JPH10253759A

JPH10253759A - 距離測定装置

Info

Publication number: JPH10253759A
Application number: JP9074498A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kubo; 一裕窪; Kazuhisa Shimizu; 和久清水
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】近距離に存在する反射光量の大きな物体の像
が横に広がって認識されるため、遠距離に存在する物体
が陰に隠れて認識できなくなる問題を解決する。【解決手段】遅延時間計測部３２では、発光信号ａか
ら受光信号ｃまでの遅延時間τを計測し、距離演算部３
３では遅延時間τに基づいて対象物までの距離を演算す
る。受光レベル検出部３０は受光レベル指定切替部３１
によって指定されている受光レベルの信号を抽出して遅
延時間計測部３２へ送る。受光レベル指定切替部３１に
よって指定される受光信号の受光レベルは一定周期で切
替わるので、一定周期毎に異なる受光信号が遅延時間計
測用の信号として抽出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は距離測定装置に関す
る。特に、レーザーパルスを検知エリアに走査して対象
物までの距離を計測する距離測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】対象物の距離と方向を検出し、例えば前
方車両との車間距離を計測する車載用の距離測定装置と
して、レーザー測距装置が用いられている。

【０００３】図１は従来のレーザー測距装置１の構成を
示す概略ブロック図である。このレーザー測距装置１
は、半導体レーザー素子（ＬＤ）２、半導体レーザー素
子２を駆動する半導体レーザー素子駆動回路（ＬＤ駆動
回路）３、半導体レーザー素子２から出射されたレーザ
ーパルスＰを検知領域に向けて走査する光走査部（スキ
ャナ）４からなる投光部と、信号処理部５とを備えてい
る。半導体レーザー素子駆動回路３は、信号処理部５か
ら一定周期毎に出力される発光信号ａと同期して半導体
レーザー素子２をパルス発光させる。光走査部４は、例
えば、サーボモータで回転するポリゴンミラーや圧電振
動子で回転振動するミラー付きの振動板などで構成され
ており、半導体レーザー素子２から出射されたレーザー
パルスＰは、光走査部４で反射され、所定の検知領域を
走査される。

【０００４】ここで、レーザー測距装置１における投光
動作を図２により具体的に説明する。半導体レーザー素
子２は、半導体レーザー素子駆動回路３により２５μse
c毎にパルス発光させられている。一方、光走査部４
は、２００mradの測定レンジにわたって５０msecの周期
でレーザーパルスＰを一方の向きに片掃引する。レーザ
ーパルスＰは２５μsec毎に発光しているので、この１
走査の５０msecの間に半導体レーザー素子２は２０００
回発光し、２０００パルスの距離測定が実行される。こ
の１走査内における２０００パルスのうち、２０１〜１
８００番までの１６００パルスは距離計測に使用され、
端点エリア（１〜２００番パルスおよび１８０１〜２０
００番パルス）では距離計測は行なわれない。距離計測
に使用される１６００パルス（２０１〜１８００番パル
ス）は２０パルス毎の８０領域に分割される。

【０００５】走査方向検出部６は、端点エリアのレーザ
ーパルスＰを基準として、光走査部４によるレーザーパ
ルスＰの走査方向（光出射方向）を検出しており、走査
方向検出部６によって検出されたレーザーパルスＰの走
査方向は走査方向情報ｂとして信号処理部５に伝えられ
る。

【０００６】レーザー測距装置１は、さらに、フォトダ
イオード（ＰＤ）のような受光素子７と受光回路８から
なる受光部を備えている。半導体レーザー素子２から出
射され光走査部４により走査されたレーザーパルスＰ
は、前方に向けて投射され、対象物で反射された後、レ
ーザー測距装置１に向けて戻ってきて受光素子７で受光
される。受光素子７から出力される受光信号ｃは受光回
路８で増幅されて出力される。

【０００７】信号処理部５は、受光回路８から出力され
た受光信号ｃを所定のしきい値Ｖthと比較し、受光信号
ｃがしきい値Ｖth以上であると、受光部がレーザーパル
スＰを受光したと判断し、投光タイミングから受光タイ
ミングまでの遅延時間τに基づいて対象物までの距離を
算出する。すなわち、対象物までの距離をＬ、光速をｃ
とすると、遅延時間はτ＝２Ｌ／ｃであるから、遅延時
間τより対象物までの距離Ｌが求められる。ついで、信
号処理部５は、２０パルス分（１領域分）の測距結果を
平均して測距データを求め、方向データ（走査方向情報
ｂ）と共に出力する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】

