JPH1163973A

JPH1163973A - 測距モジュール

Info

Publication number: JPH1163973A
Application number: JP21755297A
Authority: JP
Inventors: Izumi Adachi; 泉安達; Yoshitaka Terada; 由孝寺田; Akira Kurahashi; 明倉橋; Toshihiko Tomita; 俊彦富田
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】距離検出が困難な至近距離の被測定物体の存
否を確認可能で、小型の測距モジュールを提供する。【解決手段】本発明の測距モジュールは、ＰＳＤ１と
発光素子２、３を備えており、発光素子２の投射光は、
その前面に配置された投光レンズ５により小径のスポッ
ト光に調整されて被測定物体に照射される。一方、発光
素子３の投射光は、広角度の拡散光としてモジュール近
接領域に照射される。それぞれの投射光の被測定物体か
らの反射光は、受光レンズ４と干渉フィルター６を介し
てＰＳＤ１に入射される。遠距離の被測定物体について
は、発光素子２を用いた三角測量方式により距離測定を
行い、近距離の被測定物体については、発光素子３を用
いた反射光量検知方式により物体の存否を検出すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体位置検出器
を利用した光による測距モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体位置検出器（Position Sensitive
Photodetector；ＰＳＤ）は、ホトダイオードを応用し
た入射スポット光の受光位置を検出するセンサである。
その基本的な構造を図６に示す。

【０００３】このＰＳＤ４０１は、ｎ⁺型半導体基板４
０４上に、ｎ型半導体層４０３、ｐ型半導体層４０２を
有し、ｐ型半導体層４０２上に、所定距離Ｃだけ離して
電極４０５、４０６が設けられている。ｎ型半導体層４
０３には、ｎ⁺型半導体基板４０４を介して所定のバイ
アス電圧が印加されている。ｐ型半導体層４０２の受光
面の一方の電極４０６から所定距離ｘ離れた位置に光ｈ
νが入射すると、発生した光電流は、分岐されて両電極
４０５、４０６から電流Ｉ_A、Ｉ_Bとして取り出される。
取り出された光電流の比は、およそ光の入射位置と電極
４０５、４０６それぞれとの距離の逆数の比となる。ま
た、電流Ｉ_A、Ｉ_Bの和は、入射光ｈνの光量に比例して
いる。したがって、各電流の比から光の入射位置を算出
することができる。

【０００４】ＰＳＤは、この位置検出特性を利用して光
により物体との距離を検出する測距センサーに広く利用
されている。こうした測距センサーの基本的原理を図７
を用いて説明する。

【０００５】発光素子４１ａから投射された光は、投光
レンズ４３を介して、被測定物体４５の表面に到達して
反射され、反射光の一部が受光レンズ４４を介してＰＳ
Ｄ４２の受光面４２ａの受光位置ＳＰに入射される。こ
のとき、受光レンズ４４と受光面４２ａの距離をｆ、受
光レンズ４４と投光レンズ４３の光軸の距離（基線長）
をＢ、受光位置ＳＰの受光レンズ４４の光軸中心からの
距離をｘ₁とすると、物体４５表面と受光レンズ４４の
距離Ｌは、以下の式で表される。Ｌ＝Ｂｆ／ｘ₁ 前述したように、ＰＳＤ４２の両電極４２ｂ、４２ｃか
らの出力Ｉ_A、Ｉ_Bより、光の入射位置ＳＰを求めること
ができるので、これを基にして被測定物体４５との距離
Ｌを求ることができる。

【０００６】しかしながら、この種の装置では、近距離
の測定を行う場合に、限界があった。図７より明らかな
ように、被測定物体４５とＰＳＤ４２の距離が近い、つ
まりＬが短い場合は、ｘ₁が大きくなり、Ｌがある距離
Ｌ_C以下になると、反射光は受光面４２ａの領域からそ
れてしまうので検出できなくなる。このＬ_Cは、以下の
式で表される。Ｌ_C＝Ｂｆ／（Ｃ−ｘ₀）ここで、ｘ₀は、受光レンズ４４の光軸中心とＰＳＤ４
２の発光素子４１ａ側電極４２ｃとの距離である。

