JPH05134041A - 距離検出装置 - Google Patents

距離検出装置

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JPH05134041A
JPH05134041A JP3294526A JP29452691A JPH05134041A JP H05134041 A JPH05134041 A JP H05134041A JP 3294526 A JP3294526 A JP 3294526A JP 29452691 A JP29452691 A JP 29452691A JP H05134041 A JPH05134041 A JP H05134041A
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Eiji Murao
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕遠距離から至近距離まで、比較的大きな距離の
変動に対しても応答性が良い距離検出装置を提供するこ
とを目的とする。 〔構成〕タイミング制御部2からの出力により、送光部
3は、物標に対して送光し、同時に各距離カウンタ4
H、4Lは、一定周期のパルスを発生するクロック5か
らのパルスをカウントする。物標からの反射光は、分波
器6により異なる2つの光レベルに分波される。分波さ
れた各光は、各受光部7H、7Lにより受光される。各
受光部7H、7Lからの出力は、各増幅部9H、9Lに
より増幅され、各検波部10H、10Lで検波される。
各距離カウンタ4H、4Lは、各検波部10H、10L
からの出力により、カウントを中止する。コンピュータ
1は、各距離カウンタ4H、4Lのカウント数から、送
光部3(各受光部7H、7L)から物標までの距離をそ
れぞれ演算し、適切な方の距離を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、距離検出装置、特に比
較的大きな距離の変動に対しても応答性が良い距離検出
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、距離検出装置として、特開昭59
−142488号公報に記載されているようなものが知
られている。
【0003】すなわち、車両の走行方向前方に発光器か
ら光を照射してその反射光を受光器で受光し、その送光
から受光までの時間により距離を測定するようになって
いた。比較的遠距離(例えば、100m位)まで距離測
定範囲とした場合、距離が長くなるに従い、受光レベル
の大きさは小さくなる。図7に示すように、一定の判定
レベルに受光レベルが達した時を受光時刻とした時、受
光レベルの大きさにより受光時刻が受光信号の受信開始
付近(T1)、受信開始とピーク部との中間付近(T
2)、ピーク部付近(T3)、ピーク部(T4)と変動
する。そこで、増幅部で増幅度を経時的に大きくして、
距離にかかわらず、受光レベルを適正レベルに制御し、
受光時刻の変動を抑制していた。しかしながら、このよ
うな距離検出装置では、至近距離(例えば、5m以下)
では、受光レベルが高すぎ、受光信号のピーク部が飽和
状態(P1)となり、高精度な距離測定が行えなかっ
た。そこで、受光信号のピーク部が飽和状態とならない
ように、絞り機構や可変減衰器を用いて、受光レベルの
変化幅を制限し、受光量を適正レベルに制御していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな距離検出装置において、絞り機構や可変減衰器を用
いて受光量を適正レベルに制御する場合、絞り機構を駆
動するためのモータ等、機械系を含むため制御速度が遅
く、高速応答が必要な場合には適さなかった。
【0005】本発明は、上記課題を解決するためのもの
で、遠距離から至近距離まで、比較的大きな距離の変動
に対しても応答性が良い距離検出装置を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の距
離検出装置は、物標に光を送光する送光部と、物標から
の反射光を少なくとも2つの異なる光レベルに分波する
分波器と、分波された反射光を受光する受光部と、上記
送光部から送光された光が上記受光部に到達するまでの
所要時間を検出する時間検出手段と、該時間検出手段か
らの出力に基づいて、物標までの距離を演算する演算手
段と、上記受光部から上記演算手段までの少なくとも2
つの演算過程のいずれか1つを選択する選択部とを備え
ていることを特徴とするものである。
