JP2001083250A - Distance measuring apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a distance measuring apparatus by which a distance can be measured in a wide range and with high accuracy without using a counter for a high frequency by a method wherein the time or the like which elapses until a counter starts a counting operation since a laser beam is emitted is measured while an analog circuit is used as a fundamental circuit. SOLUTION: The time which elapses until a digital counter starts a counting operation since a laser beam is emitted and the time which elapses until the digital counter stops the counting operation since the laser beam is received are measured while an analog circuit is used as a fundamental circuit. For example, the time which elapses until the digital counter starts the counting operation since the laser beam is detected is measured by the analog circuit such as an integrator or the like. That is to say, clock pulses CLK A enter an LD light-emitting-command creation circuit, a laser beam is emitted, and an LD On signal is input to an FF 1. Thereby, starting pulses Start are input to an initial-value integrator, and an integrating operation is started. The LD On signal is input also to an FF 2, a counter gate G1 is opened, and a counting operation is started.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、測距対象物と自車
との相対距離を、レーザー光の往復時間を計測すること
により測定する距離測定装置に関するものであり、さら
に詳しくは、分解能良く、近距離から遠距離までの測定
が可能な距離測定装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device for measuring a relative distance between a distance measuring object and a vehicle by measuring a round trip time of a laser beam, and more particularly to a distance measuring device having a high resolution. And a distance measuring device capable of measuring from a short distance to a long distance.

【０００２】[0002]

【従来の技術】測定対象物に向かってパルス状のレーザ
ー光を照射し、測定対象物によって反射された当該レー
ザー光を受光して、照射から受光までの遅延時間を測定
することにより測定対象物までの距離を計測する方式の
レーザー距離計は、測量等の分野で広く使用されてきた
が、最近では、自動車に登載され、前方車両又は障害物
と自車との距離を測定する装置としても使用されるよう
になってきている。2. Description of the Related Art A measuring object is irradiated with a pulsed laser beam toward a measuring object, receives the laser beam reflected by the measuring object, and measures a delay time from irradiation to light reception. Laser rangefinders that measure the distance to a vehicle have been widely used in fields such as surveying, but recently, they have also been installed in automobiles and have been used as devices to measure the distance between the vehicle in front or an obstacle and an own vehicle. Is being used.

【０００３】このレーザー距離計の測定回路の概要を図
８に示す。この測定回路はマイクロコンピューター（Ｃ
ＰＵ）によって制御されている。ＣＰＵより、ＦＥＴ１
にパルス信号が入力されるとＦＥＴ１が導通し、レーザ
ーダイオード２よりパルスレーザー光が放出される。こ
のパルスレーザー光は図示されない投光光学系を介して
測定対象物３に照射される。測定対象物３で反射された
パルスレーザー光は、図示されない受光光学系を介して
フォトダイオード４に照射される。フォトダイオード４
は反射光の照射を受けたときに導通し、それにより、プ
リアンプ５に入力される電圧が変化する。FIG. 8 shows an outline of a measuring circuit of this laser distance meter. This measurement circuit uses a microcomputer (C
PU). FET1 from CPU
When a pulse signal is inputted to the FET 1, the FET 1 is turned on, and the laser diode 2 emits pulsed laser light. The pulse laser light is applied to the measurement target 3 via a light projection optical system (not shown). The pulse laser light reflected by the measurement target 3 is applied to the photodiode 4 via a light receiving optical system (not shown). Photodiode 4
Becomes conductive when receiving the reflected light, whereby the voltage input to the preamplifier 5 changes.

【０００４】プリアンプ５で増幅された電圧は、ログア
ンプ６に入力され対数増幅される。ログアンプ６の出力
は、ＣＰＵに入力され、ＣＰＵはＦＥＴ１に与えた駆動
パルスとログアンプ６から得られたパルスの時間間隔か
ら、測定対象物までの距離を測定する。この測定回路に
おいてログアンプ６を使用する理由は、プリアンプ５の
出力を対数化することにより、測定対象物３からの反射
光量が大きく変化する場合でも、増幅器を飽和させずに
それに応じた処理を可能にすること、すなわち、測定系
の測定レンジを拡大すること、及び増幅器を飽和させず
に入力されるパルスの立ち上がり部分を急峻にして、応
答遅れを改善することにある。The voltage amplified by the preamplifier 5 is input to a log amplifier 6 and logarithmically amplified. The output of the log amplifier 6 is input to the CPU, and the CPU measures the distance to the object from the time interval between the driving pulse given to the FET 1 and the pulse obtained from the log amplifier 6. The reason for using the log amplifier 6 in this measurement circuit is that the output of the preamplifier 5 is made logarithmic, so that even if the amount of reflected light from the measurement target 3 changes greatly, processing corresponding to the change can be performed without saturating the amplifier. It is to make possible, that is, to expand the measurement range of the measurement system and to improve the response delay by making the rising portion of the input pulse steep without saturating the amplifier.

【０００５】この回路においては、ＣＰＵからＦＥＴ１
に駆動パルスが与えられてから、レーザーダイオード２
が発光するまでの遅れが問題となることがある。この場
合には、検出器を別に設け、この検出器がレーザーダイ
オード２の発光を検出してから、ログアンプ６の出力が
得られるまでの時間を測定するようにしている。この時
間の計測には、ディジタルカウンターやアナログ式の積
分器が用いられている。In this circuit, the CPU 1
After the drive pulse is given to the laser diode 2
There is a case where the delay until the light emission becomes a problem. In this case, a detector is separately provided, and the time from when the detector detects light emission of the laser diode 2 to when the output of the log amplifier 6 is obtained is measured. A digital counter or an analog integrator is used to measure this time.

【０００６】このような距離測定装置の精度を向上させ
る試みが、従来においても種々なされている。例えば、
特開平９−３０４５３３号公報には、周波数の低いクロ
ックパルスと、遅延回路を組み合わせることにより、分
解能を上げる技術が開示されている。また、特開平１０
−１０４３５５号公報には、レーザーレーダーと電波レ
ーダを組み合わせて用い、遠距離を測定する場合には電
波レーダーの測定値を、近距離を測定する場合にはレー
ザーレーダーの測定値を採用する方法が開示されてい
る。[0006] Various attempts have been made in the past to improve the accuracy of such a distance measuring device. For example,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-304533 discloses a technique for increasing the resolution by combining a clock pulse having a low frequency with a delay circuit. Also, Japanese Patent Application Laid-Open
JP-A-104355 discloses a method in which a laser radar and a radio radar are used in combination, and a measurement value of the radio radar is used when measuring a long distance, and a measurement value of the laser radar is used when measuring a short distance. It has been disclosed.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
距離計を衝突防止警報装置の入力として使用しようとす
ると、その測定範囲は0.1〜６０ｍ、測定精度は±0.01
ｍ以内であることが必要とされる。すなわち、測定精度
としてはフルスケールの±１／6000のものが必要とされ
る。このような高精度の測定を行うことは、アナログ方
式の測定装置では不可能である。ディジタル方式の場
合、１３ビット相当のカウンターを用い、15ＧHz程度の
周波数のクロックパルスを計数するようにすれば対応が
可能である。しかし、このような高周波のカウンターは
価格が高い上にノイズの影響を受け易いという問題点が
あり、自動車に搭載する機器として手軽に使用できるも
のではない。However, when these rangefinders are used as inputs for a collision prevention alarm device, the measurement range is 0.1 to 60 m and the measurement accuracy is ± 0.01.
m. That is, a measurement accuracy of ± 1/6000 of the full scale is required. Performing such high-precision measurement is impossible with an analog-type measuring device. In the case of the digital system, it is possible to cope with this by using a counter corresponding to 13 bits and counting clock pulses having a frequency of about 15 GHz. However, such a high-frequency counter has a problem that it is expensive and is easily affected by noise, so that it cannot be easily used as a device mounted on an automobile.

【０００８】このような高精度、高分解能の測定を行う
ためには、前記特開平９−３０４５３３号公報に記載さ
れた技術、特開平１０−１０４３５５号公報はいずれも
不十分であり、その他、前者には多数のカウンターが必
要という、後者にはレーザーとレーダーの２種類の距離
測定装置を必要とするという問題点がある。In order to perform such high-precision and high-resolution measurements, the techniques described in JP-A-9-304533 and JP-A-10-104355 are both inadequate. The former has a problem that a large number of counters are required, and the latter requires two types of distance measuring devices, a laser and a radar.

