JPH1123710A - 測距装置 - Google Patents

測距装置

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JPH1123710A
JPH1123710A JP18913897A JP18913897A JPH1123710A JP H1123710 A JPH1123710 A JP H1123710A JP 18913897 A JP18913897 A JP 18913897A JP 18913897 A JP18913897 A JP 18913897A JP H1123710 A JPH1123710 A JP H1123710A
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JP
Japan
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light
distance
detector
distance measuring
target
Prior art date
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JP18913897A
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English (en)
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Masahiro Nagaishi
石 正 浩 永
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】入射光量の検知時、その光量の検知にもダイナ
ミックレンジの限界があり、現状においては、広範囲距
離及ぴ鏡面反射等の目標物の測定に対して、受光信号の
光量の検知ができないという問題を解決する。 【解決手段】受光した光を取り出す光学系4と複数のデ
ィテクタ6を用いて受光信号の光の強度を測定する。複
数のディテクタ6に入射する光のレベルは、ディテクタ
6のダイナミックレンジを考慮して1/10.1/10
0.・・・と数段階のレベルで光学的に変化させる。複
数のディテクタ6の中で、ダイナミックレンジ内で動作
しているディテクタのピーク値を用いて、予め用意され
た強度と補正距離の関係のテーブルから補正値を選び出
し、演算部10で距離補正を行っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、測距装置に関し、
特に高精度な距離測定を可能とする測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】非測定対象物としての目標物までの距離
を測定する測距装置は、光ビームを非測定物に向けて投
射し、光ビームが投射され、目標物からの反射光を受光
するまでの時間をカウンタにより測定することにより目
標物までの距離を測定する。
【0003】かかる測距装置では、目標物までの距離や
目標物の表面の反射率の変化により受光信号レベルは大
きく変化するため、受光信号を処理する信号処理回路の
ダイナミックレンジも大きく設定しなければならず、時
に信号処理回路の動作ダイナミックレンジが対応できな
くなり、測定誤差が生じてしまう。
【0004】そこで、従来は、参照光光路に面上の位置
により異なる透過率を有する光減衰板を設け、参照信号
レベルが受光信号レベルと一致するように光減衰板をの
位置を調節し、受光信号と参照信号で生ずる誤差を相殺
する構成が採用されていた。しかし、この構成では、光
減衰板の位置をバランスモータ等を用いて移動させなけ
ればならず、この移動を高速で行うことには限界があ
り、したがって、目標物の距離や反射率が高速で変化す
る場合には迅速に対応できず、高速距離測定ができな
い。
【0005】この問題を解決するため、特開平4ー16
6788号公報には、目標物の距離や反射率が高速で変
化する場合でもその変化に対応して投光信号レベルを変
化させ、常に一定の受光信号レベルを保つ測距装置が開
示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の測距装置では、
距離精度を向上させるため、受光パルスの立ち上がりの
一定位置(例えば、ピークの1/2)で受光タイミング
とし、受光量により補正が為されているが、上記目標物
の距離や反射率の変化を考慮すると、そのダイナミック
レンジは10の5乗から10の6乗を越えることにな
り、受光量を検知するディテクタにもダイナミックレン
ジの限界があるため、現状では広範囲距離及び鏡面反射
等の目標物の距離に対して受光信号の光量の検出ができ
ないという問題がある。
【0007】すなわち、通常、入射光強度が著しく高い
場合には、ディテクタの出力レベルは飽和してしまい、
上述のようなカウンタによるカウント動作のストップパ
ルスの発生タイミングが早まり、距離として小さめな値
が得られてしまう。
