォトダイオード ２２ 受光レンズ ２３ ミラー ２４ ハーフミラー ３０ 信号処理回路 ３１ａ，３１ｂ 電流電圧変換器 ３２ 引算器 ３３ 比較器 ３４ 出力制御回路 ３５ａ，３５ｂ 対数増幅器 ３６ 信号切換回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年９月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】従来より、物体までの距離を三角測量法
の原理に基づいて光学的に測定し、物体が規定の距離範
囲に存在するか否かを検出する測距型光センサが提供さ
れている。この種の光センサは、図１４に示すように、
投光素子１１および投光レンズ１２を用いて形成した光
ビームを物体３に照射し、物体３の表面に形成されたパ
ターン（一般には点状パターンであり投光手段からの光
により形成されるから投光スポットという）を受光レン
ズ２２を通して受光素子２１の受光面に集光させ、受光
素子２１の受光面上での光スポット（受光面に形成され
た光スポットであるから受光スポットという）の位置を
検出することによって物体３までの距離を測定する。受
光素子２１は受光面上での受光スポットの位置に応じた
出力値が得られるものであって、一般には２個のフォト
ダイオード２１1 ，２１2 を一直線上に密接させて配列
したものやＰＳＤなどが用いられている。受光素子２１
の受光面と受光レンズ２２との距離Ｓ、投光レンズ１２
の中心（光ビーム）と受光レンズ２２の中心との距離Ｂ
Ｌは固定されており、距離ＢＬが三角測量法における基
線長になる。なお、投光素子１１と受光素子２１との距
離ＢＬＤも固定されている。
の原理に基づいて光学的に測定し、物体が規定の距離範
囲に存在するか否かを検出する測距型光センサが提供さ
れている。この種の光センサは、図１４に示すように、
投光素子１１および投光レンズ１２を用いて形成した光
ビームを物体３に照射し、物体３の表面に形成されたパ
ターン（一般には点状パターンであり投光手段からの光
により形成されるから投光スポットという）を受光レン
ズ２２を通して受光素子２１の受光面に集光させ、受光
素子２１の受光面上での光スポット（受光面に形成され
た光スポットであるから受光スポットという）の位置を
検出することによって物体３までの距離を測定する。受
光素子２１は受光面上での受光スポットの位置に応じた
出力値が得られるものであって、一般には２個のフォト
ダイオード２１1 ，２１2 を一直線上に密接させて配列
したものやＰＳＤなどが用いられている。受光素子２１
の受光面と受光レンズ２２との距離Ｓ、投光レンズ１２
の中心（光ビーム）と受光レンズ２２の中心との距離Ｂ
Ｌは固定されており、距離ＢＬが三角測量法における基
線長になる。なお、投光素子１１と受光素子２１との距
離ＢＬＤも固定されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】いま、物体３が投光レンズ１２の中心から
距離Ｌに位置しているときに、受光素子２１の受光面の
中心に受光スポットが形成されているものとして、物体
３が投光レンズ１２の中心から距離（Ｌ＋ΔＬ）の位置
に移動したときに、受光スポットが受光素子２１の受光
面上で−Δｘだけ移動したとする。Ｌ≫ΔＬであるか
ら、次式が成立する。−Δｘ≒ΔＬ・Ｓ・ＢＬ／Ｌ2 受光素子２１として同特性の２個のフォトダイオード２
１1 ，２１2 を一直線上に配列したものを用い、かつ物
体３までの距離が変化したときに受光スポットが移動す
る方向に両フォトダイオード２１1 ，２１2 を配列し、
受光スポットが受光面の中心に形成されているときに両
フォトダイオード２１1 ，２１2 の出力電流が等しくな
るとすれば、受光スポットが−Δｘだけ移動すると移動
分に応じて両フォトダイオード２１1 ，２１2 の出力電
流に差が生じる。つまり、両出力電流の差を求めると基
準の距離Ｌから物体３が移動した距離ΔＬを求めること
ができる。
距離Ｌに位置しているときに、受光素子２１の受光面の
中心に受光スポットが形成されているものとして、物体
３が投光レンズ１２の中心から距離（Ｌ＋ΔＬ）の位置
に移動したときに、受光スポットが受光素子２１の受光
面上で−Δｘだけ移動したとする。Ｌ≫ΔＬであるか
ら、次式が成立する。−Δｘ≒ΔＬ・Ｓ・ＢＬ／Ｌ2 受光素子２１として同特性の２個のフォトダイオード２
１1 ，２１2 を一直線上に配列したものを用い、かつ物
体３までの距離が変化したときに受光スポットが移動す
る方向に両フォトダイオード２１1 ，２１2 を配列し、
受光スポットが受光面の中心に形成されているときに両
フォトダイオード２１1 ，２１2 の出力電流が等しくな
