JP4718796B2

JP4718796B2 - 距離測定装置

Info

Publication number: JP4718796B2
Application number: JP2004166524A
Authority: JP
Inventors: 達哉伊藤
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2024-06-04
Also published as: JP2005345320A

Description

本発明は、パルス状のレーザ光を対象物に向けて照射した時刻と、対象物からの反射による信号を検知した時刻との時間差を検出することにより対象物までの距離を測定する測距測定装置に関する。

従来のこの種の距離測定装置は、レーザ光の照射検出後に最初のクロックパルスが入力してからの経過時間を計数するデジタルカウンタと、レーザ光を照射してからデジタルカウンタが計数を開始するまでの時間と、対象物からの反射信号を受信後デジタルカウンタが計数を終了するまでの時間を２つの終端積分器を使用して測定する手段を有し、上記計数時間及び積分器による測定時間をマイクロコンピュータへ送信して、マイクロコンピュータが最終的な測定データを算出処理するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−８３２５０（第２−７項、図１，図２）

しかしながら、上述した従来技術では、デジタルカウンタの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するため、測定値とデジタルカウンタによる計数結果をマイクロコンピュータへ送信し、マイクロコンピュータで最終的な測距データを算出処理するので、全体構成が複雑になるいう第１の問題点がある。

また、マイクロコンピュータを使用するため、消費電力が大きくなるいう第２の問題点がある。

そこで、本発明の目的は、取得データのデジタル化やＣＰＵなどによる複雑な処理を行うことなく低電力で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にある。

請求項１記載の発明は、パルス状のレーザ光を対象物に向けて照射した時刻と、対象物からの反射による受信信号を検知した時刻との時間差を測距クロックで計数することにより対象物までの距離を測定する距離測定装置において、測距クロックのベースとなる周期Ｔの基本サンプルクロックを距離分解能に応じた整数Ｎにより、相互にＴ／（Ｎ＋１）づつ位相をずらせたサンプルクロック１〜Ｎを発生するＮ個のディレイライン（図１の２−１〜２−Ｎ）と、基本サンプルクロックに応答してレーザ光の発生を指示するとともに、受信信号のピーク値を認識すると、サンプル／ホールド制御信号，セレクトカウンタクロックおよびセレクトカウンタクロックの周期をＡ等分した参照電圧切替信号を発生するパルス発生部（図１の３）と、受信信号を基本サンプルクロックまたはサンプルクロック１〜Ｎによりサンプリングし前記サンプル／ホールド制御信号が入力するとサンプルデータ０〜Ｎを保持する（Ｎ＋１）個のサンプルホールド回路（図１の１０−０〜１０−Ｎ）と、セレクトカウンタクロックをカウントしてセレクトカウント値０〜Ｎを出力するセレクトカウンタと、サンプルホールド回路で保持されたサンプルデータ０〜Ｎを対応するセレクトカウント値０〜Ｎにより選択して順次に出力するアナログマルチプレクサ（図１の１１）と、受信信号のピーク値を上限とし該ピーク値の５０％程度を下限値としてこの間の電圧を、前記アナログマルチプレクサからの出力に対して１対１の固有なコード信号を発生させるようにＡとおりに抵抗分圧し、参照電圧切替信号に応答してＡとおりの参照電圧列を出力する参照電圧発生抵抗網（図１の１４）と、アナログマルチプレクッサからの出力レベルにつき前記参照電圧列との比較におい出力される固有なＡビットのデジタルエンコード信号を出力するアナログエンコーダ（図１の１３）と、受信信号のピーク値に最も近いデジタルエンコード信号を挟むデジタルエンコード信号がデータパターンとして予め登録されているパターンレジスタ（図１の１６）と、アナログエンコーダから順次に出力されるデジタルエンコード信号をデータパターンの長さに亘ってデータパターンと比較し一致するとセレクトカウンタのカウントを停止させるコンパレータ（図１の１７）とを備え、距離測定をカウント停止時のセレクトカウント値で補正することを特徴とする。
距離測定装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、アナログエンコーダはＡ個の基本回路から成り；各基本回路は、参照電圧発生抵抗網における各系列の最大Ｍ個の抵抗器に対応したＭ組のスイッチングトランジスタのペアがコレクタ側の接続先を一つおきに変えながら負荷抵抗に繋げられ、ペアとなるスイッチングトランジスタの共通エミッタは定電流源に接続され、ペアとなる一方のスイッチングトランジスタＭ個それぞれのベースには、参照電圧発生抵抗網からのＭ個の電圧値が参照電圧列Ｘ（Ｘ＝１〜Ａ）として供給され、また、ペアとなる他方のスイッチングトランジスタのベースには、前記アナログマルチプレクサの出力が共通して供給されることを特徴とする距離測定装置である。

