JPS5871405A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
- Publication number
- JPS5871405A JPS5871405A JP56170593A JP17059381A JPS5871405A JP S5871405 A JPS5871405 A JP S5871405A JP 56170593 A JP56170593 A JP 56170593A JP 17059381 A JP17059381 A JP 17059381A JP S5871405 A JPS5871405 A JP S5871405A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- signal
- electromagnetic wave
- distance
- phase difference
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- 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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- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電磁波を利用する測距装置に関する。
この種の測距装置紘電磁波発生装置から出力された電磁
波と、この電磁波が被測定物で反射した反射電磁波との
位相差によって測距を行うものである。従来、＃ｌ距性
能および精度を向上させるために、電磁波を変調する周
波−として１０〜１００−以上の高周波を用いているが
、このような高周波では電磁波発生手段および電−波受
信手段が大形となり、信号処理回路も複雑化４価となる
欠点があった。
波と、この電磁波が被測定物で反射した反射電磁波との
位相差によって測距を行うものである。従来、＃ｌ距性
能および精度を向上させるために、電磁波を変調する周
波−として１０〜１００−以上の高周波を用いているが
、このような高周波では電磁波発生手段および電−波受
信手段が大形となり、信号処理回路も複雑化４価となる
欠点があった。
そこで、出願人は試作、研究を重ねた結果、＊用台的例
えばカメラにおける焦点距離、車両における車間距離等
を測定する場合には、数１００ＫＨｚ〜数馳程度の比較
的低い変−周波数でも十分使用に耐え得る本のであシ、
ま九、低４波とすることによシ′電磁波発生手段等の小
形化および信号処理回路の簡略化低廉化を図ることがで
きることを見出した。この場合、変調周波数は１００１
０ｈ以下では位相差が少なく検出積度が愚くなシ使用で
きない０ま九ｅ Ｓ ｈｌｋｌｚ以上になると汎用集積
回路（ＩＣ）の動作限界周波数をこえるため、特別な集
積回路が必要となって高価となる。電磁波の波長は０．
５踊以下で発光するものが発光ダイオード（Ｉａ ）な
どＫあるが市販までに至っていない。従って。
えばカメラにおける焦点距離、車両における車間距離等
を測定する場合には、数１００ＫＨｚ〜数馳程度の比較
的低い変−周波数でも十分使用に耐え得る本のであシ、
ま九、低４波とすることによシ′電磁波発生手段等の小
形化および信号処理回路の簡略化低廉化を図ることがで
きることを見出した。この場合、変調周波数は１００１
０ｈ以下では位相差が少なく検出積度が愚くなシ使用で
きない０ま九ｅ Ｓ ｈｌｋｌｚ以上になると汎用集積
回路（ＩＣ）の動作限界周波数をこえるため、特別な集
積回路が必要となって高価となる。電磁波の波長は０．
５踊以下で発光するものが発光ダイオード（Ｉａ ）な
どＫあるが市販までに至っていない。従って。
高価である。また、５ａｎ以上では発光手段が大型とな
ることがわかった６ 本発明は上記に鑑みて提案されたもので、迅速且つ高ａ
