JPH0690029B2 - Distance detector - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体位置検出器に入射する光点の位置から
被測定物の距離を検出する距離検出装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a distance detection device that detects the distance of an object to be measured from the position of a light spot incident on a semiconductor position detector.
従来、半導体位置検出器を用いて半導体位置検出器に入
射する光点の位置から被測定物の距離を検出する距離検
出装置が知られている。Conventionally, there is known a distance detection device that detects a distance of an object to be measured from a position of a light spot incident on the semiconductor position detector using the semiconductor position detector.
第4図は一般的な半導体位置検出器の構成図、第5図は
第4図の半導体位置検出器を用いた一般的な距離検出装
置の構成図である。FIG. 4 is a block diagram of a general semiconductor position detector, and FIG. 5 is a block diagram of a general distance detecting device using the semiconductor position detector of FIG.
第4図において一般的な半導体位置検出器25は、N+型半
導体層27と、高抵抗のN型半導体層28と、抵抗率が均一
なp型半導体層29とが順次に積層されて形成されてい
る。N型半導体層28およびp型半導体層29は、フォトダ
イオードを構成しており、N+型半導体層27にはフォトダ
イオードに逆バイアスの電圧を印加するための共通電極
30が設けられている。またp型半導体層29の両端部に
は、一対の電極31,32が設けられている。In FIG. 4, a general semiconductor position detector 25 is formed by sequentially laminating an N + type semiconductor layer 27, a high resistance N type semiconductor layer 28, and a p type semiconductor layer 29 having a uniform resistivity. Has been done. The N-type semiconductor layer 28 and the p-type semiconductor layer 29 form a photodiode, and the N + -type semiconductor layer 27 is a common electrode for applying a reverse bias voltage to the photodiode.
30 are provided. A pair of electrodes 31, 32 are provided on both ends of the p-type semiconductor layer 29.
この半導体位置検出器25の共通電極30に所定の電圧を印
加し、位置SPのところに光点が入射したとすると位置SP
の下方のp型半導体層29とN型半導体層28とのpn接合部
には電子−正孔対が生じ、これにより光点の入射エネル
ギーに比例した光電流I0が共通電極30からp型半導体層
29に向かって流れる。If a predetermined voltage is applied to the common electrode 30 of this semiconductor position detector 25 and a light spot enters at the position SP, the position SP
An electron-hole pair is generated at the pn junction between the p-type semiconductor layer 29 and the N-type semiconductor layer 28 below the p-type semiconductor layer 28, which causes a photocurrent I 0 proportional to the incident energy of the light spot from the common electrode 30 to the p-type. Semiconductor layer
Flow toward 29.
ところで、電極31,32間の距離をcとし、その間のp型
半導体層29の抵抗をRCとし、さらに光点入射位置SPと電
極32との間の距離をxとし、その間のp型半導体層29の
抵抗をRXとすれば、光電流I0は光点入射位置SPのところ
で、p型半導体層29の抵抗によって分割される。すなわ
ち、電極31への電流IAおよび電極32への電流IBは、それ
ぞれ、電極31と光点入射位置SPとの間のp型半導体層29
の抵抗(RC-RX)、電極32と光点入射位置SPとの間のp
型半導体層29の抵抗RXに反比例するように分割され、 IA=I0・[RX/RC] IB=I0・[(RC-RX/RC]… (1) のようになる。By the way, the distance between the electrodes 31 and 32 is c, the resistance of the p-type semiconductor layer 29 between them is R C , the distance between the light spot incident position SP and the electrode 32 is x, and the p-type semiconductor between them is If the resistance of the layer 29 is R X , the photocurrent I 0 is divided by the resistance of the p-type semiconductor layer 29 at the light spot incident position SP. That is, the current I A to the electrode 31 and the current I B to the electrode 32 are respectively the p-type semiconductor layer 29 between the electrode 31 and the light spot incident position SP.
Resistance (R C -R X ), p between the electrode 32 and the light spot incident position SP
Is divided in inverse proportion to the resistance R X type semiconductor layer 29, I A = I 0 · [R X / R C] I B = I 0 · [(R C -R X / R C] ... (1) become that way.
