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JPH09318322A - Optical displacement measuring device - Google Patents

Optical displacement measuring device

Info

Publication number
JPH09318322A
JPH09318322A JP8157679A JP15767996A JPH09318322A JP H09318322 A JPH09318322 A JP H09318322A JP 8157679 A JP8157679 A JP 8157679A JP 15767996 A JP15767996 A JP 15767996A JP H09318322 A JPH09318322 A JP H09318322A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
light
circuit
measuring device
polarity
Prior art date
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Granted
Application number
JP8157679A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3661278B2 (en
Inventor
Yuji Takada
裕司 高田
Hiroshi Matsuda
啓史 松田
Naoyuki Nishikawa
尚之 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP15767996A priority Critical patent/JP3661278B2/en
Priority to EP96113702A priority patent/EP0760460B1/en
Priority to US08/703,787 priority patent/US5814808A/en
Priority to DE69622103T priority patent/DE69622103T2/en
Priority to KR1019960035926A priority patent/KR100256710B1/en
Publication of JPH09318322A publication Critical patent/JPH09318322A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable high precision range finding of wide dynamic range by feedback-controlling so that, both on the light emitting side and the photodetecting side, the signal corresponding to respective photodetecting amount is kept almost constant, and processing a position signal with one system through a switch circuit. SOLUTION: A position detecting element 21 outputs a pair of position signals 11 and 12 wherein the signal value ratio is decided according to the position of photodetecting spot, and they are, through a switch circuit 31 wherein the position signals are allowed to pass alternately at the cycle which is integer- times of modulation cycle of beam light, processed in time-division manner with one system circuit. In addition, a variable amplifier 24 is provided on photodetecting side and a modulation circuit 15 which changes optical output is provided on light emitting side, and in order that the addition value of the position signals 11 and 12 is kept constant, a feedback-control circuit 16 feedback-controls amplification ratio and optical output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ビーム光を対象物
に照射し、対象物からの反射光を検出することにより、
三角測量法によって対象物までの距離や、対象物の基準
位置からの変位を検出する光学式変位測定装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of irradiating an object with a light beam and detecting reflected light from the object.
The present invention relates to an optical displacement measuring device that detects a distance to an object and a displacement of the object from a reference position by a triangulation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、図29に示すように、レーザ
ダイオード11から出射した赤外光を投光レンズ12を
通すことにより得たビーム光を対象物3に照射し、対象
物3からの拡散反射光を受光光学系である受光レンズ2
2を通して位置検出素子21で受光することにより三角
測量法の原理を適用して対象物3までの距離(あるいは
基準位置からの変位)を求めるようにした光学式変位測
定装置が知られている。すなわち、対象物3にビーム光
を照射することにより対象物3の表面に形成される投光
スポットの像を受光レンズ22を通して位置検出素子2
1の受光面に結像させて受光スポットを形成し、対象物
3までの距離が変化すると受光スポットの形成される位
置が変化することを利用して対象物3までの距離を求め
るようにしてある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 29, an object 3 is irradiated with a light beam obtained by passing infrared light emitted from a laser diode 11 through a light projecting lens 12, and the light from the object 3 is emitted. Light receiving lens 2 which is an optical system for receiving diffusely reflected light
There is known an optical displacement measuring device configured to obtain the distance to the object 3 (or the displacement from the reference position) by applying the principle of the triangulation method by receiving light through the position detecting element 21 through 2. That is, the image of the light projection spot formed on the surface of the object 3 by irradiating the object 3 with the beam light is passed through the light receiving lens 22 and the position detecting element 2 is detected.
An image is formed on the light receiving surface of No. 1 to form a light receiving spot, and when the distance to the object 3 changes, the position at which the light receiving spot is formed changes, so that the distance to the object 3 is obtained. is there.

【0003】レーザダイオード11は、発振器13より
出力されLD駆動回路14を通った駆動信号により駆動
され、変調されたレーザ光を出力する。位置検出素子2
1には、受光スポットの移動方向に長手方向を一致させ
るように配置したPSD(Position Sensitive Device)
や2個のフォトダイオードを受光スポットの移動方向に
配列したものが用いられている。PSDはpin構造を
有する半導体素子であって、受光面の長手方向の両端部
に設けた一対の電極と共通電極とを備え、受光面に光ス
ポットが形成されると光スポットの位置で両端部の電極
間の抵抗が光スポットの位置に応じて分割されるもので
ある。すなわち、共通電極より定電流を供給することに
よって、両端部の電極からは光スポットの位置に応じた
比率の電流値を持つ位置信号I1,I2が出力されるの
である。このように、光スポットの位置が位置信号I
1,I2の比率に対応するから、PSDの受光面に形成
される光スポットの位置は(I1−I2)/(I1+I
2)もしくはこれを修正した値の関数になる。
The laser diode 11 is driven by a drive signal output from the oscillator 13 and passed through the LD drive circuit 14, and outputs a modulated laser beam. Position detection element 2
1 is a PSD (Position Sensitive Device) arranged so that the longitudinal direction coincides with the moving direction of the light receiving spot.
Also, a photodiode in which two photodiodes are arranged in the moving direction of the light receiving spot is used. The PSD is a semiconductor device having a pin structure and includes a pair of electrodes and a common electrode provided at both ends in the longitudinal direction of a light receiving surface. When a light spot is formed on the light receiving surface, both ends are formed at the position of the light spot. Is divided depending on the position of the light spot. That is, by supplying a constant current from the common electrode, the position signals I1 and I2 having a current value of a ratio according to the position of the light spot are output from the electrodes at both ends. In this way, the position of the light spot is determined by the position signal I
Since it corresponds to the ratio of 1 and I2, the position of the light spot formed on the light receiving surface of the PSD is (I1-I2) / (I1 + I
2) Or it becomes the function of the value which modified this.

【0004】そこで、位置検出素子21より出力された
電流信号である位置信号I1,I2を、それぞれI/V
変換回路23a,23bにより電圧信号に変換し、さら
に電圧信号をそれぞれ増幅器24a,24bにより増幅
した後、検波回路25a,25bで同期検波することに
より信号成分Vd1,Vd2のみを抽出する。検波回路
25a,25bは、発振器13の出力に基づいてタイミ
ング回路28により生成されたタイミング信号によって
検波のタイミングが制御されている。このようにして抽
出された信号成分Vd1,Vd2は、脈流波形状(レー
ザ光が変調されていることによる)であるから、信号レ
ベルを抽出するために積分回路(実際にはローパスフィ
ルタ=LPFを用いている)26a,26bによって各
検波回路25a,25bの出力値を平均化した位置情報
信号V1,V2を求める。この位置情報信号V1,V2
は位置信号I1,I2の信号値に比例した信号値をする
電圧信号であるから、演算部27において(V1−V
2)/(V1+V2)を求めれば、対象物3までの距離
に相当する情報を得ることができる。すなわち、演算部
27は、(V1−V2)を求める差演算部27aと、
(V1+V2)を求める和演算部27bと、差演算部2
7aの出力値を和演算部27bの出力値で除算する割算
部27cとからなる。ここに、和演算部27bで求めた
(V1+V2)は、位置検出素子21の全電流(I1+
I2)に相当する値であって受光量に対応しているか
ら、アナログ出力の出力値は、対象物3の表面の反射率
やレーザダイオード11によるレーザ光の強度の相違に
よる受光量の変化が演算部27より出力される影響され
ないように正規化されていることになる。つまり、理想
的には受光量が変動しても対象物3までの距離を求める
ことができることになる。
Therefore, the position signals I1 and I2, which are current signals output from the position detecting element 21, are respectively I / V.
Only the signal components Vd1 and Vd2 are extracted by converting them into voltage signals by the conversion circuits 23a and 23b, amplifying the voltage signals by the amplifiers 24a and 24b, respectively, and then synchronously detecting them by the detection circuits 25a and 25b. The detection timings of the detection circuits 25a and 25b are controlled by the timing signal generated by the timing circuit 28 based on the output of the oscillator 13. Since the signal components Vd1 and Vd2 extracted in this way have a pulsating wave shape (due to the laser light being modulated), an integrating circuit (actually, a low-pass filter = LPF) is used to extract the signal level. Position information signals V1 and V2 obtained by averaging the output values of the detection circuits 25a and 25b. This position information signal V1, V2
Is a voltage signal having a signal value that is proportional to the signal values of the position signals I1 and I2.
If 2) / (V1 + V2) is obtained, information corresponding to the distance to the object 3 can be obtained. That is, the calculation unit 27 includes a difference calculation unit 27a for obtaining (V1-V2),
A sum calculation unit 27b for obtaining (V1 + V2) and a difference calculation unit 2
And a division unit 27c that divides the output value of 7a by the output value of the sum calculation unit 27b. Here, (V1 + V2) obtained by the sum calculation unit 27b is the total current (I1 +) of the position detection element 21.
Since the value corresponding to I2) corresponds to the amount of received light, the output value of the analog output varies depending on the reflectance of the surface of the target object 3 and the difference in the intensity of the laser light from the laser diode 11. It is normalized so as not to be influenced by the output from the arithmetic unit 27. That is, ideally, the distance to the object 3 can be obtained even if the amount of received light changes.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来構成には次のような問題点がある。すなわち、位
置検出素子21から出力される2つの位置信号I1,I
2を位置情報信号V1,V2に変換するまでの過程で、
各位置信号I1,I2の処理に別系統の回路を設けてい
るから、I/V変換回路23a,23b、増幅器24
a,24b、検波回路25a,25b、積分回路26
a,26bがそれぞれ2個ずつ必要になっている。その
結果、部品点数が増加して大型化し、またコスト増につ
ながるという問題が生じる。
However, the above-mentioned conventional structure has the following problems. That is, the two position signals I1 and I output from the position detecting element 21
In the process of converting 2 into position information signals V1 and V2,
Since a separate circuit is provided for processing the position signals I1 and I2, the I / V conversion circuits 23a and 23b and the amplifier 24 are provided.
a, 24b, detection circuits 25a, 25b, integration circuit 26
Two a and 26b are required respectively. As a result, there arises a problem that the number of parts increases, the size increases, and the cost increases.

【0006】また、2系統の回路は同一特性をもってい
なければならないが、構成部品のばらつきによって2系
統の回路のゲインに差が生じることになり、各位置情報
信号V1,V2ごとの位置信号I1,I2との関係が異
なることになり、結果的に演算部27の演算結果に誤差
が生じることになる。この種のゲインの差は、素子の定
数のばらつきや経時変化による誤差、各回路の温度特性
の相違によって周囲温度が変化したときに生じる誤差、
各回路の周波数特性の相違によって対象物3が移動した
ときに生じる誤差(過渡的誤差)などがある。
Further, the circuits of the two systems must have the same characteristics, but the gains of the circuits of the two systems differ due to variations in the components, and the position signal I1 for each of the position information signals V1 and V2. , I2 are different from each other, resulting in an error in the calculation result of the calculation unit 27. This kind of gain difference is due to variations in element constants and changes over time, errors that occur when the ambient temperature changes due to differences in the temperature characteristics of each circuit,
There is an error (transient error) that occurs when the object 3 moves due to the difference in frequency characteristics of each circuit.

【0007】さらに、演算部27には割算部27cが設
けられており、割算部27cは一般に集積回路として提
供されている除算器(たとえば、AD534(アナログ
デバイセス社))を用いて実現される。この種の除算器
は電圧入力である入力値が低下すると出力値の精度が急
速に悪化するという問題がある。たとえば、AD534
L(アナログデバイセス社)という除算器は、入力電圧
の最大値が10Vであって、入力電圧が10Vのときに
は出力値の誤差は±0.2%であるのに対して、入力電
圧が1Vのときには出力値の誤差は±0.8%になる。
このように入力電圧が10分の1になると出力値の誤差
が4倍に増加するという問題がある。また、入力電圧が
1V以下になると入力電圧に反比例して誤差が増加する
(つまり、入力電圧の低下に伴って誤差が急速に増加す
る)。
Further, the arithmetic unit 27 is provided with a division unit 27c, and the division unit 27c is realized by using a divider (for example, AD534 (Analog Devices Co., Ltd.)) generally provided as an integrated circuit. To be done. This type of divider has a problem that the accuracy of the output value rapidly deteriorates when the input value, which is the voltage input, decreases. For example, AD534
The divider L (Analog Devices) has a maximum input voltage of 10V, and when the input voltage is 10V, the error of the output value is ± 0.2%, while the input voltage is 1V. When, the error of the output value is ± 0.8%.
As described above, when the input voltage is reduced to 1/10, the error in the output value increases four times. Further, when the input voltage becomes 1 V or less, the error increases in inverse proportion to the input voltage (that is, the error rapidly increases as the input voltage decreases).

