JPS6013210A - 距離測定装置 - 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】 （技術分野） 本発明は半導体装置検出素子を用いて物体までの距離を
自動演算する距離測定装置に関する。

（従来技術） まず半導体装置検出素子とこの素子を用いた従来の距離
測定装置について説明する。

半導体装置検出素子はその素子に入射した光の位置に関
する情報を出力することができるものである。光の入射
位置に基づいて物体までの距離を対応するようにしてお
けば、半導体装置検出素子の出力を演算することにより
、物体までの距離を知ることができる。

第２図は半導体装置検出素子の基本的構成を説明するた
めの略図である。

半導体装置検出素子３の半導体基板７の一方の面には基
板と異なる導電層８が形成されている。

この導電層８の上は抵抗層９が形成され、その抵抗層９
０両端には２つの電極１０ａ、１０ｂが設げられ、基Ｆ
ｉ、７には共ｉ１１電極１１が設けられている。

電極１０ａ、１０ｂの間に点状の光束が入射すると、電
４ｉ１０ａへ電流■１．電４！ｒＡ１ｏｂへ電流Ｉ２、
電極１１へ１３が流れる。

それら電流の間にばＩ３　＝１．＋１２の関係が設立す
る。抵抗層９の抵抗を一様にしておけば光束りの入射点
と電極１０ａの間の距離Ｌ１．光束りの入射点と電極１
ｏｂの１ｍの距Ｆ’ＪＩＩ　Ｌ　２とすると、ＬＩ　Ｉ
Ｉ＝Ｌ２Ｉ２なる関係が成立する。

この関係に基づいて演算ずれば、半導体装置検出素子３
に入射した光束りの入射点Ｐは次の（１）式％式％ （１） ただしＰは電極１０ａと１０ｂの中点を原点としｆｆｉ
極１０ａを正方向とする座標で表した光束の入射点であ
る。１（ば長さ単位（ｍ　ｒｎ　）への変換定数である
。

この半シ（体光位置検出素子を用いた距離測定装置の従
来例を第１図に示す。この従来例は測距結果を利用して
貨物等の１ｖ送車の自動がじ取り制御をすることを目的
としたものである。

光ビームを投射する光源１と被測定物体からの反射光を
受り入れる収束光学系２は基線長Ａだけ離れて設けられ
ている。

光ビームと光学系２の光軸は平行である。前述した半導
体装置検出素子３の受光面は前記光軸に直角な焦点面内
にあり、光軸が検出電極１’Ｏａ、Ｉｏｂ間に位置する
ように固定されている。

被測定物体までの距離をｌ、基線長をＡ、光学系２の焦
点距離をｂとすると、それらの間には次の（２）式が成
立する。

Ａ／β＝Ｐ／ｂ・・・・・（２） 半導体装置検出素子３の各電極の出力電流は演算装置４
に接続され、演算結果７！１ば搬送車進行角度θ演算部
５に送られ、これらの各出力１１．β２、θが６の１股
送車のかし取り制御装置の駆動部６へ出力される。

次に第３図を参照して演算装置４の構成を説明する。

前述した半導体装置検出素子３の検出電極１０ａ、１０
ｂからの電流Ｉ、、１２は演算装置４の／ＪｌｉＳ￥増
幅器Ａ１の差動入力端子にそれぞれ接続され、その出力
はサンプルボールド回路Ｓ１に接続される。

一方前述した共通電極１１からの電流Ｉ３は演算増幅器
Ａ２に接続され、この出力はサンプルホールド回路Ｓ２
に接続される。

これらサンプルボールド回路Ｓ、およびサンプルホール
ド回路Ｓ２は、ザンプルボールドパルスを発生ずるパル
ス発生器Ｃ１のパルスによりある一定期間ボールドされ
、Ｓｌの出力（ＴＩ−１２）は次の割算器Ｄ１の被除数
部へ入力され、Ｓ２の出力（Ｉｌ＋１２）はＤｌの除数
部へ入力される。

割算器Ｄ１の出力をＶＤとすると、前述の（１１，Ｉ２
１式より ＶＤ＝　（ＩＩ　Ｉ２）／　（Ｉｆ　＋１２）＝Ａ　−
ｂ／ｊｌ！・・・・・・・（３）なる関係式が与えられ
る。