前述のように、p型半導体層29の抵抗率は均一に分布し
ているので、抵抗RX,RCは距離x,cにそれぞれ同じ比例
定数で比例する。As described above, since the resistivity of the p-type semiconductor layer 29 is evenly distributed, the resistances R X and R C are proportional to the distances x and c with the same proportional constant.
従って、(1)式は、 IA=I0・x/c IB=I0・[(c−x)/c] ……(2) のように表現される。Thus, equation (1), I A = I 0 · x / c I B = I 0 · [(c-x) / c] is expressed as ... (2).
(2)式からわかるように、電流IA,IBを電極31,32か
ら取出し、所定の演算回路(図示せず)において所定の
アナログ演算処理を施すことで、電極32から光点入射位
置SPまでの距離xを求めることができる。As can be seen from the equation (2), the currents I A and I B are extracted from the electrodes 31 and 32, and predetermined analog calculation processing is performed in a predetermined calculation circuit (not shown), so that the light spot incident position from the electrode 32 is detected. The distance x to the SP can be obtained.
また第5図を参照すると、一般的な距離検出装置は、被
測定物21に入射させるための光を出力する光源22と、光
源22で出力された光を被測定物21に集光させる投光レン
ズ23と、被測定物21で反射された光を集光させる受光レ
ンズ24と、受光レンズ24により集光された反射光が光点
として入射し、その光点入射位置SPを検出する前述の半
導体位置検出器25とから構成されている。Further, referring to FIG. 5, a general distance detecting device is a light source 22 that outputs light to be incident on the object to be measured 21, and a projector that condenses the light output from the light source 22 onto the object to be measured 21. The light lens 23, the light receiving lens 24 that collects the light reflected by the DUT 21, and the reflected light that is collected by the light receiving lens 24 enters as a light point, and the light point incident position SP is detected. And the semiconductor position detector 25.
光源22は、発光ダイオードあるいは半導体レーザからな
っている。また受光レンズ24は、投光レンズ23に対して
基線長Bだけ間隔をへだてて配置されており、半導体位
置検出器25は、受光レンズ24に対して焦点距離fだけ間
隔をへだてて配置されている。なお、受光レンズの光軸
Aは、半導体位置検出器25の電極32と整合しておらず電
極32から距離X0だけ間隔をへだてているとする。The light source 22 is composed of a light emitting diode or a semiconductor laser. Further, the light receiving lens 24 is arranged with a gap of the base line length B from the light projecting lens 23, and the semiconductor position detector 25 is arranged with a gap of a focal length f from the light receiving lens 24. There is. The optical axis A of the light receiving lens is not aligned with the electrode 32 of the semiconductor position detector 25 and is spaced from the electrode 32 by a distance X 0 .
第5図の距離検出装置において、被測定物21が投光レン
ズ23から距離Lのところに位置し、このときに受光レン
ズからの光点が半導体位置検出器25の位置SPのところ
に、すなわち電極32から距離xのところに入射したとす
ると、距離xは、第5図に基づき、被測定物21の距離L
に対して、 x−x0=x1=f・B/L ……(3) として求められる。In the distance detecting device of FIG. 5, the object to be measured 21 is located at a distance L from the light projecting lens 23, and at this time, the light spot from the light receiving lens is located at the position SP of the semiconductor position detector 25, that is, Assuming that the light enters from the electrode 32 at the distance x, the distance x is based on FIG.
, X−x 0 = x 1 = f · B / L (3)
従って、(2)式の電流IA,IBに所定のアナログ演算処
理を施して求まる距離xと、(3)式とから、被測定物
21の距離Lを検出することができる。Therefore, from the distance x obtained by subjecting the currents I A and I B of the equation (2) to predetermined analog arithmetic processing and the equation (3),
21 distances L can be detected.
ところで、従来の距離検出装置では、アナログ演算処理
は、所定のアナログ割算器(図示せず)により、電流
IA,電流IBの差と、電流IA、電流IBの和との割算を行な
うことによってなされていた。すなわち、電流IA,IBを (IA−IB)/(IA+IB)=1−2x/c ……(4) のように割算の演算処理を行なうことによって距離xを
求めていた。By the way, in the conventional distance detecting device, the analog calculation process is performed by a predetermined analog divider (not shown).
