JPH0119112Y2 - - Google Patents

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JPH0119112Y2
JPH0119112Y2 JP1982133392U JP13339282U JPH0119112Y2 JP H0119112 Y2 JPH0119112 Y2 JP H0119112Y2 JP 1982133392 U JP1982133392 U JP 1982133392U JP 13339282 U JP13339282 U JP 13339282U JP H0119112 Y2 JPH0119112 Y2 JP H0119112Y2
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pulse
light
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distance
time
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、投光器から光パルスを発生した時
点から、受光器で反射光パルスを受光した時点ま
での遅延時間に基づいて被測距体までの距離を求
める光レーダ装置に関し、特に前記遅延時間を精
度良く検出するようにした光レーダ装置に関す
る。
従来の光レーダ装置としては、例えば第1図に
示すように、投光器1と、受光器2と、制御回路
3とから概略構成されている。
上記投光器1は、前記制御回路3のパルス発生
器6から、例えば第3図aに示すような繰返し周
期Tp、パルス幅Twの駆動信号Aが、上記投光
器1内の半導体レーザ等の発光素子4へ供給され
ると、この発光素子4から、第3図bに示すよう
に前記駆動信号Aによつてパルス変調されたレー
ザ光等のコヒーレントな光パルスLt(波長をλと
する)が発生される。
この光パルスLtは、集光レンズ9によつて広
がり角θtの放射光線に整形されて、前方の距離を
求めようとする目標物体(以下、被測距体と称
す)へ向けて照射される。
上記被測距体に上記光パルスLtが反射されて
戻つてくる反射光パルスLrは、第3図cに示す
ような微弱なもので、この反射光パルスLrは、
前記受光器2の集光レンズ10によつて集光さ
れ、干渉フイルタ11を介して背光ノイズ(太陽
光や人工照明光等)を除去した後、集光レンズの
焦点位置に配設された受光素子5へ入射される。
すると、上記受光素子5から第2図dに示すよ
うな受光信号Bが出力されて制御回路3へ供給さ
れる。
そして、前記受光信号Bは、パルス検出器7で
増幅されてパルス整形された後、距離検出回路8
へ供給される。上記パルス整形を行なう際には、
上記受光信号Bのパルス前縁を検出して第3図f
に示すようなトリガ信号Dに整形している。
上記距離検出回路8では、上記トリガ信号Dの
他に第3図eに示すように駆動信号Aに同期して
発生するトリガ信号Cが供給されており、距離検
出回路8は、上記トリガ信号Cに対する、上記ト
リガ信号Dの遅延時間τを求めて、距離データE
として出力している。
上記距離検出回路8は、例えば第2図に示すよ
うに、上記トリガ信号Cと反射光パルス信号Dと
によつてセツト、リセツトされるフリツプフロツ
プ81と、高周波発振器82と、ANDゲート8
3および、高速カウンタ84とから構成されてい
る。
そして、第3図gに示すような、上記フリツプ
フロツプ81の出力Fによつて、上記ANDゲー
ト83が遅延時間τの期間だけ開かれて、第3図
hに示すような高周波発振器82の出力Gのう
ち、第3図iに示すように上記遅延時間τに相当
するパルス数の信号Hが高速カウンタ84へ供給
される。
これによつて、高速カウンタ84からは、前記
遅延時間τに比例した距離データEが出力され
る。
この距離データEは、例えばマイクロコンピユ
ータ等の演算回路へ供給されて、前記被測距体ま
での距離R(R=(光速)・τ/2)が算出される
こととなる。
しかしながら、上記のような従来の光レーダ装
置にあつては、上記反射光パルスLrのパルス前
縁を検出して、前記遅延時間τを求める構成とな
つているため、前記被測距体までの距離や被測距
体における反射率の変化等に起因して、第4図に
示す出力B1,B2のように、反射光パルスLr
の受光出力の波高値が大きく変化すると、上記受
光出力B1とB2に基づいて検出される遅延時間
τ1とτ2は大きく異なるものとなり、このため、被
測距体までの距離を正確に求めることができなく
なる。
この考案は、上記の事情に鑑みてなされたもの
で、光パルスの発生時点から、受光した反射光パ
ルスの前縁までの時間および反射光パルスの後縁