（３）式から明かなようにＶＤは被測定物体までの距！
１ｉｌｔβに反比例させられている。

このＶＤを次のルックアップテーブルＴ１に入力すると
、ルックアップテーブルＴ１はその出力として、ＶＤに
対応した被１１１１１定物体までの距ｌ１Ｓｕ　ｉｔ　
＋を出力する。

第９図は、前記構成の距離測定装置を２個使用した搬送
車の角度検出装置の原理を説明するための略図である。

第１２図に示すように、同じような構成を持った距離測
定装置を搬送車Ｃの側面に光軸が進行方向にそれぞれ直
角となるように２台取（′Ｊ＋−する。

進行方向の前方よりの距離測定装置Ｉの測定距離がβ１
、距離測定装置Ｈの測定距離がβ２とする。

これら測定距離出力β１，１２は第３図に示す演算器０
１に入力され、この演算器０１において、（ｊｌ！２−
１！、　）　／ＬＯが演算される。

ここでり。は、前述の２つの距離測定装置の各光ビーム
を投射する光源間の距離である。

前述した搬送車進行角度θは、１般送車進行方向が壁Ｗ
との間に成す角度で次式が成立する。

ｔａｎθ＝　（ｊ！２Ａ！＋　）　／Ｌｏ　・・・・１
４まただし、７！１は世道車進行方向前部に取り付けら
れた距離測定装置の出力である。

演算器０１の出力−（７！２−（１１）／Ｌｏが次のル
ックアップテーブルＴ２に入力され、前述した（４）式
を満足するθがＩ２より出力される。

これらθ、Ａ、、Ｊ２が前述したかし取り制御装置の駆
動部６へ入力される。

このように゛して、距離測定装置を２個使用することに
より、自動操舵にａ−要な情報を得ることかできる。

しかし、前述したように（２）式から明らかなように、
半導体装置検出素子３上の光点の入射位置は被測定物体
までの距ｆｆ１ｔ　ｐに反比例するから、被測定物体ま
での距離が大きくなると検出素子の受光面上での位置変
位が小さくなり正確な値が得られない。

測定範囲が大きく下限と」二限が一桁位の差があり、例
えば０．２ｍ〜２ｍ程度でも問題になる。

（発明の目的） 本発明の目的は、前述の問題を解決した距離測定装置を
提供することにある。

（構成および作用） 前記目的を達成するために、本発明による距離測定装置
は、被測定物体方向に小径の光ビームを投射する光源装
置と、前記光源装置の投射光軸と一定基線長離れて配置
され前記投射光軸方向に平行な光軸を打する第１の収束
光学系と、受光面が前記第１の収束光学系の光軸と前記
光源装置の投射光軸で形成される基！１ζ平面に沿って
前記第１の収束光学系の光軸に直角で、前記受光面端が
この先軸より離れて配置されており一対の検出用電極お
よび−Ｊ１＝通電極を有する第１の半導体装置検出素子
と、前記光源装置の光軸と、前記一定基線長よりも大き
い他の一定基線長離れて配置され、前記投射光軸方向に
平行で前記基準平面内に光軸を有する第２の収束光学系
と、受光面が前記基準平面に沿って前記第２の収束光学
系の光軸に直角に配置され前記受光面端がこの先軸より
離れて配置されており一対の検出用電極および共通電極
を有し前記第１の半導体装置検出素子の受光面が受ける
反射光よりは遠い所からの反射光を受け入れる第２の半
導体装置検出素子と、前記第１の半導体装置検出素子の
一対の検出用電極の出力から入射位置を演算する第１の
位置演算器、前記第１の位置演算器の出力を被測定物体
までの距離に換算する第１の換算器、前記第２の半導体
装置検出素子の一対の検出用電極の出力から入射位置を
演算する第２の位置演算器、前記第２の位置演算器の出
力を被測定物体までの距離に換算する第２の換算器、前
記第１ｊ５よび第２の半導体装置検出累子の出力を比較
して被測定物体に対応する信号を出力している半導体装
置検出素子を判定してその半導体装置検出素子に対応す
る換算器の出力を出力させる半１定器からなる演算装置
から構成されている。

ずなわぢ、収束光学系と半導体装置検出素子の対を２ｍ
設番ノ測定距Ｎｌｉ　ｆｆｆｉ囲を１組で近距離範囲を
、もう１組で遠距離範囲を受け持つように分割測定を行
わせるようにしであるので精度の高い距離測定ができる
。いずれの組を用いるかは演算装置により、自動的に判
定される。