I A, the difference between the current I B, the current I A, were made by performing a division of the sum of the current I B. That is, the distance x is obtained by performing the arithmetic processing of the division of the currents I A and I B as (I A −I B ) / (I A + I B ) = 1−2x / c (4) Was there.
(3)式と(4)式から距離xを消去すると、 (IA−IB)/(IA+IB) =1−2x0/c−2f・B/c・L ……(5) の関係が得られるが、電流演算値(IA−IB)/(IA+
IB)は、被測定物21の距離Lに反比例している。If the distance x is eliminated from the equations (3) and (4), (I A −I B ) / (I A + I B ) = 1−2x 0 / c−2f · B / c · L (5) Is obtained, the calculated current value (I A −I B ) / (I A +
I B) is inversely proportional to the distance L of the object to be measured 21.
このために従来の距離検出装置では、電流演算値(IA−
IB)/(IA+IB)からアナログ演算によって直接距離L
を検出することはできず、電流演算値(IA−IB)/(IA
+IB)と距離Lとの(5)式に示すような反比例関係を
変換テーブルとして予め用意し、この変換テーブルに基
づき、装置内蔵のマイクロプロセッサが電流演算値(IA
−IB)/(IA+IB)に対応した距離Lをソフトウェア処
理によって検出するようになっていた。Therefore, in the conventional distance detection device, the calculated current value (I A −
Direct distance L from I B ) / (I A + I B ) by analog calculation
Cannot be detected, and the calculated current value (I A −I B ) / (I A
+ I B ) and the distance L are prepared in advance as an inverse proportional relationship as shown in the equation (5), and based on this conversion table, the microprocessor built into the device calculates the current calculation value (I A
The distance L corresponding to −I B ) / (I A + I B ) was detected by software processing.
このように従来の距離検出装置では、アナログ割算器は
半導体位置検出器25から取出される電流IA,IBに基づい
て電流演算値(IA−IB)/(IA+IB)を算出するように
なっていたので、被測定物21の距離Lは、この電流演算
値(IA−IB)/(IA+IB)と反比例関係となり、距離L
を電流演算値のアナログ出力として直接検出することは
できなかった。このために、反比例関係を規定する変換
テーブルを例えばメモリに別途用意しなければならない
ので装置のコストが上昇し、さらにこの変換テーブルに
基づいて、マイクロプロセッサのソフトウェア処理によ
って電流演算値(IA−IB)/(IA+IB)を検出しなけれ
ばならなかったので、距離Lを検出するまでの処理速度
が遅くなり、例えば産業ロボットの視覚センサのような
高速応答が望まれる用途に適用するには限界があった。As described above, in the conventional distance detection device, the analog divider calculates the current calculated value (I A −I B ) / (I A + I B ) based on the currents I A and I B taken from the semiconductor position detector 25. Since the distance L of the object to be measured 21 is inversely proportional to the calculated current value (I A −I B ) / (I A + I B ), the distance L is calculated.
Could not be directly detected as an analog output of the calculated current value. For this reason, since a conversion table that defines the inverse proportional relationship must be separately prepared in, for example, a memory, the cost of the device increases, and based on this conversion table, a current calculation value (I A − Since I B ) / (I A + I B ) had to be detected, the processing speed until the distance L was detected became slow, and it was applied to applications where high-speed response is desired, such as the visual sensor of an industrial robot. There was a limit to it.
本発明は、被測定物の距離を電流演算値からアナログ出
力として直接検出することの可能な高速応答特性をもつ
距離検出装置を提供することを目的としている。It is an object of the present invention to provide a distance detection device having a high-speed response characteristic that can directly detect the distance of an object to be measured as an analog output from a calculated current value.
