JP2000206244A

JP2000206244A - 測距装置

Info

Publication number: JP2000206244A
Application number: JP11011922A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Adachi; 正足立; Hajime Hiratsuka; 哉平塚
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】一定周期のパルス信号Ｂとそれより高周波の
基準信号Ａを混合してなる変調信号Ｃで強度変調された
光波を測距対象２に向けて投射する投光手段１０と、測
距対象２からの反射光Ｒを受光する受光手段１１と、投
射光Ｆと反射光Ｒの時間差から測距対象２までの距離
Ｄ’を概算する第１計測部１２と、投射光Ｆと反射光Ｒ
の位相差から測距対象２までの所定の距離情報φを算出
する第２計測部１３と、概算距離Ｄ’と距離情報φから
測距対象２までの距離を算出する距離算出部１４とを備
えてなる測距装置において、受光素子のノイズの影響を
低減して高精度な測距を可能とする。【解決手段】一方が他方より応答が遅く高感度の２種
類の受光素子２２、２３を備え、高感度低速応答の第１
受光素子２２での検出信号を第１計測部１２で使用し、
他方の第２受光素子２３での検出信号を前記第２計測部
１３で使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光波を利用した測距
装置の改良技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】光波を利用した測距装置としては、パル
ス状の光波を測距対象に向けて投射し、測距対象からの
反射光を検出して、その反射時間と光速から測距対象ま
での距離を算出する方式（以下、時間差方式と略称す
る）によるものと、一定周期の基準信号で変調された光
波を測距対象に向けて投射し、測距対象からの反射光を
検出して、投射光と反射光間の位相差から測距対象まで
の距離を算出する方式（以下、位相差方式と略称する）
によるものとがある。

【０００３】上記時間差方式の場合、測距分解能は反射
時間を計測する際の時間分解能で律速され、測距分解能
として１ｃｍの精度を得るには、１００ｐｓの時間分解
能が要求され、高精度化が極めて困難であるという問題
がある。一方、上記位相差方式の場合は、位相差が０〜
２π（１周期）の範囲でしか検出できないことから、原
則として測定対象までの往復距離が上記一定周期の基準
信号の１周期に対応する距離以内に制限される。つま
り、前記基準信号の波長をλ、検出した位相差に対応す
る距離をφとすると、測距対象までの距離Ｄは、数１に
示すように一般的に表現できるが、単純な位相差方式で
は、上式の位相差に対応する距離φが計測されるに止ま
り、測距範囲はｎ＝０として最大λ／２に制限される。

【０００４】

【数１】Ｄ＝（ｎ×λ＋φ）／２（ｎは０以上の整数）

【０００５】従って、上記測距範囲を超えて測距する場
合は、異なる周期の基準信号を使用して波長を複数に変
化させて、夫々の距離φを測定し、その測定結果から整
数ｎを特定して、距離Ｄを求めていた。

