JPS5979805A - 距離センサ - Google Patents
距離センサInfo
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- JPS5979805A JPS5979805A JP19155082A JP19155082A JPS5979805A JP S5979805 A JPS5979805 A JP S5979805A JP 19155082 A JP19155082 A JP 19155082A JP 19155082 A JP19155082 A JP 19155082A JP S5979805 A JPS5979805 A JP S5979805A
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- JP
- Japan
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- light
- radius
- distance
- lens
- condensing lens
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- Pending
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は距1唯センサに関するものである。
従来の距離センサは1.瀉1図に示すように、半導体レ
ーザー等の発光素子1と受光素子2とを非富に接近させ
て一体化し、この発光素子1および受光素子2を投光・
集光レンズ3の光軸上に位置させ、発光素子1からの平
行なスポット光を投光・集光レンズ3を通して対象4の
表面に照射し、対象4の表面からの反射光を投光・鳴光
レンズ3を通して受光素子2により受光し、受光素子2
の受光信号Vを受光信号増幅器5で増幅して補正回路6
に加えることにより距離信号を得るようになっている。
ーザー等の発光素子1と受光素子2とを非富に接近させ
て一体化し、この発光素子1および受光素子2を投光・
集光レンズ3の光軸上に位置させ、発光素子1からの平
行なスポット光を投光・集光レンズ3を通して対象4の
表面に照射し、対象4の表面からの反射光を投光・鳴光
レンズ3を通して受光素子2により受光し、受光素子2
の受光信号Vを受光信号増幅器5で増幅して補正回路6
に加えることにより距離信号を得るようになっている。
このような距離センサは、対象4からの反射光が受光素
子2上で焦点を結ぶときに受光信号Vが最大となり、対
象4の位置が変化して反射光の焦点が受光素子2の前後
どちらに移動しても、受光素子2の大きさが制限されて
いるため、受光信号Vが低下し、対象4の位置Xと受光
信号Vとは第2図に示すような関係をもって変化するこ
とになる。
子2上で焦点を結ぶときに受光信号Vが最大となり、対
象4の位置が変化して反射光の焦点が受光素子2の前後
どちらに移動しても、受光素子2の大きさが制限されて
いるため、受光信号Vが低下し、対象4の位置Xと受光
信号Vとは第2図に示すような関係をもって変化するこ
とになる。
上記距離センサによる対象4の距離測定は、投光・集光
レンズ3の中心から一定の距離(測定範囲の一端)の基
準面4′に対して発光素子1から光を照射し、゛基準面
4′からの反射光(実線矢印)を受光素子2で受光し、
発光素子1および受光素子2を投光・集光レンズ3の光
軸上で前後に微動させることによシ受光信号Vが最大と
なる位置(反射光の焦点)を見つけ、発光素子1および
受光素子2をこの位置からいずれか一方向に所定量(1
ΔX:ΔXは測定範囲を示す)だけ移動させて測定原点
(基準面から一定の距離にある点)xoにおける受光信
号V。を得、この受光信号V。を受光信号増幅器5を介
して補正回路6に入力してオフセットゲインを求めてお
き、対象4に発光素子1から光を照射し、その反射光(
破線矢印)を測定原点X。
レンズ3の中心から一定の距離(測定範囲の一端)の基
準面4′に対して発光素子1から光を照射し、゛基準面
4′からの反射光(実線矢印)を受光素子2で受光し、
発光素子1および受光素子2を投光・集光レンズ3の光
軸上で前後に微動させることによシ受光信号Vが最大と
なる位置(反射光の焦点)を見つけ、発光素子1および
受光素子2をこの位置からいずれか一方向に所定量(1
ΔX:ΔXは測定範囲を示す)だけ移動させて測定原点
(基準面から一定の距離にある点)xoにおける受光信
号V。を得、この受光信号V。を受光信号増幅器5を介
して補正回路6に入力してオフセットゲインを求めてお
き、対象4に発光素子1から光を照射し、その反射光(
破線矢印)を測定原点X。
における受光素子2からの受光信号Vを得、この受光信
号V。と受光信号V。との差を求めることにょシ行う。
号V。と受光信号V。との差を求めることにょシ行う。
しかし、このような距離センサは、光量の変化によって
対象4までの距離変化を求めているため、対象4の反射
光量が常に一定である必要があり、反射光量が変化した
場合には測定できなかった。
対象4までの距離変化を求めているため、対象4の反射
光量が常に一定である必要があり、反射光量が変化した
場合には測定できなかった。
また、反射光量に影響されるため、測定精度が低かった
。
。
したがって、この発明の目的は、対象の反射光量が変化
