JP2007132848A - Optical distance measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光が射出されてから測定対象物で反射して受光素子で検出されるまでの光の走行時間を計測して、上記測定対象物までの距離を検出する光学式測距装置に関する。 The present invention relates to an optical distance measuring device that measures the travel time of light from when light is emitted until it is reflected by a measurement object and detected by a light receiving element, and detects the distance to the measurement object. .
従来より、光の往復時間を測定して測定対象までの距離を算出する方法である所謂TOF(Time Of Flight)法が、測距方法として広く知られている。この測距方法は、光の速度cが3.0×108m/sと既知であるため、その往復時間t1を測定することによって、次式(1)によって対象物までの距離Lを算出する方法である。
L=(c・t1)/2…(1)
Conventionally, a so-called TOF (Time Of Flight) method, which is a method of calculating a distance to a measurement object by measuring a round trip time of light, is widely known as a distance measurement method. In this distance measuring method, since the speed of light c is known as 3.0 × 10 8 m / s, the distance L to the object is calculated by the following equation (1) by measuring the round-trip time t1. It is a method to do.
L = (c · t1) / 2 (1)
上記TOF法における具体的な信号処理方法は種々提案されており、例えば特開平6‐18665号公報(特許文献1)に開示された距離計測装置では、スタートパルス(発光素子と同期)を開始信号とし、ストップパルス(受光信号)が検出されるまで積分器に電荷を蓄積(または放電)し続け、その増加(または減少)量から光の往復時間を検出するようにしている。このように、上記スタートパルスとストップパルスとの間の時間を測定する測定方法としては、例えば、特開平7‐294642号公報(特許文献2)に開示された距離測定装置のように、スタートパルスと同時に基準CLKのパルス数のカウントを開始し、ストップパルスが検出された時のパルス数に基づいて光の往復時間を得るもの等がある。 Various specific signal processing methods in the TOF method have been proposed. For example, in a distance measuring device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-18665 (Patent Document 1), a start pulse (synchronized with a light emitting element) is used as a start signal. The charge is accumulated (or discharged) in the integrator until a stop pulse (light reception signal) is detected, and the round-trip time of light is detected from the increase (or decrease) amount. As described above, as a measuring method for measuring the time between the start pulse and the stop pulse, for example, as in the distance measuring device disclosed in JP-A-7-294642 (Patent Document 2), the start pulse At the same time, there is one that starts counting the number of pulses of the reference CLK and obtains the light round-trip time based on the number of pulses when the stop pulse is detected.
しかしながら、これらの方法は、何れも受光素子で検出した電流信号をパルス(電圧)信号に変換し、時間情報をパルス波形に持たせた形で信号処理を行っている。一般に、測定対象物は特定されておらず、測定対象物等からの反射光量のダイナミックレンジは非常に大きく、自然光等の背景光によるノイズ成分の方が大きくなる場合が多々あり得る。このような状況において、背景光によるノイズを除去して適切に信号光パルスを抽出することは非常に困難である。また、環境(主に温度)等の影響によって電圧波形は容易に位相遅延を引き起こす。そのため、時間軸上でのばらつきが非常に大きくなり、何らかの時間補正手段を必要とする。その場合には、回路構成が非常に複雑になり、結果的に製造コストの増大につながってしまう。 However, in any of these methods, signal processing is performed by converting a current signal detected by a light receiving element into a pulse (voltage) signal and giving time information to the pulse waveform. In general, the measurement object is not specified, the dynamic range of the amount of light reflected from the measurement object or the like is very large, and the noise component due to background light such as natural light is often larger. In such a situation, it is very difficult to appropriately extract signal light pulses by removing noise due to background light. In addition, the voltage waveform easily causes phase delay due to the influence of the environment (mainly temperature). Therefore, the variation on the time axis becomes very large and some time correction means is required. In that case, the circuit configuration becomes very complicated, resulting in an increase in manufacturing cost.
これに対し、R.Miyagawaらは、一般的なCCD(電荷結合素子)構造を有するフォトゲートを用いることによって、受光信号を電圧変換する前に光電流を処理することにより距離情報が得られることを発表している(“CCD-Based Range-Finding Sensor”IEEE Transactions on Electron Devices,Vol.44,No10,October,1997,p1648〜1652(非特許文献1))。図6に、R.Miyagawaらが提案しているフォトゲート構造を有する受光器の一例である模式断面図を示す。また、図7には、上記フォトゲート構造の動作を示すタイミングチャートを示す。 On the other hand, R.Miyagawa et al. Can obtain distance information by processing photocurrent before voltage conversion of the received light signal by using a photogate having a general CCD (charge coupled device) structure. ("CCD-Based Range-Finding Sensor" IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 44, No. 10, October, 1997, p1648-1652 (Non-patent Document 1)). FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light receiver having a photogate structure proposed by R. Miyagawa et al. FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the photogate structure.
図6において、1はP型半導体基板、2はP型半導体基板1と共に受光部を構成するn型半導体層、3はAch(Aチャネル)の電荷蓄積部を構成するn型半導体層、4はBchの電荷蓄積部を構成するn型半導体層である。また、5,6はMOS(金属酸化膜半導体)構造を有するゲートであり、n型半導体層2と電荷蓄積部3とゲート5とでAch側のスイッチングMOSトランジスタ7を形成している。同様に,n型半導体層2と電荷蓄積部4とゲート6とで、Bch側のスイッチングMOSトランジスタ8を構成している。
In FIG. 6, 1 is a P-type semiconductor substrate, 2 is an n-type semiconductor layer constituting a light receiving portion together with the P-
発光素子(図示せず)は、図7(a)に示すタイミングに従って、光を測定対象物に照射する。測定対象物によって反射された光信号は、図6におけるP型半導体基板1とn型半導体層2とで構成された受光部によって検出され、図7(b)に示すような受光信号となる。その場合、図7(a)と図7(b)との位相関係は、光が測定対象物までの距離を往復する時間(t1)だけ受光信号が遅延している。ここで、Ach側のスイッチングMOSトランジスタ7におけるゲート5を発光信号と同期してオン・オフし、さらにBch側のスイッチングMOSトランジスタ8におけるゲート6をゲート5がオフすると同時にオンするようになっている。この場合、各ゲート5,6に入力されるゲート信号GA,GBにおけるレベル「H」の持続時間は、発光信号におけるレベル「H」の持続時間t0と同じである。
A light emitting element (not shown) irradiates the measurement object with light according to the timing shown in FIG. The optical signal reflected by the object to be measured is detected by the light receiving section constituted by the P-
上述のようなタイミングで上記各スイッチングMOSトランジスタ7,8によるスイッチング動作を行うことによって、Achの電荷蓄積部3には図7(e)に示す時間(t0−tl)に相当するn型半導体層2からの電荷が蓄積され、Bchの電荷蓄積部4には(tl)に相当するn型半導体層2からの電荷が蓄積される。そして、この動作を複数回繰り返して電荷蓄積部3,4に電荷を蓄積して信号成分(つまり、蓄積電荷)を大きくしてから、この両チャネルの信号を読み出すことによって、例えば両信号の比を計算して測定対象物までの距離を測定することができるのである。
By performing the switching operation by the switching MOS transistors 7 and 8 at the timing as described above, the n-type semiconductor layer corresponding to the time (t0-tl) shown in FIG. 2 is accumulated, and the charge from the n-
図6に示すフォトゲート構造によれば、光の往復時間に相当する位相遅延量の情報は、蓄積電荷量(強度)として処理される。そのために、例えば温度変化等があっても信号処理の上で位相のばらつきについて考慮する必要はない。したがって、安定した距離の測定が可能になる。 According to the photogate structure shown in FIG. 6, information on the phase delay amount corresponding to the round-trip time of light is processed as the accumulated charge amount (intensity). Therefore, for example, even if there is a temperature change, it is not necessary to consider phase variations in signal processing. Therefore, stable distance measurement is possible.