（問題点）しかしながら、従来のレーザー測距装置で
は、反射光量の大きな物体が近距離に存在していると、
その近距離の物体は実際の大きさ以上に横に広がった像
として認識され、近距離に存在している反射光量の大き
な物体の大きさを誤判定するという問題があった。そし
て、このように近距離に存在している反射光量の大きな
物体の像が横に広がって実際よりも大きく認識される
と、その物体の像の向うに存在している遠距離の物体を
認識することができず、測距不能になるという問題があ
った。

【０００９】例えば、図３に示すように、車両９のバン
パー下部などに取り付けられた車載用のレーザー測距装
置１で説明すると、車両９の前方を走行している前方車
両１０のリフレクタ１１で反射したレーザーパルスＰを
受光することによって前方車両１０までの距離を計測
し、その計測データに基づいて定車間追従走行している
とき、道路１２の側部の路側リフレクタやデリニエー
タ、メタリック看板等の反射光量の大きな物体１３が近
距離で視野内に入ることがある。この場合、理想的なレ
ーザー測距装置であれば、図４（ａ）に示すように、前
方の遠距離に前方車両１０のリフレクタ１１が認識さ
れ、道路１２の側部の近距離に路側リフレクタ等の物体
１３が認識される。

【００１０】しかし、実際には、図４（ｂ）に示すよう
に、近距離に存在している路側リフレクタ等の物体１３
の像が道路１２の内側へも広がって道路１２を塞ぐ状態
になり、その向うの遠距離に存在している筈の前方車両
１０を認識できなくなってしまっていた。このため、車
両９が路側リフレクタ等の物体１３を通過するまでの
間、定車間追従走行が不可能になったり、路側リフレク
タ等の物体１３の配置から道路１２のカーブを推定でき
なくなったりすることがあり、危険であった。

【００１１】（現象の解明）そこで、本発明の発明者ら
は、このような現象の発生する理由を探求した結果、以
下に説明するような知見に達した。レーザーパルスＰを
使用したレーザー測距装置１において、投光部から出射
されるレーザーパルスＰは、図５（ａ）に示すように水
平方向（光走査方向）に対して光学的にコリメートさ
れ、水平方向では通常１mrad以下の広がり角θ、垂直方
向では通常５０mradの広がり角となるよう水平方向に絞
られる。しかし、この微小な広がり角θは、図５（ｂ）
に示すように、発光強度がそのピーク値に対して１／ｅ
又は１／ｅ²（ｅは自然対数の底）となる点での角度で
あって、その外側の領域にも、発光強度は小さいが、レ
ーザーパルスＰは広がっている。

【００１２】このため、図６に示すように、距離Ｌ₂に
ある物体１４に中心方向を向けてレーザーパルスＰを投
射している瞬間を考えると、その中心方向から外れた方
向に位置している物体１５にもレーザーパルスＰの発光
強度の小さな領域が投射される。このとき、レーザーパ
ルスＰの中心方向に位置している物体１４に投射されて
いるレーザーパルスＰの領域が図７の斜線領域Ａ１で、
中心から外れた方向に位置している物体１５に投射され
ているレーザーパルスＰの領域が図７の斜線領域Ａ２で
あるとすると、中心方向に位置している物体１４に投射
されているレーザーパルスＰの光照射量と中心から外れ
た方向に位置している物体１５に投射されているレーザ
ーパルスＰの光照射量とは、それぞれの斜線領域Ａ１，
Ａ２の面積に比例しており、中心から外れた方向の物体
１５に投射されている光照射量は、中心方向の物体１４
に投射されている光照射量に比較して微少である。

【００１３】ところが、レーザーパルスＰの中心方向か
ら外れた位置で微少なレーザーパルスＰを照射されてい
る物体１５が、レーザーパルスＰの中心方向に存在して
いる物体１４に比較して近距離Ｌ₁（＜Ｌ₂）に位置して
おり、しかも、その物体１５の反射率が高くて物体１５
からの反射光量が大きい場合には、近距離Ｌ₁の物体１
５で反射したレーザーパルスＰによる受光信号ｃ₁がし
きい値Ｖthを越える場合があり、その場合には、距離Ｌ
₁にある物体１５だけが認識され、距離Ｌ₂にある物体１
４は認識されない。