本発明は、被測定物に光を入射させる光源と、被測定物
から反射された光が光点として入射する半導体位置検出
器と、演算回路とを備え、前記演算回路は、光点が入射
したときに前記半導体位置検出器に流れる光電流と前記
半導体位置検出器の一対の電極のうちの一方から取出さ
れる電流との割算を行なうことを特徴とする距離検出装
置によって、上記従来技術の問題点を改善するものであ
る。The present invention comprises a light source for making light incident on an object to be measured, a semiconductor position detector on which light reflected from the object to be measured is incident as a light spot, and an arithmetic circuit. When the above-mentioned conventional technique is used, a photocurrent flowing through the semiconductor position detector is divided by a current extracted from one of a pair of electrodes of the semiconductor position detector. To improve the problem of.
本発明では、半導体位置検出器に被測定物から反射され
た光を光点として入射させる。半導体位置検出器では、
光点が入射すると、光電流が流れ、この光電流は、一対
の電極と光点入射位置との距離に応じて分割されて一対
の電流としてそれぞれの電極から取出される。演算回路
では、光電流と半導体位置検出素子の一対の電極のうち
の一方から取出される電流との割算を行なう。なお光電
流は、一対の電流の和としても求まるし、あるいは共通
電極から直接取出すこともできる。ところで上述の割算
結果は、被測定物の距離に比例したものとなっているの
で、演算回路では割算結果から被測定物の距離を直接出
力することができる。これにより被測定物の距離を高速
に検出することができる。In the present invention, the light reflected from the object to be measured is incident on the semiconductor position detector as a light spot. In the semiconductor position detector,
When a light spot is incident, a photocurrent flows, and this photocurrent is divided according to the distance between the pair of electrodes and the light spot incident position and is extracted from each electrode as a pair of currents. The arithmetic circuit divides the photocurrent and the current drawn from one of the pair of electrodes of the semiconductor position detecting element. The photocurrent can be obtained as the sum of a pair of currents, or can be directly taken out from the common electrode. By the way, since the above division result is proportional to the distance to the object to be measured, the arithmetic circuit can directly output the distance to the object to be measured from the division result. As a result, the distance to the object to be measured can be detected at high speed.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の距離検出装置に用いられる演算回路の
構成図である。FIG. 1 is a block diagram of an arithmetic circuit used in the distance detecting device of the present invention.
なお、本発明の距離検出装置の全体の構成は、第5図に
示すものと同様のものであり、また本発明の距離検出装
置に用いられる半導体位置検出器の構成は、第4図に示
すものと同様のものであるので、これらの詳細な説明は
省略する。但し、本実施例では第5図における受光レン
ズ24の光軸Aと電極32とを第2図に示すように整合させ
ている。The entire structure of the distance detecting device of the present invention is similar to that shown in FIG. 5, and the structure of the semiconductor position detector used in the distance detecting device of the present invention is shown in FIG. Since these are the same as those described above, detailed description thereof will be omitted. However, in this embodiment, the optical axis A of the light receiving lens 24 and the electrode 32 in FIG. 5 are aligned as shown in FIG.
第1図に示す演算回路1は、半導体位置検出器25から取
出される電流IA,IBに対して電流演算値(IA+IB)/IA
を算出するためのものである。The calculation circuit 1 shown in FIG. 1 has a current calculation value (I A + I B ) / I A for the currents I A and I B extracted from the semiconductor position detector 25.
For calculating.
第1図において、半導体位置検出器25の電極31,32はそ
れぞれ、演算増幅器2,3の反転端子に接続されている。
演算増幅器2,3の非反転端子は接地されており、演算増
幅器2,3はそれぞれ、電極31,32から取出された電流IA,
IBを抵抗Rfで定まる所定の電圧値に変換するためのもの
である。In FIG. 1, the electrodes 31 and 32 of the semiconductor position detector 25 are connected to the inverting terminals of the operational amplifiers 2 and 3, respectively.
The non-inverting terminals of the operational amplifiers 2 and 3 are grounded, and the operational amplifiers 2 and 3 have the currents I A and I A extracted from the electrodes 31 and 32, respectively.
It is for converting I B into a predetermined voltage value determined by the resistance R f .