本発明の効果は、受信信号のレベルをデジタル化することなく、アナログ値をそまま取り扱い、そのレベルの前後関係からピークレベルとなる時刻に最も近いサンプリングクロックを特定して距離補正データとする手法を採用したため、低速動作のサンプルホールド回路，アナログエンコーダおよび簡単な論理回路によりピーク値検出回路が構成でき、その結果として低消費電力化を図ることができるということである。

本発明の距離測定回路は、測定対象物に対し、クロックに同期しパルス化したレーザ光を照射する手段と、測定対象物から反射される受信信号のピーク値を検出する手段と、レーザ光を送信してからピーク値直前までのクロックの計数結果を保持する手段と、クロックの周期をＮ等分した遅延時間だけ位相をずらせた（Ｎ＋１）個のサンプルクロックによりサンプリングして保持する手段と、保持したアナログ値をアナログエンコーダに入力する手段と、アナログエンコーダに印加する参照電圧を変化させる手段と、アナログエンコーダが出力するシリアル形式の信号をパターンレジスタと比較する手段と、前記の比較結果が一致した場合、ピーク値直前のクロックからピーク値までのサンプルクロックの計数値を保持することを特徴とする。

受信信号のピーク値直前のクロックからピーク値までのサンプルクロックは、ピーク値が検出された直後または数回後のサンプルクロックによるサンプリングを最後にサンプリングを停止し、停止後の前記サンプリングクロックによる保持結果を順次アナログエンコーダに入力しアナログエンコーダの参照電圧を変化させながらそのエンコード出力結果とパターンレジスタに登録されたデータとの比較から受信信号がピーク値となる時刻に相当するサンプリングクロックを特定する。

次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の距離測定装置の一実施例を示すブロック図である。この距離測定装置は、パルスレーザ光を発生して距離測定対象物０に向けて照射し、距離測定対象物０から反射されてくる光信号を受信する。そして、レーザ送信を送信した時刻から受信信号を受信する時刻までの時間を検出することにより距離測定対象物０までの距離を測定するものである。

上記距離測定を行うために、本距離測定装置は、クロック発生器１，Ｎ個のディレイライン２−１〜２−Ｎ，パルス発生部３，レーザ光発生部４，送光光学系５，受光光学系６，検知器７，アンプ８，ピーク検出器９，（Ｎ＋１）個のサンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎ，アナログマルチプレクサ１１，セレクトカウンタ１２，アナログエンコーダ１３，参照電圧発生抵抗網１４，シフトレジスタ１５，パターンレジスタ１６，コンパレータ１７，下位レジスタ１８，測距カウンタ１９および上位レジスタ２０から構成される。

クロック発生器１は、サンプルクロックＳＣ０を発生してパルス発生部３，サンプルホールド回路１０−０およびＮ個のディレイライン２−Ｋ（Ｋ＝１〜Ｎ）に供給する。クロック発生器１は、また、距離測定の基本クロックとなる測距クロックを測距カウンタ１９に供給する。