【００１４】図８及び図９は距離Ｌ₂の物体１４が認識
されなくなる理由を説明するための図であって、図８は
従来の信号処理部５の要部を示す図、図９はその動作を
説明するためのタイムチャートである。信号処理部５
は、ＲＳ入力付きのＤ−ＦＦ（Ｄ−フリップフロップ）
１６とカウンタ１７によって構成されている。Ｄ−ＦＦ
１６のセット入力Ｓ₁はＬレベルに、Ｄ入力Ｄ₁はＨレベ
ルに固定され、リセット入力Ｒ₁には発光信号ａが入力
される。Ｄ−ＦＦ１６のクロック入力ＣＫ₁は受光回路
８の出力に接続されていて受光信号ｃが入力されるよう
になっており、一定レベル（しきい値Ｖth）以上の受光
信号ｃがクロック入力ＣＫ₁に入力されると出力Ｑ₁がＨ
レベルに変化する。また、Ｄ−ＦＦ１６の出力Ｑ₁はカ
ウンタ１７のストップ入力ＳＴＯＰ（キャリ・インＣ
Ｉ）に接続されている。Ｄ−ＦＦ１６のクロック入力Ｃ
Ｋ₂には一定周波数のクロックパルス信号ＣＰ（図９
（ａ））が入力されており、リセット入力Ｒ₂には発光
信号ａが入力される。

【００１５】しかして、発光信号ａがカウンタ１７のリ
セット入力Ｒ₂に入力されると（図９（ｂ））カウンタ
１７が“０”にリセットされる。また、発光信号ａがＤ
−ＦＦ１６のリセット入力Ｒ₁に入力されると、Ｄ−Ｆ
Ｆ１６の出力Ｑ₁はＬレベルに変化し、カウンタ１７の
ストップ入力ＳＴＯＰ₂がＬレベルになるから（図９
（ｄ））、カウンタ１７がクロックパルス信号ＣＰのパ
ルス数をカウント開始する（図９（ｅ））。この後、受
光回路８からＤ−ＦＦ１６のクロック入力ＣＫ₁に受光
信号ｃが入力されると（図９（ｂ））、Ｄ入力Ｄ₁がＨ
レベルに固定されているからＤ−ＦＦ１６の出力Ｑ₁は
Ｈレベルに変化し（図９（ｄ））、カウンタ１７のスト
ップ入力ＳＴＯＰがＨレベルとなってカウントを停止す
る（図９（ｅ））。そして、カウンタ１７によって計測
された発光から受光までの遅延時間τ（クロックパルス
信号ＣＰのパルス数）に基づいて対象物までの距離が演
算される。

【００１６】近距離Ｌ₁にある物体１５による受光信号
ｃ₁は、レーザーパルスＰの発光タイミングから２Ｌ₁／
ｃだけ遅延して受信され、レーザーパルスＰの発光タイ
ミングから２Ｌ₂／ｃだけ遅延して受信される遠距離Ｌ₂
の物体１４による受光信号ｃ2よりも先に受信回路８で
受信されるので、微弱なレーザーパルスＰを照射されて
いる近距離Ｌ₁の物体１５からの受光信号ｃ₁がしきい値
Ｖthを越えると、図９（ｃ）（ｅ）に示すように、近距
離Ｌ₁の物体１５からの受光信号ｃ₁が受信された時にカ
ウンタ１７が停止する。この結果、遅延時間τ＝２Ｌ₁
／ｃに基づいて対象物までの距離が演算されるので、レ
ーザーパルスＰの中心方向が距離Ｌ₂にある物体１４を
向いているにも拘らず、信号処理部５は遅延時間τ＝２
Ｌ₁／ｃに基づいて距離Ｌ₁に対象物が存在していると判
断する。

【００１７】この結果、図１０（ａ）に示すように、１
走査分のレーザーパルスＰが投光された場合を考える
と、近距離Ｌ₁に反射光量の大きな物体１５が存在する
と、その物体１５の像は図１０（ｃ）のハッチングを施
した領域に相当する幅Ｗrであるにも拘らず、レーザー
パルスＰの中心方向から外れた領域からの反射光によっ
て図１０（ｃ）に示すような幅Ｗpであると認識され、
当該物体１５の幅が横に広がったように認識されること
になる。一方、遠距離Ｌ₂にある物体１４は、図１０
（ｂ）に示すように、広がった物体１５の像に隠れて見
えなくなり、認識されないという現象が生じる。

【００１８】なお、上記のような現象を防止するには、
レーザーパルスＰの中心から外れた領域の光が、近距離
に位置する反射率の大きな物体１５で反射されても受光
強度がしきい値Ｖthを越えないよう、レーザーパルスＰ
の発光強度を小さくすればよいが、投光部における発光
強度を小さくすると、遠距離にある物体１４からの反射
レーザーパルスＰもしきい値Ｖth以下の受光強度とな
り、レーザー測距装置の測距距離が短くなってしまう。

【００１９】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、近距離に反
射光量の大きな対象物が存在している場合でも、その近
距離に存在している対象物の大きさを正確に認識するこ
とができるようにすることにある。

