JP7098971B2 - Distance measuring device and distance measuring method - Google Patents
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Description
本開示は、タイムオブフライト方式の測距技術に関する。 The present disclosure relates to a time-of-flight type ranging technique.
特許文献１に記載のレーダ装置は、近接する複数の低反射物体と高反射物体の速度差が大きい場合であっても、それぞれの正確な距離を測定するために、増幅回路のゲイン値を調整して、最大ゲインの反射波と低ゲインの反射波を連続して検出している。そして、上記レーダ装置は、それぞれの反射波信号を合成して合成反射波信号を算出し、合成反射波信号に基づいて物体の検出及び物体との距離を測定している。すなわち、上記レーダ装置は、高反射物体については低ゲイン時の測定結果を用いてピークを検出し、低反射物体については高ゲイン時の測定結果を用いてピークを検出して、それぞれの距離を測定している。 The radar device described in Patent Document 1 adjusts the gain value of the amplification circuit in order to measure the accurate distance between a plurality of adjacent low-reflection objects and high-reflection objects even when the speed difference is large. Then, the reflected wave with the maximum gain and the reflected wave with the low gain are continuously detected. Then, the radar device synthesizes each reflected wave signal to calculate a combined reflected wave signal, and detects an object and measures a distance from the object based on the combined reflected wave signal. That is, the radar device detects a peak using the measurement result at low gain for a high-reflection object, and detects a peak using the measurement result at high gain for a low-reflection object, and determines the respective distances. I'm measuring.
しかしながら、上記レーダ装置は、低ゲイン時であっても、複数の物体から生じた反射信号が連続して到来した場合には、増幅回路が飽和することが考慮されていない。すなわち、上記レーダ装置では、複数の反射信号が連続して到来した場合には、増幅回路が飽和して正確なピークを検出できなくなり、物体の距離の精度が低下するという問題がある。 However, the radar device does not consider that the amplifier circuit is saturated when the reflected signals generated from a plurality of objects arrive continuously even at a low gain. That is, the radar device has a problem that when a plurality of reflected signals arrive continuously, the amplifier circuit is saturated and an accurate peak cannot be detected, and the accuracy of the distance of the object is lowered.
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、複数の反射信号が連続して到来する場合でも、各反射信号に対応する物体の距離を精度良く測定可能な測距技術を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and provides a distance measuring technique capable of accurately measuring the distance of an object corresponding to each reflected signal even when a plurality of reflected signals arrive continuously. With the goal.
本開示の一つの局面は、タイムオブフライト方式の測距装置（７０）であって、発信機（３０）と、Ｎ（Ｎは２以上の自然数）個の受信機（１０，２０）と、感度制御部（５０）と、距離算出部（５０）と、を備える。発信機は、測距信号を発信するように構成される。Ｎ個の受信機は、測距信号が物体で反射されて生じた反射信号を受信し、Ｎ個の受信機のうちの少なくとも（Ｎ－１）個の受信機（２０）は感度調整機能を備えるように構成される。感度制御部は、少なくとも（Ｎ－１）個の受信機の感度を制御するように構成される。距離算出部は、Ｎ個の受信機のそれぞれにより受信された反射信号の受信時刻を用いて、物体までの距離をそれぞれ算出するように構成される。感度制御部は、Ｎ個の受信機のうちの感度調整機能を備える受信機である（Ｎ－１）個の連動機（２０）の感度を、それぞれ、Ｎ個の受信機のうちの残りの１個の受信機であって予め設定された閾値を超える感度を有する基準機（１０）の受信動作に連動して、閾値よりも低い感度から閾値を超える感度に順次変更するように構成される。 One aspect of the present disclosure is a time-of-flight distance measuring device (70), which includes a transmitter (30), N (N is a natural number of 2 or more) receivers (10, 20). It includes a sensitivity control unit (50) and a distance calculation unit (50). The transmitter is configured to emit a ranging signal. The N receivers receive the reflected signal generated by the distance measurement signal reflected by an object, and at least (N-1) of the N receivers (20) have a sensitivity adjustment function. It is configured to be prepared. The sensitivity control unit is configured to control the sensitivities of at least (N-1) receivers. The distance calculation unit is configured to calculate the distance to the object by using the reception time of the reflected signal received by each of the N receivers. The sensitivity control unit sets the sensitivity of the (N-1) interlocking device (20), which is a receiver having a sensitivity adjustment function among the N receivers, to the remaining sensitivity of the N receivers, respectively. It is configured to sequentially change from a sensitivity lower than the threshold value to a sensitivity exceeding the threshold value in conjunction with the reception operation of the reference machine (10) which is one receiver and has a sensitivity exceeding a preset threshold value. ..
本開示の一つの局面によれば、Ｎ個の受信機を備え、そのうちの（Ｎ－１）個の受信機は感度調整機能を備える。そして、１個の基準機の受信動作に連動して、感度調整機能を備える（Ｎ－１）個の連動機の感度が閾値よりも低い感度から閾値を超える感度に順次上昇される。複数の反射信号が連続して到来する場合、基準機では、最初の反射信号の受信に伴い出力が上昇した後出力が定常値に戻る前に次の反射信号が受信され、出力が飽和す
ることがある。この場合、基準機の出力から１つ目の反射信号の受信時刻は検出できるが、２つ目以降の反射信号の受信時刻は検出できないことがある。すなわち、基準機の出力から１つ目の反射信号に対応する物体までの距離は算出できるが、２つ目以降の反射信号に対応する物体までの距離は算出できないことがある。しかしながら、（Ｎ－１）個の連動機は、基準機の受信動作に連動して感度が順次上昇するため、感度が上昇する前に到来した反射信号の影響を受けずに、感度が上昇した後に到来した反射信号を受信することができる。すなわち、２つ目以降の反射信号のそれぞれの受信時刻を、（Ｎ－１）個の連動機でそれぞれ検出し、各反射信号に対応する物体までの距離を算出することができる。したがって、複数の反射信号が連続して到来する場合でも、各反射信号に対応する物体の距離を精度良く測定することができる。
According to one aspect of the present disclosure, N receivers are provided, of which (N-1) receivers are provided with a sensitivity adjusting function. Then, in conjunction with the reception operation of one reference machine, the sensitivity of the (N-1) interlocking machine provided with the sensitivity adjusting function is sequentially increased from the sensitivity lower than the threshold value to the sensitivity exceeding the threshold value. When multiple reflected signals arrive in succession, the reference machine receives the next reflected signal after the output rises with the reception of the first reflected signal and before the output returns to the steady value, and the output is saturated. There is. In this case, the reception time of the first reflected signal can be detected from the output of the reference machine, but the reception time of the second and subsequent reflected signals may not be detected. That is, the distance from the output of the reference machine to the object corresponding to the first reflected signal can be calculated, but the distance to the object corresponding to the second and subsequent reflected signals may not be calculated. However, since the sensitivity of the (N-1) interlocking machine increases in sequence in conjunction with the reception operation of the reference machine, the sensitivity increases without being affected by the reflected signal that arrived before the sensitivity increased. It is possible to receive the reflected signal that arrives later. That is, each reception time of the second and subsequent reflected signals can be detected by (N-1) interlocking machines, and the distance to the object corresponding to each reflected signal can be calculated. Therefore, even when a plurality of reflected signals arrive continuously, the distance of the object corresponding to each reflected signal can be measured with high accuracy.