までの時間を検出するとともに、これら検出され
た遅延信号を交互に選択して出力する手段を設
け、前記両検出信号のパルス幅の平均値に比例し
た直流電圧信号を取り出すことにより、被測距体
までの距離を正確にしかも簡易な手段で検出する
ことのできる光レーダ装置を提供することを目的
とする。
以下、この考案の一実施例を第5図以下の図面
を用いて詳細に説明する。
第5図は、本考案に係る光レーダ装置の一実施
例を示す回路図である。なお、この実施例におい
ては、前記第1図で示した従来例のパルス検出器
7および距離検出回路8の部分を改良したもので
あり、その他の構成部分は全て上記従来例のもの
と同一であるため、それらの図示および説明は省
略する。
第5図に示す如く、前記第1図に示した受光素
子5からの反射光パルス受光信号Bと、パルス発
生器6からのトリガ信号Cとがそれぞれ入力端子
11,12へ印加されている。
上記トリガ信号Cは、前縁検出回路13と1/2
分周期14へ供給され、上記受光信号Bは、後縁
検出回路15および上記前縁検出回路13へ供給
されている。
上記前縁検出回路13は、上記トリガ信号Cの
立上がりを検出して高速パルスHを出力するイン
バータ13aおよびANDゲート13bと、上記
高速パルスHによつてセツトされるとともに、上
記受光信号Bの立上がり、すなわちパルス前縁に
よつてリセツトされるフリツプフロツプ13cと
から構成されており、フリツプフロツプ13cか
らは、上記トリガ信号Cの立上がりから上記受光
信号Bのパルス前縁までの遅延時間に対応する前
縁検出信号Kが出力される。
上記後縁検出回路15は、上記受光信号Bの立
下がりの終了点、すなわちパルス後縁を検出して
高速パルスIを出力するインバータ15aおよび
NANDゲート15bと、上記前縁検出回路13
のANDゲート13bからの高速パルスHによつ
てセツトされるとともに、上記NANDゲート1
5bからの高速パルスIによつてリセツトされる
フリツプフロツプ15cとから構成されており、
フリツプフロツプ15cからは、上記トリガ信号
Cの立上がりから上記受光信号Bのパルス後縁ま
での遅延時間に対応する後縁検出信号Jが出力さ
れる。
上記2つのフリツプフロツプ13c,15cか
ら出力された前縁検出信号Kと後縁検出信号J
は、上記1/2分周期14の出力MとQ出力Lと
ともに、各々ANDゲート16,17へ供給され、
上記ANDゲート16,17の出力N,OはORゲ
ート18を介して平均化回路19へ供給されてい
る。
上記平均化回路19は、上記OR回路18の出
力Pに応答してスイツチングする高速トランジス
タ(高速FETでもよい)20と、このトランジ
スタ20のスイツチング出力を直流電圧信号に変
換する平滑回路21とから構成されている。
第6図は上記各構成部分の出力波形を示したタ
イムチヤートである。
同図に示すように、前記投光器1から光パルス
Ltを発生する時期に同期して出力されるトリガ
信号Cに応答して、上記前縁検出回路13の
ANDゲート13bから高速パルスHが出力され
る。
この高速パルスHによつて、2つのフリツプフ
ロツプ15c,13cがセツトされて、これらの
出力J,Kは“H”となる。
次に、反射光パルスLrが受光されて、受光素
子5から受光信号Bが供給されると、この受光信
号Bのパルス前縁において、上記前縁検出回路1
3のフリツプフロツプ13cがリセツトされて、
その出力Kが“L”となる。
また、上記受光信号Bのパルス後縁において、
上記後縁検出回路15のNANDゲート15bか
ら高速パルスIが出力されて、フリツプフロツプ
15cがリセツトされる。
以後、上記の動作が繰返される。
そして、上記1/2分周期14の出力M,Lによ
つて、ANDゲート16,17が、上記トリガ信
号Cの一周期毎に交互に開閉されるため、AND
ゲート16,17からは、上記前縁検出信号Kと
後縁検出信号Jとが、1つおきに出力され、よつ
て、上記OR回路18からは、上記前縁検出信号
Kと後縁検出信号Jとが交互に現れる信号Pが出
力されることとなる。
上記OR回路18から出力された信号Pは、上
記平均化回路19へ供給されて、上記前縁検出信
号Kと後縁検出信号Jのパルス幅の平均値に比例
した直流電圧信号Rに変換されて出力される。
すなわち、第7図に示すように、上記前縁検出
信号Kのパルス幅をτ3、後縁検出信号Jのパルス
幅をτ4、上記トリガ信号Cの繰返し周期Tpと上
記2つのパルス幅τ3,τ4の差を各々τ5,τ6とし、
上記トランジスタ20のコレクタ電位信号Qにお
ける上記τ3,τ4,τ5,τ6に対応する電圧変化をそ
れぞれV1,V2,V3,V4とすれば、以下の関係が
成立する。
