JPH0528983U - レーザ測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ測距装置のスタート信号とストップ信
号がクロック信号と同期していないことによって生じる
量子化誤差を軽減するレーザ測距装置を得る。 【構成】 レーザ発振器１からでたレーザ光２は、目標
４を照射する。目標からの反射光５は、受光された後増
幅されて受信信号９となり、コンパレータ１０によって
ストップ信号１１となる。ストップ信号１１は、カウン
タ１４と積分器１７との両方に入力される。積分器１７
の積分信号は、ストップ信号１１が発生したときから上
昇し始め、ストップ信号１１が発生した次のクロック信
号でサンプルホールドされ、そのホールド電圧２０はＡ
／Ｄ変換器２１でデジタル値のストップ信号強度２２と
なって演算部２３に入力される。演算部２３は上述のカ
ウンタのカウント値１５を、ストップ信号強度２２と積
分器の時間対電圧の関数を用いて補正する事によって従
来装置で生じていた測距値の量子化誤差を軽減させるこ
とができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はレーザ測距装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図２は従来のレーザ測距装置の構成の一例を示す図で、１はレーザ発振器、２ はレーザ光、３はスタート信号、４は目標、５は目標からの反射光、６は受光素 子、７は電気信号、８は増幅部、９は受信信号、１０はコンパレータ、１１はス トップ信号、１２は基準時間発生部、１３はクロック信号、１４はカウンタ、１ ５はカウント値、そして１６は演算部である。

【０００３】 次に動作について説明する。レーザ発振器１はレーザ光２を発射すると同時に スタート信号３を発生する。レーザ光２は、空間中を伝搬して目標４を照射する 。目標からの反射光５は再び空間を伝搬して受光素子６に入射する。受光素子６ はこの光を光電気変換して電気信号７を出力する。電気信号７は増幅器８で増幅 され、受信信号９となる。この受信信号の強度がコンパレータ１０の閾値を越え ると、ストップ信号１１が発生する。カウンタ１４は基準時間発生部１２のクロ ック信号１３を前述のスタート信号３が発生してからストップ信号１１が発生す るまでの時間中カウントする。このカウント値１５はスタート信号とストップ信 号との時間差に比例する。即ち目標までの距離に比例する。 この原理によって演算部１６は、カウント値１５を基にして計算を行い、目標 までの距離を算出することができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の装置は以上のように構成されており、スタート信号およびストップ信号 と基準時間発生部のクロック信号とが同期していないために、スタート信号およ びストップ信号が発生した時間を基準時間発生部のクロック信号のタイミングで 演算部に取り込む際に±１カウントの量子化誤差が発生していた。 この量子化誤差を少なくするために基準時間発生部のクロック信号の周波数を できるかぎり高く設定するのであるが、例えばデジタル素子にハイスピードＣＭ ＯＳロジックＩＣを用いると、カウントできるクロック周波数の上限は約６０Ｍ Ｈｚとなり、上記量子化誤差は２．５［ｍ］に相当する。量子化誤差を少なくす るために上記デジタル素子に、より高いクロック周波数までカウントできるＥＣ ＬタイプのＩＣを用いた場合、大幅な消費電力の増加や、負の極性を持つ電源の 増設や、これらに伴うコストの上昇および寸法の増大を招くために製品化が困難 であるなどの問題があった。

【０００５】 この考案は上記のような課題を解消するためになされたものであり、スタート 信号およびストップ信号と基準時間発生部のクロック信号とが同期していないた めに生じる量子化誤差を軽減させることができる装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案によるレーザ測距装置はスタート信号またはストップ信号あるいはこ の両者の信号を積分し、積分信号の強度によって距離計算の結果を補正するもの である。

【０００７】

【作用】

この考案におけるレーザ測距装置はスタート信号またはストップ信号あるいは この両者の信号を積分したものの強度によって距離計算の結果を補正するので、 スタート信号およびストップ信号と基準時間発生部のクロック信号とが同期して いないために生じる量子化誤差を軽減させることができる。

【０００８】

【実施例】

実施例１． 以下、この考案の一実施例を図について説明する。図１において１７は積分器 、１８は積分信号、１９はサンプルホールド器、２０はホールド電圧、２１はＡ ／Ｄ変換器、２２はストップ信号強度、そして２３は演算部であり、１から１５ までは前述の従来装置と同じである。

