TWI424147B

TWI424147B - Distance measuring device

Info

Publication number: TWI424147B
Application number: TW095124142A
Authority: TW
Inventors: 酒井宏
Original assignee: 尼康美景股份有限公司; 尼康股份有限公司
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2014-01-21
Also published as: TW200710372A; WO2007004606A1; US20090115992A1; EP1901091A4; EP1901091A1; JP5411430B2; CN101213474B; CN101213474A; JPWO2007004606A1; CN102662176A; US7898647B2; EP1901091B1

Description

測距裝置

本發明係關於一種用以測定距離之測距裝置。

目前已有一種使脈衝光往返於測距裝置與測定對象物之間，並測量此時所花費的時間來測定至測定對象物之距離的測距裝置(例如參照專利文獻1)。又，該裝置，在檢測在測定對象物反射之脈衝光時，係透過放大器進行訊號之放大，且脈衝光之往返時間愈短即將放大器之增益設定得越小。因此，能在避免放大器飽和之同時，進行近距離之測定，而正確地進行從近距離到遠距離之測定。如上述之可進行增益調整之放大器，例如有AGC(Automatic Gain Control)放大器及STC(Sensitivity Time Control)放大器等。

此外，當來自測定對象物之強烈反射光射入至收訊器時，有時放大器之輸入電壓會急遽地上升而達到規定以上。此情形下，放大器之電壓再次回到正常運作之區域而穩定為止須花費相當時間，在其間收訊器即無法正常地接收反射光。此種狀態為放大器之飽和。

【專利文獻1】日本特開平7－71957號公報

然而，如上述之可進行增益調整之放大器，與增益為固定之一般放大器相較，不僅價格較高且電路規模亦較大。因此，阻礙了測距裝置之低成本化及小型化。

本發明之目的，係提供一種能實現低成本或小型化、且能正確地進行從近距離到遠距離之測定的測距裝置。

本發明之測距裝置，具備：射出機構，係朝測定對象物射出第1脈衝光；光檢測機構，係檢測在該測定對象物反射之第1脈衝光，輸出對應該第1脈衝光之強度變化之訊號；第1測量機構，係在該訊號強度大於既定值之期間，測量從該第1脈衝光之射出到檢測為止之時間差；第2測量機構，係在該訊號強度從未滿既定值變化至該既定值以上之時點，測量從該第1脈衝光之射出到檢測為止之時間差；以及算出機構，係使用藉由該第1測量機構與第2測量機構之至少一方所測量之時間差，來算出到該測定對象物為止之距離。

又，該算出機構，最好係根據自該第1脈衝光之射出起之經過時間，選擇該第1測量機構所測量之時間差或該第2測量機構所測量之時間差，來算出到該測定對象物為止之距離。

又，該算出機構，最好係根據測定者之外部操作，選擇該第1測量機構所測量之時間差或該第2測量機構所測量之時間差，來算出到該測定對象物為止之距離。

又，最好係具備在該第1脈衝光之射出前推定該第1脈衝光之背景位準的推定機構；該算出機構，係根據該背景位準選擇該第1測量機構所測量之時間差或該第2測量機構所測量之時間差，來算出到該測定對象物為止之距離。

又，該算出機構，最好係根據該第1脈衝光之強度選擇該第1測量機構所測量之時間差或該第2測量機構所測量之時間差，來算出到該測定對象物為止之距離。

又，較佳方式為，該射出機構係依序射出複數條該第1脈衝光；該算出機構，係作成和該第1測量機構所測量之時間差與第2測量機構所測量之時間差之至少一方相關的頻度分佈，並根據該頻度分佈中時間差在既定值以下之區間中的頻度，選擇該第1測量機構所測量之時間差或該第2測量機構所測量之時間差，來算出到該測定對象物為止之距離。

又，較佳方式為，該第1測量機構，係將該訊號予以2值化，且將藉該2值化產生之訊號的強度以與既定頻率之取樣時脈非同步的方式鎖存後，在該取樣時脈之第一個上升邊緣進行取樣，並在第二個上升邊緣清除鎖存，藉此來測量該時間差；該第2測量機構，係將該訊號予以2值化，且將藉該2值化產生之訊號的強度在該取樣時脈之上升邊緣鎖存，藉此來測量該時間差。