演算増幅器2の出力端子は、抵抗R2を介して演算増幅器
4の反転端子に接続され、また抵抗R3を介して演算増幅
器5の反転端子に接続されている。また、演算増幅器3
の出力端子は、抵抗R1を介して演算増幅器4の反転端子
に接続されている。The output terminal of the operational amplifier 2 is connected to the inverting terminal of the operational amplifier 4 via the resistor R 2 and to the inverting terminal of the operational amplifier 5 via the resistor R 3 . Also, the operational amplifier 3
Is connected to the inverting terminal of the operational amplifier 4 via the resistor R 1 .
演算増幅器4は、演算増幅器2の出力電圧と演算増幅器
3の出力電圧とを加算し、加算された出力電圧を抵抗
R1,R2と抵抗R4との比で定まる出力電圧に変換して出力
するようになっている。また演算増幅器5は、演算増幅
器2の出力電圧を抵抗R3と抵抗R5との比で定まる出力電
圧に変換して出力するようになっている。演算増幅器4,
演算増幅器5の出力端子はそれぞれアナログ割算器6に
接続されている。The operational amplifier 4 adds the output voltage of the operational amplifier 2 and the output voltage of the operational amplifier 3, and adds the added output voltage to the resistance.
The output voltage is converted into an output voltage determined by the ratio of R 1 and R 2 to the resistance R 4 . Further, the operational amplifier 5 converts the output voltage of the operational amplifier 2 into an output voltage determined by the ratio of the resistance R 3 and the resistance R 5, and outputs the output voltage. Operational amplifier 4,
The output terminals of the operational amplifier 5 are connected to the analog divider 6, respectively.
アナログ割算器6は、演算増幅器4の出力電圧と演算増
幅器5の出力電圧との割算を行なって、電流演算値(IA
+IB)/IAを算出するようになっている。The analog divider 6 divides the output voltage of the operational amplifier 4 and the output voltage of the operational amplifier 5 to obtain a calculated current value (I A
+ I B ) / I A is calculated.
このような構成の距離検出装置の動作を次に説明する。The operation of the distance detecting device having such a configuration will be described below.
第1図に示す半導体検出器25の共通電極30に逆バイアス
の電圧を印加し、第2図に示すように被測定物21から反
射された光を受光レンズ24で集光し、半導体検出器25の
位置SPに入射させる。なお本実施例では受光レズ24の光
軸Aを半導体位置検出器25の電極32に整合させているの
で、光点入射位置SPと電極32との距離は、x1となる。A reverse bias voltage is applied to the common electrode 30 of the semiconductor detector 25 shown in FIG. 1, and the light reflected from the DUT 21 is condensed by the light receiving lens 24 as shown in FIG. It is incident on the position SP of 25. In this embodiment, since the optical axis A of the light receiving lens 24 is aligned with the electrode 32 of the semiconductor position detector 25, the distance between the light spot incident position SP and the electrode 32 is x 1 .
光点入射位置SPに被測定物21からの光点が入射すると、
光点入射位置SPと電極31,32との間隔によって分割され
た電流IA,IBが電極31,32からそれぞれ取出される。こ
のように、電極31,32はそれぞれ信号取出電極として機
能し、一方の電極32は、光点入射位置SPまでの距離x1を
測る基準となるものである。When the light spot from the object to be measured 21 enters the light spot incident position SP,
The currents I A and I B divided by the distance between the light spot incident position SP and the electrodes 31 and 32 are extracted from the electrodes 31 and 32, respectively. In this way, the electrodes 31 and 32 each function as a signal extraction electrode, and the one electrode 32 serves as a reference for measuring the distance x 1 to the light spot incident position SP.