（実施例の説明） 第４０１ば本発明による距離測定装置の実施例を示すブ
ロック図である。

小径の光を発射する光源１２からの光は、投射光学系１
３により集束させられて、被測定物体方向に投射される
。

第１の収束光学系１４は前記光源１２の光軸と一定法線
長ΔＮ甜れて配置された前記投射光軸方向に平行な光軸
を有する収束光学系で、その焦点距離ばｂＮである。

第１の半導体装置検出素子１５ば集光面が前記第１の集
束光学系１４の光軸に直角に配置されている。

この前記第１の半導体装置検出素子１５のＸ軸（第２図
参照）は、前記光ｔＡ１２．投射光学系１３の光軸と、
第１の収束光学系１４の光軸を含む平面内にあり、受光
面の一１１ｊｌ、１が収束光学系１４の光軸より一定長
Ｐ。Ｎ離れた位置に配置されている。

ここでＰＯＮは、第１の半導体装置検出素子１５が受け
持つ測定距離Ｈにおいて、ｎＮが最大となる時に点状入
射光束りの結像する受光面上位置が、一方の端よりわず
か有効受光位置側（Ｘ軸の正方向）に来るような位置で
ある。

第２の収束光学系１６は前記光源１２の光軸と一定基線
長ＡＦ離れて配置され、その光軸は前記投射光軸方向に
平行かつ前記光源１２．投射光学系１３の光軸と第１の
収束光学系１４の光軸が形成する平面内にある。

なおこの第２の収束光学系Ｉ６の口径は、前記光学系１
４の口径の約３倍で焦点距離ばｂｐである。

第２の半導体装置検出素子１７の受光面は前記第２の収
束光学系１６の光軸に直角で、かつＸ軸（第２図参照）
が前記光源１２．投射光学系１３の光軸と前記第１の収
束光学系１４の光軸が形成する平面内にある。また受光
面の一端が第２の収束光学系１６の光軸より一定１ｉＰ
。Ｆ離れた位置に配置されている。ここで、ＰｏＦは第
２の半導体装置検出素子１７が受け持つ測定距離ｘｐが
最大となる時に点状入射光束りの結像する受光面上位置
が一方の端よりわずか有効受光位置（ＩＩＩＪ（Ｘ軸の
正方向）に来るような位置である。図において、Ｂｌ’
を第２の半導体装置検出素子１７の有効受光量とすれば
、βＦが最小となる時、点状入射光束りの結像位置がＸ
軸上（ＢＦ−トＰ。Ｆ）の位置よりわずか内側に来るよ
うな位置に配置されている。

第１および第２の半導体装置検出素子１５．１７の各電
極の出力電流は距離出力演′Ｗ−装置１８に接続され、
この距離出力は前記のもう一方の距離出力と共に角度出
力演算部１９に接続されている。

また、同時にこの角度出力と共に２０の搬送車のかじ取
り制御駆動部に接続される。光源１２は光源駆動部２１
により駆動される。

測定距離ｌを０．２　ｍ〜２　ｍとしたときの実際の設
計例に沿ってさらに説明する。

前記（２）式より、 ｐ＝Ａ−ｂ／Ｉ２・・・・■ 各半導体装置検出素子の有効受光長 ＢＦ　＝ＢＮ　＝　１２ｒｎｍ＝Ｂとする。

上式より光点Ｐの微小変位ΔｐはΔｐ　＝Ａ　ｂ／Δβ
と表される。

ここでΔｐ＝Ｂ／３００＝４０μｍをバラツキの最大値
すなわち検出素子の分解能の最大値−３００とする。こ
れは検出素子から得られる信号電流が数ｎａｎｏＡ程度
であることによる。

第２の半導体装置検出素子１７において、■式よりΔｐ
はβに反比例するから、測定距離ｐ＝２０００ｒｎｒｎ
で測定安定度をこの１％とすると、Δｐ　＝　Ａ　ｌｌ
　／　３０００〜Ａｂ／２０２０≧４０μｍ この関係式より 八・ｂ＝ＡＰ−ｂＰ≧８０８０・・・・■ここでＩｌＦ
の最小値−ＡＮの最大値−測定切換距離−６００ｒｎｍ
とする。