根據本發明之測距裝置，能實現低成本或小型化、且能正確地進行從近距離到遠距離為止之測定。

以下，使用圖式詳細說明本發明之實施形態。

本實施形態之測距裝置10，如第1圖所示，設有準直透鏡11、半導體雷射12、驅動電路13、監測電路14、聚光透鏡15、光檢測器16、放大器17、2值化電路18、臨界值設定電路19、位準取樣電路20、邊緣取樣電路21、振盪器22、計數器電路23、記憶體24、以及MPU25。

當操作者操作未圖示之測定開始按鈕，輸入測定開始之指令時，MPU25即透過驅動電路13對半導體雷射12輸出發光指令。接著，控制半導體雷射12之發光時點。MPU25對發光時點的控制，係以預先決定之時間間隔反覆進行(例如550次)。

半導體雷射12，係一將脈衝光L1向未圖示之測定對象物射出的發光元件，其根據MPU25對發光時點的控制來依序射出複數條脈衝光L1。各脈衝光L1實際射出之時點，係藉由監測電路14加以監測後輸出至MPU25。MPU25，係以實際發光時點為時間測量之基準來進行各種時點控制。

來自半導體雷射12之脈衝光L1，在通過準直透鏡11後照射於測定對象物。接著，在測定對象物反射之脈衝光L2或在其他障礙物(例如雨等)反射之脈衝光或背景光等(總稱為「返回光」)，在通過聚光透鏡15後射入光檢測器16。光檢測器16係例如光二極體等之受光元件，用以將返回光以時間序列方式進行光電轉換而輸出至放大器17。

放大器17係增益固定之一般放大器，與上述習知之可進行增益調整的放大器相較更為廉價且電路規模亦較小。放大器17，係依據固定之增益以時間序列方式放大來自光檢測器16之訊號。如上所述，藉由設置光檢測器16與放大器17，以時間序列方式檢測出返回光，且將對應返回光之強度變化的時間序列訊號(第2(a)圖)輸出至2值化電路18。此處，時間序列訊號，係指伴隨時間經過而變化之數據(返回光之強度數據)的集合，以時間序列方式檢測，係指隨時間經過逐次進行檢測。

此外，第2(a)圖中，於時間序列訊號出現3個脈衝(1)~(3)。此等脈衝(1)~(3)係起因於例如在測定對象物反射之脈衝光L2或在其他障礙物(例如雨等)反射之脈衝光等。然而，在此時點，要區別真的脈衝光L2與假的脈衝光L2(干擾成分)係困難的。

又，本實施形態所使用之一般放大器17，有可能在測定對象物反射之脈衝光L2的強度較強時即會飽和。在飽和時，時間序列訊號之脈衝寬有時會較原來的脈衝寬更為擴展。

2值化電路18係如第2(b)圖所示，輸入來自放大器17之時間序列訊號，將其依據既定臨界值予以2值化，以產生2值化訊號。此時所使用之既定臨界值，係用以減低干擾之臨界值且預先藉由臨界值設定電路19自動設定。第2(b)圖之2值化訊號，其位準係在對應時間序列訊號之脈衝(1)~(3)的部分上升，而成為脈衝(1)~(3)。

臨界值設定電路19，係根據來自MPU25之設定指令，在自半導體雷射12射出脈衝光L1前(例如在測定者之測定開始的指令後一刻)檢測背景光之強度。接著，從背景光之強度推定返回光之背景位準，並根據該背景位準自動設定臨界值。例如，最好係將背景位準之峰值設定為臨界值。背景位準係相當於測定環境中的干擾程度。亦可以與此方法不同之方式，根據返回光L2來自動設定臨界值。

以2值化電路18所產生之2值化訊號(第2(b)圖)係輸出至位準取樣電路20與邊緣取樣電路21。又，從振盪器22對各取樣電路(20,21)輸入特定頻率之取樣時脈(參照第3圖)，且亦輸入計數器電路23之計數值。該計數值係在從半導體雷射12實際射出脈衝光L1之時點中，透過MPU25予以重設。