電流IA,IBはそれぞれ、演算増幅器2,3に入力する。演
算増幅器2,3は、電流IA,IBを抵抗Rfで定まる電圧にそ
れぞれ変換する。すなわち演算増幅器2,3の出力電圧
VA,VBは各々、 VA=−IA・Rf VB=−IB・Rf ……(6) となる。The currents I A and I B are input to the operational amplifiers 2 and 3, respectively. The operational amplifiers 2 and 3 respectively convert the currents I A and I B into voltages determined by the resistance R f . That is, the output voltage of the operational amplifiers 2 and 3
V A and V B are respectively V A = −I A · R f V B = −I B · R f (6)
演算増幅器4の反転端子には、演算増幅器2,3の出力電
圧VA,VBが抵抗R2,R1をそれぞれ介して加わる一方、演
算増幅器4の非反転端子の電圧は“0"Vであるので、演
算増幅器4の出力電圧V01は、 V01=−(VA/R2+VB/R1)・R4 =IA/R2+IB/R1)・Rf・R4 ……(7) となる。The output voltages V A and V B of the operational amplifiers 2 and 3 are applied to the inverting terminal of the operational amplifier 4 via resistors R 2 and R 1 , respectively, while the voltage of the non-inverting terminal of the operational amplifier 4 is “0” V. Therefore, the output voltage V 01 of the operational amplifier 4 is V 01 =-(V A / R 2 + V B / R 1 ) ・ R 4 = I A / R 2 + I B / R 1 ) ・ R f・ R 4 ... (7)
一方、演算増幅器5の反転端子には、演算増幅器2の出
力電圧VAが抵抗R3を介して加わる一方、演算増幅器5の
非反転端子の電圧は“0"Vであるので、演算増幅器5の
出力電圧V02は、 V02=−VA・R5/R3 =IA・Rf・R5/R3 ……(8) となる。On the other hand, the output voltage V A of the operational amplifier 2 is applied to the inverting terminal of the operational amplifier 5 through the resistor R 3 , while the voltage of the non-inverting terminal of the operational amplifier 5 is “0” V. output voltage V 02 of becomes V 02 = -V a · R 5 / R 3 = I a · R f · R 5 / R 3 ...... (8).
アナログ割算器6では、演算増幅器4,5からの出力電圧V
01,V02の割算を行ない、端子OUTから電流演算値を出力
する。抵抗R1,R2,R3が同じであり、また抵抗R4,R5が
同じであるとすると、(7)式および(8)式から電流
演算値は、 電流演算値=V01/V02 =(IA+IB)/IA ……(9) として算出される。In the analog divider 6, the output voltage V from the operational amplifiers 4 and 5
Divides 01 and V 02 and outputs the calculated current value from terminal OUT. Assuming that the resistors R 1 , R 2 and R 3 are the same and the resistors R 4 and R 5 are the same, the calculated current value from the equations (7) and (8) is calculated as the calculated current value = V 01 / It is calculated as V 02 = (I A + I B ) / I A (9).
ところで、電流IA,電流IBは、半導体位置検出器25にお
いて前述の(2)式に従い、 IA=I0・x1/c IB=I0・[(c−x1)/c] ……(10) として取出される。ここでI0は光電流、cは電極31,32
間の距離である。また、x1は受光レンズ24の光軸Aから
光点入射位置SPまでの距離であるが、本実施例では受光
レンズ24の光軸Aと電極32とは整合しているので、距離
x1は光点入射位置SPと電極32との距離になる。By the way, the current I A and the current I B are I A = I 0 · x 1 / c I B = I 0 · [(c−x 1 ) / c in the semiconductor position detector 25 according to the above-mentioned equation (2). ] …… (10) is taken out. Where I 0 is photocurrent, c is electrodes 31, 32
Is the distance between. Further, x 1 is the distance from the optical axis A of the light receiving lens 24 to the light spot incident position SP, but since the optical axis A of the light receiving lens 24 and the electrode 32 are aligned in this embodiment, the distance is
x 1 is the distance between the light spot incident position SP and the electrode 32.
(9)式、(10)式および(3)式から、アナログ割算
器6における電流演算値(IA+IB)/IAは、 (IA+IB)/IA=c・L/f・B ……(11) として出力されることになる。From the equations (9), (10) and (3), the calculated current value (I A + I B ) / I A in the analog divider 6 is (I A + I B ) / I A = c · L / It will be output as f · B (11).
(11)式から明らかなように、本実施例のアナログ割算
器6からの電流演算値(IA+IB)/IAは、被測定物21の
距離Lに比例している。(11) As is apparent from the equation, the current calculated value from the analog divider 6 of the present embodiment (I A + I B) / I A is proportional to the distance L of the object to be measured 21.