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、高周波のカウンターを使用せず、測定範囲
が0.1〜６０ｍ、測定精度が±0.01ｍ以内というような
広範囲、高精度の距離測定を可能にする距離測定装置を
提供することを課題とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and does not use a high-frequency counter, and has a wide range of high precision distances such as a measurement range of 0.1 to 60 m and a measurement accuracy of within ± 0.01 m. It is an object to provide a distance measuring device that enables measurement.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、車両前方の測距対象物に向けてレーザ
ー光を照射し、反射されたレーザー光を受光して、レー
ザー光の照射から受光までの経過時間を測定することに
より、測距対象物までの距離を測定する距離測定装置で
あって、経過時間を係数するディジタルカウンターと、
レーザー光を照射してからディジタルカウンターが計数
を開始するまでの時間をアナログ回路を基本回路として
測定する第１の計時装置と、レーザー光を受光してから
ディジタルカウンターが計数を停止するまでの時間をア
ナログ回路を基本回路として測定する第２の計時装置を
有してなり、ディジタルカウンターと、第１の計時装
置、第２の計時装置の測定値に基づいて測距対象物まで
の距離を測定することを特徴とする距離測定装置（請求
項１）である。A first means for solving the above problem is to irradiate a laser beam toward a distance measuring object in front of a vehicle, receive a reflected laser beam, and receive a laser beam. A distance measuring device that measures the distance to the object to be measured by measuring the elapsed time from irradiation to reception of light, a digital counter for counting the elapsed time,
A first timer that measures the time from laser light irradiation until the digital counter starts counting, using an analog circuit as a basic circuit, and the time from when the laser light is received to when the digital counter stops counting. Measuring the distance to the object to be measured based on the measured values of the digital counter, the first time measuring device and the second time measuring device. A distance measuring device (claim 1).

【００１１】本手段においては、レーザー光の照射が検
出されると同時に、ディジタルカウンターへクロックパ
ルスを入れる。そして、レーザー光の照射が検出されて
から、最初のクロックパルスがディジタルカウンターに
入りディジタルカウンターが計数を開始する（すなわち
０→１となる）までの間の時間を、積分器やＣＲ回路を
使用したアナログ回路で測定する。この時間をａとす
る。「アナログ回路を基本回路とする」とは、このよう
な主となる測定回路がアナログ回路であることを示し、
これにＡ／Ｄ変換器等を付属したものや、Ａ／Ｄ変換後
所定値を加算する処理を含むものは、この概念の中に含
まれる。In this means, a clock pulse is input to the digital counter at the same time as the irradiation of the laser beam is detected. The time from when the laser beam irradiation is detected to when the first clock pulse enters the digital counter and the digital counter starts counting (ie, from 0 to 1) is determined by using an integrator or a CR circuit. Measure with the analog circuit. This time is defined as a. "Analog circuit as basic circuit" means that such a main measuring circuit is an analog circuit,
This concept includes one with an A / D converter or the like and one that includes a process of adding a predetermined value after A / D conversion.

【００１２】そして、その後は、ディジタルカウンター
により、反射光を受光するまでの時間を計時する。反射
光が帰ってきた時点でディジタルカウンターへのクロッ
クパルスの導入を停止する。そして、反射光が帰ってき
てからディジタルカウンターが計数を停止する（すなわ
ち、クロックパルスを受けても計数を行わなくなる）ま
での時間を第２の計時装置を用いて測定する。この時間
は、反射光が帰ってきてから、次のクロックパルスが入
るまでの時間に相当する。Thereafter, the digital counter measures the time until the reflected light is received. When the reflected light returns, the introduction of the clock pulse to the digital counter is stopped. Then, the time from when the reflected light returns to when the digital counter stops counting (that is, when counting is stopped even when a clock pulse is received) is measured using the second timer. This time corresponds to the time from when the reflected light returns to when the next clock pulse enters.

【００１３】この時点でのディジタルカウンターの計数
値をｎ、クロックパルスの周期をｐとし、第２の計時装
置の測定時間をｂとすると、測定距離Ｄは、 Ｄ＝Ｃ（ａ＋ｎｐ−ｂ）／２ で求められる。ただし、Ｃは光速である。Assuming that the count value of the digital counter at this time is n, the cycle of the clock pulse is p, and the measurement time of the second timer is b, the measurement distance D is D = C (a + np-b) / 2 is required. Here, C is the speed of light.

【００１４】本手段においては、ディジタルカウンター
で測定分解能を超える部分をアナログ回路による測定値
で補足しているので、ディジタル回路の分解能を高くす
る必要が無く、従って低周波のクロックパルスを使用で
き、カウンターの必要ビット数も少なくなるので安価と
なる。また、アナログ回路で測定している時間は短い時
間であるので、測定精度が粗くても、全体の測定精度が
悪くなることは無い。In this means, the portion exceeding the measurement resolution is supplemented by the digital circuit with the measurement value by the analog circuit, so that it is not necessary to increase the resolution of the digital circuit, and therefore, a low-frequency clock pulse can be used. Since the number of required bits of the counter is also reduced, the cost is reduced. Further, since the time measured by the analog circuit is short, even if the measurement accuracy is low, the overall measurement accuracy does not deteriorate.

【００１５】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記第１の計時装置と第２の
計時装置の少なくとも一方は、レーザー光を照射、又は
レーザー光を受光してから、前記ディジタルカウンター
をカウントアップするクロックパルスが立ち上がるまで
の時間をアナログ的に測定する第１の回路と、レーザー
光を照射、又はレーザー光を受光してから、前記クロッ
クパルスが立ち下がるまでの時間をアナログ的に測定す
る第２の回路とを有し、これら２つの回路のうち測定時
間の短いほうを選択し、第２の回路の値を採用した場合
は、測定時間に前記クロックパルスの半周期分の時間を
加えたものを計時出力とするものであることを特徴とす
るもの（請求項２）である。[0015] A second means for solving the above-mentioned problems is as follows.
The first means, wherein at least one of the first timepiece and the second timepiece emits laser light or receives laser light, and then generates a clock pulse for counting up the digital counter. A first circuit that measures the time until the rise in an analog manner, and a second circuit that measures the time from the irradiation of the laser light or the reception of the laser light to the fall of the clock pulse in an analog manner. In the case where the shorter one of the two circuits is selected and the value of the second circuit is adopted, the time obtained by adding the time of the half cycle of the clock pulse to the measurement time is output. (Claim 2).

【００１６】第１の計時装置、第２の計時装置におい
て、時間測定を行うアナログ回路には、積分器を用いて
も良いが、単なるＣＲ回路を用いるほうが構成が簡単に
なる。しかしＣＲ回路を用いた場合は、立ち上がり特性
が１次遅れの形となり、時間が経つに従ってカーブの傾
きが緩やかに立って時間測定精度が劣化する。In the first and second time measuring devices, an integrator may be used for an analog circuit for measuring time, but a simple CR circuit simplifies the configuration. However, when a CR circuit is used, the rise characteristic has a form of first-order lag, and as time passes, the slope of the curve rises gently and the time measurement accuracy deteriorates.

【００１７】本手段においては、この対策とし、レーザ
ー光を照射、又はレーザー光を受光してから、前記ディ
ジタルカウンターをカウントアップするクロックパルス
が立ち上がるまでの時間をアナログ的に測定する第１の
回路と、レーザー光を照射、又はレーザー光を受光して
から、前記クロックパルスが立ち下がるまでの時間をア
ナログ的に測定する第２の回路とを有し、これら２つの
回路のうち測定時間の短いほうを選択して採用すること
にしている。そのため、ＣＲ回路を用いるような場合で
も、立ち上がりの急峻な部分を選択して使用することが
でき、測定精度の劣化を防ぐことができる。なお、第２
の回路の測定値を採用した場合は、クロックパルス半周
期分の時間のずれを補正するため、測定時間に前記クロ
ックパルスの半周期分の時間を加えたものを計時出力と
する必要がある。In this means, as a countermeasure, a first circuit for analogously measuring the time from irradiation of a laser beam or reception of the laser beam to the rise of a clock pulse for counting up the digital counter. And a second circuit that measures the time from the irradiation of the laser light or the reception of the laser light to the fall of the clock pulse in an analog manner. I decided to adopt it. Therefore, even when a CR circuit is used, a portion having a steep rise can be selected and used, and deterioration of measurement accuracy can be prevented. The second
When the measured value of the circuit is adopted, in order to correct a time lag of a half cycle of the clock pulse, it is necessary to add a time corresponding to the half cycle of the clock pulse to the measured time as a time output.

【００１８】前記課題を解決するための第３の手段は、
車両前方の測距対象物に向けてレーザー光を照射し、反
射されたレーザー光を受光して、レーザー光の照射から
受光までの経過時間を測定することにより、測距対象物
までの距離を測定する距離測定装置であって、経過時間
を係数するディジタルカウンターと、レーザー光を照射
してからディジタルカウンターが計数を開始するまでの
時間をアナログ回路を基本回路として測定する第１の計
時装置と、ディジタルカウンターのカウントアップの直
前のタイミングでリセットされた後、ディジタルカウン
ターのカウントアップ時に測定を開始し、レーザー光を
するまでの時間をアナログ回路を基本回路として測定す
る第２の計時装置を有してなり、ディジタルカウンター
と、第１の計時装置、第２の計時装置の測定値に基づい
て測距対象物までの距離を測定することを特徴とする距
離測定装置（請求項３）である。A third means for solving the above-mentioned problem is as follows.
By irradiating a laser beam toward the object to be measured in front of the vehicle, receiving the reflected laser beam, and measuring the elapsed time from the irradiation of the laser beam to the reception of the laser beam, the distance to the object to be measured can be determined. A distance measuring device for measuring an elapsed time, a digital counter for counting an elapsed time, and a first timing device for measuring a time from irradiating a laser beam until the digital counter starts counting using an analog circuit as a basic circuit. A second timing device is provided which starts measurement when the digital counter counts up after being reset at a timing immediately before the digital counter counts up, and measures the time until laser light is emitted using an analog circuit as a basic circuit. And a digital counter and a distance measuring object based on the measured values of the first and second timing devices. Distance is a distance measuring apparatus characterized by measuring the (claim 3).