度に複数の距離ゾーンの測距を行うことができる測距装
置を簡単な構成で安価に得ることを目的とする。
ることがわかった６ 本発明は上記に鑑みて提案されたもので、迅速且つ高ａ
度に複数の距離ゾーンの測距を行うことができる測距装
置を簡単な構成で安価に得ることを目的とする。
以下１本発明の実施例を図面について説明する。
第１図はその第１実施例を示すブロック図にして。
１は周波数１００ＫＨｚ以上５ＭＨｚ以下で発振する電
輯波変調手段としての発振器、２は０．５丸以上５ｐ以
下の成長の電磁波を発生する％磁波発生中段としての発
光ダイオード、３は発光ダイオード２の前面近傍に配置
した光分割器にして１発光ダイオード２からの光４を基
準光束４ａと照射光束４ｂとに分割する。この照射光束
４ｂは被測定物５を照射する。６は上記基準光束４ａを
受光する受光、素子、７は被側定−物５からの反射光束
４ｃを受光する受光素子、８・９は受光索子６・７の出
力を増幅する交流増幅器、１０１〜１０ｎは遅延素子よ
りなる基準信号発生手段にして、交流増幅器８の出力に
所望の位相遅れを与えて複数の被測定物距離に対応した
基準信号を発生する。１１１〜１１ｎは上記交流増幅器
９の出力と上記基準信号発生手段１０１〜１ ｉｎの出
力との位相差を検出する位相差検出手段、１２１〜１２
ｎは各位相差検出手段１１１〜１１ｍの出力が零である
ことを検出する零検出器１３は零検出器１２１〜１２ｎ
の出力（１または０）を距離信号に変化する信号変換手
段、１４は表示器である。
輯波変調手段としての発振器、２は０．５丸以上５ｐ以
下の成長の電磁波を発生する％磁波発生中段としての発
光ダイオード、３は発光ダイオード２の前面近傍に配置
した光分割器にして１発光ダイオード２からの光４を基
準光束４ａと照射光束４ｂとに分割する。この照射光束
４ｂは被測定物５を照射する。６は上記基準光束４ａを
受光する受光、素子、７は被側定−物５からの反射光束
４ｃを受光する受光素子、８・９は受光索子６・７の出
力を増幅する交流増幅器、１０１〜１０ｎは遅延素子よ
りなる基準信号発生手段にして、交流増幅器８の出力に
所望の位相遅れを与えて複数の被測定物距離に対応した
基準信号を発生する。１１１〜１１ｎは上記交流増幅器
９の出力と上記基準信号発生手段１０１〜１ ｉｎの出
力との位相差を検出する位相差検出手段、１２１〜１２
ｎは各位相差検出手段１１１〜１１ｍの出力が零である
ことを検出する零検出器１３は零検出器１２１〜１２ｎ
の出力（１または０）を距離信号に変化する信号変換手
段、１４は表示器である。
上記位相差検出手段１０としては例えばＲＣＡ社。
ＣＤ４０４６Ａ”で指定される７エイズ・ロックド・ル
ープ（Ｐｈａｓｅ ＊ Ｌｏｃｋｅｄ ＠ Ｌｏｏｐ
）中の位相差検出回路部を用いる事も可能である。
ープ（Ｐｈａｓｅ ＊ Ｌｏｃｋｅｄ ＠ Ｌｏｏｐ
）中の位相差検出回路部を用いる事も可能である。
また９発光ダイオード２は半導体レーザ等の可視域から
赤外域に至る光波の発生手段を有し、この光波を１００
馳から数ＭＨｚに至る周波数で変調可能な素子または装
置であってもよい。交流増幅器８・９は前記変調周波数
付近のみを通過させるバンドパスフィルターを含む構成
であってもよい。
赤外域に至る光波の発生手段を有し、この光波を１００
馳から数ＭＨｚに至る周波数で変調可能な素子または装
置であってもよい。交流増幅器８・９は前記変調周波数
付近のみを通過させるバンドパスフィルターを含む構成
であってもよい。
ところで、電磁波が速度Ｃで被測定物５までの距離りを
往復するのに要する時間ΔｔはΔｔ＝２Ｌ／Ｃ で表わす事が出来る０また電磁波を周波数ｆで変調した
とき、前記Δｔの時間による周波数ｆの位相遅れＲは ｔ？屹ｔ ｘ ｆ ｘ ５６０ ＝２Ｌ Ｘ ｔ ｘ
５６０／Ｃ（”）で表わすことが出来る０ そこで、今、被測定物５までの距離を、２ｍ。
