JPH1062549A - 距離測定装置 - Google Patents
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- JPH1062549A JPH1062549A JP8215711A JP21571196A JPH1062549A JP H1062549 A JPH1062549 A JP H1062549A JP 8215711 A JP8215711 A JP 8215711A JP 21571196 A JP21571196 A JP 21571196A JP H1062549 A JPH1062549 A JP H1062549A
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- G—PHYSICS
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- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】測距光路からの受光量を減衰させることなく利
用し且つ位相差測定回路のダイナミックレンジを狭くす
ることができる。 【解決手段】光源から送信され目標物で反射した反射光
から得られた受信信号と、送信光から直接求めた参照信
号との位相差から目標物までの距離を測定する距離測定
装置において、反射光及び送信光を受信して受信信号及
び参照信号に光電変換する受光部と、反射光の光量に応
じて受信信号レベルを所定の許容値に調整するレベル調
整手段と、光源と受光部の間に設けられ参照光の光量を
前記反射光と同程度または所定の範囲内にする光量調整
手段と、レベル調整手段を通した前記受信信号と参照信
号との位相差を検出する位相測定部とを有することを特
徴とする。測距光路内の光量を減衰させることなく光量
減衰率が比較的高い液晶を利用した光量調整手段を参照
光路に使用することができる。
用し且つ位相差測定回路のダイナミックレンジを狭くす
ることができる。 【解決手段】光源から送信され目標物で反射した反射光
から得られた受信信号と、送信光から直接求めた参照信
号との位相差から目標物までの距離を測定する距離測定
装置において、反射光及び送信光を受信して受信信号及
び参照信号に光電変換する受光部と、反射光の光量に応
じて受信信号レベルを所定の許容値に調整するレベル調
整手段と、光源と受光部の間に設けられ参照光の光量を
前記反射光と同程度または所定の範囲内にする光量調整
手段と、レベル調整手段を通した前記受信信号と参照信
号との位相差を検出する位相測定部とを有することを特
徴とする。測距光路内の光量を減衰させることなく光量
減衰率が比較的高い液晶を利用した光量調整手段を参照
光路に使用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、変調された光を物
体に向けて照射し、その反射光を受光して物体までの距
離を測定する距離測定装置に関するものである。
体に向けて照射し、その反射光を受光して物体までの距
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】光波を利用した距離測定装置の原理は、
送信した変調波とその反射光の受信波との位相差を測定
しその位相差と変調光の波長から距離を求めるものであ
る。この様な光波測距機では、測定距離と変調波の波長
との関係から粗い距離測定用の低い周波数と精密な距離
測定用の高い周波数を利用して変調している。
送信した変調波とその反射光の受信波との位相差を測定
しその位相差と変調光の波長から距離を求めるものであ
る。この様な光波測距機では、測定距離と変調波の波長
との関係から粗い距離測定用の低い周波数と精密な距離
測定用の高い周波数を利用して変調している。
【０００３】かかる測距機は、反射光を受光して電気信
号に変換した後電気回路内で位相差を検出するが、温度
に依存して回路内での検出位相に変動が発生する。その
誤差を排除する為に、従来から参照光路を測定機内部に
設けることが提案されている（例えば、実公昭52-34999
参照）。即ち、測距光路から得られる位相差による測定
距離から参照光路から得られる位相差による測定距離を
差し引くことで測定系の誤差を除去している。
号に変換した後電気回路内で位相差を検出するが、温度
に依存して回路内での検出位相に変動が発生する。その
誤差を排除する為に、従来から参照光路を測定機内部に
設けることが提案されている（例えば、実公昭52-34999
参照）。即ち、測距光路から得られる位相差による測定
距離から参照光路から得られる位相差による測定距離を
差し引くことで測定系の誤差を除去している。
【０００４】また、測定回路内のダイナミックレンジの
限界から、受信光の強度の違いにより測定回路での信号
レベルが異なり同様に位相変動が発生する。その為、測
距光路からの受光強度と参照光路からの受光強度を等し
くあるいは同等レベルにして測定回路のリニアなレンジ
内に入る様にする為の光量調整手段を測距光路又は参照