【００１９】前記第１の手段においては、第２の計時装
置は、レーザー光を受光してからディジタルカウンター
が計数を停止するまでの時間を測定していたが、本手段
においては、ディジタルカウンターが最後にカウントア
ップされてからレーザー光を受光するまでの時間を測定
している。この時間をｂ’とし、その他の測定値を前記
第１の手段と同じように定めると、測定距離Ｄは、Ｄ＝
Ｃ｛ａ＋（ｎ-１）ｐ＋ｂ’｝となる。In the first means, the second time measuring device measures the time from when the laser beam is received to when the digital counter stops counting. The time from the last count up to the reception of the laser light is measured. Assuming that this time is b ′ and other measured values are determined in the same manner as the first means, the measured distance D becomes D =
C {a + (n-1) p + b '}.

【００２０】本手段においても、ディジタルカウンター
で測定分解能を超える部分をアナログ回路による測定値
で補足しているので、ディジタル回路の分解能を高くす
る必要が無く、従って低周波のクロックパルスを使用で
き、カウンターの必要ビット数も少なくなるので安価と
なる。また、アナログ回路で測定している時間は短い時
間であるので、測定精度が粗くても、全体の測定精度が
悪くなることは無い。Also in this means, since the portion exceeding the measurement resolution is supplemented by the analog counter with the measurement value by the analog circuit, it is not necessary to increase the resolution of the digital circuit, and therefore, a low-frequency clock pulse can be used. Since the number of required bits of the counter is also reduced, the cost is reduced. Further, since the time measured by the analog circuit is short, even if the measurement accuracy is low, the overall measurement accuracy does not deteriorate.

【００２１】前記課題を解決するための第４の手段は、
車両前方の測距対象物に向けてレーザー光を照射し、反
射されたレーザー光を受光して、レーザー光の照射から
受光までの経過時間を測定することにより、測距対象物
までの距離を測定する距離測定装置であって、経過時間
を係数するディジタルカウンターと、レーザー光を照射
してからディジタルカウンターが計数を開始するまでの
時間をアナログ回路を基本回路として測定する第１の計
時装置と、ディジタルカウンターを立ち上がりでカウン
トアップするクロックパルスの立ち上がりのタイミング
でリセット後測定を開始し、レーザー光を受光するまで
の時間をアナログ回路を基本回路として測定する第２の
計時装置と、前記クロックパルスの立ち下がりのタイミ
ングでリセット後測定を開始し、レーザー光受光をする
までの時間をアナログ回路を基本回路として測定し、ア
ナログ回路の測定値に前記クロックパルスの半周期分の
時間を加えたものを出力する第３の計時装置とを有して
なり、ディジタルカウンターと、第１の計時装置、及
び、第２の計時装置、第３の計時装置のうちアナログ回
路の測定値の小さいほうの測定値に基づいて測距対象物
までの距離を測定することを特徴とする距離測定装置
（請求項４）である。A fourth means for solving the above problem is as follows.
By irradiating a laser beam toward the object to be measured in front of the vehicle, receiving the reflected laser beam, and measuring the elapsed time from the irradiation of the laser beam to the reception of the laser beam, the distance to the object to be measured can be determined. A distance measuring device for measuring an elapsed time, a digital counter for counting an elapsed time, and a first timing device for measuring a time from irradiating a laser beam until the digital counter starts counting using an analog circuit as a basic circuit. A second timing device that starts measurement after reset at a rising timing of a clock pulse that counts up at the rising edge of a digital counter, and measures a time until a laser beam is received using an analog circuit as a basic circuit; Start measurement after reset at the falling edge of A third counter which outputs a value obtained by adding a time corresponding to a half cycle of the clock pulse to a measured value of the analog circuit, and a digital counter; A distance measuring device for measuring a distance to an object to be measured based on a smaller measured value of an analog circuit among the second time measuring device and the third time measuring device; (Claim 4).

【００２２】本手段においては、第２の計時装置、第３
の計時装置のうち、アナログ回路の測定値の小さいほう
が選択して使用される。よって、前記第２の手段の説明
で述べたごとく、ＣＲ回路を使用するような場合でも、
測定精度を悪化させないで測定を行うことができる。第
３の回路においてクロックパルス半周期分の補正を行う
理由は前記第２の手段の説明で述べた理由と同じであ
る。本手段のその他の部分の作用効果は、前記第３の手
段と同じである。In this means, the second timepiece, the third
Of the time keeping devices, the one with the smaller measured value of the analog circuit is selected and used. Therefore, as described in the description of the second means, even when the CR circuit is used,
Measurement can be performed without deteriorating measurement accuracy. The reason for performing the correction for a half cycle of the clock pulse in the third circuit is the same as the reason described in the description of the second means. The functions and effects of the other parts of this means are the same as those of the third means.

【００２３】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第３の手段又は第４の手段であって、前記第１の計
時装置は、レーザー光を照射してから、前記ディジタル
カウンターをカウントアップするクロックパルスが立ち
上がるまでの時間をアナログ的に測定する第１の回路
と、前記クロックパルスが立ち下がるまでの時間をアナ
ログ的に測定する第２の回路とを有し、これら２つの回
路のうち測定時間の短いほうを選択し、第２の回路の値
を採用した場合は、測定時間に前記クロックパルスの半
周期分の時間を加えたものを計時出力とするものである
ことを特徴とするもの（請求項５）である。A fifth means for solving the above problem is as follows.
The third means or the fourth means, wherein the first timing device measures the time from the irradiation of the laser beam to the rise of a clock pulse for counting up the digital counter in an analog manner. A first circuit, and a second circuit for analogously measuring the time until the clock pulse falls, selecting a shorter one of the two circuits for a shorter measurement time, When a value is adopted, a time output is obtained by adding a time corresponding to a half cycle of the clock pulse to a measurement time (claim 5).

【００２４】本手段においては、第１の計時手段が、前
記第２の手段で述べたような構成となっている。よっ
て、ＣＲ回路を用いるような場合でも、測定精度を落と
すことなく測定を行うことができ、その作用効果は前記
第２の手段で述べたものと同じである。In this means, the first time measuring means has the configuration as described in the second means. Therefore, even when a CR circuit is used, measurement can be performed without lowering the measurement accuracy, and the operation and effect are the same as those described in the second means.

【００２５】前記課題を解決するための第６の手段は、
前記第１の手段から第５の手段のいずれかであって、レ
ーザー光を照射してからレーザー光を受光するまでの時
間をアナログ回路を基本回路として測定する短時間測定
装置を併せて有し、前記ディジタルカウンターが０カウ
ントである場合には、短時間測定装置の測定値に基づい
て測距対象物までの距離を測定することを特徴とするも
の（請求項６）である。A sixth means for solving the above-mentioned problem is:
Any one of the first to fifth means, further comprising a short-time measuring device for measuring a time from irradiating the laser light to receiving the laser light using an analog circuit as a basic circuit. When the digital counter has 0 count, the distance to the object to be measured is measured based on the measurement value of the short-time measuring device (claim 6).

【００２６】測定距離が非常に短くなり、ディジタルカ
ウンターがカウントを開始する前に反射光を受光するよ
うな場合には、前記第１の回路と第２の回路の二つを利
用して測定距離を求めるよりも、一つのアナログ回路に
より測定距離を求めたほうが精度が良い。よって、本手
段においては、このような場合には別のアナログ回路を
使用して、レーザー光を照射してからレーザー光を受光
するまでの時間を測定し、その値を採用することにして
いる。これにより、非常に短い距離においても、測定精
度を確保することができる。In the case where the measurement distance becomes very short and the reflected light is received before the digital counter starts counting, the measurement distance is measured using the first circuit and the second circuit. The accuracy is better when the measurement distance is obtained by one analog circuit than when the measurement distance is obtained. Therefore, in this case, in such a case, another analog circuit is used, the time from irradiating the laser beam to receiving the laser beam is measured, and the value is adopted. . Thereby, measurement accuracy can be ensured even at a very short distance.

【００２７】前記課題を解決するための第７の手段は、
前記第１の手段から第５の手段のいずれかであって、レ
ーザー光を照射する所定時間前からレーザー光を受光す
るまでの時間をアナログ回路を基本回路として測定する
短時間測定装置を併せて有し、前記ディジタルカウンタ
ーが０カウントである場合には、短時間測定装置の測定
値に基づいて測距対象物までの距離を測定することを特
徴とするもの（請求項７）である。[0027] A seventh means for solving the above problem is as follows.
Any one of the first to fifth means, together with a short-time measuring device for measuring a time from a predetermined time before irradiating the laser light to receiving the laser light using an analog circuit as a basic circuit. And wherein when the digital counter has 0 count, the distance to the object to be measured is measured based on the measurement value of the short-time measuring device (claim 7).