【０００７】この結果、被測定物体が至近距離にある場
合に、電流出力が得られないために、物体が存在しな
い、あるいは無限遠に存在すると、誤判断することがあ
った。

【０００８】近距離の測距を可能にする技術として、特
開昭６２−２３５５１８号、特公平７−３８０４８号な
どに開示された技術がある。

【０００９】前者は、図８に示されるように、前述のＬ
_Cより遠い通常領域の検出を行うＰＳＤ１の発光素子の
反対側に前述のＬ_Cより近い近接領域の検出を行うＰＳ
Ｄ２を並べて配置したものである。

【００１０】また、後者は、図９に示されるように、遠
距離用発光素子ＬＥＤ１と近距離用発光素子ＬＥＤ２の
２種類の発光素子を基線長方向の異なる位置に配置し
て、それぞれを選択的に発光させ、ＰＳＤの出力をそれ
ぞれに応じて補正することにより、近距離側の測定を可
能としたものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
装置では、ＰＳＤの設置スペースやコストの面からＰＳ
Ｄの受光面積長さが制限されるので、近距離側を十分に
測定することは困難である。また、近距離の測定物から
の反射スポット光の光量が強すぎてＰＳＤの出力が飽和
して正確な測距が行えないという問題があった。これを
克服するためにＬＥＤの出力を低下させると、遠距離側
の測距が十分にできなくなってしまう。

【００１２】また、いずれの装置においても、近距離側
の距離制限が短縮するだけであり、約２０ｃｍ以内の至
近距離からゼロ距離までに被測定物体がある場合は、測
距不能であり、被測定物体の存在自体を確認することが
できなかった。

【００１３】以上の問題点に鑑みて、本発明は、距離検
出が困難な至近距離の被測定物体の存否を確認可能で、
小型の測距モジュールを提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の測距モジュール
は、光を被測定物体に投射して、被測定物体との距離を
測定する測距モジュールであって、(1)被測定物体表面
に向けて小径のスポット光を照射する第１の発光素子
と、(2)近接域の広い角度範囲に対して光を照射する第
２の発光素子と、(3)第１の発光素子の光路上に配置さ
れた投光レンズと、(4)第１の発光素子の光軸と垂直に
配置される受光面を有し、各発光素子の照射光の被測定
物体表面からの反射光を受光し、その光量に応じた電気
信号を発生するとともに、入射光の受光面上での入射位
置に応じた電気信号をあわせて出力する半導体位置検出
素子と、(5)半導体位置検出素子と被測定物体の間に配
置され、被測定物体の反射光を半導体位置検出素子の受
光面に集光する受光レンズと、(6)第１及び第２の発光
素子の発光動作を切り替え制御するとともに、第１の発
光素子の発光時には、半導体位置検出素子の受光面での
入射光の入射位置に応じた出力電気信号に基づいて、三
角測量方式により被測定物体までの距離を算出し、第２
の発光素子の発光時には、半導体位置検出素子の受光面
への受光光量に応じた出力電気信号に基づいて、反射光
量検知方式により所定距離内における被測定物体の存否
を検出する演算回路と、を備えることを特徴とする。

【００１５】これによれば、第１の発光素子から投射さ
れた光は、投光レンズを経て被測定物体に照射され、そ
の反射光が受光レンズを経て、半導体位置検出素子の受
光面に入射される。第１の発光素子から投射される光は
小径のスポット光であるので、半導体位置検出素子に入
射する光もスポット光となる。したがって、半導体位置
検出素子からは、その受光位置を示す電気信号が出力さ
れる。前述したように、被測定物体の位置に応じて半導
体位置検出素子の対応する受光面位置に反射光が入射す
る。したがって、この電気信号から半導体位置検出素子
の受光面の反射光受光位置を求め、これをもとにして、
三角測量方式により、被測定物体までの距離を算出する
ことができる。

