JPH05256947A - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザレーダ式で距離を測定し、送光ユニッ
ト内に汚れ検知装置を内蔵できると共に、汚れ検知の感
度を高められる距離測定装置を得る。 【構成】 レーザダイオード２から発した測距用の光は
凸レンズ３により集束されて前面ガラス１４を透過する
が、そこに汚れ１４１があるとその一部が後方に散乱さ
れる。凸レンズ３に隣接しかつ一体化された集光レンズ
３１はその散乱光を送光ユニット１内のフォトダイオー
ド９上に集光する。これにより、前面ガラス１４上の汚
れ１４１を検知できる。 【効果】 コンパクト化し、しかも汚れ検知の感度が向
上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光を対象物に向けて照
射し、その対象物からの反射光を検出して距離を測定す
る距離測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】赤外レーザ光などを対象物に向けて照射
し、該照射光がその対象物で反射されてくる反射光を凸
レンズ又は凹面鏡などの光学手段で受光し、赤外レーザ
光の送出から受光までの遅延時間を検出して対象物まで
の距離を測定する装置はすでに公知であり、例えば車両
に搭載して先行車までの距離を測定したり、前方の障害
物を検知する装置が特開昭５９−２４２７８号公報など
に開示されている。

【０００３】この様な光学的手段による装置では光学系
に対するほこり，水などの浸入を防止するため、光の送
出，受光面を透明ガラスとしたケースに全体を収納す
る。これにより、レンズや光電変換素子などの汚れは防
止出来るが、そのケースのガラス表面は外気と接触して
いるため、常にほこりや水滴の付着により汚れる可能性
があり、この場合は測距機能が著しく低下する。

【０００４】従ってこの様な場合には使用者にあらかじ
め、この旨を知らせる必要がある。図４に示すものはこ
の例であり、特開平３−３０１１６号公報として開示さ
れている。この例について説明すると、図４において、
１は送光ユニットで、これはレーザ光を発するレーザダ
イオード２と、そのレーザ光を所定の角度に収束してＬ
_t として送出する凸レンズ３より構成される。４はこの
レーザダイオード２をパルス駆動するためのパルス発生
回路である。

【０００５】５は受光ユニットであり、これは対象物か
らの反射光Ｌ_R を集光するための凸レンズ６と、この凸
レンズ６の焦点の位置に配置されたフォトダイオード７
より構成されている。８は前記フォトダイオード７で光
電変換された電気信号を増巾するための増巾回路であ
る。

【０００６】９は汚れ検知用のフォトダイオードであ
り、１０はこのフォトダイオード９に迷光が入射するの
を防止するための円筒状フードである。１１はこの汚れ
検知用のフォトダイオード９の電気信号を増巾するため
の増巾回路である。１２はパルス発生回路４、増巾回路
８、増巾回路１１の信号を処理し、さらに後述する表示
装置１５に信号を送る演算回路である。

【０００７】１３はこれら各ユニット全体を収納するた
めのケースであり、送光レンズ３及び受光レンズ６を配
置している面は光の送出及び受光を防げないよう透明ガ
ラスの前面ガラス１４が使用される。

【０００８】１５は表示装置で、測定した距離をグラフ
や数字で具体的に表示すると共に前記汚れ検知用のフォ
トダイオード９により、ケース１３の前面ガラス１４の
表面に汚れが生じた場合、その旨を表示するものであ
る。

【０００９】次にこの従来装置の動作について説明す
る。まず、パルス発生回路４でパルス駆動されたレーザ
ダイオード２はパルス状レーザ光を発し、これは凸レン
ズ３により所定の角度をもった送出光Ｌ_t として対象物
に照射され、その反射光はＬ_Rとして凸レンズ６により
フォトダイオード７に集束されて電気信号に変換された
上、増巾回路８により増巾されて、演算回路１２に送ら
れる。演算回路１２はパルス発生回路４に供給したパル
ス信号と、増巾回路８からの受信信号との時間差に基づ
いて対象物までの距離を算出する。