るとすれば、受光スポットが−Δｘだけ移動すると移動
分に応じて両フォトダイオード２１1 ，２１2 の出力電
流に差が生じる。つまり、両出力電流の差を求めると基
準の距離Ｌから物体３が移動した距離ΔＬを求めること
ができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光ビ
ームを物体に照射する投光手段と、光ビームの照射によ
り物体に形成された投光スポットの像である受光スポッ
トを受光素子の受光面に集光させ受光面上での受光スポ
ットの位置に応じた出力を発生する受光手段と、受光手
段の出力に基づいて物体までの距離が所定の距離範囲内
か否かを判定する信号処理手段とを備え、投光手段は複
数本の光ビームを択一的に形成するビーム切換手段を有
し、受光手段は各光ビームにより物体に形成される複数
の投光スポットが視野内に入るように配置され、信号処
理手段はビーム切換手段により形成された各光ビームご
とに物体までの距離を判定するものである。この構成に
よれば、投光手段が複数本の光ビームを形成し、信号処
理手段では各光ビームごとに物体までの距離を判定する
から、複数の距離を測定しながらも共通部分が多くな
り、結果的に複数台の光センサを設ける場合に比較する
と簡単な構成になり低コストになる。
ームを物体に照射する投光手段と、光ビームの照射によ
り物体に形成された投光スポットの像である受光スポッ
トを受光素子の受光面に集光させ受光面上での受光スポ
ットの位置に応じた出力を発生する受光手段と、受光手
段の出力に基づいて物体までの距離が所定の距離範囲内
か否かを判定する信号処理手段とを備え、投光手段は複
数本の光ビームを択一的に形成するビーム切換手段を有
し、受光手段は各光ビームにより物体に形成される複数
の投光スポットが視野内に入るように配置され、信号処
理手段はビーム切換手段により形成された各光ビームご
とに物体までの距離を判定するものである。この構成に
よれば、投光手段が複数本の光ビームを形成し、信号処
理手段では各光ビームごとに物体までの距離を判定する
から、複数の距離を測定しながらも共通部分が多くな
り、結果的に複数台の光センサを設ける場合に比較する
と簡単な構成になり低コストになる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】請求項８の発明は、光ビームを物体に照射
する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成され
た投光スポットの像である受光スポットを受光素子の受
光面に集光させ受光面上での受光スポットの位置に応じ
た出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づい
て物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定する
信号処理手段とを備え、受光手段は、３個以上のフォト
ダイオードを一直線上に密接させて配列した受光素子
と、隣接する各一対のフォトダイオードの出力を択一的
に選択する信号切換手段とを備え、信号処理手段は選択
された各一対のフォトダイオードごとに物体までの距離
を判定するものである。この構成によれば、１本の光ビ
ームで複数の物体の距離の測定が可能になり、また１個
のフォトダイオードの寸法が同じであるとすればフォト
ダイオードの個数分だけ物体までの距離の測定範囲を広
げることができる。
する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成され
た投光スポットの像である受光スポットを受光素子の受
光面に集光させ受光面上での受光スポットの位置に応じ
た出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づい
て物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定する
信号処理手段とを備え、受光手段は、３個以上のフォト
ダイオードを一直線上に密接させて配列した受光素子
と、隣接する各一対のフォトダイオードの出力を択一的
に選択する信号切換手段とを備え、信号処理手段は選択
された各一対のフォトダイオードごとに物体までの距離
を判定するものである。この構成によれば、１本の光ビ
ームで複数の物体の距離の測定が可能になり、また１個
のフォトダイオードの寸法が同じであるとすればフォト
ダイオードの個数分だけ物体までの距離の測定範囲を広
げることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】ビーム切換回路１５は各投光素子１１ａ，