【０００６】このように、時間差方式では測距精度に問
題があり、位相差方式では測距範囲に制限があるため、
時間差方式で求められた距離に基づいて、数１の整数ｎ
を特定し、距離Ｄを求める混合方式が提案されている。
例えば、特開平１０−９６７７８号公報では、本願発明
者等が、パルス信号とそのパルスの繰り返し周波数より
高い周波数の正弦波信号を加算混合した信号で変調され
た光波を測距対象に向けて投射し、測距対象からの反射
光を検出して、投射光と反射光間の時間差を、パルス信
号成分から検出し、投射光と反射光間の位相差を正弦波
信号成分から検出し、時間差より算出される概算距離と
位相差に対応する距離φと数１から必要な補正を施し
て、整数ｎを特定し、距離Ｄを求める方式を提案してい
る。従って、測距分解能は位相差方式により確保できる
ことから、時間差方式の測距分解能を下げて測距範囲を
長くすることで、測距範囲を改善できるという特徴があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記混
合方式の場合、反射光を受光する受光素子としては、周
波数の高い信号成分を的確に検出できるように、遮断周
波数の高い素子や出力信号の立ち上がりの急峻な動作速
度の速い素子を使用する必要がある。しかしながら、一
般に、動作速度の速い受光素子は動作速度の遅い受光素
子より受光感度が低いためＳＮ比が悪く、また、環境光
の変化等による特有のノイズの影響が無視できない場合
がある。特に、パルス信号の投射光と反射光間の時間差
を求める場合に、上記した受光素子のノイズが直接的に
影響する。例えば、反射光を受光する前に当該ノイズが
発生した場合に、そのノイズを反射光と誤って認識して
測距対象までの距離に大きな誤差が生じる虞があった。
また、単一の動作速度の速い受光素子で反射光を受光す
る場合は、受光信号を分割して一方を概算距離検出用に
信号処理し、他方を位相差検出用に信号処理する必要が
あるが、受光信号を分割することにより各信号処理にか
かる信号強度が半減してＳＮ比を劣化させることにな
り、反射光強度が弱い場合に特に問題となっていた。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、上述の問題点を解消し、投
射光と反射光間の時間差と位相差から測距対象までの距
離を測定する測距方式において、受光素子のノイズの影
響を低減して高精度な測距が可能な測距装置を提供する
点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る測距装置の第一の特徴構成は、特許請求
の範囲の欄の請求項１に記載した通り、一定周期のパル
ス信号とそのパルス信号より周波数の高い基準信号を混
合してなる変調信号で強度変調された光波を測距対象に
向けて投射する投光手段と、前記測距対象からの反射光
を受光する受光手段と、前記投光手段から投射された投
射光と前記反射光の時間差から前記測距対象までの距離
を概算する第１計測部と、前記投射光と前記反射光の位
相差から前記測距対象までの所定の距離情報を算出する
第２計測部と、前記第１計測部の概算結果と前記第２計
測部の距離情報から前記測距対象までの距離を算出する
距離算出部とを備えてなる測距装置であって、前記受光
手段が一方が他方より応答は遅いが受光感度の高い２種
類の受光素子を備えてなり、応答は遅いが受光感度の高
い方の第１受光素子で検出された第１受光信号が前記第
１計測部で使用され、前記他方の受光素子である第２受
光素子で検出された第２受光信号が前記第２計測部で使
用される点にある。尚、上記のパルス信号と基準信号を
混合して変調信号を生成する方法としては、パルス信号
に基準信号を重畳する加算混合と、パルス信号の所定レ
ベルを出力期間中のみ基準信号を出力する乗算混合との
両方を含む。また、測距対象までの所定の距離情報と
は、光波の当該位相差に相当する伝搬距離またはその半
分の距離を意味し、具体的には、従来技術の説明中の数
１における距離φまたはその半分の値が相当する。な
お、光波が１位相変化するまでに反射光を受光した場合
は、前記半分の距離が測距対象までの距離に相当する。

【００１０】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載した通り、前述の第一の特徴構成に加
えて、前記第１受光素子と前記第２受光素子の内の一方
が他方の周囲に配置されている点にある。

【００１１】同第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項３に記載した通り、前述の第二の特徴構成に加
えて、前記第１受光素子が前記第２受光素子の周囲に配
置されている点にある。