位準取樣電路20與邊緣取樣電路21，大略上如第3(a),(b)圖所示，係根據取樣時脈進行2值化訊號之數位取樣，並產生與取樣時脈同步之接收訊號。然後，在接收訊號上升之期間讀取計數器電路23之計數值並輸出至記憶體24。

不過，實際輸出至記憶體24之計數值，係位準取樣電路20之計數值與邊緣取樣電路21之計數值之任一方。本實施形態中，係例如第4圖所示般於位準取樣電路20與邊緣取樣電路21後段設置選擇器26，藉由MPU25進行選擇器26之切換控制，使任一方之計數值輸出至記憶體24。

又，MPU25所進行之選擇器26之切換控制，係例如第5圖所示，根據從半導體雷射12之脈衝光L1射出起之經過時間來自動進行。亦即，自脈衝光L1的射出到經過既定時間t1為止之期間(一般而言係因在測定對象物反射之較強脈衝光L2而使放大器17飽和的期間)，係選擇邊緣取樣電路21之計數值來輸出至記憶體24。接著，在既定時間t1以後(脈衝光L2較弱而放大器17不會飽和之期間)，則係選擇位準取樣電路20之計數值來輸出至記憶體24。

此處，位準取樣電路20係如第3(a)圖所示，在取樣時脈之上升邊緣鎖存2值化訊號之位準，並產生接收訊號。此時，在2值化訊號之上升期間(與第2(b)圖之時間序列訊號之位準大於臨界值之期間一致)取樣時脈上升時，即判斷已檢測出在測定對象物反射之脈衝光L2，而使接收訊號之位準上升。又，在2值化訊號之下降期間取樣時脈上升時，即判斷未檢測出脈衝光L2，而使接收訊號之位準下降。接著，在接收訊號上升期間測量從脈衝光L1之射出到脈衝光L2之檢測為止的時間差，將計數器電路23之計數值輸出至第4圖之選擇器26。

如上述之位準取樣電路20，由於係在每次取樣時脈上升時，根據2值化訊號之上升/下降狀態來判斷有/無檢測出脈衝光L2，因此基本上能測量所有脈衝光L2之時間差。不過，當2值化訊號之上升期間短於取樣時脈之週期時(例如2值化訊號之脈衝(1)之期間等)、或無法滿足邏輯之設定/保持時，有時亦有無法進行該測量之情況。第3(a)圖之例中，係不進行在脈衝(1)之期間之測量，而進行在脈衝(2)，(3)之期間之測量。

又，上述位準取樣電路20，當因放大器17之飽和而使第2圖之時間序列訊號之脈衝寬顯示較原來之脈衝寬更寬的異常值時，第2(b)圖,第3(a)圖之2值化訊號之脈衝寬亦會寬該值，接收訊號之上升期間亦隨之變寬，因此無法正確地測量脈衝光L2之時間差。亦即，自位準取樣電路20輸出至第4圖之選擇器26之計數值變得不正確。

因此，本實施形態中，位準取樣電路20之計數值，係在第5圖之既定時間t1以後(脈衝光L2較弱而放大器17不會飽和之期間)被選擇，再輸出至記憶體24。此期間，由於放大器17未飽和，且第3(a)圖之2值化訊號之脈衝寬顯示正常值，因此接收訊號之上升期間亦顯示正常值，而能正確地測量脈衝光L2之時間差，以將正確的計數值輸出至記憶體24。又，即使S/N比較低，亦能將正確的計數值輸出至記憶體24。

此處，第5圖之既定時間t1，例如只要將來自與測距裝置相距50m距離之物體的反射脈衝設定為基準即可。不過，該既定時間t1，亦可考慮測距裝置之使用環境等，由使用者來適當改變控制器之設定值。

另一方面，邊緣取樣電路21，如第3(b)圖所示，在2值化之上升邊緣，以與取樣時脈非同步之方式進行鎖存。接著，非同步鎖存之後，在第1個取樣時脈之上升邊緣進行取樣，且在第2個取樣時脈之上升邊緣清除非同步鎖存(為了確保設定/保持)。只要以1時脈間隔合成兩個訊號即不會被遮蔽。