しても精度よく距離測定を行うことができる距離センサ
を提供することである。
しても精度よく距離測定を行うことができる距離センサ
を提供することである。
この発明の一実施例を第3図ないし第5図に基づいて説
明する。この距離センサは、第3図に示すように、−次
元型半導体装置検出器(51352:浜松テレビ株式会
社製)8の長手方向の一端部に半導体レーザー等の発光
素子7を同じ方向を向けて一体化し、投光・集光レンズ
9の光軸上に発光素子7を配置するとともに一次元型半
導体装置検出器8を受光面が光軸と直光するように配置
し、発光素子7からの平行なスポット光を投光・集光レ
ンズ9を通して対象100表面に照射し、対象10の表
面からの反射光を投光・集光レンズ9を通して一次元型
半導体装置検出器8で受光し、この−次元型半導体装置
検出器8の第1出力信号および第2出力信号を演算回路
11に加えて演算を行うことにより一次元型半導体装置
検出器8の受光面上に照射されるスポット光の径方向の
重心位置を示すスポット重心位置信号を得、距離演算回
路12においてスポット重心位置信号をもとにしてスポ
ット光の半径を求め、さらに幾何学的演算を行って距離
信号を得るようになっている。
明する。この距離センサは、第3図に示すように、−次
元型半導体装置検出器(51352:浜松テレビ株式会
社製)8の長手方向の一端部に半導体レーザー等の発光
素子7を同じ方向を向けて一体化し、投光・集光レンズ
9の光軸上に発光素子7を配置するとともに一次元型半
導体装置検出器8を受光面が光軸と直光するように配置
し、発光素子7からの平行なスポット光を投光・集光レ
ンズ9を通して対象100表面に照射し、対象10の表
面からの反射光を投光・集光レンズ9を通して一次元型
半導体装置検出器8で受光し、この−次元型半導体装置
検出器8の第1出力信号および第2出力信号を演算回路
11に加えて演算を行うことにより一次元型半導体装置
検出器8の受光面上に照射されるスポット光の径方向の
重心位置を示すスポット重心位置信号を得、距離演算回
路12においてスポット重心位置信号をもとにしてスポ
ット光の半径を求め、さらに幾何学的演算を行って距離
信号を得るようになっている。
演算回路11は、具体的には第4図に示すように、−次
元型半導体装置検出器8の第1出力信号および第2出力
信号(電流信号)を演算増幅器OPよ。
元型半導体装置検出器8の第1出力信号および第2出力
信号(電流信号)を演算増幅器OPよ。
OF2で電圧変換して出力I工e I2を得、出力I工
m I2をアナログ加算器にで加算して出力I工+I2
を得るとともに、出力■0.I2をアナログ減算器Gで
減算力I工+12を加算信号Pとして取出すとともに、
正取り出している。
m I2をアナログ加算器にで加算して出力I工+I2
を得るとともに、出力■0.I2をアナログ減算器Gで
減算力I工+12を加算信号Pとして取出すとともに、
正取り出している。
距離演算回路12は、演算回路11からのスポット重心
位置信号Pをもとにスポット光の半径rを求める。スポ
ット光の重心位置がわかればスポット光の半径はテーブ
ルにより簡単に求めることができる。すなわち、スポッ
ト光の径方向の光強度は例えば第5図に示すようにガウ
ス分布しており、スポット光の半径rに対してスポット
光の重心位置P′は一定の関係にあり、重心位置P′が
わかれば半径rは簡単に求められる。
位置信号Pをもとにスポット光の半径rを求める。スポ
ット光の重心位置がわかればスポット光の半径はテーブ
ルにより簡単に求めることができる。すなわち、スポッ
ト光の径方向の光強度は例えば第5図に示すようにガウ
ス分布しており、スポット光の半径rに対してスポット
光の重心位置P′は一定の関係にあり、重心位置P′が
わかれば半径rは簡単に求められる。
半径rにもとづいて投光・集光レンズ9の中心と対象1
0までの距rs、Lを求める演算はつぎのとおシである
。すなわち、−次元型半導体装置検出器8の置かれた場
所におけるスポット光の半径rと、投光・集光レンズの
半径Rと、投光・集光しンズ9の中心から一次元型半導
体装置検出器8までの距1111Aのデータを与えると
、反射光の投光・集光レンズ9による焦点と投光・集光
レンズ9の中心との距離aは A −r で求まる。したがって、対象10と投光・集光レンズ9
の中心との距離りは、投光・集光レンズ9の焦点距離を
fとすると 、(2+r で与えられる。ここで、C工およびC2は測定系によっ
て与えられる定数である。
0までの距rs、Lを求める演算はつぎのとおシである
。すなわち、−次元型半導体装置検出器8の置かれた場
所におけるスポット光の半径rと、投光・集光レンズの
半径Rと、投光・集光しンズ9の中心から一次元型半導
体装置検出器8までの距1111Aのデータを与えると
、反射光の投光・集光レンズ9による焦点と投光・集光
レンズ9の中心との距離aは A −r で求まる。したがって、対象10と投光・集光レンズ9
の中心との距離りは、投光・集光レンズ9の焦点距離を
fとすると 、(2+r で与えられる。ここで、C工およびC2は測定系によっ
て与えられる定数である。
このような距離センサは、対象10からの反射光が一次
元型半導体装置検出器8上で焦点を結ぶときにスポット
光の半径rが最小となり、反射光の焦点が一次元型半導