【００１２】以下に上記特徴構成による作用並びに効果
を説明する。上記第一の特徴構成によれば、投光手段が
パルス信号と基準信号を混合してなる変調信号で変調さ
れた光波を測距対象に向けて投射し、その投射された投
射光が測距対象で反射した反射光を受光手段の第１受光
素子と第２受光素子が夫々独立に並行して受光し、第１
計測部が第１受光素子が検出した反射光の第１受光信号
のパルス信号成分と投射光のパルス信号成分との時間差
を検出し、その時間差から測距対象までの距離を概算
し、第２計測部が第２受光素子が検出した反射光の第２
受光信号の基準信号成分と投射光の基準信号成分との位
相差を検出し、その位相差から測距対象までの１位相差
以内の距離情報を算出し、距離算出部が第１計測部の概
算結果と第２計測部の距離情報をもとに測距対象までの
距離を高精度に算出することができるのである。ここ
で、第１受光素子の感度は第２受光素子より高いことか
ら、反射光強度が微弱でも概算距離は確実に測定するこ
とができ、また、パルス信号成分は比較的低周波である
ため、第１受光素子の動作速度を低く抑えて感度を高め
ノイズの影響を低減することができるのである。その結
果、概算距離の測定結果に大きな誤差の発生することが
回避でき、第２計測部が測定した距離情報を正確且つ有
効に利用することができるのである。つまり、第１計測
部の計測結果に１位相差以上の誤差が発生すれば、もは
や測距対象までの距離を高精度に算出することができな
くなるが、かかる状況を回避できるのである。更に、２
種類の受光素子を使用して概算距離測定用の第１受光信
号と位相差検出用の第２受光信号を別々に独立して発生
するので、単一の受光素子で受光した場合に比べて、各
受光信号の増幅回路の周波数帯域をパルス信号成分と基
準信号成分用に夫々狭帯域化できるため増幅率を大きく
できる。特に、第２受光信号の信号処理に対しても、単
一の受光素子で受光する場合と同じ高速動作の第２受光
素子が使用されるにもかかわらず、信号処理の高性能化
が図れるのである。また、感度の異なる２種類の受光素
子を使用しているため、反射光強度が微弱な場合におい
て、受光不良の程度を各受光素子の検出結果に基づいて
分析することができるのである。具体的には、感度の高
い第１受光素子が反射光を検知できない場合は、測距対
象の反射率が低い等の原因で反射光強度が極端に微弱で
反射光を全く受光できない状態あると判断でき、第２受
光素子でのみ受光できない場合は、第１受光素子で検出
した第１受光信号に基づいて概算距離のみの測定が可能
となる。

【００１３】同第二の特徴構成によれば、受光手段が反
射光を第１及び第２受光素子に集光させるべく構成され
ている場合に、第１及び第２受光信号の信号強度のピー
ク値或いは平均値の変化から、反射光の焦点位置と各受
光素子の受光面の位置とのズレを検出でき、その検出結
果に基づいて前記焦点位置または受光面の位置を調整す
ることで良好な受光状態を維持することができるのであ
る。

【００１４】同第三の特徴構成によれば、第１及び第２
受光素子の受光面上での反射光強度の分布が中央程高い
強度分布パターンを有する場合に、周辺部の低強度の反
射光を高感度の複数の第１受光素子で受光することがで
きるため、反射光からパルス信号成分と基準信号成分の
両信号成分を良好に検出できるのである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る測距装置の一
実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１６】図１に示すように、本発明に係る測距装置
１は、所定の繰り返し周期のパルス信号Ｂとそのパルス
信号の高レベル期間中だけそのパルス信号Ｂより周波数
の高い正弦波の基準信号Ａを出力するように両信号を乗
算混合してなる変調信号Ｃで強度変調された光波を測距
対象２に向けて照射する投光手段１０と、前記測距対象
２からの反射光Ｒを受光する受光手段１１と、前記投光
手段１０から照射された投射光Ｆと前記受光手段１１が
受光した反射光Ｒの夫々のパルス信号成分間の時間差を
計測して、その時間差から前記測距対象２までの概算距
離Ｄ’を算出する第１計測部１２と、投射光Ｆと反射光
Ｒの夫々の基準信号成分の位相差を計測して、その位相
差から前記測距対象２までの１位相内の距離情報φを算
出する第２計測部１３と、前記第１計測部１２で算出さ
れた前記概算距離Ｄ’と、前記第２計測部１３で算出さ
れた前記距離情報φから前記測距対象２までの距離Ｄを
算出する距離算出部１４とを備えた構成となっている。