ｂＦ＝ｌｏｏｍｍとすれば、■式より次の関係式が得ら
れる。

ｎ＝２０００ｍｍのときのＰをＰ２Ｏ００，ｇ＝６０Ｑ
　ｍ　ｍのときのＰをＰ　（ｉｏｏとれば、Ｐ２Ｏ００
＝　（ΔＩｉ　Ｘ１００）Ｘ２０００・・・・■Ｐ６０
０　＝　（ＡＦ　ｘｉ　００）　／６００・・・・■前
記■、■式をＰ　６００−　Ｐ　２０００−検出素子の
有効受光長Ｂ−２＝１０ｍｍの条件でｆ’＋Ｗ　＜と、
ＡＦ＃８５．７ｍｍとなる。このときＡＰ−ｂＦ　−＝
８５７０となり前記■の関係を満足する。

したがって、第４図のＰ。Ｆは前記０式よりｏ　Ｆ ＝　Ｐ　２０００−０．５ ＝　（８５，７×１００）Ｘ２０００−０．５＝３．７
８５ｍｍとなる０ 同様に、検出素子１５において、 測定距離ｐ　（−旧Ｘ）＝６００ｍｍで、−１り定安定
度をこの１％とすると、 Δｐ＝ＡＮ−ｂＮ／６００−八Ｎ−ｂＮ／６０６≧４０
　ＩＪｍ この関係式より ＡＮ−ｂＮ≧２４２４・・・・■ ｂＮ＝６０ｍｍとすると、１２　＝　６００　ｒｎのと
きの■式のＰをＰ６０Ｑ、７！＝２００ｒｒｔｍのとき
のＰをＰ２Ｏ０とすれば Ｐ６Ｏ０＝　（ＡＩＪ　Ｘ　６０）　／Ｇ　ＯＯ・・・
■Ｐ２Ｏ０＝　（ＡＮｘ６０）　Ｘ２００・・・■Ｐ　
２００−　Ｐ　６００−検出素子の有すＪ受光長Ｂ−２
＝ＩＯ（ｍｒｎ）で解くとＡＮ＝５９ｒｎｒｎとなる。

このときＡＮ　−ｂＮ　＝３ＱＯＯとなり、前記０式を
満足する。したがって第４図の ｐｏＮ　＝］）６００　−１ −　（５０Ｘ６０）Ｘ６００−１ ＝　４　ｍ　ｍ また、第１および第２の収束光学系１４と１６の口ｉ￥
比は、次の関係により決められる。第１の半導体装置検
出素子１５．第２の半導体装置検出素子１７の受光面に
入射する光量は測定距離の２乗に反比例し、第１および
第２の収束光学系１４．１Ｇの口径の２乗に比例する。

そこで、第１の収束光学系１４の口径をｄＮ、１Ｇの口
径をｄＦとすれば次の関係にある時、遠距離測定系と近
距離測定系で、はぼ同じ受光光量が得られる。

（（ｄＮ／ｄＰ）　２）” ＝　Ｃ（６００／２０００）　２）” したがって、ｄＮ　／ｄＦ　＝３／１０となる。

第４図において、検出素子１５について、前記第２図の
ように座標を設定する。

光束入射点ｐ＝ＢＮ／２がβＮ−旧１４（最小）。

１）＝−ＢＮ／２が／Ｎ＝ＭＡＸ（最大）ニホホ対応す
る。

そして前記（２）式に対応して、次の（３）式が成立す
る。

ＡＮ　／ｊ！Ｎ　＝　（Ｐｏ　Ｎ　−１−（ＢＮ　／２
）　４−Ｐ）　／ｂＮ・　・　・　・（３） ここでＢＮはｆｆ１１の半導体装置検出素子１５の有効
受光長でこの中心が第２図の原点（０，０）に対応する
。

同じように第２の半導体装置検出素子１７について、第
２図のような座標を設定する。光束入射点Ｐ＝ＢＦ／２
がβＦ＝旧Ｎ　（最小）〈＃Ｉ！、Ｎの最大、Ｐ＝−Ｂ
Ｐ／２がＡＰ＝ＭＡＸ（最大）に対応する。そして次の
（４）式が成立する。