【0008】除算器の出力値の誤差は測距精度に直接影
響するものであり、他の回路部分の誤差を0.5%以下
とするのは比較的容易であるから、結局、除算器の出力
値の誤差が測距精度を決定する最大の要因になってい
る。上述の除算器を用いて誤差1%以下を実現しようと
すれば、割算部27cへの入力電圧は1V以上でなけれ
ばならず、演算部27のダイナミックレンジは高々10
倍ということになる。
The error in the output value of the divider directly affects the distance measurement accuracy, and it is relatively easy to set the error in other circuit parts to 0.5% or less. The error in the output value is the most important factor in determining the distance measurement accuracy. In order to realize an error of 1% or less using the above divider, the input voltage to the division unit 27c must be 1V or higher, and the dynamic range of the calculation unit 27 is 10 at most.
That means double.

【0009】一方、白色のセラミックスの反射率を10
0とする指数で表せば、灰色や紺色の対象物3の反射率
は5〜10、黒いゴムは1程度になる。つまり、白色の
セラミックスを対象物3とするときに割算部27cの入
力電圧(分母)が10Vであったとすると、同距離に位
置する対象物3の反射率の指数が10以上でなければ測
距が不可能になる。図30にこの関係を示す。図30に
おける太線の範囲が入力電圧の範囲であり、細線の範囲
は分解能(精度に関連する)の範囲である。また、図3
0の斜線部は測距が不可能である範囲を示す。つまり、
反射率の指数が10〜100の範囲しか測距することが
できないのである。
On the other hand, the reflectance of white ceramics is 10
When expressed by an index of 0, the reflectance of the gray or dark blue object 3 is 5 to 10 and that of black rubber is about 1. That is, assuming that the input voltage (denominator) of the division unit 27c is 10 V when the white ceramics is the target object 3, it is measured if the index of the reflectance of the target object 3 located at the same distance is 10 or more. Distance becomes impossible. FIG. 30 shows this relationship. The thick line range in FIG. 30 is the input voltage range, and the thin line range is the resolution (related to accuracy) range. Also, FIG.
The shaded area of 0 indicates a range in which distance measurement is impossible. That is,
The reflectance index can only measure the range of 10 to 100.

【0010】また、対象物3までの距離によっても受光
量は変化するから、反射率の指数が10以上であっても
距離が大きくなれば測距が不可能になる。このような問
題は割算部27cを構成する集積回路にダイナミックレ
ンジが大きく、高精度なものを用いたとしても同様に生
じるものであり、多少の改善は望めたとしても根本的な
解決にはならないものである。また、ダイナミックレン
ジが大きく高精度な除算器は高価であり、コスト増につ
ながるという問題が生じる。
Further, since the amount of received light changes depending on the distance to the object 3, even if the index of reflectance is 10 or more, distance measurement becomes impossible if the distance becomes large. Such a problem arises even if the integrated circuit forming the division unit 27c has a large dynamic range and high accuracy, and even if some improvement can be hoped for, it is a fundamental solution. It does not happen. Further, a divider having a large dynamic range and high precision is expensive, which causes a problem of cost increase.

【0011】割算部27cのダイナミックレンジを補償
する試みとしては、増幅器24a,24bの増幅率を受
光量に応じて段階的に切り換える技術が提案されてい
る。しかしながら、増幅率を変更する際のノイズの発生
や増幅率の変更に要する切換時間の遅れなどにより、受
光量の広範囲な変化に追随して連続的に測距結果を得る
のが難しいという問題がある。さらに、上述のように増
幅率の誤差は測距精度に影響するから、増幅率を切り換
えることによって増幅率のばらつきが生じやすく、測距
精度を維持するための調整に多大な時間と労力を要する
という問題が生じる。
As an attempt to compensate the dynamic range of the divider 27c, a technique has been proposed in which the amplification factors of the amplifiers 24a and 24b are switched stepwise according to the amount of received light. However, there is a problem that it is difficult to continuously obtain ranging results by following a wide range change in the amount of received light due to the generation of noise when changing the amplification factor and the delay of the switching time required for changing the amplification factor. is there. Further, as described above, the error of the amplification factor affects the distance measurement accuracy, so that the variation of the amplification ratio is likely to occur by switching the amplification factor, and it takes a lot of time and labor for the adjustment to maintain the distance measurement accuracy. The problem arises.

【0012】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、受光量に対するダイナミックレンジ
が大きく、かつ高精度な測距が可能であって、しかも回
路構成要素を従来よりも削減することが可能な光学式変
位測定装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to have a large dynamic range with respect to the amount of received light, capable of highly accurate distance measurement, and moreover, a circuit component element more than a conventional one. An object is to provide an optical displacement measuring device capable of reducing the number.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、適宜
周期で変調されたビーム光を発光素子から対象物に照射
し、対象物の表面に形成される投光スポットを位置検出
素子の受光面に結像させることにより得た受光スポット
の位置に基づいて対象物の基準位置からの変位を検出す
る光学式変位測定装置において、位置検出素子は受光ス
ポットの位置に応じて信号値の比率が決まる一対の位置
信号を出力し、位置信号をビーム光の変調周期の整数倍
周期で交互に通過させるスイッチ回路と、スイッチ回路
を通過した位置信号を増幅する可変増幅器と、可変増幅
器の出力を検波するとともに検波出力に基づいて対象物
の変位に相当する測距信号および位置検出素子での受光
量に相当する信号を出力する信号処理部と、位置検出素
子での受光量に相当する前記信号をほぼ一定に保つよう
に発光素子の光出力と可変増幅器の増幅率との少なくと
も一方をフィードバック制御するフィードバック制御回
路とを備えることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a light emitting element irradiates an object with beam light modulated at an appropriate period, and a light projection spot formed on the surface of the object is detected by a position detecting element. In an optical displacement measuring device that detects the displacement of the object from the reference position based on the position of the light receiving spot obtained by forming an image on the light receiving surface, the position detection element uses a signal value ratio according to the position of the light receiving spot. Output a pair of position signals, which alternately pass the position signals at an integer multiple of the beam light modulation period, a variable amplifier for amplifying the position signals passing through the switch circuit, and an output of the variable amplifier. A signal processing unit that detects and outputs a distance measurement signal corresponding to the displacement of the object based on the detection output and a signal corresponding to the amount of light received by the position detection element, and the amount of light received by the position detection element To characterized in that it comprises a feedback control circuit for feedback controlling at least one of the amplification factor of the optical output and the variable amplifier of the light emitting element so as to maintain said signal substantially constant.

【0014】この構成によれば、発光側と受光側とでそ
れぞれ受光量に相当する信号をほぼ一定に保つようにフ
ィードバック制御を行なうから、受光量に対するダイナ
ミックレンジが非常に大きくなる。また、位置信号はス
イッチ回路を通して1系統で処理しているから部品のば
らつきによる誤差の発生が少なくなる。その結果、高精
度な測距が可能であって、しかも回路構成要素を従来よ
りも削減することが可能になる。
According to this structure, the feedback control is performed on the light emitting side and the light receiving side so as to keep the signals corresponding to the light receiving amounts substantially constant, so that the dynamic range with respect to the light receiving amount becomes extremely large. Further, since the position signal is processed by one system through the switch circuit, the occurrence of errors due to variations in parts is reduced. As a result, it is possible to perform distance measurement with high accuracy, and it is possible to reduce the number of circuit constituent elements as compared with the related art.

【0015】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記位置検出素子での受光量に基準値を設定し、前
記フィードバック制御回路は、前記基準値よりも受光量
が増加すると発光素子の光出力を減少させ、前記基準値
よりも受光量が減少すると可変増幅器の増幅率を増加さ
せることを特徴とする。この構成によれば、受光量が増
加すれば光出力を減少させることで飽和を防止し、また
受光量が減少すると増幅率を高めて信号がノイズに埋も
れるのを防止することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a reference value is set for the amount of light received by the position detecting element, and the feedback control circuit sets the light emitting element when the amount of light received exceeds the reference value. The optical output of the variable amplifier is decreased, and the amplification factor of the variable amplifier is increased when the amount of received light is smaller than the reference value. According to this configuration, when the amount of received light is increased, the light output is decreased to prevent saturation, and when the amount of received light is decreased, the amplification factor is increased to prevent the signal from being buried in noise.

【0016】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記スイッチ回路がビーム光の変調周期の2倍以上
に設定されていることを特徴とする。この構成によれ
ば、スイッチ回路の切換周期が長くなることによってス
イッチ回路のスイッチングノイズの影響が軽減される。
請求項4の発明は、請求項1の発明において、前記位置
検出素子より出力される位置信号が電流信号であって、
各位置信号をそれぞれ電流−電圧変換するI/V変換回
路を前記スイッチ回路よりも前段に設けたことを特徴と
する。
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the invention, the switch circuit is set to be twice or more a modulation cycle of the light beam. According to this structure, the influence of switching noise of the switch circuit is reduced by prolonging the switching cycle of the switch circuit.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the position signal output from the position detection element is a current signal,
It is characterized in that an I / V conversion circuit for converting each position signal into a current-voltage is provided in a stage prior to the switch circuit.

【0017】この構成によれば、微小な電流信号を電圧
信号に変換してからスイッチ回路に入力するから、スイ
ッチ回路のスイッチングノイズの影響を受けにくくな
る。請求項5の発明は、適宜周期で変調されたビーム光
を発光素子から対象物に照射し、対象物の表面に形成さ
れる投光スポットを位置検出素子の受光面に結像させる
ことにより得た受光スポットの位置に基づいて対象物の
基準位置からの変位を検出する光学式変位測定装置にお
いて、位置検出素子は受光スポットの位置に応じて信号
値の比率が決まる一対の位置信号を出力し、位置信号を
ビーム光の変調周期の整数倍周期で交互に通過させるス
イッチ回路と、スイッチ回路を通過した位置信号の極性
をビーム光の変調周期の半周期毎に反転させるとともに
各位置信号を同極性とした和信号と異極性とした差信号
とを求める検波・演算回路と、和信号と差信号との各平
均値を求める一対の積分回路と、各積分回路の出力のう
ち差信号の平均値を和信号の平均値で除算する割算部と
を備えることを特徴とする。
According to this structure, since a minute current signal is converted into a voltage signal and then input to the switch circuit, it is less susceptible to the switching noise of the switch circuit. The invention according to claim 5 is obtained by irradiating an object with a light beam modulated at an appropriate period from the light emitting element and forming a light projection spot formed on the surface of the object on the light receiving surface of the position detecting element. In the optical displacement measuring device that detects the displacement of the object from the reference position based on the position of the light receiving spot, the position detecting element outputs a pair of position signals whose signal value ratio is determined according to the position of the light receiving spot. , A switch circuit that alternately passes the position signal at a cycle that is an integer multiple of the modulation cycle of the beam light, and the polarity of the position signal that passes through the switch circuit is inverted every half cycle of the modulation cycle of the beam light and each position signal is the same. A detection / arithmetic circuit that obtains a sum signal with polarity and a difference signal with different polarity, a pair of integration circuits that obtains each average value of the sum signal and difference signal, and the average of the difference signals among the outputs of each integration circuit. Sum of values Characterized in that it comprises a division unit for dividing the mean value of the item.

【0018】この構成によれば、差を求める演算や和を
求める演算が不要になり、和差の演算のばらつきによる
測定誤差を防止することができる。請求項6の発明は、
請求項5の発明において、検波・演算回路が、前記和信
号を求めた後に和信号の成分のうち一方の位置信号に相
当する成分の極性を反転させて差信号を生成することを
特徴とする。
According to this structure, the calculation for calculating the difference and the calculation for calculating the sum are not required, and the measurement error due to the variation in the calculation of the sum difference can be prevented. The invention of claim 6 is
In the invention of claim 5, the detection / arithmetic circuit generates a difference signal by inverting the polarity of a component corresponding to one position signal of the components of the sum signal after obtaining the sum signal. .