【００１７】前記投光手段１０は、強度変調可能な半導
体レーザ等のレーザ光源１５と、レーザ光源１５から出
射される投射光Ｆを強度変調する変調部１６と、レーザ
光源１５から出射された投射光Ｆを平行光にするコリメ
ートレンズ１７と、コリメートレンズ１７を通過した投
射光Ｆを前記測距対象２に向けて屈曲させる反射鏡１８
とを主要部として構成されている。

【００１８】前記変調部１６は、１００ＭＨｚの正弦波
の前記基準信号Ａ（図２において「Ａ」で示す）を発振
する第１発振回路１９と、繰り返し周期が１０μｓの前
記パルス信号Ｂ（図２において「Ｂ」で示す）を発振す
るパルス発振器２０からなり、前記基準信号Ａと前記パ
ルス信号Ｂを乗算混合した変調信号Ｃ（図２において
「Ｃ」で示す）で前記レーザ光源１５の駆動電流を変調
し、その結果、前記レーザ光源１５から出射される投射
光Ｆは図２に示すような信号波形（図２において「Ｃ」
で示す）に強度変調される。

【００１９】前記受光手段１１は、反射光Ｒの光強度を
電気信号に変換する２種類の第１受光素子２１と第２受
光素子２２と、反射光Ｒを前記第１及び第２受光素子２
１、２２に集光させるための集光レンズ２３を主要部と
して構成されている。前記第１受光素子２１は前記第１
計測部１２に入力する第１受光信号Ｓ₁ を検出するため
のものであり、前記第２受光素子２２は前記第２計測部
１３に入力する第２受光信号Ｓ₂ を検出するためのもの
であり、前記第１受光素子２１は前記第２受光素子２２
より高感度で動作速度の低いものを使用する。前記第１
及び第２受光素子２１、２２としてはフォトダイオー
ド、フォトコンダクタ、フォトトランジスタ等の種々の
光電変換素子が使用可能である。フォトダイオードを使
用する場合、本実施形態では、前記パルス信号Ｂと前記
基準信号Ａの発振周波数を考慮して、前記第１受光素子
２１にＧａＡｓＰフォトダイオード（ＮＥＰ（Noise Eq
uivalent Power）＝１．５×１０^-15 Ｗ／Ｈｚ^1/2 、暗
電流＝１０ｐＡ、検出出力の上昇時間＝１μ秒）を使用
し、前記第２受光素子２２に、シリコン・アバランシェ
・フォトダイオード（暗電流＝０．５ｎＡ、遮断周波数
＝１ＧＨｚ）を使用する。ところで、前記第１受光素子
２１は、前記第１受光素子２１の上昇時間が１μ秒と遅
く１００ＭＨｚの前記基準信号Ａに追従できないため、
実質的にローパスフィルタとして機能し、反射光Ｒから
基準信号成分が除去され、前記第１受光信号Ｓ₁ にはパ
ルス信号成分のみが抽出されることになる。また、図３
に示すように、前記第１受光素子２１と第２受光素子２
２は、複数の前記第１受光素子２１が前記第２受光素子
２２の周囲に配置して構成されている。

【００２０】前記第１計測部１２は、反射光Ｒを前記第
１受光素子２２で光電変換して生成された第１受光信号
Ｓ₁ と前記パルス発振器２０からのパルス信号Ｂとを入
力して両パルス間の時間差ｔを計時する第１タイマ２４
と、その時間差ｔより前記測距対象２までの概算距離
Ｄ’をＤ’＝ｔ×ｃ／２（ｃ＝光速）として求める第１
演算部２５とで構成されている。前記第１タイマ２４は
動作周波数が２００ＭＨｚの８ビット２進カウンタで構
成されており、前記パルス信号Ｂの入力からカウントを
開始し、前記第１受光信号Ｓ₁ の入力までカウントを継
続し、８ビットのカウント結果Ｕを出力する。尚、この
８ビットの出力値Ｕは前記第１演算部２５内の所定のメ
モリ領域（８ビット）に記憶される。前記第１計測部１
２の測距分解能は、カウンタの時間分解能で律速され、
１ビットカウントに５ｎｓを要するので、０．７５ｍと
なる。従って、前記第１演算部２５は前記第１タイマ２
４の出力値Ｕと測距分解能である０．７５ｍを乗算して
概算距離Ｄ’を算出することができる。また、前記８ビ
ット２進カウンタの最上位ビットは測距不能状態を検出
するために使用するため、下位の７ビットを使用する。
このため、前記第１計測部１２による測距限界は０．７
５ｍ×（２⁷ −１）＝９５．２５ｍとなる。従って、例
えば、前記測距対象２までの距離が９５．２５ｍを超え
ると前記８ビット２進カウンタの最上位ビットが立ち、
測距不能状態を検出する。また、前記パルス信号Ｂの繰
り返し周期１０μｓは、前記８ビット２進カウンタの最
上位ビットが立つまでの時間（５ｎｓ×２⁸ ＝１．２８
μｓ）より長くなるように設定してある。