一般の環境下においては、太陽光や照明(蛍光灯など)のような何らかの背景光が存在する。そして、背景光が存在する場合には、図7に示す受光信号波形には背景光が重畳される。背景光の変調周波数はDC(太陽光の場合)から数十kHz(インバータ灯の場合)等多様であるが、一般の生活環境下では精々kHzレベルである。これに対し、上記TOF法は光の速度を用いた遅延時間測定であるので、その周波数は高く、数十MHzレベルを用いるのが一般的である。そのため、受光信号のパルス波形に対して背景光の周波数は十分低く、上記パルス波形の1周期内ではDCと見なすことができる。図8に、背景光がある場合のタイミングチャートを示す。図8(e)および図8(f)に示すように、背景光がある場合には、Achの電荷蓄積部3およびBchの電荷蓄積部4に蓄積される電荷量は、ゲート5,6がオンの持続時間における背景光の分だけ増加している。そのために、Achの電荷蓄積部3およびBchの電荷蓄積部4に蓄積された電荷量を用いて遅延時間t1を求めることはできないのである。
In a general environment, there is some background light such as sunlight or illumination (fluorescent lamps, etc.). And when background light exists, background light is superimposed on the received light signal waveform shown in FIG. The modulation frequency of background light varies from DC (in the case of sunlight) to several tens of kilohertz (in the case of inverter lamps), but is at most a kHz level in a general living environment. On the other hand, since the TOF method is a delay time measurement using the speed of light, its frequency is high and it is common to use a level of several tens of MHz. Therefore, the frequency of the background light is sufficiently lower than the pulse waveform of the received light signal, and can be regarded as DC within one period of the pulse waveform. FIG. 8 shows a timing chart when there is background light. As shown in FIGS. 8 (e) and 8 (f), when there is background light, the amounts of charges accumulated in the Ach charge accumulation unit 3 and the Bch
このような問題に対し、特開2004‐294420号公報(特許文献3)に開示された距離画像センサにおいては、上記非特許文献1の場合と同様の構造に加え、さらに電荷蓄積部3,4とは別の電荷蓄積部(図示せず)を設け、第3の時間帯に背景光のみをモニタすることによって、AchおよびBchの出力から反射信号のみを抽出するようにしている。図9に、そのタイミングチャートを示す。図9に示すように、Achのゲート信号GAとBchのゲート信号GBとに続いて、同じパルス幅t0のゲート信号GCでオンするゲート(図示せず)を有するCchのスイッチングMOSトランジスタ(図示せず)を、上記受光部の周辺に設けている。この場合、ゲート信号GCがオンする時間帯には反射光に基づくパルス信号が存在しないため、背景光のみによる電荷が蓄積され、背景光強度がモニタされる。したがって、これらの3つの蓄積キャリア(強度)から、以下の式(2)を用いて、背景光があるような環境下であっても測定対象物までの距離を求めることができるのである。但し、式(2)中、AはAchの電荷蓄積部3に蓄積された電荷量、BはBchの電荷蓄積部4に蓄積された電荷量、CはCchの(背景光用の)電荷蓄積部に蓄積された電荷量である。
In order to solve such a problem, in the distance image sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-294420 (Patent Document 3), in addition to the same structure as that in Non-Patent
しかしながら、上記特許文献3に開示された距離画像センサにおいては、以下のような問題がある。すなわち、上述したような背景光は、例えば屋外の太陽光下では数十万ルクスにも達し、オフィス等の比較的明るい屋内でも数千ルクスの明るさがある。このような強い背景光によって、例えば受光素子に通常のフォトダイオードを用いた場合には、光学系やその受光面積にもよるが、得られる光電流は、一般的にmAオーダー以上になることは容易に計算できる。これに対し、測定対象物から反射して戻ってくる光の量は測定対象物表面での反射の状態と測定対象物までの距離に大きく依存し、例えば、発光素子に高出力のレーザーダイオード(LD)(数百mW)を用いても、対象物まで数mの距離があると上記受光素子に入射する光量はnW程度まで小さくなる場合がある。 However, the distance image sensor disclosed in Patent Document 3 has the following problems. That is, the background light as described above reaches several hundred thousand lux under outdoor sunlight, for example, and has a brightness of several thousand lux even in a relatively bright indoor such as an office. Due to such strong background light, for example, when a normal photodiode is used as the light receiving element, the obtained photocurrent is generally higher than the mA order, although it depends on the optical system and the light receiving area. Easy to calculate. On the other hand, the amount of light reflected and returned from the measurement object depends largely on the state of reflection on the surface of the measurement object and the distance to the measurement object.For example, a high-power laser diode ( Even if (LD) (several hundred mW) is used, the light quantity incident on the light receiving element may be reduced to about nW if there is a distance of several meters to the object.
このような環境下では、図6における蓄積部3,4に蓄積された電荷のSN比は非常に低く、大部分のノイズ成分の中に微小な信号成分が存在することになる。そして、蓄積部3,4の電荷に対するキャパシティは有限であるためノイズ成分の分だけ増加した電荷を繰り返して蓄積する際の繰り返し数が制限され、SN比が低ければ低い程測定距離の誤差が大きくなってしまうのである。
そこで、この発明の課題は、背景光が強い環境下であっても測距精度の高い光学式測距装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical distance measuring device with high distance measuring accuracy even in an environment with strong background light.
上記課題を解決するため、この発明の光学式測距装置は、
繰り返し周波数を有する変調信号に同期して光を送信する送信器と、
上記送信器から送信されて測定対象物で反射された光を受信して、受信した光信号に応じた信号を出力する受信器と、
上記受信器から出力された信号を処理する信号処理部と
を備え、
上記受信器は、
受信した光信号を電気信号に変換する受光素子と、
上記受光素子からの電気信号を、少なくとも2つの径路に上記変調信号に同期した所定のタイミングで切り換えるスイッチと、
上記各径路の夫々に配置されて、上記各径路に切り換えられた電気信号を蓄積する複数の蓄積素子と
を含み、
上記信号処理部は、
上記夫々の蓄積素子に蓄積された各径路毎の電気信号の差の演算を行う演算部と、
上記演算部による演算結果に基づいて上記蓄積素子の蓄積時間を決定する蓄積時間決定部と、
上記蓄積時間決定部で決定された蓄積時間分だけ上記各蓄積素子に蓄積された電気信号の上記演算部による演算結果を用いて、上記測定対象物までの距離を判定する距離判定部と
を含むことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the optical distance measuring device of the present invention is:
A transmitter for transmitting light in synchronization with a modulation signal having a repetition frequency;
A receiver that receives the light transmitted from the transmitter and reflected by the measurement object, and outputs a signal corresponding to the received optical signal;
A signal processing unit for processing the signal output from the receiver,
The receiver is
A light receiving element that converts the received optical signal into an electrical signal;
A switch that switches an electrical signal from the light receiving element to at least two paths at a predetermined timing synchronized with the modulation signal;
A plurality of storage elements that are arranged in each of the paths and store electrical signals switched to the paths;
The signal processor is
A calculation unit for calculating the difference between the electrical signals for each path accumulated in the respective storage elements;
An accumulation time determination unit that determines an accumulation time of the accumulation element based on a calculation result by the calculation unit;
A distance determination unit that determines a distance to the measurement object using a calculation result of the electric signal stored in each storage element by the storage time determined by the storage time determination unit using the calculation result by the calculation unit. It is characterized by that.
上記構成によれば、スイッチによって切り換えられる2つの径路の夫々に配置された各蓄積素子に蓄積された電気信号の差の演算を演算部によって行うので、上記演算部による演算結果からは、背景光等のノイズ成分が適宜除去される。したがって、上記演算結果には、測定対象物で反射された反射光による信号成分のみが抽出されて蓄積されることになる。さらに、上記各蓄積素子による蓄積時間は、蓄積時間決定部によって上記演算結果に基づいて決定されるので、背景光除去後の信号成分のみを距離測定に十分な量になるまで蓄積することができる。 According to the above configuration, since the calculation unit calculates the difference between the electrical signals stored in the respective storage elements arranged in each of the two paths switched by the switch, from the calculation result by the calculation unit, the background light Such noise components are appropriately removed. Therefore, only the signal component due to the reflected light reflected by the measurement object is extracted and stored in the calculation result. Further, since the accumulation time by each of the storage elements is determined based on the calculation result by the storage time determining unit, only the signal component after the background light removal can be accumulated until the amount is sufficient for distance measurement. .
以上のことより、例えば屋外等の背景光が非常に強い環境下であっても上記蓄積素子がノイズ成分で飽和することはなく、十分に蓄積された信号成分に基づいて送信器から光が送信されてから測定対象物で反射された光が受信器で受信されるまでの経過時間を精度よく検出することができ、距離判定部によって上記測定対象物までの距離を高精度に判定することができる。 From the above, even if the background light is very strong, such as outdoors, the storage element does not saturate with noise components, and light is transmitted from the transmitter based on the sufficiently accumulated signal components. It is possible to accurately detect the elapsed time from when the light reflected by the measurement object is received by the receiver, and to determine the distance to the measurement object with high accuracy by the distance determination unit. it can.
また、1実施の形態の光学式測距装置では、
上記蓄積時間決定部は、上記演算部による演算結果と閾値との比較によって、上記蓄積時間を決定するようになっている。
In the optical distance measuring device of one embodiment,
The accumulation time determination unit is configured to determine the accumulation time by comparing a calculation result obtained by the calculation unit with a threshold value.
この実施の形態によれば、上記演算部による演算結果と閾値との比較によって上記各蓄積素子による上記蓄積時間が決定されるので、上記蓄積時間決定部を例えばコンパレータ等の比較器によって容易に構成することができると共に、上記蓄積時間の決定を確実に行うことができる。 According to this embodiment, since the storage time by each storage element is determined by comparing the calculation result by the calculation unit and a threshold value, the storage time determination unit is easily configured by a comparator such as a comparator, for example. In addition, the accumulation time can be reliably determined.
また、1実施の形態の光学式測距装置では、
上記蓄積時間決定部は、上記演算部による演算結果が上記閾値に至るまでの時間をtとし、上記変調信号の繰り返し周波数をTとし、上記蓄積時間をTsumとした場合に、上記蓄積時間Tsumを以下の関係を満たす値に決定するようになっている。
Tsum=m×T
但し、上記mは、m>t/Tを満たす最小の整数
In the optical distance measuring device of one embodiment,
The accumulation time determination unit sets the accumulation time Tsum when the time until the calculation result by the calculation unit reaches the threshold is t, the repetition frequency of the modulation signal is T, and the accumulation time is Tsum. A value that satisfies the following relationship is determined.
