JPH11148974A - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な装置で精度よく物体までの距離を測定
できるとともに、人体の目に安全な距離測定装置を提供
することである。 【解決手段】 前方に発光パルスを間断的に照射する発
光部（１）と、発光パルスが外部の物体により反射され
た受光パルスを検知する受光部（１１）と、発光部の発
光パルスの発生時から、受光部の受光パルスの受光時ま
での時間差に対応して物体との距離を演算する制御演算
部（９）を備えた距離測定装置において、更に、受光パ
ルスの振幅が所定の閾値以上であることを検知する閾値
処理部（１５）を備え、発光部は発光パルスの振幅を順
に大きくして照射し、閾値処理部によって、その振幅が
所定の閾値を初めて超えたことを検知された受光パルス
と、それに対応する発光パルスとによって、制御演算部
が物体との距離を演算することを特徴とする距離測定装
置

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は前方の障害物検知装
置、或いは、車両の自動走行装置等に使用される距離測
定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりある、距離測定装置に関するも
のとして、例えば、特開平４−３６６７８５号には、発
光パルスを段階的に下げながらレーザ照射し、複数の受
光パルスの内、所定の閾値以上で且つ飽和していないも
ののみを使用して、測距を行っている装置が開示されて
いる。

【０００３】しかしながら、この従来技術によれば、測
距には受光パルスは所定の閾値以上で且つ飽和していな
いものがすべて使用されるため、受光パルスの振幅が一
定せず、測距演算精度が低下する。

【０００４】又、発光パルスを段階的に下げながらレー
ザ照射しているため、振幅が飽和値以上の受光パルスは
すべて無駄になるとともに、人体の目の安全を維持する
ための手当てが必要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、上記問題を解決する距離測定装置を提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１においては、前方に発光パルスを間
断的に照射する投光手段と、前記発光パルスが外部の物
体により反射された受光パルスを検知する受光手段と、
前記投光手段の発光パルスの発生時から、前記受光手段
の受光パルスの受光時までの時間差に対応して前記物体
との距離を演算する距離演算手段を備えた距離測定装置
において、更に、前記受光パルスの振幅が所定の閾値以
上であることを検知する振幅検知手段を備え、前記投光
手段は前記発光パルスの振幅を順に変化させて照射し、
前記振幅検知手段によって検知された、その振幅が前記
所定の閾値を超えたものの中で、もっとも小さい前記受
光パルスと、それに対応する前記発光パルスとによっ
て、前記距離演算手段が前記物体との距離を演算するこ
とを特徴とする距離測定装置とした。

【０００７】また、本発明の請求項２においては、更
に、前記投光手段は前記発光パルスの振幅を順に大きく
して照射し、前記振幅検知手段によって、その振幅が前
記所定の閾値を初めて超えた時点で、前記発光パルスの
照射を取りやめることを特徴とする請求項１記載の距離
測定装置とした。

【０００８】上記請求項１に記載した距離測定装置によ
れば、振幅が所定の閾値を超えたものの中で、もっとも
小さい受光パルスを使用して測距を行うため、受光パル
スの振幅が一定となり、精度よく距離測定を行うことが
できる。

【０００９】また、上記請求項２に記載した距離測定装
置によれば、発光パルスの振幅を順に大きくして照射
し、振幅が所定の閾値を初めて超えた時点で、発光パル
スの投光を取りやめるため、振幅が大きく測距に使用さ
れない発光パルスが発生することがなく、受光パルスが
無駄にならず、又、人体の目に対する安全の点において
も好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の特徴
を示す部分のみについて説明する。

【００１１】図１において、レーザーレーダの発光部１
は、レーザーダイオード３を備え、電圧調整部５と連結
されている。電圧調整部５は、レーザー電源部７と連結
されており、レーザーダイオード３からの発光パルスの
振幅を決定する発光部１へ印加される電圧を調整する。

【００１２】発光部１及び電圧調整部５は、制御演算部
９と接続され、各々、発光トリガ信号及びチャージ信号
が入力される。

【００１３】受光部１１は、フォトダイオード１３を備
えており、閾値処理部１５と接続されている。更に、発
光部１と閾値処理部１５は、時間計測部１７と連結され
ており、それぞれ発光タイミング信号、受信判定信号を
時間計測部１７に送信する。時間計測部１７は、発光タ
イミング信号及び受信判定信号に基づいて、両者の発生
する時間差を計測し、時間信号として制御演算部９へと
送信する。又、閾値処理部１５は、制御演算部９へも受
信判定信号を送信する。

【００１４】次に、図２を用いて、電圧調整部５及び発
光部１の回路例の構成について説明する。電圧調整部５
のスイッチ回路５１は、レーザー電源部７に連結される
とともに、制御演算部９よりチャージ信号が導入され得
るようになっており、チャージ信号に基づいてスイッチ
が開状態となる。

【００１５】スイッチ回路５１は、直列抵抗Ｒを介して
コンデンサＣと接続されており、開状態に切換わること
によって、コンデンサＣにレーザー電源部７から直流電
圧を供給し、コンデンサＣを充電する。

【００１６】発光部１は、直列抵抗Ｒに接続された３端
子方向性サイリスタＳＣＲと、これに接続された前出の
レーザーダイオード３、及び、シャント抵抗Ｒｓによっ
て構成されている。サイリスタＳＣＲは、制御演算部９
より発光トリガ信号が導入されることによって導通し、
コンデンサＣに充電されていた電圧をレーザーダイオー
ド３に印加する。