光路に設けることも提案されている（例えば、特公昭51
-8338、8339、8340 等参照）。
限界から、受信光の強度の違いにより測定回路での信号
レベルが異なり同様に位相変動が発生する。その為、測
距光路からの受光強度と参照光路からの受光強度を等し
くあるいは同等レベルにして測定回路のリニアなレンジ
内に入る様にする為の光量調整手段を測距光路又は参照
光路に設けることも提案されている（例えば、特公昭51
-8338、8339、8340 等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光量調
整手段を測距光路内に設ける場合は、得られる最大受光
量が相対的に低くなり、最大測定可能距離や測定可能物
体が制限される。特に、機械的な駆動を必要としない液
晶等の光量制御素子を利用した光量調整器を利用する場
合は、その最大透過率が数１０％程度と低くなり、長い
距離や反射光が極端に少ない物体までの距離を測定しよ
うとすると、受光量が少なく測定不能になる。
整手段を測距光路内に設ける場合は、得られる最大受光
量が相対的に低くなり、最大測定可能距離や測定可能物
体が制限される。特に、機械的な駆動を必要としない液
晶等の光量制御素子を利用した光量調整器を利用する場
合は、その最大透過率が数１０％程度と低くなり、長い
距離や反射光が極端に少ない物体までの距離を測定しよ
うとすると、受光量が少なく測定不能になる。
【０００６】一方で、参照光路内に光量調整手段を設け
ると、位相差測定回路では測距光路からの受光量のダイ
ナミックレンジと同等のダイナミックレンジを持つ必要
があり、かかるリニア特性が広い測定回路は非常に高価
なものとなり、また測定精度を上げることは困難であ
る。
ると、位相差測定回路では測距光路からの受光量のダイ
ナミックレンジと同等のダイナミックレンジを持つ必要
があり、かかるリニア特性が広い測定回路は非常に高価
なものとなり、また測定精度を上げることは困難であ
る。
【０００７】そこで、本発明の目的は、測距光路からの
受光量を減衰させることなく利用し且つ位相差測定回路
のダイナミックレンジを狭くすることができる光波によ
る距離測定装置を提供することにある。
受光量を減衰させることなく利用し且つ位相差測定回路
のダイナミックレンジを狭くすることができる光波によ
る距離測定装置を提供することにある。
【０００８】更に、本発明の目的は測距光路からの受光
量と参照光路からの受光量とを同程度にする光量調整手
段として、機械的な駆動を必要としない液晶等の光量制
御素子を利用した光量調整手段を利用した光波による距
離測定装置を提供することにある。
量と参照光路からの受光量とを同程度にする光量調整手
段として、機械的な駆動を必要としない液晶等の光量制
御素子を利用した光量調整手段を利用した光波による距
離測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、光源からの光が目標物で反射した反射光から得
られた受信信号と、前記光源の光を直接受けた参照光か
ら得られた参照信号との位相差から前記光源と目標物間
の距離を測定する距離測定装置において、前記反射光及
び参照光を受光して前記受信信号及び参照信号に光電変
換する受光部と、該反射光の光量に応じて該受信信号レ
ベルを所定の許容値に調整するレベル調整手段と、前記
光源と受光部の間に設けられ、前記参照光の光量を前記
反射光と同程度または所定の範囲内にする光量調整手段
と、前記レベル調整手段を通した前記受信信号と前記光
量調整手段を通した参照光に基づく参照信号との位相差
を検出する位相測定部とを有することを特徴とする距離
測定装置を提供することにより達成される。
よれば、光源からの光が目標物で反射した反射光から得
られた受信信号と、前記光源の光を直接受けた参照光か
ら得られた参照信号との位相差から前記光源と目標物間
の距離を測定する距離測定装置において、前記反射光及
び参照光を受光して前記受信信号及び参照信号に光電変
換する受光部と、該反射光の光量に応じて該受信信号レ
ベルを所定の許容値に調整するレベル調整手段と、前記
光源と受光部の間に設けられ、前記参照光の光量を前記
反射光と同程度または所定の範囲内にする光量調整手段
と、前記レベル調整手段を通した前記受信信号と前記光
量調整手段を通した参照光に基づく参照信号との位相差
を検出する位相測定部とを有することを特徴とする距離
測定装置を提供することにより達成される。
【００１０】参照光の光量を光量調整手段により測距光
の光量と同程度にし、受信光から得られた受信信号を回
路内でレベル調整して位相測定部でのダイナミックレン
ジ内に入る様にする。従って、測距光の光量が低くても
測定不能になることはなく、参照光と光量を同程度にし
且つ位相差測定回路のダイナミックレンジを狭くするこ
とができる。そして、参照光路内の光量調整手段に機械
的な駆動を必要としない複数の偏光板の間に液晶等の偏
光制御素子を挿入してその素子への印加電圧等の制御信
号で透過率を変更する構成の光量調整手段を使用するこ
とができる。