往復するのに要する時間ΔｔはΔｔ＝２Ｌ／Ｃ で表わす事が出来る０また電磁波を周波数ｆで変調した
とき、前記Δｔの時間による周波数ｆの位相遅れＲは ｔ？屹ｔ ｘ ｆ ｘ ５６０ ＝２Ｌ Ｘ ｔ ｘ
５６０／Ｃ（”）で表わすことが出来る０ そこで、今、被測定物５までの距離を、２ｍ。
５ｍｓ ８ｍとし、電磁波を光波すなわち速［Ｃ−５Ｘ
１０’ ｒｒｉｍ＠ａ ＊光１１ Ｏ変１ｉ１１１
Ｆｉ！ｔｌ ｔ＆ 数ｆ −５００１０ｈとすると、Δ
Ｐはそれぞれ、２．４°、６．０°、９．６°となる。
１０’ ｒｒｉｍ＠ａ ＊光１１ Ｏ変１ｉ１１１
Ｆｉ！ｔｌ ｔ＆ 数ｆ −５００１０ｈとすると、Δ
Ｐはそれぞれ、２．４°、６．０°、９．６°となる。
基準信号発生手段１０１は５００ＫＨｚの周波数を２．
４°、同１０２は５００ ＫＨｚの周波数を６．０．同
１０ｍは５００ｍの周波数を９．６位相遅れを与える橡
に選択すると０位相差検出器１１１〜１１ｍの出力は前
記基準信号発生手段１０１〜１０ｎによって１位相遅れ
を与えられた基準信号と、前被測定物５からの反射光束
４ ｃ’を電気信号に復調された測定信号との位相差に
対応した電圧となる。
４°、同１０２は５００ ＫＨｚの周波数を６．０．同
１０ｍは５００ｍの周波数を９．６位相遅れを与える橡
に選択すると０位相差検出器１１１〜１１ｍの出力は前
記基準信号発生手段１０１〜１０ｎによって１位相遅れ
を与えられた基準信号と、前被測定物５からの反射光束
４ ｃ’を電気信号に復調された測定信号との位相差に
対応した電圧となる。
第２図は位相差検出手段１１１〜１１ｎが、たとえば、
前記７エイス・筒ラクト・ループ中の位相差検出回路部
で構成されている場合の基準信号入力の位相に対する創
定偏号入力の位相差を横軸に位相差検出器１１１の出力
は、測定信号と基準信号Ｉｌ１発生手段１０１によって
２．４の位相差れを与えられた基準信号との位相差が零
すなわち被測定物５までの距離が２． ｍの時、零とな
る。位相差検知器１１１の出力と接続した零検出器１２
１はた改ば入力零０時出力１″、入力が零以外の時出力
゛０゛なる構成゛にすると、被測定物５ｔでの距離が２
ｍの時出力１とな少他の条件では０となる。同様にして
、被測定物までの距離が５ｍの時は零検出器１２２、の
出力のみ°１″となり８ｍの時は零検出器１２３の出力
のみ１２となる。
前記７エイス・筒ラクト・ループ中の位相差検出回路部
で構成されている場合の基準信号入力の位相に対する創
定偏号入力の位相差を横軸に位相差検出器１１１の出力
は、測定信号と基準信号Ｉｌ１発生手段１０１によって
２．４の位相差れを与えられた基準信号との位相差が零
すなわち被測定物５までの距離が２． ｍの時、零とな
る。位相差検知器１１１の出力と接続した零検出器１２
１はた改ば入力零０時出力１″、入力が零以外の時出力
゛０゛なる構成゛にすると、被測定物５ｔでの距離が２
ｍの時出力１とな少他の条件では０となる。同様にして
、被測定物までの距離が５ｍの時は零検出器１２２、の
出力のみ°１″となり８ｍの時は零検出器１２３の出力
のみ１２となる。
上記零検出器１２１〜１２ｎの出力°丁または０″は信
号変換中Ｒ１５によって、距離信号に変換され、鍼示器
１４により被測定物５までの距離を表示する。この場合
衆示器１４の代りにカメラ用レンズの駆動回路を設け、
この駆動回路を上記信号変換手段１１からの出力で制御
して自動的に焦点調節を行なうようにすることもできる
。
号変換中Ｒ１５によって、距離信号に変換され、鍼示器
１４により被測定物５までの距離を表示する。この場合
衆示器１４の代りにカメラ用レンズの駆動回路を設け、
この駆動回路を上記信号変換手段１１からの出力で制御
して自動的に焦点調節を行なうようにすることもできる
。
上記第１図例においては測距ゾーンを３点としたが、必
賛に応じて測距ゾーンは増減することは十分回前であり
、所望の距離に応じた位相遅れをそれぞれに与えればよ
い０また。？に単信号発生手段１０１〜１０ｎの位相遅