【００１６】また、第２の発光素子からは、被測定物体
に広角度で光が照射されている。このため、被測定物体
が近距離にある場合には、被測定物体からの反射光の一
部が受光レンズを経て半導体位置検出器に入射すること
になる。この場合、半導体位置検出器の受光面の広い範
囲に反射光が入射するため、受光位置に応じた電気信号
を利用することは困難だが、受光面への入射光量に応じ
た電気信号が発生する。一方、被測定物体が存在しない
とき、あるいは被測定物体が遠距離にあるときには、第
２の発光素子からの反射光が存在しないか、半導体位置
検出器に到達する反射光量は微弱なものとなるので、入
射光量に応じた電気信号は微弱なものとなる。したがっ
て、この電気信号の強弱により、つまり、被測定物体の
表面での反射光量を検知することにより至近距離域での
被測定物体の存否を判別することができる。

【００１７】また、演算回路は、第１及び第２の発光素
子を所定の間隔で交互にパルス点灯させる制御を行うも
のでもよい。

【００１８】これによれば、演算回路による演算処理が
容易である。

【００１９】あるいは、第１及び／または第２の発光素
子の近傍に対応する発光素子の発光量を検出するモニタ
ー素子をさらに備え、演算回路は、モニター素子からの
出力が所定以上の場合のみに被測定物体までの距離算出
あるいは被測定物体の存否検出を行うものでもよい。

【００２０】これによれば、第１または第２の発光素子
のいずれかあるいは両方が点灯しないかあるいは光量が
著しく劣化した場合には、対応するモニター素子からの
出力が低下する。これらの場合には、被測定物体が存在
していても被測定物体に対する投射光が十分ではなく、
精度の高い測定ができないが、本発明によれば、このよ
うな場合には、発光素子側の不調と判定することによ
り、誤った測定を回避できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、説明を簡略化するた
め、各図面において同一の要素に対しては、可能な限
り、同一の参照番号を使用した。なお、図面中の寸法
は、必ずしも実際の寸法とは一致しない。

【００２２】図１は、本発明の第１の実施形態の概略図
であり、同図(a)が正面図、(b)、(c)はそれぞれそのＡ
−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。

【００２３】本実施形態の装置は、受光位置検出可能な
ＰＳＤからなる受光素子１と、被測定物にスポット光を
投光する第１の発光素子２と、被測定物に拡散光を投光
する第２の発光素子３を備える。受光素子１と、第１の
発光素子２は、それぞれホルダー７、８に収容され、こ
れらのホルダー７、８は、上部ケース９Ａに所定距離間
隔をおいて固定されている。ここで、第１の発光素子２
の前面には、投射光のスポット径を絞りこむ投光レンズ
５がホルダー８に固定されている。一方、受光素子１の
前面には、外乱光をカットする干渉フィルター６と、さ
らにその前面に被測定物からの反射光を受光素子１の受
光面に集束させる受光レンズ４が配置され、それぞれホ
ルダー７に固定されている。このとき、受光レンズ４と
投光レンズ５の光軸が平行になり、受光素子１と第１の
発光素子２の前面がこれらの光軸と垂直になるよう調整
する必要がある。

【００２４】また、上部ケース１のレンズ４、５面と反
対の面には、受光素子１、発光素子２、３に電気的に接
続された電子回路が搭載された組立基板１０が配置され
ている。この組立基板１０には、例えば、信号処理ＩＣ
１１が搭載され、受光素子１、発光素子２、３の制御及
び出力信号の演算処理を行う。この組立基板１０を挟み
こむようにして下部ケース９Ｂが上部ケース９Ａと接着
等により固定されて、ケース９を構成し、内部部品を密
封している。この下部ケース９Ｂを貫通するケーブル１
２により、組立基板１０の電子回路から取り出された出
力信号は、ケーブル１２の他端に取り付けられたコネク
タ１３を介して、外部の処理装置（図示していない）に
伝送される。