の光量と同程度にし、受信光から得られた受信信号を回
路内でレベル調整して位相測定部でのダイナミックレン
ジ内に入る様にする。従って、測距光の光量が低くても
測定不能になることはなく、参照光と光量を同程度にし
且つ位相差測定回路のダイナミックレンジを狭くするこ
とができる。そして、参照光路内の光量調整手段に機械
的な駆動を必要としない複数の偏光板の間に液晶等の偏
光制御素子を挿入してその素子への印加電圧等の制御信
号で透過率を変更する構成の光量調整手段を使用するこ
とができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がその実施の形態に限定されるものではない。
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がその実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】図１は、本発明の原理を説明する図であ
る。図中測定対象物以外が本発明の距離測定装置であ
る。測定距離に整合した周波数の変調信号が光源３に与
えられ、その変換された光が測距光路３０Ａを伝搬して
測定対象物で反射し、測距光路復路３０Ｂからの反射光
が受光部である光電変換部８に入力される。測距光路３
０Ａ，Ｂにはその光量を減衰させるものは基本的には挿
入されずに最大測定距離を大きくし測定対象物の制限も
出来るだけ少なくする。
る。図中測定対象物以外が本発明の距離測定装置であ
る。測定距離に整合した周波数の変調信号が光源３に与
えられ、その変換された光が測距光路３０Ａを伝搬して
測定対象物で反射し、測距光路復路３０Ｂからの反射光
が受光部である光電変換部８に入力される。測距光路３
０Ａ，Ｂにはその光量を減衰させるものは基本的には挿
入されずに最大測定距離を大きくし測定対象物の制限も
出来るだけ少なくする。
【００１３】一方、参照光路１６が測定装置内に形成さ
れる。光分岐部１５、１７により発光信号は光電変換部
８に受信される。そして、参照光は光量調整手段１９に
よりその光量が調整され、測距光と光量が同程度または
許容範囲内まで近づけられる。その光量の調整は、光電
変換部８からの電気信号レベルを光量測定部２１で検出
し、ＣＰＵ２からの制御信号により行われる。この光量
調整手段は、複数の偏向板の間に液晶を挿入し、印加電
圧を変化させることで液晶での光透過率を変化させて全
体の透過光量を調整するものを使用する時は、機械的な
駆動がなく振動に対する信頼性を高くでき、また高速応
答の可能である。
れる。光分岐部１５、１７により発光信号は光電変換部
８に受信される。そして、参照光は光量調整手段１９に
よりその光量が調整され、測距光と光量が同程度または
許容範囲内まで近づけられる。その光量の調整は、光電
変換部８からの電気信号レベルを光量測定部２１で検出
し、ＣＰＵ２からの制御信号により行われる。この光量
調整手段は、複数の偏向板の間に液晶を挿入し、印加電
圧を変化させることで液晶での光透過率を変化させて全
体の透過光量を調整するものを使用する時は、機械的な
駆動がなく振動に対する信頼性を高くでき、また高速応
答の可能である。
【００１４】更に、光電変換部８で変換された電気信号
のレベルを光量測定部２１で検出し、位相差測定部２０
のダイナミックレンジ内に入る様にゲインコントロール
アンプ１４のゲインをＣＰＵ２により調整する。そし
て、その調整されたレベルの受信信号を位相差測定回路
２０に与える。位相差測定回路２０では、変調信号と測
距光路からの受信信号との位相差φａを求め、更に、変
調信号と参照光路１６からの受信信号との位相差φｂを
求める。その結果測定対象物までの距離Ｌが、 Ｌ＝ｃ（φａ−φｂ）／４πｆ （ｃは大気中の光速、ｆは変調周波数）として求められ
る。
のレベルを光量測定部２１で検出し、位相差測定部２０
のダイナミックレンジ内に入る様にゲインコントロール
アンプ１４のゲインをＣＰＵ２により調整する。そし
て、その調整されたレベルの受信信号を位相差測定回路
２０に与える。位相差測定回路２０では、変調信号と測
距光路からの受信信号との位相差φａを求め、更に、変
調信号と参照光路１６からの受信信号との位相差φｂを
求める。その結果測定対象物までの距離Ｌが、 Ｌ＝ｃ（φａ−φｂ）／４πｆ （ｃは大気中の光速、ｆは変調周波数）として求められ
る。
【００１５】位相差測定回路２０には、そのダイナミッ
クレンジ内の受信信号しか供給されないので、よりリニ
アリティの高いレンジでの位相差測定を行うことがで
き、より高精度の位相差検出が可能になる。
クレンジ内の受信信号しか供給されないので、よりリニ
アリティの高いレンジでの位相差測定を行うことがで
き、より高精度の位相差検出が可能になる。
【００１６】図２は、より詳細な実施の形態例を示す図
である。発振器１は、光源３の変調周波数ｆT1，ｆT2、
位相測定用周波数ｆIF、復調周波数ｆR1（＝ｆT1−ｆI
F）、ｆR2（＝ｆT2−ｆIF）等の例えば５つの周波数信
号を生成する。変調周波数ｆT1は、例えば精密に測距す
る為の変調周波数であり、比較的高く設定される。例え