Tsum = m × T
Where m is the smallest integer satisfying m> t / T
この実施の形態によれば、上記蓄積時間Tsumが上記関係を満たす最小値に決定されるので、上記変調信号の1周期分の電気信号が蓄積されている最中に上記演算結果が上記閾値に至った場合であっても、上記変調信号の1周期分の単位で電気信号を蓄積することができる。したがって、不完全な状態で上記蓄積素子および上記演算部の動作を中断する必要が無く、上記測定対象物までの距離を正確に判定することができる。 According to this embodiment, since the accumulation time Tsum is determined to be the minimum value satisfying the relationship, the calculation result is set to the threshold value while the electrical signal for one period of the modulation signal is being accumulated. Even in such a case, the electric signal can be stored in units of one period of the modulated signal. Therefore, it is not necessary to interrupt the operation of the storage element and the calculation unit in an incomplete state, and the distance to the measurement object can be accurately determined.
また、1実施の形態の光学式測距装置では、
上記受信器および信号処理部は、上記受光素子,スイッチ,蓄積素子および演算部の集合でなるユニットを2つ備えており、
上記2つのユニットのうちの一方である第1ユニットにおける上記スイッチの切り換え間隔は、上記2つのユニットのうちの他方である第2ユニットにおける上記スイッチの切り換え間隔の2倍以上であり、
上記蓄積時間決定部は、上記第1ユニットの演算部による演算結果と閾値との比較によって、上記第1ユニットの蓄積素子および上記第2ユニットの蓄積素子の蓄積時間を決定するようになっており、
上記距離判定部は、上記第1ユニットの演算部による演算結果と上記第2ユニットの演算部による演算結果とを用いて上記測定対象物までの距離を判定するようになっている。
In the optical distance measuring device of one embodiment,
The receiver and the signal processing unit include two units including a set of the light receiving element, the switch, the storage element, and the arithmetic unit,
The switching interval of the switch in the first unit that is one of the two units is at least twice the switching interval of the switch in the second unit that is the other of the two units,
The storage time determination unit determines the storage time of the storage element of the first unit and the storage element of the second unit by comparing the calculation result of the calculation unit of the first unit with a threshold value. ,
The distance determination unit determines a distance to the measurement object using a calculation result by the calculation unit of the first unit and a calculation result by the calculation unit of the second unit.
この実施の形態によれば、上記受光素子,スイッチ,蓄積素子および演算部の集合でなる2つのユニットのうち、第1ユニットにおける上記スイッチの切り換え間隔を、第2ユニットにおける上記スイッチの切り換え間隔の2倍以上にしている。したがって、上記第2ユニットにおける上記スイッチの切り換え間隔を上記変調信号の繰り返し周期と同じにすれば、第1ユニットにおける各径路の蓄積素子に蓄積された電気信号には、上記測定対象物による反射光の受光信号の全体が含まれることになる。その結果、上記第1ユニットにおいて、上記各径路における上記各蓄積素子に蓄積された電気信号の差の演算を上記演算部によって行うことによって、上記受光信号の強度をモニタすることが可能になる。 According to this embodiment, the switching interval of the switch in the first unit is set to the switching interval of the switch in the second unit among the two units including the set of the light receiving element, the switch, the storage element, and the arithmetic unit. It is over 2 times. Therefore, if the switching interval of the switch in the second unit is made the same as the repetition period of the modulation signal, the electric signal accumulated in the accumulation element of each path in the first unit is reflected by the measurement object. The entire received light signal is included. As a result, in the first unit, it is possible to monitor the intensity of the received light signal by performing the calculation of the difference between the electric signals stored in the storage elements in the paths by the calculation unit.
すなわち、この発明によれば、上記第1ユニットの演算部による演算結果と上記第2ユニットの演算部による演算結果とに基づいて、上記反射光の受光信号の強度が未知の場合であり、且つ、背景光が強い環境下であっても、精度良く上記測定対象物までの距離を判定することができるのである。 That is, according to the present invention, the intensity of the received light signal of the reflected light is unknown based on the calculation result by the calculation unit of the first unit and the calculation result by the calculation unit of the second unit, and Even in an environment with strong background light, the distance to the measurement object can be accurately determined.
さらに、上記反射光の受光信号の強度をモニタすることによって、上記測定対象物までの距離の測定に必要な信号が十分に蓄積されるまで上記演算結果を蓄積することができ、上記測定対象物までの距離をより正確に判定することができる。 Furthermore, by monitoring the intensity of the received light signal of the reflected light, the calculation result can be accumulated until a signal necessary for measuring the distance to the measurement object is sufficiently accumulated. Can be determined more accurately.
また、1実施の形態の光学式測距装置では、
上記第1ユニットの蓄積素子における蓄積時間と上記第2ユニットの蓄積素子における蓄積時間とが等しくなっている。
In the optical distance measuring device of one embodiment,
The storage time in the storage element of the first unit is equal to the storage time in the storage element of the second unit.
この実施の形態によれば、上記第1ユニットと上記第2ユニットとの蓄積素子の蓄積時間を同じにしているので、後に行われる上記距離判定部による上記距離の演算・判定を容易にすることができる。 According to this embodiment, since the storage times of the storage elements of the first unit and the second unit are the same, it is easy to calculate and determine the distance by the distance determination unit performed later. Can do.
また、1実施の形態の光学式測距装置では、
上記スイッチによる上記経路の切り換えタイミングを制御すると共に、上記各蓄積素子に蓄積された電気信号の消去を行う制御部を備え、
上記制御部は、
第1のタイミングによって上記スイッチに上記経路の切り換えを行わせ、
上記蓄積時間決定部によって上記蓄積素子の蓄積時間が決定されると、上記各蓄積素子に蓄積された電気信号を消去した後、第2のタイミングによって上記スイッチに上記経路の切り換えを行わせて、上記決定された蓄積時間に基づく時間だけ上記各蓄積素子に電気信号を蓄積させる
ようになっており、
上記距離判定部は、上記スイッチが上記第1のタイミングで上記経路の切り換えを行った際の上記演算部による演算結果と、上記スイッチが上記第2のタイミングで上記経路の切り換えを行った際の上記演算部による演算結果とを用いて、上記測定対象物までの距離を判定するようになっている。
In the optical distance measuring device of one embodiment,
A control unit for controlling the switching timing of the path by the switch and erasing the electrical signal stored in each storage element,
The control unit
Causing the switch to switch the path according to the first timing;
When the storage time of the storage element is determined by the storage time determination unit, after erasing the electrical signal stored in each storage element, the switch is switched the path by the second timing, An electrical signal is accumulated in each of the storage elements for a time based on the determined storage time,
The distance determination unit includes a calculation result by the calculation unit when the switch switches the route at the first timing, and a result when the switch switches the route at the second timing. The distance to the measurement object is determined using the calculation result by the calculation unit.
この実施の形態によれば、第1の時間帯において、上記スイッチを第1のタイミングで動作させて、上記蓄積時間決定部によって上記蓄積素子の蓄積時間を決定し、その蓄積時間に基づいて第2の時間帯の時間長が決定される。そして、上記第2の時間帯において、上記スイッチを第2のタイミングで動作させて、上記距離判定部によって、上記第1の時間帯と上記第2の時間帯とにおける上記演算部による演算結果を用いて、上記測定対象物までの距離が判定される。したがって、上記第1の時間帯における上記スイッチの切り換え間隔を、上記第2の時間帯における上記スイッチの切り換え間隔の2倍以上にし、上記第2の時間帯における上記スイッチの切り換え間隔を上記変調信号の繰り返し周期と同じにすれば、第1の時間帯において各径路の蓄積素子に蓄積された電気信号には、上記測定対象物による反射光の受光信号の全体が含まれることになる。その結果、上記第1の時間帯において、上記各径路における上記各蓄積素子に蓄積された電気信号の差の演算を上記演算部によって行うことによって、上記受光信号の強度をモニタすることが可能になる。
According to this embodiment, in the first time zone, the switch is operated at the first timing, the storage time determination unit determines the storage time of the storage element, and the storage time determination unit determines the storage time based on the storage time. The time length of
すなわち、この実施の形態においては、上記第1の時間帯における上記演算部による演算結果と上記第2の時間帯における上記演算部による演算結果とに基づいて、上記反射光の受光信号の強度が未知の場合であり、且つ、背景光が強い環境下であっても、精度良く上記測定対象物までの距離を判定することができるのである。 That is, in this embodiment, the intensity of the received light signal of the reflected light is based on the calculation result by the calculation unit in the first time zone and the calculation result by the calculation unit in the second time zone. Even in an unknown case and in an environment with strong background light, the distance to the measurement object can be accurately determined.
つまり、この実施の形態によれば、上記受光素子,スイッチ,蓄積素子および演算部の集合でなるユニットを2つ備えた光学式測距装置と同じ効果を、上記ユニットを一つ備えた構成で達成できる。したがって、上記ユニットを2つ備えた光学式測距装置の小型化を図ることができるのである。 In other words, according to this embodiment, the same effect as that of the optical distance measuring device including two units each including a set of the light receiving element, the switch, the storage element, and the calculation unit is obtained with the configuration including one unit. Can be achieved. Therefore, it is possible to reduce the size of the optical distance measuring device including two units.
また、1実施の形態の光学式測距装置では、
上記蓄積時間決定部は、上記演算部による演算結果が第1の所定時間内において上記閾値に至らない場合には、上記蓄積時間を決定不能とし、
上記距離判定部は、上記蓄積時間決定部による上記蓄積時間の決定不能を受けて、上記測定対象物までの距離を判定不能とする
ようになっている。
In the optical distance measuring device of one embodiment,
The accumulation time determination unit makes the accumulation time undecidable when the calculation result by the calculation unit does not reach the threshold value within a first predetermined time,
The distance determination unit is configured to be unable to determine the distance to the measurement object in response to the determination of the accumulation time by the accumulation time determination unit.