体装置検出器80前後どちらに移動しても、スポット光
の半径が大きくなる。
元型半導体装置検出器8上で焦点を結ぶときにスポット
光の半径rが最小となり、反射光の焦点が一次元型半導
体装置検出器80前後どちらに移動しても、スポット光
の半径が大きくなる。
したがって、上記距離センサによる対象10の距離測定
は、投光・集光レンズ9の中心から基準面10′に対し
て発光素子7から光を照射し、基準面10′からの反射
光(実線矢印)を−次元型半導体装置検出器8で受光し
、発光素子7および一次元型半導体装置検出器8を投光
・集光レンズ9の光〜上で前後に微動させることにより
加算1言号Pが最小となる点(反射光の焦点)を見つけ
、発光素子7および一次元型半導体装置検出器8をこの
点からいずれか一方向に所定量(測定範囲内で反射光が
一次元型半導体装置検出器8上に焦点゛を結ばないよう
にする友め)だけ移動させ、この点における投光・集光
レンズ9の中心から一次元型半導体装置検出器8までの
距MAを求め、対象10に発光素子7から光を照射し、
その反射光(破線矢印)を−次元型半導体装置、検出器
8に照射し、この−次元型半導体装置検出器8の第1出
力信号および第2出力信号を演算処理することによシス
ポット光の重心位置P′を求め、これをもとにスポット
光の半径rを求め、上記した幾何学的な互層演算を行う
と、投光・集光レンズ9の中心から対象10までの距@
Lを求めることができる。
は、投光・集光レンズ9の中心から基準面10′に対し
て発光素子7から光を照射し、基準面10′からの反射
光(実線矢印)を−次元型半導体装置検出器8で受光し
、発光素子7および一次元型半導体装置検出器8を投光
・集光レンズ9の光〜上で前後に微動させることにより
加算1言号Pが最小となる点(反射光の焦点)を見つけ
、発光素子7および一次元型半導体装置検出器8をこの
点からいずれか一方向に所定量(測定範囲内で反射光が
一次元型半導体装置検出器8上に焦点゛を結ばないよう
にする友め)だけ移動させ、この点における投光・集光
レンズ9の中心から一次元型半導体装置検出器8までの
距MAを求め、対象10に発光素子7から光を照射し、
その反射光(破線矢印)を−次元型半導体装置、検出器
8に照射し、この−次元型半導体装置検出器8の第1出
力信号および第2出力信号を演算処理することによシス
ポット光の重心位置P′を求め、これをもとにスポット
光の半径rを求め、上記した幾何学的な互層演算を行う
と、投光・集光レンズ9の中心から対象10までの距@
Lを求めることができる。
このように、この実施例は、幾何学的に距F@Lを求め
ているため、対象100反射率の変化に影響されること
がなく、簡単な構成で非接触で高精度でかつ高速で距離
測定を行うことができる。
ているため、対象100反射率の変化に影響されること
がなく、簡単な構成で非接触で高精度でかつ高速で距離
測定を行うことができる。
以上のように、この発明の距離センサは、投光・集光レ
ンズと、この投光・集光レンズの光軸上に設置されて平
行なスポット光を光軸に沿って前記投光・集光レンズの
向こう側の対象の表面に照射する発光素子と、この発光
素子を受光面の一端に固定し前記受光面が前記光軸と直
交して前記投光・集光レンズと対面し前記対象の表面か
らの反射光を受光する一次元型半導体装置検出器と、こ
の−次元型半導体装置検出器の第1出力信号および第2
出力信号をもとにスポット光の半径を算出するスポット
光半径算出手段と、このスポット光半径算出手段により
算出したスポット光の半径をもとに所定の演算を行う距
離演算手段とを備えているので、対象の反射率の変化に
影響されることなく精度良く距離測定を行うことができ
るという効果がある。
ンズと、この投光・集光レンズの光軸上に設置されて平
行なスポット光を光軸に沿って前記投光・集光レンズの
向こう側の対象の表面に照射する発光素子と、この発光
素子を受光面の一端に固定し前記受光面が前記光軸と直
交して前記投光・集光レンズと対面し前記対象の表面か
らの反射光を受光する一次元型半導体装置検出器と、こ
の−次元型半導体装置検出器の第1出力信号および第2
出力信号をもとにスポット光の半径を算出するスポット
光半径算出手段と、このスポット光半径算出手段により
算出したスポット光の半径をもとに所定の演算を行う距
離演算手段とを備えているので、対象の反射率の変化に
影響されることなく精度良く距離測定を行うことができ
るという効果がある。
第1図は従来の距離センサの構成図、第2図はその対象
の位置と受光素子出力との特性図、第3図はこの発明の
一実施例の構成図、第4図はその要部の具体的なブロッ
ク図、第5図はその動作説明図である。 7・・・発光素子、8・・・−次元型半導体装置検出器
、9・・・投光・集光レンズ、10・・・対象、11・
・・演算回路、12・・・距離演算回路
の位置と受光素子出力との特性図、第3図はこの発明の
一実施例の構成図、第4図はその要部の具体的なブロッ
ク図、第5図はその動作説明図である。 7・・・発光素子、8・・・−次元型半導体装置検出器
、9・・・投光・集光レンズ、10・・・対象、11・
・・演算回路、12・・・距離演算回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 投光・集光レンズと、この投光・集光レンズの光軸上に
配置されて平行なスポット光を光軸に沿って前記投光・