V1=It・τ3/C2…(1) V2=(Vo・τ5)/(R1・C2)…(2) V3=It・τ4/C2…(3) V4=(Vo・τ6)/(R1・C2)…(4) 但し、Itは上記コレクタ電位信号Qの波高値と
エミツタ抵抗Reとによつて定まる定電流源、C2
はコンデンサC2の容量、R1は抵抗R1の抵抗値、
Voは上記コレクタ電位信号Qの電源電圧Vccか
らの電圧降下値である。
また、上記抵抗R1とコンデンサC2からなる積
分回路が定常状態であるとすれば、 V1+V3=V2+V4…(5) が成立するから、上記式(5)へ式(1)〜(4)を代入し
て、 It(τ3+τ4)/C2=Vo(τ5+τ6) /R1・C2…(6) ここで、2Tp≫(τ3+τ4)となるようにTpを
設定しておけば、 It(τ3+τ4)=2VoTp/R1…(7) よつて、Vo∝(τ3+τ4)/2…(8) 従つて、上記式(8)から明らかなように、平均化
回路19の出力Rは、上記前縁検出信号Kと後縁
検出信号Jのパルス幅τ3,τ4の平均値に比例した
直流電圧信号となる。
すなわち、上記直流電圧信号Rは、第8図に示
す如く、パルス光Ltの発生時点Sから反射光パ
ルスLrの受光信号Bのパルス中心までの遅延時
間τrに比例した信号となつている。
上記の如く、光パルスLtの発生時点から反射
光Lrのパルス前縁とパルス後縁までの遅延時間
の平均をとることによつて受光信号Bの強弱変化
に伴つて変動することのない正確な距離データを
得ることができる。
また、第2図に示した従来例のように、高周波
発振器や高速カウンタ等の高価な部品を必要とせ
ず、装置の製造コストを低減させることができ
る。
以上詳細に説明したように、この考案に係る光
レーダ装置にあつては、被測距体までの距離や被
測距体における反射率の変化に影響されず、被測
距体までの距離を安定かつ正確に求めることがで
きる等の利点を有する。
また、この考案にあつては送光パルスから反射
光までの時間間隔を積分回路を用いて測定してい
るため、高速クロツク発生回路、高速カウンタ等
の高速論理回路を必要とせず、装置が安価に実現
できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光レーダ装置を示す図、第2図
は第1図における距離検出回路の構成を示す図、
第3図は第1図で示した光レーダ装置の各主要出
力を示すタイムチヤート、第4図は従来の光レー
ダ装置の測距動作を示す波形図、第5図は本考案
に係る光レーダ装置の一実施例を示すブロツク回
路図、第6図は同装置の各主要出力を示すタイム
チヤート、第7図は同装置の平均化回路の動作を
説明するための波形図、第8図は同装置の測距動
作を示す波形図である。 1……投光器、2……受光器、Lt……光パル
ス、Lr……反射光パルス、3……制御回路、1
3……前縁検出回路、15……後縁検出回路、1
9……平均化回路。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 投光器より被測距体へ向けて光パルスを発生し
    た時点から、前記光パルスが被測距体に反射して
    くる反射光パルスを受光器で受光した時点までの
    時間に基づいて前記被測距体までの距離を求める
    車両用の光レーダ装置において; 前記光パルスの発生時点から、前記受光した反
    射光パルスのパルス前縁までの時間を検出する第
    1の遅延時間検出手段と; 前記光パルスの発生時点から、前記受光した反
    射光パルスのパルス後縁までの時間を検出する第
    2の遅延時間検出手段と; 前記投光器より被測距体へ向けて発生する光パ
    ルス信号の1周期毎に、前記第1の遅延時間検出
    手段で検出される遅延信号と前記第2の遅延時間
    検出手段で検出される遅延信号とを交互に選択し
    て出力する手段と; 前記交互に選択されて出力する遅延信号に応答
    してスイツチングし定電流源として働く半導体ス
    イツチ、前記半導体スイツチと直列に接続され電
    源電圧を印加される抵抗および前記半導体スイツ
    チと並列に接続されたコンデンサとを含み、該抵
    抗と該コンデンサとの接続点から前記距離に対応
    した直流電圧信号を出力する手段と; を備えたことを特徴とする光レーダ装置。
JP13339282U 1982-09-02 1982-09-02 光レ−ダ装置 Granted JPS5937574U (ja)

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JP13339282U JPS5937574U (ja) 1982-09-02 1982-09-02 光レ−ダ装置

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