【0019】請求項7の発明は、請求項5の発明におい
て、検波・演算回路が、前記差信号を求めた後に差信号
の成分のうち一方の位置信号に相当する成分の極性を反
転させて和信号を生成することを特徴とする。請求項
6、請求項7の発明は、請求項5の発明の望ましい実施
態様である。請求項8の発明は、適宜周期で変調された
ビーム光を発光素子から対象物に照射し、対象物の表面
に形成される投光スポットを位置検出素子の受光面に結
像させることにより得た受光スポットの位置に基づいて
対象物の基準位置からの変位を検出する光学式変位測定
装置において、位置検出素子は受光スポットの位置に応
じて信号値の比率が決まる一対の位置信号を出力し、位
置信号をビーム光の変調周期の整数倍周期で交互に通過
させるスイッチ回路と、スイッチ回路を通過した位置信
号の極性をビーム光の変調周期の半周期毎に反転させる
とともに一方の位置信号と他方の位置信号に係数を乗じ
た信号とを同極性とした和信号と両位置信号を異極性と
した差信号とを求め、かつ和信号と差信号との平均値を
求める検波・演算手段と、差信号の平均値を和信号の平
均値で除算する割算部とを備えることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the invention, in the fifth aspect of the invention, the detection / arithmetic circuit inverts the polarity of the component corresponding to one position signal of the components of the difference signal after obtaining the difference signal. It is characterized by generating a sum signal. The inventions of claims 6 and 7 are desirable embodiments of the invention of claim 5. The invention according to claim 8 is obtained by irradiating an object with a light beam modulated at an appropriate period from the light emitting element, and forming a light projection spot formed on the surface of the object on the light receiving surface of the position detecting element. In the optical displacement measuring device that detects the displacement of the object from the reference position based on the position of the light receiving spot, the position detecting element outputs a pair of position signals whose signal value ratio is determined according to the position of the light receiving spot. , A switch circuit that alternately passes the position signal at an integer multiple of the modulation period of the light beam, and the polarity of the position signal that passes through the switch circuit is inverted every half period of the modulation period of the light beam and A detection / calculation means for obtaining a sum signal in which the signal obtained by multiplying the other position signal by a coefficient has the same polarity and a difference signal in which both position signals have different polarities, and for obtaining an average value of the sum signal and the difference signal; , Difference Characterized in that it comprises a division unit for dividing the mean value by the average value of the sum signal.

【0020】この構成によれば、差を求める演算や和を
求める演算が不要になり、和差の演算のばらつきによる
測定誤差を防止することができる。しかも、位置信号の
一方に係数を乗じることになるから、位置検出素子の非
線形正を補正することが可能である。請求項9の発明
は、請求項8の発明において、検波・演算手段が、前記
差信号を求めた後に、差信号の一方の極性の信号成分に
係数を乗じた信号を反転して他方の極性の信号に加算す
ることにより和信号を生成することを特徴とする。
According to this configuration, the calculation for calculating the difference and the calculation for calculating the sum are not required, and the measurement error due to the variation in the calculation of the sum difference can be prevented. Moreover, since one of the position signals is multiplied by the coefficient, it is possible to correct the non-linearity of the position detecting element. According to a ninth aspect of the invention, in the eighth aspect of the invention, after the detection / calculation means obtains the difference signal, a signal obtained by multiplying a signal component of one polarity of the difference signal by a coefficient and inverting the other signal is used. The sum signal is generated by adding to the signal of.

【0021】請求項10の発明は、請求項8の発明にお
いて、検波・演算手段が、前記差信号を求めた後に、差
信号の各極性の信号成分を抽出し抽出した一方の信号成
分に係数を乗じて抽出した他方の信号成分に加算するこ
とにより和信号を生成することを特徴とする。請求項1
1の発明は、請求項8の発明において、検波・演算手段
が、前記差信号を求めた後に、差信号の一方の極性の信
号成分を抽出し、抽出した信号成分に係数を乗じた信号
と差信号とに基づいて和信号を生成することを特徴とす
る。
According to a tenth aspect of the invention, in the invention of the eighth aspect, after the detection / calculation means obtains the difference signal, a signal component of each polarity of the difference signal is extracted and a coefficient is applied to one of the extracted signal components. The sum signal is generated by adding to the other signal component extracted by multiplying by. Claim 1
According to a first aspect of the invention, in the invention of the eighth aspect, the detecting / calculating means extracts a signal component having one polarity of the difference signal after obtaining the difference signal, and a signal obtained by multiplying the extracted signal component by a coefficient. It is characterized in that a sum signal is generated based on the difference signal.

【0022】請求項12の発明は、請求項8の発明にお
いて、検波・演算手段が、各位置信号に相当する信号成
分が同極性である信号を求めた後に、前記信号の一方の
極性の信号成分を抽出するとともに前記信号の一方の極
性の信号成分を反転して差信号を生成し、前記信号と抽
出した一方の極性の信号成分とに基づいて和信号を生成
することを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the eighth aspect of the invention, after the detection / calculation means obtains a signal in which the signal components corresponding to the respective position signals have the same polarity, the signal having one polarity of the signal It is characterized in that a component is extracted and a signal component of one polarity of the signal is inverted to generate a difference signal, and a sum signal is generated based on the signal and the extracted signal component of one polarity.

【0023】請求項9ないし請求項12の発明は請求項
8の発明の望ましい実施態様である。
The inventions of claims 9 to 12 are preferred embodiments of the invention of claim 8.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施形態1)図1に本実施形態の構成を示す。対象物
3に照射されるビーム光は、従来構成と同様にレーザダ
イオード11から出射された赤外光を投光レンズ12を
通すことによって得られる。従来構成では発振器13の
出力をLD駆動回路14を通してレーザダイオード11
に与えているが、本実施形態では、発振器13の出力を
タイミング回路28に通して得たタイミング信号t2を
キャリアとして変調器15に入力し、変調器15では後
述するフィードバック制御回路16の出力によりキャリ
アを振幅変調してLD駆動回路14に入力する。つま
り、レーザダイオード11の発光強度はフィードバック
制御回路16の出力値に応じて変化する。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows the configuration of this embodiment. The light beam applied to the object 3 is obtained by passing the infrared light emitted from the laser diode 11 through the light projecting lens 12 as in the conventional configuration. In the conventional configuration, the output of the oscillator 13 is passed through the LD drive circuit 14 to the laser diode 11
However, in the present embodiment, the timing signal t2 obtained by passing the output of the oscillator 13 through the timing circuit 28 is input to the modulator 15 as a carrier, and the modulator 15 uses the output of the feedback control circuit 16 described later. The carrier is amplitude-modulated and input to the LD drive circuit 14. That is, the emission intensity of the laser diode 11 changes according to the output value of the feedback control circuit 16.

【0025】一方、対象物3にビーム光を照射すること
により対象物3の表面に形成された投光スポットは受光
レンズ22を通してPSDよりなる位置検出素子21の
受光面に結像され、位置検出素子21の受光面に形成さ
れた受光スポットの位置に応じて位置検出素子21から
は2つの位置信号I1,I2が出力される。両位置信号
I1,I2の出力値は受光スポットの位置に応じて比率
が決まるから、位置信号I1,I2の信号値から対象物
3の基準位置からの変位を求めることができる。ここ
に、位置検出素子21の受光面の有効長の中心に受光ス
ポットが形成されるときのビーム光の延長線上での対象
物3の位置を基準位置としてこの基準位置からの対象物
3の距離の変化を変位として求めるが、投光レンズ12
の中心位置を基準位置として設定しておき対象物3まで
の距離を求めてもよい。
On the other hand, the projection spot formed on the surface of the object 3 by irradiating the object 3 with the beam light is imaged on the light receiving surface of the position detecting element 21 made of PSD through the light receiving lens 22 to detect the position. Two position signals I1 and I2 are output from the position detecting element 21 in accordance with the position of the light receiving spot formed on the light receiving surface of the element 21. Since the ratio of the output values of both position signals I1 and I2 is determined according to the position of the light receiving spot, the displacement of the object 3 from the reference position can be obtained from the signal values of the position signals I1 and I2. Here, the position of the target object 3 on the extension line of the beam light when the light receiving spot is formed at the center of the effective length of the light receiving surface of the position detection element 21 is set as a reference position, and the distance of the target object 3 from the reference position. Change is calculated as displacement, but the projection lens 12
The distance to the target 3 may be obtained by setting the center position of the reference position as the reference position.

【0026】本実施形態では、従来2系統を必要として
いた回路の前後にスイッチ回路31,32を設けること
によって2系統の信号を時分割的に処理することで1系
統の回路で処理可能とした点に1つの特徴を有してい
る。すなわち、位置検出素子21から出力された位置信
号I1,I2はスイッチ回路31を通して択一的にI/
V回路23に入力される。位置信号I1,I2は図2に
示すように、外乱光などにより生じる直流成分DC1,
DC2を中心とする正弦波状の信号であって、振幅の比
率が受光スポットの位置に相当する。両位置信号I1,
I2のうちのどちらをI/V変換回路23に入力するか
は、タイミング回路28より出力される切換信号t1に
より制御される。ここに、切換信号t1は図2に示すよ
うに、タイミング信号t2の2倍の周期を持つように設
定してある。
In the present embodiment, the switch circuits 31 and 32 are provided before and after the circuit which conventionally requires two systems, so that signals of two systems are processed in a time-division manner so that processing by one system is possible. The point has one characteristic. That is, the position signals I1 and I2 output from the position detecting element 21 are selectively passed through the switch circuit 31 to I / I.
It is input to the V circuit 23. As shown in FIG. 2, the position signals I1 and I2 are DC components DC1 and DC1 generated by ambient light or the like.
It is a sinusoidal signal centered on DC2, and the amplitude ratio corresponds to the position of the light receiving spot. Both position signals I1,
Which of I2 is input to the I / V conversion circuit 23 is controlled by the switching signal t1 output from the timing circuit 28. Here, the switching signal t1 is set so as to have a period twice that of the timing signal t2, as shown in FIG.

【0027】I/V変換回路23の出力は可変増幅器2
4に入力され、適宜の増幅率で増幅される。可変増幅器
24は上述したフィードバック制御回路16の出力に応
じて増幅率が連続的に調節される増幅器であって、具体
的な動作については後述する。可変増幅器24の出力信
号Va1.Va2は位置信号I1,I2をスイッチ回路
31の切換タイミングで接続した信号に相当し、この信
号には外乱光などにより位置信号I1,I2の直流成分
DC1,DC2に相当するオフセット電圧Vdc1,V
dc2が含まれている。この出力信号Va1.Va2は
検波回路25により同期検波され(ここでの同期検波
は、レーザダイオード11から出射されるビーム光の変
調周期の半周期毎に入力信号を反転する処理である)、
信号成分Vb1.Vb2が抽出される。したがって、信
号成分Vb1.Vb2はオフセット電圧Vdc1,Vd
c2を反転した成分を含むことになる。つまり、一方の
極性の脈流波形ではオフセット電圧がVdc1,Vdc
2であるときに、他方の極性の脈流波形ではオフセット
電圧が−Vdc1,−Vdc2になる。
The output of the I / V conversion circuit 23 is the variable amplifier 2
4 and is amplified by an appropriate amplification factor. The variable amplifier 24 is an amplifier whose amplification factor is continuously adjusted according to the output of the above-mentioned feedback control circuit 16, and its specific operation will be described later. The output signal Va1. Va2 corresponds to a signal in which the position signals I1 and I2 are connected at the switching timing of the switch circuit 31, and this signal includes offset voltages Vdc1 and Vdc corresponding to DC components DC1 and DC2 of the position signals I1 and I2 due to disturbance light or the like.
dc2 is included. This output signal Va1. Va2 is synchronously detected by the detection circuit 25 (the synchronous detection here is a process of inverting the input signal every half cycle of the modulation cycle of the light beam emitted from the laser diode 11).
Signal component Vb1. Vb2 is extracted. Therefore, the signal components Vb1. Vb2 is the offset voltage Vdc1, Vd
It includes a component obtained by inverting c2. That is, in the pulsating flow waveform of one polarity, the offset voltage is Vdc1, Vdc
When it is 2, the offset voltage becomes -Vdc1 and -Vdc2 in the pulsating flow waveform of the other polarity.

【0028】要するに、。検波回路25はタイミング回
路28からのタイミング信号t2に同期して入力信号を
検波するものであり、タイミング信号t2がHレベルの
期間には可変増幅器24の出力信号Va1.Va2をそ
のまま取り出し、タイミング信号t2がLレベルの期間
には可変増幅器24の出力信号Va1.Va2の極性を
反転して取り出す。また、同期検波の際には可変増幅器
24の出力信号Va1.Va2が保有していたオフセッ
ト電圧Vdc1,Vdc2を打ち消すようなオフセット
電圧−Vdc1,−Vdc2が生成され信号成分Vb
1.Vb2に含まれることになる。この信号成分Vb
1.Vb2はスイッチ回路31と同期するように切換信
号t1により制御されるスイッチ回路32によって、位
置信号I1,I2に対応した脈流波形状の信号成分Vd
1,Vd2に分離される。
In short ,. The detection circuit 25 detects the input signal in synchronization with the timing signal t2 from the timing circuit 28, and outputs the output signal Va1. Va2 is taken out as it is, and the output signal Va1. The polarity of Va2 is inverted and taken out. Further, at the time of synchronous detection, the output signal Va1. Offset voltages −Vdc1 and −Vdc2 that cancel the offset voltages Vdc1 and Vdc2 held by Va2 are generated to generate the signal component Vb.
1. It will be included in Vb2. This signal component Vb
1. Vb2 is a pulsating wave-shaped signal component Vd corresponding to the position signals I1 and I2 by the switch circuit 32 controlled by the switching signal t1 so as to be synchronized with the switch circuit 31.
1 and Vd2 are separated.

