JPH0587583U - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JPH0587583U JPH0587583U JP3245392U JP3245392U JPH0587583U JP H0587583 U JPH0587583 U JP H0587583U JP 3245392 U JP3245392 U JP 3245392U JP 3245392 U JP3245392 U JP 3245392U JP H0587583 U JPH0587583 U JP H0587583U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光源を1つ使用するだけで、機械的可動部を
必要とすることなく、反射率の異なる種々の測定対象物
に対する距離測定を可能とする。 【構成】 半導体レーザ10から発生された光を、パワ
ーが異なる複数の光に分波して出力するビームスプリッ
タ12、13、14および15を設け、反射光のレベル
をピークホールド回路43によって検出し、検出された
レベルに応じて、複数の光のうちのいずれかを選択して
出力する。
必要とすることなく、反射率の異なる種々の測定対象物
に対する距離測定を可能とする。 【構成】 半導体レーザ10から発生された光を、パワ
ーが異なる複数の光に分波して出力するビームスプリッ
タ12、13、14および15を設け、反射光のレベル
をピークホールド回路43によって検出し、検出された
レベルに応じて、複数の光のうちのいずれかを選択して
出力する。
Description
【0001】
本考案は、移動体に搭載して使用するのに好適な距離測定装置に係わり、特に パルス状のレ−ザ光を測定対象物に向けて出射してから、その反射または散乱光 を検出するまでの時間に基づいて測定対象物までの距離を測定する距離測定装置 に関するものである。
【0002】
従来のこの種の距離測定装置は、反射率の異なる種々の測定対象物までの測距 を行うため、または、同一の位置にある測定対象物を測距した場合でも、測定対 象物からの光パルスの反射による受信光量によって測距デ−タに誤差が生ずるの を防止するため、発光パワ−の異なる複数の光源を設けて、受信光量レベルに応 じて演算制御装置によって発光させる光源を選択的に切り替えることにより測定 対象物へ出射するレ−ザ光パワ−を選択する方法、または単一光源から発光され たレ−ザ光を濃度連続可変光学フィルタを通す構成とし、このフィルタを機械的 可動部により受信光量レベルに応じて演算制御装置によって制御することで測定 対象物へ出射するレ−ザ光パワ−を制御する方法がとられていた。
【0003】
上述の複数の光源を設けて、測定対象物への出射光量を選択的に切り替える方 法においては、当然の事ながら、複数の光源、およびそれぞれの光源に対応した 発光回路を必要とすることからコスト高になってしまい、さらに送信光学系も複 雑になるという問題点があった。
【0004】 また、濃度連続可変光学フィルタを使用して、測定対象物への出射光量を制御 する場合には、上述のように、濃度連続可変光学フィルタを機械的可動部により 制御することとなるが、距離測定装置が移動体に搭載される場合には、機械的可 動部が、移動体から発生する振動等の影響を受けるため、距離測定装置の信頼性 が低下してしまうという問題点があった。
【0005】 本考案は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、光源を1つ使用 するだけで、機械的可動部を必要とすることなく、反射率の異なる種々の測定対 象物に対する距離測定を可能とすることを目的とする。
【0006】
本考案の距離測定装置は、測定対象物に対して光を射出し、測定対象物からの 反射光を受けて、測定対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、光を 発生する光源(例えば、実施例の半導体レーザ10)と、この光源から発生され た光を、パワーが異なる複数の光に分波して出力する分波手段(例えば、実施例 のビームスプリッタ12、13、14および15)と、反射光のレベルを検出す るレベル検出手段(例えば、実施例のピークホールド回路43およびA/Dコン バータ44)と、このレベル検出手段によって検出されたレベルに応じて、複数 の光のうちのいずれかを示す選択信号を出力する制御手段(例えば、実施例の演 算制御装置100)と、分波手段が出力する複数の光のうち、選択信号が示す光 を選択して出力する光選択手段(例えば、実施例の光スイッチ24)とを備える ことを特徴とする。
【0007】
上記構成の本考案の距離測定装置においては、制御手段が、レベル検出手段に よって検出された反射光のレベルに応じて、分波手段が出力する複数の光のうち のいずれかを示す選択信号を出力し、光選択手段が、選択信号が示す光を選択し て出力する。従って、光源を1つ使用するだけで、機械的可動部を必要とするこ となく、反射率の異なる種々の測定対象物への距離測定が可能となる。
【0008】
図1は、本考案の距離測定装置の一実施例を示す。演算制御装置100は、点 灯タイミング信号を、レーザドライバ10Dおよび時間計測回路46に出力する 。レーザドライバ10Dは、点灯タイミング信号の立ち上がりに同期して、幅の 狭い点灯パルスを、光源である半導体レ−ザ10に供給する。これにより、半導 体レーザ10は、20Wのパワ−の光パルスを射出する。この光パルスは、コリ メ−タレンズ11を通過後、透過率Tと反射率Rとの比(T:R)が8:2であ るビ−ムスプリッタ12により、16Wの透過光P1tと4Wの反射光P1rに 分波される。