【００１０】この場合、ケース１３の前面ガラス１４が
汚れていなければ、送光ユニット１からの送出光はその
まま前面ガラス１４を透過し、汚れ検知用のフォトダイ
オード９に光は入射しない。なお、この汚れ検知用のフ
ォトダイオード９はレーザダイオード２からの送出光が
前面ガラス１４で正反射した光が入射しないよう送光ユ
ニット１の光軸に対し、大きく傾けて配置されている。

【００１１】次に、前面ガラス１４の送光部に符号１４
１で示す汚れが付着した場合、送出光Ｌ_t の一部はこの
部分で散乱光となり、汚れ検知用のフォトダイオード９
に入射することになる。従って、このフォトダイオード
９の出力信号を増巾回路１１で増巾し、これを演算回路
１２に入力し、表示装置１５に汚れがある事を表示する
ようにすれば、使用者に前面ガラス１４の清掃を促すこ
とが出来る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の距離測定装置は
以上のように構成されているので、送光ユニット１の外
部にフォトダイオード９と円筒状フード１０からなる汚
れ検知装置を設置しなければならず、又、フォトダイオ
ード９により微弱な散乱光をそのまま受光しているた
め、増巾回路１１の増巾率を大きくする必要があり、ま
た、外部からの迷光の影響を受け易くなるため、長い円
筒状フード１０を使用して迷光をカットしなければなら
ない問題点があった。また、この円筒状フード１０が長
い形状であるため、その取付方法にも制約を受けるなど
の問題点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、汚れ検知装置を送光ユニットに
内蔵出来ると共に汚れ検知の感度を高くすることが出来
る距離測定装置を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の距離測定装置
は、該装置において、ケースの前面ガラスの汚れによる
散乱光を送光ユニット内に集光する散乱光集光用レンズ
を送光用レンズに隣接して一体的に形成しかつその集光
光を受光する受光素子を配置したものである。

【００１５】

【作用】この発明における距離測定装置は、送光用レン
ズに隣接して配置された散乱光集光用レンズにより透明
窓表面の汚れによる散乱光を集光して送光ユニット内の
受光素子に導くことが出来る。又、その散乱光集光用レ
ンズにより散乱光の光路を曲げて汚れ検知用の受光素子
を送光ユニット内に配置することが出来る。

【００１６】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例について説明す
る。距離測定の原理は前述した従来装置例と同一である
ので、その説明は省略し、この発明の要旨である汚れ検
知装置について説明する。

【００１７】図１はケース内に収納された一実施例によ
る送光ユニットの構成を断面で示す図で、送光ユニット
と汚れ検知装置は一体となっている。１は送光ユニッ
ト、２は距離を測定しようとする対象物にレーザ光を照
射するための光源であるレーザダイオード、３はこのレ
ーザ光を所定の角度に収束して送出するための送光用レ
ンズとしての凸レンズである。送光ユニット１は、レー
ザダイオード２と凸レンズ３よりなり、レーザダイオー
ド２を有底筒状金具の後側内面底部に固定し、凸レンズ
をその有底筒状金具の前側開口部に取付けている。

【００１８】３１は送光ユニット１の前方に配置された
ケースの透明窓としての前面ガラス１４の表面の汚れに
よる散乱光を送光ユニット１内に集光するための散乱光
集光用レンズとしての集光レンズであり、凸レンズを上
下に２分割した半月状をしており、厚みのある側を凸レ
ンズ３と隣接してアクリル系プラスチックなどで一体成
型されている。９は汚れ検知用のフォトダイオードで、
集光レンズ３１の集光位置即ちその焦点位置で受光する
ように、送光ユニット１の内部にレーザダイオード２と
並べて配置されている。