ば１５ＭＨｚである。一方、変調周波数ｆT2は、例えば
粗に測距する為の変調周波数であり、比較的低く設定さ
れる。例えば７５ＫＨｚである。これらの周波数は、制
御部2 からの指示信号に従って選択される。そして、変
調周波数信号ｆT1，ｆT2は光源部３に、復調周波数信号
ｆR1、ｆR2は受光部８にそれぞれ供給される。
である。発振器１は、光源３の変調周波数ｆT1，ｆT2、
位相測定用周波数ｆIF、復調周波数ｆR1（＝ｆT1−ｆI
F）、ｆR2（＝ｆT2−ｆIF）等の例えば５つの周波数信
号を生成する。変調周波数ｆT1は、例えば精密に測距す
る為の変調周波数であり、比較的高く設定される。例え
ば１５ＭＨｚである。一方、変調周波数ｆT2は、例えば
粗に測距する為の変調周波数であり、比較的低く設定さ
れる。例えば７５ＫＨｚである。これらの周波数は、制
御部2 からの指示信号に従って選択される。そして、変
調周波数信号ｆT1，ｆT2は光源部３に、復調周波数信号
ｆR1、ｆR2は受光部８にそれぞれ供給される。
【００１７】上記の変調周波数ｆT1が１５ＭＨｚの場合
は、その一周期に要する時間で光は大気中を１０ｍの距
離往復する。従って、その位相を精密に測定することで
１０ｍ以下の距離を正確に求めることができる。しか
し、１５ＭＨｚの変調周波数信号では、１０ｍがその一
周期となるので、１ｍと１１ｍの区別をつけることがで
きない。そこで、粗測定用の低周波数の変調信号ｆT2が
同時に使用される。それに伴い復調用の周波数もｆR1、
ｆR2と用意される。
は、その一周期に要する時間で光は大気中を１０ｍの距
離往復する。従って、その位相を精密に測定することで
１０ｍ以下の距離を正確に求めることができる。しか
し、１５ＭＨｚの変調周波数信号では、１０ｍがその一
周期となるので、１ｍと１１ｍの区別をつけることがで
きない。そこで、粗測定用の低周波数の変調信号ｆT2が
同時に使用される。それに伴い復調用の周波数もｆR1、
ｆR2と用意される。
【００１８】光源部３では、ドライブ回路４にて変調周
波数信号ｆTnから半導体レーザ５を駆動するドライブ信
号が生成され、その半導体レーザ・ダイオード５により
変調された光が送信される。光源部３から出力された光
は送光対物レンズ６にて成形されて測定対象物に向けて
照射される。一方、測定対象物で反射された光は、受光
対物レンズ７で集光されて受光部８に入射される。受光
部８は、光電変換部であり、アバランシェ・フォトダイ
オード９、そのバイアス回路１０、フィルタ１２及びア
ンプ１３で構成される。バイアス回路１０には発振器１
から選択された復調周波数信号ｆRnが供給され、その復
調周波数のバイアス電圧がバイアス電圧としてアバラン
シェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）９に印加される。
波数信号ｆTnから半導体レーザ５を駆動するドライブ信
号が生成され、その半導体レーザ・ダイオード５により
変調された光が送信される。光源部３から出力された光
は送光対物レンズ６にて成形されて測定対象物に向けて
照射される。一方、測定対象物で反射された光は、受光
対物レンズ７で集光されて受光部８に入射される。受光
部８は、光電変換部であり、アバランシェ・フォトダイ
オード９、そのバイアス回路１０、フィルタ１２及びア
ンプ１３で構成される。バイアス回路１０には発振器１
から選択された復調周波数信号ｆRnが供給され、その復
調周波数のバイアス電圧がバイアス電圧としてアバラン
シェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）９に印加される。
【００１９】通常、アバランシェ・フォトダイオード
（ＡＰＤ）９は、バイアス電圧に応じてそのゲインが異
なる。従って、バイアス電圧として復調周波数ｆRnを使
用することで、ＡＰＤ９の出力信号は、変調周波数ｆTn
と復調周波数ｆRnの差の周波数である位相測定用周波数
ｆIF（＝ｆTn−ｆRn）の周波数成分と受光信号の位相差
φを持つ受信信号となる。これは、一般にヘテロダイン
検波として知られているが、高周波の周波数成分を持つ
信号の位相成分をそのまま残してその周波数成分をより
低い周波数に変換する為に行われる。即ち、より低い測
定用の周波数に変換することで、位相差測定回路２０は
より低い周波数の信号の位相差を検出すればよく、比較
的容易に且つ高精度に検出することができる。
（ＡＰＤ）９は、バイアス電圧に応じてそのゲインが異
なる。従って、バイアス電圧として復調周波数ｆRnを使
用することで、ＡＰＤ９の出力信号は、変調周波数ｆTn
と復調周波数ｆRnの差の周波数である位相測定用周波数
ｆIF（＝ｆTn−ｆRn）の周波数成分と受光信号の位相差
φを持つ受信信号となる。これは、一般にヘテロダイン
検波として知られているが、高周波の周波数成分を持つ
信号の位相成分をそのまま残してその周波数成分をより
低い周波数に変換する為に行われる。即ち、より低い測
定用の周波数に変換することで、位相差測定回路２０は
より低い周波数の信号の位相差を検出すればよく、比較