【００２５】ここで、第１の発光素子２は、被測定物に
小径のスポット光を、第２の発光素子３は、広角度（例
えば±４０°）の拡散光をそれぞれ投影する必要がある
が、それぞれの素子は別種のものでなくてもよく、拡散
光を照射するＬＥＤを共通して用い、第１の発光素子２
として用いる場合は、投光レンズ５の位置や焦点距離を
調整して、投光レンズ５からの出射光をスポット光に調
整すればよい。

【００２６】次に、この実施形態の動作原理を図２を用
いて説明する。

【００２７】発光素子２、３には、それぞれ投光用のＬ
ＥＤ２Ａ、３Ａとこれらの点灯状況を監視するモニター
受光素子２Ｂ、３Ｂが設けられている。これらのＬＥＤ
２Ａ、３Ａは一方のみが点灯するように制御される。

【００２８】まず、遠距離側の測定について説明する。
遠距離側の距離測定は、三角測量方式による。つまり、
前述したように、ＬＥＤ２Ａから出射した光は、投光レ
ンズ５により小径のスポット光に集光されて、被測定物
１５に照射される。このスポット光の径は、投光レンズ
５から７０ｃｍの距離で約４ｃｍである。被測定物１５
に照射された光は、表面で一般に乱反射され、その一部
が集光レンズ４を経て、干渉フィルター６を経由して、
受光素子１のＰＳＤの受光面１Ａに到達し、光電流を発
生させ、受光素子１の両電極１Ｂ、１Ｃからその位置に
応じた電流が出力される。このとき、前述したように、
受光レンズ４と受光面１Ａの距離をｆ、基線長をＢ、受
光位置の受光レンズ４の光軸中心からの距離をｘ₁とす
ると、物体１５表面と受光レンズ４の距離Ｌは、再掲す
る以下の式で表される。Ｌ＝Ｂｆ／ｘ₁ ＰＳＤは、受光面上の入射位置ｘ₁を両電極の出力Ｉ_A、
Ｉ_Bから判定できるから、それをもとに被測定物体１５
までの距離を求めることができる。

【００２９】しかし、この三角測量方式では、至近距離
に被測定物体１５”が存在するときは、ｘ₁が大きくな
り、受光素子１の受光面１Ａからはみ出してしまうの
で、距離検出が不能となる。距離測定の限界となる位置
が被測定物体１５’の位置、Ｌ_cである。本実施形態で
は、このＬ_cは約２０ｃｍである。

【００３０】このＬ_c以内の至近距離に対しては、ＬＥ
Ｄ３Ａと、受光素子１を用いた反射光量方式による検出
が行われる。ここでは、至近距離に被測定物体１５”が
存在する場合を例に説明する。ＬＥＤ３Ａは、広角度
（例えば±４０°）の角度範囲で光を照射している。し
たがって、被測定物体１５”の広い範囲に光が照射され
ている。被測定物体１５”からのＬＥＤ３Ａからの投射
光の反射光には、前述のＬＥＤ２Ａからの投射光の反射
光に比べて受光レンズ４への入射角（いいかえれば、受
光レンズ４の光軸となす角度）が小さい成分が含まれる
ため、その一部が受光素子１の受光面１Ａに入射する。
このとき、受光面１Ａの比較的広い位置に光が入射する
ため、受光素子１の両電極１Ｂ、１Ｃから発生する電流
Ｉ_A、Ｉ_Bから一義的に受光位置を求めることは困難にな
るが、その和Ｉ_A＋Ｉ_Bは、受光面に入射した光の光量の
総和に応じたものとなる。被測定物体１５が近距離にあ
るほど、その反射特性が同一の場合は、受光面１Ａに入
射する光量が多くなるので、出力電流の和も大きくな
る。