ＡＦ　／ｉｌＦ　＝　（Ｐｏ　Ｆ　＋　（ＢＰ　／　２
）　＋Ｐ）　／ｂＦ・・・・（４） ここでＢＦは第２の半導体装置検出素子１７の有効受光
長で、この中心が座標の原点（０，Ｏ）に対応する。そ
して、第１および第２の半導体装置検出素子１５．１７
の入射光量は第１および第２の収束光学系１４．１６の
有効受光口径の２乗に比例するため、これを考広して、
第１の収束光学系１４の口径を第２の収束光学系１６の
約１／３位にしである。

次に第５図および第６図を参照して演算装置１８の構成
を説明する。

第１の半導体装置検出素子１５の検出電極１０ａ、１０
ｂの出力１１Ｎ、１２Ｎは減算器Ａ３に接続され、共通
電極の出力は増幅器Ａ４に接続されている。

第２の半導体装置検出素子１７の検出電極１０ａ、１０
ｂの出力１１Ｆ、Ｉ２Ｆは減算器Ａ５に接続され、共通
電極の出力は増幅器Ａ６に接続されている。

サンプリングボールド回路３３．Ｓ４，３５．３６には
クロック発生器Ｃ２からクロックφ１　（第７図参照）
が接続されている。サンプリングホールド回路ｓ３．Ｓ
４．Ｓ５．Ｓ６はそれぞれＡ３゜Ａ４．Δ５．Ａ６の出
力を１ｉｊ記クロツクφ１の立上がりでサンプルホール
ドするサンプリングホールド回路である。

第１の割算器Ｄ２はサンプリングホールド回路Ｓ３、Ｓ
４の出力から、 （Ｉ　ＩＮ−１２Ｎ）　／　（１１Ｎ＋　１２Ｎ）を算
出する。

第２の割算器Ｄ３はサンプリングホールド回路Ｓ５、Ｓ
６の出力から、 （Ｉ　ＩＦ−１２Ｆ）　／　（Ｉ　ＩＦ＋１２Ｆ）を算
出する。

第３の判定器ＤＭには サンプリングホールド回路Ｓ４の出力 （１’　ＩＮ＋　Ｉ　２Ｎ） サンプリングボールド回路Ｓ６の出力 （１１Ｆ＋　１２Ｆ＞ がそれぞれ接続されており、次の（５）式に必要な演算
をする。

ＤＭ　−（ＩＩＦ＋１２Ｆ）／、（ＩｉＮ＋ｌ２Ｎ）　
≧Ｄ八・・・・・（５） Ｄ２＝　（Ｉ　ｌＮ−ｌ２Ｎ）　／　（Ｉ　ＩＮ＋　ｒ
　２Ｎ）≦ＤＢ・・・・・（６） 第８図はＤＭと測定距離ｌの関係を示したグラフである
。

図で測定切換距離βＢは 前記７！Ｎ（−旧Ｘ）−＝ｊ２Ｆ（−旧Ｎ）にほぼ対応
する。

第９図は前式（６）のＤ２と、入射光束りの位置（０゜
Ｐ）の関係を示しである。

図において、Ｐが−ＢＮ／２に近づく、＃＝６Ｂイ」近
からｌが大きくなるにつれて、Ｄ２はＰに対して直線性
を失い、甚だしく湾曲する。

すなわぢ第１の半導体装置検出素子１５による測定安定
度が非常に悪くなる。そこで、予め、第４図のｊｕ１１
′１成において、前記（５）式のＤＨ＝Ｄ八となる切換
点で割算器Ｄ２の値Ｄ２がＤＢより大きく（絶対値では
小さい）なり、かつ、第５図に示す割算器Ｄ３が十分Ｐ
に対し直線性を保つ位置になるように各構成を決めてお
く。

判定器Ｍば、前記（５）、　（０１式のいずれかを満足
する場合には、第２の半導体装置検出素子１７で距Ｍｌ
ｆを測定する判定を下す。

したがって、ｆ５）　、　（６）式をいずれも満足しな
い時は第１の半導体装置検出素子１５で距離を測定する
よう判定する。

第６図は第５図の演算装置１８に含まれる判定回路Ｍの
詳細な構成を示すブロック図である。

判定回路Ｍに含まれる割算器ＤＭは前記（５）式のＤＭ
　＝　（ＩＩＦ＋ｌ２Ｆ）　／　（ＩＩＮ＋１２Ｎ）を
演算させる割算器で、この出力（ＤＭ）は比較器に２に
接続されている。