【0029】スイッチ回路32により分離された信号成
分Vd1,Vd2はそれぞれ積分回路(実際にはローパ
スフィルタ=LPF)26a,26bに入力され、直流
成分が取り出されることによって上述のオフセット電圧
が相殺されて除去される。積分回路26a,26bから
出力される位置情報信号V1,V2は差演算部27aに
入力され、差演算部27aからは位置信号I1,I2の
信号値の差に相当する信号を得ることができる。
The signal components Vd1 and Vd2 separated by the switch circuit 32 are input to integrator circuits (actually low-pass filters = LPF) 26a and 26b, respectively, and the above-mentioned offset voltage is canceled by extracting the DC component. To be removed. The position information signals V1 and V2 output from the integrating circuits 26a and 26b are input to the difference calculation unit 27a, and a signal corresponding to the difference between the signal values of the position signals I1 and I2 can be obtained from the difference calculation unit 27a.

【0030】また、位置情報信号V1,V2は和演算部
27bに入力され、位置信号I1,I2の信号値の和に
相当する信号を得る。和演算部27bの出力は、位置検
出素子21での受光光量に相当するのであって、本実施
形態では比較回路17によってこの情報を基準電圧Vr
efと比較し、比較回路17は基準電圧Vrefにより
定められている基準の受光量と実際の受光量との差に相
当する出力をフィードバック制御回路16に入力する。
上述したように、フィードバック制御回路16の出力は
レーザダイオード11の発光量を決定するから、位置検
出素子11の受光量を基準電圧Vrefで決まる受光量
に保つように、レーザダイオード11の発光量をフィー
ドバック制御することになり、結果的に位置検出素子1
2の受光量を一定に保つことになる。また、フィードバ
ック制御回路16は受光量(つまり和演算部27bの出
力)が一定に保たれるように可変増幅器24の増幅率を
調節するのであって、結果的に和演算部27bの出力値
は一定に保たれることになる。
The position information signals V1 and V2 are input to the sum calculator 27b to obtain a signal corresponding to the sum of the signal values of the position signals I1 and I2. The output of the sum calculation unit 27b corresponds to the amount of light received by the position detection element 21, and in the present embodiment, this information is supplied to the reference voltage Vr by the comparison circuit 17.
In comparison with ef, the comparison circuit 17 inputs to the feedback control circuit 16 an output corresponding to the difference between the reference received light amount determined by the reference voltage Vref and the actual received light amount.
As described above, since the output of the feedback control circuit 16 determines the light emission amount of the laser diode 11, the light emission amount of the laser diode 11 is controlled so as to keep the light reception amount of the position detection element 11 at the light reception amount determined by the reference voltage Vref. Feedback control is performed, and as a result, the position detection element 1
The light receiving amount of 2 is kept constant. Further, the feedback control circuit 16 adjusts the amplification factor of the variable amplifier 24 so that the amount of received light (that is, the output of the sum calculation unit 27b) is kept constant, and as a result, the output value of the sum calculation unit 27b becomes It will be kept constant.

【0031】上述のように、和演算部27bの出力を一
定に保つようなフィードバック制御を行なっていること
により、(V1−V2)/(V1+V2)の演算におい
て分母を一定に保つことができ、結果的に(V1−V
2)を求めるだけで対象物3までの距離を求めることが
可能になるのである。要するに、分母が一定であること
が保証されることにより、分母を求める必要がなくなる
のである。すなわち、本実施形態においては、差演算部
27aと和演算部27bとのほかに変調回路15、フィ
ードバック制御回路16、比較回路17、可変増幅器2
4も演算部27′の構成要素になる。
As described above, by performing the feedback control to keep the output of the sum calculation unit 27b constant, the denominator can be kept constant in the calculation of (V1-V2) / (V1 + V2), As a result (V1-V
The distance to the object 3 can be obtained by simply obtaining 2). In short, by guaranteeing that the denominator is constant, there is no need to find the denominator. That is, in the present embodiment, in addition to the difference calculation unit 27a and the sum calculation unit 27b, the modulation circuit 15, the feedback control circuit 16, the comparison circuit 17, the variable amplifier 2 are provided.
4 is also a constituent element of the arithmetic unit 27 '.

【0032】ところで、上述の回路構成において、フィ
ードバック制御回路16の出力によるレーザダイオード
11の光出力の可変範囲(変調電圧)および可変増幅器
24の増幅率の可変範囲を、それぞれ1〜100%と
し、変調電圧が100%のときにレーザダイオード11
から従来構成と同様の光出力が得られ、可変増幅器24
は1%のときに従来構成の増幅器と同様の増幅率になる
ものする。また、反射率の基準となる対象物3(たとえ
ば、白色のセラミックス)が所定距離に位置するときの
受光量を100とする指数(この状態を反射率の指数が
100であるものとする)を設定し、このときの変調電
圧(つまり光出力)を100%、可変増幅器24の増幅
率を1%とする。反射率(受光量)が100よりも大き
いときには図3にで示すように反射率が大きいほど変
調電圧を下げるようにし、反射率が100よりも小さい
ときには図3にで示すように反射率が小さいほど可変
増幅器24の増幅率を大きくする。このように変調電圧
と可変増幅器24の増幅率とをそれぞれ100倍ずつ変
化させることができるから、ダイナミックレンジは10
0×100=10000倍になる。また、受光量が基準
値(指数100)よりも大きいときには変調電圧を小さ
くし、基準値よりも小さいときには増幅率を大きくして
いるから、分解能は図3にで示すように高い分解能を
保つ。なお、受光量に対応する電圧は図3にで示すよ
うに一定に保たれる。このように、ダイナミックレンジ
を大幅に高め、かつ測距精度が高くなるのである。図3
の斜線部は測距が不可能な範囲を示す。
In the circuit configuration described above, the variable range (modulation voltage) of the optical output of the laser diode 11 and the variable range of the amplification factor of the variable amplifier 24 by the output of the feedback control circuit 16 are set to 1 to 100%, respectively. Laser diode 11 when modulation voltage is 100%
The same optical output as the conventional configuration can be obtained from the variable amplifier 24.
Is 1%, the amplification factor is similar to that of the conventional amplifier. In addition, an index that sets the amount of light received when the target object 3 (for example, white ceramics) serving as a reference of reflectance is located at a predetermined distance to 100 (this state is assumed to be 100) The modulation voltage (that is, the optical output) at this time is set to 100%, and the amplification factor of the variable amplifier 24 is set to 1%. When the reflectance (amount of received light) is larger than 100, the modulation voltage is lowered as the reflectance is larger as shown in FIG. 3, and when the reflectance is smaller than 100, the reflectance is small as shown in FIG. The amplification factor of the variable amplifier 24 is increased. In this way, since the modulation voltage and the amplification factor of the variable amplifier 24 can be changed by 100 times, the dynamic range is 10 times.
It becomes 0 × 100 = 10000 times. Further, when the amount of received light is larger than the reference value (index 100), the modulation voltage is made small, and when it is smaller than the reference value, the amplification factor is made large, so that the resolution is kept high as shown in FIG. The voltage corresponding to the amount of received light is kept constant as shown in FIG. In this way, the dynamic range is greatly increased and the distance measurement accuracy is improved. FIG.
The shaded area indicates the range in which distance measurement is impossible.

【0033】なお、上述の説明では基準の受光量を10
0としているが、要求仕様や個々の回路構成の仕様など
に応じて最適値に設定すればよい。たとえば、反射率の
小さい対象物3を重視する場合であって、0.1〜10
00という範囲の受光量に対応できるようにしたければ
受光量の基準値が10になるように設定すればよい。ま
た、反射率の高い対象物3を重視する場合であって、1
0〜100000という範囲の受光量に対応できるよう
にしたければ受光量の基準値が1000になるように設
定すればよい。また、変調電圧と可変増幅器24の増幅
率とのうち少なくとも一方の可変範囲を100倍に設定
することができないのであれば、ダイナクミックレンジ
は小さくなるが、それでも従来構成のダイナミックレン
ジが10倍であるのに比較すれば十分に大きなダイナミ
ックレンジを得ることが可能である。たとえば、変調電
圧の可変範囲が100倍であり、可変増幅器24の増幅
率の可変範囲が10倍であるときには、ダイナミックレ
ンジは1000倍になるが、受光量の基準値を適宜に設
定することで、広範囲にわたる測距が可能になるのであ
る。
In the above description, the reference amount of received light is 10
Although it is set to 0, it may be set to an optimum value according to required specifications, specifications of individual circuit configurations, and the like. For example, when the object 3 having a small reflectance is important,
If it is desired to cope with the received light amount in the range of 00, the reference value of the received light amount may be set to 10. Further, in the case where the object 3 having a high reflectance is emphasized,
If it is desired to be able to cope with the received light amount in the range of 0 to 100,000, the reference value of the received light amount may be set to 1000. Further, if the variable range of at least one of the modulation voltage and the amplification factor of the variable amplifier 24 cannot be set to 100 times, the dynamic range becomes small, but the dynamic range of the conventional configuration is still 10 times. However, it is possible to obtain a sufficiently large dynamic range. For example, when the variable range of the modulation voltage is 100 times and the variable range of the amplification factor of the variable amplifier 24 is 10 times, the dynamic range is 1000 times, but by appropriately setting the reference value of the received light amount. The range can be measured over a wide range.

【0034】上述した構成では、位置検出素子21から
出力される位置信号I1,I2をレーザダイオード11
の発光周期の1周期毎に交互に時分割的に処理してお
り、I/V変換回路23、可変増幅器24、検波回路2
5を共用しているから、2系統の回路を用いる場合のよ
うな、構成部品の定数のばらつきや温度特性のばらつき
による誤差が発生せず、しかも2つの位置信号I1,I
2を同じ検波回路25で同期検波しているからオフセッ
ト誤差が発生しないのである。さらに、検波回路25よ
りも前段側で生じたオフセット誤差は検波回路25を通
すことで相殺させることができる。なお、検波回路25
で生じるわずかなオフセット誤差は、回路が1系統であ
ることにより比較的簡単な構成の補正回路で除去するこ
とが可能である。さらに、2つの位置信号I1,I2を
同一の回路で処理しているから、スイッチ回路32によ
り分離されるまでは周波数特性に差を生じることがな
く、レーザダイオード11を駆動する信号の変調周波数
に変化が生じても測距結果や過渡的な誤差の発生が生じ
ない。たとえば、図4(a)に示すように時間とともに
対象物3までの距離が変化したとする。本実施形態では
2つの位置信号I1,I2の周波数応答に差が生じない
から図4(b)のように測距信号(V1−V2)に過渡
応答による誤差が生じないが、従来構成のように2つの
位置信号I1,I2の周波数応答に差が生じる場合には
図4(c)のように過渡応答による誤差が生じる。
In the above-mentioned configuration, the position signals I1 and I2 output from the position detecting element 21 are transmitted to the laser diode 11.
Are alternately time-divisionally processed for each one of the light emission cycles of the I / V conversion circuit 23, the variable amplifier 24, and the detection circuit 2.
5 is shared, there is no error due to the variation of the constants of the components and the variation of the temperature characteristics as in the case of using the two-system circuit, and the two position signals I1 and I
Since 2 is synchronously detected by the same detection circuit 25, no offset error occurs. Further, an offset error generated at a stage prior to the detection circuit 25 can be canceled by passing through the detection circuit 25. The detection circuit 25
The slight offset error caused by 1 can be removed by the correction circuit having a relatively simple structure because the circuit has one system. Furthermore, since the two position signals I1 and I2 are processed by the same circuit, there is no difference in the frequency characteristics until they are separated by the switch circuit 32, and the modulation frequency of the signal for driving the laser diode 11 is maintained. Even if the change occurs, the distance measurement result and the transient error do not occur. For example, it is assumed that the distance to the target object 3 changes with time as shown in FIG. In the present embodiment, since there is no difference in the frequency response of the two position signals I1 and I2, an error due to the transient response does not occur in the distance measurement signal (V1-V2) as shown in FIG. When a difference occurs in the frequency response of the two position signals I1 and I2, an error occurs due to the transient response as shown in FIG. 4 (c).