【００３１】一方、ＬＥＤ３Ａは、広角度で光を照射し
ているので、被測定物体が遠距離にある場合には、その
反射光のうち、受光レンズ４を経て、受光面１Ａに入射
する光量は微弱なものとなり、出力電流の和も小さくな
る。さらに、被測定物体が所定の距離内に存在しない場
合は、ＬＥＤ３Ａの光が被測定物体に到達するまでに拡
散してしまうので、反射光を検出することはできなくな
る。これらの場合には、出力電流の総和Ｉ_A＋Ｉ_Bも発生
しないか、微弱なものとなる。したがって、測定対象と
なる被測定物体の反射特性をもとにして、被測定物体が
距離Ｌ_cにある時の反射光によって発生する電流強度以
下の値をしきい値として、それ以上の電流を検出したと
きに物体が存在すると判定するように設定することによ
り、距離Ｌ_c以内の至近距離にある物体の存否を確実に
判定することができる。

【００３２】なお、ＬＥＤ３Ａは、被測定物体が受光レ
ンズ４の直前に配置されている場合でも、ＬＥＤ３Ａか
らの投射光の被測定物体による反射光が受光素子１の受
光面内に入射するように受光素子１と近接して配置する
ことが好ましい。これにより、ゼロ距離から前述の距離
Ｌ_cまでの物体の存否を確認することができ、三角測量
方式のみを用いた場合に発生する至近距離に存在する物
体を見落とす問題点を克服できる。また、従来例のよう
にＰＳＤを位置検出方向に追加する必要がないので、装
置自体の大きさをコンパクトにすることができる。

【００３３】さらに、発光素子２、３には、モニター受
光素子２Ｂ、３Ｂを備えているので、それぞれ対応する
ＬＥＤ２Ａ、３Ａが点灯状況を監視して、点灯している
ときのみに距離検出あるいは存否確認をすれば、ＬＥＤ
２Ａ、３Ａの消灯による受光素子１に出力のない状態を
被測定物体が存在しない状態と誤判定することがなくな
り、測定の安定性が向上する。

【００３４】続いて、第２の実施形態について、図３を
参照して説明する。図３は、この第２の実施形態の概略
斜視図である。基本的な構成は図１、２に示される第１
の実施形態と同一であり、重複する部分についての説明
は省略する。この実施形態では、第１の発光素子２上
に、２つのＬＥＤ２Ａ、２Ｃがモニター受光素子２Ｂを
挟んで、第１の発光素子２と受光素子１の配列方向と直
交する方向に配列されている。さらに、受光素子１に
は、ＬＥＤ２Ａ、２Ｃと略対応する位置にそれぞれＰＳ
Ｄ１Ｄ、１Ｅが配置されている。この配置により、２チ
ャンネル測定が可能となっている。

【００３５】ここで、受光レンズ４と投光レンズ６に同
一の焦点距離ｆ値を有するレンズを用いている場合は、
ＬＥＤ２Ａ、２Ｃの間隔と、ＰＳＤ１Ｄ、１Ｅの間隔を
同一にする必要がある。それぞれのレンズのｆ値が異な
る場合は、ｆ値に合わせてＬＥＤ２Ａ、２Ｃの間隔と、
ＰＳＤ１Ｄ、１Ｅの間隔を調整する必要がある。これに
より、ＬＥＤ２Ａの投射光の被測定物体からの反射光が
ＰＳＤ１Ｄに入射し、ＬＥＤ２Ｃの投射光の被測定物体
からの反射光がＰＳＤ１Ｅにそれぞれ入射することとな
る。

【００３６】また、受光素子１、発光素子２、３はそれ
ぞれ信号処理用ＩＣ１１（図１参照）に接続されてい
る。このうちＰＳＤ１Ｄ、１Ｅにそれぞれ２つずつある
出力電極は、対応する側にある双方の電極がそれぞれ並
列接続されている。これにより、第１の実施形態の１チ
ャンネル測定に比べて、高精度で安定した測定が可能と
なる。