１１ｂを択一的に発光させるようにスイッチ要素ＳＷ
ａ，ＳＷｂのオンオフを制御するから、各投光素子１１
ａ，１１ｂが発光する期間においては従来構成と同様の
動作であって、基線長の異なる光学系を２個設けたこと
になる。つまり、投光側の光学系のみを２系統設け、か
つ各系統ごとに異なるタイミングで投光素子１１ａ，１
１ｂを発光させるようにスイッチ要素ＳＷａ，ＳＷｂと
ビーム切換回路１５とを設けているのであり、従来構成
を２組設ける場合に比較すると部品点数の増加を抑制し
ながらも、距離の異なる２個の物体３ａ，３ｂを検出す
ることが可能になる。ここに、受光素子２１の出力を処
理する信号処理手段としての信号処理回路３０は図１４
に示した従来構成と同様である。つまり、信号処理回路
３０は、電流電圧変換器３１ａ，３１ｂ、引算器３２、
比較器３３、出力制御回路３４により構成される。ま
た、ビーム切換回路１５と出力制御回路３４とには、発
振回路１３の出力に基づいて生成したタイミング信号、
もしくは外部から与えられるタイミング信号を入力し、
各投光素子１１ａ，１１ｂの発光タイミングに従続した
形で出力制御回路３４の出力を取り出すようにする。つ
まり、光ビームごとに物体３ａ，３ｂの距離が判定され
ることになる。
１１ｂを択一的に発光させるようにスイッチ要素ＳＷ
ａ，ＳＷｂのオンオフを制御するから、各投光素子１１
ａ，１１ｂが発光する期間においては従来構成と同様の
動作であって、基線長の異なる光学系を２個設けたこと
になる。つまり、投光側の光学系のみを２系統設け、か
つ各系統ごとに異なるタイミングで投光素子１１ａ，１
１ｂを発光させるようにスイッチ要素ＳＷａ，ＳＷｂと
ビーム切換回路１５とを設けているのであり、従来構成
を２組設ける場合に比較すると部品点数の増加を抑制し
ながらも、距離の異なる２個の物体３ａ，３ｂを検出す
ることが可能になる。ここに、受光素子２１の出力を処
理する信号処理手段としての信号処理回路３０は図１４
に示した従来構成と同様である。つまり、信号処理回路
３０は、電流電圧変換器３１ａ，３１ｂ、引算器３２、
比較器３３、出力制御回路３４により構成される。ま
た、ビーム切換回路１５と出力制御回路３４とには、発
振回路１３の出力に基づいて生成したタイミング信号、
もしくは外部から与えられるタイミング信号を入力し、
各投光素子１１ａ，１１ｂの発光タイミングに従続した
形で出力制御回路３４の出力を取り出すようにする。つ
まり、光ビームごとに物体３ａ，３ｂの距離が判定され
ることになる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】上述した光学系では、投光レンズ１２と受
光レンズ２２との少なくとも一方の光軸上で物体３ａ，
３ｂまでの距離を測定しているが、図３に示すように、
どちらの光軸上でもない物体３ａ，３ｂまでの距離を測
定してもよい。投光素子１１ａ，１１ｂおよび投光レン
ズ１２ａ，１２ｂにより形成される２本の光ビームも平
行である必要はない。また、閾値Ｖｔｈの設定に関して
は安定化した直流電圧を複数の抵抗により分圧し、各抵
抗のうちの少なくとも１つに可変抵抗器を用いると適宜
に設定することができる。さらに、投光素子１１ａ，１
１ｂおよび投光レンズ１２ａ，１２ｂについては２組だ
けではなく、３組以上設けてもよい。比較器３３におけ
る出力の関係は、従来構成では遠距離側でＨレベル、近
距離側でＬレベルとしており、本実施形態でも同様に設
定すればよいが、この関係は逆であってもよい。また、
各組ごとに関係を異ならせてもよい。
光レンズ２２との少なくとも一方の光軸上で物体３ａ，
３ｂまでの距離を測定しているが、図３に示すように、
どちらの光軸上でもない物体３ａ，３ｂまでの距離を測
定してもよい。投光素子１１ａ，１１ｂおよび投光レン
ズ１２ａ，１２ｂにより形成される２本の光ビームも平
行である必要はない。また、閾値Ｖｔｈの設定に関して
は安定化した直流電圧を複数の抵抗により分圧し、各抵
抗のうちの少なくとも１つに可変抵抗器を用いると適宜
に設定することができる。さらに、投光素子１１ａ，１
１ｂおよび投光レンズ１２ａ，１２ｂについては２組だ
けではなく、３組以上設けてもよい。比較器３３におけ
る出力の関係は、従来構成では遠距離側でＨレベル、近
距離側でＬレベルとしており、本実施形態でも同様に設
定すればよいが、この関係は逆であってもよい。また、
各組ごとに関係を異ならせてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】図５には投光レンズ１２の光軸が投光素子
１１の投光面に直交するとともに、その光軸上での物体
３ａ，３ｂまでの距離を求めるものを示しているが、図