【0035】上述の例では、切換信号t1の周期をタイ
ミング信号t2の周期の2倍に設定していたが、本実施
形態は図5に示すように、これを6倍に設定したもので
ある。このように、切換信号t1の周期をタイミング信
号t2の周期の3倍以上に設定すると、スイッチ回路3
1,32のスイッチング時に発生するノイズの影響を低
減することができる。この周期は整数倍であれば適宜に
設定することができるものである。
In the above example, the cycle of the switching signal t1 is set to twice the cycle of the timing signal t2, but in the present embodiment, as shown in FIG. 5, this is set to six times. . In this way, when the cycle of the switching signal t1 is set to be three times or more the cycle of the timing signal t2, the switch circuit 3
It is possible to reduce the influence of noise that occurs when switching 1 and 32. This cycle can be appropriately set if it is an integral multiple.

【0036】(実施形態2)本実施形態は、図6に示す
ように、I/V変換回路23a,23bを2個設けて各
位置信号I1,I2をそれぞれ電圧信号に変換している
点、およびレーザダイオード11の光出力を和演算部2
7bの出力に基づいて調整していない点で実施形態1と
相違している。
(Embodiment 2) In this embodiment, as shown in FIG. 6, two I / V conversion circuits 23a and 23b are provided to convert the position signals I1 and I2 into voltage signals, respectively. And the optical output of the laser diode 11 is added to the sum calculation unit 2
It is different from the first embodiment in that it is not adjusted based on the output of 7b.

【0037】本実施形態の構成のように、微小である位
置信号I1,I2を適宜の大きさの電圧信号に変換した
後にスイッチ回路31に通していることによって、スイ
ッチング回路31のスイッチング時に生じるノイズの影
響を受けにくくなり、このことによって測定結果の誤差
を抑制することができる。他の構成および動作は実施形
態1と同様である。
As in the configuration of the present embodiment, the minute position signals I1 and I2 are converted into voltage signals of appropriate magnitudes and then passed through the switch circuit 31, so that noise generated when the switching circuit 31 switches is generated. Is less likely to be affected by, and thus the error of the measurement result can be suppressed. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.

【0038】(実施形態3)本実施形態は、図7に示す
ように、受光量に基づくフィードバック制御を行なわな
いものであり、かつスイッチ回路32および差演算部2
7a、和演算部27bを設けずに割算部27cを設ける
ことによって、対象物3の変位に相当する測距信号(V
1−V2)/(V1+V2)を求めるようにしたもので
ある。
(Embodiment 3) In this embodiment, as shown in FIG. 7, feedback control based on the amount of received light is not performed, and the switch circuit 32 and the difference calculator 2 are used.
7a, the division unit 27c is provided without providing the sum calculation unit 27b, so that the distance measurement signal (V
1-V2) / (V1 + V2) is obtained.

【0039】ビーム光を投光する構成については従来構
成と同様である。また、位置検出素子21の出力である
位置信号I1,I2をスイッチ回路31を通して時分割
的にI/V変換回路23に取り込み、I/V変換回路2
3の出力を増幅器24により増幅する点は実施形態1と
同様である。実施形態1の構成では、増幅器24の出力
信号Va1.Va2を検波回路25に入力して同期検波
していたが、本実施形態では検波・演算回路25′に入
力して以下の信号を生成する点に特徴を有している。
The structure for projecting the light beam is the same as the conventional structure. Further, the position signals I1 and I2 output from the position detection element 21 are time-divided into the I / V conversion circuit 23 through the switch circuit 31, and the I / V conversion circuit 2
The point that the output of No. 3 is amplified by the amplifier 24 is the same as in the first embodiment. In the configuration of the first embodiment, the output signal Va1. Although Va2 was input to the detection circuit 25 for synchronous detection, this embodiment is characterized in that it is input to the detection / arithmetic circuit 25 'to generate the following signals.

【0040】検波・演算回路25′には、タイミング信
号t2に加えて、図8に示すように、切換信号t1とは
位相が90度異なる(ここでは進相)演算制御信号t3
が入力される。検波・演算回路25′ではこの演算制御
信号t3を用いて同期検波を行なうのであって、増幅器
24の出力信号Va1.Va2のうち位置信号I1の後
半部と位置信号I2の前半部とに対応する部分の極性を
反転した形の信号が得られることになる。つまり、図8
の場合にはこの同期検波によって位置信号I1に相当す
る信号成分Vd1を正極性、位置信号I2に相当する信
号成分Vd2を負極性とするような差信号(Vd1−V
d2)が出力されることになる。
In addition to the timing signal t2, the detection / arithmetic circuit 25 'has an arithmetic control signal t3 whose phase differs from that of the switching signal t1 by 90 degrees (advance here), as shown in FIG.
Is entered. The detection / calculation circuit 25 'uses this calculation control signal t3 to perform synchronous detection, and the output signal Va1. A signal having a form in which the polarities of the second half of the position signal I1 and the first half of the position signal I2 are inverted in Va2 is obtained. That is, FIG.
In this case, the differential signal (Vd1-V) that causes the signal component Vd1 corresponding to the position signal I1 to be positive and the signal component Vd2 corresponding to the position signal I2 to be negative by this synchronous detection.
d2) will be output.

【0041】一方、タイミング信号t2を用いて同期検
波を行なえば、両位置信号I1,I2に相当する信号成
分Vd1,Vd2がともに正極性となるような和信号
(Vd1+Vd2)が得られる。結局、差信号(Vd1
−Vd2)と和信号(Vd1+Vd2)は位置信号I
1,I2の和と差とに対応する信号になるから、それぞ
れ積分回路(ローパスフィルタ)26a,26bにより
平均化すれば、位置信号I1、I2の差に相当する信号
(V1−V2),(V1+V2)を抽出することができ
る。したがって、両信号を割算器27cに入力して除算
を行なえば、測距信号(V1−V2)/(V1+V2)
を得ることができる。
On the other hand, if synchronous detection is performed using the timing signal t2, a sum signal (Vd1 + Vd2) is obtained in which both the signal components Vd1 and Vd2 corresponding to the position signals I1 and I2 have a positive polarity. After all, the difference signal (Vd1
-Vd2) and sum signal (Vd1 + Vd2) are position signals I
Since the signals correspond to the sum and difference of 1 and I2, if they are averaged by integrating circuits (low-pass filters) 26a and 26b, respectively, signals (V1-V2), (corresponding to the difference between the position signals I1 and I2) are obtained. V1 + V2) can be extracted. Therefore, if both signals are input to the divider 27c and division is performed, the distance measurement signal (V1-V2) / (V1 + V2)
Can be obtained.

【0042】上述のような同期検波を行なうための検波
・演算回路25′としては、具体的には図9に示す構成
を採用することができる。つまり、4個の演算増幅器O
P1〜OP4を用いて2個ずつ対にし、対になる一方の
演算増幅器OP1,OP3は非反転増幅、他方の演算増
幅器OP2,OP4は反転増幅を行なわせ、さらにスイ
ッチ要素S1,S2により各対ごとに非反転増幅と反転
増幅との結果を交互に取り出すようにしているのであ
る。そして、スイッチ要素S1は演算制御信号t3によ
り交互に切り換えられ、スイッチ要素S2はタイミング
信号t3により交互に切り換えられる。
As the detection / arithmetic circuit 25 'for performing the above-mentioned synchronous detection, specifically, the configuration shown in FIG. 9 can be adopted. That is, four operational amplifiers O
P1 to OP4 are used to make two pairs, one of the pair of operational amplifiers OP1 and OP3 performs non-inverting amplification, and the other of the pair of operational amplifiers OP2 and OP4 performs inverting amplification. The result of non-inverting amplification and the result of inverting amplification are alternately taken out for each. The switch element S1 is alternately switched by the arithmetic control signal t3, and the switch element S2 is alternately switched by the timing signal t3.

【0043】本実施形態の構成では、割算器27cを必
要としているから、ダイナミックレンジに関しては従来
例と同程度になるが、スイッチ回路31が1つであるか
ら、スイッチングノイズが少なくなり、また複数のスイ
ッチ回路31を用いた場合のタイミングのずれやスイッ
チ回路31の切換タイミングのずれに伴う測定結果の誤
差の発生を抑制することができる。さらに、差演算部2
7aや和演算部27bを用いていないから、これらの演
算誤差による測定結果の誤差の発生を抑制することがで
きる。他の構成および動作は従来例と同様である。
In the configuration of this embodiment, since the divider 27c is required, the dynamic range is similar to that of the conventional example, but since there is only one switch circuit 31, switching noise is reduced, and It is possible to suppress the occurrence of an error in the measurement result due to the deviation of the timing when using the plurality of switch circuits 31 and the deviation of the switching timing of the switch circuits 31. Furthermore, the difference calculation unit 2
Since neither 7a nor the sum calculator 27b is used, it is possible to suppress the occurrence of an error in the measurement result due to these calculation errors. Other configurations and operations are the same as those of the conventional example.

【0044】検波・演算回路25′の別の構成として
は、図10、図12に示す回路構成が考えられる。図1
0に示す回路構成では、図9に示した回路構成とは和信
号(Vd1+Vd2)を生成する部分であって、この構
成では差信号(Vd1−Vd2)を生成した後に、差信
号(Vd1−Vd2)を切換信号t1を用いて同期検波
することにより和信号(Vd1−Vd2)を生成してい
る。要するに図11に示すように、差信号(Vd1−V
d2)の負極部分を反転させているのである。
As another configuration of the detection / arithmetic circuit 25 ', the circuit configurations shown in FIGS. 10 and 12 can be considered. FIG.
In the circuit configuration shown in FIG. 0, the circuit configuration shown in FIG. 9 is a part that generates the sum signal (Vd1 + Vd2). In this configuration, after generating the difference signal (Vd1-Vd2), the difference signal (Vd1-Vd2) is generated. ) Is synchronously detected using the switching signal t1 to generate the sum signal (Vd1-Vd2). In short, as shown in FIG. 11, the difference signal (Vd1-V
The negative electrode part of d2) is inverted.

【0045】一方、図12に示す回路構成では、図10
に示した構成とは逆に、タイミング信号t2により生成
した和信号(Vd1+Vd2)を、切換信号t1によっ
て同期検波することにより差信号(Vd1−Vd2)を
生成する。この構成では、図13に示すように、和信号
(Vd1+Vd2)の正極部分のうち位置信号I2に相
当する部分を反転させることで差信号(Vd1−Vd
2)を生成している。しかも、この構成では演算制御信
号t3を別途に生成する必要がなく、タイミング回路2
8の構成が簡単になる。
On the other hand, in the circuit configuration shown in FIG.
Contrary to the configuration shown in (1), the sum signal (Vd1 + Vd2) generated by the timing signal t2 is synchronously detected by the switching signal t1 to generate a difference signal (Vd1-Vd2). In this configuration, as shown in FIG. 13, by inverting the portion corresponding to the position signal I2 of the positive portion of the sum signal (Vd1 + Vd2), the difference signal (Vd1-Vd) is inverted.
2) is generated. Moreover, with this configuration, it is not necessary to separately generate the operation control signal t3, and the timing circuit 2
The configuration of 8 is simplified.

【0046】(実施形態4)本実施形態は図14に示す
ように、図7に示した実施形態3と同様の構成を有し、
検波・演算回路25′において、切換信号t1、タイミ
ング信号t2、演算制御信号t3を用いることにより、
(Vd1+k・Vd2)となる和信号を生成するもので
あって、和信号に補正を加えている。このような補正は
従来周知であって、受光量の変化に対する出力結果の非
線形性を補正するものである。動作は図15に示すよう
に実施形態3とほぼ同様である。
(Embodiment 4) As shown in FIG. 14, this embodiment has the same structure as that of Embodiment 3 shown in FIG.
In the detection / arithmetic circuit 25 ', by using the switching signal t1, the timing signal t2, and the arithmetic control signal t3,
A sum signal of (Vd1 + k · Vd2) is generated, and the sum signal is corrected. Such correction is well known in the art, and corrects the non-linearity of the output result with respect to the change in the amount of received light. The operation is almost the same as that of the third embodiment as shown in FIG.