比較器に２で（５）式の判定（Ｄト１≧ＤＡの判定）が
なされ、その論理出力（１，Ｏ）を論理和回路Ｅ１の一
方の入力端子に接続する。

一方割算器Ｄ２の出力は比較器に１に接続され、ここで
は前記（６）式の判定（Ｄ２≦ＤＢの判定）がなされ、
その論理出力（１，０）を論理和回路Ｅ１のもう一方の
入力端子に接続される。

前記（５１、（６）式のいずれかを満足する場合論理和
回路Ｅ１の出力は“１”となり、判定器Ｍが第２の半導
体装置検出素子１６の出力で距離を測定する判定を下す
。

論理和回路Ｅ１の出力は指令部Ｉ（に接続されており、
指令部にはこの論理和回路Ｅ１の出力に基づいて半導体
スイッチとアナログメモリより構成される選択回路ＳＭ
Ｉ、ＳＭ２に開閉指令信号を出力する。

選択回路ＳＭ２には割算器Ｄ２．Ｄ３の出力が接持され
ており、選択回路ＳＭＩはサンプルホールド回路Ｓ、、
Ｓ６の出力が接続されている。

指令部■（ば論理和回路Ｅ１の出力が“ｌ”のとき選択
回路ＳＭ２にＤ３の内容、 （Ｉ　ＩＦ−１２１０／　（１１Ｆ＋　１２Ｆ＞を出力
させる。

また選択回路ＳＭＩに８６の内容、 （１１Ｆ＋　Ｉ　２Ｆ）を出力させる。

また指令部ｌ（は論理和回路Ｅ１の出力が０”のとき選
択回路Ｓ’Ｍ２にＤ２の内容、 （Ｉ　ＩＮ−Ｉ　２Ｎ）　／　（Ｉ　ＩＮ十夏２Ｎ）を
出力させる。

また選択回路ＳＭＩに５５の内容、 （１１Ｎ＋　Ｉ　２Ｎ）を出力させる。

第７図はクロックのタイムヂャ−１・である。

クロックφ１ばクロック発生器Ｃ２から出力されるサン
プルボールドパルスで“ＨＩ　Ｇ　Ｉｌ”でサンプルボ
ールド回路ｓ３．ｓ４．Ｓ５．Ｓ６にサンプルボールド
させる。

φＧ１は選択回路ＳＭＩへの指令信号で、クロ・ツクφ
１のクロックパルスｔ、の立下がりに同期して出力され
る。選択回路ＳＭＩは、クロックφ１のｔｌでボールド
されたサンプルホールド回路Ｓ４か５６の信号をＣ３の
立ぢ下がりまで光源駆動部２１に接続する。

クロックパルスｔ３の立ぢ下がりからは次のφＧ１が指
令部により選択回路ＳＭＩへ入力される。これにより、
判定器Ｍから光源駆動部２１へ判定した方の（Ｉ、＋１
２）が接続される。

光源駆動部２１はこの（Ｉｌ＋Ｉ２）である基準値を除
して、受光光量に反比例した駆動電流を光源１２に出力
する すなわち光源駆動部２１は被測定物の反則率の変化や、
測定距離の変化による検出素子の受光光量変化を無くす
るような駆動電流を光源１２に出力する。

φＧ２は選択回路ＳＭ２の指令信号で、ｔｌの次のサン
プリング期間ｔ２の立ぢ下がりの後出力される。選択回
路ＳＭ２はＤ２かＤ３をＣ４の立ち下がりまでＴ３Ｎお
よびＴ３Ｆに出力する。

７３Ｎは第４図の第１の収束光学系１４．第１の半導体
装置検出素子１５による近距離測定系、Ｔ３Ｆは第２の
収束光学系１６．第２の半導体装置検出素子エフによる
遠距離測定系のルックアップテーブルである。

指令部Ｋから前記判定に基づいて第５図に示すようにい
ずれのルックアップテーブルを参照すべきであるかを指
令する指令信号がＴ　３Ｎ、　、　Ｔ　３Ｆに出力され
ている。

前記（ＩＬ　Ｃ３１式より近距離測定系のルックアンプ
テーブルＴ３Ｎには、 ＩＮ −ＡＮ−ｂＮ／　（Ｐａ　Ｎ　＋　（ＢＮ／２）＋Ｐ）
＝３０００／　Ｃ４＋　（１２／２）　＋Ｐ）＝　１　
／　（Ｉ　Ｏ／３０００−１−　（１／３０００）　・
Ｐａ−１／　（（１０／３０００） ＋　（１／３０００）　・ＫＮ　−Ｄ２）の関係式を満
足する第１１図のような特性曲線が入力されている。こ
こでＫＮは長さ単位への変換定数である。