【００２８】前記第６の手段においては、測定距離が短
いときにも精度が確保できるが、測定距離がさらに短く
なり、0.1ｍ程度になると、測定時間は0.6ns程度と非常
に短くなる。よって、ＣＲ回路や積分回路に蓄積される
電圧が小さくなり、ドリフト等の影響を受けやすくなる
ばかりでなく、ゲートの制御が困難になる。よって、本
手段においては、アナログ計測回路をレーザー光を照射
する所定時間前からスタートさせ、その分余分な時間を
測定する。スタートさせる時間としては、たとえば、レ
ーザー光照射を指令するパルスを利用する。レーザー光
照射を指令するパルスを入力してから実際にレーザー光
が照射されるまでの時間はほぼ一定であるので、この時
間を予め計測して、アナログ回路の測定時間から差し引
くようにすれば、極短い距離においても正しい測定値が
得られる。In the sixth means, the accuracy can be ensured even when the measurement distance is short, but when the measurement distance is further reduced to about 0.1 m, the measurement time becomes extremely short, about 0.6 ns. Therefore, the voltage stored in the CR circuit or the integration circuit becomes small, which makes the circuit more susceptible to drift and the like, and also makes it difficult to control the gate. Therefore, in this means, the analog measuring circuit is started from a predetermined time before the laser light irradiation, and an extra time is measured accordingly. As the start time, for example, a pulse for commanding laser beam irradiation is used. Since the time from input of the laser light irradiation command pulse to the actual irradiation of the laser light is almost constant, if this time is measured in advance and subtracted from the measurement time of the analog circuit, Correct measurements are obtained even at very short distances.

【００２９】なお、以上の各手段において、各構成要素
ごとにその一部又は全部をマイクロコンピュータのソフ
トウェアに置き換えることができる。たとえば、マイク
ロコンピュータのクロックが十分速ければ、カウンター
をハードウェアでなく、マイクロコンピュータのソフト
ウェアで代行することができるし、第１の回路、第２の
回路の選択の判断や、及び第２の回路の測定値にクロッ
クパルスの半周期分の時間を加えたり、ＣＲ回路の非線
形性を補正することは、むしろマイクロコンピュータの
ソフトウェアで行うことが好ましい。このように、各構
成要素ごとにその一部又は全部をマイクロコンピュータ
のソフトウェアに置き換えたものは、本発明の均等物で
あり、本発明の技術的範囲に含まれるものである。In each of the above means, a part or all of each component can be replaced by microcomputer software. For example, if the clock of the microcomputer is fast enough, the counter can be substituted by the software of the microcomputer instead of the hardware, and the determination of the selection of the first circuit and the second circuit, and the second circuit It is preferable to add the time corresponding to a half cycle of the clock pulse to the measured value of the above or to correct the nonlinearity of the CR circuit by using software of a microcomputer. As described above, a part or the whole of each component is replaced with the software of the microcomputer, which is equivalent to the present invention and is included in the technical scope of the present invention.

【００３０】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態である距離測定装置の主要部を示すブロック図、図２
はそのタイムチャートである。なお、以下の説明におい
て「積分器」とは、一定電圧を入力したとき、出力がラ
ンプ状に変化するものはもちろん、ＣＲ回路のように１
次遅れ的に変化するもの、その他、一定電圧を入力した
場合に、出力電圧と信号が入力された時間との間に一定
の関係のある回路全てを含むものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a distance measuring device according to a first embodiment of the present invention.
Is the time chart. In the following description, the term “integrator” refers to not only an integrator whose output changes in a ramp shape when a constant voltage is input, but also one such as a CR circuit.
It includes all circuits that change with the next delay, and all other circuits that have a fixed relationship between the output voltage and the time when the signal is input when a constant voltage is input.

【００３１】図１に示す回路には、クロックパルスとし
て２０ＭＨｚのパルスが入力されている。このパルス
は、分周器に入り、１ｋＨｚのリセットパルスとして出
力される。このリセットパルスの長さは１０μｓとされ
ており、クロックパルスと同期がとられている。すなわ
ち、測定は１ｍｓ周期で実施される。クロックパルスは
そのままCLK Aパルスとして使用され、インバーターで
反転されたクロックパルスはCLK Bパルスとして使用さ
れる。In the circuit shown in FIG. 1, a pulse of 20 MHz is input as a clock pulse. This pulse enters the frequency divider and is output as a 1 kHz reset pulse. The length of this reset pulse is set to 10 μs, and is synchronized with the clock pulse. That is, the measurement is performed at a period of 1 ms. The clock pulse is used as it is as a CLK A pulse, and the clock pulse inverted by the inverter is used as a CLK B pulse.

【００３２】リセットパルスとCLK AパルスはＬＤ発光
指令作成回路に入る。ＬＤ発光指令作成回路は、図２に
示すように、リセットパルスがなくなってから、最初の
CLKAパルスが入ったときに、クロックパルス１周期分に
対応する長さのＬＤ発光指令パルス（Start LD）を出力
する。この結果、レーザーダイオードの制御回路（図示
せず）により、距離計のレーザーダイオードが発光し、
前方に向けてレーザー光を照射する。The reset pulse and the CLK A pulse enter the LD light emission command generation circuit. As shown in FIG. 2, the LD light emission command generation circuit performs the first operation after the reset pulse disappears.
When the CLKA pulse is received, an LD emission command pulse (Start LD) having a length corresponding to one cycle of the clock pulse is output. As a result, the laser diode of the distance meter emits light by the control circuit (not shown) of the laser diode,
Irradiate laser light forward.

【００３３】このレーザー光の発光は検出回路（図示せ
ず）により検出され、ＬＤオン信号（LD On）としてフ
リップフロップＦＦ１に入力される。これにより、フリ
ップフロップＦＦ１より初期値積分器にスタートパルス
（Start）が入力され、初期値積分器は入力されている
一定の電圧の積分を開始する。The emission of the laser light is detected by a detection circuit (not shown) and input to the flip-flop FF1 as an LD-on signal (LD On). As a result, a start pulse (Start) is input from the flip-flop FF1 to the initial value integrator, and the initial value integrator starts to integrate the input constant voltage.

【００３４】一方、ＬＤオン信号（LD On）は、フリッ
プフロップＦＦ２にも入力されており、この信号が入力
されると、フリップフロップＦＦ２からカウンターゲー
トを開とする信号（Counter Gate）が出力され、カウン
ターゲートＧ１が開となって、クロックパルス（CLK
A）がカウンターに入力される状態になる。よって、カ
ウンターは、クロックパルス（CLK A）の立ち上がりの
たびごとにカウントアップされる。On the other hand, the LD on signal (LD On) is also input to the flip-flop FF2, and when this signal is input, a signal (Counter Gate) for opening the counter gate is output from the flip-flop FF2. , The counter gate G1 is opened and the clock pulse (CLK
A) is input to the counter. Therefore, the counter is counted up every time the clock pulse (CLK A) rises.

【００３５】スタートパルス（Start）がオンとなり、
カウンターゲートが開いた状態で、クロックパルス（CL
K A）が最初に立ち上がると、カウンターが０から１に
なると共に、フリップフロップＦＦ１が反転し、図２に
示すように、スタートパルス（Start）がオフとなっ
て、初期値積分器の積分動作が停止する。以後、反射パ
ルスが入力されるまで、カウンターはカウントアップを
続ける。The start pulse (Start) is turned on,
With the counter gate open, the clock pulse (CL
When KA) rises for the first time, the counter changes from 0 to 1 and the flip-flop FF1 is inverted, as shown in FIG. 2, the start pulse (Start) is turned off, and the integration operation of the initial value integrator is stopped. Stop. Thereafter, the counter continues to count up until a reflected pulse is input.

【００３６】測距対象物からの反射パルスが受光される
と、そのパルスはReflect Onパルスとして図１の制御回
路に入力される。このパルスが入力されると、フリップ
フロップＦＦ２が反転し、カウンターゲートパルス（Co
unter Gate）がオフとなる。よって、カウンターゲート
は閉じ、クロックパルス（CLK A）の入力が阻止される
ので、カウンターはそれ以上カウントアップできない状
態となる。When a reflected pulse from the object to be measured is received, the pulse is input to the control circuit of FIG. 1 as a Reflect On pulse. When this pulse is input, the flip-flop FF2 is inverted and the counter gate pulse (Co
unter Gate) turns off. Therefore, the counter gate is closed, and the input of the clock pulse (CLK A) is blocked, so that the counter cannot count up any more.