第3図は、本実施例における電流演算値(IA+IB)/IA
と被測定物21の距離Lとの関係を示す図である。第3図
において、最至近距離Lnは、距離検出装置において検出
可能な被測定物21の距離Lの限界を示すものであり、こ
の最至近距離Lnのときに被測定物21は距離検出装置に再
接近し、受光レンズ24によって集光された光点は半導体
位置検出器25の電極31の位置のところに入射するように
なる。このときに電流IAは光電流I0となり、電流IBは
“0"となり、最至近距離Lnは、 Ln=f・B/c ……(12) となる。また、第3図において、グラフGHの勾配は、
(11)式における比例定数c/(f・B)である。FIG. 3 shows the calculated current value (I A + I B ) / I A in this embodiment.
7 is a diagram showing a relationship between the distance L of the object to be measured 21 and FIG. In FIG. 3, the shortest distance Ln indicates the limit of the distance L of the object to be measured 21 that can be detected by the distance detecting device. The light spot that re-approaches and is condensed by the light receiving lens 24 enters the position of the electrode 31 of the semiconductor position detector 25. At this time, the current I A becomes the photocurrent I 0 , the current I B becomes “0”, and the shortest distance Ln becomes Ln = f · B / c (12). Also, in FIG. 3, the gradient of the graph GH is
It is the proportional constant c / (f · B) in the equation (11).
電流演算値(IA+IB)/IAと距離Lとは比例定数c/f・
Bで比例しているので、アナログ割算器6内でこの比例
定数c/f・Bを抵抗などによって与えることにより、被
測定物の距離Lをアナログ割算器6の出力として直接得
ることが可能となる。Calculated current (I A + I B ) / I A and distance L are proportional constants c / f ・
Since it is proportional to B, the distance L of the object to be measured can be directly obtained as the output of the analog divider 6 by giving the proportional constant c / f · B in the analog divider 6 by a resistor or the like. It will be possible.
このように、本実施例によれば、アナログ割算器6にお
いて被測定物21の距離Lに比例する電流演算値(IA+
IB)/IAを算出し、また比例定数c/f・Bを抵抗などで
与えることによって距離Lを端子OUTから直接得ること
ができるので、マイクロプロセッサによってソフトウェ
ア処理を行なう必要がなく、被測定物21の距離を高速に
検出することができる。As described above, according to the present embodiment, in the analog divider 6, the calculated current value (I A +) proportional to the distance L of the DUT 21 is calculated.
The distance L can be obtained directly from the terminal OUT by calculating I B ) / I A and giving the proportional constant c / f · B by a resistor or the like, so that it is not necessary to perform software processing by the microprocessor, The distance of the measurement object 21 can be detected at high speed.
なお、上述の実施例では、光電流I0すなわち(IA+IB)
を、一対の電極から取出される一対の電流の和として求
めたが、共通電極30から直接取出しても良い。この場合
には、第1図において演算増幅器3および演算増幅器4
は不要となり、共通電極30からの光電流I0を所定の電圧
V01に変換してアナログ割算器6へ直接入力させれば良
いので、演算回路をさらに小型化することができる。In the above embodiment, the photocurrent I 0, that is, (I A + I B ).
Was calculated as the sum of the pair of currents drawn from the pair of electrodes, but may be taken directly from the common electrode 30. In this case, the operational amplifier 3 and the operational amplifier 4 in FIG.
Is unnecessary, and the photocurrent I 0 from the common electrode 30 is
Since it suffices to convert it to V 01 and directly input it to the analog divider 6, the arithmetic circuit can be further downsized.
以上に説明したように、本発明によれば、半導体位置検
出器に流れる光電流と前記半導体位置検出器の一対の電
極のうちの一方から取出される電流との割算を行なうよ
うになっているので、この割算結果から被測定物の距離
を直接得ることができて、被測定物の距離を高速に検出
することができる。As described above, according to the present invention, the photocurrent flowing in the semiconductor position detector and the current drawn from one of the pair of electrodes of the semiconductor position detector are divided. Therefore, the distance to the object to be measured can be directly obtained from this division result, and the distance to the object to be measured can be detected at high speed.