的容易に且つ高精度に検出することができる。
【００２０】その後、変換された電気信号は、フィルタ
１２により測定用周波数成分の信号だけが取り出され、
増幅器１３で増幅されて、ゲインコントロールアンプ部
１４に供給される。
１２により測定用周波数成分の信号だけが取り出され、
増幅器１３で増幅されて、ゲインコントロールアンプ部
１４に供給される。
【００２１】一方、光源部３から出射された光は、その
一部が分岐部１５にて分岐され、参照光路伝達部１６、
合波部１７を経由して受光部８に入射されて参照光路が
形成される。光路切り替え部１８は、例えばメカニカル
に移動するシャッタ等で構成され、ＣＰＵ２からの指令
信号により参照光路と測距光路のどちらか一方のみを選
択し、他方を遮断する。そして、参照光路内には光量調
整手段１９が設けられ、ＣＰＵ２からの指令信号により
参照光路の光量が、測距光路の光量と同程度になる様に
制御される。この光量調整手段１９は、２枚の偏光板の
相対角度を変更する如く通常の機械的な駆動を要するも
のでも良いが、前述した液晶等の偏光制御素子を利用し
てその印加電圧等の制御信号で光透過率を変更して光量
を調整するものが好ましい。液晶以外には、カー効果を
利用したカーセル、更にポッケルスセル等でも印加電圧
によってその透過率を制御することができる。
一部が分岐部１５にて分岐され、参照光路伝達部１６、
合波部１７を経由して受光部８に入射されて参照光路が
形成される。光路切り替え部１８は、例えばメカニカル
に移動するシャッタ等で構成され、ＣＰＵ２からの指令
信号により参照光路と測距光路のどちらか一方のみを選
択し、他方を遮断する。そして、参照光路内には光量調
整手段１９が設けられ、ＣＰＵ２からの指令信号により
参照光路の光量が、測距光路の光量と同程度になる様に
制御される。この光量調整手段１９は、２枚の偏光板の
相対角度を変更する如く通常の機械的な駆動を要するも
のでも良いが、前述した液晶等の偏光制御素子を利用し
てその印加電圧等の制御信号で光透過率を変更して光量
を調整するものが好ましい。液晶以外には、カー効果を
利用したカーセル、更にポッケルスセル等でも印加電圧
によってその透過率を制御することができる。
【００２２】ゲインコントロールアンプ１４は、ＣＰＵ
２からの制御信号に従ってそのゲインが制御される増幅
回路である。受光部８で電気信号に変換された入力信号
のレベルを適宜増幅して、位相差測定部２０に位相シフ
ト回路２２を経由して供給する。位相差測定部２０のダ
イナミックレンジは、比較的狭く設計されているが、ゲ
インコントロールアンプ１４でそのレンジ内の信号レベ
ルに変換されるので、その測定精度は高くなる。ゲイン
の調整の為に、アンプ１４の出力から受信光の光量を測
定する光量測定部２１の出力信号がＣＰＵ２に供給さ
れ、その信号に従ってＣＰＵ２はゲイン指令信号をアン
プ１４に与える。
２からの制御信号に従ってそのゲインが制御される増幅
回路である。受光部８で電気信号に変換された入力信号
のレベルを適宜増幅して、位相差測定部２０に位相シフ
ト回路２２を経由して供給する。位相差測定部２０のダ
イナミックレンジは、比較的狭く設計されているが、ゲ
インコントロールアンプ１４でそのレンジ内の信号レベ
ルに変換されるので、その測定精度は高くなる。ゲイン
の調整の為に、アンプ１４の出力から受信光の光量を測
定する光量測定部２１の出力信号がＣＰＵ２に供給さ
れ、その信号に従ってＣＰＵ２はゲイン指令信号をアン
プ１４に与える。
【００２３】一定レベルに変換された受信信号は、位相
差測定部２０に与えられ、ＣＰＵ２からの指令に従って
受信信号と測定周波数信号ｆIFとの位相差φａが測定さ
れる。同様に、参照光路からの受信光についても、上記
と同じゲインで増幅されて、位相差測定部２０で測定周
波数信号ｆIFとの位相差φｂが測定される。そして、前
述した演算式に従ってＣＰＵ２にて測定物までの距離が
求められる。その測定結果が、モニタ２３に表示され
る。
差測定部２０に与えられ、ＣＰＵ２からの指令に従って
受信信号と測定周波数信号ｆIFとの位相差φａが測定さ
れる。同様に、参照光路からの受信光についても、上記
と同じゲインで増幅されて、位相差測定部２０で測定周
波数信号ｆIFとの位相差φｂが測定される。そして、前
述した演算式に従ってＣＰＵ２にて測定物までの距離が
求められる。その測定結果が、モニタ２３に表示され
る。
【００２４】位相シフト回路２２は、次の理由で設けら
れる。位相測定部２０で検出される位相差が例えば０度
近傍の場合、測定誤差により検出値が０度であったり３
６４度であったりする。複数回の測定結果の平均値を測
定値としようとすると、正しい平均値をとることができ
ない。そこで、位相シフト回路２２で所定量位相をシフ
トさせて上記の問題を解決し、その平均値からシフト量
分を減算する。位相シフト回路２２はＣＰＵ２の指令に
よりシフト量が制御される。
れる。位相測定部２０で検出される位相差が例えば０度
近傍の場合、測定誤差により検出値が０度であったり３
６４度であったりする。複数回の測定結果の平均値を測