【００３７】それと同時に、Reflect Onパルスはフリッ
プフロップＦＦ３、ＦＦ４にも入力される。それによ
り、フリップフロップＦＦ３、ＦＦ４から、それぞれ第
１終端積分器作動指令パルス（Stop Dif A）とそれぞれ
第２終端積分器作動指令パルス（Stop Dif B）が出さ
れ、第１終端積分器と第２終端積分器が一定電圧の積分
を開始する。そして、この状態で最初にクロックパルス
（CLK A）が入ると、フリップフロップＦＦ３が反転
し、第１終端積分器作動指令パルス（Stop Dif A）がオ
フとなって、第１終端積分器の積分が停止される。本明
細書において「ディジタルカウンターが計数を停止す
る」というのは、このように、カウンターの計数ができ
ない状態で、計数すべきクロックパルスが入ったときの
ことをいい、カウンターゲートが閉じた後、最初のクロ
ックパルスが入った以後の状態を意味するものであっ
て、カウンターゲートが閉じた時点のことを言うのでは
ない。At the same time, the Reflect On pulse is also input to flip-flops FF3 and FF4. Thereby, the first terminal integrator operation command pulse (Stop Dif A) and the second terminal integrator operation command pulse (Stop Dif B) are output from the flip-flops FF3 and FF4, respectively. The two-terminal integrator starts to integrate the constant voltage. Then, when a clock pulse (CLK A) first enters in this state, the flip-flop FF3 is inverted, the first terminal integrator operation command pulse (Stop Dif A) is turned off, and the integration of the first terminal integrator is performed. Is stopped. In the present specification, "the digital counter stops counting" refers to the time when a clock pulse to be counted enters in a state where the counter cannot count, and after the counter gate is closed, This means the state after the first clock pulse is input, not the time when the counter gate is closed.

【００３８】フリップフロップＦＦ４は、クロックパル
ス（CLK B）が立ち上がるときに反し、このタイミング
で第２終端積分器作動指令パルス（Stop Dif B）がオフ
となって、第２終端積分器の積分が停止される。第１終
端積分器の積分電圧と、第２終端積分器の積分電圧は、
共にＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介してマイクロコンピ
ュータに読み込まれ、積分電圧の小さいほうが計算に使
用される。The flip-flop FF4 turns off the second end integrator operation command pulse (Stop Dif B) at this timing when the clock pulse (CLK B) rises, and the integration of the second end integrator is stopped. Stopped. The integrated voltage of the first terminal integrator and the integrated voltage of the second terminal integrator are:
Both are read into a microcomputer via an A / D converter (not shown), and the smaller integrated voltage is used for calculation.

【００３９】本実施の形態において、終端積分器に２つ
の積分器を使用しているのは、積分器として純粋の積分
器を使用せず、図３に示すようなＣＲ回路を使用した簡
易型の回路を積分器として使用しているからである。In the present embodiment, two integrators are used as terminal integrators because a simple integrator is not used as an integrator but a CR circuit as shown in FIG. 3 is used. Is used as an integrator.

【００４０】図３（ａ）はダイオードを利用した代表的
なＣＲ回路を示す図である。積分パルスとしては、一定
電圧のパルスを用いる。積分パルスが入力されると、増
幅器Ａ１、抵抗器Ｒ１、ダイオードＤ１を介してコンデ
ンサーＣが充電される。コンデンサーＣの充電電圧は、
高インピーダンスの増幅器Ａ３を介して出力される。充
電の際には、その電圧はＲ１・Ｃの時定数を有する一次
遅れの形状となることは周知の事実である。積分パルス
が立ち下がると、コンデンサーＣの電圧が増幅器Ａ１の
電圧より高くなるので、ダイオードＤ１が逆電圧とな
り、コンデンサーＣに蓄えられた電荷はそのまま保持さ
れる。リセットパルスが入る（アースレベルとなる）
と、コンデンサーＣに蓄えられた電荷は、ダイオードＤ
２、抵抗Ｒ２、増幅器Ａ２を解して放電される。FIG. 3A is a diagram showing a typical CR circuit using a diode. As the integration pulse, a pulse of a constant voltage is used. When the integration pulse is input, the capacitor C is charged via the amplifier A1, the resistor R1, and the diode D1. The charging voltage of the capacitor C is
The signal is output via the high impedance amplifier A3. It is a well-known fact that during charging, the voltage takes the form of a first-order lag having a time constant of R1 · C. When the integration pulse falls, the voltage of the capacitor C becomes higher than the voltage of the amplifier A1, so that the diode D1 becomes a reverse voltage, and the electric charge stored in the capacitor C is held as it is. Reset pulse enters (becomes ground level)
And the charge stored in the capacitor C is a diode D
2. Discharged through the resistor R2 and the amplifier A2.

【００４１】図３（ｂ）はダイオードを使用せず、変わ
りにゲート付の増幅器を使用したものである。ゲート付
の増幅器Ａ１、Ａ２は、積分パルス、リセットパルスが
入らないとき（０Ｖとならないとき）は絶縁体となり、
入出力を高インピーダンスで絶縁する。そして、積分パ
ルス、リセットパルスが入ったとき（０Ｖになったと
き）は、それぞれ入力を増幅するようになる。積分パル
スが入る（０Ｖになると）と、ゲート付増幅器Ａ１が一
定電圧Ｖの入力をそのまま抵抗Ｒ１に出力するので、コ
ンデンサーＣの電圧はＲ１・Ｃの時定数を有する一次遅
れに従って増加する。積分パルスが立ち下がると（ハイ
レベルになると）ゲート付増幅器Ａ１は絶縁体となり、
コンデンサーＣの電圧はそのときのレベルに維持され
る。リセットパルスが入る（０レベルになる）と、ゲー
ト付増幅器Ａ２の出力は０Ｖとなり、コンデンサーＣに
蓄積された電荷は、抵抗Ｒ２を介して放電される。この
回路においては、ダイオードを使用していないので、低
電圧部における非線形性の影響をなくすることができ
る。FIG. 3B shows an example in which a diode is not used and an amplifier with a gate is used instead. The gated amplifiers A1 and A2 become insulators when the integration pulse and the reset pulse do not enter (when they do not reach 0 V),
Insulates input and output with high impedance. When the integration pulse and the reset pulse are input (when the voltage becomes 0 V), the input is amplified. When the integration pulse is input (when the voltage reaches 0 V), the amplifier A1 with the gate outputs the input of the constant voltage V to the resistor R1 as it is, so that the voltage of the capacitor C increases according to the first-order lag having the time constant of R1 · C. When the integration pulse falls (high level), the gated amplifier A1 becomes an insulator,
The voltage of the capacitor C is maintained at the current level. When the reset pulse enters (becomes 0 level), the output of the gated amplifier A2 becomes 0 V, and the electric charge accumulated in the capacitor C is discharged via the resistor R2. In this circuit, since no diode is used, it is possible to eliminate the influence of nonlinearity in the low-voltage section.

【００４２】なお、図１に示す回路と、図３（ａ）、
（ｂ）に示す回路では、積分パルス、リセットパルスの
ハイ・ローが逆になっている場合があるが、使用する具
体的な回路に応じてパルスを反転させることは常識的事
項であるので、それらのマッチングをとるために行われ
ていることは当然であり、図面に現れていない部分につ
いてはその説明を省略する。The circuit shown in FIG. 1 and the circuit shown in FIG.
In the circuit shown in (b), the high pulse and the low pulse of the integration pulse and the reset pulse may be reversed. However, it is common sense to invert the pulse according to the specific circuit used. It is natural that the matching is performed, and the description of the parts not shown in the drawings is omitted.

【００４３】いずれにしても、ＣＲ回路の電圧出力は一
次遅れとなるので、その立ち上がり部分は急峻である
が、飽和電圧に近くなると変化率が少なくなり、従って
時間分解能が悪化する。この対策として、第１終端積分
器と第２終端積分器の二つを設け、Reflect Onパルスが
入ってからクロックパルス（CLK A）が入るまでの時間
と、Reflect Onパルスが入ってからクロックパルス（CL
K B）が入るまでの時間を計測し、短いほうを採用する
ことにしている。測定したいのは、Reflect Onパルスが
入ってからクロックパルス（CLK A）が入るまでの時間
であるので、Reflect Onパルスが入ってからクロックパ
ルス（CLK B）が入るまでの時間を採用した場合には、
クロックパルス半周期分の時間を測定値に加算する。こ
の計算は、マイクロコンピュータ内で行うようにしてい
る。In any case, since the voltage output of the CR circuit has a first-order lag, the rising portion is steep, but the rate of change decreases as the voltage approaches the saturation voltage, so that the time resolution deteriorates. As a countermeasure, a first terminal integrator and a second terminal integrator are provided, and the time from the input of the Reflect On pulse to the input of the clock pulse (CLK A) and the clock pulse after the input of the Reflect On pulse are set. (CL
It measures the time it takes to enter KB) and decides to use the shorter one. What we want to measure is the time from the input of the Reflect On pulse to the input of the clock pulse (CLK A), so if the time from the input of the Reflect On pulse to the input of the clock pulse (CLK B) is adopted Is
The time corresponding to a half cycle of the clock pulse is added to the measured value. This calculation is performed in the microcomputer.