【0007】請求項2記載の発明の距離検出装置は、上
記選択部は、上記分波器により分波された光を受光する
少なくとも2つの上記受光部のいずれか1つを選択する
ことを特徴とするものである。
【0008】請求項3記載の発明の距離検出装置は、上
記選択部は、上記各演算過程を用いて演算された物標ま
での距離に基づいて、いずれか1つの上記演算過程を選
択することを特徴とするものである。
【0009】請求項4記載の発明の距離検出装置は、上
記選択部は、上記演算手段により演算された物標までの
距離に基づいて、いずれか1つの上記受光部を選択する
ことを特徴とするものである。
【0010】請求項5記載の発明の距離検出装置は、上
記選択部は、上記各受光部の受光レベルに基づいて、い
ずれか1つの上記受光部を選択することを特徴とするも
のである。
【0011】
【発明の作用】上記のような本発明の距離検出装置にお
いては、物標からの反射光は、上記分波器により少なく
とも2つの異なる光レベルに分波され、分波された各光
は、上記受光部により受光される。上記送光部から送光
された光が上記受光部に到達するまでの所要時間を検出
する。上記選択部により、上記受光部から上記演算手段
までの少なくとも2つの演算過程のいずれか1つを選択
し、距離を検出する。
【0012】
【発明の効果】このように本発明によれば、遠距離から
至近距離まで、比較的大きな距離の変動に対しても応答
性が良く、正確な距離を検出することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例のブロ
ック図である。
【0014】コンピュータ1に制御されたタイミング制
御部2からの出力により、送光部3は、物標(図示せ
ず)に対して送光する。同時に各距離カウンタ4H、4
Lは、一定周期(例えば、1ns)のパルスを発生するク
ロック5からのパルスのカウントを開始する。物標から
の反射光は、分波器6により異なる2つの光レベル(例
えば、光レベル比H:L=10:1)に分波される。光
レベルの高い側Hが、遠距離用(5m以上)、光レベル
の低い側Lが至近距離用(5m以内)の反射光となる。
光レベルの高い側Hの反射光は、受光部7Hに設けられ
た光減衰器(図示せず)等により、光レベルの高い側H
の距離測定範囲内で最も受光レベルが高くなる距離(5
m)の時の受光信号のピーク部が飽和状態とならない適
切な受光レベルに設定される。光レベルの高い側Lの反
射光は、受光部7Lに設けられた光減衰器(図示せず)
等により、光レベルの高い側Lの距離測定範囲内で最も
受光レベルが高くなる距離(最至近距離)の時の受光信
号のピーク部が飽和状態とならない適切な受光レベルに
設定される。各光は、各受光部7H、7L内の受光素子
(図示せず、例えば、フォトダイオード)により受光さ
れる。各受光部7H、7Lからの出力は、各増幅部9
H、9L内に設けられたSTC回路により常時、適性レ
ベルとなる。各増幅部9H、9Lからの出力は、各検波
部10H、10Lで検波される。各距離カウンタ4H、
4Lは、各検波部10H、10Lからの出力により、カ
ウントを中止する。コンピュータ1は、各距離カウンタ
4H、4Lのカウント数から、送光部3(各受光部7
H、7L)から物標までの距離をそれぞれ演算し、適切
な距離データを選択する。次に図2のフローチャートを
参照しながら制御の流れを説明をする。
【0015】ステップS1で、演算処理時間が送光周期
より長くならないためにバッファタイマ(図示せず、例
えば、1ms)をスタートさせる。ステップS2で、送光
部3は、物標に対して送光する。ステップS3で、各受
光部7H、7Lが反射光を受光したか否かを判定する。
受光していない場合、ステップS4で、各距離カウンタ
4H、4Lは、クロック5からのパルスのカウントを行
い、ステップS3に移行する。受光している場合、ステ
ップS5で、各距離カウンタ4H、4Lは、クロック5
からのパルスのカウントを中止し、コンピュータ1で各
距離カウンタ4H、4Lの出力よりそれぞれ距離の演算
を行う。送光部3から受光部7H、7Lまでの所要時間
Tは、 T=N*t (N:カウント数、t:パルスの周
期) で求まる。したがって、送光部3(受光部7H、7L)
から物標までの距離Rは、 R=T*C/2 (C:光速) で求まる。
【0016】ステップS6で、受光部7H側の演算過程
を用いた場合の距離RHが5m以内か否かを判定する。
5m以内の場合、ステップS7で、送光部3(受光部7
H、7L)から物標までの距離Rは、受光部7L側の演
算過程を用いた場合の距離RLとして、ステップS9に