定値としようとすると、正しい平均値をとることができ
ない。そこで、位相シフト回路２２で所定量位相をシフ
トさせて上記の問題を解決し、その平均値からシフト量
分を減算する。位相シフト回路２２はＣＰＵ２の指令に
よりシフト量が制御される。
【００２５】図２の測距装置の動作を以下に説明する。
先ず最初に、受信信号レベルの設定をゲインコントロー
ルアンプ１４により行う。ＣＰＵ２の指令に従って光路
切り替え部１８で光路を測距光路３０Ｂ側に設定する。
ゲインコントロールアンプ１４のゲインを任意の値に設
定し、任意の周波数セットの変調周波数と復調周波数を
設定し、光源部３と受光部８に入力する。そして、測定
対象物に対して半導体レーザから発せられるレーザ光を
照射し、その受信光に対する受光部８の受信信号レベル
を光量測定部２１で測定する。この時、ＣＰＵ２ではそ
の受信信号レベルを予め設定した最適受信信号レベルと
比較し、ゲインコントロールアンプ１４のゲインを変化
させて受信信号レベルを位相測定部２０に最も適するレ
ベルに設定する。
先ず最初に、受信信号レベルの設定をゲインコントロー
ルアンプ１４により行う。ＣＰＵ２の指令に従って光路
切り替え部１８で光路を測距光路３０Ｂ側に設定する。
ゲインコントロールアンプ１４のゲインを任意の値に設
定し、任意の周波数セットの変調周波数と復調周波数を
設定し、光源部３と受光部８に入力する。そして、測定
対象物に対して半導体レーザから発せられるレーザ光を
照射し、その受信光に対する受光部８の受信信号レベル
を光量測定部２１で測定する。この時、ＣＰＵ２ではそ
の受信信号レベルを予め設定した最適受信信号レベルと
比較し、ゲインコントロールアンプ１４のゲインを変化
させて受信信号レベルを位相測定部２０に最も適するレ
ベルに設定する。
【００２６】続いて、光路切り替え部１８にて光路を参
照光路１６に設定し、上記と同じゲインのまま光量測定
部２１の検出する信号レベルが同様に最適受信信号にな
る様に、光量調整手段１９の光量減衰量を変化させて、
参照光路の光量レベルを最適受信信号に設定する。
照光路１６に設定し、上記と同じゲインのまま光量測定
部２１の検出する信号レベルが同様に最適受信信号にな
る様に、光量調整手段１９の光量減衰量を変化させて、
参照光路の光量レベルを最適受信信号に設定する。
【００２７】以上の様に、ゲインコントロールアンプ１
４のゲインと光量調整手段の減衰量の設定を行った後
に、測距光路３０と参照光路１６の位相測定を、例えば
精密測定用の変調、復調周波数と粗測定様の変調、復調
周波数で行う。その結果から前述の演算式に従い測定対
象物までの距離を求める。
４のゲインと光量調整手段の減衰量の設定を行った後
に、測距光路３０と参照光路１６の位相測定を、例えば
精密測定用の変調、復調周波数と粗測定様の変調、復調
周波数で行う。その結果から前述の演算式に従い測定対
象物までの距離を求める。
【００２８】従って、位相差を測定する回路２０では、
測距光と参照光の信号レベルが常に最適の信号レベルで
その位相差の測定が行われる。よって、ダイナミックレ
ンジが比較的狭い廉価な位相測定回路であっても、高精
度に位相を求めることができる。しかも、測距光は基本
的に減衰されないので、最大測定距離や測定対象物の制
限をなくすことができる。
測距光と参照光の信号レベルが常に最適の信号レベルで
その位相差の測定が行われる。よって、ダイナミックレ
ンジが比較的狭い廉価な位相測定回路であっても、高精
度に位相を求めることができる。しかも、測距光は基本
的に減衰されないので、最大測定距離や測定対象物の制
限をなくすことができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、測
距光路内に光量を減衰させる光量調整手段を設けなくて
良いので、最大測定距離や測定対象物の制限をなくすこ
とができる。そして、参照光路に光量調整手段を設けて
測距光の光量と整合させ、更にゲインコントロールアン
プにより位相測定回路に最適の受信信号レベルに設定す
ることができ、その測定精度を上げ位相測定回路のコス
トを下げることができる。その結果、光量調整手段に液
晶を利用したものを採用して機械的駆動を排除し、より
高速で精度の高い調整手段を利用することができる。
距光路内に光量を減衰させる光量調整手段を設けなくて
良いので、最大測定距離や測定対象物の制限をなくすこ
とができる。そして、参照光路に光量調整手段を設けて
測距光の光量と整合させ、更にゲインコントロールアン
プにより位相測定回路に最適の受信信号レベルに設定す
ることができ、その測定精度を上げ位相測定回路のコス
トを下げることができる。その結果、光量調整手段に液
晶を利用したものを採用して機械的駆動を排除し、より
高速で精度の高い調整手段を利用することができる。
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】より詳細な実施の形態例を示す図である。
１ 発信器 ２ ＣＰＵ ３ 光源部 ８ 受光部（光電変換部） １４ ゲインコントロールアンプ １６ 参照光路 １９ 光量調整手段 ２０ 位相測定部 ２１ 光量測定部 ３０ 測距光路