【００２０】

【発明の開示】請求項１に記載の距離測定装置は、投光
部から検知領域に向けて光ビームを投光及び走査し、受
光部により対象物で反射した光ビームを受光し、投光部
から光ビームを投光させるための発光信号によって測距
カウンタやタイマ等の計測手段をスタートさせ、受光部
での受光信号によって当該計測手段を停止させ、当該計
測手段の計測値に基づいて対象物までの距離を求める距
離測定装置において、１つの発光信号に対する複数の受
光信号のうち、何番目の受光信号によって前記計測手段
を停止させるかが、切り替わるようにしたことを特徴と
している。

【００２１】請求項１の距離測定装置にあっては、何番
目の受光信号によって測距カウンタやタイマ等の計測手
段を停止させるかが切り替わるようになっているので、
１つの発光信号に対して異なる受光信号までの遅延時間
等の計測値を知ることができる。従って、１回の光ビー
ムの投射に対して複数の対象物で反射した受光信号が得
られた場合でも、各対象物で反射した光ビームの受光ま
での遅延時間等の計測値を個々に求めることができる。

【００２２】請求項２に記載の距離測定装置は、投光部
から検知領域に向けて光ビームを投光及び走査し、受光
部により対象物で反射した光ビームを受光し、投光部か
ら光ビームを投光させるための発光信号によって測距カ
ウンタやタイマ等の計測手段をスタートさせ、受光部で
の受光信号によって当該計測手段を停止させ、当該計測
手段の計測値に基づいて対象物までの距離を求める距離
測定装置において、１つの発光信号に対する複数の受光
信号のうち、どの受光レベルの受光信号によって前記計
測手段を停止させるかが、切り替わるようにしたことを
特徴としている。

【００２３】請求項２の距離測定装置にあっては、どの
受光レベルの受光信号によって測距カウンタやタイマ等
の計測手段を停止させるかが切り替わるようになってい
るので、１つの発光信号に対して異なる受光信号までの
遅延時間等の計測値を知ることができる。従って、１回
の光ビームの投射に対して複数の対象物で反射した受光
信号が得られた場合でも、各対象物で反射した光ビーム
の受光までの遅延時間等の計測値を個々に求めることが
できる。

【００２４】よって、請求項１及び２に記載の距離測定
装置にあっては、近距離にある反射光量の大きい対象物
の像が広がって、その後方にある別な対象物を認識でき
なくなることがなく、近距離にある対象物も遠距離にあ
る対象物も確実に認識して測距することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１１は本発明の一実施形態による
レーザー測距装置２１の構成を示すブロック図である。
このレーザー測距装置２１は、半導体レーザー素子駆動
回路２３によって半導体レーザー素子２２を駆動してパ
ルス発光させ、半導体レーザー素子２２から出射された
レーザーパルスＰを光走査部２４によって検知領域に向
けて走査する投光部を備えている。半導体レーザー素子
駆動回路２３は、信号処理部２５から一定周期毎に出力
される発光信号ａと同期して半導体レーザー素子２２を
パルス発光させている。なお、投光部から検知領域に投
光されるレーザーパルスＰの投光の仕方は、図２で説明
したとおりである。

【００２６】走査方向検出部２６は、端点エリアのレー
ザーパルスＰを基準として、光走査部２４によるレーザ
ーパルスＰの走査方向を検出しており、走査方向検出部
２６によって検出されたレーザーパルスＰの走査方向は
走査方向情報ｂとして信号処理部２５に伝えられる。

【００２７】レーザー測距装置２１は、さらに、フォト
ダイオード（ＰＤ）のような受光素子２７と受光回路２
８からなる受光部を備えている。半導体レーザー素子２
２から出射され光走査部２４により走査されたレーザー
パルスＰは、前方に向けて投射され、対象物で反射され
た後、レーザー測距装置２１に向けて戻ってきて受光素
子２７で受光される。受光素子２７から出力される受光
信号ｃは受光回路２８で増幅されて出力される。

【００２８】信号処理部２５は、発光信号生成部２９、
受光レベル検出部３０、受光レベル指定切替部３１、遅
延時間計測部３２、距離演算部３３及びメモリ３４によ
って構成されている。発光信号生成部２９は、半導体レ
ーザー素子駆動回路２３及び遅延時間計測部３２へ発光
信号ａを出力して半導体レーザー素子２２を一定の発光
周期で発光させると共に、遅延時間計測部３２に発光部
の発光タイミングを伝える。

【００２９】受光レベル検出部３０は、受光回路２８か
ら送出された受光信号ｃを受け取ると、所定のしきい値
Ｖthと比較し、その受光信号ｃが対象物で反射したレー
ザーパルスＰによるものか否か判定し、受光信号ｃがし
きい値Ｖth以上であれば、対象物で反射したレーザーパ
ルスＰによるものであると判断し、その受光タイミング
情報を遅延時間計測部３２へ送出する。