上記演算部による演算結果が第1の所定時間内において上記閾値に至らない場合には、上記測定対象物が十分遠方にあることや、上記測定対象物の反射率が極端に低いことや、上記測定対象物の表面が鏡面状態であるため反射光が強すぎること等によって、上記受光素子によって受信される反射光量が弱すぎることが想定される。 When the calculation result by the calculation unit does not reach the threshold within a first predetermined time, the measurement object is sufficiently far away, the reflectance of the measurement object is extremely low, It is assumed that the amount of reflected light received by the light receiving element is too weak because, for example, the reflected light is too strong because the surface of the measurement object is in a mirror state.
この実施の形態によれば、上記演算部による演算結果が第1の所定時間内において上記閾値に至らない場合には、上記蓄積時間を決定不能とし、上記測定対象物までの距離を判定不能とするので、上述のような原因で上記受光素子で受信される反射光量が弱すぎる場合に、判定される距離の誤判定を防止することができる。 According to this embodiment, when the calculation result by the calculation unit does not reach the threshold value within a first predetermined time, the accumulation time cannot be determined and the distance to the measurement object cannot be determined. Therefore, it is possible to prevent erroneous determination of the determined distance when the amount of reflected light received by the light receiving element is too weak due to the reasons described above.
また、1実施の形態の光学式測距装置では、
上記蓄積時間決定部は、上記演算部による演算結果が第2の所定時間内において上記閾値に至った場合には、上記蓄積時間を決定不能とし、
上記距離判定部は、上記蓄積時間決定部による上記蓄積時間の決定不能を受けて、上記測定対象物までの距離を判定不能とする
ようになっている。
In the optical distance measuring device of one embodiment,
The accumulation time determination unit makes the accumulation time undecidable when the calculation result by the calculation unit reaches the threshold value within a second predetermined time,
The distance determination unit is configured to be unable to determine the distance to the measurement object in response to the determination of the accumulation time by the accumulation time determination unit.
上記演算部による演算結果が上記第1の所定時間よりも短い第2の所定時間内において上記閾値に至った場合には、上記測定対象物が近くに在ることや、上記測定対象物の表面が鏡面状態であるため反射光が強すぎること等によって、上記蓄積素子への電気信号の蓄積回数が少なくなるため十分な平均化効果が得られず、1回当たりの測定誤差が測定結果に大きく影響するようになる。 When the calculation result by the calculation unit reaches the threshold value within a second predetermined time shorter than the first predetermined time, the measurement object is near or the surface of the measurement object Since the reflected light is too strong because of the specular state, the number of electrical signals stored in the storage element is reduced, so that a sufficient averaging effect cannot be obtained, resulting in a large measurement error per measurement. It comes to influence.
この実施の形態によれば、上記演算部による演算結果が第2の所定時間内において上記閾値に至った場合には、上記蓄積時間を決定不能とし、上記測定対象物までの距離を判定不能とするので、上述のように十分な平均化効果が得られず、1回当たりの測定誤差が測定結果に大きく影響するような場合には、上記距離判定部による距離の誤判定を防止することができる。 According to this embodiment, when the calculation result by the calculation unit reaches the threshold value within a second predetermined time, the accumulation time cannot be determined and the distance to the measurement object cannot be determined. Therefore, in the case where a sufficient averaging effect cannot be obtained as described above and a measurement error per time greatly affects the measurement result, erroneous determination of distance by the distance determination unit can be prevented. it can.
以上より明らかなように、この発明の光学式測距装置は、スイッチによって切り換えられる2つの径路の夫々に配置された蓄積素子に蓄積された電気信号の差の演算を演算部によって行うので、上記演算部による演算結果から背景光等のノイズ成分を適宜除去することができる。したがって、上記演算結果には、測定対象物で反射された反射光による信号成分のみを抽出して蓄積することができる。さらに、上記各蓄積素子による蓄積時間を、蓄積時間決定部によって上記演算結果に基づいて決定するので、背景光除去後の信号成分のみを距離測定に十分な量になるまで蓄積することができる。 As is clear from the above, the optical distance measuring device of the present invention performs the calculation of the difference between the electric signals stored in the storage elements arranged in the two paths switched by the switch by the calculation unit. Noise components such as background light can be appropriately removed from the calculation result by the calculation unit. Therefore, only the signal component due to the reflected light reflected by the measurement object can be extracted and stored in the calculation result. Furthermore, since the storage time by each storage element is determined by the storage time determination unit based on the calculation result, only the signal component after background light removal can be stored until the amount is sufficient for distance measurement.
すなわち、この発明によれば、例えば屋外等の背景光が非常に強い環境下であっても上記蓄積素子がノイズ成分で飽和することがなく、十分に蓄積された信号成分に基づいて送信器から光が送信されてから測定対象物での反射光が受信器で受信されるまでの経過時間を精度よく検出することができ、距離判定部によって上記測定対象物までの距離を高精度に判定することができる。 That is, according to the present invention, the storage element does not saturate with a noise component even in an environment where the background light is very strong, such as outdoors, and the transmitter is based on a sufficiently accumulated signal component. The elapsed time from when the light is transmitted to when the reflected light from the measurement object is received by the receiver can be detected with high accuracy, and the distance to the measurement object is determined with high accuracy by the distance determination unit. be able to.
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
・第1実施の形態
図1は、本実施の形態の光学式測距装置におけるブロック図である。また、図2は、図1に示す光学式測距装置の動作を示すタイミングチャートである。以下、図1および図2に従って本実施の形態における光学式測距装置について説明する。
First Embodiment FIG. 1 is a block diagram of an optical distance measuring device according to the present embodiment. FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the optical distance measuring device shown in FIG. The optical distance measuring device according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS.
図1に示すように、本光学式測距装置は、測定対象物14に向かって光ビーム17を発射する送信器11と、上記測定対象物14で反射された光ビーム18を検出する受信器12と、受信器12からの検出信号を処理する信号処理回路部13とで、概略構成される。
As shown in FIG. 1, the optical distance measuring device includes a
上記送信器11においては、変調信号発生器15からの変調信号に同期して、発光素子16によって測定対象物14に向かって光ビーム17が発射される。ここで、上記変調信号は、図2(a)に示すように、パルス幅t0のパルスを一定の繰り返し周波数で繰り返すパルス波である。但し、上記変調信号はパルス波に限定されるものではなく、三角波や鋸派等の時間を関数として表せる波形を有する信号であれば、本光学式測距装置の機能を得ることができる。尚、以下の説明はパルス波であるとして行う。また、夫々の変調信号についての詳細は後述する。
In the
上記測定対象物14によって反射された光ビーム18は、上記受信器12における受光素子19によって検出される。その場合、光ビーム18は、図2(b)に示すように、測定対象物14までの距離を光ビーム17,18が往復する時間(t1)だけ変調信号よりも位相遅延して検出される。ここで、図2(b)中における「Ip」は受光素子19による光電変換によって発生した反射光の光ビーム18による電流信号(以下、パルス信号と言う)の強度を表し、「Ib」は背景光による電流信号(ノイズ信号)の強度を表している。
The
今、測距可能な範囲を7.5mとすると、上記式(1)より、発光信号のパルス幅t0は50nsec必要であることが容易に分かる。さらに、背景光は精々数十kHz程度であるためその周期は数十μsec程度であり、上記パルス幅50nsecに対して十分大きい。そのために、図2に示すように、上記発光信号のパルス幅t0の時間長においては、背景光はDC光であると見なすことができる。 Assuming that the distance measurement range is 7.5 m, it can be easily understood from the above formula (1) that the pulse width t0 of the light emission signal needs 50 nsec. Furthermore, since the background light is at most about several tens of kHz, the period is about several tens of μsec, which is sufficiently large for the pulse width of 50 nsec. Therefore, as shown in FIG. 2, the background light can be regarded as DC light in the time length of the pulse width t0 of the light emission signal.