６、図７に示すように、投光レンズ１２の光軸は投光素
子１１の投光面に必ずしも直交していなくてもよい。他
の構成および動作は実施形態１、２と同様である。 （実施形態４）本実施形態は、図８に示すように、図１
に示した実施形態１の構成において、投光素子１１ａお
よび投光レンズ１２ａにより形成された光ビームをミラ
ー２３により偏向したものであり、偏向された光ビーム
により物体３ａに形成された投光スポットを受光レンズ
２２を通して受光素子２１に集光させるために、受光レ
ンズ２２の光軸上にはハーフミラー２４を配置してあ
る。投光素子１１ｂおよび投光レンズ１２ｂにより形成
された光ビームにより物体３ｂに形成された投光スポッ
トは、ハーフミラー２４を通して受光素子２１の受光面
に集光される。すなわち、図１に示した実施形態１の構
成では２本の光ビームが平行であるから物体３ａ，３ｂ
の位置によっては検出することができない場合がある
が、本実施形態ではミラー２３を設けて光ビームを偏向
し、さらにハーフミラー２４を設けて受光素子２１の視
野内に投光スポットを位置させるから、光ビームの上に
物体３ａ，３ｂが存在しない場合でもミラー２３を用い
て物体３ａ，３ｂに光ビームを照射することが可能にな
るのである。
１１の投光面に直交するとともに、その光軸上での物体
３ａ，３ｂまでの距離を求めるものを示しているが、図
６、図７に示すように、投光レンズ１２の光軸は投光素
子１１の投光面に必ずしも直交していなくてもよい。他
の構成および動作は実施形態１、２と同様である。 （実施形態４）本実施形態は、図８に示すように、図１
に示した実施形態１の構成において、投光素子１１ａお
よび投光レンズ１２ａにより形成された光ビームをミラ
ー２３により偏向したものであり、偏向された光ビーム
により物体３ａに形成された投光スポットを受光レンズ
２２を通して受光素子２１に集光させるために、受光レ
ンズ２２の光軸上にはハーフミラー２４を配置してあ
る。投光素子１１ｂおよび投光レンズ１２ｂにより形成
された光ビームにより物体３ｂに形成された投光スポッ
トは、ハーフミラー２４を通して受光素子２１の受光面
に集光される。すなわち、図１に示した実施形態１の構
成では２本の光ビームが平行であるから物体３ａ，３ｂ
の位置によっては検出することができない場合がある
が、本実施形態ではミラー２３を設けて光ビームを偏向
し、さらにハーフミラー２４を設けて受光素子２１の視
野内に投光スポットを位置させるから、光ビームの上に
物体３ａ，３ｂが存在しない場合でもミラー２３を用い
て物体３ａ，３ｂに光ビームを照射することが可能にな
るのである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】
【発明の効果】請求項１の発明は、光ビームを物体に照
射する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成さ
れた投光スポットの像である受光スポットを受光素子の
受光面に集光させ受光面上での受光スポットの位置に応
じた出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づ
いて物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定す
る信号処理手段とを備え、投光手段は複数本の光ビーム
を択一的に形成するビーム切換手段を有し、受光手段は
各光ビームにより物体に形成される複数の投光スポット
が視野内に入るように配置され、信号処理手段はビーム
切換手段により形成された各光ビームごとに物体までの
距離を判定するものであり、投光手段が複数本の光ビー
ムを形成し、信号処理手段では各光ビームごとに物体ま
での距離を判定するから、複数の距離を測定しながらも
共通部分が多くなり、結果的に複数台の光センサを設け
る場合に比較すると簡単な構成になり低コストになると
いう利点がある。
射する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成さ
れた投光スポットの像である受光スポットを受光素子の
受光面に集光させ受光面上での受光スポットの位置に応
じた出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づ
いて物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定す
る信号処理手段とを備え、投光手段は複数本の光ビーム
を択一的に形成するビーム切換手段を有し、受光手段は
各光ビームにより物体に形成される複数の投光スポット
が視野内に入るように配置され、信号処理手段はビーム