【0047】図16に示すように、検波・演算回路2
5′において差信号(Vd1−Vd2)を得る構成は図
9に示した実施形態3の構成と同様である。和信号(V
d1+k・Vd2)を求める和信号生成部33では、切
換信号t1とタイミング信号t2とを用いて和信号(V
d1+k・Vd2)を求める。和信号生成部33は、具
体的には図17に示すような各種構成を採用することが
できる。図17(a)に示す構成は、入力信号を分岐し
て可変抵抗器VRにより減衰させるとともに、切換信号
t1を用いてアナログスイッチAS1を制御することに
より位置信号I2に対応する成分は可変抵抗器VRによ
り調節された形で反転増幅用の演算増幅器OP4に入力
させ、非反転増幅用の演算増幅器OP3では入力信号を
そのまま増幅している。
As shown in FIG. 16, the detection / arithmetic circuit 2
The configuration for obtaining the difference signal (Vd1-Vd2) at 5'is similar to that of the third embodiment shown in FIG. Sum signal (V
The sum signal generation unit 33 that obtains d1 + k · Vd2) uses the switching signal t1 and the timing signal t2 to calculate the sum signal (V
d1 + k · Vd2) is calculated. Specifically, the sum signal generation unit 33 can employ various configurations as shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 17A, the input signal is branched and attenuated by the variable resistor VR, and the component corresponding to the position signal I2 is controlled by controlling the analog switch AS1 using the switching signal t1. The signal is input to the operational amplifier OP4 for inverting amplification in a form adjusted by VR, and the input signal is directly amplified by the operational amplifier OP3 for non-inverting amplification.

【0048】図17(b)に示す構成は、演算増幅器O
P5,OP6とスイッチ要素S3とによって正電圧と0
ボルトとの電圧を発生する回路を構成し、この電圧を可
変抵抗器VRにより適宜調節して反転増幅用の演算増幅
器OP3の入力に加算したものである。スイッチ要素S
3を切換信号t1により制御することで、位置信号I2
に対応する入力信号にのみ適宜の電圧を加算してkVd
2に相当する信号を発生させる。
The configuration shown in FIG. 17B has an operational amplifier O.
Positive voltage and 0 due to P5, OP6 and switch element S3
A circuit for generating a voltage of volt is configured, and this voltage is appropriately adjusted by the variable resistor VR and added to the input of the operational amplifier OP3 for inverting amplification. Switch element S
3 by controlling the switching signal t1, the position signal I2
KVd by adding an appropriate voltage only to the input signal corresponding to
A signal corresponding to 2 is generated.

【0049】図17(c)に示す構成は、演算増幅器O
P5,OP6とスイッチ要素S3と直流電源Vpとを用
いて入力電圧と直流電源Vpの電圧との差電圧を出力可
能としたものであり、一方の演算増幅器OP6への入力
には可変抵抗器VRを挿入して入力電圧を調節可能とし
てある。したがって、スイッチ要素S3を切換信号t1
により切り換えると、位置信号I2に対応する入力信号
のレベルを調節してkVd2に相当する信号を得ること
ができる。図17(d)に示す構成は、演算増幅器OP
3,OP4およびスイッチ要素S2により求めた信号
(Vd1+Vd2)に対して、OP5によるボルテージ
フォロワと、OP6および可変抵抗器VRを備える増幅
器とのどちらを通った信号を採用するかを切換信号t1
により制御されるスイッチ要素S3で選択することによ
り、位置信号I2に対応する信号に補正を加えることが
できるようにしたものである。
The configuration shown in FIG. 17C has an operational amplifier O.
The differential voltage between the input voltage and the voltage of the DC power supply Vp can be output using P5, OP6, the switch element S3, and the DC power supply Vp, and the variable resistor VR is input to one of the operational amplifiers OP6. The input voltage can be adjusted by inserting. Therefore, the switching element S3 is switched to the switching signal t1.
When switched by, the level of the input signal corresponding to the position signal I2 can be adjusted to obtain a signal corresponding to kVd2. The configuration shown in FIG. 17D has an operational amplifier OP.
3, the switching signal t1 is used to determine whether the signal (Vd1 + Vd2) obtained by OP4 and the switch element S2 is passed through the voltage follower by OP5 or the amplifier including OP6 and the variable resistor VR.
By selecting with the switch element S3 controlled by, the signal corresponding to the position signal I2 can be corrected.

【0050】本実施形態においても、実施形態3と同様
に、差信号(Vd1−Vd2)を求めた後に、その結果
を用いて和信号(Vd1+k・Vd2)を発生させる構
成を採用することができる。すなわち、図18に示すよ
うに、演算増幅器OP3,OP4とスイッチ要素2とを
用いて差信号(Vd1−Vd2)のうち負極成分を反転
すればよいのである。また、位置信号I2に相当する成
分は可変抵抗器VRを用いて増幅率を変えており、結果
的に和信号(Vd1+k・Vd2)が得られるようにな
っている。この構成では、切換信号t1と演算制御信号
t3とのみを用いるから、3種類の信号を用いる場合よ
りも簡単な構成になる。この回路を用いた場合の動作を
図19に示す。
In the present embodiment as well, as in the third embodiment, it is possible to adopt a configuration in which after the difference signal (Vd1-Vd2) is obtained, the result is used to generate the sum signal (Vd1 + k · Vd2). . That is, as shown in FIG. 18, the negative component of the difference signal (Vd1-Vd2) may be inverted by using the operational amplifiers OP3 and OP4 and the switch element 2. Further, the amplification factor of the component corresponding to the position signal I2 is changed by using the variable resistor VR, and as a result, the sum signal (Vd1 + k · Vd2) is obtained. In this configuration, since only the switching signal t1 and the operation control signal t3 are used, the configuration is simpler than when three types of signals are used. FIG. 19 shows the operation when this circuit is used.

【0051】(実施形態5)実施形態4では、差演算部
27aや和演算部27bを設けず割算器27cのみを設
けていたが、本実施形態では図20に示すように、加算
器27dを設けている。すなわち、検波・演算回路2
5′は、切換信号t1と演算制御信号t3とを用いて、
差信号(Vd1−Vd2)と、位置信号I1,I2にそ
れぞれ対応する脈流波形の信号成分Vd1,Vd2とを
抽出できるように構成してある。検波・演算回路25′
の3出力はそれぞれ積分回路(ローパスフィルタ)26
a,26c,26dを通して平均化され、信号成分Vd
1,Vd2に相当する積分回路26c,26dの出力は
加算器27dに入力されて和信号(Vd1+k・Vd
2)が求められる。このようにして得られた差信号(V
d1−Vd2)と和信号(Vd1+k・Vd2)とを割
算器27cに入力することによって対象物3までの距離
に応じた測距信号(Vd1−Vd2)/(Vd1+k・
Vd2)を得ることができるのである。この動作は基本
的は実施形態4と同様であり、各部の動作波形は図21
のようになる。
(Fifth Embodiment) In the fourth embodiment, only the divider 27c is provided without providing the difference computing unit 27a and the sum computing unit 27b, but in the present embodiment, as shown in FIG. 20, an adder 27d is provided. Is provided. That is, the detection / arithmetic circuit 2
5 ′ uses the switching signal t1 and the operation control signal t3,
The difference signal (Vd1-Vd2) and the signal components Vd1 and Vd2 of the pulsating flow waveform corresponding to the position signals I1 and I2 are extracted. Detection / arithmetic circuit 25 '
3 outputs of each are integrated circuit (low-pass filter) 26
a, 26c, 26d are averaged to obtain the signal component Vd
The outputs of the integrating circuits 26c and 26d corresponding to 1 and Vd2 are input to the adder 27d and added to the sum signal (Vd1 + k · Vd
2) is required. The difference signal (V
By inputting d1−Vd2) and the sum signal (Vd1 + k · Vd2) to the divider 27c, the distance measurement signal (Vd1−Vd2) / (Vd1 + k ·
Vd2) can be obtained. This operation is basically the same as that of the fourth embodiment, and the operation waveforms of the respective parts are shown in FIG.
become that way.

【0052】図20に示した検波・演算回路25′の具
体構成を示すと、たとえば図22のようになる。この構
成において差信号(Vd1−Vd2)を抽出する構成は
図9に示したものと同様である。差信号(Vd1−Vd
2)が求まれば、正極成分と負極成分とに分離して抽出
すれば、信号成分Vd1,Vd2をそれぞれ抽出するこ
とができる。つまり、演算増幅器OP7〜OP10およ
びスイッチ要素S4,S5、インバータINを用いて、
差信号(Vd1−Vd2)の正極成分と負極成分とをそ
れぞれ抽出するのである。
A concrete structure of the detection / arithmetic circuit 25 'shown in FIG. 20 is shown in FIG. 22, for example. The configuration for extracting the difference signal (Vd1-Vd2) in this configuration is the same as that shown in FIG. Difference signal (Vd1-Vd
If 2) is obtained, the signal components Vd1 and Vd2 can be extracted by separating and extracting the positive electrode component and the negative electrode component. That is, by using the operational amplifiers OP7 to OP10, the switch elements S4 and S5, and the inverter IN,
The positive component and the negative component of the difference signal (Vd1-Vd2) are extracted respectively.

【0053】(実施形態6)本実施形態は、図23に示
すように、演算部27′の構成が実施形態4とは異なる
ものであり、他の構成は実施形態4と同様のものであ
る。すなわち、検波・演算回路25′においては差信号
(Vd1−Vd2)と位置信号I2に相当する信号成分
Vd2とを抽出し、それぞれ積分回路(ローパスフィル
タ)26a,26dにより平均化し、加算器27dにお
いては差信号(Vd1−Vd2)と信号成分Vd2との
各平均値を用いて和信号(Vd1+k・Vd2)を生成
している。差信号(Vd1−Vd2)と和信号(Vd1
+k・Vd2)とは割算器27cに入力され、対象物3
までの距離に応じた測距信号(Vd1−Vd2)/(V
d1+k・Vd2)が求められるのである。この動作は
基本的は実施形態4と同様であり、各部の動作波形は図
24のようになる。
(Sixth Embodiment) As shown in FIG. 23, the sixth embodiment is different from the fourth embodiment in the configuration of the arithmetic unit 27 ', and the other configurations are the same as those in the fourth embodiment. . That is, in the detection / arithmetic circuit 25 ', the difference signal (Vd1-Vd2) and the signal component Vd2 corresponding to the position signal I2 are extracted, averaged by the integrator circuits (low-pass filters) 26a, 26d, respectively, and added by the adder 27d. Generates a sum signal (Vd1 + k · Vd2) by using each average value of the difference signal (Vd1-Vd2) and the signal component Vd2. Difference signal (Vd1-Vd2) and sum signal (Vd1
+ K · Vd2) is input to the divider 27c, and the object 3
Ranging signal (Vd1-Vd2) / (V
Therefore, d1 + k · Vd2) is required. This operation is basically the same as that of the fourth embodiment, and the operation waveforms of the respective parts are as shown in FIG.

【0054】図23に示した検波・演算回路25′の具
体構成を示すと、たとえば図25ののようになる。ここ
において、差信号(Vd1−Vd2)を生成する構成は
図9に示したものと同様であり、位置信号I2に相当す
る信号成分Vd2を抽出する構成は図22に示した実施
形態5のものと同様である。他の構成および動作は実施
形態5と同様である。
The concrete structure of the detection / arithmetic circuit 25 'shown in FIG. 23 is as shown in FIG. Here, the configuration for generating the difference signal (Vd1-Vd2) is similar to that shown in FIG. 9, and the configuration for extracting the signal component Vd2 corresponding to the position signal I2 is that of the fifth embodiment shown in FIG. Is the same as. Other configurations and operations are the same as those of the fifth embodiment.

【0055】(実施形態7)本実施形態は、図26に示
すように、演算部27′の構成が実施形態4とは異なる
ものであり、他の構成は実施形態4と同様のものであ
る。すなわち、検波・演算回路25′においては差信号
(Vd1−Vd2)と信号(Vd1+Vd2)と位置信
号I2に相当する信号成分Vd2とを抽出し、それぞれ
積分回路(ローパスフィルタ)26a,26b,26d
により平均化し、加算器27dにおいては信号(Vd1
+Vd2)と信号成分Vd2との平均値を用いて和信号
(Vd1+k・Vd2)を生成している。差信号(Vd
1−Vd2)と和信号(Vd1+k・Vd2)とは割算
器27cに入力され、対象物3までの距離に応じた測距
信号(Vd1−Vd2)/(Vd1+k・Vd2)が求
められる。この動作は基本的は実施形態4と同様であ
り、各部の動作波形は図27のようになる。
(Embodiment 7) In this embodiment, as shown in FIG. 26, the configuration of an arithmetic unit 27 'is different from that of the fourth embodiment, and the other configurations are the same as those of the fourth embodiment. . That is, in the detection / arithmetic circuit 25 ', the difference signal (Vd1-Vd2), the signal (Vd1 + Vd2), and the signal component Vd2 corresponding to the position signal I2 are extracted, and integrated circuits (low-pass filters) 26a, 26b, 26d, respectively.
And averages the signal (Vd1
+ Vd2) and the average value of the signal component Vd2 are used to generate the sum signal (Vd1 + k · Vd2). Difference signal (Vd
1-Vd2) and the sum signal (Vd1 + k · Vd2) are input to the divider 27c, and a ranging signal (Vd1-Vd2) / (Vd1 + k · Vd2) corresponding to the distance to the object 3 is obtained. This operation is basically the same as that of the fourth embodiment, and the operation waveforms of the respective parts are as shown in FIG.