集光レンズの向こう側の対象の表面に照射する発光素子
と、この発光素子を受光面の一端に固定し”前記受光面
が前記光軸と直交して前記投光・集光レンズと対面し前
記対象の表面からの反射光を受光する一次元型半導体装
置検出器と、この−次元型半導体装置検出器の第1出力
信号および第2出力信号をもとにスーポット光の半径を
算出するスポット光半径算出手段と、このスポット光半
径算出手段によシ算出したスポット光の半径をもとに次
式の演算を行う距離演算手段とを備えた距離センサ。 友だし、L二 投光・集光レンズの中心と対象との距潴 f: 投光・集光レンズの焦点距離 R: 投光・集光レンズの半径 A: 投光・単光レンズの中心から一 次元型半導体装置検出器までの 距離 r: スポット光の半径
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19155082A JPS5979805A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 距離センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19155082A JPS5979805A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 距離センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979805A true JPS5979805A (ja) | 1984-05-09 |
Family
ID=16276536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19155082A Pending JPS5979805A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 距離センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5979805A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63153419A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-25 | Mitsutoyo Corp | 非接触変位計 |
| JP2016529473A (ja) * | 2013-06-13 | 2016-09-23 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 少なくとも1つの物体を光学的に検出する検出器 |
| US10353049B2 (en) | 2013-06-13 | 2019-07-16 | Basf Se | Detector for optically detecting an orientation of at least one object |
| US10412283B2 (en) | 2015-09-14 | 2019-09-10 | Trinamix Gmbh | Dual aperture 3D camera and method using differing aperture areas |
| US10775505B2 (en) | 2015-01-30 | 2020-09-15 | Trinamix Gmbh | Detector for an optical detection of at least one object |
| US10890491B2 (en) | 2016-10-25 | 2021-01-12 | Trinamix Gmbh | Optical detector for an optical detection |
| US10948567B2 (en) | 2016-11-17 | 2021-03-16 | Trinamix Gmbh | Detector for optically detecting at least one object |
| US10955936B2 (en) | 2015-07-17 | 2021-03-23 | Trinamix Gmbh | Detector for optically detecting at least one object |
| US11041718B2 (en) | 2014-07-08 | 2021-06-22 | Basf Se | Detector for determining a position of at least one object |
| US11125880B2 (en) | 2014-12-09 | 2021-09-21 | Basf Se | Optical detector |
| US11211513B2 (en) | 2016-07-29 | 2021-12-28 | Trinamix Gmbh | Optical sensor and detector for an optical detection |
| US11428787B2 (en) | 2016-10-25 | 2022-08-30 | Trinamix Gmbh | Detector for an optical detection of at least one object |