切換手段により形成された各光ビームごとに物体までの
距離を判定するものであり、投光手段が複数本の光ビー
ムを形成し、信号処理手段では各光ビームごとに物体ま
での距離を判定するから、複数の距離を測定しながらも
共通部分が多くなり、結果的に複数台の光センサを設け
る場合に比較すると簡単な構成になり低コストになると
いう利点がある。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３５】請求項８の発明は、光ビームを物体に照射
する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成され
た投光スポットの像である受光スポットを受光素子の受
光面に集光させ受光面上での受光スポットの位置に応じ
た出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づい
て物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定する
信号処理手段とを備え、受光手段は、３個以上のフォト
ダイオードを一直線上に密接させて配列した受光素子
と、隣接する各一対のフォトダイオードの出力を択一的
に選択する信号切換手段とを備え、信号処理手段は選択
された各一対のフォトダイオードごとに物体までの距離
を判定するものであり、１本の光ビームで複数の物体の
距離の測定が可能になり、また１個のフォトダイオード
の寸法が同じであるとすればフォトダイオードの個数分
だけ物体までの距離の測定範囲を広げることができると
いう利点がある。
する投光手段と、光ビームの照射により物体に形成され
た投光スポットの像である受光スポットを受光素子の受
光面に集光させ受光面上での受光スポットの位置に応じ
た出力を発生する受光手段と、受光手段の出力に基づい
て物体までの距離が所定の距離範囲内か否かを判定する
信号処理手段とを備え、受光手段は、３個以上のフォト
ダイオードを一直線上に密接させて配列した受光素子
と、隣接する各一対のフォトダイオードの出力を択一的
に選択する信号切換手段とを備え、信号処理手段は選択
された各一対のフォトダイオードごとに物体までの距離
を判定するものであり、１本の光ビームで複数の物体の
距離の測定が可能になり、また１個のフォトダイオード
の寸法が同じであるとすればフォトダイオードの個数分
だけ物体までの距離の測定範囲を広げることができると
いう利点がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 充 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 光ビームを物体に照射する投光手段と、
光ビームの照射により物体に形成された投光スポットの
像である受光スポットを受光素子の受光面に結像させ受
光面上での受光スポットの位置に応じた出力を発生する
受光手段と、受光手段の出力に基づいて物体までの距離
が所定の距離範囲内か否かを判定する信号処理手段とを
備え、投光手段は複数本の光ビームを択一的に形成する
ビーム切換手段を有し、受光手段は各光ビームにより物
体に形成される複数の投光スポットが視野内に入るよう
に配置され、信号処理手段はビーム切換手段により形成
された各光ビームごとに物体までの距離を判定すること
を特徴とする測距型光センサ。 - 【請求項２】 受光手段は、受光面の両端間の位置に応
じて出力値の大小が相反する２出力を発生し、信号処理
手段は両出力値の差を閾値と比較することにより物体ま
での距離が規定の距離範囲内か否かを判断することを特
徴とする請求項１記載の測距型光センサ。 - 【請求項３】 受光手段は、受光面の両端間の位置に応
じて出力値の大小が相反する２出力を発生し、信号処理
手段は両出力値の対数の差を閾値と比較することにより
物体までの距離が規定の距離範囲内か否かを判断するこ
とを特徴とする請求項１記載の測距型光センサ。 - 【請求項４】 光ビームは複数本が互いに平行になるよ
うに形成されることを特徴とする請求項２または請求項
３記載の測距型光センサ。 - 【請求項５】 投光手段の光軸上で物体までの距離を測
定することを特徴とする請求項４記載の測距型光セン
サ。 - 【請求項６】 受光手段の光軸上で物体までの距離を測
定することを特徴とする請求項４記載の測距型光セン
サ。 - 【請求項７】 少なくとも１本の光ビームを偏向するミ
ラーと、受光手段の視野内に配置されていてミラーで偏
向されていない光ビームにより物体に形成された投光ス
ポットを透過させミラーで偏向された光ビームにより物
体に形成された投光スポットを反射させるハーフミラー