【0056】図26に示した検波・演算回路25′の具
体構成を示すと、たとえば図28ののようになる。ここ
において、信号(Vd1+Vd2)を生成する構成は図
9に示したものと同様であり、差信号(Vd1−Vd
2)は演算増幅器OP1,OP2とスイッチ要素S1と
を用いて信号(Vd1+Vd2)の負極成分を反転する
ことにより、得ることができる。また、位置信号I2に
相当する信号Vd2は、演算増幅器OP9,OP10、
スイッチ要素5、インバータINを用いて抽出される。
他の構成および動作は実施形態5と同様である。
A concrete configuration of the detection / arithmetic circuit 25 'shown in FIG. 26 is shown in FIG. 28, for example. Here, the configuration for generating the signal (Vd1 + Vd2) is the same as that shown in FIG. 9, and the difference signal (Vd1-Vd
2) can be obtained by inverting the negative component of the signal (Vd1 + Vd2) using the operational amplifiers OP1 and OP2 and the switch element S1. The signal Vd2 corresponding to the position signal I2 is generated by the operational amplifiers OP9, OP10,
It is extracted using the switch element 5 and the inverter IN.
Other configurations and operations are the same as those of the fifth embodiment.

【0057】[0057]

【発明の効果】請求項1の発明は、適宜周期で変調され
たビーム光を発光素子から対象物に照射し、対象物の表
面に形成される投光スポットを位置検出素子の受光面に
結像させることにより得た受光スポットの位置に基づい
て対象物の基準位置からの変位を検出する光学式変位測
定装置において、位置検出素子は受光スポットの位置に
応じて信号値の比率が決まる一対の位置信号を出力し、
位置信号をビーム光の変調周期の整数倍周期で交互に通
過させるスイッチ回路と、スイッチ回路を通過した位置
信号を増幅する可変増幅器と、可変増幅器の出力を検波
するとともに検波出力に基づいて対象物の変位に相当す
る測距信号および位置検出素子での受光量に相当する信
号を出力する信号処理部と、位置検出素子での受光量に
相当する前記信号をほぼ一定に保つように発光素子の光
出力と可変増幅器の増幅率との少なくとも一方をフィー
ドバック制御するフィードバック制御回路とを備えるも
のであり、発光側と受光側とでそれぞれ受光量に相当す
る信号をほぼ一定に保つようにフィードバック制御を行
なうから、受光量に対するダイナミックレンジが非常に
大きくなるという利点がある。また、位置信号はスイッ
チ回路を通して1系統で処理しているから部品のばらつ
きによる誤差の発生が少なくなる結果、高精度な測距が
可能であって、しかも回路構成要素を従来よりも削減す
ることが可能になるという利点がある。
According to the first aspect of the present invention, the light beam emitted from the light emitting element is irradiated to the object with the light beam modulated at an appropriate period, and the light emitting spot formed on the surface of the object is formed on the light receiving surface of the position detecting element. In the optical displacement measuring device that detects the displacement of the object from the reference position based on the position of the light receiving spot obtained by forming an image, the position detecting element has a pair of signal values whose ratio is determined depending on the position of the light receiving spot. Output position signal,
A switch circuit that alternately passes the position signal at an integer multiple of the beam light modulation period, a variable amplifier that amplifies the position signal that passes through the switch circuit, and an object that detects the output of the variable amplifier and that is based on the detected output. Of the light-emitting element so as to keep the signal corresponding to the displacement of the signal and the signal corresponding to the amount of light received by the position detection element substantially constant, and the signal corresponding to the amount of light received by the position detection element. A feedback control circuit that feedback-controls at least one of the optical output and the amplification factor of the variable amplifier is provided, and feedback control is performed so that the signals corresponding to the light-receiving amounts are substantially constant on the light-emitting side and the light-receiving side, respectively. Since this is performed, there is an advantage that the dynamic range with respect to the amount of received light becomes extremely large. Further, since the position signal is processed by one system through the switch circuit, the error caused by the variation of parts is reduced, so that highly accurate distance measurement is possible and the number of circuit components is reduced as compared with the conventional one. Has the advantage that

【0058】請求項2の発明のように、位置検出素子で
の受光量に基準値を設定し、フィードバック制御回路
が、前記基準値よりも受光量が増加すると発光素子の光
出力を減少させ、前記基準値よりも受光量が減少すると
可変増幅器の増幅率を増加させるものでは、受光量が増
加すれば光出力を減少させることで飽和を防止し、また
受光量が減少すると増幅率を高めて信号がノイズに埋も
れるのを防止することができるという利点がある。
According to a second aspect of the invention, a reference value is set for the amount of light received by the position detection element, and the feedback control circuit decreases the light output of the light emitting element when the amount of light received exceeds the reference value. In the case of increasing the amplification factor of the variable amplifier when the amount of received light is smaller than the reference value, saturation is prevented by decreasing the light output when the amount of received light increases, and the amplification factor is increased when the amount of received light decreases. There is an advantage that the signal can be prevented from being buried in noise.

【0059】請求項3の発明のように、スイッチ回路が
ビーム光の変調周期の2倍以上に設定されているもので
は、スイッチ回路の切換周期が長くなることによってス
イッチ回路のスイッチングノイズの影響が軽減されると
いう利点がある。請求項4の発明のように、位置検出素
子より出力される位置信号が電流信号であって、各位置
信号をそれぞれ電流−電圧変換するI/V変換回路を前
記スイッチ回路よりも前段に設けたものでは、微小な電
流信号を電圧信号に変換してからスイッチ回路に入力す
るから、スイッチ回路のスイッチングノイズの影響を受
けにくくなるという利点がある。
When the switch circuit is set to be twice as long as the modulation period of the light beam as in the third aspect of the invention, the influence of the switching noise of the switch circuit is affected by the lengthening of the switching period of the switch circuit. It has the advantage of being reduced. According to the invention of claim 4, the position signal output from the position detection element is a current signal, and an I / V conversion circuit for converting each position signal into a current-voltage is provided in a stage preceding the switch circuit. However, since the minute current signal is converted into a voltage signal and then input to the switch circuit, there is an advantage that it is less likely to be affected by the switching noise of the switch circuit.

【0060】請求項5の発明は、適宜周期で変調された
ビーム光を発光素子から対象物に照射し、対象物の表面
に形成される投光スポットを位置検出素子の受光面に結
像させることにより得た受光スポットの位置に基づいて
対象物の基準位置からの変位を検出する光学式変位測定
装置において、位置検出素子は受光スポットの位置に応
じて信号値の比率が決まる一対の位置信号を出力し、位
置信号をビーム光の変調周期の整数倍周期で交互に通過
させるスイッチ回路と、スイッチ回路を通過した位置信
号の極性をビーム光の変調周期の半周期毎に反転させる
とともに各位置信号を同極性とした和信号と異極性とし
た差信号とを求める検波・演算回路と、和信号と差信号
との各平均値を求める一対の積分回路と、各積分回路の
出力のうち差信号の平均値を和信号の平均値で除算する
割算部とを備えるものであり、差を求める演算や和を求
める演算が不要になり、和差の演算のばらつきによる測
定誤差を防止することができるという利点がある。
According to the fifth aspect of the present invention, the light beam emitted from the light emitting element is irradiated onto the object with the light beam modulated at an appropriate period, and the light projection spot formed on the surface of the object is imaged on the light receiving surface of the position detecting element. In the optical displacement measuring device that detects the displacement of the object from the reference position based on the position of the light receiving spot obtained by the above, the position detecting element is a pair of position signals whose signal value ratio is determined according to the position of the light receiving spot. And a switch circuit that alternately passes the position signal at an integer multiple of the beam light modulation cycle, and the polarity of the position signal that passes through the switch circuit is inverted every half cycle of the beam light modulation cycle and A detection / arithmetic circuit that obtains a sum signal with the same polarity and a difference signal with different polarities, a pair of integration circuits that obtains the average value of the sum signal and the difference signal, and the difference between the outputs of the integration circuits. signal It is provided with a division unit that divides the average value by the average value of the sum signal, which eliminates the need for the calculation of the difference and the calculation of the sum, and can prevent the measurement error due to the dispersion of the calculation of the sum difference. There is an advantage.

【0061】請求項8の発明は、適宜周期で変調された
ビーム光を発光素子から対象物に照射し、対象物の表面
に形成される投光スポットを位置検出素子の受光面に結
像させることにより得た受光スポットの位置に基づいて
対象物の基準位置からの変位を検出する光学式変位測定
装置において、位置検出素子は受光スポットの位置に応
じて信号値の比率が決まる一対の位置信号を出力し、位
置信号をビーム光の変調周期の整数倍周期で交互に通過
させるスイッチ回路と、スイッチ回路を通過した位置信
号の極性をビーム光の変調周期の半周期毎に反転させる
とともに一方の位置信号と他方の位置信号に係数を乗じ
た信号とを同極性とした和信号と両位置信号を異極性と
した差信号とを求め、かつ和信号と差信号との平均値を
求める検波・演算手段と、差信号の平均値を和信号の平
均値で除算する割算部とを備えるものであり、差を求め
る演算や和を求める演算が不要になり、和差の演算のば
らつきによる測定誤差を防止することができる。しか
も、位置信号の一方に係数を乗じることになるから、位
置検出素子の非線形正を補正することが可能であるとい
う利点を有する。
According to the eighth aspect of the present invention, the light beam emitted from the light emitting element is irradiated onto the object with the light beam modulated at an appropriate period, and the light projection spot formed on the surface of the object is imaged on the light receiving surface of the position detecting element. In the optical displacement measuring device that detects the displacement of the object from the reference position based on the position of the light receiving spot obtained by the above, the position detecting element is a pair of position signals whose signal value ratio is determined according to the position of the light receiving spot. The switch circuit that alternately outputs the position signal at an integer multiple of the beam light modulation cycle, and the polarity of the position signal that passed through the switch circuit is inverted every half cycle of the beam light modulation cycle. Detection of a sum signal in which the position signal and the signal obtained by multiplying the other position signal by a coefficient have the same polarity and a difference signal in which both position signals have different polarities, and an average value of the sum signal and the difference signal is detected. Calculation And a division unit that divides the average value of the difference signal by the average value of the sum signal, which eliminates the need for the calculation of the difference and the calculation of the sum. Can be prevented. Moreover, since one of the position signals is multiplied by the coefficient, there is an advantage that it is possible to correct the non-linear positiveness of the position detecting element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施形態1を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment.

【図2】同上の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the above.

【図3】同上の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the above.

【図4】同上の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory view of the above.

【図5】同上の他の動作例を示す動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view showing another operation example of the above.

【図6】実施形態2を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment.

【図7】実施形態3を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a third embodiment.

【図8】同上の動作説明図である。FIG. 8 is an operation explanatory view of the above.

【図9】同上の要部回路図である。FIG. 9 is a main part circuit diagram of the above.

【図10】同上の要部回路図である。FIG. 10 is a main part circuit diagram of the above.

【図11】同上の動作説明図である。FIG. 11 is an operation explanatory diagram of the above.

【図12】同上の要部回路図である。FIG. 12 is a main part circuit diagram of the above.

【図13】同上の動作説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of the operation of the above.

【図14】実施形態4を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a fourth embodiment.

【図15】同上の動作説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of the operation of the above.

【図16】同上の要部回路図である。FIG. 16 is a main part circuit diagram of the same.

【図17】同上の要部回路図である。FIG. 17 is a main part circuit diagram of the above.

【図18】同上の要部回路図である。FIG. 18 is a main part circuit diagram of the same.

【図19】同上の動作説明図である。FIG. 19 is an operation explanatory diagram of the above.

【図20】実施形態5を示すブロック図である。FIG. 20 is a block diagram showing a fifth embodiment.