【００２１】前記第２計測部１３は、前記第２受光信号
Ｓ₂ を入力して基準信号成分である正弦波信号Ｓ’を検
出するアンプ２６と、発振周波数が前記第１発振回路１
９より１００ＫＨｚ高い１００．１ＭＨｚの正弦波信号
Ａ’を発振する第２発振回路２７と、前記第１発振回路
１９から出力される１００ＭＨｚの基準信号Ａと前記第
２発振回路２７から出力される１００．１ＭＨｚの正弦
波信号Ａ’を積算して得られる信号から１００ＫＨｚの
第１ビート信号Ａ₁ を抽出する第１ローパスフィルタ２
８と、前記アンプ２６から出力される１００ＭＨｚの正
弦波信号Ｓ’と１００．１ＭＨｚの正弦波信号Ａ’を積
算して得られる信号から１００ＫＨｚの第２ビート信号
Ａ₂ を抽出する第２ローパスフィルタ２９と、前記第１
ビート信号Ａ₁ を波形整形して第１矩形波Ａ₃ を出力す
る第１コンパレータ３０と、前記第２ビート信号Ａ₂ を
波形整形して第２矩形波Ａ₄ を出力する第２コンパレー
タ３１と、前記第１矩形波Ａ₃ と前記第２矩形波Ａ₄ を
入力して両矩形波Ａ₃ ，Ａ ₄ の時間差を計時して投射光
Ｆの基準信号成分に相当する前記基準信号Ａと反射光Ｒ
の基準信号成分に相当する前記正弦波信号Ｓ’との位相
差に相当する出力値Ｌを出力する第２タイマ３２と、そ
の出力値Ｌより前記基準信号Ａと前記正弦波信号Ｓ’の
１位相内における前記測距対象２までの距離情報φを算
出する第２演算部３３から構成されている。

【００２２】前記第２計測部１３は、所謂ヘテロダイン
検波回路を形成しており、前記第１ビート信号Ａ₁ には
前記基準信号Ａの位相情報が含まれており、前記第２ビ
ート信号Ａ₂ には前記正弦波信号Ｓ’の前記測距対象２
までの距離に応じた位相ずれが加わった位相情報が含ま
れており、前記第２タイマ３２でこれらの位相差を求め
ることができる。

【００２３】前記第２タイマ３２は動作周波数が２５．
６ＭＨｚの８ビット２進カウンタで構成されており、前
記第１矩形波Ａ₃ の入力からカウントを開始し、前記第
２矩形波Ａ₄ の入力までカウントを継続し、８ビットの
カウント結果Ｌを出力する。尚、この８ビットの出力値
Ｌは前記第２演算部３３内の所定のメモリ領域（８ビッ
ト）に記憶される。尚、１００ＫＨｚの信号の位相差を
８ビット２進カウンタで２５６（２⁸ ）分割すると、動
作周波数は２５．６ＭＨｚである必要がある。ここで、
１００ＭＨｚの基準信号Ａで強度変調された投射波Ｆが
１位相変化する間の伝搬距離である最大変位距離は、基
準信号Ａの波長（λ＝ｃ／１００ＭＨｚ）である３ｍと
なり、最大変位距離の半分を８ビット２進カウンタで２
５６分割して１位相中の前記測距対象２までの片道距離
を計測するため、前記第２計測部１３の測距分解能は
５．８６ｍｍ（３ｍ／（２×２５６））となる。従っ
て、前記第２演算部３３は、前記第２タイマ３２の出力
値Ｌと測距分解能である５．８６ｍｍを乗算した値を２
倍して距離情報φを算出することができる。