此時，在2值化之上升邊緣(與第2(b)圖之時間序列訊號之位準從未滿臨界值變化至臨界值以上之時點一致)，判斷為己檢測出脈衝光L2，將邊緣取樣上升。接著，當其次第1個取樣時脈上升時，即使接收訊號之位準上升。又，當第2個取樣時脈與2值化訊號之下降無關係地上升時，即使邊緣樣本下降，且使接收訊號之位準下降。不過，在兩個邊緣取樣之一方上升之狀態下，即使使另一邊緣取樣下降，接收訊號之位準之下降係不進行，而保持上升狀態。

如上述之邊緣取樣電路21中，並不受限於取樣時脈之週期，亦可在2值化訊號之上升邊緣之時點，以非同步方式測量脈衝光L2之時間差。不過，2值化訊號之上升期間短且保持時間過短時亦有不能進行該測量之情況。

又，上述邊緣取樣電路21中，當S/N比下降使2值化訊號之上升邊緣變不明確(相對干擾而變得難以檢測訊號之上升邊緣的位置)時，即無法正確地測量脈衝光L2之時間差。亦即，從邊緣取樣電路21輸出至第4圖之選擇器26之計數值變得不明確。例如，當第3(b)圖之脈衝(3)係起因於真的脈衝光L2、之前之脈衝(2)係起因於假的脈衝光L2(例如因雨點等反射之干擾成分)時，因其干擾成分之影響使脈衝(3)之上升邊緣變得不明確的話，計數值即變得不明確。

因此，本實施形態中，邊緣取樣電路21之計數值，係在自第5圖所示之脈衝光L1的射出到既定時間t1經過為止之期間(因在測定對象物反射之較強脈衝光L2使放大器17會飽和之期間)被選擇，並輸出至記憶體24。此期間，由於S/N比良好，第3(b)圖之2值化訊號之上升邊緣明確，因此能正確地測量脈衝光L2之時間差，且能將正確的計數值輸出至記憶體24。又，即使放大器17飽和，亦能將正確的計數值輸出至記憶體24。

如上述，本實施形態之測距裝置10中，係在自半導體雷射12之脈衝光L1的射出到既定時間t1經過之期間(因脈衝光L2使放大器17會飽和之期間)，將邊緣取樣電路21之計數值輸出至記憶體24，並在既定時間t1之後(脈衝光L2較弱而放大器17不會飽和之間)將位準取樣電路20之計數值輸出至記憶體24。

不過，當起因於一個脈衝光L1而得到複數個計數值，且最小之計數值小於與既定時間t1對應之計數值時，最好係僅採用最小之計數值來輸出至記憶體24，且排除其後之計數值。假使放大器17飽和，藉由邊緣取樣電路21而得之最小的計數值亦為正確。又，當其後之計數值係起因於放大器17之飽和使放大器17產生異常動作時，即變得不正確。因此，在上述情況僅採用最小計數值，藉此能排除誤檢測出之不正確的計數值。

再者，本實施形態之測距裝置10中，在半導體雷射12每反覆脈衝光L1之射出時，即反覆與上述相同的時間差之測量(對記憶體24之計數值之輸出)。接著，進行上述反覆之結果，於記憶體24即對應反覆頻度(例如550次)而儲存有多數個計數值，據此來作成計數值之頻度分佈。將該頻度分佈直方圖化後，即成為例如第6圖所示。

MPU25，當結束半導體雷射12之發光時點之控制時，即使用儲存於記憶體24之計數值(從脈衝光L1之射出到脈衝光L2之檢測為止之時間差)，算出到測定對象物之距離。亦即，例如將第6圖所示之計數值之頻度分佈中頻度最多之區間的時間差t2乘上光速，藉此算出到測定對象物為止之距離。此時，只要取樣時脈為頻率80MHz(週期12.5n sec)，即能以1.9m之分解能力測定距離。

本實施形態之測距裝置10，具備位準取樣電路20與邊緣取樣電路21，由於係使用位準取樣電路20與邊緣取樣電路21之任一方所測量之時間差來測定距離，因此即使使用增益為固定之一般放大器17將訊號放大時，亦能正確地進行從近距離到遠距離之測定。進一步地，由於使用一般放大器17，因此能實現測距裝置10之低成本化及小型化。