【００３０】受光レベル指定切替部３１は、所定時間
毎、例えばレーザーパルスＰの１走査毎に受光増幅率を
切り替えて受光信号レベルを変化させる。あるいは、受
光レベル検出部３０のしきい値Ｖthを切り替えるように
してもよい。

【００３１】遅延時間計測部３２は、発光信号生成部２
９から発光信号ａを受け取っており、受光レベル検出部
３０でしきい値Ｖth以上の受光信号ｃが検出されると、
発光から受光までの遅延時間τを計測する。

【００３２】距離演算部３３は、遅延時間計測部３２に
よって計測された遅延時間τに基づいて対象物までの距
離Ｌ＝ｃτ／２を演算する。このとき距離演算部３３
は、走査方向検出部２６から走査方向情報ｂを受け取っ
ているので、対象物の距離及び方向が求められる。距離
演算部３３は、受光レベル指定切替部３１によって受光
信号レベル又はしきい値Ｖthを変化させた時の各場合に
ついて距離データ及び方向データをメモリ３４に格納
し、両データを総合的に判断して距離及び方向を求め、
その結果を測距データとして出力する。

【００３３】図１２は上記信号処理部２５の具体的構成
を示す図、図１３は図１２の信号処理部２５の動作を具
体的に示すタイムチャートである。この信号処理部２５
は、発光信号生成部２９と、一定周波数のクロックパル
ス信号ＣＰを発生する発振器３９と、２つのＲＳ入力付
きＤ−ＦＦ３５，３６、受光信号ｃを増幅する増幅器３
７、信号切替器３８、カウンタ４０、距離演算部３３及
びメモリ３４によって構成されている。

【００３４】２つのＤ−ＦＦ３５，３６は、いずれもセ
ット入力Ｓ₃，Ｓ₄をＬレベルに固定され、リセット入力
Ｒ₃，Ｒ₄に発光信号生成部２９の出力を接続されてい
る。発光信号生成部２９からは、図１３（ｂ）に示すよ
うなタイミングで発光信号ａが出力されており、発光信
号生成部２９から発光信号ａが出力されてリセット入力
Ｒ₃，Ｒ₄がＨレベルになると、両Ｄ−ＦＦ３５，３６の
出力Ｑ₃，Ｑ₄はＬレベルにリセットされる。また、両Ｄ
−ＦＦ３５，３６のＤ入力Ｄ₃，Ｄ₄はＨレベルに固定さ
れているので、クロック入力ＣＫ₃，ＣＫ₄に一定のしき
い値Ｖth以上の受光信号ｃが入力されると、受光信号ｃ
の立上がりに同期してＤ−ＦＦ３５，３６の出力Ｑ₃，
Ｑ₄がＨレベルに変化する。ここで、Ｄ−ＦＦ３６のク
ロック入力ＣＫ₄には、増幅器３７によって増幅された
受光信号ｃが入力されている。

【００３５】図１３（ｃ）は、Ｄ−ＦＦ３５のクロック
入力ＣＫ₃に入力される受光信号ｃを示し、図１３
（ｄ）はＤ−ＦＦ３５の出力Ｑ₃の変化を示しており、
近距離にある反射率の大きな物体１５で反射したレーザ
ーパルスＰの微弱な領域の光による受光信号をｃ₁、遠
距離にある物体１４で反射したレーザーパルスＰの中心
部の光による受光信号をｃ₂としている。このＤ−ＦＦ
３５のしきい値Ｖthは、近距離に位置する反射率の大き
な物体１５にレーザーパルスＰの微弱な領域が当ったと
きの受光量ｃ₁よりも大きくなるように定めている。

【００３６】また、図１３（ｅ）は、増幅器３７を通し
てＤ−ＦＦ３６のクロック入力ＣＫ4に入力される受光
信号ｃを示し、図１３（ｆ）はＤ−ＦＦ３６の出力Ｑ₄
の変化を示している。増幅器３７の増幅率は、近距離に
位置する反射率の大きな物体１５にレーザーパルスＰの
微弱な領域が当ったときの受光量ｃ₁が増幅器３７によ
って増幅された後には、Ｄ−ＦＦ３６のしきい値Ｖthよ
りも大きくなるように定めている。

【００３７】信号切替器３８は、選択入力ＳＥＬに入力
される信号の立上がり動作に同期してトグル動作し、出
力Ｑ₅から出力される信号を第１入力ＳＴＯＰ＿０と第
２入力ＳＴＯＰ＿１とに交互に切り替えるものである。
信号切替器３８の第１入力ＳＴＯＰ＿０と第２入力ＳＴ
ＯＰ＿１には、それぞれ各Ｄ−ＦＦ３５，３６の出力Ｑ
₃，Ｑ₄が接続されており、選択入力ＳＥＬには、発光信
号生成部２９の出力が接続されているので、信号切替器
３８の出力Ｑ₅からは、Ｄ−ＦＦ３５の出力Ｑ₃とＤ−Ｆ
Ｆ３６の出力Ｑ₄とが発光信号ａと同期して交互に切り
替えられる。