れ量の差が所殖の距離変化賞に対応し位相差検出子＠１
１１＠１１にの出力の最小値を求める構成であって奄よ
い０また。上記の基準信号発生手段１０１〜１０ｎおよ
び位相差検出手段１１１〜１１ｎの構成によっては最大
値を求めることにより測距を行なうようにすることもで
きる。
賛に応じて測距ゾーンは増減することは十分回前であり
、所望の距離に応じた位相遅れをそれぞれに与えればよ
い０また。？に単信号発生手段１０１〜１０ｎの位相遅
れ量の差が所殖の距離変化賞に対応し位相差検出子＠１
１１＠１１にの出力の最小値を求める構成であって奄よ
い０また。上記の基準信号発生手段１０１〜１０ｎおよ
び位相差検出手段１１１〜１１ｎの構成によっては最大
値を求めることにより測距を行なうようにすることもで
きる。
第３図は本発明装置の他の実施例を示すもので。
第１図におゆる光分割ｒｉＩ５．基準光束４ａを受光受
光素子６．この受光菓子の出力を増幅する交流増幅器８
を省略し９代りに発振器１からの周波数ｆの電気信１号
社基準信号発生手段１５１〜１５ｎによって１発光素子
２．受光素子７および増幅＃！に９等による物体距離に
依存しない位相遅れ麓と、所望の被測定物距離によって
生じる周波数ｆの位相遅れ量を加味して、被測定物距離
に対応した位相遅れを与えられ、基準信号として位相差
検出手段１１１・〜１１ｎに供給されるＯこの位相差検
出手段から以後の作用は前記ｍ１図と同じであるから説
明は省略する◇ 本発明は上記の如く、波長が０．５，９１以上５縄以下
の電磁波を該電磁波ｊよりも十分低い周波数１００ＫＨ
ｚ以上５１＆Ｉｚ以下で変調を行い、この変調を受１け
走電磁波が被測定物間を往復する時間に対応して生ずる
位相遅れによって測距するものであるから、迅速且つ高
楕［Ｋ複数の距離ゾーンの測距を行なうことができる測
距ｉｉ＆を簡単な構成によって女価に、得ることが出き
る幼果がめる０例えば本発ｔｊｌｉｉｌｊ距装置をカメ
ラに通用することによυ、非常に短時間に精度の高い測
距を行なうことがで色るもので、得られた距離信号でス
トロボ発光量の制御、撮影レンズの絞り値制御等を行な
って、ストロボ撮影の際に被写体距離に応じた蝦適繕光
での撮影が可能である０ま九９本発明−距装置を車輌の
車間距離測定用に用いれば、安全車間距離を短時間で測
定することができて安全性が向上する。
光素子６．この受光菓子の出力を増幅する交流増幅器８
を省略し９代りに発振器１からの周波数ｆの電気信１号
社基準信号発生手段１５１〜１５ｎによって１発光素子
２．受光素子７および増幅＃！に９等による物体距離に
依存しない位相遅れ麓と、所望の被測定物距離によって
生じる周波数ｆの位相遅れ量を加味して、被測定物距離
に対応した位相遅れを与えられ、基準信号として位相差
検出手段１１１・〜１１ｎに供給されるＯこの位相差検
出手段から以後の作用は前記ｍ１図と同じであるから説
明は省略する◇ 本発明は上記の如く、波長が０．５，９１以上５縄以下
の電磁波を該電磁波ｊよりも十分低い周波数１００ＫＨ
ｚ以上５１＆Ｉｚ以下で変調を行い、この変調を受１け
走電磁波が被測定物間を往復する時間に対応して生ずる
位相遅れによって測距するものであるから、迅速且つ高
楕［Ｋ複数の距離ゾーンの測距を行なうことができる測
距ｉｉ＆を簡単な構成によって女価に、得ることが出き
る幼果がめる０例えば本発ｔｊｌｉｉｌｊ距装置をカメ
ラに通用することによυ、非常に短時間に精度の高い測
距を行なうことがで色るもので、得られた距離信号でス
トロボ発光量の制御、撮影レンズの絞り値制御等を行な
って、ストロボ撮影の際に被写体距離に応じた蝦適繕光
での撮影が可能である０ま九９本発明−距装置を車輌の
車間距離測定用に用いれば、安全車間距離を短時間で測
定することができて安全性が向上する。
ｉ＠１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第
