[发明专利]位移传感器

说明书

本发明提供一种位移传感器，在任意测量状态下，可获取来自对象物的反射信号的接收信号量的状态的TOF方式。位移传感器包括：射出部，周期性地射出脉冲信号；接收部，接收从射出部射出的脉冲信号由对象物反射所产生的反射信号，并输出表示此接收的反射信号的信号强度的二值化信号；波形累计部，以对应的脉冲信号的射出时机为基准，在每个对应的时间内对多个二值化信号的时间波形进行累积，由此生成累计波形；距离计算部，根据与累计波形中出现的脉冲信号的波形特征对应的波形特征，算出表示至对象物为止的距离的值；以及接收信号量计算部，根据累计波形中出现的一个或多个累积值所示的特征量，算出作为由接收部接收的反射信号的强度的接收信号量。

技术领域

本发明涉及一种飞行时间(Time of Flight，TOF)方式的位移传感器。

背景技术

作为通过非接触来测量对象物的位移的方法之一，已知有TOF方式。在TOF方式中，朝对象物射出脉冲信号(典型的是脉冲光)，并且接收由对象物所反射的反射信号，根据此脉冲信号的射出与反射信号的接收的时间差，算出对象物的位移。

例如，日本专利特开2011-089986号公报(专利文献1)揭示如下的构成：每逢测定周期，在某一发送时间点发送信号，并且对接收信号进行扫描，持续多个测定周期对如此接收的信号进行累计，由此制作直方图(histogram)，并根据直方图的内插函数的过零点、极大、极小或反曲点来识别接收时间点。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2011-089986号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

在TOF方式中，根据来自对象物的反射信号，测量对象物的位移。另一方面，也存在依存于至对象物为止的距离及对象物表面的反射率等，而无法接收足够的反射信号的情况。在此种情况下，信噪(Signal to Noise，S/N)比实质上下降，无法实现精度高的测量。

所述日本专利特开2011-089986号公报(专利文献1)对此种课题未进行任何研究。

本发明的一个目的是提供一种在任意的测量状态下，可获取来自对象物的反射信号的接收信号量的状态的TOF方式的位移传感器。

[解决问题的技术手段]

本发明的某一实施方式的位移传感器包括：射出部，周期性地射出脉冲信号；接收部，接收从射出部射出的脉冲信号由对象物反射所产生的反射信号，并输出表示此接收的反射信号的信号强度的二值化信号；波形累计部，以对应的脉冲信号的射出时机为基准，在每个对应的时间内对多个二值化信号的时间波形进行累积，由此生成累计波形；距离计算部，根据与累计波形中出现的脉冲信号的波形特征对应的波形特征，算出表示至对象物为止的距离的值；以及接收信号量计算部，根据累计波形中出现的一个或多个累积值所示的特征量，算出作为由接收部接收的反射信号的强度的接收信号量。此处，所谓“一个或多个累积值所示的特征量”，是指在各时间内累积的结果之中，某一个或多个时间内的累积值所示的特征。例如，可着眼于某一特定的时间内的累积值(即，累积方向的大小)来决定特征量，也可以着眼于多个时间内的各自的累积值来决定特征量。即，在本发明中，通过利用反映至少一个累积值的某个值来算出接收信号量。

优选位移传感器更包括视觉化地输出表示所算出的接收信号量的大小的信息的输出部。

优选位移传感器更包括朝外部输出表示所算出的接收信号量的大小的信息的输出部。

优选射出部对应于所算出的接收信号量的大小，使射出的脉冲信号的强度及射出期间的长度中的至少一者变化。

优选接收部对应于所算出的接收信号量的大小，使对于反射信号的接收增益变化。