【００４４】マイクロコンピュータは、初期積分器の電
圧、カウンターの計数値、第１終端積分器と第２終端積
分器の電圧をそれぞれ読み込む。そして、初期積分器の
電圧から計算される時間をａ、クロックパルスの周期を
ｐ、カウンターの計数値をｎ、第１終端積分器と第２終
端積分器から計算される時間のうち小さいほうをｂと
し、光速をＣとすると、測距対象物までの距離Ｄを以下
のようにして計算する。 Ｄ＝Ｃ（ａ＋ｎｐ−ｂ） 第１終端積分器を採用したとき Ｄ＝Ｃ（ａ＋ｎｐ−ｂ−ｐ/２） 第２終端積分器を採用したとき なお、本実施の形態においては、終端積分器を２個設け
ているのに対して、初期値積分器は１個しか設けていな
い。これは、反射パルスが入るタイミングとクロックパ
ルスのタイミングは、ランダムにばらつくのに対し、Ｌ
Ｄ発光指令回路にCLK Aパルスが入力されてからＬＤオ
ン信号が入るまでの時間はほぼ一定に保たれるので、積
分停止信号として使用すべきパルスをCLK Aパルスとす
べきかCLKBパルスとすべきかは、予め決められるからで
ある。The microcomputer reads the voltage of the initial integrator, the count value of the counter, and the voltages of the first terminal integrator and the second terminal integrator. The time calculated from the voltage of the initial integrator is a, the period of the clock pulse is p, the count value of the counter is n, and the smaller one of the time calculated from the first terminal integrator and the second terminal integrator is used. Assuming that b is the light speed and C is the speed of light, the distance D to the object to be measured is calculated as follows. D = C (a + np−b) When the first terminal integrator is used D = C (a + np−bp−2) When the second terminal integrator is used In this embodiment, the terminal integrator is used. Are provided, but only one initial value integrator is provided. This is because the timing at which the reflected pulse enters and the timing of the clock pulse vary randomly,
Since the time from when the CLK A pulse is input to the D light emission command circuit to when the LD ON signal is input is kept substantially constant, the pulse to be used as the integration stop signal should be the CLK A pulse or the CLKB pulse. Is determined in advance.

【００４５】図２に示すようなタイミングの場合はCLK
Aパルスを用いたほうがCLK Bパルスを用いるよりも計数
時間が短いので、CLK Aパルスを用いているが、逆の場
合はCLK Bパルスを用いる方が好ましく、この場合は実
際の測定時間にクロックパルス半周期分の時間を加えた
ものを測定時間とすることは言うまでも無い。本発明の
範囲には、このようなものをも含むことも言うまでも無
い。In the case of the timing shown in FIG.
Since the counting time is shorter when the A pulse is used than when the CLK B pulse is used, the CLK A pulse is used.However, in the opposite case, the CLK B pulse is preferably used. It goes without saying that the measurement time is obtained by adding the time corresponding to the half pulse cycle. It goes without saying that the scope of the present invention includes such a thing.

【００４６】また、ＬＤ発光指令回路にCLK Aパルスが
入力されてからＬＤオン信号が入るまでの時間がばらつ
くような場合には、終端積分器と同じように初期値積分
器を２つ設け、片方はクロックパルス（CLK A）、他方
はクロックパルス（CLK B）が入るまでの時間を測定
し、測定時間の短いほうを採用するようにしてもよい。
CLK Bが入るまでの時間を採用した場合は、クロックパ
ルス１／２周期分の補正をすることは勿論である。If the time from when the CLK A pulse is input to the LD light emission command circuit to when the LD ON signal is input varies, two initial value integrators are provided like the terminal integrator. One may measure the time until the clock pulse (CLK A) is input and the other may measure the time until the clock pulse (CLK B) is input, and the shorter measurement time may be adopted.
In the case where the time until the input of CLK B is used, it is needless to say that the correction is performed for a half cycle of the clock pulse.

【００４７】図４は、本発明の第２の実施の形態である
距離測定装置の主要部を示すブロック図、図５はそのタ
イムチャートである。図４に示す回路において、カウン
ター回路と初期値積分器に関する構成と制御は図１に示
したものと同じであるので、その説明を省略し、図１と
異なる終端積分器の制御回路の構成とその茶道について
説明する。FIG. 4 is a block diagram showing a main part of a distance measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a time chart thereof. In the circuit shown in FIG. 4, since the configuration and control relating to the counter circuit and the initial value integrator are the same as those shown in FIG. 1, the description thereof will be omitted, and the configuration and control of the terminal integrator different from FIG. The tea ceremony will be described.

【００４８】クロックパルス（CLK A、CLK B）はオフで
リレー回路である遅延回路に入り、その立下りが半周期
より短い時間だけ遅延されている。このパルスはアンド
ゲートＧ２〜Ｇ４に入力されている。リセットパルス
（Reset）が入ると、フリップフロップＦＦ３、ＦＦ４
の出力によりアンドゲートＧ２〜Ｇ４が開となり、これ
らの入力又は反転入力が第１終端積分器、第２終端積分
器の入力端子、リセット端子に入力される。When the clock pulses (CLK A, CLK B) are off, they enter a delay circuit, which is a relay circuit, and their falling is delayed by a time shorter than a half cycle. This pulse is input to AND gates G2 to G4. When a reset pulse (Reset) is input, flip-flops FF3 and FF4
Opens the AND gates G2 to G4, and their inputs or inverted inputs are input to the input terminal and the reset terminal of the first terminal integrator and the second terminal integrator.

【００４９】クロックパルス（CLK A、CLK B）のオフデ
ィレーパルスは、それぞれStop DifAパルス、Stop Dof
Bパルスとしてそれぞれ第１終端積分器、第２終端積分
器に入力される。このパルスが立ち上がっている間、第
１終端積分器、第２終端積分器は一定電圧を積分するこ
とにより計時を行う。そして、このパルスが立ち下がっ
たとき、積分が停止されると共に、反転パルスが立ち上
がってリセット端子に入力されるので、第１終端積分
器、第２終端積分器はリセットされる。この状態は、反
射光が受光されて、Reflect Onパルスが入力されるまで
繰り返される。The off-delay pulses of the clock pulses (CLK A, CLK B) are Stop DifA pulse and Stop Dof pulse, respectively.
B pulses are input to the first terminal integrator and the second terminal integrator, respectively. While this pulse is rising, the first terminal integrator and the second terminal integrator measure time by integrating a constant voltage. Then, when this pulse falls, the integration is stopped and the inverted pulse rises and is input to the reset terminal, so that the first terminal integrator and the second terminal integrator are reset. This state is repeated until reflected light is received and a Reflect On pulse is input.

【００５０】Reflect Onパルスが入力されると、フリッ
プフロップＦＦ３、ＦＦ４が反転し、その出力によりア
ンドゲートＧ２〜Ｇ４が閉となる。よって、第１終端積
分器、第２終端積分器への積分入力とリセット入力が共
にブロックされるので、第１終端積分器、第２終端積分
器の出力はその状態でホールドされる。その状態は、次
にリセットパルス（Reset）が入力されて、フリップフ
ロップＦＦ３、ＦＦ４が反転するまで続行される。When the Reflect On pulse is input, flip-flops FF3 and FF4 are inverted, and the outputs close AND gates G2 to G4. Therefore, since the integration input and the reset input to the first terminal integrator and the second terminal integrator are both blocked, the outputs of the first terminal integrator and the second terminal integrator are held in that state. This state continues until the next reset pulse (Reset) is input and the flip-flops FF3 and FF4 are inverted.

【００５１】測定が完了した時点で、マイクロコンピュ
ータは初期値積分器、カウンター、第１終端積分器、第
２終端積分器の値を入力する。そのときの、初期値積分
器の値から計算される時間をａ、カウンターのカウント
値をｎ、クロックパルスの周期をｐ、第１終端積分器、
第２終端積分器の積分値から計算される時間のうち短い
ほうを採用し、その値をｂ’とすると、測距対象物まで
の距離Ｄは、 Ｄ＝Ｃ｛ａ＋（ｎ−１）ｐ＋ｂ’｝ 第１終端積分器を採用したとき Ｄ＝Ｃ｛ａ＋（ｎ−１/２）ｐ＋ｂ’｝ 第２終端積分器を採用したとき で表される。When the measurement is completed, the microcomputer inputs the values of the initial value integrator, counter, first terminal integrator, and second terminal integrator. At that time, the time calculated from the value of the initial value integrator is a, the count value of the counter is n, the cycle of the clock pulse is p, the first terminal integrator,
Assuming that the shorter one of the times calculated from the integration value of the second terminal integrator is used and the value is b ′, the distance D to the object to be measured is D = C ｛a + (n−1) p + b {｝ When the first terminal integrator is used. D = C ｛a + (n − /) p + b ’｝ when the second terminal integrator is used.

【００５２】終端積分器を２つ設けているのに初期値積
分器は１個としている理由、初期値積分器を２個とし
て、終端積分器と同じ方式の測定を行っても良いこと、
初期値積分器に使用する積分パルスとしてクロックパル
ス（CLK B）を使用してもよいこと等は、前記図１に示
した実施の形態と同じである。The reason why the number of the initial value integrators is one while the two terminal value integrators are provided is that two initial value integrators may be used to perform measurement in the same manner as the terminal integrator.
The fact that a clock pulse (CLK B) may be used as an integration pulse used in the initial value integrator is the same as in the embodiment shown in FIG.