ディレイライン２−Ｋは、クロック発生器１が発生したサンプルクロックＳＣ０の周期をＴとすると、サンプルクロックＳＣ０に対してＴ×Ｋ／（Ｎ＋１）の遅延時間を持つサンプルクロックＳＣＫを発生する。これにより、Ｎ個のディレイラインによりＮ相のサンプルクロックＳＣ１〜ＳＣＮが得られることになる。ここで、Ｎは必要な距離分解能に応じて決定する。サンプルクロックＳＣ１〜ＳＣＮは、サンプルホールド回路１０−１〜１０−Ｎに入力され、各々のサンプルホールド回路が受信信号（アンプ８の出力）を保持するタイミングを決定する。

パルス発生部３は、クロック発生器１からのサンプルクロックＳＣ０を基にレーザ光発生部４がパルスレーザ発生に必要なレーザ発射制御信号、サンプルホールド回路１０−１〜１０−Ｎがサンプルしたデータを保持するタイミングを決定するサンプル／ホールド制御信号ＳＨ、およびセレクトカウンタ１２，シフトレジスタ１５を動作させるためのセレクトカウンタクロック信号ＳＣを発生する。パルス発生部３は、また、セレクトカウンタ１２および測距カウンタ１９のカウンタクリア信号、および参照電圧発生回路１４がアナログエンコーダ１３に印加する参照電圧を切り替えるための参照電圧切替信号を発生する。

レーザ光発生部４は、サンプルクロックＳＣ０に同期したレーザ発射制御信号がパルス発生部３から出力されるとパルスレーザ光を発生し、パルスレーザ光は送光光学系５を経由して距離測定対象物０に向け照射される。レーザ光発生部４は、また、パルス発生タイミングを認識させるスタート信号を測距カウンタ１９へ出力する。

受光光学系６は、距離測定対象物０から反射される光信号を受信し、検知器７に導く。検知器７は、光による微弱な入力信号を電気信号に変換してアンプ８に出力する。また、電気信号の値が閾値に達すると受信タイミングを知らせるためのストップ信号を測距カウンタ１９へ出力する。

測距カウンタ１９は、スタート信号からストップ信号までの間、サンプルクロックＳＣ０の立上り毎に測距クロックの計数を行い、その結果を上位レジスタ２０に登録する。

アンプ８は、検知器７から入力する電気信号を増幅してサンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎに入力する。サンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎは、それぞれサンプルクロックＳＣ０〜ＳＣＮによりアンプ８の出力をサンプルする。アンプ８の出力は、また、ピーク検出器９に入力し、ピーク検出器９はそのピーク値を検出したタイミング信号をパルス発生部３に送ると同時にピーク値を参照電圧発生抵抗網１４に印加する。

パルス発生部３は、上記タイミングによって受信信号のピーク値を認識すると、サンプル／ホールド制御信号ＳＨを出力して、その直後または数回後のサンプルクロックによりサンプルされたデータの保持（データ更新の中止）を指示する。これにより、サンプル／ホールド制御信号ＳＨの立上りで（Ｎ＋１）個のサンプル値は全て保持される。これらのサンプルデータは、アナログマルチプレクサ１１に入力される。セレクトカウンタ１２は、パルス発生部３から出力される（Ｎ＋１）個のセレクトカウンタクロックＳＣにより順次インクリメントされ、そのカウント結果をアナログマルチプレクサ１１に入力する。

アナログマルチプレクサ１１は、セレクトカウンタ１２のカウント結果により指定されるサンプルデータを選択し、アナログエンコード入力信号として順次にアナログエンコーダ１３に出力する。

参照電圧発生抵抗網１４は、ピーク検出器９からのピーク値を上限とし、ピーク値の５０％程度を下限値として、印加された電圧を抵抗分圧するものであり、パルス発生部３からの参照電圧切替信号に従い、Ａ通り（Ａは正整数）の参照電圧の組合せ（参照電圧列）を提供する。ここで、Ａの値と各参照電圧列を構成する参照電圧は、後述するアナログエンコーダ１３がアナログエンコード入力信号のレベルに対して１対１の固有なコード信号を発生させるように決定させる。