第1図は本発明の距離検出装置に用いられる演算回路の
構成図、第2図は本発明の受光レンズの光軸と半導体位
置検出器の電極との位置関係を説明するための図、第3
図は本発明の距離検出装置によって得られる電流演算値
と距離との関係を示す図、第4図は一般的な半導体位置
検出器の構成図、第5図は一般的な距離検出装置の構成
図である。 1……演算回路、2,3,4,5……演算増幅器、6……アナ
ログ割算器、21……被測定物、22……光源、25……半導
体位置検出器、30……共通電極、31,32……電極、SP…
…光点入射位置、I0……光電流、IA,IB……電流、x1…
…距離、L……被測定物の距離、A……光軸FIG. 1 is a configuration diagram of an arithmetic circuit used in a distance detecting device of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a positional relationship between an optical axis of a light receiving lens of the present invention and an electrode of a semiconductor position detector. Three
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the calculated current value and the distance obtained by the distance detecting device of the present invention, FIG. 4 is a configuration diagram of a general semiconductor position detector, and FIG. 5 is a configuration of a general distance detecting device. It is a figure. 1 ... Operation circuit, 2, 3, 4, 5 ... Operation amplifier, 6 ... Analog divider, 21 ... DUT, 22 ... Light source, 25 ... Semiconductor position detector, 30 ... Common Electrodes, 31,32 ... Electrodes, SP ...
… Light spot incident position, I 0 …… Photocurrent, I A , I B …… Current, x 1 …
… Distance, L …… Distance of object to be measured, A …… Optical axis
Claims (3)
物から反射された光が光点として入射する半導体位置検
出器と、演算回路とを備え、前記半導体位置検出器に
は、第1および第2の一対の信号取出電極が設けられて
おり、前記第1の信号取出電極は、光点入射位置までの
距離を測る基準となるものであり、前記演算回路は、光
点が入射したときに前記半導体位置検出器に流れる光電
流と前記半導体位置検出器の第2の信号取出電極から取
出される電流との割算を行ない、該割算結果が被測定物
までの距離に正比例したものとなっていることにより、
前記割算結果から被測定物までの距離を直接検出可能と
なっていることを特徴とする距離検出装置。1. A light source for making light incident on an object to be measured, a semiconductor position detector on which light reflected from the object to be incident enters as a light spot, and an arithmetic circuit. A pair of first and second signal extraction electrodes are provided, and the first signal extraction electrode serves as a reference for measuring the distance to the light spot incident position, and the arithmetic circuit is configured to detect the light spot. The photocurrent flowing through the semiconductor position detector when incident is divided by the current extracted from the second signal extraction electrode of the semiconductor position detector, and the result of the division is the distance to the object to be measured. By being directly proportional,
A distance detecting device capable of directly detecting the distance to the object to be measured from the division result.
対の信号取出電極から取出される一対の電流の和として
算出されることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の距離検出装置。2. The distance according to claim 1, wherein the photocurrent is calculated as a sum of a pair of currents extracted from a pair of signal extraction electrodes of the semiconductor position detector. Detection device.
通電極から取出されることを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載の距離検出装置。3. The distance detecting device according to claim 1, wherein the photocurrent is taken out from a common electrode of the semiconductor position detector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1461887A JPH0690029B2 (en) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | Distance detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1461887A JPH0690029B2 (en) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | Distance detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63182875A JPS63182875A (en) | 1988-07-28 |
| JPH0690029B2 true JPH0690029B2 (en) | 1994-11-14 |
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ID=11866188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1461887A Expired - Fee Related JPH0690029B2 (en) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | Distance detector |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH0690029B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2696980B2 (en) * | 1988-08-30 | 1998-01-14 | オムロン株式会社 | Distance measuring device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60244802A (en) * | 1984-05-21 | 1985-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | Distance measuring instrument |
-
1987
- 1987-01-24 JP JP1461887A patent/JPH0690029B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63182875A (en) | 1988-07-28 |
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