また、本開示の別の一つの局面は、タイムオブフライト方式の測距装置（７０）であって、発振機（３０）と、Ｎ（Ｎは２以上の自然数）個の受信機（１０，２０）と、処理回路（５０）と、を備える。発振器は、電磁波を放射する放射素子（３１）と前記放射素子を駆動する駆動回路（３２）とを備える。Ｎ個の受信機は、電磁波が物体で反射された生じた反射波を受信して電気信号に変換する変換素子（１１，２１）と変換素子から出力された電気信号を制御する制御回路（１８，２８）とを備え、Ｎ個の受信機のうちの少なくとも（Ｎ－１）個の受信機は感度調整機能を備える。処理回路は、制御回路のそれぞれから出力された出力信号に基づいてＮ個の受信機のそれぞれにより反射波が受信された受信時刻を検出し、検出した受信時刻のそれぞれを用いて物体までの距離を算出する。そして、処理回路は、Ｎ個の受信機のうちの予め設定された閾値を超える感度を有する１個の受信機による受信時刻を検出したことに応じて、Ｎ個の受信機のうちの感度調整機能を備える残りの（Ｎ－１）個の受信機の感度を閾値よりも低い感度から閾値を超える感度に順次上昇させる。
本開示の別の一つの局面である測距装置によれば、上述した測距装置と同様の効果を発揮する。
Further, another aspect of the present disclosure is a time-of-flight type ranging device (70), which is an oscillator (30) and N (N is a natural number of 2 or more) receivers (10, 20) and a processing circuit (50). The oscillator includes a radiating element (31) that radiates electromagnetic waves and a drive circuit (32) that drives the radiating element. The N receivers are a conversion element (11,21) that receives the reflected wave generated by the electromagnetic wave reflected by an object and converts it into an electric signal, and a control circuit (18) that controls the electric signal output from the conversion element. , 28), and at least (N-1) of the N receivers have a sensitivity adjustment function. The processing circuit detects the reception time when the reflected wave is received by each of the N receivers based on the output signal output from each of the control circuits, and uses each of the detected reception times to reach the object. Is calculated. Then, the processing circuit adjusts the sensitivity of the N receivers in response to detecting the reception time by one receiver having a sensitivity exceeding a preset threshold value among the N receivers. The sensitivity of the remaining (N-1) receivers having a function is sequentially increased from a sensitivity lower than the threshold value to a sensitivity exceeding the threshold value.
According to the ranging device, which is another aspect of the present disclosure, the same effect as that of the ranging device described above is exhibited.
また、本開示の別の一つの局面は、タイムオブフライト方式で物体までの距離を測定する測距方法であって、発信機から測距信号を発信し、Ｎ個の受信機のうちの予め設定された閾値を超える感度を有する１個の受信機により、測距信号が物体で反射されて生じた反射信号が受信された受信時刻を検出し、受信時刻の検出に応じて、Ｎ個の受信機のうちの感度調整機能を備える残りの（Ｎ－１）個の受信機の感度を閾値よりも低い感度から閾値を超える感度に順次上げ、残りの（Ｎ－１）個の受信機のそれぞれにより反射信号が受信された受信時刻を検出し、検出したＮ個の受信機のそれぞれの受信時刻を用いて物体までの距離を算出する。
本開示の別の一つの局面である測距方法によれば、上述した測距装置と同様の効果を発揮する。
Further, another aspect of the present disclosure is a distance measuring method for measuring the distance to an object by a time-of-flight method, in which a distance measuring signal is transmitted from a transmitter and in advance among N receivers. One receiver with a sensitivity exceeding the set threshold detects the reception time when the distance measurement signal is reflected by an object and the reflected signal is received, and N pieces are detected according to the detection of the reception time. The sensitivity of the remaining (N-1) receivers having the sensitivity adjustment function among the receivers is sequentially increased from the sensitivity lower than the threshold to the sensitivity exceeding the threshold, and the sensitivity of the remaining (N-1) receivers is increased. The reception time at which the reflected signal is received is detected by each, and the distance to the object is calculated using the reception time of each of the detected N receivers.
According to the distance measuring method, which is another aspect of the present disclosure, the same effect as that of the above-mentioned distance measuring device is exhibited.
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。 In addition, the reference numerals in parentheses described in this column and the scope of claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiment described later as one embodiment, and the technical scope of the present disclosure is defined. It is not limited.
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
（第１実施形態）
＜１．構成＞
まず、本実施形態に係る測距装置７０の構成について図１を参照して説明する。測距装置７０は、車両に搭載され、タイムオブフライト方式により、測距装置７０から測距対象である物体Ｔｇまでの距離を測定する装置である。具体的には、測距装置７０は、物体Ｔｇへレーザ光を投光して、レーザ光が物体Ｔｇで反射されて生じた反射光を受光し、反射光の受光時刻を用いて物体Ｔｇまでの距離を算出する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
(First Embodiment)
<1. Configuration>
First, the configuration of the distance measuring
測距装置７０は、投光器３０と、第１受光器１０と、第２受光器２０と、処理装置５０と、を備える。
投光器３０は、レーザダイオード３１と、ドライバ回路３２とを備える。レーザダイオード３１は、例えば半導体レーザ素子であり、ドライバ回路３２に接続されている。レーザダイオード３１は、ドライバ回路３２によって駆動されてレーザ光を投光する。レーザダイオード３１の物体Ｔｇ側には投光用レンズが設けられていてもよい。この場合、レーザダイオード３１は、投光用レンズの焦点に設けられているとよい。また、レーザダイオード３１から投光されるレーザ光の投光角度は、水平方向及び垂直方向の少なくとも一方の方向に変更可能であってもよい。レーザ光の投光角度が変更可能であると、一次元又は２次元で測距対象物Ｔｇをスキャンすることができる。
The
The
ドライバ回路３２は、処理装置５０からハイレベルのスイッチ信号を受信すると、レーザダイオード３１へ駆動信号を送信して、レーザダイオード３１を駆動する。ドライバ回路３２は、処理装置５０からのスイッチ信号に応じて、レーザダイオード３１の発光時間及び発光強度を制御する。
When the