アナログエンコーダ１３は、アナログマルチプレクッサ１１から順次に入力される各アナログエンコード入力信号につき、参照電圧列をＡ回変え、ビット数Ａの固有なアナログエンコード出力信号を出力する。つまり、サンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎが受信信号のピーク値付近で保持（保存）した（Ｎ＋１）個のサンプルデータには、受信信号のピーク値に最も近い信号が含まれ、これらのサンプルデータはそれぞれ（Ｎ＋１）通りの個別なアナログエンコード出力信号に変換される。

これらパルス状のアナログエンコード出力信号は、アナログエンコーダ１３においてデジタルエンコード信号に変換された後、シフトレジスタ１５に入力する。パターンレジスタ１６には、受信信号がピーク値となる時のデジタルエンコード信号を含むデータパターンが予め登録されている。コンパレータ１７は、セレクトカウンタクロックＳＣによりビットシフトしたデジタルエンコード信号と、パターンレジスタデータとの内容を逐次に比較する。その結果、サンプルデータとパターンレジスタデータとの一致を検出すると、セレクトカウンタ１２に対してカウントストップ信号を出力し、この時のセレクトカウンタ１２のカウント結果（セレクトカウンタ設定値）が下位レジスタ１８に登録される。

この下位レジスタ１８に登録されたデータと、測距クロックを補間するサンプルクロックＳＣ０〜ＳＣＮとは１対１の関係を持つため、受信信号がピーク値となる時刻に最も近い（Ｎ＋１）個のサンプルクロックを特定することができる。

一方、測距カウンタ１９は、レーザ光発生部４から入力されるスタート信号および検知器から入力されるストップ信号の変化する時刻間を測距クロックによって計数し、その結果を上位レジスタ２０に登録する。この結果、上位レジスタ２０および下位レジスタ１８に登録されたデータを組み合わせることにより距離測定対象物０までの距離データを得ることができるようになる。

尚、本発明の構成において、参照電圧発生抵抗網１４の下限値設定に際しての上限値に対する割合、ピーク検出器９がピーク値を検出してからサンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎによるサンプルを中止して（Ｎ＋１）個のデータを保持するまでの時間（クロック数は固定でＮより十分小さい値）、およびパターンレジスタ１６に記録する波形コードデータの長さおよび内容選定（比較対象複数可）は、距離測定対象物０の種類，レーザ送受信部からの距離，受信信号の波形特性等にあわせて任意に決定すれば良い。

次に、本距離測定装置の動作について、図２〜図１０を参照しながら更に詳細に説明する。

本距離測定装置は、基本的には測距カウンタ１９が測定する時間によって距離測定対象物０までの距離を測定するが、これのみでは正確な測定ができない。測距カウンタ１９のみでは測定することができない時間は、レーザパルスの送信時刻から最初の測距クロックの立上りまでの時間と、受信信号がピーク値となる時刻とその直前の測距クロックの立上りまで時間である。

前者は、固定的なものであるが、後者は変動するため、上述のように（Ｎ＋１）相のクロックにより計測することとしたのである。図２は、上述の事情を説明するためにレーザ送信パルスおよび距離測定対象物０からの受信信号のタイミングを示したタイムチャートである。

図２において、パルス発生部３からのレーザ発射制御信号を受けて出力されるレーザ送信パルスの中心時刻t0から、最初の測距クロックの立上り時刻t1までの時間は固定値である。時刻t1から受信信号がピーク値となる時刻t3の直前の測距クロックの立上り時刻t2までの時間が測距カウンタ１９による計数範囲である。そして、時刻t2から時刻t3までの時間（図２に示す補正値）を求めるための手段が図１における参照番号８〜１８の回路群である。

図３は、サンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎの動作を示すタイムチャートである。（Ｎ＋１）相のサンプルクロックに対応して（Ｎ＋１）個のサンプルデータがサンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎから得られ、サンプル／ホールド制御信号ＳＨにより、サンプリングが停止し、この時刻t4のサンプルデータがサンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎに保持される。これにより、受信信号のピーク値付近をサンプリングする状態が視覚的に理解できよう。