【００２４】前記距離算出部１４は、以下の要領で、前
記概算距離Ｄ’と前記距離情報φから前記測距対象２ま
での距離Ｄを算出する。ここで、前記概算距離Ｄ’の分
解能は前述の如く０．７５ｍであるのに対して、前記距
離情報φの最大値の半分の値、つまり、最大変位距離の
半分の値は１．５ｍと２倍である。このため、前記距離
情報φの半分の値が０．７５ｍ以上の場合、つまり、前
記概算距離Ｄ’を１．５ｍで除した余り０．７５ｍが存
在する場合は、前記概算距離Ｄ’と前記距離情報φの半
分の値の両方で０．７５ｍ分が２重にカウントされるこ
とになる。従って、前記距離算出部１４では、前記概算
距離Ｄ’の分解能を１．５ｍに合わせるため、前記第１
タイマ２４の出力値Ｕ（８ビット）の最下位ビットを切
り捨てる計算処理を行う。具体的には前記出力値Ｕ（８
ビット）と８ビットの２進数「０１１１１１１０」をビ
ット別に論理積処理した値をＵ’とし、数２に基づいて
前記測距対象２までの距離Ｄを算出する。

【００２５】

【数２】Ｄ＝Ｕ’×０．７５ｍ＋Ｌ×５．８６ｍｍ＋Δ

【００２６】ここで、Δは反射光Ｒと投射光Ｆの光路差
による誤差や、前記変調部１６及び前記受光素子２２で
の光電変換処理に要する時間に伴う誤差を補正するため
の補正値である。また、前記出力値Ｕ（８ビット）の最
下位ビットが１で、前記距離情報φが０．７５ｍ以下の
場合は、前記補正値Δに０．７５ｍを加算して、距離Ｄ
の補正を行う。逆に、前記最下位ビットが０で、前記距
離情報φが０．７５ｍ以上の場合は、前記補正値Δから
０．７５ｍを減算して、距離Ｄの補正を行う。投射光Ｆ
と反射光Ｒの基準信号成分の位相差が測定誤差等により
０と２πの境界を超えて僅かにずれて、前記第２タイマ
３２の出力値Ｌが最悪０から２５５または２５５から０
に変化する可能性が有り、前記位相差から算出した前記
距離情報φに最大１．５ｍ近い誤差が生じる虞がある
が、上記の補正により、測定条件が悪く、前記位相差に
測定誤差が生じても、距離Ｄの最大誤差を０．７５ｍ以
下に抑制することができる。尚、補正値Δに対する加減
算値は０．７５ｍ〜１．５ｍの範囲で任意に選択すれば
よい。

【００２７】更に、前記第２計測部１３において、前記
第２タイマ３２の出力値Ｌが一時的に記憶される前記第
２演算部３３内の前記所定のメモリ領域は、前記第２タ
イマ３２のカウント開始時に予め０（８ビット）にリセ
ットされているため、反射光Ｒの受光状態が悪く、反射
信号強度が前記第２受光信号Ｓ₂ から基準信号成分をヘ
テロダイン検波するに十分でない場合は、前記第２タイ
マ３２から有効な出力値Ｌが得られず、前記メモリ領域
の値は０のままである。しかし、前記第１受光素子２２
の受光感度が高いため、前記第１受光信号Ｓ₁が前記第
１タイマ２４のカウント動作を停止させるに十分なレベ
ルに検出されていれば、前記概算距離Ｄ’は算出するこ
とができる。従って、前記メモリ領域の値が０でないこ
とを、数２を計算する前に確認する必要がある。反射光
Ｒの受光状態が悪く前記メモリ領域の値が０の場合は、
前記概算距離Ｄ’の分解能を１．５ｍに下げてしまって
いるため、そのまま数２の計算を実行すると、最大測定
誤差が１．５ｍとなるため、数２の計算において、Ｕ’
を使用せずに、元の出力値Ｕを使用する。この結果、距
離Ｄの最大誤差を０．７５ｍ以下に抑制することができ
るのである。