とを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６記
載の測距型光センサ。 - 【請求項８】 光ビームを物体に照射する投光手段と、
光ビームの照射により物体に形成された投光スポットの
像である受光スポットを受光素子の受光面に結像させ受
光面上での受光スポットの位置に応じた出力を発生する
受光手段と、受光手段の出力に基づいて物体までの距離
が所定の距離範囲内か否かを判定する信号処理手段とを
備え、受光手段は、３個以上のフォトダイオードを一直
線上に密接させて配列した受光素子と、隣接する各一対
のフォトダイオードの出力を択一的に選択する信号切換
手段とを備え、信号処理手段は選択された各一対のフォ
トダイオードごとに物体までの距離を判定することを特
徴とする測距型光センサ。 - 【請求項９】 信号処理手段は選択された各一対のフォ
トダイオードの出力値の差を閾値と比較することにより
物体までの距離が規定の距離範囲内か否かを判断するこ
とを特徴とする請求項８記載の測距型光センサ。 - 【請求項１０】 信号処理手段は選択された各一対のフ
ォトダイオードの出力値の対数の差を閾値と比較するこ
とにより物体までの距離が規定の距離範囲内か否かを判
断することを特徴とする請求項８記載の測距型光セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18997597A JP3752788B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 測距型光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18997597A JP3752788B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 測距型光センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1137751A true JPH1137751A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3752788B2 JP3752788B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=16250315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18997597A Expired - Fee Related JP3752788B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 測距型光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3752788B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003204077A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 反射型光電センサ |
| JP2006226855A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Keyence Corp | アンプ部分離型光電センサー |
| JP2011107019A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Yamatake Corp | 光電センサ |
-
1997
- 1997-07-15 JP JP18997597A patent/JP3752788B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003204077A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 反射型光電センサ |
| JP2006226855A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Keyence Corp | アンプ部分離型光電センサー |
| JP2011107019A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Yamatake Corp | 光電センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3752788B2 (ja) | 2006-03-08 |
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