Claims (4)
- 【請求項１】光源からの光が目標物で反射した反射光か
ら得られた受信信号と、前記光源の光を直接受けた参照
光から得られた参照信号との位相差から前記光源と目標
物間の距離を測定する距離測定装置において、 前記反射光及び参照光を受光して前記受信信号及び参照
信号に光電変換する受光部と、 該反射光の光量に応じて該受信信号レベルを所定の許容
値に調整するレベル調整手段と、 前記光源と受光部の間に設けられ、前記参照光の光量を
前記反射光と同程度または所定の範囲内にする光量調整
手段と、 前記レベル調整手段を通した前記受信信号と前記光量調
整手段を通した参照光に基づく参照信号との位相差を検
出する位相測定部とを有することを特徴とする距離測定
装置。 - 【請求項２】請求項１記載の距離測定装置において、 前記光量調整手段が、複数の偏光板の間に偏光制御素子
を挿入し該偏光制御素子を制御して透過率を変更させる
構成を有することを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項３】請求項１記載の距離測定装置において、 前記レベル調整手段により該位相測定部に与える受信信
号レベルを当該位相測定部のダイナミックレンジ領域内
に調整することを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項４】請求項１記載の距離測定装置において、 前記レベル調整手段が、該受信信号を入力し設定された
ゲインで増幅するゲインコントロールアンプを有するこ
とを特徴とする距離測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8215711A JPH1062549A (ja) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | 距離測定装置 |
| EP97113993A EP0824215A3 (en) | 1996-08-15 | 1997-08-13 | Distance measuring apparatus employing a modulated light source and phase shift detection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8215711A JPH1062549A (ja) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | 距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062549A true JPH1062549A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16676907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8215711A Pending JPH1062549A (ja) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | 距離測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0824215A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1062549A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006329797A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Sokkia Co Ltd | 光波距離計 |
| JP2008209162A (ja) * | 2007-02-23 | 2008-09-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 距離画像センサ |
| JP2015129646A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 株式会社豊田中央研究所 | レーダ装置および距離速度測定方法 |
| JP2019174351A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
| USD998475S1 (en) | 2019-08-13 | 2023-09-12 | Coldsnap, Corp. | Pod for use with a food or drink machine |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003089950A2 (en) | 2002-04-15 | 2003-10-30 | Toolz, Ltd. | Distance measurement device |
