JPH03120491A

JPH03120491A - レーザ測遠機

Info

Publication number: JPH03120491A
Application number: JP25705389A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yamaguchi; 山口　行雄
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1991-05-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はレーザ素子により目標物にレーザを送信し、そ
の目標物から反射されたレーザ光を受信する時間を計数
して、上記目標物までの距離を計測するレーザ測遠機に
係シ、特に立体的空間において点在する複数の目標物を
同時忙測距して表示するマルチターゲットタイプのレー
ザ測遠機に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の測遠様の一例を第３図に示し説明する。

図において、２１は直流電源で、この直流電源２１は充
電スイッチ２２を介してエネルギー充電回路２３に接続
されている。この充電スイッチ２２０投入により、エネ
ルギー充電回路２３が動作して、パルスフォーミングネ
ットワーク２４のコンデンサにエネルギーが充電される
。

そして、測距用スイッチ２５を投入すると、放電用制御
素子２６が動作し、パルスフォーミングネットワーク２
４のコンデンサに蓄積されたエネルギーがレーザ素子２
７に供給される。

このエネルギー供給により、レーザ素子２Ｔからレーザ
光が放出される。このレーザ光はＱスイクチ。素子２８
により数十ナノ秒のジャイアントパルスのレーザ光にＱ
スイッチングされ、増倍光学系２９に入射する。この送
信光学系２９は、入射したレーザ光を単一の目標Ｍに照
射するためのものである。

受信用光学系３０は目標Ｍから反射されるレーザ光を集
光し、そのレーザ光を受信用単一センサ３１上に結像さ
せる。この受信用単一センサ３１の出力は、プリアンプ
３２により増幅され、さらに、ストップアンプ３３によ
り増幅され友後、カウンタ３７の計数ストップ端子（図
示せず）にストップパルス信号を送出する。

一方、送出されたレーザ光の一部は送信光学系２９の直
前に配置された光センサ３４により検出され、アンプ３
５により増幅された後、スタートパルスとして、上記ス
トップパルス信号に先駆けてカウンタ３Ｔの計数スター
ト端子（図示せず）に印加される。

また、パルスジェネレータ３Ｇの出力はカウンタ３Ｔに
入力されている。このパルス数は、上記スタートパルス
、ストップパルスにより計ａされ、１チャンネル表示器
３８により、レーザ測遠機から目標物までの距離として
表示される。

このように、従来のレーザ測遠機は、単一のレーザ素子
と光センサーを有し、短いパルス幅のレーザ光を目標物
に送出し、その目標物から反射され九レーザ光を受けて
、送出してから到達するまでの時間を計測することによ
り、測距の機能を果たしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のレーザ測遠機では、単一レーザ素子、単
一センサによる構成となっているので、前２次元上に存
在する多数の目標物については、同時に測距を行うこと
ができないという課題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のレーザ測遠機は、レーザ素子により目標物にレ
ーザを送信し、その目標物から反射されたレーザ光を受
信する時間を計数して、上記目標物までの距離を計測す
るレーザ測遠機において、レーザ光を３次元空間上に投
射するレーザ発振手段と、そのレーザ受信光に対応した
レーザ光を独立に検出する受信用センナと、各受信用セ
ンサの信号によル各目標物までの距離を演算処理する各
種信号処理回路と、この各種信号処理回路からの信号を
表示する２次元の距離表示装置とからなル、幅広い範囲
に存在する多数の目標に対して測距した結果を同時に２
次元的に表示するようにしたものである。

〔作用〕

本発明においては、幅広い範囲にレーザ光を照射し、そ
の幅広い範囲をレーザ照射に対向して受信することによ
り、複数の目標物に対して、同時に測距して表示する。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明によるレーザ測遠機の一実施例を示すブ
ロック図である。