遠距離測定系ルックアップテーブルＴ３Ｆにはｊ２Ｆ　
＝ＡＦ　ｂＰ／　（Ｐｏ　Ｆ　＋　（ＢＰ／２）＋Ｐ）
＝８５７０／　（３，７８５＋　（１２／２）　＋Ｐ）
＝　１　／　（９，７８５／８５７０＋　（１／８５７
０）　・Ｐ〕＝　１　／　（９，７８５／８５７０＋　
（１／８５７０）・ＫＦ−Ｄ３〕 の関係式を満足する特性曲線が入力されている。

ここでＫＦは長さ単位への変換定数である。

指令部にの指令信号を受けた、ルックアンプテーブルＴ
２ＮまたはＴ３Ｆは演算器０２に４ＮかＡＦの距離信号
を出力する。

演算器０２は第３図に関連して説明した演算器０１に対
応するものである。

第１２図に示したように距８１１測定装置Ｉ、ＩＩの出
力β１．β２が接続されている。

ここで（１２−β＋）／Ｌｏが演算される。

この出力は第３図Ｔ２に対応したルックアップテーブル
Ｔ４に接続される。

Ｔ４には第７図のような θ−ｔａｎ　’　（７！２ｊ２＋）／Ｌｏ　（ＬＯ＞５
００　ｍ　ｍ　）の特性表が予め入力されている。

この出力θは次のかし取り制御駆動部２０へ接続されて
いる。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、収束光学系と
検出素子を組とした受光部を２組設け、測定範囲をそれ
ぞれ速比δＩ【測定用と近距離測定用に分担させたため
、従来技術ではできなかった広範囲な測定範囲を正確に
測定できた。

また、選択された半導体装置検出の共通電極の出力に反
比例する電力で電源を駆動すれば、被測定物の反射率の
変化（１：５位）にもある程度対応して安定良く高い精
度で測定ができた。

前記距Ｆｉ１１測定装置は自動走行１駁送車の距離およ
び角度検出装置に利用できる。

自動走行搬送車の側面に、搬送車の走行の前後方向に一
定長離れて、距離測定装置の光源の光軸が前記１般送車
の側面に垂直になるように２台配置し、搬送車の側面か
ら、その垂直方向の壁までの距離１１Ｈ（ｍｍ）、１２
２　（ｍｍ）を測定する。

これらの距離ｔｔ、、ｐｒ２の差と、比から壁と搬送軍
例面との間の車の進行角度を角度演算部で演算する。

この角度出力と、前記距離出力’Ｉ＋４２より搬送車の
自動操舵を行わせることにより、搬送車を時速１０Ｋｍ
／Ｈ位で壁との距ｌｉ！Ｉ１２ｏｏｍｍ〜２０００ｍｍ
を保持しながら走行させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の距離測定装置の構成例を示すブロック図
である。 第２図は、半導体装置検出装置を説明するために同装置
の基本的な構成を示すブロック図である。 第３図は前記従来の装置の距離演算装置、角度演算部の
構成を示すブロック図である。 第４図は、本発明による距離測定装置の実施例を示すブ
ロック図である。 第５図は前記実施例装置の距離演算装置、角度演算部の
構成を示すブロック図である。 第６図は主として前記実施例装置の距離演算装置の判定
器の構成を示すブロック図である。 第７図はクロック発生器のクロックタイミングを示す波
形図である。 第８図は第３の割算器の出力と測定距離βの関係を示し
たグラフである。 第９図は割算器の出力の大きさと入射光束りの位置との
関係を示したグラフである。 第１０図は２個の距離検出装置の出力とそれらの間の距
離から角度を算出するグラフである。 第１１図は割算器の出力から距離を算出するグラフであ
る。 第１２図は距離検出装置を１般送車に応用したときの構
成を示す略図である。 ■・・・光源　２・・・光学系 ３・・・半導体装置検出素子 ４・・・距離演算装置　５・・・角度演算部６・・・か
じ取り制御駆動部　７・・・半導体基板８・・・導電層
　９・・・抵抗層 １０ａ、１０ｂ・・・検出用電極 ｉｉ・・・共通電極 １２・・・光源 １３・・・投射光学系 １４・・・第１の収束光学系 １６・・・第２の収束光学系 工５・・・第１の半導体装置検出素子 １７・・・第２の半導体装置検出素子 １８・・・演算装置 １９・・・角度演算部 ２０・・・かじ取り制御駆動部 ２１・・・光源駆動部 特許出願人　浜松ボトニクス株式会社 代理人　弁理士　井　ノ　ロ　壽