【００１９】図２は図１に示した凸レンズ３と集光レン
ズ３１の一体化したレンズ板３００を示す平面図であ
る。３０１は４隅に設けられ、レンズ板３００を送光ユ
ニット１の有底筒状金具の開口部に取付けるための穴で
ある。汚れ検知装置と送光ユニットを除くその他の構成
は図４と同じなので、図示省略してある。

【００２０】次に、図１を参照して実施例１の動作につ
いて説明する。前面ガラス１４に汚れがなければ、レー
ザダイオード２から発し凸レンズ３を通過した送出光Ｌ
_t はそのまま前面ガラス１４を透過するが、もし、この
表面に汚れ１４１があると、この部分で送出光Ｌ_t の一
部が後方への散乱光となる。

【００２１】前述の通り、凸レンズ３に隣接して汚れに
よる散乱光を集光するための集光レンズ３１が設けられ
ている。この集光レンズ３１は、凸レンズを上下２分割
した半月状の形状を成しているため、汚れによる散乱光
を集光する作用を持つと共に、入射した散乱光を肉厚の
方へ屈折する作用を持つ。

【００２２】従って、汚れ１４１による散乱光は、集光
レンズ３１の作用により図１の一点鎖線に示すような光
路となり、送光ユニット１内に設置したフォトダイオー
ド９の受光面上に焦点を結ぶよう予め集光レンズ３１の
焦点距離を定めておけば、フォトダイオード９の出力に
より前面ガラス１４の汚れ１４１を検知出来る。

【００２３】実施例２．以上では、散乱光集光用レンズ
として球面レンズを使用した場合について述べたが、図
３（ａ），（ｂ）に平面とそのＡ−Ａ線断面で示すよう
に、散乱光集光用レンズとして凸レンズ３に隣接して一
体化された半月状のフレネルレンズ３１１を用いても上
記実施例と同様の効果を奏する。

【００２４】実施例３．又、単に散乱光を送光ユニット
１内に導くためだけならば、図１に示す集光レンズ３１
の代りにこの部分をプリズムとしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明によればケース
の透明窓表面の汚れによる散乱光を送光用レンズに隣接
して一体化された散乱光集光用レンズで送光ユニット内
の受光素子上に集光させるように構成したので、汚れ検
知を高感度にすることができると共に、送光ユニット内
にその光路を生じるようなレンズ形状としたために汚れ
検知装置を送光ユニット内に一体化出来、装置全体をコ
ンパクトにする事が出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による距離測定装置の送光
ユニット部の構成を示す図である。

【図２】上記一実施例による送光ユニットのレンズの平
面図である。

【図３】他の一実施例による送光ユニットのレンズを平
面と断面で示す図である。

【図４】従来装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 送光ユニット ２ レーザダイオード（発光素子） ３ 凸レンズ（送光用レンズ） ４ パルス発生回路 ５ 受光ユニット ６ 凸レンズ ７ フォトダイオード ９ フォトダイオード（受光素子） １２ 演算回路 １３ ケース １４ 前面ガラス（透明窓） ３１ 集光レンズ（散乱光集光用レンズ） ３１１ フレネルレンズ（散乱光集光用レンズ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を発生する発光素子と、その発光素子
   が発した光を収束して、対象物に向けて照射するための
   送光用レンズよりなる送光ユニットと、その対象物から
   の反射光を受光するための受光ユニットと、演算回路と
   を、透明窓を有するケース内に収納し、上記送光ユニッ
   トが光を送出してから対象物からの反射光を上記受光ユ
   ニットで受光するまでの時間から上記対象物までの距離
   を測定する距離測定装置において、上記ケースの透明窓
   からの散乱光を上記送光ユニット内に集光する散乱光集
   光用レンズを上記送光用レンズに隣接して一体的に形成
   しかつ上記散乱光集光用レンズによる集光光を上記送光
   ユニット内で受光する受光素子を設けたことを特徴とす
   る距離測定装置。