その後、上記受光素子19による検出信号(受光信号=パルス信号+ノイズ信号)は、第1スイッチ20および第2スイッチ21によって経路が第1経路(Ach)と第2経路(Bch)とに切り換えられ、受光素子19から第1経路(Ach)側に流れた受光信号は第1蓄積素子22に入力される。一方、上記受光素子19から第2経路(Bch)側に流れた受光信号は第2蓄積素子23に入力される。ここで、第1スイッチ20および第2スイッチ21は、図2(c)および図2(d)に示すように、上記発光信号と同じタイミングによってオン・オフ制御される。尚、図2(c)および図2(d)中における第1開閉信号SAは第1スイッチ20用の制御信号であり、第2開閉信号SBは第2スイッチ21用の制御信号であり、共に送信器11の変調信号発生器15から供給される。そして、第1経路(Ach)の第1蓄積素子22には、図2(e)に示すように、図2(a)に示す変調信号の1周期当たり(Ip(t0−tl)+Ib・t0)の電荷が蓄積される。同様に、第2経路(Bch)の第2蓄積素子23には、図2(f)に示すように、上記変調信号の1周期当たり(Ip・tl+Ib・t0)の電荷が蓄積される。
Thereafter, the detection signal (light reception signal = pulse signal + noise signal) from the
すなわち、上記受信器12を構成する受光素子19は、具体的には、例えば、図6におけるP型半導体基板1およびn型半導体層2に相当し、第1スイッチ20および第2スイッチ21は図6におけるMOSトランジスタ7,8に相当し、第1蓄積素子22は図6における電荷蓄積部3に相当し、第2蓄積素子23は図6における電荷蓄積部4に相当するのである。
That is, the
こうして上記第1蓄積素子22および第2蓄積素子23に蓄積された電荷は、Ach信号およびBch信号として上記信号処理回路部13を構成する上記演算部としての差動演算部24に入力される。そして、差動演算部24によって第1蓄積素子22からのAch信号と第2蓄積素子23からのBch信号との差の演算(差動演算)が行われる。そして、図2(g)に示すような蓄積差動信号が得られる。ここで、上記蓄積差動信号は、蓄積回数Nを用いて式(3)によって表すことができる。
蓄積差動信号=N・[Ip(t0−t1)+Ib・t0]−N・(Ip・tl+Ib・t0)
=N・Ip(t0−2t1) …(3)
The charges stored in the
Accumulated differential signal = N. [Ip (t0-t1) + Ib.t0] -N. (Ip.tl + Ib.t0)
= N.Ip (t0-2t1) (3)
尚、上記式(3)における「N」は、次のようにして決定される。図3は、図2に示すタイミングチャートにおける図2(a)に示す発光信号と図2(g)に示す蓄積差動信号とを、複数周期に亘って示した図である。図3に示すように、発光信号の持続時間t0に相当する差動信号が1周期毎に積算され、ある時刻t2において予め設定された閾値−Vthと交差する。この場合における積算回数(上記発光信号の周期数)が蓄積回数Nとして決定されるのである。ところで、図3においては、一例として蓄積差動信号が負になる場合を例示したが、パルス幅t0と遅延時間t1との関係によって蓄積差動信号の符号は決まる。但し、t1=t0/2なる関係を有する場合にはパルス幅t0に相当する差動信号は0になるため、上記差動信号の積算を繰り返しても上記差動信号は蓄積されない。この場合には、測定可能範囲をt0/2までに限定する等の制限が必要である。 Note that “N” in the above equation (3) is determined as follows. FIG. 3 is a diagram showing the light emission signal shown in FIG. 2A and the accumulated differential signal shown in FIG. 2G over a plurality of cycles in the timing chart shown in FIG. As shown in FIG. 3, the differential signal corresponding to the duration t0 of the light emission signal is integrated every period and crosses a preset threshold value -Vth at a certain time t2. In this case, the number of times of accumulation (the number of cycles of the light emission signal) is determined as the number of times of accumulation N. Incidentally, in FIG. 3, the case where the accumulated differential signal becomes negative is illustrated as an example, but the sign of the accumulated differential signal is determined by the relationship between the pulse width t0 and the delay time t1. However, since the differential signal corresponding to the pulse width t0 becomes 0 when the relationship t1 = t0 / 2 is established, the differential signal is not accumulated even if the integration of the differential signal is repeated. In this case, it is necessary to limit the measurable range to t0 / 2.
図3に示すように、上記蓄積差動信号の値が予め設定された閾値(±Vth)に至った時間t2を検出するには、上記蓄積差動信号の値が上記閾値に至る際に出力レベルが反転する比較器(コンパレータ)を用いるのがよい。本実施の形態においては、図1に示すように、差動演算部24からの出力信号(蓄積差動信号)を比較器25に入力する。そして、比較器25おいて蓄積差動信号の値と閾値(±Vth)との比較が行われ、|蓄積差動信号の値|>Vthとなって比較器25からの出力信号のレベルが「H」から「L」に反転すると、この比較器25からの出力信号によって第1開閉信号SAおよび第2開閉信号SBのレベルを常時「L」にして、第1スイッチ20および第2スイッチ21を停止させて測定を終了するのである。
As shown in FIG. 3, in order to detect time t2 when the value of the accumulated differential signal reaches a preset threshold value (± Vth), output is performed when the accumulated differential signal value reaches the threshold value. It is preferable to use a comparator (comparator) whose level is inverted. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an output signal (stored differential signal) from the
ここで、上記比較器25から第1スイッチ20および第2スイッチ21への出力信号によって測定を終了するタイミングは、図3に示すように、上記蓄積差動信号の値が上記閾値に至る時間t2が含まれる上記変調信号の最短周期時間t3にすることが望ましい。こうすることにより、第1蓄積素子22および第2蓄積素子23に電荷が蓄積されている途中に測定が終了されることがなく、電荷が完全に蓄積されてから終了することができる。
Here, the timing at which the measurement is terminated by the output signals from the
さらに、上記差動演算部24からの出力信号(蓄積差動信号)は、距離判定部26にも入力される。そして、距離判定部26によって、上記蓄積差動信号の値が上記閾値に至る時間t2から蓄積回数Nが求められ、上記式(3)を用いて測定対象物14まで光ビーム17,18が往復する時間t1が算出され、さらに上記式(1)を用いて測定対象物14までの距離Lが算出されるのである。
Further, the output signal (accumulated differential signal) from the
上述したように、本実施の形態においては、上記差動演算部24によって、第1蓄積素子22からのAch信号と第2蓄積素子23からのBch信号とに基づいて、式(3)によって蓄積差動信号を得るようにしている。このように、Ach信号とBch信号との差動演算を行うことによって、背景光等のノイズ成分を適宜除去して測定対象物14までの距離計算に必要な信号成分のみを抽出して蓄積することができる。したがって、上記差動演算の結果を複数回積算することによって、差動演算部24には、距離計算に十分な電荷量を蓄積することができるのである。
As described above, in the present embodiment, the
また、上記蓄積差動信号を得る場合における積算回数Nは、上記蓄積差動演算の結果と予め設定された閾値(±Vth)との比較結果によって決定するため、背景光等のノイズを除去した後の信号成分のみの蓄積量が測定対象物14までの距離を求めるのに十分な量になるまで蓄積することができる。したがって、例えば屋外等の背景光が非常に強い環境下においても、第1蓄積素子22や第2蓄積素子23がノイズ成分で飽和することがなく、十分な量の信号成分から測定対象物14までの光の往復時間を検出して、高精度な距離の演算を行うことが可能になるのである。
Further, since the accumulated number N in the case of obtaining the accumulated differential signal is determined by a comparison result between the accumulated differential calculation result and a preset threshold value (± Vth), noise such as background light is removed. The accumulated amount of only the subsequent signal component can be accumulated until the amount is sufficient to obtain the distance to the measurement object 14. Therefore, the
ところで、上記式(3)を用いて測定対象物14までの距離を光ビーム17,18が往復する時間t1を算出できるのは、受光信号強度Ipが既知の場合である。例えば、送信器と受信器とを互いに対向させ、発光素子としてレーザ等のコヒーレント光を用いて光のエネルギーを分散させずに出力し、受光素子によって直接受光するような測定系を用いた場合に限られる。このような場合は、出射エネルギーと受光エネルギーとは等しくなるので、受光信号強度Ipを予め測定しておくことによって、式(3)を用いて発光素子からレーザが出射されてから受光素子で受光されるまでの時間t1を算出し、得られた時間t1に基づいて式(1)を用いて受信機までの距離2Lを算出することができる。 By the way, the time t1 when the light beams 17 and 18 reciprocate the distance to the measurement object 14 can be calculated using the above equation (3) when the received light signal intensity Ip is known. For example, when using a measurement system in which the transmitter and the receiver are opposed to each other, the light energy is output without being dispersed using coherent light such as a laser, and the light receiving element directly receives light. Limited. In such a case, since the emission energy and the light reception energy are equal, by measuring the light reception signal intensity Ip in advance, the laser is emitted from the light emitting element using the equation (3) and then received by the light receiving element. It is possible to calculate the time t1 until the reception is performed, and calculate the distance 2L to the receiver using the equation (1) based on the obtained time t1.
このように、上記式(3)のみを用いて上記時間t1を得ることができるのは特異な場合に限られる。ところが、一般の光学式測距装置においては、送信器11と受信器12とは略同じ位置に配置され、測定対象物14からの反射光を検出して測定対象物14までの距離を光が往復する時間t1を測定する場合が殆どであり、受光信号強度Ipが未知であるため測定対象物14までの往復時間t1を式(3)のみを用いて算出することはできない。但し、何らかの方法によって受光信号強度Ipの値を得ることができる場合には、往復時間t1を算出できることは言うまでもない。さらに、上述したように、t1=t0/2なる関係のときに不感帯が存在するため、適用の範囲や使用方法に制限を加える必要がある。
Thus, the time t1 can be obtained using only the above equation (3) only in a peculiar case. However, in a general optical distance measuring device, the
・第2実施の形態
この実施の形態は、測定対象物からの反射光の受光信号強度Ipが未知であっても、上記測定対象物までの距離を測定できる光学式測距装置に関する。本光学式測距装置においては、受信器と差動演算部とでなるユニットを2セット備えることによって、測定対象物からの反射光を検出して上記測定対象物までの距離を測定可能にしている。以下、本光学式測距装置について詳細に説明する。
Second Embodiment This embodiment relates to an optical distance measuring device that can measure the distance to the measurement object even if the received light signal intensity Ip of the reflected light from the measurement object is unknown. In this optical distance measuring device, by providing two sets of units including a receiver and a differential operation unit, it is possible to detect the reflected light from the measurement object and measure the distance to the measurement object. Yes. Hereinafter, the optical distance measuring device will be described in detail.