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１，）　被測定物体方向に小径の光ビームを投射する
   光源装置と、前記光源装置の投射光軸と一定基線長離れ
   て配置され前記投射光軸方向に平行な光軸を有する第１
   の収束光学系と、受光面が前記第１の収束光学系の光軸
   と前記光源装置の投射光軸で形成される基準平面に沿っ
   て前記第１の収束光学系の光軸に直角で、前記受光面端
   がこの先軸より離れて配置されており一対の検出用電極
   および共通電極を有する第１の半導体装置検出素子と、
   前記光源装置の光軸と、前記一定基イ５１長よりも大き
   い他の一定基線長離れて配置され、前記投射光軸方向に
   平行で前記基準平面内に光軸を有する第２の収束光学系
   と、受光面か前記基準平面Ｇこ沿って前記第２の収束光
   学系の光軸に直角Ｇこ配置され前記受光面端がこの光軸
   より離れて配置されており一対の検出用電極および共通
   電極を有し前記第１の半導体装置検出素子の受光面か受
   ける反射光よりは達い所からの反則光を受り入れる第２
   の半導体装置検出素子と、前記第１の半導体装置検出素
   子の一対の検出用電極の出力から入射位置を演算する第
   １の位置演算器、前記第１の位置演算器の出力を被測定
   物体までの距離に換算する第１の換算器、前記第２の半
   導体装置検出素子の一対の検出用電極の出力から入射位
   置を演算する第２の位置演算器、前記第２の位置演算器
   の出力を被測定すＪ休までの距離に換算する第２の換算
   器、前記第１および第２の半導体装置検出素子の出力を
   比較して被測定物体に対応する信号を出力している半導
   体装置検出素子を判定してその半導体装置検出素子に対
   応する換算器の出力を出力させる判定器からなる演算装
   置から構成した距離測定装置。 （２）前記演算装置の第１の位置演算器は、前記第１の
   半導体装置検出素子の共通電極の出力電流をボール１−
   する第１の和サンプリングホールト回路と、前記第１の
   半導体装置検出素子の検出電極の出力の差をホールドす
   る第１の差サンプリングボールド回路と、前記第１の差
   サンプリングボールド回路の出力を前記第１の和サンプ
   リングボールド回路の出力で割算する第１の割算器から
   なり、前記演算装置の第２の位置演算器は、前記第２の
   半導体装置検出素子の共通電極の出力電流をボールドす
   る第２の和サンプリングボールド回路と、前記第２の半
   導体装置検出素子の検出電極の出力の差をホールドする
   第２の差サンプリングボールド回路と、前記第２の差サ
   ンプリングボールド回路の出力を前記第２の和サンプリ
   ングボールド回路の出力で割算する第２の割算器からな
   る特許請求の範囲第１項記載の距離測定装置。 （３）前記演算装置の判定器は、前記第１の和サンプリ
   ングボールド回路の出力と第２の和サンプリングボール
   ド回路の出力の比をめる第３の割算器と、前記第１の割
   算器の出力を一定値と比較する第１の比較器と、前記第
   ３の割算器の出力を他の一定値と比較する第２の比較器
   と、前記第１および第２の比較器の出力から前記いずれ
   の半導体装置検出素子の出力を用いるか判定部から構成
   した特許請求の範囲第２項記載の距離測定装置。 （４）前記第２の収束光学系の口径比は前記第１の収束
   光学系の口径比よりは大きい特許請求の範囲第１項記載
   の距離測定装置。 （５）前記被測定物体方向に小径の光ビームを投射する
   光源装置は、光源と、投射光学系と、光源駆動部からな
   り、前記光源駆動部は前記演算装置によＩ／）η′１ノ
   定された何れかの半導体装置検出素子の共通電極の出力
   に反比例した電力により前記光源を駆動するよ・うに構
   成された特許請求の範囲第１項記載の距離測定装置。