第１受光器１０は、第１ＡＰＤ１１と、第１制御回路１８と、を備える。第１ＡＰＤ１１は、レーザダイオード３１から照射されたレーザ光の波長領域に感度を有する受光素子である。本実施形態において、第１ＡＰＤ１１は、アヴァランシェフォトダイオードである。第１ＡＰＤ１１は、受光した反射光の光量に応じた電気信号（具体的には、電流値）を第１制御回路１８へ出力する。
The
第１制御回路１８は、第１ＴＩＡ１２と、第１増幅回路１３と、第１Ａ／Ｄ変換器１６と、を備える。第１ＴＩＡ１２は、トランスインピーダンスアンプであり、第１ＡＰＤ１１に接続されている。第１ＴＩＡ１２は、第１ＡＰＤ１１から出力された電流値を電圧値
に変換し、変換した電圧値を第１増幅回路１３へ出力する。
The
第１増幅回路１３は、第１ＡＰＤ１１から出力された電圧値を増幅し、増幅した電圧値を第１Ａ／Ｄ変換器へ出力する。第１Ａ／Ｄ変換器１６は、第１増幅回路１３から出力されたアナログの電圧値を所定段階のデジタルの電圧値に変換し、変換したデジタルの電圧値を処理装置５０へ出力する。
The
第２受光器２０は、第２ＡＰＤ２１と、第２制御回路２８と、シャッター２５と、シャッター制御回路２４と、を備える。第２制御回路２８は、第２ＴＩＡ２２と、第２増幅回路２３と、第２Ａ／Ｄ変換器２６と、を備える。第２ＡＰＤ２１、第２ＴＩＡ２２、第２増幅回路２３及び第２Ａ／Ｄ変換器２６のそれぞれは、第１ＡＰＤ１１、第１ＴＩＡ１２、第１増幅回路１３及び第１Ａ／Ｄ変換器１６のそれぞれと同様の構成であるため、説明を省略する。
The
シャッター２５は、図３及び図４に示すように、第２ＡＰＤ２１の受光面を覆うように設けられた部材である。シャッター２５は、図２及び図３に示すように、開閉するように構成されている。つまり、シャッター２５は、反射光の第２ＡＰＤ２１への進入路を物理的に遮断又は開放する。シャッター２５が開いた状態の場合には、第２ＡＰＤ２１の受光面へ反射光が到来し、シャッター２５が閉じた状態の場合よりも第２受光器２０の感度が高くなる。一方、シャッター２５が閉じた状態の場合には、第２ＡＰＤ２１の受光面へ反射光が到来せず、シャッター２５が開いた状態の場合よりも第２受光器２０の感度が低くなる。すなわち、第２受光器２０は、感度調整機能を有し、感度調整機能を有する点が第１受光器１０と異なる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
シャッター制御回路２４は、処理装置５０からハイレベルのシャッター開信号を受け取った場合にシャッター２５を開き、処理装置５０からローレベルのシャッター開信号を受け取った場合にシャッター２５を閉じる。なお、第１受光器１０も、第１ＡＰＤ１１の受光面を覆うシャッター及びシャッター制御回路を備えていてもよい。
The shutter control circuit 24 opens the
第１ＡＰＤ１１及び第２ＡＰＤ２１は、互いの受光面が平行になるように、すなわち互いの光軸が平行になるように、ハウジング１５に配置されている。また、反射光は電波と比べてビーム幅が狭い。そのため、第１ＡＰＤ１１及び第２ＡＰＤ２１は、同じ反射光を受光できるように、接近した状態でハウジング１５に配置されている。例えば、第１ＡＰＤ１１及び第２ＡＰＤ２１は、接するようにハウジング１５に配置されている。また、第１ＡＰＤ１１及び第２ＡＰＤ２１の物体Ｔｇ側には受光用レンズが設けられていてもよい。
The
処理装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている各種プログラムを実行することにより、各種の機能を実現する。具体的には、処理装置５０は、ドライバ回路３２へスイッチン信号を送信してレーザ光の投光を指示する。また、処理装置５０は、シャッター制御回路２４へシャッター開信号を送信して、シャッター２５の開閉を指示する。また、処理装置５０は、第１Ａ／Ｄ変換器１６及び第２Ａ／Ｄ変換器２６からデジタルの電圧値を取得し、取得した電圧値に基づいて、第１受光器１０及び第２受光器２０のそれぞれにより反射光が受光された時刻を検出する。そして、処理装置５０は、レーザ光の投光を指示した時刻と検出した受信時刻とから、物体Ｔｇまでの距離を算出する。
The
＜２．動作＞
次に、測距装置７０の動作について説明する。まず、１つの反射光を受光する場合における測距装置７０の動作について、図５のタイムチャートを参照して説明する。
<2. Operation>
Next, the operation of the
図５のＩは、投光器３０のドライバ回路３２に対するスイッチ信号を示す。図５のＩＩは、投光器３０のレーザダイオード３１により発光される光量を示す。図５のＩＩＩは、第１ＡＰＤ１１により受光される光量Ｌ１を示す。図５のＩＶは、第１増幅回路１３から出力される出力電圧Ｖ１を示す。出力電圧Ｖ１は、光量Ｌ１を時間軸上で積算した積算値に対応する。
FIG. 5I shows a switch signal for the
時刻ａにおいて、処理装置５０がドライバ回路３２にスイッチ信号を送信すると、ドライバ回路３２がレーザダイオード３１を駆動する。これに伴い、時刻ｂにおいて、レーザダイオード３１が発光を開始し、時刻ｃにおいて発光を終了する。スイッチ信号の立ち上がり時刻ａと発光開始時刻ｂは一致する。続いて、時刻ｄにおいて、第１ＡＰＤ１１が反射光の受光を開始し、時刻ｆにおいて、第１ＡＰＤ１１が反射光の受光を終了する。受光時間は、発光時間に応じた時間になる。なお、本実施形態において一致するとは、完全に一致するだけでなく、一致すると見なせる場合も含む。
At time a, when the
また、時刻ｅにおいて、第１ＡＰＤ１１のアヴァランシェ降伏が始まり、出力電圧Ｖ０が定常値から立ち上がり始める。時刻ｅは時刻ｄと一致する。そして、時刻ｇにおいて、第１ＡＰＤ１１による受光の終了に伴い、第１ＡＰＤ１１の光電効果による新規電子の発生が終了し、出力電圧Ｖ１の立ち上がりが終了する。時刻ｇと時刻ｆは一致する。出力電圧Ｖ１は、光量Ｌ１の積算値に対応するため、第１ＡＰＤ１１による受光の終了時にピーク値となる。さらに、時刻ｈにおいて、第１ＡＰＤ１１のアヴァランシェ降伏が終了し、出力電圧Ｖ０が定常値に戻る。
Further, at time e, the avalanche breakdown of the
処理装置５０は、原理的に、レーザ光の投光開始時刻に相当する時刻ａと、反射光の受光開始時刻に相当する時刻ｅと、反射光の受光終了時刻に相当する時刻ｇと、時刻ｈと、を検出することができる。よって、処理装置５０は、時刻ａと時刻ｅ又は時刻ｇを用いて、物体Ｔｇまでの距離を算出する。
In principle, the
次に、２つの反射光を連続して受光する場合における測距装置７０の動作及び従来の測距装置の動作について説明する。以下では、２つの反射光のうち最初に到来する反射光を第１反射光と称し、２番目に到来する反射光を第２反射光と称する。
Next, the operation of the
まず、従来の測距装置の動作について、図１３のタイムチャートを参照して説明する。従来の測距装置は、１つの投光器と１つの受光器とを備える。つまり、従来の測距装置は、第２受光器２０を備えていていない点で、測距装置７０と異なる。
First, the operation of the conventional ranging device will be described with reference to the time chart of FIG. The conventional distance measuring device includes one floodlight and one light receiver. That is, the conventional range-finding device is different from the range-finding
図１３のＩは、第１反射光の光量Ｒ１を示し、図１３のＩＩは、第２反射光の光量Ｒ２を示す。図１３のＩＩＩは、受光器のＡＰＤにより受光される光量Ｌ０を示す。図１３のＩＶは、受光器の増幅回路から出力される出力電圧Ｖ０を示す。 I of FIG. 13 shows the light amount R1 of the first reflected light, and II of FIG. 13 shows the light amount R2 of the second reflected light. III of FIG. 13 shows the amount of light L0 received by the APD of the light receiver. IV of FIG. 13 shows an output voltage V0 output from the amplifier circuit of the receiver.
時刻Ｄ１において、受光器のＡＰＤが第１反射光の受光を開始し、時刻Ｄ２において、受光器のＡＰＤが、第１反射光の受光を終了する前に第２反射光の受光を開始する。そして、時刻Ｆ１において、受光器のＡＰＤが第１反射光の受光を終了し、時刻Ｆ２において、受光器のＡＰＤが第２反射光の受光を終了する。 At time D1, the APD of the light receiver starts receiving the first reflected light, and at time D2, the APD of the light receiver starts receiving the second reflected light before the APD of the light receiver finishes receiving the first reflected light. Then, at time F1, the APD of the receiver ends receiving the first reflected light, and at time F2, the APD of the receiver ends receiving the second reflected light.
また、時刻Ｅにおいて、受光器ＡＰＤによる第１反射光の受光に伴い、出力電圧Ｖ０が定常値から立ち上がり始める。時刻Ｅは時刻Ｄ１と一致する。そして、時刻Ｇにおいて、出力電圧Ｖ０の立ち上がりが終了して、出力電圧Ｖ０が最大値になり、時刻Ｈにおいて、出力電圧Ｖ０が定常値に戻る。 Further, at time E, the output voltage V0 starts to rise from the steady value as the first reflected light is received by the receiver APD. Time E coincides with time D1. Then, at time G, the rise of the output voltage V0 ends, the output voltage V0 reaches the maximum value, and at time H, the output voltage V0 returns to the steady value.