【0009】 ビ−ムスプリッタ12を透過した光パルスP1tは、集光レンズ16を経て光 ファイバ20へ入射され、光ファイバ20と光結合されている光スイッチ24の 第1の入力端子24Aへ入射される。
【0010】 一方、ビ−ムスプリッタ12で反射された光パルスP1rは、透過率Tと反射 率Rとの比(T:R)が6:4であるビ−ムスプリッタ13へ入射され、このビ −ムスプリッタ13により1.6Wの反射光P2rと3.2Wの透過光に分波さ れる。
【0011】 ビ−ムスプリッタ13で反射された光パルスP2rは、集光レンズ17を経て ファイバ21ヘ入射され、光ファイバ21と光結合されている光スイッチ24の 第2の入力端子24Bへ入射される。
【0012】 一方、ビ−ムスプリッタ13を透過した光パルスP2tは、透過率Tと反射率 Rとの比(T:R)が93:7であるビ−ムスプリッタ14へ入射され、このビ −ムスプリッタ14により168mWの反射光P3rと2.232Wの透過光P 3tに分波される。
【0013】 ビ−ムスプリッタ14で反射された光パルスP3rは、集光レンズ18を経て 光ファイバ22へ入射され、光ファイバ22と光結合されている光スイッチ24 の第3の入力端子24Cへ入射される。
【0014】 一方、ビ−ムスプリッタ14を透過した光パルスP3tは、透過率Tと反射率 Rとの比(T:R)が149:1であるビ−ムスプリッタ15ヘ入射され、この ビ−ムスプリッタ15により14.8mWの反射光P4rと2.217Wの透過 光P4tに分波される。
【0015】 ビ−ムスプリッタ15で反射された光パルスP4rは、集光レンズ19を経て 光ファイバ23へ入射され、光ファイバ23と光結合されている光スイッチ24 の第4の入力端子24Dへ入射される。
【0016】 すなわち、ビームスプリッタ12、13、14および15は、出射レ−ザパワ −を1000:100:10:1程度に分割する。
【0017】 なお、ここでは、実施例を分かりやすく説明するため、光学部品の光量損失は 無視して説明しているが、この損失があっても同様な考え方をとれば問題はない 。
【0018】 演算制御装置100は、デ−タバス31、出力セレクタ32および光スイッチ 駆動回路33を通して、光スイッチ24の入力として第1の入力端子24Aを電 気的に選択する。この状態では、光スイッチ24の出力は光スイッチ24の第1 の入力端子24Aから入力された光信号のみに限定される。従って、光ファイバ 20より入射された光パルスのみが、光スイッチ24の出力端子24Yと光結合 されている光ファイバ25ヘ入射され、送信光学系26を通過し、測定対象物( 図示せず)へ射出される。
【0019】 この射出された光パルスは、測定対象物で反射され、受信光学系40へ入射さ れる。受信光学系40へ入射された光パルスは、受光素子41へ入射され電気信 号である受信パルス信号に変換される。この受信パルス信号は、増幅器42によ って増幅され、増幅された受信パルス信号は、ピークホールド回路43および比 較器45に供給される。
【0020】 比較器45は、受信パルス信号を、ディジタル信号である受光タイミング信号 に変換し、時間計測回路46に出力する。時間計測回路46は、点灯タイミング 信号を受けた時点から、受光タイミング信号を受けた時点までの時間を計測し、 計測した時間を距離データとして演算制御装置100に供給する。
【0021】 一方、ピークホールド回路43は、増幅器42から供給された受信パルス信号 の最大値をホールドして、受信パルス信号のレベルに対応した直流電圧信号をA /Dコンバータ44に出力する。A/Dコンバータ44は、入力された直流電圧 をディジタル信号に変換して、これを、受信光量を示すディジタルデ−タとして デ−タバス31を介して、演算制御装置100に供給する。
【0022】 演算制御装置100は、A/Dコンバータ44から供給された受信光量データ と、予め記憶してある受信光量対S/Nデ−タに基づいて、この発光パワ−が測 距に関して最適か否かを判断する。この判断の結果、発光パワ−が最適であれば 、そのまま距離測定を継続し、最適でない場合には、デ−タバス31、出力セレ クタ32、光スイッチ駆動回路33を通して、光スイッチ24の入力として光ス イッチ24の第2の入力端子24Bを電気的に選択する。
【0023】 以下、上記の発光パワ−の最適か否かの判断、発光パワ−の切り替えを行い、 最終的には最適な発光パワ−で、距離測定を行う。この場合、発光パワ−のダイ ナミックレンジは、30dB以上得られることとなる。そして、演算制御装置1 00は、最適な発光パワーのときに時間計測回路46から得られた距離データを 正しいデータとして採用し、距離測定値を出力する。
【0024】 上述した本考案の実施例によれば、光源を1つ設けるだけで、機械的可動部を 有することなく、測定対象物への出射レ−ザ光パワ−を変えることが出来、その 結果、反射率の異なる種々の測定対象物への距離測定が可能となる。また、背景 光量の違いによって、同一の位置にある測定対象物からの光パルスの反射受信光 量が変動するが、この変動から生ずる距離測定誤差が無くなり、高精度な距離測 定が可能となる。
【0025】 なお、上記実施例においては、出射レ−ザパワ−を1000:100:10: 1程度に分割したが、本考案は、これに限定されず、必要に応じて、種々の値を とることができる。