【００３８】図１３（ｇ）は、信号切替器３８の出力Ｑ
₅が、選択入力ＳＥＬに入力される発光信号ａと同期し
て第１入力ＳＴＯＰ＿０側のＤ−ＦＦ３５と第２入力Ｓ
ＴＯＰ＿１側のＤ−ＦＦ３６とに交互に切り替えられる
様子を示している。

【００３９】カウンタ４０のリセット入力Ｒ₆には、発
光信号生成部２９の出力が接続されているので、発光信
号生成部２９から発光信号ａが出力されると、カウンタ
出力Ｑ₆は“０”にリセットされる。発振器３９は、図
１３（ａ）に示すように一定周波数のクロックパルス信
号ＣＰを発生している。このクロックパルス信号ＣＰ
は、カウンタ４０のクロック入力ＣＫ₆に入力されてお
り、カウントイネーブル端子ＣＥ（又は、キャリ・イン
ＣＩ）がＬレベルの間はクロックパルス信号ＣＰの立上
がりに同期してカウンタ４０のカウント値が１ずつ繰り
上がり、カウントイネーブル端子ＣＥがＨレベルになる
とカウンタ４０のカウント値はホールドされる。カウン
タ４０のカウント値はカウンタ出力Ｑ₆から出力され
る。

【００４０】従って、図１３（ｈ）（ｉ）に示すよう
に、カウンタ４０は、発光タイミングに同期してカウン
ト値を“０”にリセットされると同時にカウントを開始
し、信号切替器３８を通して接続されている側のＤ−Ｆ
Ｆ３５又は３６がしきい値Ｖth以上の受光信号ｃを受光
してカウントイネーブル端子ＣＥがＨレベルになるとカ
ウントを停止するので、カウンタ４０では発光タイミン
グから受光タイミングまでのクロックパルス数、すなわ
ち遅延時間τを計測する。

【００４１】距離演算部３３は、信号切替器３８の出力
Ｑ₅がＨレベルに変化してカウンタ４０のカウントが停
止すると、遅延時間計測部３２で計測されたクロックパ
ルス数又は遅延時間τに基づいて対象物までの距離を演
算し、走査方向情報ｂと合わせて対象物までの距離及び
方向を求めメモリ３４に格納する。この結果、メモリ３
４には、図１３（ｃ）のような受光信号ｃに基づいて求
められた距離及び方向の情報と、図１３（ｅ）のような
増幅された受光信号ｃに基づいて求められた距離及び方
向の情報とが格納される。

【００４２】距離演算部３３は、メモリ３４に格納され
た２種の情報に基づいて対象物の位置を認識し、測距デ
ータとして出力する。具体的にいうと、カウンタ４０が
受光レベルの低い受光信号ｃに基づいて対象物を検出し
たときの情報からは、近距離の物体１５に隠されること
なく遠距離の物体１４を検出することができる。また、
カウンタ４０が受光レベルを増幅された受光信号ｃに基
づいて対象物を検出したときの情報からは、近距離の物
体１５の広がった像の後ろの物体１４は見えないが、受
光レベルを小さくしていたときには見えなかった遠距離
の対象物を検出できる。よって、両データを総合的に判
断することによって、近距離の物体も遠距離の物体も確
実に認識して測距できるようになる。

【００４３】なお、この実施形態では、受光信号の受光
レベル（増幅率）を変えることによって、どの受光レベ
ルの受光信号によってカウンタ４０を停止させるかを切
り替得たが、図１２の信号処理部２５における増幅器３
７は、Ｄ−ＦＦ３６のしきい値Ｖthを変化させていると
考えることもできるから、信号処理部２５のしきい値Ｖ
thを変えることによって、どの受光レベルの受光信号に
よってカウンタ４０を停止させるかを切り替えるように
してもよいことは明らかである。

【００４４】なお、上記実施形態においては、同じしき
い値を有する２つのＤ−ＦＦと増幅器３７を用いたが、
しきい値の異なる２つのＤ−ＦＦを用いても同様な動作
を行なわせることができる。