出力電圧Ｖ０の立ち上がりが終了する時刻Ｇと、受光器ＡＰＤによる受光が終了する時刻Ｆ２とは、本来一致するべきであるが、一致していない。受光器の増幅回路は、第１反射光の受光に伴う入力を受けて上昇した出力電圧Ｖ０が定常値に戻る前に、第２反射光の受光に伴う入力を受ける。すなわち、出力電圧Ｖ０は、定常値よりも高い値から、第２反射光の受光に伴う入力を受けて上昇する。そのため、出力電圧Ｖ０は、第２反射光の光量が少なくても飽和する。その結果、受光器のＡＰＤによる第２反射光の受光の終了前に、出力電圧Ｖ０の立ち上がりが終了し、立ち上がり終了の時刻Ｇと、第２反射光の受光終了の時刻Ｆ２とに関係がなくなる。 The time G at which the rise of the output voltage V0 ends and the time F2 at which the light reception by the receiver APD ends should originally coincide with each other, but they do not match. The amplifier circuit of the light receiver receives the input due to the light reception of the second reflected light before the output voltage V0 that has risen due to the input due to the light reception of the first reflected light returns to the steady value. That is, the output voltage V0 rises from a value higher than the steady-state value in response to the input accompanying the light reception of the second reflected light. Therefore, the output voltage V0 is saturated even if the amount of the second reflected light is small. As a result, the rise of the output voltage V0 ends before the end of receiving the second reflected light by the APD of the light receiver, and there is no relation between the time G of the end of the rise and the time F2 of the end of receiving the second reflected light. ..
処理装置は、反射光の受光開始時刻に相当する時刻Ｅと、出力電圧Ｖ０の立ち上がり終了の時刻Ｇとを検出することができるが、第２反射光の受光終了の時刻Ｆ２を検出することができない。そのため、処理装置は、投光器による発光開始時刻と時刻Ｅとを用いて、第１反射光に対応する物体Ｔｇまでの距離を算出することはできるが、第２反射光に対応する物体Ｔｇまでの距離を算出することができない。 The processing device can detect the time E corresponding to the light reception start time of the reflected light and the rising end time G of the output voltage V0, but can detect the time F2 of the second reflected light light receiving end time. Can not. Therefore, the processing device can calculate the distance to the object Tg corresponding to the first reflected light by using the light emission start time and the time E by the floodlight, but to the object Tg corresponding to the second reflected light. The distance cannot be calculated.
なお、出力電圧Ｖ０は、変化点Ｐｉにおいて立ち上がりの傾きが変化している。この変化点Ｐｉは、第２反射光の受光開始に対応している。よって、処理装置は、変化点Ｐｉを検出することができれば、変化点Ｐｉの時刻から第２反射光に対応する物体Ｔｇまでの距離を算出することができる。しかしながら、一般に、車載型の測距装置のＡ／Ｄ変換器は比較的安価で変換速度が比較的遅いので、変化点Ｐｉを検出することができない。 The rising slope of the output voltage V0 changes at the change point Pi. This change point Pi corresponds to the start of receiving the second reflected light. Therefore, if the processing device can detect the change point Pi, it can calculate the distance from the time of the change point Pi to the object Tg corresponding to the second reflected light. However, in general, the A / D converter of the in-vehicle range measuring device is relatively inexpensive and the conversion speed is relatively slow, so that the change point Pi cannot be detected.
また、増幅回路の回復特性に従い、時刻Ｇから時刻Ｈまでの出力電圧Ｖ０の立ち下がり時間が、出力電圧Ｖ０の非飽和時よりも長くなる。そのため、受光器のＡＰＤが時刻Ｆ２後に次の反射光を受光した場合でも、時刻Ｈ前に出力電圧Ｖ０が立ち上がり、第２反射光による出力電圧Ｖ０と次の反射光による出力電圧Ｖ０との融合が起こりやすくなる。 Further, according to the recovery characteristic of the amplifier circuit, the falling time of the output voltage V0 from the time G to the time H becomes longer than that when the output voltage V0 is not saturated. Therefore, even when the APD of the light receiver receives the next reflected light after the time F2, the output voltage V0 rises before the time H, and the output voltage V0 due to the second reflected light and the output voltage V0 due to the next reflected light are fused. Is more likely to occur.
次に、測距装置７０の動作について、図６のタイムチャートを参照して説明する。
図６のＩは、第１受光器１０がシャッターを備えている場合のシャッター開信号を示す。第１受光器１０がシャッターを備えていた場合、第１受光器１０へのシャッターの開信号は常にハイレベルであるため、第１受光器１０のシャッターは常に開いた状態になる。
Next, the operation of the
FIG. 6I of FIG. 6 shows a shutter open signal when the
図６のＩＩは、第１ＡＰＤ１１により受光された反射光の光量Ｌ１を示し、図６のＩＩＩは、第１増幅回路１３の出力電圧Ｖ１を示す。出力電圧Ｖ１は、図６のＩＩに示す光量Ｌ１を時間軸上で積算した積算値に対応する。つまり、出力電圧Ｖ１の時間変化は、光量Ｌ１の積算値の時間変化を示す。
II of FIG. 6 shows the amount of light L1 of the reflected light received by the first APD11, and III of FIG. 6 shows the output voltage V1 of the
図６のＩＶは、第２受光器２０のシャッター２５に対するシャッター開信号を示す。図６のＶは、第ＡＰＤ２１により受光された反射光の光量Ｌ２を示し、図６のＶＩは、第２増幅回路２３から出力される出力電圧Ｖ２を示す。出力電圧Ｖ２は、図６のＶに示す光量Ｌ２を時間軸上で積算した積算値に対応する。
IV in FIG. 6 shows a shutter open signal for the
時刻Ａにおいて、処理装置５０は、ドライバ回路３２へスイッチ信号を送信するとともに、シャッター制御回路２４へ出力するシャッター開信号をハイレベルからローレベルに変更する。これにより、レーザダイオード３１が発光を開始するとともに、第２ＡＰＤ２１の感度が抑制される。
At time A, the
続いて、時刻Ｄ１において、第１ＡＰＤ１１は第１反射光の受光を開始する。時刻Ｄ１の時点では、第２ＡＰＤ２１の感度は予め設定された閾値未満に抑制されているため、第２ＡＰＤ２１は第１反射光の受光を開始しない。第１ＡＰＤ１１は、第１反射光の受光を終了する前に、続けて第２反射光の受光を開始し、時刻Ｆ２において、第１ＡＰＤ１１は
第２反射光の受光を終了する。
Subsequently, at time D1, the
また、時刻Ｅにおいて、第１ＡＰＤ１１のアヴァランシェ降伏が始まり、出力電圧Ｖ１が定常値から立ち上がりを始め、時刻Ｇにおいて、出力電圧Ｖ１が立ち上がりを終了する。さらに、時刻Ｈにおいて、第１ＡＰＤ１１のアヴァランシェ降伏が終了し、出力電圧Ｖ１が定常値に戻る。
Further, at time E, the avalanche breakdown of the
処理装置５０は、出力電圧Ｖ１の立ち上がり開始時刻である時刻Ｅを基点にして、一定の待ち時間Ｔｗが経過した時刻Ｉにおいて、シャッター開信号をローレベルからハイレベルに変更し、第２ＡＰＤ２１の感度を閾値を超えるように上げる。すなわち、処理装置５０は、第１受光器１０による受光動作に連動して、第２受光器２０の感度を変更する。