移行する。5m以上の場合、ステップS8で、送光部3
(受光部7H、7L)から物標までの距離Rは、受光部
7H側の演算過程を用いた場合の距離RHとして、ステ
ップS9に移行する。ステップS9で、バッファタイマ
がタイムアップしたか否かを判定する。タイムアップし
たらステップS10で、バッファタイマをリセットし、
ステップS11で、距離カウンタ4H、4Lをリセット
して、ステップS1にリターンする。図3は、本発明の
第2実施例のブロック図である。
【0017】コンピュータ11に制御されたタイミング
制御部12からの出力により、送光部13は、物標(図
示せず)に対して送光する。同時に距離カウンタ14
は、一定周期のパルスを発生するクロック15からのパ
ルスのカウントを開始する。物標からの反射光は、分波
器16により異なる2つの光レベルに分波される。分波
された各光は、光減衰器(図示せず)等により、飽和状
態とならない適切な光レベルにされ、各受光部17H、
17Lの受光素子(図示せず)により受光される。各受
光部17H、17Lのいずれかの出力は、コンピュータ
11に制御された切換部18を介して、増幅部19内に
設けられたSTC回路により常時、適性レベルとなる。
増幅部19からの出力は、検波部20で検波される。距
離カウンタ14は、検波部20からの出力により、カウ
ントを中止する。コンピュータ11は、距離カウンタ1
4のカウント数から、送光部13(受光部17H、17
L)から物標までの距離を演算する。次に図4のフロー
チャートを参照しながら制御の流れを説明をする。
【0018】ステップS21で、バッファタイマをスタ
ートさせる。ステップS22で、送光部13は、物標に
対して送光する。ステップS23で、受光部17H、1
7Lが反射光を受光したか否かを判定する。受光してい
ない場合、ステップS24で、距離カウンタ14は、ク
ロック15からのパルスのカウントを行い、ステップS
23に移行する。受光している場合、ステップS25
で、距離カウンタ14は、クロック15からのパルスの
カウントを中止し、コンピュータ11で距離の演算を行
う。
【0019】ステップS26で、距離Rが5m以内かど
うかを判定する。5m以内の場合、ステップS27に移
行する。5m以上の場合、ステップS28に移行する。
ステップS27で、切換部18がL側か否かを判定す
る。L側の場合、ステップS29に移行する。H側の場
合、ステップS30で、切換部18をL側にして、ステ
ップS29に移行する。ステップS28で、切換部18
がH側か否かを判定する。H側の場合、ステップS29
に移行する。L側の場合、ステップS31で、切換部1
8をH側にして、ステップS29に移行する。ステップ
S29で、バッファタイマがタイムアップしたか否かを
判定する。タイムアップしたらステップS32で、バッ
ファタイマをリセットし、ステップS33で、距離カウ
ンタ14をリセットして、ステップS21にリターンす
る。図5は、本発明の第3実施例のブロック図である。
【0020】コンピュータ21に制御されたタイミング
制御部22からの出力により、送光部23は、物標(図
示せず)に対して送光する。同時に距離カウンタ24
は、一定周期のパルスを発生するクロック25からのパ
ルスのカウントを開始する。物標からの反射光は、分波
器26により異なる2つの光レベルに分波される。分波
された各光は、光減衰器(図示せず)等により、飽和状
態とならない適切な光レベルにされ、各受光部27H、
27Lの受光素子(図示せず)により受光される。各受
光部27H、27Lのいずれかの出力は、コンピュータ
21に制御された切換部28を介して、増幅部29内に
設けられたSTC回路により常時、適性レベルとなる。
増幅部29からの出力は、検波部30で検波される。距
離カウンタ24は、検波部30からの出力により、カウ
ントを中止する。コンピュータ21は、距離カウンタ2
4のカウント数から、送光部23(受光部27H、27
L)から物標までの距離を演算する。また、検波部30
からの出力は、ピークホールド部31でピーク値を保持
される。その値は、A/D変換部32によりデジタルデ
ータに変換され、切換部28を制御するための受光レベ
ルデータとしてコンピュータ21に入力される。次に図
6のフローチャートを参照しながら制御の流れを説明を
する。
【0021】ステップS41で、バッファタイマをスタ
ートさせる。ステップS42で、送光部23は、物標に
対して送光する。ステップS43で、受光部27H、2
7Lが反射光を受光したか否かを判定する。受光してい
ない場合、ステップS44で、距離カウンタ24は、ク
ロック25からのパルスのカウントを行い、ステップS