【００３７】次に、この信号処理用ＩＣ１１の構成、動
作を図４、５を用いて説明する。図４は、このＩＣ１１
のブロック図であり、図５は、この装置の動作タイミン
グを示す図である。

【００３８】まずタイミング発生回路２１は、外部から
供給されるパルスクロック信号ＣＬＫを分周することに
より、３つのＬＥＤ２Ａ、２Ｃ、３Ａのそれぞれの発光
を制御するドライブパルス信号ＬＥＤ１〜３を生成す
る。本実施形態では、図５に示されるように、ＣＬＫ信
号パルス１６個ごとにＬＥＤ１、２、３のそれぞれのパ
ルス信号を切り換えて出力している。また、タイミング
発生回路２１は、各ＬＥＤ信号のパルスの立ち上がり前
にサンプルホールド制御用のＳ／Ｈ＿Ａ信号をパルス出
力し、各ＬＥＤ信号のパルス信号の終了前に同じくサン
プルホールド制御用のＳ／Ｈ＿Ｂ信号をパルス出力し、
各ＬＥＤ信号終了後の所定時間後にサンプルホールド終
了を示すＶＡＬＩＤ信号を出力している。また、ＬＥＤ
１に対応したパルス信号をＳＹＮＣ信号として外部に出
力している。

【００３９】このドライブパルス信号ＬＥＤ１〜３によ
りドライブ回路２２は、ＬＥＤ２Ａ、２Ｃ、３Ａを時分
割的にパルス点灯させる。各ＬＥＤから発せられた光
は、被測定物１５によって反射されて、それぞれのＰＳ
Ｄ１Ｄ、１Ｅに入射して、光電流を生成する。それぞれ
のＰＳＤで発生した光電流は、その２つの電極から分流
されて出力されるが、それぞれのＰＳＤが並列接続され
ているので、対応する電極の出力電流の合成電流が後続
の回路に送られる。これらの合成後の光電流は、外乱光
によるノイズを含むパルス電流である。

【００４０】このノイズを含むパルス電流は、ＤＣフィ
ードバックや容量結合を用いて（図示していない）外乱
光によるノイズ成分を除去された後、電流−電圧変換器
２３、２４により電圧信号に変換されて、加算回路２
５、減算回路２６にそれぞれ転送される。

【００４１】こうして得られた加算出力信号と減算出力
信号は、後続のサンプルホールド回路２７〜３０に送ら
れる。それぞれのサンプルホールド回路のうち回路２
７、２９では、ＬＥＤのタイミング回路２１から送られ
てきたサンプルホールド制御信号Ｓ／Ｈ＿Ａに基づいて
ＬＥＤ発光直前の信号レベルが、回路２８、３０では、
サンプルホールド制御信号Ｓ／Ｈ＿Ｂに基づいてＬＥＤ
発光時の信号レベルがそれぞれ保持される。

【００４２】こうしてサンプルホールドされた信号レベ
ルは、ＶＡＬＩＤ信号がオンになると次段の減算回路３
１、３２に送られて、ＬＥＤ発光時とＬＥＤ発光直前と
の信号レベルの差がとられることにより、ノイズが除去
された加算信号出力Σ_out（Ｉ_A＋Ｉ_Bに相当）と、減算
信号出力Δ_out（Ｉ_A−Ｉ_Bに相当）が得られる。この信
号を基にして距離検出を行うことが可能である。

【００４３】一方、モニター素子２Ｂ、３Ｂの出力は、
電流−電圧変換器３３で電圧信号に変換された後、サン
プルホールド回路３４によりサンプルホールドされた
後、一定値の信号ＬＥＤ_monとして出力される。Ｖref信
号はＬＥＤ非点灯時の基準信号である。両者の差が所定
レベル以下であれば、ＬＥＤが点灯していないとみなせ
るので、エラー出力を生成することにより、誤作動を防
止することができる。