図4は、本実施の形態における光学式測距装置のブロック図である。また、図5は、図4に示す光学式測距装置の動作を示すタイミングチャートである。以下、図4および図5を用いて本実施の形態における光学式測距装置について説明する。 FIG. 4 is a block diagram of the optical distance measuring device in the present embodiment. FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the optical distance measuring device shown in FIG. Hereinafter, the optical distance measuring device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
図4において、送信器11,測定対象物14,変調信号発生器15,発光素子16および光ビーム17,18は、上記第1実施の形態において図1に示す光学式測距装置の場合と同じであり説明は省略する。また、受信器31を構成する第1受光素子19,第1スイッチ20,第2スイッチ21,第1蓄積素子22および第2蓄積素子23は、図1に示す光学式測距装置の場合と同じであり説明は省略する。また、信号処理回路部32を構成する第1差動演算部24は、図1に示す光学式測距装置の場合と同じであり説明は省略する。
In FIG. 4, the
ここで、上記第1受光素子19,第1スイッチ20,第2スイッチ21,第1蓄積素子22,第2蓄積素子23および第1差動演算部24は、図5(a)〜図5(g)のタイミングチャートに示すように、上記第1実施の形態において図2(a)〜図2(g)のタイミングチャートに示す受光素子19,第1スイッチ20,第2スイッチ21,第1蓄積素子22,第2蓄積素子23および差動演算部24の場合と同様に動作する。したがって、第1差動演算部24から出力される第1蓄積差動信号は、上記第1実施の形態における式(3)と同様に蓄積回数N1を用いて表すことができる(式(4))。
第1蓄積差動信号=N1・[Ip(t0−t1)+Ib・t0]−N1・(Ip・tl+Ib・t0)
=N1・Ip(t0−2t1) …(4)
Here, the first
First accumulated differential signal = N 1 · [Ip (t0−t1) + Ib · t0] −N 1 · (Ip · tl + Ib · t0)
= N 1 · Ip (t0-2t1) (4)
図4に示すように、上記受信器31は、さらに、第2受光素子33,第3スイッチ34,第4スイッチ35,第3蓄積素子36および第4蓄積素子37を有している。そして、測定対象物14で反射した光ビーム18は、第2受光素子33によって検出される。第2受光素子33による検出信号は、図5(h)および図5(i)に示すように、図5(a)に示す発光信号に同期したパルス幅2t0の第3開閉信号SCおよび第4開閉信号SDによってオン・オフが制御される第3スイッチ34と第4スイッチ35とによって、第3経路(Cch)と第4経路(Dch)とに切り換えられる。
As shown in FIG. 4, the
上記第2受光素子33から第3経路(Cch)側に流れた受光信号は第3蓄積素子36に入力される。一方、第2受光素子33から第4経路(Dch)側に流れた受光信号は第4蓄積素子37に入力される。そして、第3経路(Cch)の第3蓄積素子36には、図5(j)に示すように、図2(a)に示す変調信号の2周期当たり(Ip・t0+Ib・2t0)の電荷が蓄積される。同様に、第4経路(Dch)の第4蓄積素子37には、図5(k)に示すように、上記変調信号の2周期当たり(Ib・2t0)の電荷が蓄積される。
The light reception signal that has flowed from the second
すなわち、本実施の形態における上記受信器31は、具体的には、例えば、第1受光素子19,第1スイッチ20,第2スイッチ21,第1蓄積素子22および第2蓄積素子23に相当するP型半導体基板,n型半導体層,MOSトランジスタおよび電荷蓄積部で成るユニットの他に、第2受光素子33,第3スイッチ34,第4スイッチ35,第3蓄積素子36および第4蓄積素子37に相当するP型半導体基板,n型半導体層,MOSトランジスタおよび電荷蓄積部で成るユニットを、両方のn型半導体層に同時に光ビーム18が入射できるように併設して構成されているのである。
That is, the
こうして上記第3蓄積素子36および第4蓄積素子37に蓄積された電荷は、Cch信号およびDch信号として信号処理回路部32を構成する第2差動演算部38に入力される。そして、第2差動演算部38によって第3蓄積素子36からのCch信号と第4蓄積素子37からのDch信号との上記差動演算が行われる。そして、図5(l)に示すような第2蓄積差動信号が得られる。ここで、上記第2蓄積差動信号は、蓄積回数N2を用いて式(5)によって表すことができる。
第2蓄積差動信号=N2・[Ip・t0+Ib・2t0]−N2・(Ib・2t0)
=N2・Ip・t0 …(5)
The charges stored in the
Second accumulated differential signal = N 2 · [Ip ·
= N 2 · I p · t 0 (5)
以上のように、本実施の形態においては、上記第3経路および第4経路に関する第3スイッチ34と第4スイッチ35とのスイッチング時間を、上記第1経路および第2経路に関する第1スイッチ20と第2スイッチ21とのスイッチング時間の2倍にしている。こうすることによって、第2蓄積差動信号の値は、スイッチング時間t0が既知であるため受光信号強度Ipに依存した形とる。
As described above, in the present embodiment, the switching time between the
そこで、上記第1実施の形態において、上記式(3)の「N」を決定する場合と同様に、パルス信号の持続時間t0の2倍に相当する第2差動信号を発光信号の2周期毎に積算して、予め設定された閾値に至った場合の積算回数を上記蓄積回数N2として決定するのである。 Therefore, in the first embodiment, as in the case of determining “N” in the above equation (3), the second differential signal corresponding to twice the duration t0 of the pulse signal is converted into two cycles of the light emission signal. Integration is performed every time, and the number of times of accumulation when a preset threshold value is reached is determined as the number of times of accumulation N 2 .
その場合における上記第2蓄積差動信号の値が予め設定された閾値に至った時間(つまり蓄積回数N2)を検出するのに、上記第1実施の形態の場合と同様に、第2差動演算部38からの出力信号(第2蓄積差動信号)を比較器39に入力する。そして、比較器39によって第2蓄積差動信号の値と上記閾値との比較が行われ、|第2蓄積差動信号の値|>上記閾値となって比較器39からの出力信号のレベルが反転すると、この比較器39からの出力信号によって第1スイッチ20,第2スイッチ21,第3スイッチ34および第4スイッチ35を停止させて測定を終了するのである。
In this case, the second difference is detected in the same manner as in the first embodiment in order to detect the time when the value of the second accumulated differential signal reaches the preset threshold value (that is, the accumulation number N 2 ). An output signal (second accumulated differential signal) from the
この場合、上記式(5)から明らかなように、上記第3経路および第4経路に関する第2蓄積差動信号では、背景光等のノイズ成分を除去して受光信号強度Ipそのものを検出しているため、受光信号量が十分な大きさになるまで信号を蓄積することが可能である。また、上記第3経路および第4経路による上記第2蓄積差動信号によって、測定対象物14での反射光に基づく受光信号の強度をモニタしている。そのために、上記受光信号の発光信号に対する遅延時間t1と発光信号のパルス幅t0との関係が「t1=t0/2」である場合に、上記第1経路および第2経路による上記第1蓄積差動信号が「0」であっても、上記第2蓄積差動信号に対する増幅等の適切な処理によって、測定対象物までの距離を測定することが可能である。 In this case, as is clear from the above equation (5), in the second accumulated differential signal related to the third path and the fourth path, noise components such as background light are removed to detect the received light signal intensity Ip itself. Therefore, it is possible to accumulate signals until the amount of received light signal becomes sufficiently large. In addition, the intensity of the received light signal based on the reflected light from the measurement object 14 is monitored by the second accumulated differential signal through the third path and the fourth path. Therefore, when the relationship between the delay time t1 with respect to the light emission signal of the light reception signal and the pulse width t0 of the light emission signal is “t1 = t0 / 2”, the first accumulation difference due to the first path and the second path. Even if the motion signal is “0”, the distance to the measurement object can be measured by appropriate processing such as amplification of the second accumulated differential signal.
但し、上記Cch信号とDch信号との差動演算の結果をある一定時間蓄積しても上記閾値に至らない場合には、測定対象物14が測定可能な距離範囲よりも遠くに在る場合や、測定対象物14の反射率が極端に低い場合や、測定対象物14の表面が鏡面状態であるため反射光が極端に弱い場合等であると考えられる。それらの場合には、測定不能と判断して信号の蓄積を停止することによって、精度の低い測定結果を得ることを防止することができる。 However, if the threshold value is not reached even if the result of the differential operation between the Cch signal and the Dch signal is accumulated for a certain period of time, the measurement object 14 may be far from the measurable distance range or It can be considered that the reflectance of the measurement object 14 is extremely low, or the reflected light is extremely weak because the surface of the measurement object 14 is in a mirror surface state. In those cases, it is possible to prevent measurement results with low accuracy by determining that measurement is impossible and stopping signal accumulation.