【００４５】（第２の実施形態）図１４は本発明の別な
実施形態によるレーザー測距装置４１の構成を示すブロ
ック図である。第１の実施形態における信号処理部２５
では、１つの発光信号ａに伴って受光された複数の受光
信号ｃを、各受光信号の受光信号レベルの違いに着目し
て区別し、どの受光信号レベルの受光信号でカウンタ４
０を停止させるかを切り替えたが、この実施形態では、
１つの発光信号ａに伴って受光された複数の受光信号ｃ
を、各受光信号ｃの番数（受光順序）によって区別し、
指定した番数の受光信号ｃによってカウンタ４０を停止
させると共にその指定番数を切り替えるようにしてい
る。

【００４６】すなわち、このレーザー測距装置４１にあ
っては、受光信号番数指定切替部４２によってしきい値
Ｖth以上の受光信号のうち、何番目の受光信号でカウン
タ４０を停止させるかを指定すると共に、その指定番数
を順次変化させるようにしている。従って、２番目の受
光信号ｃまでの遅延時間も計測でき、近距離の物体１５
によって隠れていた遠距離の物体１４までの遅延時間、
ひいては距離を求めることができる。

【００４７】図１５に示すものは、この信号処理部２５
の具体的構成を示す図、図１６は図１５の信号処理部２
５の動作を具体的に示すタイムチャートである。図１５
の信号処理部２５の構成と、図１２の信号処理部２５の
構成を比較すると、図１５の信号処理部２５では、同じ
しきい値Ｖthの２つのＤ−ＦＦ３５，３６のクロック入
力ＣＫ₃，ＣＫ₄には同じ受光信号ｃが入力されており
（つまり、増幅器３７が存在していない）、Ｄ−ＦＦ３
５の出力Ｑ₃がＤ−ＦＦ３６のＤ入力Ｄ₄に入力されてい
る点で異なっている。

【００４８】図１６は上記信号処理部２５の動作を示す
タイムチャートであって、図１６（ａ）は発振器３９か
ら出力されるクロックパルス信号ＣＰを示し、図１６
（ｂ）は発光信号生成部２９から出力される発光信号ａ
を示す。図１６（ｃ）（ｄ）は１つの発光信号に対して
Ｄ−ＦＦ３５のクロック入力ＣＫ₃に入力される２つの
受光信号ｃ₁，ｃ₂と、Ｄ−ＦＦ３５の出力Ｑ₃を示す。
図１６（ｅ）はＤ−ＦＦ３６のＤ入力Ｄ₄を示す。図１
６（ｆ）（ｇ）は１つの発光信号に対してＤ−ＦＦ３６
のクロック入力ＣＫ₄に入力される２つの受光信号ｃ₁，
ｃ₂と、Ｄ−ＦＦ３６の出力Ｑ₄を示す。図１６（ｈ）
は、信号切替器３８の出力Ｑ₅が、選択入力ＳＥＬに入
力される発光信号ａと同期して第１入力ＳＴＯＰ＿０側
のＤ−ＦＦ３５と第２入力ＳＴＯＰ＿１側のＤ−ＦＦ３
６とに交互に切り替えられる様子を示す。図１６（ｉ）
は、信号切替器３８からカウンタ４０のカウントイネー
ブル端子ＣＥに送られる信号を示し、図１６（ｊ）はカ
ウンタ４０のカウント動作を示している。

【００４９】この実施形態では、発光信号ａが出力され
た後、受光回路２８から２つのＤ−ＦＦ３５，３６へ２
つの受光信号ｃ₁，ｃ₂が入力されると、Ｄ−ＦＦ３５の
Ｄ入力はＨレベルであるから、Ｄ−ＦＦ３５の出力Ｑ₃
は１番目の受光信号ｃ₁の立上がり動作によってＨレベ
ルに変化する（図１６（ｃ）（ｄ））。しかし、１番目
の受光信号ｃ₁の立上がり時には、Ｄ−ＦＦ３６のＤ入
力Ｄ₄はＬレベルであるから、Ｄ−ＦＦ３６の出力Ｑ₄は
１番目の受光信号ｃ₁ではＬレベルのまま変化しない。
また、Ｄ−ＦＦ３５の出力Ｑ₃は１番目の受光信号ｃ₁で
既にＨレベルに変化しているから、２番目の受光信号ｃ
₂によっては変化しない。これに対し、２番目の受光信
号ｃ₂の立上がり時には、Ｄ−ＦＦ３６のＤ入力Ｄ₄はＨ
レベルに変化しているから、Ｄ−ＦＦ３６の出力Ｑ₄は
２番目の受光信号ｃ₂でＨレベルに変化する。従って、
信号切替器３８によってカウンタ４０が走査毎にＤ−Ｆ
Ｆ３５とＤ−ＦＦ３６とに交互に切り替えられると、カ
ウンタ４０がＤ−ＦＦ３５と接続されている期間では、
１番目の受光信号ｃ₁の遅延時間τ＝２Ｌ₁／ｃが計測さ
れ、距離演算部３３では近距離にある物体１５までの距
離Ｌ₁が求められる。また、カウンタ４０がＤ−ＦＦ３
６と接続されている期間では、２番目の受光信号ｃ₂の
遅延時間τ＝２Ｌ₂／ｃが計測され、距離演算部３３で
は長距離にある物体までの距離Ｌ₂が求められる。