【００１７】図２、及び、図３を用いて、図２に示した
電圧調整部５及び発光部１の回路の作動について説明す
る。スイッチ回路５１に、τの周期で制御演算部９より
チャージ信号が導入されると、チャージ信号が導入され
ている時間の間、スイッチ回路５１が開状態となり、コ
ンデンサＣをレーザー電源部７に接続して、図３に示し
たようにコンデンサＣを充電する。ここで、制御演算部
９からのチャージ信号は、図３にあるように、特にこれ
に限定するつもりはないが、段階的に時間が長くなるよ
うに設定されているため、コンデンサＣの充電時間も徐
々に長くなり、図３にあるようにコンデンサＣの充電電
圧も徐々に高くなる。

【００１８】図３にあるように、制御演算部９からは、
チャージ信号が消失するタイミングで、発光トリガ信号
が発光部１のサイリスタＳＣＲに送信される。発光トリ
ガ信号によってサイリスタＳＣＲが導通し、コンデンサ
Ｃの充電電圧が、レーザーダイオード３に印加される。

【００１９】したがって、レーザーダイオード３の発光
に供される電圧は段階的に高くなり、図４にあるように
レーザーダイオード３からの発光パルスの振幅も、徐々
に大きくなる。尚、発光パルスはレーザーダイオード３
に印加されるとともに、発光タイミング信号として、時
間計測部１７にも送信される。

【００２０】図４にあるように、発光パルスの振幅が徐
々に大きくなるにつれて、照射されたレーザーが物体に
よって反射されることによって発生する受光パルスの振
幅も通常の場合、段階的に大きくなる。

【００２１】反射されたレーザー光を受けたフォトダイ
オード１３は、レーザー光の強さに応じた電流を発生さ
せ、受光部１１がこの電流の大きさに応じた電圧、すな
わち、図４に示した受光パルスに変換する。

【００２２】受光部１１から受光パルスを受けた閾値処
理部１５は、入力された受光パルスの振幅が閾値以上で
あるか否かを検知する。閾値処理部１５は、受光パルス
が所定の閾値を初めて超えた場合、図５にあるように、
受光パルスが閾値を超えた瞬間に立上り、受光パルスが
閾値を超えている時間と同じ時間のパルス幅を持つ、受
信判定信号を、時間計測部１７及び制御演算部９に送信
する。制御演算部９は、閾値処理部１５から受信判定信
号が入力されると、直ちに、電圧調整部５に対するチャ
ージ信号の送信を取りやめ、発光開始から所定時間（本
実施の形態においては、図４に示したＴ）が経過するま
で、発光部１によるレーザー光の発光を行わない。

【００２３】時間計測部１７では、図５に示したよう
に、発光時に入力された発光タイミング信号が、所定の
閾値を超えた瞬間から、受光時に入力された受信判定信
号の立上り時点までの時間を計測し、計測時間をｔとし
て制御演算部９に送信する。

【００２４】制御演算部９では、時間計測部１７によっ
て計測された計測時間ｔに基づいて、下式に基づいて、
発光パルスと受光パルスとの間の時間差であるＴｄを演
算する。

【００２５】Ｔｅ＝Ｔｐ×１／２ （Ｔｐ：受信判定
信号のパルス幅） Ｔｄ＝ｔ＋Ｔｅ−Ｔｓ ここで、Ｔｅは受光パルスが閾値を超えてから、ピーク
に達するまでの時間に相当し、受光部１１によって決定
される数値である。又、Ｔｓは発光パルスが閾値を超え
てから、ピークに達するまでの時間に相当し、発光部１
によって決定される数値である。

【００２６】制御演算部９は、式：Ｌ＝Ｔｄ×Ｃ／２
（Ｃは光速）に基づいて車両前方の障害物までの距離Ｌ
を演算する。

【００２７】尚、上記演算において、発光パルスの立上
りが閾値を超えた時点から、受光パルスの立上りが閾値
を超える時点までの時間ｔを使用してもよい。

【００２８】又、本発明による距離測定装置は、上記実
施の形態に記載したように、必ずしも発光パルスの振幅
を、段階的に大きくしていくものに限られるものではな
く、逆に、発光パルスの振幅を、大きなものから段階的
に小さくしていってもよいことは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】上記したように本発明によれば、簡単な
装置で精度よく物体までの距離を測定できるとともに、
人体の目に安全な距離測定装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による距離測定装置の全体ブロック図

【図２】本発明による距離測定装置の回路例を表す図

【図３】本発明による距離測定装置の各信号のタイムチ
ャート図

【図４】本発明による距離測定装置の発光及び受光を説
明する図

【図５】本発明による距離測定装置を用いて距離を測定
する原理を説明する図

【符号の説明】 １ 発光部 ９ 制御演算部 １１ 受光部 １
５ 閾値処理部 １７ 時間計測部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方に発光パルスを間断的に照射する投
   光手段と、前記発光パルスが外部の物体により反射され
   た受光パルスを検知する受光手段と、前記投光手段の発
   光パルスの発生時から、前記受光手段の受光パルスの受
   光時までの時間差に対応して前記物体との距離を演算す
   る距離演算手段を備えた距離測定装置において、更に、
   前記受光パルスの振幅が所定の閾値以上であることを検
   知する振幅検知手段を備え、前記投光手段は前記発光パ
   ルスの振幅を順に変化させて照射し、前記振幅検知手段
   によって検知された、その振幅が前記所定の閾値を超え
   たものの中で、もっとも小さい前記受光パルスと、それ
   に対応する前記発光パルスとによって、前記距離演算手
   段が前記物体との距離を演算することを特徴とする距離
   測定装置。
2. 【請求項２】 更に、前記投光手段は前記発光パルスの
   振幅を順に大きくして照射し、前記振幅検知手段によっ
   て、その振幅が前記所定の閾値を初めて超えた時点で、
   前記発光パルスの照射を取りやめることを特徴とする請
   求項１記載の距離測定装置。