また、逆に、上記Cch信号とDch信号との差動演算結果の蓄積値(つまり、第2蓄積差動信号の値)が、上記一定時間より短い他の一定時間よりも短い時間で上記閾値に至った場合には、測定対象物14が測定可能な距離範囲より近くに在る場合や、測定対象物14の表面が鏡面状態であるため反射光強度が強すぎる場合等であると考えられる。それらの場合には、上記式(4)および式(5)における蓄積回数N1および蓄積回数N2の値が小さくなるため、1回当たりの測定精度が測定結果に大きく影響するようになり、十分な平均化効果が得られず結果的に測定精度を低下させることになる。それを防止するために、上記第2蓄積差動信号の値が上記一定時間内に上記閾値に至る場合も、測定不能と判断するのが好ましい。 On the other hand, the accumulated value of the differential calculation result between the Cch signal and the Dch signal (that is, the value of the second accumulated differential signal) is shorter than the other predetermined time shorter than the predetermined time. In this case, it is considered that the measurement object 14 is closer to the measurable distance range or the reflected light intensity is too strong because the surface of the measurement object 14 is in a mirror state. . In those cases, the values of the number of times of accumulation N 1 and the number of times of accumulation N 2 in the above formulas (4) and (5) are small, so that the measurement accuracy per measurement greatly affects the measurement results. A sufficient averaging effect cannot be obtained, resulting in a decrease in measurement accuracy. In order to prevent this, it is preferable to determine that measurement is impossible even when the value of the second accumulated differential signal reaches the threshold value within the predetermined time.
上記第1差動演算部24からの出力信号(第1蓄積差動信号)と第2差動演算部38からの出力信号(第2蓄積差動信号)とは、距離判定部40に入力される。そして、距離判定部40によって、第1蓄積差動信号S1と第2蓄積差動信号S2との比が算出され、この比の値を用いて、下記の式(6)に従って、測定対象物14までの距離Lが得られるのである。
The output signal (first accumulated differential signal) from the first
上述したように、本実施の形態においては、上記受信器31に、上記第1実施の形態の場合と同じ第1受光素子19,第1スイッチ20,第2スイッチ21,第1蓄積素子22および第2蓄積素子23に加えて、第2受光素子33,第3スイッチ34,第4スイッチ35,第3蓄積素子36および第4蓄積素子37を備えている。また、信号処理回路部32には、上記第1実施の形態の場合と同じ第1差動演算部24に加えて、第2差動演算部38を備えている。
As described above, in the present embodiment, the
そして、上記第1受光素子19,第1スイッチ20,第2スイッチ21,第1蓄積素子22,第2蓄積素子23および第1差動演算部24によって、上記第1実施の形態の場合と同様にして、Ach信号とBch信号との差動演算を行うことによって、上記式(4)に示すような背景光等のノイズ成分が除去された第1蓄積差動信号を求める。また、第2受光素子33,第3スイッチ34,第4スイッチ35,第3蓄積素子36,第4蓄積素子37および第2差動演算部38によって、上記式(5)に示すようなCch信号とDch信号との差動演算結果の蓄積信号である第2蓄積差動信号を求めるようにしている。
The first
その際に、上記第3スイッチ34および第4スイッチ35における開閉時間を、上記発光信号のパルス幅t0の2倍に設定している。したがって、Cch信号およびDch信号には、反射光の光ビーム18によるパルス信号の全体が含まれることになり、Cch信号とDch信号との差動演算を行うことによって、受光信号強度Ipのみに依存した第2蓄積差動信号を得ることができる。その結果、距離判定部40によって、上記第1蓄積差動信号と第2蓄積差動信号とに基づいて、上記式(6)を用いて測定対象物14までの距離Lを得ることができるのである。
At that time, the open / close time in the
したがって、本実施の形態によれば、受光信号強度Ipが未知の場合であり、且つ、背景光が強い環境下であっても、精度良く測定対象物14までの距離Lを測定することができるのである。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to accurately measure the distance L to the measurement object 14 even in an environment where the received light signal intensity Ip is unknown and the background light is strong. It is.
また、上記第1蓄積差動信号および第2蓄積差動信号を得るための積算時間は、上記第2蓄積差動演算の結果と予め設定された閾値との比較結果によって決定するようにしている。したがって、受光信号の発光信号に対する遅延時間t1と発光信号のパルス幅t0との関係が「t1=t0/2」であって上記第1蓄積差動信号が「0」の場合でも、測定対象物14までの距離を測定することが可能になる。さらに、上記第2蓄積差動信号によって受光信号強度Ipそのものを検出するので、受光信号量が十分な大きさになるまで差動信号を蓄積することができる。 Further, the integration time for obtaining the first accumulation differential signal and the second accumulation differential signal is determined by a comparison result between the result of the second accumulation differential operation and a preset threshold value. . Therefore, even when the relationship between the delay time t1 of the light emission signal to the light emission signal and the pulse width t0 of the light emission signal is "t1 = t0 / 2" and the first accumulated differential signal is "0", the measurement object It is possible to measure distances up to 14. Further, since the light reception signal intensity Ip itself is detected by the second accumulation differential signal, the differential signal can be accumulated until the amount of the light reception signal becomes sufficiently large.
尚、上記第2実施の形態においては、上記第3スイッチ34および第4スイッチ35のスイッチング時間を、上記発光信号のパルス幅t0の2倍に設定している。しかしながら、この発明は、パルス幅t0の2倍に限定されるものではなく、パルス幅t0の2倍以上であればCch信号およびDch信号に反射光の光ビーム18によるパルス信号の全体が含まれることになり、同様の効果を奏することができる。しかしながら、上記第3スイッチ34および第4スイッチ35のスイッチング時間がパルス幅t0の2倍よりも長い場合には、単に背景光等のノイズ成分の電荷蓄積量が多くなるだけである。したがって、第3スイッチ34および第4スイッチ35のスイッチング時間は、上記発光信号のパルス幅t0の2倍が最も好ましいのである。
In the second embodiment, the switching time of the
また、上記第2実施の形態においては、受信器と差動演算部とでなるユニットを2セット備えて、図5(c)および図5(d)に示す開閉信号によってオン・オフが制御される第1スイッチ20および第2スイッチ21と、図5(h)および図5(i)に示す開閉信号によってオン・オフが制御される第3スイッチ34および第4スイッチ35とを、異なるユニットで構成するようにしている。しかしながら、受信器と差動演算部とでなるユニットが1セットのみである図1に示す光学式測距装置によっても、図5に示すタイミングチャートに従った動作と同等の動作を実行することができる。
In the second embodiment, two sets of units each including a receiver and a differential operation unit are provided, and on / off is controlled by the open / close signals shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d). The
その場合には、図1に示す構成において、さらに、上記比較器25からの出力信号を受けて、上記出力信号のレベルが「H」から「L」に反転すると、変調信号発生器15から第1スイッチ20および第2スイッチ21に供給される開閉信号の周期を変更して各スイッチの上記各経路の切り換えタイミングを変更させると共に、第1蓄積素子22および第2蓄積素子23に蓄積された電荷の消去を行う制御部を設ける。
In that case, in the configuration shown in FIG. 1, when the output signal from the
そして、上記制御部は、先ず、上記変調信号発生器15を制御して、図5(h)および図5(i)に示す開閉信号を出力させて、第1スイッチ20および第2スイッチ21を図5(h)および図5(i)に示すタイミングでオン・オフさせる。その場合、差動演算部24は、図4に示す第2差動演算部38と同様に動作して上記式(5)に示す第2蓄積差動信号を出力する。こうして、第1の時間帯における処理が行われる。そして、比較器25は、|第2蓄積差動信号の値|>Vthとなると出力信号のレベルを「H」から「L」に反転させる。
The control unit first controls the
そうすると、上記制御部は、第1蓄積素子22および第2蓄積素子23に蓄積された電荷の消去を行うと共に、上記第2蓄積差動信号の値と閾値Vthとからの上記第1の時間帯の蓄積時間(蓄積回数N2)に基づいて、上記第1の時間帯に続く第2の時間帯の時間長を決定する。そして、さらに、変調信号発生器15に図5(c)および図5(d)に示す開閉信号を出力させて、第1スイッチ20および第2スイッチ21を図5(c)および図5(d)に示すタイミングで上記決定時間長だけオン・オフさせる。その場合、差動演算部24は、図4に示す第1差動演算部24と同様に動作して上記式(4)に示す第1蓄積差動信号を出力する。こうして、上記第2の時間帯における処理が行われる。
Then, the control unit erases the electric charges accumulated in the
こうして、上記第2の時間帯の処理が終了すると、上記距離判定部26は、上記第1蓄積差動信号S1と上記第2蓄積差動信号S2との比を算出し、この比の値を用いて、式(6)に従って、測定対象物14までの距離Lを得るのである。
Thus, when the processing of the second time period is completed, the
この場合には、受光信号強度Ipが未知の場合であり、且つ、背景光が強い環境下であっても、精度良く測定対象物14までの距離Lを測定することができる等の第2実施の形態と同じ効果を、上記受信器と差動演算部とでなるユニットが1セットのみの光学式測距装置によって達成することができる。したがって、第2実施の形態における上記ユニットを2つ備えた光学式測距装置の小型化を図ることができるのである。 In this case, the second embodiment is such that the light receiving signal intensity Ip is unknown and the distance L to the measurement object 14 can be measured with high accuracy even in an environment with strong background light. The same effect as that of the above embodiment can be achieved by an optical distance measuring device having only one set of units including the receiver and the differential operation unit. Therefore, it is possible to reduce the size of the optical distance measuring device including the two units in the second embodiment.