The
時刻Ｉにおいて、シャッター２５が開かれたことに伴い、第２ＡＰＤ２１は第２反射光の受光を開始し、時刻Ｆ２において、第２ＡＰＤ２１が第２反射光の受光を終了する。
また、時刻Ｉにおいて、第２ＡＰＤ２１のアヴァランシェ降伏が始まり、出力電圧Ｖ２が定常値から立ち上がり始める。そして、時刻Ｊにおいて、第２ＡＰＤ２１による受光の終了に伴い、第２ＡＰＤ２１の光電効果による新規電子の発生が終了し、出力電圧Ｖ２の立ち上がりが終了する。さらに、時刻Ｋにおいて、第２ＡＰＤ２１のアヴァランシェ降伏が終了し、出力電圧Ｖ１が定常値に戻る。
At time I, the
Further, at time I, the avalanche breakdown of the second APD21 starts, and the output voltage V2 starts to rise from the steady value. Then, at time J, with the end of light reception by the
第２ＡＰＤ２１は、第１反射光が到来している間、感度が下げられているため、出力電圧Ｖ２に対する第１反射光の影響が抑制される。そのため、出力電圧Ｖ２は、第２ＡＰＤ２１による第２反射光の受光終了前に飽和することなく、第２反射光の受光終了に伴って立ち上がりが終了する。よって、時刻Ｆ２と時刻Ｊは一致する。つまり、測距装置７０は、第１受光器１０によって第１反射光の到来情報を取得し、第２受光器２０によって第２反射光の到来情報を取得する。
Since the sensitivity of the
処理装置５０は、レーザ光の投光開始時刻に相当する時刻Ａと、第１反射光の受光開始時刻に相当する時刻Ｅと、第２反射光の受光終了時刻に相当する時刻Ｊと、を検出することができる。よって、処理装置５０は、時刻Ａと時刻Ｅとから第１反射光に対応する物体Ｔｇまでの距離を算出し、時刻Ａと時刻Ｊとから第２反射光に対応する物体Ｔｇまでの距離を算出する。すなわち、処理装置５０は、第１受光器１０については、出力電圧Ｖ１の立ち上がり開始時刻を用いて距離を算出し、第２受光器２０については、出力電圧Ｖ２の立ち上がり終了時刻を用いて距離を算出する。
The
＜３．待ち時間の設定＞
次に、待ち時間Ｔｗの設定について説明する。待ち時間Ｔｗが短すぎると、第２ＡＰＤ２１が第１反射光の影響を受け、出力電圧Ｖ２が飽和する可能性がある。また、待ち時間Ｔｗが長すぎると、第２ＡＰＤにより第２反射光を受光することができなくなる可能性がある。よって、待ち時間Ｔｗは、第１反射光の時間幅程度の長さにすることが望ましい。
<3. Waiting time setting>
Next, the setting of the waiting time Tw will be described. If the waiting time Tw is too short, the
ここで、反射光の時間幅は、投光器３０から投光されるレーザ光の時間幅が長いほど長くなる。よって、処理装置５０は、投光器３０から投光されるレーザ光の時間幅に応じて、すなわち、レーザダイオード３１の発光時間に応じて、待ち時間Ｔｗを設定する。
Here, the time width of the reflected light becomes longer as the time width of the laser light projected from the
ただし、図７～１０に示すように、レーザスポットの広がりによって反射光の時間幅が変化する。レーザスポットは、物体Ｔｇにおいてレーザ光が当たる範囲である。図７に示すように、レーザダイオード３１が、レーザダイオード３１に対して正対した物体Ｔｇにレーザ光を投光する場合は、レーザスポットの広がりは比較的小さくなる。そのため、レーザスポット内の各箇所と測距装置７０との距離は、レーザスポット内の箇所による差が
小さい。ひいては、図８に示すように、反射光の時間幅は比較的狭くなる。
However, as shown in FIGS. 7 to 10, the time width of the reflected light changes depending on the spread of the laser spot. The laser spot is a range in which the laser beam hits the object Tg. As shown in FIG. 7, when the
一方、図９に示すように、レーザダイオード３１が、物体Ｔｇに対して浅い角度でレーザ光を入射させる場合、レーザスポットの広がりは比較的大きくなる。そのため、レーザスポット内の各箇所と測距装置７０との距離は、レーザスポット内の箇所による差が大きくなる。ひいては、図１０に示すように、反射光の時間幅は比較的広くなる。よって、処理装置５０は、測定対象となる物体Ｔｇの大きさや、投光器３０に対する物体Ｔｇの角度を予め想定して、レーザ光の時間幅に応じて待ち時間Ｔｗを設定するとよい。
On the other hand, as shown in FIG. 9, when the
あるいは、処理装置５０は、前回の測定時における出力電圧Ｖ１の立ち上がり開始時刻から立ち下り終了時刻までの期間に応じて、待ち時間Ｔｗを設定してもよい。すなわち、処理装置５０は、図６のＩＩＩにおける時刻Ｅから時刻Ｇまでの期間に応じて、待ち時間Ｔｗを設定してもよい。図６に示すように、出力電圧Ｖ１が飽和する場合、第２反射信号の受信終了時刻である時刻Ｆ２は、出力電圧Ｖ１の立ち上がり終了時刻よりも後になる。よって、処理装置５０が、待ち時間Ｔｗを、出力電圧ｖ１の立ち上がり開始時刻から立ち下がり終了時刻までの期間よりも短く設定すれば、第２反射光の到来が終わる前に、第２ＡＰＤ２１の感度を上げることができる。
Alternatively, the
なお、本実施形態の投光器３０が発信機に相当する。また、本実施形態の第１受光器１０が受信機及び基準機に相当し、第２受光器２０が受信機及び連動機に相当する。また、本実施形態のレーザダイオード３１が放射素子に相当し、ドライバ回路３２が駆動回路に相当する。また、本実施形態の第１ＡＰＤ１１及び第２ＡＰＤ２１が変換素子に相当する。また、処理装置５０のＣＰＵが処理回路に相当し、処理装置５０の実現する機能が、感度制御部及び距離算出部に相当する。また、本実施形態の投光器３０から投光されるレーザ光が測距信号及び電磁波に相当し、第１受光器１０及び第２受光器２０により受光される反射光が反射信号及び反射波に相当する。また、本実施形態の出力電圧Ｖ１，Ｖ２が出力信号に対応する。
The
＜４．効果＞
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）第２受光器２０の感度は、第１受光器１０による反射光の受信時刻を基点にして、一定の待ち時間Ｔｗの経過後、上げられる。よって、第２受光器２０は、第１反射光を受光せず、第２反射光から受光するため、出力電圧Ｖ２の飽和を回避して、第２反射光の受信時刻を検出することができる。すなわち、第１受光器１０の受光動作に連動して第２受光器２０の感度を上げることにより、２個の反射光の受信時刻を検出することができる。
<4. Effect>
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The sensitivity of the
（２）第１受光器１０の受光動作に連動して第２受光器２０の感度を上げることにより、第１受光器１０及び第２受光器２０のそれぞれによって、異なる反射光の受光時刻が検出される。したがって、受光器ごとに異なる受光時刻を用いて、２つの反射光のそれぞれに対応する物体Ｔｇの距離を測定することができる。
(2) By increasing the sensitivity of the
（３）第１受光器１０は、第１反射光の受信開始時刻である出力電圧Ｖ１の立ち上がり開始時刻を正確に検出できるが、第１反射光の受信終了時刻は、出力電圧Ｖ１が飽和した場合に正確に検出できない。一方、第２受光器２０は、感度を上げた時点から出力電圧Ｖ２が立ち上がるため、第２反射光の受信開始時刻は正確に検出できないが、第２反射光の受信終了時刻である出力電圧Ｖ２のピーク時刻は正確に検出できる。よって、第１受光器１０については出力電圧Ｖ１の立ち上がり開始時刻を用い、第２受光器２０については出力電圧Ｖ２のピーク時刻を用いて、２つの反射光のそれぞれに対応する物体Ｔｇの距離を算出することができる。
(3) The
（４）投光器３０から投光されるレーザ光の時間幅に応じて待ち時間Ｔｗを設定することで、第１反射光の到来後に第２受光器２０の感度を上げることができる。ひいては、第２受光器２０に対する第１反射光の影響を抑制して、第２受光器２０により、第２反射光に対応する物体Ｔｇの距離を精度良く測定することができる。
(4) By setting the waiting time Tw according to the time width of the laser beam projected from the
（５）第１受光器１０の出力電圧Ｖ１が飽和する場合、第２反射光の受信終了時刻は、第１受光器の出力電圧Ｖ１の立ち上がり終了時刻の後になる。よって、出力電圧Ｖ１の立ち上がり期間に第２受光器２０の感度を上げれば、第２受光器２０により第２反射光の受信終了時刻を検出することができる。ひいては、第２受光器２０に対する第１反射光の影響を抑制して、第２受光器２０により、第２反射光に対応する物体Ｔｇの距離を精度良く測定することができる。
(5) When the output voltage V1 of the
（６）シャッター２５を開くことにより、反射光の第２ＡＰＤ２１への進入路が開放されて、反射光が第２ＡＰＤ２１へ入力される。これにより、第２受光器２０の感度を上げることができる。また、シャッター２５を閉じることにより、反射光の第２ＡＰＤ２１への進入路が遮断され、反射光が第２ＡＰＤ２１へ入力されない。これにより、第２受光器２０の感度を下げることができる。
(6) By opening the
（第２実施形態）
＜１．第１実施形態との相違点＞
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
(Second Embodiment)
<1. Differences from the first embodiment>
Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description of the common configuration will be omitted, and the differences will be mainly described. It should be noted that the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration, and the preceding description will be referred to.