43に移行する。受光している場合、ステップS45
で、距離カウンタ24は、クロック25からのパルスの
カウントを中止し、コンピュータ21で距離の演算を行
う。
【0022】ステップS46で、切換部28がL側か否
かを判定する。L側の場合、ステップS47に移行す
る。H側の場合、ステップS48に移行する。ステップ
S47で、受光レベルLが所定レベルL1より大きいか
否かを判定する。大きい場合、ステップS49に移行す
る。小さい場合、ステップS50で、切換部28をH側
にして、ステップS49に移行する。ステップS48
で、受光レベルLが所定レベルL2より小さいか否かを
判定する。小さい場合、ステップS49に移行する。大
きい場合、ステップS51で、切換部28をL側にし
て、ステップS49に移行する。ステップS49で、タ
イムアップしたか否かを判定する。タイムアップしたら
ステップS52で、バッファタイマをリセットし、ステ
ップS53で、距離カウンタ24をリセットする。ステ
ップS41に移行する。以上のように、本実施例によれ
ば、遠距離から至近距離まで、比較的大きな距離の変動
に対しても応答性が良く、正確な距離を検出することが
できる。
【0023】なお、本実施例では、選択部18、28
は、距離、あるいは受光レベルに基づいて、選択を行っ
ているが、所要時間(もしくは、カウント数)に基づい
て、選択を行ってもよい。
【0024】また、本実施例では、分波器6、16、2
6は、2つの異なる光レベルに分波して遠距離用、至近
距離用と分担して制御を行っているが、例えば、3つの
異なる光レベルに分波して、遠距離用、中距離用、至近
距離用と3つに分担して制御を行っても同様の効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1実施例のブロック図であ
る。
【図2】図2は、第1実施例のフローチャートである。
【図3】図3は、本発明の第2実施例のブロック図であ
る。
【図4】図4は、第2実施例のフローチャートである。
【図5】図5は、本発明の第3実施例のブロック図であ
る。
【図6】図6は、第3実施例のフローチャートである。
【図7】図7は、従来例における時間と受光レベルとの
関係である。
【符号の説明】
1、11、21…コンピュータ 2、12、22…タイミング制御部 3、13、23…送光部 4H、4L、14、24…距離カウンタ 6、16、26…分波器 7H、7L、17H、17L、27H、27L…受光部 18、28…切換部 9H、9L、19、29…増幅部 31…ピークホールド部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物標に光を送光する送光部と、物標からの
    反射光を少なくとも2つの異なる光レベルに分波する分
    波器と、分波された反射光を受光する受光部と、上記送
    光部から送光された光が上記受光部に到達するまでの所
    要時間を検出する時間検出手段と、該時間検出手段から
    の出力に基づいて、物標までの距離を演算する演算手段
    と、上記受光部から上記演算手段までの少なくとも2つ
    の演算過程のいずれか1つを選択する選択部とを備えて
    いることを特徴とする距離検出装置。
  2. 【請求項2】上記選択部は、上記分波器により分波され
    た光を受光する少なくとも2つの上記受光部のいずれか
    1つを選択することを特徴とする請求項1記載の距離検
    出装置。
  3. 【請求項3】上記選択部は、上記各演算過程を用いて演
    算された物標までの距離に基づいて、いずれか1つの上
    記演算過程を選択することを特徴とする請求項1記載の
    距離検出装置。
  4. 【請求項4】上記選択部は、上記演算手段により演算さ
    れた物標までの距離に基づいて、いずれか1つの上記受
    光部を選択することを特徴とする請求項2記載の距離検
    出装置。
  5. 【請求項5】上記選択部は、上記各受光部の受光レベル
    に基づいて、いずれか1つの上記受光部を選択すること
    を特徴とする請求項2記載の距離検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008275331A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Ihi Corp レーザレーダ装置とその測距方法
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