【図21】同上の動作説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram of the above operation.

【図22】同上の要部回路図である。FIG. 22 is a main part circuit diagram of the above.

【図23】実施形態6を示すブロック図である。FIG. 23 is a block diagram showing a sixth embodiment.

【図24】同上の動作説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram of the operation of the above.

【図25】同上の要部回路図である。FIG. 25 is a main-portion circuit diagram of the above.

【図26】実施形態7を示すブロック図である。FIG. 26 is a block diagram showing a seventh embodiment.

【図27】同上の動作説明図である。FIG. 27 is an explanatory diagram of the operation of the above.

【図28】同上の要部回路図である。FIG. 28 is a circuit diagram of an essential part of the above.

【図29】従来例を示すブロック図である。FIG. 29 is a block diagram showing a conventional example.

【図30】従来例の動作説明図である。FIG. 30 is an operation explanatory diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 レーザダイオード(発光素子) 15 変調回路 16 フィードバック制御回路 17 比較回路 21 位置検出素子 23 I/V変換回路 23a I/V変換回路 23b I/V変換回路 24 可変増幅器 25 検波回路 25′ 検波・演算回路 26a 積分回路 26b 積分回路 26c 積分回路 26d 積分回路 27′演算部 27a 差演算部 27b 和演算部 27c 割算部 27d 加算器 31 スイッチ回路 32 スイッチ回路 11 laser diode (light emitting element) 15 modulation circuit 16 feedback control circuit 17 comparison circuit 21 position detection element 23 I / V conversion circuit 23a I / V conversion circuit 23b I / V conversion circuit 24 variable amplifier 25 detection circuit 25 'detection / operation Circuit 26a Integrator circuit 26b Integrator circuit 26c Integrator circuit 26d Integrator circuit 27 'Calculator 27a Difference calculator 27b Sum calculator 27c Divider 27d Adder 31 Switch circuit 32 Switch circuit

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 適宜周期で変調されたビーム光を発光素
子から対象物に照射し、対象物の表面に形成される投光
スポットを位置検出素子の受光面に結像させることによ
り得た受光スポットの位置に基づいて対象物の基準位置
からの変位を検出する光学式変位測定装置において、位
置検出素子は受光スポットの位置に応じて信号値の比率
が決まる一対の位置信号を出力し、位置信号をビーム光
の変調周期の整数倍周期で交互に通過させるスイッチ回
路と、スイッチ回路を通過した位置信号を増幅する可変
増幅器と、可変増幅器の出力を検波するとともに検波出
力に基づいて対象物の変位に相当する測距信号および位
置検出素子での受光量に相当する信号を出力する信号処
理部と、位置検出素子での受光量に相当する前記信号を
ほぼ一定に保つように発光素子の光出力と可変増幅器の
増幅率との少なくとも一方をフィードバック制御するフ
ィードバック制御回路とを備えることを特徴とする光学
式変位測定装置。
1. Light reception obtained by irradiating an object with a light beam modulated at an appropriate period from a light emitting element and forming a light projection spot formed on the surface of the object on a light receiving surface of a position detection element. In an optical displacement measuring device that detects the displacement of a target object from the reference position based on the position of the spot, the position detection element outputs a pair of position signals whose signal value ratio is determined according to the position of the light receiving spot, and the position A switch circuit that alternately passes a signal at an integer multiple of the modulation period of the light beam, a variable amplifier that amplifies the position signal that has passed through the switch circuit, and the output of the variable amplifier is detected and the object of the object is detected based on the detected output. A signal processing unit that outputs a distance measurement signal corresponding to displacement and a signal corresponding to the amount of light received by the position detection element, and the signal corresponding to the amount of light received by the position detection element, should be kept substantially constant. An optical displacement measuring device, further comprising: a feedback control circuit that feedback-controls at least one of the light output of the light emitting element and the amplification factor of the variable amplifier.
【請求項2】 前記位置検出素子での受光量に基準値を
設定し、前記フィードバック制御回路は、前記基準値よ
りも受光量が増加すると発光素子の光出力を減少させ、
前記基準値よりも受光量が減少すると可変増幅器の増幅
率を増加させることを特徴とする請求項1記載の光学式
変位測定装置。
2. A reference value is set for the amount of light received by the position detection element, and the feedback control circuit decreases the light output of the light emitting element when the amount of light received exceeds the reference value.
The optical displacement measuring device according to claim 1, wherein the amplification factor of the variable amplifier is increased when the amount of received light is smaller than the reference value.
【請求項3】 前記スイッチ回路はビーム光の変調周期
の2倍以上に設定されていることを特徴とする請求項1
記載の光学式変位測定装置。
3. The switch circuit is set to be at least twice as long as the modulation period of the light beam.
The optical displacement measuring device described.
【請求項4】 前記位置検出素子より出力される位置信
号は電流信号であって、各位置信号をそれぞれ電流−電
圧変換するI/V変換回路を前記スイッチ回路よりも前
段に設けたことを特徴とする請求項1記載の光学式変位
測定装置。
4. The position signal output from the position detecting element is a current signal, and an I / V conversion circuit for converting each position signal into a current-voltage is provided in a stage preceding the switch circuit. The optical displacement measuring device according to claim 1.
【請求項5】 適宜周期で変調されたビーム光を発光素
子から対象物に照射し、対象物の表面に形成される投光
スポットを位置検出素子の受光面に結像させることによ
り得た受光スポットの位置に基づいて対象物の基準位置
からの変位を検出する光学式変位測定装置において、位
置検出素子は受光スポットの位置に応じて信号値の比率
が決まる一対の位置信号を出力し、位置信号をビーム光
の変調周期の整数倍周期で交互に通過させるスイッチ回
路と、スイッチ回路を通過した位置信号の極性をビーム
光の変調周期の半周期毎に反転させるとともに各位置信
号を同極性とした和信号と異極性とした差信号とを求め
る検波・演算回路と、和信号と差信号との各平均値を求
める一対の積分回路と、各積分回路の出力のうち差信号
の平均値を和信号の平均値で除算する割算部とを備える
ことを特徴とする光学式変位測定装置。
5. A light receiving device obtained by irradiating an object with a light beam, which is modulated at an appropriate period, from the light emitting element, and forming a light projection spot formed on the surface of the object on the light receiving surface of the position detecting element. In an optical displacement measuring device that detects the displacement of a target object from the reference position based on the position of the spot, the position detection element outputs a pair of position signals whose signal value ratio is determined according to the position of the light receiving spot, and the position A switch circuit that alternately passes a signal at an integer multiple of the modulation cycle of the beam light, and the polarity of the position signal that passed through the switch circuit is inverted every half cycle of the modulation cycle of the beam light, and each position signal has the same polarity. The detection / arithmetic circuit for obtaining the sum signal and the difference signal with different polarities, the pair of integrating circuits for obtaining each average value of the sum signal and the difference signal, and the average value of the difference signal among the outputs of each integrating circuit Sum signal An optical displacement measuring device comprising: a division unit that divides by an average value.
【請求項6】 検波・演算回路は、前記和信号を求めた
後に和信号の成分のうち一方の位置信号に相当する成分
の極性を反転させて差信号を生成することを特徴とする
請求項5記載の光学式変位測定装置。
6. The detection / arithmetic circuit, after obtaining the sum signal, inverts the polarity of a component corresponding to one position signal among the components of the sum signal to generate a difference signal. 5. The optical displacement measuring device according to 5.
【請求項7】 検波・演算回路は、前記差信号を求めた
後に差信号の成分のうち一方の位置信号に相当する成分
の極性を反転させて和信号を生成することを特徴とする
請求項5記載の光学式変位測定装置。
7. The detection / arithmetic circuit, after obtaining the difference signal, inverts the polarity of a component corresponding to one position signal of the components of the difference signal to generate a sum signal. 5. The optical displacement measuring device according to 5.
【請求項8】 適宜周期で変調されたビーム光を発光素
子から対象物に照射し、対象物の表面に形成される投光
スポットを位置検出素子の受光面に結像させることによ
り得た受光スポットの位置に基づいて対象物の基準位置
からの変位を検出する光学式変位測定装置において、位
置検出素子は受光スポットの位置に応じて信号値の比率
が決まる一対の位置信号を出力し、位置信号をビーム光
の変調周期の整数倍周期で交互に通過させるスイッチ回
路と、スイッチ回路を通過した位置信号の極性をビーム
光の変調周期の半周期毎に反転させるとともに一方の位
置信号と他方の位置信号に係数を乗じた信号とを同極性
とした和信号と両位置信号を異極性とした差信号とを求
め、かつ和信号と差信号との平均値を求める検波・演算
手段と、差信号の平均値を和信号の平均値で除算する割
算部とを備えることを特徴とする光学式変位測定装置。
8. A light receiving device obtained by irradiating an object with a light beam modulated at an appropriate period from a light emitting element and forming a light projection spot formed on the surface of the object on a light receiving surface of a position detecting element. In an optical displacement measuring device that detects the displacement of a target object from the reference position based on the position of the spot, the position detection element outputs a pair of position signals whose signal value ratio is determined according to the position of the light receiving spot, and the position A switch circuit that alternately passes the signal at an integer multiple of the modulation period of the beam light, and the polarity of the position signal that passes through the switch circuit is inverted every half cycle of the modulation period of the beam light, and one position signal and the other A detection / calculation means for obtaining a sum signal in which the position signal is multiplied by a coefficient and having the same polarity and a difference signal in which both position signals have different polarities, and for obtaining an average value of the sum signal and the difference signal, Signal flat An optical displacement measuring device, comprising: a division unit that divides the average value by the average value of the sum signal.
【請求項9】 検波・演算手段は、前記差信号を求めた
後に、差信号の一方の極性の信号成分に係数を乗じた信
号を反転して他方の極性の信号に加算することにより和
信号を生成することを特徴とする請求項8記載の光学式
変位測定装置。
9. The sum signal by detecting and calculating the difference signal, inverting the signal obtained by multiplying the signal component of one polarity of the difference signal by a coefficient, and adding the inverted signal to the signal of the other polarity. 9. The optical displacement measuring device according to claim 8, wherein:
【請求項10】 検波・演算手段は、前記差信号を求め
た後に、差信号の各極性の信号成分を抽出し抽出した一
方の信号成分に係数を乗じて抽出した他方の信号成分に
加算することにより和信号を生成することを特徴とする
請求項8記載の光学式変位測定装置。
10. The detecting / calculating means, after obtaining the difference signal, extracts a signal component of each polarity of the difference signal, multiplies one extracted signal component by a coefficient, and adds the extracted signal component to the other extracted signal component. 9. The optical displacement measuring device according to claim 8, wherein the sum signal is generated by the above.
【請求項11】 検波・演算手段は、前記差信号を求め
た後に、差信号の一方の極性の信号成分を抽出し、抽出
した信号成分に係数を乗じた信号と差信号とに基づいて
和信号を生成することを特徴とする請求項8記載の光学
式変位測定装置。
11. The detection / calculation means, after obtaining the difference signal, extracts a signal component of one polarity of the difference signal, and sums the extracted signal component by a coefficient and the difference signal. 9. The optical displacement measuring device according to claim 8, which generates a signal.
【請求項12】 検波・演算手段は、各位置信号に相当
する信号成分が同極性である信号を求めた後に、前記信
号の一方の極性の信号成分を抽出するとともに前記信号
の一方の極性の信号成分を反転して差信号を生成し、前
記信号と抽出した一方の極性の信号成分とに基づいて和
信号を生成することを特徴とする請求項8記載の光学式
変位測定装置。
12. The detection / calculation means extracts a signal component of one polarity of the signal and obtains a signal component of one polarity of the signal after obtaining a signal in which the signal components corresponding to the respective position signals have the same polarity. 9. The optical displacement measuring device according to claim 8, wherein the signal component is inverted to generate a difference signal, and the sum signal is generated based on the signal and the extracted signal component of one polarity.
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JP2006030095A (en) * 2004-07-20 2006-02-02 Keyence Corp Optical displacement meter
JP2010060449A (en) * 2008-09-04 2010-03-18 Canon Inc Reference position detection apparatus, camera with reference position detection apparatus, control method, and program

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005003742A (en) * 2003-06-09 2005-01-06 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd Key position detection device
JP2006030095A (en) * 2004-07-20 2006-02-02 Keyence Corp Optical displacement meter
JP2010060449A (en) * 2008-09-04 2010-03-18 Canon Inc Reference position detection apparatus, camera with reference position detection apparatus, control method, and program
US8498530B2 (en) 2008-09-04 2013-07-30 Canon Kabushiki Kaisha Detection apparatus and method

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