| US11860292B2 (en) | 2016-11-17 | 2024-01-02 | Trinamix Gmbh | Detector and methods for authenticating at least one object |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP19155082A patent/JPS5979805A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63153419A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-25 | Mitsutoyo Corp | 非接触変位計 |
| JP2016529473A (ja) * | 2013-06-13 | 2016-09-23 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 少なくとも1つの物体を光学的に検出する検出器 |
| US10353049B2 (en) | 2013-06-13 | 2019-07-16 | Basf Se | Detector for optically detecting an orientation of at least one object |
| US10823818B2 (en) | 2013-06-13 | 2020-11-03 | Basf Se | Detector for optically detecting at least one object |
| US10845459B2 (en) | 2013-06-13 | 2020-11-24 | Basf Se | Detector for optically detecting at least one object |
| US11041718B2 (en) | 2014-07-08 | 2021-06-22 | Basf Se | Detector for determining a position of at least one object |
| US11125880B2 (en) | 2014-12-09 | 2021-09-21 | Basf Se | Optical detector |
| US10775505B2 (en) | 2015-01-30 | 2020-09-15 | Trinamix Gmbh | Detector for an optical detection of at least one object |
| US10955936B2 (en) | 2015-07-17 | 2021-03-23 | Trinamix Gmbh | Detector for optically detecting at least one object |
| US10412283B2 (en) | 2015-09-14 | 2019-09-10 | Trinamix Gmbh | Dual aperture 3D camera and method using differing aperture areas |
| US11211513B2 (en) | 2016-07-29 | 2021-12-28 | Trinamix Gmbh | Optical sensor and detector for an optical detection |
| US10890491B2 (en) | 2016-10-25 | 2021-01-12 | Trinamix Gmbh | Optical detector for an optical detection |
| US11428787B2 (en) | 2016-10-25 | 2022-08-30 | Trinamix Gmbh | Detector for an optical detection of at least one object |
| US10948567B2 (en) | 2016-11-17 | 2021-03-16 | Trinamix Gmbh | Detector for optically detecting at least one object |
| US11415661B2 (en) | 2016-11-17 | 2022-08-16 | Trinamix Gmbh | Detector for optically detecting at least one object |
| US11635486B2 (en) | 2016-11-17 | 2023-04-25 | Trinamix Gmbh | Detector for optically detecting at least one object |
| US11698435B2 (en) | 2016-11-17 | 2023-07-11 | Trinamix Gmbh | Detector for optically detecting at least one object |
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