【０００９】 次に動作について説明する。なお説明が複雑になることを避けるために、この 例ではストップ信号の量子化誤差の軽減について述べる。スタート信号の量子化 誤差の軽減については、全く同じ構成をスタート信号系に適用すれば良い。 さて、レーザ光２が発生して目標４を照射し、その反射光５が受光素子６に入 射し、電気信号７が増幅器８で増幅されてストップ信号１１が発生するまでは、 前述の従来装置と全く同じである。このストップ信号１１はカウンタ１４と積分 器１７との両方に入力される。この状態での各部の信号を図３に示す。なお、上 述のようにスタート信号３は、クロック信号１３と同期して記してあり、量子化 誤差は発生しない場合を示した。ここでストップ信号１１は図３の示すようにク ロック信号１３と独立したタイミングで発生するので、従来装置では１クロック 分の量子化誤差が発生するわけであるが、この考案によればストップ信号１１を 積分器１７で積分することによって図３に示すように、時間に比例した積分信号 １８が得られる。ここで、カウンタ１４がカウントを止めるタイミングでサンプ ルホールド器１９を作動させれば、ホールド電圧２０は図３の「Ｖ」なる値とな る。このホールド電圧２０はＡ／Ｄ変換器２１でデジタル値のストップ信号強度 ２２となって演算部２３に入力される。 ここで図３の積分信号１８の時間に比例する傾きは積分器１７によってあらか じめ定まっているので、演算部２３はカウンタのカウント値１５を基に距離計算 した結果をストップ信号強度２２を用いて補正して、量子化誤差を軽減させるこ とが可能となる。

【００１０】 なお上記実施例では、ストップ信号の積分値をカウンタのカウントが止まるタ イミングでサンプルホールドしたが、この他のタイミングで行っても良い。 またこの例ではカウントが止まるタイミングでサンプルホールドを１回行った が、そのあとの適切なタイミングで２回以上サンプルホールドを行うことによっ て精度をさらに向上させても良い。 さらに積分器は、あらかじめ時間対積分値の関係が明確なものであれば時間に 対する積分値が正比例しないものでももちろん構わない。 また、この例ではスタート信号とストップ信号の間に入力される基準クロック 信号をカウンタでカウントする方式について説明したが、例えばスタートパルス が発生したタイミングと、受信信号が発生したタイミングを基準クロック信号を 基にした信号で動作するＲＡＭの中に書き込み、後でこの内容を測距値に変換す る方式であっても構わない。 なお、この実施例では動作をわかりやすくするためにカウンタと、演算部とを 分離して説明したが、カウンタの機能を演算部に持たせてもよい。 さらに距離計算の補正はハードウェア的に行っても、またソフトウェア的に行 っても良い。また、この例では距離計算の補正を減算にて行ったが、あらかじめ スタートパルスをディレイライン等で遅延させることによって、加算による補正 を行っても良いことは言うまでもない。

【００１１】

【考案の効果】

以上のようにこの考案によれば、スタートパルスまたはストップパルスあるい はこの両者の信号を積分し、この積分信号の強度によって距離計算の結果を補正 するので、これらの信号がクロック信号と同期してないことによって生じる量子 化誤差を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の１実施例によるレーザ測距装置を示
す構成図である。

【図２】従来のレーザ測距装置を示す構成図である。

【図３】各部の信号の波形とタイミングを示す図であ
る。

【符号の説明】

２ レーザ光 ３ スタート信号 ４ 目標 ５ 目標からの反射光 ７ 電気信号 ９ 受信信号 １１ ストップ信号 １３ クロック信号 １５ カウント値 １８ 積分信号 ２０ ホールド電圧 ２２ ストップ信号強度

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標に向けてレーザ光を発射すると同時
   にスタート信号を発生するレーザ発振器と、目標からの
   反射光を受信して電気信号を発生する受光素子と、この
   受光素子の電気信号を増幅して受信信号を作る増幅部
   と、この受信信号の強度が閾値を越えたときにストップ
   信号を作るコンパレータと、クロック信号を発生する基
   準時間発生部と、前記スタート信号と上記ストップ信号
   との時間差を基にして目標までの距離計算をする演算部
   とからなるレーザ測距装置において、前記スタート信号
   またはストップ信号あるいはこの両者の信号を積分する
   手段と、前記積分したスタート信号またはストップ信号
   あるいはこの両者の信号の強度を検出する手段と、前記
   積分したスタート信号またはストップ信号の強度によっ
   て前記距離計算の結果を補正する手段とを備えたことを
   特徴とするレーザ測距装置。