【0026】 また、上記実施例においては、光源から発生された光を、パワーが異なる複数 の光に分波して出力する分波手段として、ビームスプリッタを使用したが、本考 案は、これに限定されず、光ファイバを使用してパワーが異なる複数の光に分波 、することもでき、あるいは光導波路型分波器を使用してもよい。
【0027】 また、上記実施例では、複数のレーザ光のうちの1つを選択する手段として、 光スイッチを使用したが、光入力が電気的に選択可能な多入力単出力な他の光機 能素子を使用することもできる。
【0028】
以上のように、本考案の距離測定装置によれば、光源から発生された光を、パ ワーが異なる複数の光に分波して出力する分波手段を設け、制御手段が、レベル 検出手段によって検出された反射光のレベルに応じて、分波手段が出力する複数 の光のうちのいずれかを示す選択信号を出力し、光選択手段が、選択信号が示す 光を選択して出力するようにしたので、光源を1つ使用するだけで、機械的可動 部を必要とすることなく、反射率の異なる種々の測定対象物への距離測定が可能 となる。また、背景光量の違いによって、同一の位置にある測定対象物からの光 パルスの反射受信光量が変動するが、この変動から生ずる距離測定誤差が無くな り、高精度な距離測定を行うことができる効果がある。
【図1】本考案の距離測定装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
10 発光素子 10D レーザドライバ 11 コリメ−タレンズ 12,13,14,15 ビ−ムスプリッタ 16,17,18,19 集光レンズ 20,21,22,23,25 光ファイバ 24 光スイッチ 26 送信光学系 31 デ−タバス 32 出力セレクタ 33 光スイッチ駆動回路 40 受信光学系 41 受光素子 42 増幅器 43 ピークホールド回路 44 A/コンバータ 45 比較器 46 時間計測回路 100 演算制御装置
Claims (2)
- 【請求項1】 測定対象物に対して光を射出し、前記測
定対象物からの反射光を受けて、前記測定対象物までの
距離を測定する距離測定装置において、 光を発生する光源と、 前記光源から発生された光を、パワーが異なる複数の光
に分波して出力する分波手段と、 前記受けた反射光のレベルを検出するレベル検出手段
と、 前記レベル検出手段によって検出されたレベルに応じ
て、前記複数の光のうちのいずれかを示す選択信号を出
力する制御手段と、 前記分波手段が出力する複数の光のうち、前記選択信号
が示す光を選択して出力する光選択手段とを備えること
を特徴とする距離測定装置。 - 【請求項2】 前記測定対象物に対して光を射出した時
点から、前記測定対象物からの反射光を受けた時点まで
の時間を測定して、前記測定対象物までの距離を測定す
ることを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3245392U JPH0587583U (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3245392U JPH0587583U (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 距離測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0587583U true JPH0587583U (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=12359391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3245392U Withdrawn JPH0587583U (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0587583U (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017020841A (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | 株式会社デンソー | 距離測定装置 |
JP2019129509A (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 株式会社リコー | 画像読取装置、画像読取方法、画像形成装置、及びプログラム |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP3245392U patent/JPH0587583U/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017020841A (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | 株式会社デンソー | 距離測定装置 |
JP2019129509A (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 株式会社リコー | 画像読取装置、画像読取方法、画像形成装置、及びプログラム |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19960801 |