【００５３】以上の実施の形態においては、初期値積分
器、カウンター、終端積分器を利用し、ハイブリッドな
測定を行い、これによって長い測定レンジにおいて高分
解能と高精度を実現している。しかし、クロックパルス
の周期が５０ｎｓであるため、測定距離が7.5ｍ以下と
なると、カウンターがカウントを開始しない可能性があ
る。このような場合には、１つの積分器のみを用いて時
間計測を行ったほうが精度がよい。そのために、第３の
実施の形態においては短距離用の積分器を備えている。In the above embodiment, a hybrid measurement is performed using an initial value integrator, a counter, and a terminal integrator, thereby realizing high resolution and high accuracy in a long measurement range. However, since the cycle of the clock pulse is 50 ns, the counter may not start counting when the measurement distance becomes 7.5 m or less. In such a case, it is better to measure the time using only one integrator. For this purpose, the third embodiment includes an integrator for short distance.

【００５４】図６は短距離用積分器に関係する部分のブ
ロック図であり、図７はそれに対応するタイムチャート
である。図６に示す実施の形態は、実際には、図１に示
すカウンター回路や終端積分器を有しているが、これら
の作動については図１に関連して説明したものと同じで
あるので、図示を省略し、短距離用積分器に関係する部
分のみを示して説明する。FIG. 6 is a block diagram of a portion related to the short-range integrator, and FIG. 7 is a time chart corresponding thereto. Although the embodiment shown in FIG. 6 actually has the counter circuit and the terminal integrator shown in FIG. 1, the operations thereof are the same as those described with reference to FIG. The illustration is omitted, and only the part related to the short-range integrator is shown and described.

【００５５】レーザー光の照射が検出されると、LD On
信号が入力され、これによりフリップフロップＦＦ５よ
りStart Near 1信号が第１短距離積分器に出力される。
第１短距離積分器は、Start Near 1が入っている間、一
定電圧を積分する。測距対象物からの反射光が受光され
ると、Reflect On信号が入力され、フリップフロップＦ
Ｆ５が反転して、第１短距離積分器の積分が停止されて
そのときの電圧がホールドされ、マイクロコンピュータ
に読み込まれる。マイクロコンピュータは、カウンター
の測定値が０であるとき、第１短距離積分器の電圧から
測定される時間を測定時間として採用し、これから測定
距離を計算する。When laser light irradiation is detected, LD On
The signal is input, and the Start Near 1 signal is output from the flip-flop FF5 to the first short-range integrator.
The first short-range integrator integrates a constant voltage while Start Near 1 is on. When the reflected light from the object to be measured is received, the Reflect On signal is input and the flip-flop F
F5 is inverted, the integration of the first short-range integrator is stopped, and the voltage at that time is held and read into the microcomputer. When the measured value of the counter is 0, the microcomputer adopts the time measured from the voltage of the first short-range integrator as the measured time, and calculates the measured distance from this.

【００５６】以上のような測定回路を追加することによ
り短距離における測定精度を上げることができるが、こ
の実施の形態においては、第２短距離積分器を設けるこ
とにより、さらに極短距離の測定を可能にしている。す
なわち、測定距離が0.1ｍ近くになると、積分時間が0.6
ｎｓ近くになりフリップフロップの作動時間のばらつき
等のために測定が不安定になる可能性がある。そこで、
このような極短距離の測定用に第２短距離積分器を設け
ている。Although the measurement accuracy in a short distance can be improved by adding the above-described measuring circuit, in this embodiment, the provision of a second short distance integrator enables the measurement of an extremely short distance. Is possible. That is, when the measurement distance approaches 0.1 m, the integration time becomes 0.6.
ns and the measurement may become unstable due to variations in the operation time of the flip-flop. Therefore,
A second short distance integrator is provided for measuring such an extremely short distance.

【００５７】クロックパルス（CLK B）がアンドゲート
Ｇ６を介してフリップフロップＦＦ６に入力されると、
フリップフロップＦＦ６からStart Near 2信号が第２短
距離積分器に出力される。第２短距離積分器は、Start
Near 2信号が入っている間、一定電圧の積分を行う。こ
の状態で測距対象物からの反射光が受光されると、Refl
ect On信号が入力され、フリップフロップＦＦ７が反転
して、その出力によりフリップフロップＦＦ６を反転さ
せると共に、アンドゲートＧ６を閉じてクロックパルス
（CLK B）の入力を阻止する。これにより、第２短距離
積分器の積分が停止されてそのときの電圧がホールドさ
れ、マイクロコンピュータに読み込まれる。When the clock pulse (CLK B) is input to the flip-flop FF6 via the AND gate G6,
The Start Near 2 signal is output from the flip-flop FF6 to the second short-range integrator. The second short-range integrator is Start
During integration of Near 2 signal, constant voltage integration is performed. When reflected light from the object to be measured is received in this state,
The ect On signal is input, the flip-flop FF7 is inverted, and the flip-flop FF6 is inverted by the output, and the AND gate G6 is closed to block the input of the clock pulse (CLK B). As a result, the integration of the second short-range integrator is stopped, and the voltage at that time is held and read into the microcomputer.

【００５８】マイクロコンピュータは、第１短距離積分
器の出力が一定値以下のとき、第２短距離積分器の値を
使用して、測距対象物までの距離を測定する。第２短距
離積分器が積分を行っている時間は、クロックパルス
（CLK B）が立ち上がってからReflect On信号が入力さ
れる間での時間であり、正確にいうと距離とは直接関係
の無い値である。しかし、ＬＤ発光指令（CLK Aに同
期）が出てから、LD On信号が検出されるまでの時間は
ほぼ一定とみなされるので、クロックパルス（CLK B）
が立ち上がってからLD On信号が検出されるまでの時間
もほぼ一定とみなされ、測定された時間よりこの時間を
差し引くことにより距離測定を行うことができる。When the output of the first short-range integrator is equal to or less than a predetermined value, the microcomputer measures the distance to the object to be measured using the value of the second short-range integrator. The time during which the second short-range integrator is performing integration is the time from when the clock pulse (CLK B) rises to when the Reflect On signal is input, and is not directly related to distance, to be precise. Value. However, since the time from when the LD emission command (synchronized with CLK A) is issued to when the LD On signal is detected is regarded as substantially constant, the clock pulse (CLK B)
It is considered that the time from when the signal rises to when the LD On signal is detected is almost constant, and the distance can be measured by subtracting this time from the measured time.

【００５９】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明及び請求項３に係る発明においては、デ
ィジタルカウンターで測定分解能を超える部分をアナロ
グ回路による測定値で補足しているので、ディジタル回
路の分解能を高くする必要が無く、従って低周波のクロ
ックパルスを使用でき、カウンターの必要ビット数も少
なくなるので安価となる。また、アナログ回路で測定し
ている時間は短い時間であるので、測定精度が粗くて
も、全体の測定精度が悪くなることは無い。As described above, in the present invention according to the first and third aspects of the present invention, the portion exceeding the measurement resolution by the digital counter is supplemented by the value measured by the analog circuit. Therefore, it is not necessary to increase the resolution of the digital circuit, so that a low-frequency clock pulse can be used, and the number of required bits of the counter is reduced, so that the cost is reduced. Further, since the time measured by the analog circuit is short, even if the measurement accuracy is low, the overall measurement accuracy does not deteriorate.

【００６０】請求項２に係る発明、請求項４及び請求項
５に係る発明においては、ＣＲ回路を用いるような場合
でも、立ち上がりの急峻な部分を選択して使用すること
ができ、測定精度の劣化を防ぐことができる。According to the second, fourth and fifth aspects of the present invention, even when a CR circuit is used, a portion having a steep rise can be selected and used, and the measurement accuracy can be improved. Deterioration can be prevented.

【００６１】請求項６に係る発明においては、短距離に
おいては、アナログ回路を使用して、レーザー光を照射
してからレーザー光を受光するまでの時間を測定し、そ
の値を採用することにしているので、非常に短い距離に
おいても、測定精度を確保することができる。In the invention according to claim 6, for a short distance, an analog circuit is used to measure the time from irradiating the laser beam to receiving the laser beam, and adopt the value. Therefore, measurement accuracy can be ensured even at a very short distance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施の形態である距離測定装置
の主要部を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a distance measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１に示す回路の作動を示すタイムチャートで
ある。FIG. 2 is a time chart showing the operation of the circuit shown in FIG.

【図３】ＣＲ回路を使用した簡易型積分器の構成の例を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a configuration of a simplified integrator using a CR circuit.