図４は、参照電圧発生抵抗網１４の構成を示す。参照電圧発生抵抗網１４は、最大Ｍ（Ｍは奇数）×Ａ個の抵抗から成る抵抗網と、マルチプレクサとで構成されている。抵抗網は、ピーク値検出器９からのピーク値に基づく参照電圧上限値〜参照電圧下限値の電圧値を最大Ｍ個の抵抗器でＡとおり（Ａ系列）に分圧する。分圧された電圧値はマルチプレクサに導かれ、系列単位に参照電圧切替信号によって順次に切り替えられる。切り替えられた電圧値はアナログエンコーダ１３に供給される。

図５は、アナログエンコーダ１３の基本構成を示す。アナログエンコーダ１３は、この基本構成回路を図４に示した系列分だけ有する。図５において、参照電圧発生抵抗網１４における各系列の最大Ｍ個の抵抗器に対応したＭ組のＮＰＮ型高速スイッチングトランジスタのペアがコレクタ側の接続先を一つおきに変えながら負荷抵抗ＲＬ１，ＲＬ２に繋げられたものである。ペアとなるＮＰＮ型高速スイッチングトランジスタの共通エミッタは定電流源に接続されていてる。

ペアとなる一方のＮＰＮ型高速スイッチングトランジスタＭ個それぞれのベースには、参照電圧発生抵抗網１４からのＭ個の電圧値が参照電圧列Ｘ（Ｘ＝１〜Ａ）として供給される。また、ペアとなる他方のＮＰＮ型高速スイッチングトランジスタのベースには、アナログマルチプレクサ１１の出力がアナログエンコード入力信号として共通して供給される。

ペアトランジスタはベース電圧の多少によっていずれか一方のトランジスタが導通し、負荷抵抗器ＲＬ１と負荷抵抗器ＲＬ２に電流が流れる。そして、負荷抵抗器ＲＬ１と負荷抵抗器ＲＬ２に流れる電流の正負の差分により、アナログエンコード入力信号の値に応じて、図６（Ａ）に示すようなパルス状の差動出力信号（アナログエンコード出力信号）が得られる。これらの信号は、図６（Ｂ）に示すようにデジタルコードに変換されて、アナログエンコーダ１３からデジタルエンコード信号として出力される。図６に示す信号は、図５に示した基本構成回路それぞれから得られる。

上述の図４〜図６による説明をより具体化するために、アナログエンコーダ１３に印加する参照電圧列を４系列とした場合の各参照電圧の例を図５の基本構成回路とともに図７に示す。図７を参照すると、参照電圧列１は1V,5V,11V,15V,16V、参照電圧列２は2V,6V,8V,10V,14V、参照電圧列３は3V,7V,9V,13V,16V、参照電圧列４は4V,8V,12V,16V,16Vという、それぞれ５つの参照電圧から成る。これらの参照電圧は、アナログエンコード入力信号のレベルに対して１対１の固有なコード信号を発生させるように決定される。

図８は、アナログエンコード入力信号のレベル1V〜16Vに対して、図７に示した参照電圧例１，２，３，４を切り替えることによって得られるデジタルエンコード信号１，２，３，４をビット表示とともに示している。図８のデジタルエンコード信号の波形は、アナログエンコード入力信号1V〜16VがトランジスタTr2，Tr4，Tr6，Tr8，Tr10のベースに供給されている各場合に、参照電圧がトランジスタTr1，Tr3，Tr5，Tr7，Tr9のベースに供給され、ＲＬ１とＲＬ２のいずれに多くの電流が流れるかを検証することによって得ることができる。

例えば、アナログエンコード入力信号1V〜2Vの場合、参照電圧列１に対しては、トランジスタTr2，Tr3，Tr5，Tr7，Tr9が導通するので、負荷抵抗器ＲＬ２にトランジスタ１個分だけ多くの電流が流れる結果、アナログエンコード出力信号、したがってデジタルエンコード信号１は正極性となる。しかし、参照電圧列２〜４に対しては、トランジスタTr1，Tr3，Tr5，Tr7，Tr9が導通するので負荷抵抗器ＲＬ１にトランジスタ１個分だけ多くの電流が流れる結果、アナログエンコード出力信号、したがってデジタルエンコード信号１は負極性となる。