【００２８】尚、前記第１計測部１２、前記第２計測部
１３、及び、前記距離算出部１４は全体を集積回路等に
一体化して構成してもよく、或いは、一部の演算回路や
メモリのみを集約してマイコン等で構成するようにして
も構わず、具体的な回路のハードウェア構成は任意に選
択し得るものである。

【００２９】次に、第２の実施の形態を説明する。〈１〉上記実施の形態において、反射光Ｒのビーム径が
小さい場合は、前記受光手段１１を、集光レンズ２３を
使用する代わりに、前記コリメートレンズ１７と前記反
射鏡１８の中間にビームスプリッタ２１を設け、反射光
Ｒを前記第１及び第２受光素子２２、２３に誘導するよ
うにしても構わない。

【００３０】〈２〉上記の各実施形態において、光波の
変調方法及び変調周波数等も適宜変更可能である。例え
ば、前記変調信号Ｃは、図４に示すように、直流バイア
スを付加された波形であっても構わない。更に、図５に
示すように、前記変調信号Ｃは、前記変調部１６におい
て、前記基準信号Ａと前記パルス信号Ｂを加算混合して
生成されるのも好ましい。また、各手段の具体的な構成
は、上記説明以外の構成を採用しても構わない。特に、
前記第１及び第２受光素子２２、２３として、前記基準
信号Ａと前記パルス信号Ｂの夫々の周波数に応じて、適
切な応答特性及び感度のものを使用すれば良く、上記実
施形態のフォトダイオードに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測距装置の一実施形態の概略構成
を示す説明図

【図２】本発明に係る測距装置の一実施形態における投
射光の変調状態を示す波形図

【図３】第１及び第２受光素子の配置状態を示す反射光
の入射方向から見た模式図

【図４】投射光の変調状態の別実施例を示す波形図

【図５】投射光の変調状態の別実施例を示す波形図

【符号の説明】

１測距装置２測距対象１０投光手段１１受光手段１２第１計測部１３第２計測部１４距離算出部２２第１受光素子２３第２受光素子Ｆ投射光Ｒ反射光

フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA06 DD03 FF31 GG04 JJ02 LL21 QQ25 5J084 AA05 AD01 AD02 BA04 BA36 BB02 BB21 CA03 CA22 CA27 CA31 CA49 DA01 DA09 EA01 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定周期のパルス信号とそのパルス信号
より周波数の高い基準信号を混合してなる変調信号で強
度変調された光波を測距対象に向けて投射する投光手段
と、前記測距対象からの反射光を受光する受光手段と、
前記投光手段から投射された投射光と前記反射光の時間
差から前記測距対象までの距離を概算する第１計測部
と、前記投射光と前記反射光の位相差から前記測距対象
までの所定の距離情報を算出する第２計測部と、前記第
１計測部の概算結果と前記第２計測部の距離情報から前
記測距対象までの距離を算出する距離算出部とを備えて
なる測距装置であって、前記受光手段が一方が他方より応答は遅いが受光感度の
高い２種類の受光素子を備えてなり、応答は遅いが受光
感度の高い方の第１受光素子で検出された第１受光信号
が前記第１計測部で使用され、前記他方の受光素子であ
る第２受光素子で検出された第２受光信号が前記第２計
測部で使用されることを特徴とする測距装置。
【請求項２】前記第１受光素子と前記第２受光素子の
内の一方が他方の周囲に配置されている請求項１記載の
測距装置。
【請求項３】前記第１受光素子が前記第２受光素子の
周囲に配置されている請求項２記載の測距装置。