前述した第１実施形態では、第２受光器２０がシャッター２５及びシャッター制御回路２４を備えていた。そして、第１実施形態では、第２受光器２０のシャッター２５を開閉することにより、反射光の第２ＡＰＤ２１への進入路を物理的に開放又は遮断して、第２ＡＰＤ２１の感度を変更していた。これに対し、第２実施形態では、第２受光器２０は感動調整機能を備えていているが、図１１に示すように、シャッター２５及びシャッター制御回路２４を備えていない点で、第１実施形態と相違する。
In the first embodiment described above, the
第２実施形態に係る第２受光器２０の感度調整機能は、第２制御回路２８により第２制御回路２８に入力される電気信号のゲインを制御して、電子的に第２受光器２０の感度を変更する機能である。つまり、第２制御回路２８は、電気信号のゲインを下げる又はゼロにすることで、第２受光器２０の感度を予め設定された閾値よりも下げ、電気信号のゲインを上げることで、第２受光器２０の感度を閾値よりも上げる。電気信号は、電流又は電圧である。
The sensitivity adjusting function of the
第２制御回路２８は、例えば、第２ＡＰＤ２１による光から電流への換算係数を小さく又はゼロにして、第２受光器２０の感度を低下させる。また、第２制御回路２８は、例えば、第２増幅回路２３の増幅率を小さく又はゼロにして、第２受光器２０の感度を低下させる。第２制御回路２８は、第１実施形態と同様に、第１受光器１０による受光動作に連動して、第２受光器２０の感度を変更する。すなわち、第２制御回路２８は、処理装置５０がドライバ回路３２へスイッチ信号を送信すると、第２受光器２０の感度を下げ、出力電圧Ｖ１の立ち上がり開始時刻を基点にして、待ち時間Ｔｗが経過した時刻に、第２受光器２０の感度を上げる。
The
＜２．効果＞
以上説明した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１）～（５）に加
え、以下の効果が得られる。
<2. Effect>
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (5) of the first embodiment described above.
（７）第２制御回路２８により、第２制御回路２８内の電気信号のゲインを上げることで、第２受光器２０の感度を上げ、電気信号のゲインを下げることで、第２受光器２０の感度を下げることができる。
(7) The
（第３実施形態）
＜１．第１実施形態との相違点＞
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
(Third Embodiment)
<1. Differences from the first embodiment>
Since the basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, the description of the common configuration will be omitted, and the differences will be mainly described. It should be noted that the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration, and the preceding description will be referred to.
第３実施形態では、測距装置７０が、第１実施形態の測距装置７０の構成に加えて、保護カバー６０を備えている点で、第１実施形態と相違する。図１２に示すように、保護カバー６０は、投光器３０、第１受光器１０及び第２受光器２０を物理的に保護するカバーであり、レーザ光を投光する側に、レーザダイオード３１の発光面、第１ＡＰＤ１１及び第２ＡＰＤ２１の受光面を覆うように設けられている。
The third embodiment differs from the first embodiment in that the
保護カバー６０は、レーザ光及び反射光を透過させる部材であるが、保護カバー６０に雨滴や汚れなどが付着すると、レーザ光が保護カバー６０の付着物で反射して反射光が生じることがある。この場合、付着物からの反射光が第１反射光となり、本来の測距対象からの反射光は第２反射光以降の反射光となる。
The
そして、レーザダイオード３１の発光面から保護カバー６０までの距離、保護カバー６０から第１ＡＰＤ１１及び第２ＡＰＤ２１の受光面までの距離は予めわかっている。すなわち、保護カバー６０の付着物からの反射光が第１ＡＰＤ１１及び第２ＡＰＤ２１へ到来する時刻は予めわかる。そこで、処理装置５０は、保護カバー６０から第２ＡＰＤ２１の受光面までの距離ｄ２に応じて、待ち時間Ｔｗを設定することで、第２受光器２０に対する保護カバー６０からの反射光の影響を抑制する。
The distance from the light emitting surface of the
詳しくは、処理装置５０は、待ち時間Ｔｗを、（ｄ２－ｄ１）／ｃよりも大きくする。ｄ１は、保護カバー６０から第１ＡＰＤ１１の受光面までの距離であり、ｃは高速である。また、ここでは、ｄ２＞ｄ１であり、反射光は第１ＡＰＤ１１よりも後に第２ＡＰＤ２１に到来する。処理装置５０は、待ち時間Ｔｗを（ｄ２－ｄ１）／ｃよりも長い時間にすることで、第２ＡＰＤ２１に保護カバー６０からの反射光が到来した後に、第２ＡＰＤ２１の感度を上げることができる。
Specifically, the
また、第２実施形態に第３実施形態を組み合わせてもよい。すなわち、第２実施形態に係る測距装置７０に保護カバー６０を設け、処理装置５０が、保護カバー６０から第２ＡＰＤ２１の受光面までの距離ｄ２に応じて、待ち時間Ｔｗを設定してもよい。
Further, the second embodiment may be combined with the third embodiment. That is, the
＜２．効果＞
以上説明した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態及び第２実施形態の効果（１）～（３），（６），（７）に加え、以下の効果が得られる。
<2. Effect>
According to the third embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (3), (6) and (7) of the first embodiment and the second embodiment described above.
（８）保護カバー６０から第２ＡＰＤ２１の受信面までの距離ｄ２に応じて待ち時間Ｔｗを設定することにより、保護カバ―６０からの反射光の到来後に、第２受光器２０の感度を上げることができる。ひいては、第２受光器２０に対する保護カバー６０からの反射光の影響を抑制して、第２受光器２０により、本来の測定対象である物体Ｔｇの距離を精度良く測定することができる。
(8) By setting the waiting time Tw according to the distance d2 from the
（他の実施形態）
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(Other embodiments)
Although the embodiment for carrying out the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified and carried out.
（ａ）上記実施形態では、受光器の数が２個であるが、本開示はこれに限定されるものではない。受光器の数は３個以上でもよい。受光器を３個以上にした場合、第１受光器の受光動作に連動して、順次、他の受光器の感度を上げればよい。すなわち、第３受光器の感度は、第２受光器の出力電圧の立ち上がり開始時刻を基点にして、一定の待ち時間の経過後に上げ、第４受光器の感度は、第３受光器の出力電圧の立ち上がり開始時刻を基点にして、一定の待ち時間の経過後に上げればよい。 (A) In the above embodiment, the number of receivers is two, but the present disclosure is not limited to this. The number of receivers may be three or more. When the number of receivers is three or more, the sensitivity of the other receivers may be sequentially increased in conjunction with the light receiving operation of the first receiver. That is, the sensitivity of the third receiver is increased after a certain waiting time elapses from the rising start time of the output voltage of the second receiver, and the sensitivity of the fourth receiver is the output voltage of the third receiver. It may be raised after a certain waiting time elapses with the rising start time of.