また、アナログエンコード入力信号2V〜3Vの場合、参照電圧列１，２に対しては、ランジスタTr2，Tr3，Tr5，Tr7，Tr9が導通するので負荷抵抗器ＲＬ２により多くの電流が流れる結果、アナログエンコード出力信号、したがってデジタルエンコード信号１は正極性となる。しかし、参照電圧列３，４に対しては、トランジスタTr1，Tr3，Tr5，Tr7，Tr9が導通するので負荷抵抗器ＲＬ１により多くの電流が流れる結果、アナログエンコード出力信号、したがってデジタルエンコード信号１は負極性となる。

また、アナログエンコード入力信号3V〜4Vの場合、参照電圧列１，２，３に対しては、ランジスタTr2，Tr3，Tr5，Tr7，Tr9が導通するので負荷抵抗器ＲＬ２により多くの電流が流れる結果、アナログエンコード出力信号、したがってデジタルエンコード信号１は正極性となる。しかし、参照電圧列４に対しては、トランジスタTr1，Tr3，Tr5，Tr7，Tr9が導通するので負荷抵抗器ＲＬ１により多くの電流が流れる結果、アナログエンコード出力信号、したがってデジタルエンコード信号１は負極性となる。

また、アナログエンコード入力信号4V〜5Vの場合、参照電圧列１〜４の全て対して、ランジスタTr2，Tr3，Tr5，Tr7，Tr9が導通するので負荷抵抗器ＲＬ２により多くの電流が流れる結果、アナログエンコード出力信号、したがってデジタルエンコード信号１は正極性となる。他のアナログエンコード入力信号のレベル5V〜16Vについても同様にして、図１０に示すような結果が得られる。

以上のようにして、図７の具体例におけるアナログエンコード入力信号の値に対し、図８に示すように固有の４ビットコードが出力される。ここでは、便宜的に、参照電圧の最大値と最小値の差を１６Ｖとし、参照電圧の設定の単位をＶとしている。この場合、パターンレジスタ１６の設定例として、受信信号のピーク値に対応する参照電圧の最大値１６Ｖを示すデジタルエンコード信号を含む［１１０１］→［０１０１］→［１１０１］と変化する１２ビットのデータパターンなどが考えられる。

図９は、セレクトカウンタ１２の動作開始タイミングと、アナログマルチプレクサ１１の出力の選択動作を示したものである。パルス発生部３が受信信号のピーク値を認識することにより、サンプルクロックＳＣＮの立上りでサンプル／ホールド制御信号ＳＨを出力している。これにより、サンプルデータ０〜Ｎがホールドされる。セレクトカウンタ１２は、セレクトカウンタクロックＳＣに応答してセレクトカウンタ設定値０〜Ｎをアナログマルチプレックサ１１に出力している。アナログマルチプレックサ１１はセレクトカウンタ設定値０〜Ｎに対応したサンプルデータ０〜Ｎを選択し、アナログエンコード入力信号としてアナログエンコーダ１３に出力する。

図１０は、アナログエンコーダ１３において、セレクトカウンタ１２から順次に入力してくるアナログエンコード入力信号に対する参照電圧切替信号およびデジタルエンコード信号のタイミングを示す。特定のアナログエンコード入力信号に対して参照電圧切替信号がＡ回切り替わっている。その結果、図７と図８において説明したようにしてデジタルエンコード信号ＤＯ１〜ＤＯＡが得られる。

発明の距離測定回路の一実施例を示すブロック図レーザ送信パルスおよび受信信号のタイムチャートサンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎの動作を示すタイムチャート参照電圧発生抵抗網の構成図アナログエンコーダ１３の基本構成図アナログエンコード出力信号のデジタルエンコード信号へのレベル変換図参照電圧の具体例を示す図図７の参照電圧例に対するデジタルエンコード信号を示す図セレクトカウンタ１２の動作開始タイミングとアナログマルチプレクサ１１の出力の選択動作を示す図アナログエンコード入力信号に対する参照電圧切替信号とデジタルエンコード信号のタイミングを示す図