【0008】そこで、本発明の目的は、目標物の広範囲
距離及び鏡面反射等の変化に対して高速に応答して距離
測定を可能とする測距装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め本発明による測距装置は、目標に向けて出射されたレ
ーザ光の出射タイミングと、前記目標からの反射光を受
光した受光タイミングに基づいて前記目標までの距離を
測定する距離計測手段を有する測距装置において、前記
目標からの反射光の光量を順次少ない光量となるように
取り出す複数の光量取出手段と、前記複数の光量取出手
段からのそれぞれの光を検出して電気信号に変換する複
数のディテクタ手段と、前記複数のディテクタ手段の出
力のそれぞれのピーク値を検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段で得られた前記複数のディテクタ手
段のピーク値に基づいて前記距離計測手段で得られた距
離を補正する演算手段とを備えて構成される。
【0010】ここで、前記演算手段は、 前記ピーク検
出手段で得られた前記複数のディテクタ手段のピーク値
に基づいて定まる所定値を前記距離計測手段で得られた
距離して補正したり、前記複数のディテクタ手段のピー
ク値のうち各ディテクタ毎に予め定めたしきい値以下の
ピーク値を有するディテクタに基づいて定まる所定値を
前記距離計測手段で得られた距離を補正する。
【0011】また、前記複数のディテクタと前記所定値
とはテーブル化されており、前記光量取出手段は、前記
複数のディテクタのダイナミックレンジを考慮して複数
段階のレベルで光学的に分岐させる手段である。この光
量取出手段は、ビームスプリッタとされる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の一実施
形態による測距装置の構成図である。
【0013】本発明の一実施形態による測距装置は、レ
ーザ光を生成するレーザ発生部1と、レーザ発生部1か
ら出射されたレーザ光を所望の拡がり角に拡げる送光光
学系3と、レーザ発生部1からのレーザ光の発光を検知
しスタートパルスを生成するスタート検知回路2と、目
標物11からの反射光を受光回路に導く受光光学系4
と、目標物11からの反射光の一部を、それぞれ所定の
ダイナミックレンジで、M例えば、入射光の1/10,
1/100,・・・1/Nの光量の光を取り出すための
複数のビームスプリッタ5A〜5Cと、ビームスプリッ
タ5A〜5Cで取り出された目標物11からの反射光
を、それぞれ異なる検知する複数のディテクタ6A〜6
Cと、この複数のディテクタ6A〜6Cからの出力のそ
れぞれのピーク値を検出するピーク検出回路7A〜7C
と、目標物11の反射光を検知してストップパルスを生
成する受光回路8と、スタート検知回路2から出力され
るスタートパルスと受光回路8から出力されるストップ
パルスの発生時間間隔を測定するカウンタ回路9と、カ
ウンタ回路9からのカウントデータとピーク検出回路7
A〜7Cから出力される受光のピーク値とを用いて距離
補正を行う演算部10とを備える。
【0014】次に、本発明の実施の形態の動作について
説明する。レーザ発生部1から出射されたレーザ光は、
送光光学系3を通って所望のビーム拡がり角に拡げら
れ、目標物11に向けて出射される。レーザ発生部1か
ら出射されたレーザ光の一部は、スタート検知器回路2
に取り込まれ、取り込まれたタイミングでスタートパル
スが生成される。こうして生成されたスタートパルス
は、カウンタ回路9へ送出され、カウンタ回路内部のカ
ウンタ動作をスタートさせる。
【0015】前述のように、通常、入射光強度が著しく
高い場合には、ディテクタの出力レベルは飽和してしま
い、上述のようなカウンタによるカウント動作のストッ
プパルスの発生タイミングが早まり、距離として小さめ
な値が得られてしまう。本実施形態では、そこで、上述
のように、入射光の1/10,1/100,・・・1/
Nの光量の光を取り出すための複数のビームスプリッタ
5A〜5Cと、ビームスプリッタ5A〜5Cで取り出さ
れた目標物11からの反射光を、それぞれ検知する複数
のディテクタ6A〜6Cと、この複数のディテクタ6A
〜6Cからの出力のそれぞれのピーク値を検出するピー
ク検出回路7A〜7C、更には演算部10を設けてい
る。
【0016】さて、送光光学系3からの所定の拡がり角
を持ったレーザ光は、目標物11に照射され、反射され
たレーザ光の一部が戻り、受光光学系4を通して複数の
ビームスプリッタ5A〜5Cへ導かれる。複数のビーム
スプリッタ5A〜5Cでは、上記反射光を受光し、例え
ば、1/10、1/100、・・・、1/Nのダイナミ
ックレンジで、それぞれ対応するディテクタ6A〜6C
に出力する。ビームスプリッタ5A〜5Cを通過した残
りの反射光は、受光回路8に導かれる。
【0017】より具体的には、最初のビームスプリッタ
5Aでは、受光光学系4を通過して受光した光のうち1
/10の光量をディテクタ6Aに送出する。また、次の