（ｂ）上記実施形態では、測距装置７０はレーザ光を用いて物体Ｔｇの距離を測定していたが、電磁波の一種である電波を用いて物体Ｔｇの距離を測定してもよい。レーザ光の代わりに電波を用いる場合、レーザダイオード３１は送信アンテナ、第１ＡＰＤ１１は第１受信アンテナ、第２ＡＰＤ２１は第２受信アンテナとなる。ドライバ回路３２は、送信アンテナを駆動して電波を放射せる駆動回路となり、第１制御回路１８及び第２制御回路２８は、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナから出力された電気信号を制御する制御回路となる。この場合、送信アンテナが放射素子に対応し、第１受信アンテナ及び第２受信アンテナが変換素子に対応する。なお、電波はレーザ光と比べてビーム幅が広いので、第１受信アンテナと第２受信アンテナは近接させなくてもよい。
(B) In the above embodiment, the
（ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 (C) A plurality of functions possessed by one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or one function possessed by one component may be realized by a plurality of components. .. Further, a plurality of functions possessed by the plurality of components may be realized by one component, or one function realized by the plurality of components may be realized by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added or replaced with the configuration of the other above embodiment. It should be noted that all aspects included in the technical idea specified only by the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.
（ｄ）上述した測距装置の他、当該測距装置を構成要素とするシステム、測距方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。 (D) In addition to the distance measuring device described above, the present disclosure can be realized in various forms such as a system having the distance measuring device as a component and a distance measuring method.
１０…第１受光器、２０…第２受光器、２３…第２増幅回路、３０…投光器、５０…処理装置。 10 ... 1st receiver, 20 ... 2nd receiver, 23 ... second amplifier circuit, 30 ... floodlight, 50 ... processing device.
Claims (11)
測距信号を発信するように構成された発信機（３０）と、
前記測距信号が物体で反射されて生じた反射信号を受信するＮ（Ｎは２以上の自然数）個の受信機（１０，２０）であって、前記Ｎ個の受信機のうちの少なくとも（Ｎ－１）個の受信機（２０）は感度調整機能を備えるように構成されたＮ個の受信機と、
前記少なくとも（Ｎ－１）個の受信機の感度を制御するように構成された感度制御部（５０）と、
前記Ｎ個の受信機のそれぞれにより受信された反射信号の受信時刻を用いて、前記物体までの距離をそれぞれ算出するように構成された距離算出部（５０）と、を備え、
前記感度制御部は、前記Ｎ個の受信機のうちの前記感度調整機能を備える受信機である（Ｎ－１）個の連動機（２０）の感度を、それぞれ、前記Ｎ個の受信機のうちの残りの１個の受信機であって予め設定された閾値を超える感度を有する基準機（１０）の受信動作に連動して、前記閾値よりも低い感度から前記閾値を超える感度に順次上昇させるように構成されており、
前記感度制御部は、前記（Ｎ－１）個の連動機の感度を、それぞれ、他の前記受信機により受信された前記反射信号の受信時刻を基点にして、一定の待ち時間の経過後に、前記閾値よりも低い感度から前記閾値を超える感度に、上昇させるように構成されており、
前記距離算出部は、
前記基準機については、前記受信時刻として、前記反射信号の時間軸上の積算値に対応した出力信号の立ち上がり開始時刻を用いて、前記距離を算出し、
前記（Ｎ－１）個の連動機については、前記受信時刻として、前記出力信号のピーク時刻を用いて、前記距離を算出するように構成されている、
測距装置。 It is a time-of-flight type ranging device (70).
A transmitter (30) configured to transmit a distance measurement signal, and
N (10, 20) receivers (10, 20) that receive the reflected signal generated by the distance measurement signal reflected by an object, and at least (10, 20) of the N receivers. N-1) receivers (20) are composed of N receivers configured to have a sensitivity adjustment function, and N-1) receivers.
A sensitivity control unit (50) configured to control the sensitivities of at least (N-1) receivers, and
A distance calculation unit (50) configured to calculate the distance to the object by using the reception time of the reflected signal received by each of the N receivers is provided.
The sensitivity control unit measures the sensitivities of the (N-1) interlocking devices (20), which are receivers having the sensitivity adjusting function among the N receivers, of the N receivers, respectively. In conjunction with the reception operation of the reference machine (10), which is the remaining one receiver and has a sensitivity exceeding a preset threshold value, the sensitivity gradually increases from a sensitivity lower than the threshold value to a sensitivity exceeding the threshold value. It is configured to let you
The sensitivity control unit sets the sensitivities of the (N-1) interlocking devices with respect to the reception time of the reflected signal received by the other receivers, respectively, after a certain waiting time elapses. It is configured to increase the sensitivity from a sensitivity lower than the threshold value to a sensitivity exceeding the threshold value.
The distance calculation unit
For the reference machine, the distance is calculated by using the rising start time of the output signal corresponding to the integrated value on the time axis of the reflected signal as the reception time.
The (N-1) interlocking machines are configured to calculate the distance by using the peak time of the output signal as the reception time.
Distance measuring device.
請求項１に記載の測距装置。 The distance calculation unit is configured to calculate the distance using different reception times for each receiver.
The ranging device according to claim 1 .
請求項１又は２に記載の測距装置。 The sensitivity control unit is configured to set the waiting time according to the time width of the distance measurement signal by the transmitter.
The ranging device according to claim 1 or 2 .
測距信号を発信するように構成された発信機（３０）と、
前記測距信号が物体で反射されて生じた反射信号を受信するＮ（Ｎは２以上の自然数）個の受信機（１０，２０）であって、前記Ｎ個の受信機のうちの少なくとも（Ｎ－１）個の受信機（２０）は感度調整機能を備えるように構成されたＮ個の受信機と、
前記少なくとも（Ｎ－１）個の受信機の感度を制御するように構成された感度制御部（５０）と、
前記Ｎ個の受信機のそれぞれにより受信された反射信号の受信時刻を用いて、前記物体までの距離をそれぞれ算出するように構成された距離算出部（５０）と、を備え、
前記感度制御部は、前記Ｎ個の受信機のうちの前記感度調整機能を備える受信機である（Ｎ－１）個の連動機（２０）の感度を、それぞれ、前記Ｎ個の受信機のうちの残りの１個の受信機であって予め設定された閾値を超える感度を有する基準機（１０）の受信動作に連動して、前記閾値よりも低い感度から前記閾値を超える感度に順次上昇させるように構成されており、
前記感度制御部は、前記（Ｎ－１）個の連動機の感度を、それぞれ、他の前記受信機により受信された前記反射信号の受信時刻を基点にして、一定の待ち時間の経過後に、前記閾値よりも低い感度から前記閾値を超える感度に、上昇させるように構成されており、
前記感度制御部は、前記発信機による前記測距信号の時間幅に応じて、前記待ち時間を設定するように構成されている、
測距装置。 It is a time-of-flight type ranging device (70).
A transmitter (30) configured to transmit a distance measurement signal, and
N (10, 20) receivers (10, 20) that receive the reflected signal generated by the distance measurement signal reflected by an object, and at least (10, 20) of the N receivers. N-1) receivers (20) are composed of N receivers configured to have a sensitivity adjustment function, and N-1) receivers.
A sensitivity control unit (50) configured to control the sensitivities of at least (N-1) receivers, and
A distance calculation unit (50) configured to calculate the distance to the object by using the reception time of the reflected signal received by each of the N receivers is provided.
The sensitivity control unit measures the sensitivities of the (N-1) interlocking devices (20), which are receivers having the sensitivity adjusting function among the N receivers, of the N receivers, respectively. In conjunction with the reception operation of the reference machine (10), which is the remaining one receiver and has a sensitivity exceeding a preset threshold value, the sensitivity gradually increases from a sensitivity lower than the threshold value to a sensitivity exceeding the threshold value. It is configured to let you
The sensitivity control unit sets the sensitivities of the (N-1) interlocking devices with respect to the reception time of the reflected signal received by the other receivers, respectively, after a certain waiting time elapses. It is configured to increase the sensitivity from a sensitivity lower than the threshold value to a sensitivity exceeding the threshold value.