【００４４】上記のようにして得られた出力信号をその
まま処理してもよいし、デジタル信号に変換して処理し
てもよい。また、１周期ごとの出力を直接処理しても複
数周期の出力をもとにして演算処理してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
半導体位置検出器を利用した三角測量方式で被測定物体
の位置を検出する測距モジュールにおいて、三角測量方
式では距離検出が不可能な至近距離内の物体の存否を反
射光量検知方式により検知することができるので、至近
距離内に物体があるときに物体が存在しないと判断する
誤動作を防止できる。さらに、三角測量方式と反射光量
検知方式のセンサを同一の半導体位置検出器で兼用して
いるので装置が小型化できる。

【００４６】さらに、遠距離用の発光素子と、近距離用
の発光素子を交互にパルス点灯させることで、複雑な演
算処理が不要となり、確実な測定が可能となる。

【００４７】また、発光素子の発光量を検出するモニタ
ー素子をさらに備えることで、発光素子が点灯していな
い場合に、従来の装置においては測定不可能であるにも
かかわらず、無限遠あるいは物体の非存在として感知
し、誤動作するおそれがあったが、本装置ではこのよう
な場合に発光素子の不調を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の概略構成図である。

【図２】図１に係る実施形態の測定原理を示す説明図で
ある。

【図３】本発明の第２の実施形態の概略斜視図である。

【図４】図３の実施形態の信号処理用ＩＣのブロック図
である。

【図５】図４に係る信号処理用ＩＣの動作タイミング図
である。

【図６】半導体位置検出器の基本構成を示す図である。

【図７】半導体位置検出器を利用した測距センサの動作
原理を説明する図である。

【図８】従来の半導体位置検出器を利用した測距センサ
の一例を示す図である。

【図９】従来の半導体位置検出器を利用した測距センサ
の別の例を示す図である。

【符号の説明】

１…半導体位置検出器、２、３…発光素子、４…受光レ
ンズ、５…投光レンズ、６…干渉フィルター、７、８…
ホルダー、９…ケース、１０…組立基板、１１…信号処
理用ＩＣ、１２…ケーブル、１３…コネクタ、１５…被
測定物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者富田俊彦静岡県浜松市市野町1126番地の１浜松ホトニクス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を被測定物体に投射して、被測定物体
との距離を測定する測距モジュールにおいて、被測定物体表面に向けて小径のスポット光を照射する第
１の発光素子と、近接域の広い角度範囲に対して光を照射する第２の発光
素子と、前記第１の発光素子の光路上に配置された投光レンズ
と、前記第１の発光素子の光軸と垂直に配置される受光面を
有し、前記各発光素子の照射光の前記被測定物体表面か
らの反射光を受光し、その光量に応じた電気信号を発生
するとともに、入射光の受光面上での入射位置に応じた
電気信号をあわせて出力する半導体位置検出素子と、前記半導体位置検出素子と被測定物体の間に配置され、
被測定物体の反射光を前記半導体位置検出素子の受光面
に集光する受光レンズと、前記第１及び第２の発光素子の発光動作を切り替え制御
するとともに、前記第１の発光素子の発光時には、前記
半導体位置検出素子の受光面での入射光の入射位置に応
じた出力電気信号に基づいて、三角測量方式により被測
定物体までの距離を算出し、前記第２の発光素子の発光
時には、前記半導体位置検出素子の受光面への受光光量
に応じた出力電気信号に基づいて、反射光量検知方式に
より所定距離内における被測定物体の存否を検出する演
算回路と、を備える測距モジュール。
【請求項２】前記演算回路は、前記第１及び第２の発
光素子を所定の間隔で交互にパルス点灯させる制御を行
うことを特徴とする請求項１記載の測距モジュール。
【請求項３】前記第１及び／または第２の発光素子の
近傍に対応する発光素子の発光量を検出するモニター素
子をさらに備え、前記演算回路は、前記モニター素子か
らの出力が所定以上の場合のみに前記被測定物体までの
距離算出あるいは前記被測定物体の存否検出を行うこと
を特徴とする請求項１記載の測距モジュール。