【図４】本発明の第２の実施の形態である距離測定装置
の主要部を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a main part of a distance measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図５】図４に示す回路の作動を示すタイムチャートで
ある。FIG. 5 is a time chart showing the operation of the circuit shown in FIG. 4;

【図６】本発明の第３の実施の形態である距離測定装置
の、短距離用積分器に関係する部分のブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram of a portion related to a short-distance integrator of a distance measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【図７】図６に示す回路の作動を示すタイムチャートで
ある。FIG. 7 is a time chart showing the operation of the circuit shown in FIG. 6;

【図８】レーザー距離計の測定回路の概要を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing an outline of a measurement circuit of the laser distance meter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H180 AA01 CC03 CC14 LL01 LL04 5J084 AA02 AA05 AB01 AC02 AD01 BA03 BA36 CA03 CA31 CA53 CA61 EA22  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H180 AA01 CC03 CC14 LL01 LL04 5J084 AA02 AA05 AB01 AC02 AD01 BA03 BA36 CA03 CA31 CA53 CA61 EA22

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 車両前方の測距対象物に向けてレーザー
光を照射し、反射されたレーザー光を受光して、レーザ
ー光の照射から受光までの経過時間を測定することによ
り、測距対象物までの距離を測定する距離測定装置であ
って、経過時間を係数するディジタルカウンターと、レ
ーザー光を照射してからディジタルカウンターが計数を
開始するまでの時間をアナログ回路を基本回路として測
定する第１の計時装置と、レーザー光を受光してからデ
ィジタルカウンターが計数を停止するまでの時間をアナ
ログ回路を基本回路として測定する第２の計時装置を有
してなり、ディジタルカウンターと、第１の計時装置、
第２の計時装置の測定値に基づいて測距対象物までの距
離を測定することを特徴とする距離測定装置。1. A distance measuring object is irradiated by irradiating a laser beam toward a distance measuring object in front of a vehicle, receiving a reflected laser beam, and measuring an elapsed time from irradiation of the laser beam to light receiving. A distance measuring device for measuring a distance to an object, comprising: a digital counter for counting an elapsed time; and a digital counter for measuring a time from irradiating a laser beam until the digital counter starts counting using an analog circuit as a basic circuit. And a second timer for measuring the time from when the laser beam is received to when the digital counter stops counting, using an analog circuit as a basic circuit. Timing device,
A distance measuring device for measuring a distance to a distance measurement target based on a measurement value of a second timing device. 【請求項２】 請求項１に記載の距離測定装置であっ
て、前記第１の計時装置と第２の計時装置の少なくとも
一方は、レーザー光を照射、又はレーザー光を受光して
から、前記ディジタルカウンターをカウントアップする
クロックパルスが立ち上がるまでの時間をアナログ的に
測定する第１の回路と、レーザー光を照射、又はレーザ
ー光を受光してから、前記クロックパルスが立ち下がる
までの時間をアナログ的に測定する第２の回路とを有
し、これら２つの回路のうち測定時間の短いほうを選択
し、第２の回路の値を採用した場合は、測定時間に前記
クロックパルスの半周期分の時間を加えたものを計時出
力とするものであることを特徴とする距離測定装置。2. The distance measuring device according to claim 1, wherein at least one of the first timing device and the second timing device irradiates a laser beam or receives a laser beam before receiving the laser beam. A first circuit that measures the time until a clock pulse that counts up a digital counter rises in an analog manner, and an analog circuit that measures the time from irradiation of a laser beam or reception of a laser beam to the fall of the clock pulse. And a second circuit for performing the measurement, the shorter one of the two circuits having the shorter measurement time is selected, and when the value of the second circuit is adopted, the half period of the clock pulse corresponds to the measurement time. A distance measuring device that outputs a timed output to which time has been added. 【請求項３】 車両前方の測距対象物に向けてレーザー
光を照射し、反射されたレーザー光を受光して、レーザ
ー光の照射から受光までの経過時間を測定することによ
り、測距対象物までの距離を測定する距離測定装置であ
って、経過時間を係数するディジタルカウンターと、レ
ーザー光を照射してからディジタルカウンターが計数を
開始するまでの時間をアナログ回路を基本回路として測
定する第１の計時装置と、ディジタルカウンターのカウ
ントアップの直前のタイミングでリセットされた後、デ
ィジタルカウンターのカウントアップ時に測定を開始
し、レーザー光をするまでの時間をアナログ回路を基本
回路として測定する第２の計時装置を有してなり、ディ
ジタルカウンターと、第１の計時装置、第２の計時装置
の測定値に基づいて測距対象物までの距離を測定するこ
とを特徴とする距離測定装置。3. An object to be measured by irradiating a laser beam toward an object to be measured in front of the vehicle, receiving the reflected laser beam, and measuring an elapsed time from the irradiation of the laser beam to the reception of the laser beam. A distance measuring device for measuring a distance to an object, comprising: a digital counter for counting an elapsed time; and a digital counter for measuring a time from irradiating a laser beam until the digital counter starts counting using an analog circuit as a basic circuit. A second timer for measuring the time until a laser beam is emitted using an analog circuit as a basic circuit. A time counter based on the digital counter, the first timer, and the second timer. A distance measuring device for measuring a distance to a distance target. 【請求項４】 車両前方の測距対象物に向けてレーザー
光を照射し、反射されたレーザー光を受光して、レーザ
ー光の照射から受光までの経過時間を測定することによ
り、測距対象物までの距離を測定する距離測定装置であ
って、経過時間を係数するディジタルカウンターと、レ
ーザー光を照射してからディジタルカウンターが計数を
開始するまでの時間をアナログ回路を基本回路として測
定する第１の計時装置と、ディジタルカウンターを立ち
上がりでカウントアップするクロックパルスの立ち上が
りのタイミングでリセット後測定を開始し、レーザー光
を受光するまでの時間をアナログ回路を基本回路として
測定する第２の計時装置と、前記クロックパルスの立ち
下がりのタイミングでリセット後測定を開始し、レーザ
ー光受光をするまでの時間をアナログ回路を基本回路と
して測定し、アナログ回路の測定値に前記クロックパル
スの半周期分の時間を加えたものを出力する第３の計時
装置とを有してなり、ディジタルカウンターと、第１の
計時装置、及び、第２の計時装置、第３の計時装置のう
ちアナログ回路の測定値の小さいほうの測定値に基づい
て測距対象物までの距離を測定することを特徴とする距
離測定装置。4. An object to be measured by irradiating a laser beam toward an object to be measured in front of the vehicle, receiving the reflected laser beam, and measuring an elapsed time from the irradiation of the laser beam to the reception of the laser beam. A distance measuring device for measuring a distance to an object, comprising: a digital counter for counting an elapsed time; and a digital counter for measuring a time from irradiating a laser beam until the digital counter starts counting using an analog circuit as a basic circuit. And a second timing device that starts measurement after reset at the rising timing of a clock pulse that counts up at the rising edge of a digital counter, and measures the time until laser light is received using an analog circuit as a basic circuit. And start the measurement after reset at the falling timing of the clock pulse until the laser light is received. A time counter for measuring the time of the analog circuit as a basic circuit, and outputting a value obtained by adding a time corresponding to a half cycle of the clock pulse to the measured value of the analog circuit, a digital counter, The distance to the object to be measured is measured based on the smaller one of the measured values of the analog circuit among the first, second, and third time measuring devices. Distance measuring device. 【請求項５】 請求項３又は請求項４に記載の距離測定
装置であって、前記第１の計時装置は、レーザー光を照
射してから、前記ディジタルカウンターをカウントアッ
プするクロックパルスが立ち上がるまでの時間をアナロ
グ的に測定する第１の回路と、前記クロックパルスが立
ち下がるまでの時間をアナログ的に測定する第２の回路
とを有し、これら２つの回路のうち測定時間の短いほう
を選択し、第２の回路の値を採用した場合は、測定時間
に前記クロックパルスの半周期分の時間を加えたものを
計時出力とするものであることを特徴とする距離測定装
置。5. The distance measuring device according to claim 3, wherein the first time counting device irradiates a laser beam and then starts a clock pulse for counting up the digital counter. And a second circuit for analogously measuring the time until the clock pulse falls. The shorter one of the two circuits has the shorter measurement time. The distance measuring device is characterized in that, when the value is selected and the value of the second circuit is adopted, a value obtained by adding a time corresponding to a half cycle of the clock pulse to a measuring time is used as a time output. 【請求項６】 請求項１から請求項５のうちいずれか１
項に記載の距離測定装置であって、レーザー光を照射し
てからレーザー光を受光するまでの時間をアナログ回路
を基本回路として測定する短時間測定装置を併せて有
し、前記ディジタルカウンターが０カウントである場合
には、短時間測定装置の測定値に基づいて測距対象物ま
での距離を測定することを特徴とする距離測定装置。6. One of claims 1 to 5
The distance measuring device according to the item, further comprising a short time measuring device for measuring the time from the irradiation of the laser light to the reception of the laser light using an analog circuit as a basic circuit, wherein the digital counter is 0 In the case of counting, a distance measuring device that measures a distance to a distance measurement target based on a measurement value of a short-time measuring device. 【請求項７】 請求項１から請求項５のうちいずれか１
項に記載の距離測定装置であって、レーザー光を照射す
る所定時間前からレーザー光を受光するまでの時間をア
ナログ回路を基本回路として測定する短時間測定装置を
併せて有し、前記ディジタルカウンターが０カウントで
ある場合には、短時間測定装置の測定値に基づいて測距
対象物までの距離を測定することを特徴とする距離測定
装置。7. One of claims 1 to 5
The distance measuring device according to the item, further comprising a short-time measuring device for measuring the time from a predetermined time before the laser light irradiation until receiving the laser light using an analog circuit as a basic circuit, the digital counter A distance measurement device that measures a distance to a distance measurement target based on a measurement value of the short-time measurement device when is 0 count.