The sensitivity control unit is configured to set the waiting time according to the time width of the distance measurement signal by the transmitter.
Distance measuring device.
請求項４に記載の測距装置。 The distance calculation unit is configured to calculate the distance using different reception times for each receiver.
The distance measuring device according to claim 4 .
前記感度制御部は、前記（Ｎ－１）個の連動機のそれぞれについて、前回の測定時における、前記基点とする前記出力信号の前記立ち上がり開始時刻から前記出力信号の立ち上がり終了時刻までの期間に応じて、前記待ち時間を設定するように構成されている、
請求項１又は２に記載の測距装置。 The reception time as the base point is the rising start time of the output signal corresponding to the integrated value on the time axis of the reflected signal.
For each of the (N-1) interlocking machines, the sensitivity control unit sets the period from the rising start time of the output signal as the base point to the rising end time of the output signal at the time of the previous measurement. Correspondingly, it is configured to set the waiting time,
The ranging device according to claim 1 or 2 .
前記感度制御部は、前記（Ｎ－１）個の連動機のそれぞれについて、前記保護カバーから前記受信機までの距離に応じて、前記待ち時間を設定するように構成されている、
請求項１又は２に記載の測距装置。 A protective cover (60) that physically protects the transmitter and the N receivers is provided.
The sensitivity control unit is configured to set the waiting time for each of the (N-1) interlocking machines according to the distance from the protective cover to the receiver.
The ranging device according to claim 1 or 2 .
換素子から出力された前記電気信号を制御する制御回路（１８，２８）と、を備え、
前記感度調整機能は、前記反射信号の前記変換素子への進入路を物理的に遮断又は開放することで、前記反射信号が前記変換素子に入力する期間を制御する機能である、
請求項１～７のいずれか１項に記載の測距装置。 The receiver includes a conversion element (11,21) that converts the reflected signal into an electric signal, and a control circuit (18,28) that controls the electric signal output from the conversion element.
The sensitivity adjusting function is a function of controlling the period during which the reflected signal is input to the conversion element by physically blocking or opening the approach path of the reflected signal to the conversion element.
The distance measuring device according to any one of claims 1 to 7.
前記感度調整機能は、前記制御回路により前記制御回路へ入力される前記電気信号のゲインを制御する機能である、
請求項１～７のいずれか１項に記載の測距装置。 The receiver includes a conversion element (11,21) that converts the reflected signal into an electric signal, and a control circuit (18,28) that controls the electric signal output from the conversion element.
The sensitivity adjusting function is a function of controlling the gain of the electric signal input to the control circuit by the control circuit.
The distance measuring device according to any one of claims 1 to 7.
電磁波を放射する放射素子（３１）と前記放射素子を駆動する駆動回路（３２）とを備える発振機（３０）と、
前記電磁波が物体で反射された生じた反射波を受信して電気信号に変換する変換素子（１１，２１）と前記変換素子から出力された前記電気信号を制御する制御回路（１８，２８）とを備えるＮ（Ｎは２以上の自然数）個の受信機（１０，２０）であって、前記Ｎ個の受信機のうちの少なくとも（Ｎ－１）個の受信機は感度調整機能を備えるＮ個の受信機と、
前記制御回路のそれぞれから出力された出力信号に基づいて前記Ｎ個の受信機のそれぞれにより前記反射波が受信された受信時刻を検出し、検出した前記受信時刻のそれぞれを用いて前記物体までの距離を算出する処理回路（５０）と、を備え、
前記処理回路は、
前記Ｎ個の受信機のうちの予め設定された閾値を超える感度を有する１個の受信機による前記受信時刻を検出したことに応じて、前記Ｎ個の受信機のうちの前記感度調整機能を備える残りの（Ｎ－１）個の受信機の感度を前記閾値よりも低い感度から前記閾値を超える感度に順次上昇させ、
前記残りの（Ｎ－１）個の受信機の感度を、それぞれ、他の前記受信機により受信された前記反射信号の受信時刻を基点にして、一定の待ち時間の経過後に、前記閾値よりも低い感度から前記閾値を超える感度に、上昇させ、
前記１個の受信機については、前記受信時刻として、前記反射信号の時間軸上の積算値に対応した出力信号の立ち上がり開始時刻を用いて、前記距離を算出し、
前記残りの（Ｎ－１）個の受信機については、前記受信時刻として、前記出力信号のピーク時刻を用いて、前記距離を算出する、
測距装置。 It is a time-of-flight type ranging device (70).
An oscillator (30) including a radiating element (31) that radiates electromagnetic waves and a drive circuit (32) that drives the radiating element, and an oscillator (30).
A conversion element (11, 21) that receives the reflected wave generated by the electromagnetic wave reflected by an object and converts it into an electric signal, and a control circuit (18, 28) that controls the electric signal output from the conversion element. N (N is a natural number of 2 or more) receivers (10, 20), and at least (N-1) of the N receivers are N having a sensitivity adjusting function. With one receiver,
Based on the output signals output from each of the control circuits, the reception time at which the reflected wave is received by each of the N receivers is detected, and each of the detected reception times is used to reach the object. It is equipped with a processing circuit (50) that calculates the distance.
The processing circuit is
The sensitivity adjustment function of the N receivers is performed in response to the detection of the reception time by one receiver having a sensitivity exceeding a preset threshold value among the N receivers. The sensitivity of the remaining (N-1) receivers to be provided is sequentially increased from a sensitivity lower than the threshold value to a sensitivity exceeding the threshold value .
The sensitivity of the remaining (N-1) receivers is set to be higher than the threshold value after a certain waiting time has elapsed, with the reception time of the reflected signal received by the other receiver as a base point. Increase the sensitivity from a low sensitivity to a sensitivity exceeding the threshold value.
For the one receiver, the distance is calculated by using the rising start time of the output signal corresponding to the integrated value on the time axis of the reflected signal as the reception time.
For the remaining (N-1) receivers, the distance is calculated using the peak time of the output signal as the reception time.
Distance measuring device.
発信機から測距信号を発信し、
Ｎ個の受信機のうちの予め設定された閾値を超える感度を有する１個の受信機により、前記測距信号が前記物体で反射されて生じた反射信号が受信された受信時刻を検出し、
前記受信時刻の検出に応じて、前記Ｎ個の受信機のうちの感度調整機能を備える残りの（Ｎ－１）個の受信機の感度を、それぞれ、他の前記受信機により受信された前記反射信号の受信時刻を基点にして、一定の待ち時間の経過後に、前記閾値よりも低い感度から前記閾値を超える感度に順次上げ、
前記残りの（Ｎ－１）個の受信機のそれぞれにより前記反射信号が受信された受信時刻を検出し、
前記１個の受信機については、前記受信時刻として、前記反射信号の時間軸上の積算値に対応した出力信号の立ち上がり開始時刻を用いて、前記物体までの距離を算出し、
前記残りの（Ｎ－１）個の受信機については、前記受信時刻として、前記出力信号のピーク時刻を用いて、前記距離を算出する、
測距方法。 It is a distance measurement method that measures the distance to an object by the time of flight method.
A range-finding signal is transmitted from the transmitter,
One of the N receivers having a sensitivity exceeding a preset threshold value detects the reception time when the distance measurement signal is reflected by the object and the reflected signal is received.
In response to the detection of the reception time, the sensitivity of the remaining (N-1) receivers having the sensitivity adjustment function among the N receivers is received by the other receivers, respectively. With the reception time of the reflected signal as the base point, after a certain waiting time elapses, the sensitivity is sequentially increased from the sensitivity lower than the threshold value to the sensitivity exceeding the threshold value.
The reception time at which the reflected signal was received by each of the remaining (N-1) receivers was detected.
For the one receiver, the distance to the object is calculated by using the rising start time of the output signal corresponding to the integrated value on the time axis of the reflected signal as the reception time .
For the remaining (N-1) receivers, the distance is calculated using the peak time of the output signal as the reception time.
Distance measurement method.
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|---|---|---|---|---|
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