符号の説明

０距離測定対象物
１クロック発生器
2-1〜2-N ディレイライン
３パルス発生部
４レーザ光発生部
５送光光学系
６受光光学系
７検知器
８アンプ
９ピーク検出器
10-1〜10-N サンプルホールド回路
１アナログマルチプレクサ
１２セレクトカウンタ
１３アナログエンコーダ
１４参照電圧発生抵抗網
１５シフトレジスタ
１６パターンレジスタ
１７コンパレータ
１８下位レジスタ
１９測距カウンタ
２０上位レジスタ

Claims

パルス状のレーザ光を対象物に向けて照射した時刻と、対象物からの反射による受信信号を検知した時刻との時間差を測距クロックで計数することにより対象物までの距離を測定する距離測定装置において、
前記測距クロックのベースとなる周期Ｔの基本サンプルクロックを距離分解能に応じた整数Ｎにより、相互にＴ／（Ｎ＋１）づつ位相をずらせたサンプルクロック１〜Ｎを発生するＮ個のディレイラインと、
前記基本サンプルクロックに応答して前記レーザ光の発生を指示するとともに、前記受信信号のピーク値を認識すると、サンプル／ホールド制御信号，セレクトカウンタクロックおよび前記セレクトカウンタクロックの周期をＡ等分した参照電圧切替信号を発生するパルス発生部と、
前記受信信号を前記基本サンプルクロックまたはサンプルクロック１〜Ｎによりサンプリングし前記サンプル／ホールド制御信号が入力するとサンプルデータ０〜Ｎを保持する（Ｎ＋１）個のサンプルホールド回路と、
前記セレクトカウンタクロックをカウントしてセレクトカウント値０〜Ｎを出力するセレクトカウンタと、
前記サンプルホールド回路で保持されたサンプルデータ０〜Ｎを対応する前記セレクトカウント値０〜Ｎにより選択して順次に出力するアナログマルチプレクサと、
前記受信信号のピーク値を上限とし該ピーク値の５０％程度を下限値としてこの間の電圧を、前記アナログマルチプレクサからの出力に対して１対１の固有なコード信号を発生させるようにＡとおりに抵抗分圧し、前記参照電圧切替信号に応答してＡとおりの参照電圧列を出力する参照電圧発生抵抗網と、
前記アナログマルチプレクッサからの出力レベルにつき前記参照電圧列との比較におい出力される固有なＡビットのデジタルエンコード信号を出力するアナログエンコーダと、
前記受信信号のピーク値に最も近いデジタルエンコード信号を挟むデジタルエンコード信号がデータパターンとして予め登録されているパターンレジスタと、
前記アナログエンコーダから順次に出力されるデジタルエンコード信号を前記データパターンの長さに亘って前記データパターンと比較し一致すると前記セレクトカウンタのカウントを停止させるコンパレータとを備え、
前記距離測定を前記カウント停止時の前記セレクトカウント値で補正することを特徴とする距離測定装置。
前記アナログエンコーダはＡ個の基本回路から成り；各基本回路は、
前記参照電圧発生抵抗網における各系列の最大Ｍ個の抵抗器に対応したＭ組のスイッチングトランジスタのペアがコレクタ側の接続先を一つおきに変えながら負荷抵抗に繋げられ、
ペアとなるスイッチングトランジスタの共通エミッタは定電流源に接続され、
ペアとなる一方のスイッチングトランジスタＭ個それぞれのベースには、参照電圧発生抵抗網からのＭ個の電圧値が参照電圧列Ｘ（Ｘ＝１〜Ａ）として供給され、
また、ペアとなる他方のスイッチングトランジスタのベースには、前記アナログマルチプレクサの出力が共通して供給されることを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。