２図は位相差対出力電圧の関係図、第３図は本発明の第
２実施例を示すブロック図でめる０１は・発振！、２は
発光ダイオード、５は光分割器、５は被測定物、６・７
は受光素子、８・９は交流増幅器、１０１〜１０ｎ・１
５１〜１５ｎは基準信号発生手段、１１１〜１１ｎは位
相差検出手段。 １２１〜１２ｎｊＬ零検出益、１６は信号変換手段。 １４は表示器。
２図は位相差対出力電圧の関係図、第３図は本発明の第
２実施例を示すブロック図でめる０１は・発振！、２は
発光ダイオード、５は光分割器、５は被測定物、６・７
は受光素子、８・９は交流増幅器、１０１〜１０ｎ・１
５１〜１５ｎは基準信号発生手段、１１１〜１１ｎは位
相差検出手段。 １２１〜１２ｎｊＬ零検出益、１６は信号変換手段。 １４は表示器。
Claims (1)
- （１）波長が０．５踊以上５勤以下の電磁波を発生する
電磁波発生手段と、この電磁波発生手段を制御して上記
電磁波を周波数１００ＫＨｚ以上５ ＭＨｚ以下で変調
する電ａ波変調手段と、上紀電憾波の被測定物からの反
射電磁波を電気信号に複調する復調手段と、上記被＃ｊ
定物に依存しない上記電磁波又は上記電悼波変調手段の
出力に漬いて上記被測定物までの種々の距離に対応した
基準信号を発生する複数の基準信号発生手段と、？：、
れ等基準信号に対する上に２電気信号の位相差を検出す
る複数の位相差検出手段と、これ等位相差検出手段の出
力が零であることを各別に検出する１１！数の零検出手
段と。 これ等零検出手段からの位相慶匍号を距離信号に変換す
る信号変換手段とを備えたことを特徴とする＃Ｊ距装置
０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56170593A JPS5871405A (ja) | 1981-10-24 | 1981-10-24 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56170593A JPS5871405A (ja) | 1981-10-24 | 1981-10-24 | 測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5871405A true JPS5871405A (ja) | 1983-04-28 |
Family
ID=15907707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56170593A Pending JPS5871405A (ja) | 1981-10-24 | 1981-10-24 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5871405A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114415080A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-29 | 中国科学技术大学 | 金刚石nv色心磁力计及测量磁场的方法 |
-
1981
- 1981-10-24 JP JP56170593A patent/JPS5871405A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114415080A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-29 | 中国科学技术大学 | 金刚石nv色心磁力计及测量磁场的方法 |
| CN114415080B (zh) * | 2022-01-24 | 2023-06-02 | 中国科学技术大学 | 金刚石nv色心磁力计及测量磁场的方法 |
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