図において、１は直流電源、２は充電スイッチ、３はエ
ネルギー充電回路、４はパルスフォーミングネットワー
ク、５は測距用スイッチ、６唸放電用制御素子、Ｔはレ
ーザ素子、８はＱスイッチ素子、９はレーザ索子Ｔから
のレーザ光を偏平に投射する偏平形送信光学系、１０は
スキャニングミラーで、これらはレーザ光を３次元空間
上に投射するレーザ発振手段を構成している。また、こ
のレーザ発振手段は直流電源１〜放電用制御津子６゜Ｑ
スイッチ素子８．スキャニングミラー１０および単一レ
ーザ素子とこの単一レーザ素子からのレーザ光を偏平に
投射する偏平形送信光学系とから構成するか、また多素
子レーザ素子で構成することができる。

そして、偏平形レーザ光を水平方向に振る手段としては
、ス中ヤニ、ングミラー等が使用され、偏平形レーザビ
ームの短辺投射幅だけ、スキャニングミラーが偏角した
状態において、次のレーザビームを投射するように、レ
ーザの放出するタイミングを設定し、スキャニングミラ
ーの偏角ごとに順次レーザを放出することにより、広い
範囲に存在するすべての目標物Ａについて測距を行うこ
とを可能とするものである。

１１は受信用光学系、１２はレーザ受信光に対応したレ
ーザ光を独立に検出する受信用センナである受信用セン
サアレイ、１３１．１３ｍｗ１３ｓｓ１３＊はプリアン
プ、１４ｓ　、　１４＊　、　１４３．１４４はストッ
プアンプ、１５は光センサ、１６はこの光センサ１５の
出力信号を増幅するアンプ、１Ｔはこのアンプ１６の出
力を入力とするスタートパルス発生回路、１８は距離信
号発生回路、１９は距離情報記憶回路、２０は距離情報
処理回路で、プリアンプ１３１〜１３４．ストップアン
プ１４１〜１４４と距離信号発生回路１８および距離情
報記憶回路１９ならびに距離情報処理回路２０は各受信
用センナの信号により各目標物までの距離を演算処理す
る各種信号処理回路を構成している。

２１はこの各種信号処理回路からの信号を表示する２次
元の距離表示装置である２次元距離情報表示器、２２は
スキャニングミラー駆動部である。

そして、幅広い範囲に存在する多数の目標に対して測距
し九結果を同時に２次元的に表示するように構成されて
いる。

つぎにこの第１図に示す実施例の動作を説明する。

まず、直流電源１の出力を入力上する充電スイッチ２０
投入によりエネルギー充電回路３が動作してパルスフォ
ーミングネットワーク４のコンデンサにエネルギーが充
電される。そして、測距用スイッチ５を投入すると、放
電用制御素子６が動作し、パルスフォーミングネットワ
ーク４のコンデンサに蓄積されたエネルギーがレーザ素
子７に供給される。

つぎに、Ｑスイッチ索子８で、パルス幅が数十ナノ秒の
ジャイアントパルスにＱスイッチングされたレーザ光は
、偏平形送信光学系８に入射される。この偏平形送信光
学系９は入射されたレーザ光を垂直方向く幅広くして目
標物Ａに照射できるように構成したものである。

そして１偏平形に投射されたレーザビームはスキャニン
グミラー１０により水平方向に偏角されるとともに１ス
キヤニングミラー１０の振動により垂直方向に幅広いビ
ームが水平方向に振られるために、３次元的に幅広く存
在する目標にレーザ光を照射することになる。スキャニ
ングミラー１０はスキャニングミラー駆動部２２により
階段的に動かすことにより、目標物を測距している間は
ミラーが静止、測距を可能な状態に保持される。

そして、目標物体には垂直に帯状のレーザビームが照射
される。この目標物体から反射されたレーザ光は受信用
光学系１１により集光し、受信用センサアレイ１２上に
目標物からの反射光を結像し、センサアレイ１２上の各
エレメントに対向する目標物からの距離に応じて時間的
遅れをもってエネルギーが照射される。センサアレイ１
２の各エレメントからは到達したレーザ光によりミ気的
パルスが発生され、その信号はプリアンプ１３１〜１３
４によりそれぞれ増幅された後、ストップアンプ１４１
〜１４４によりそれぞれストップ信号を発生し、距離信
号発生回路１８に入力される。