ビームスプリッタ5Bでは、ディテクタ6Bを通過して
受光した光のうち1/100の光量をディテクタ6Bに
送出する。更にビームスプリッタ5Cでは、前段のビー
ムスプリッタを通過して受光した光のうち1/Nの光量
をディテクタ6Cに送出している。
【0018】複数のディテクタ6A〜6Cに導かれ、電
気信号に変換された反射信号は、対応する複数のピーク
検出回路7A〜7Cに送出され、そこでピーク値が検出
される。検出されたピーク値は演算部10に出力され
る。
【0019】一方、受光回路8は、入射された反射光に
応答してストップパルスを生成してカウンタ部9に送出
される。カウンタ部9に送出されたストップパルスは、
スタートパルスで動き出したカウンタ動作を止める。こ
うして得られたスタートパルスからストップパルスまで
の測定時間間隔が演算部10に出力される。
【0020】演算部10は、ピーク検出回路7A〜7C
から出されたピーク値の中から適切な値のピーク値を選
び出し、その値を基に補正値を決定し、カウンタ回路か
ら出力されるデータにその補正値をくわえて距離データ
として出力する。
【0021】具体的には、入射光レベルが非常に高い場
合、ディテクタ6Aの動作が飽和し、ピーク検出回路7
Aの出力も飽和レベルとなるが、この飽和レベルは予め
実験的に得ることができるので、得られた飽和レベルよ
りも若干低い(例えば、80%)レベルをしきい値とし
て設定しておけば、このしきい値以下のピーク値が検出
されれば、ディテクタは正常動作していると判断でき
る。
【0022】したがって、上記ディテクタ6A〜6C毎
にしきい値を設定しておき、実際に得られたピーク検出
回路7A〜7Cの検出レベルと上記しきい値とを比較す
れば、正常に動作しているディテクタと飽和動作状態に
あるディテクタとを識別でき、正常動作しているディテ
クタから入射光レベルが判断できるので、カウンタ回路
9で得られた距離値に所定値だけ加算して補正すること
ができる。
【0023】上記ディテクタと加算する値との関係は予
めテーブル化しておけば、簡単に読み出せ、補正処理が
可能となる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による測距
装置、1発1発のレーザ光に対して反射光のレベルによ
る補正をかけているため、あらゆるレベルの受光信号に
対しても精度良く距離測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による測距装置の一実施形態例を示す構
成図である。
【符号の説明】
1 レーザ発生部 2 スタート検知回路 3 送光光学系 4 受光光学系 5A〜5C ビームスプリッタ 6A〜6C ディテクタ 7A〜7C ピーク検出回路 8 受光回路 9 カウンタ回路 10 演算部 11 目標物

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】目標に向けて出射されたレーザ光の出射タ
    イミングと、前記目標からの反射光を受光した受光タイ
    ミングに基づいて前記目標までの距離を測定する距離計
    測手段を有する測距装置において、 前記目標からの反射光の光量を順次少ない光量となるよ
    うに取り出す複数の光量取出手段と、 前記複数の光量取出手段からのそれぞれの光を検出して
    電気信号に変換する複数のディテクタ手段と、 前記複数のディテクタ手段の出力のそれぞれのピーク値
    を検出するピーク検出手段と、 前記ピーク検出手段で得られた前記複数のディテクタ手
    段のピーク値に基づいて前記距離計測手段で得られた距
    離を補正する演算手段と、を備えて成ることを特徴とす
    る測距装置。
  2. 【請求項2】前記演算手段は、 前記ピーク検出手段で
    得られた前記複数のディテクタ手段のピーク値に基づい
    て定まる所定値を前記距離計測手段で得られた距離して
    補正する請求項1に記載の測距装置。
  3. 【請求項3】前記演算手段は、 前記複数のディテクタ
    手段のピーク値のうち各ディテクタ毎に予め定めたしき
    い値以下のピーク値を有するディテクタに基づいて定ま
    る所定値を前記距離計測手段で得られた距離を補正する
    請求項1乃至2に記載の測距装置。
  4. 【請求項4】前記複数のディテクタと前記所定値とはテ
    ーブル化されている請求項1乃至3に記載の測距装置。
  5. 【請求項5】前記光量取出手段は、前記複数のディテク
    タのダイナミックレンジを考慮して複数段階のレベルで
    光学的に分岐させる手段である請求項1乃至4に記載の
    測距装置。
  6. 【請求項6】前記光量取出手段は、ビームスプリッタで
    ある請求項1乃至5に記載の測距装置。
JP18913897A 1997-06-30 1997-06-30 測距装置 Pending JPH1123710A (ja)

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