| US7511800B2 (en) * | 2005-11-28 | 2009-03-31 | Robert Bosch Company Limited | Distance measurement device with short range optics |
| CN101762809B (zh) * | 2009-12-29 | 2012-08-08 | 江苏徕兹光电科技有限公司 | 基于液晶光阀原理相位测量的校准方法、校准装置和测距装置 |
| CN113671516B (zh) * | 2021-08-05 | 2023-07-25 | 湖南大学 | 一种车灯测距装置及其方法 |
| CN115616539B (zh) * | 2022-11-07 | 2023-09-29 | 杭州隆硕科技有限公司 | 脉冲式测距系统误差的补偿系统和补偿方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3779645A (en) * | 1970-05-20 | 1973-12-18 | Nippon Kogaku Kk | Distance measuring device |
| US3752582A (en) * | 1971-01-27 | 1973-08-14 | Bendix Corp | Optical range and range-rate sensor |
| US3900261A (en) * | 1974-03-18 | 1975-08-19 | Transitek Corp | Electronic range finder |
| FR2310581A1 (fr) * | 1975-05-07 | 1976-12-03 | Thomson Csf | Attenuateur optique a commande electrique |
| DE3103567A1 (de) * | 1981-02-03 | 1982-08-12 | MITEC Moderne Industrietechnik GmbH, 8012 Ottobrunn | Entfernungsmessverfahren nach dem prinzip der laufzeitmessung eines messlichtimpulses und vorrichtung zu seiner durchfuehrung |
| US4498764A (en) * | 1981-06-09 | 1985-02-12 | Ludwig Bolkow | Dynamic control arrangement for a distance measuring apparatus |
-
1996
- 1996-08-15 JP JP8215711A patent/JPH1062549A/ja active Pending
-
1997
- 1997-08-13 EP EP97113993A patent/EP0824215A3/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006329797A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Sokkia Co Ltd | 光波距離計 |
| JP2008209162A (ja) * | 2007-02-23 | 2008-09-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 距離画像センサ |
| JP2015129646A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 株式会社豊田中央研究所 | レーダ装置および距離速度測定方法 |
| JP2019174351A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
| USD998475S1 (en) | 2019-08-13 | 2023-09-12 | Coldsnap, Corp. | Pod for use with a food or drink machine |
| USD1086801S1 (en) | 2019-08-13 | 2025-08-05 | Coldsnap, Corp. | Pod for use with a food or drink machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0824215A2 (en) | 1998-02-18 |
| EP0824215A3 (en) | 1998-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041208 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041214 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051004 |