また、レーザ素子から放出されるレーザ光の一部はその
直前に配置され喪光センサ１５により検出され、アンプ
１６で増幅され、この信号をもとにスタートパルス発生
回路１７によルスタートパルス信号が発生され、距離信
号発生回路１８に入力される。この距離信号発生回路１
８はまずスタートパルスが入力されることにより内部で
発生しているクロック信号のカウントがスタートされ、
次に到達するストップパルス信号により、カウントがス
トップされる。仁の間にカウントされたクロック信号の
パルスの数がレーザが放出されて到達するまでの、目標
までの距離に対応するものである。距離信号発生回路１
８ではこの量にもとづき距離が計算により自動的に求め
られる。ここで、受信用センサアレイ１２から距離信号
発生回路１８までの構成品は受信用センサアレイ１２の
エレメント数に対応し次チャンネルが並列に接続されて
いる。

距離信号発生回路１８の出力は距離情報記憶回路１９に
入力され、次々に到達する目標各部に対応する距離情報
が内部に記憶される。

この距離情報は２次元距離情報表示器２１に入力され、
その画面または他の表示手段により目標各部の距離情報
を表示する。

第２図は本発明のレーザ測遠機による距離情報の表示の
事例を示す事例説明図である。

（ａ）は測距を実施しようとしている対象物の風景図で
あシ、遠近の２山と航空機が一機存在する状況を仮定し
た測距対象全景を示している。

（ｂ）は本発明のレーザ測遠様の距離表示を等距離線に
て表示した等距離線表示事例である。

（Ｃ）は本発明のレーザ測遠機の距離表示を色別表示に
て表示した色表示事例であシ、同じ色で示される個所は
概略同じ距離に存在する物体を示している。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、レーザ送信光学系として
偏平形送信光学系を用いるほか、スキャニングミラーと
多素子アレー状センサを用いることにより幅広い範囲に
レーザ光を照射し、幅広い範囲をレーザ照射に対向して
受信することにより、広い範囲の３次元の目標に対して
レーザ測遠機と目標物間の距離が測定でき、ま九、測距
情報記憶回路および距離情報処理回路を有することによ
り２次元距離情報表示器にその距離情報を同時にすべて
を表示することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザ測遠機の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は本発明によるレーザ測遠機による距
離情報の事例説明図、第３図は従来のレーザ測遠機の一
例を示すブロック図である。１・・・・直流電源、２＠・・・充電スイッチ、３・φ
・・エネルギー充電回路、４・拳・・パルス７オーミン
グネツトワーク、５・−・・測距用スイッチ、６拳・・
・放電用制御素子、Ｔ・・嗜・レーザ素子、８・・・・
Ｑスイッチ素子、９・・・・偏平形送信光学系、１０拳
・・・スキャニングミラー　１１・・・・受信用光学系
、１２・・・・受信用センサアレイ、１３１〜１３４　
・・・・プリアンプ、１４１〜１４４　・争・・ストッ
プアンプ、１５・・・・光センサ、１６・・争・アンプ
、１７・・・φスタートパルス発生回路、１８・・・拳
距離信号発生回路、１９拳・ｅ＠距離情報記憶回路、２
０・・・・距離情報処理回路、２１・・・・２次元距離
情報表示器、２２・・拳のスキャニングミラー駆動部。

Claims

【特許請求の範囲】

レーザ素子により目標物にレーザを送信し、その目標物
から反射されたレーザ光を受信する時間を計数して、前
記目標物までの距離を計測するレーザ測遠機において、
レーザ光を３次元空間上に投射するレーザ発振手段と、
そのレーザ受信光に対応したレーザ光を独立に検出する
受信用センサと、各受信用センサの信号により各目標物
までの距離を演算処理する各種信号処理回路と、この各
種信号処理回路からの信号を表示する２次元の距離表示
装置とからなり、幅広い範囲に存在する多数の目標に対
して測距した結果を同時に２次元的に表示するようにし
たことを特徴とするレーザ測遠機。