【００５０】よって、このレーザー測距装置４１にあっ
ても、反射率の大きな近距離の物体１５の像の広がりに
よって長距離の物体１４を認識できなくなる不都合を解
消することができ、近距離の物体も遠距離の物体も確実
に認識して測距できるようになる。

【００５１】なお、上記実施形態では、増幅率の異なる
２つの受光信号を信号切替器３８で切り替えるようにし
たが、例えば受光回路２８の増幅率をレーザーパルスＰ
の走査毎に変化させるようにしてもよい。もっとも、増
幅率を変化させる方法では、増幅率を変化させた直後に
増幅率が安定するまで時間を要する場合があるので、増
幅率の異なる２つの受光信号を信号切替器３８で切り替
えるようにすることによって検出精度を安定させること
ができる。

【００５２】また、上記実施形態では、受光信号の増幅
率を変化させるか、受光レベル検出部のしきい値を変化
させる方法について説明したが、投光部側におけるレー
ザーパルスＰの発光パワーを所定周期毎に切り替えるよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のレーザー測距装置の構成を示す概略ブロ
ック図である。

【図２】投光部からのレーザーパルスの投光動作を説明
する図である。

【図３】前方車両に対して定車間追従走行している車両
を示す図である。

【図４】（ａ）は理想的なレーザー測距装置により認識
される前方車両のリフレクタと路側デリニエータ等の像
を示す図、（ｂ）は従来例のレーザー測距装置により認
識される前方車両のリフレクタと路側デリニエータ等の
像を示す図である。

【図５】投光部から投射されるレーザーパルスのビーム
断面と発光強度の分布を示す図である。

【図６】遠距離にある物体にレーザーパルスを投射して
いるときに、近距離の物体にもレーザーパルスの一部が
照射されている様子を示す図である。

【図７】レーザーパルスのうち、遠距離の物体に照射さ
れている領域と近距離の物体に照射されている領域とを
示す図である。

【図８】信号処理部の構成の一部を示す図である。

【図９】同上の信号処理部の働きを説明するタイムチャ
ートである。

【図１０】（ａ）は１走査分のレーザーパルスを示す
図、（ｂ）は遠距離にある物体で反射したレーザパルス
による受光信号とその物体の像を示す図、（ｃ）は近距
離にある物体で反射したレーザパルスによる受光信号と
その物体の像を示す図である。

【図１１】本発明の一実施形態によるレーザー測距装置
の構成を示すブロック図である。

【図１２】同上のレーザー測距装置の信号処理部の具体
的構成を示す図である。

【図１３】同上の信号処理部の動作を説明するためのタ
イムチャートである。

【図１４】本発明の別な実施形態によるレーザー測距装
置の構成を示すブロック図である。

【図１５】同上のレーザー測距装置の信号処理部の具体
的構成を示す図である。

【図１６】同上の信号処理部の動作を説明するためのタ
イムチャートである。

【符号の説明】

２２半導体レーザー素子２４光走査部２５信号処理部２６走査方向検出部２７受光素子２９発光信号生成部３０受光レベル検出部３１受光レベル指定切替部３２遅延時間計測部３５，３６Ｄ−ＦＦ３７増幅器３８信号切替器４０カウンタ４２受光信号番数指定切替部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投光部から検知領域に向けて光ビームを
投光及び走査し、受光部により対象物で反射した光ビー
ムを受光し、投光部から光ビームを投光させるための発
光信号によって測距カウンタやタイマ等の計測手段をス
タートさせ、受光部での受光信号によって当該計測手段
を停止させ、当該計測手段の計測値に基づいて対象物ま
での距離を求める距離測定装置において、１つの発光信号に対する複数の受光信号のうち、何番目
の受光信号によって前記計測手段を停止させるかが、切
り替わるようにしたことを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】投光部から検知領域に向けて光ビームを
投光及び走査し、受光部により対象物で反射した光ビー
ムを受光し、投光部から光ビームを投光させるための発
光信号によって測距カウンタやタイマ等の計測手段をス
タートさせ、受光部での受光信号によって当該計測手段
を停止させ、当該計測手段の計測値に基づいて対象物ま
での距離を求める距離測定装置において、１つの発光信号に対する複数の受光信号のうち、どの受
光レベルの受光信号によって前記計測手段を停止させる
かが、切り替わるようにしたことを特徴とする距離測定
装置。