また、上記各実施の形態においては、上記発光素子16に印加される変調信号としてパルス波を用いている。これは、上記変調信号がパルス波の場合には上記受光信号の波形もパルス波となり、反射信号光受光時における受光信号は同じ受光信号強度(一定値)を持続することになる。その結果、Ach〜Dchの各信号の電荷蓄積量は測定対象物14までの距離Lに比例して変化することになり、測距可能範囲内の全域において各信号の電荷蓄積量と距離Lとにリニアリティ(線形性)を呈するのである。したがって、分解能を測距範囲全体で一定にすることができるからである。
In each of the above embodiments, a pulse wave is used as the modulation signal applied to the
これに対し、上記変調信号として三角波や鋸波を用いた場合には、上記受光信号の波形は時間の1次関数となり、Ach〜Dchの各信号の電荷蓄積量は時間の2次関数となる。その結果、測距範囲において分解能に粗密が生ずることになる。したがって、上記変調信号としてパルス波を用いるか三角波や鋸波を用いるかを、用途に応じて適宜の使い分けるのが好ましい。 On the other hand, when a triangular wave or a sawtooth wave is used as the modulation signal, the waveform of the light reception signal is a linear function of time, and the charge accumulation amount of each signal of Ach to Dch is a quadratic function of time. . As a result, the resolution becomes coarse and dense in the distance measurement range. Therefore, it is preferable to properly use a pulse wave, a triangular wave or a saw wave as the modulation signal depending on the application.
11…送信器、
12,31…受信器、
13,32…信号処理回路部、
14…測定対象物、
15…変調信号発生器、
16…発光素子、
17,18…光ビーム、
19,33…受光素子、
20,21,34,35…スイッチ、
22,23,36,37…蓄積素子、
24,38…差動演算部、
25,39…比較器、
26,40…距離判定部。
11 ... Transmitter,
12, 31 ... receiver,
13, 32 ... signal processing circuit section,
14 ... measurement object,
15 ... modulation signal generator,
16 ... light emitting element,
17, 18 ... light beam,
19, 33 ... light receiving element,
20, 21, 34, 35 ... switch,
22, 23, 36, 37 ... storage element,
24, 38 ... differential operation unit,
25,39 ... comparator,
26, 40 ... Distance determination unit.
Claims (8)
上記送信器から送信されて測定対象物で反射された光を受信して、受信した光信号に応じた信号を出力する受信器と、
上記受信器から出力された信号を処理する信号処理部と
を備え、
上記受信器は、
受信した光信号を電気信号に変換する受光素子と、
上記受光素子からの電気信号を、少なくとも2つの径路に上記変調信号に同期した所定のタイミングで切り換えるスイッチと、
上記各径路の夫々に配置されて、上記各径路に切り換えられた電気信号を蓄積する複数の蓄積素子と
を含み、
上記信号処理部は、
上記夫々の蓄積素子に蓄積された各径路毎の電気信号の差の演算を行う演算部と、
上記演算部による演算結果に基づいて上記蓄積素子の蓄積時間を決定する蓄積時間決定部と、
上記蓄積時間決定部で決定された蓄積時間分だけ上記各蓄積素子に蓄積された電気信号の上記演算部による演算結果を用いて、上記測定対象物までの距離を判定する距離判定部と
を含むことを特徴とする光学式測距装置。 A transmitter for transmitting light in synchronization with a modulation signal having a repetition frequency;
A receiver that receives the light transmitted from the transmitter and reflected by the measurement object, and outputs a signal corresponding to the received optical signal;
A signal processing unit for processing the signal output from the receiver,
The receiver is
A light receiving element that converts the received optical signal into an electrical signal;
A switch that switches an electrical signal from the light receiving element to at least two paths at a predetermined timing synchronized with the modulation signal;
A plurality of storage elements that are arranged in each of the paths and store electrical signals switched to the paths;
The signal processor is
A calculation unit for calculating the difference between the electrical signals for each path accumulated in the respective storage elements;
An accumulation time determination unit that determines an accumulation time of the accumulation element based on a calculation result by the calculation unit;
A distance determination unit that determines a distance to the measurement object using a calculation result of the electric signal stored in each storage element by the storage time determined by the storage time determination unit using the calculation result by the calculation unit. An optical distance measuring device.
上記蓄積時間決定部は、上記演算部による演算結果と閾値との比較によって、上記蓄積時間を決定するようになっていることを特徴とする光学式測距装置。 The optical distance measuring device according to claim 1.
The optical distance measuring device, wherein the accumulation time determination unit determines the accumulation time by comparing a calculation result of the calculation unit with a threshold value.
上記蓄積時間決定部は、上記演算部による演算結果が上記閾値に至るまでの時間をtとし、上記変調信号の繰り返し周波数をTとし、上記蓄積時間をTsumとした場合に、上記蓄積時間Tsumを以下の関係を満たす値に決定するようになっていることを特徴とする光学式測距装置。
Tsum=m×T
但し、上記mは、m>t/Tを満たす最小の整数 The optical distance measuring device according to claim 2.
The accumulation time determination unit sets the accumulation time Tsum when the time until the calculation result by the calculation unit reaches the threshold is t, the repetition frequency of the modulation signal is T, and the accumulation time is Tsum. An optical distance measuring device characterized in that the value is determined to satisfy the following relationship.
Tsum = m × T
Where m is the smallest integer satisfying m> t / T
上記受信器および信号処理部は、上記受光素子,スイッチ,蓄積素子および演算部の集合でなるユニットを2つ備えており、
上記2つのユニットのうちの一方である第1ユニットにおける上記スイッチの切り換え間隔は、上記2つのユニットのうちの他方である第2ユニットにおける上記スイッチの切り換え間隔の2倍以上であり、
上記蓄積時間決定部は、上記第1ユニットの演算部による演算結果と閾値との比較によって、上記第1ユニットの蓄積素子および上記第2ユニットの蓄積素子の蓄積時間を決定するようになっており、
上記距離判定部は、上記第1ユニットの演算部による演算結果と上記第2ユニットの演算部による演算結果とを用いて、上記測定対象物までの距離を判定するようになっている
ことを特徴とする光学式測距装置。 The optical distance measuring device according to claim 2,
The receiver and the signal processing unit include two units including a set of the light receiving element, the switch, the storage element, and the arithmetic unit,
The switching interval of the switch in the first unit that is one of the two units is at least twice the switching interval of the switch in the second unit that is the other of the two units,
The storage time determination unit determines the storage time of the storage element of the first unit and the storage element of the second unit by comparing the calculation result of the calculation unit of the first unit with a threshold value. ,
The distance determination unit is configured to determine a distance to the measurement object using a calculation result of the calculation unit of the first unit and a calculation result of the calculation unit of the second unit. Optical distance measuring device.
上記第1ユニットの蓄積素子における蓄積時間と上記第2ユニットの蓄積素子における蓄積時間とが等しくなっていることを特徴とする光学式測距装置。 The optical distance measuring device according to claim 4,
An optical distance measuring device characterized in that an accumulation time in the storage element of the first unit is equal to an accumulation time in the storage element of the second unit.
上記スイッチによる上記経路の切り換えタイミングを制御すると共に、上記各蓄積素子に蓄積された電気信号の消去を行う制御部を備え、
上記制御部は、
第1のタイミングによって上記スイッチに上記経路の切り換えを行わせ、
上記蓄積時間決定部によって上記蓄積素子の蓄積時間が決定されると、上記各蓄積部に蓄積された電気信号を消去した後、第2のタイミングによって上記スイッチに上記経路の切り換えを行わせて、上記決定された蓄積時間に基づく時間だけ上記各蓄積部に電気信号を蓄積させる
ようになっており、
上記距離判定部は、上記スイッチが上記第1のタイミングで上記経路の切り換えを行った際の上記演算部による演算結果と、上記スイッチが上記第2のタイミングで上記経路の切り換えを行った際の上記演算部による演算結果とを用いて、上記測定対象物までの距離を判定するようになっている
ことを特徴とする光学式測距装置。 The optical distance measuring device according to claim 1.
A control unit for controlling the switching timing of the path by the switch and erasing the electrical signal stored in each storage element,
The control unit
Causing the switch to switch the path according to the first timing;
When the storage time of the storage element is determined by the storage time determination unit, the electrical signal stored in each storage unit is erased, and then the switch is switched by the second timing. The electric signal is accumulated in each accumulator for a time based on the determined accumulation time,
The distance determination unit includes a calculation result by the calculation unit when the switch switches the route at the first timing, and a result when the switch switches the route at the second timing. An optical distance measuring device, wherein a distance to the measurement object is determined using a calculation result obtained by the calculation unit.
上記蓄積時間決定部は、上記演算部による演算結果が第1の所定時間内において上記閾値に至らない場合には、上記蓄積時間を決定不能とし、
上記距離判定部は、上記蓄積時間決定部による上記蓄積時間の決定不能を受けて、上記測定対象物までの距離を判定不能とする
ようになっていることを特徴とする光学式測距装置。 The optical distance measuring device according to claim 2,
The accumulation time determination unit makes the accumulation time undecidable when the calculation result by the calculation unit does not reach the threshold value within a first predetermined time,
The optical distance measuring device, wherein the distance determination unit is configured to be unable to determine the distance to the measurement object in response to the determination of the accumulation time by the accumulation time determination unit.
上記蓄積時間決定部は、上記演算部による演算結果が第2の所定時間内において上記閾値に至った場合には、上記蓄積時間を決定不能とし、
上記距離判定部は、上記蓄積時間決定部による上記蓄積時間の決定不能を受けて、上記測定対象物までの距離を判定不能とする
ようになっていることを特徴とする光学式測距装置。
The optical distance measuring device according to claim 2,
The accumulation time determination unit makes the accumulation time undecidable when the calculation result by the calculation unit reaches the threshold value within a second predetermined time,
The optical distance measuring device, wherein the distance determination unit is configured to be unable to determine the distance to the measurement object in response to the determination of the accumulation time by the accumulation time determination unit.
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