又，如第5圖所示，由於根據來自脈衝光L1之射出之經過時間自動選擇位準取樣電路20與邊緣取樣電路21之任一方，因此能簡單且適當地進行該選擇。

再者，由於從脈衝光L1之射出到既定時間t1經過為止之期間，選擇邊緣取樣電路21之計數值，因此即使放大器17飽和亦能獲得正確的計數值，進一步地，由於既定時間t1以後係選擇位準取樣電路20之計數值，因此即使S/N較低亦能獲得正確的計數值。亦即，無論自脈衝光L1的射出起之經過時間多少，均能隨時獲得正確的計數值。因而，能確實地進行從近距離到遠距離之正確測定。

又，由於從脈衝光L1的射出到經過既定時間t1為止之期間選擇邊緣取樣電路21之計數值，因此在使用日本特開2002－328170號公報所記載之延遲電路來進行重心計算時，亦能不受脈衝寬之影響來進行正確的測定。說明如上述之測定方法之概略順序，亦即在MPU25控制半導體雷射12之發光時點時，一邊使用延遲電路使發光時點依序移位既定量(例如取樣時脈之1/4左右)，一邊作成與上述相同的頻度分佈(第6圖之直方圖)，且以所獲得之頻度分佈之既定區間(例如3時脈份之區間)進行重心計算，藉此算出從脈衝光L1之射出到脈衝光L2之檢測為止之時間差，再使用結果來測定距離。

此處，假設無論在從脈衝光L1之射出到經過既定時間t1為止之期間脈衝寬是否擴展，均選擇位準取樣電路20之計數值的情況。此時，由第7(a),(b)圖之直方圖之比較可知，由於依脈衝寬擴展之量使直方圖之不均區間亦擴展，因此即使在既定區間進行重心計算亦無法算出正確的重心(從脈衝光L1的射出到脈衝光L2之檢測為止之時間差)。

相對於此，如本實施形態所示，當在脈衝光L1的射出到經過既定時間為止之期間選擇邊緣取樣電路21之計數值時，由第8(a),(b)圖之直方圖的比較可知，即使脈衝寬擴展亦不會使直方圖之不均區間變化。因此，藉由計算在既定區間之重心，即能隨時算出正確的重心(從脈衝光L1的射出到脈衝光L2之檢測為止之時間差)。又，能使距離之測定分解能力提升半導體雷射12之發光時點之位移量部分。

(變形例1)

此外，上述實施形態中，雖於邊緣取樣電路21中在2值化訊號之上升邊緣與取樣時脈係以非同步方式鎖存(第3(b)圖)，但本發明並不限定於此。當放大器之飽和程度較小或沒有時，亦可在2值化訊號之下降邊緣以非同步方式鎖存。

再者，上述實施形態中，雖根據放大器17是否飽和來設定選擇器26之切換控制之既定時間t1，但本發明並不限定於此。例如當可預測放大器之飽和時，亦可根據S/N比之高低來進行既定時間t1之設定。此時，從脈衝光L1的射出到經過既定時間t1為止之期間(脈衝光L2較強而S/N比較高之期間)最好係選擇邊緣取樣電路21之計數值，既定時間t1以後(脈衝光L2較弱而S/N比較低之間)則最好係選擇位準取樣電路20之計數值。

又，上述實施形態中，將來自2值化電路18之2值化訊號輸出至位準取樣電路20與邊緣取樣電路21之雙方，分別測量從脈衝光L1之射出到脈衝光L2之檢測為止之時間差，並藉由選擇器26之切換控制將任一方之時間差(計數值)輸出至記憶體24，但本發明並不限定於此。亦可省略選擇器26而分別於位準取樣電路20與邊緣取樣電路21設置專用的記憶體，在MPU25算出距離時即選擇儲存於任一記憶體的計數值(時間差)。又，亦可將來自2值化電路18之2值化訊號分配至位準取樣電路20或邊緣取樣電路21，並將任一方所測量之時間差(計數值)輸出至記憶體24。

再者，上述實施形態中，雖根據自脈衝光L1之射出起之經過時間進行選擇器26之切換控制，並選擇位準取樣電路20之計數值或邊緣取樣電路21之計數值(第5圖)，但本發明並不限定於此。即使係使用以下方法(A)~(D)之任一者來選擇位準取樣電路20之計數值或邊緣取樣電路21之計數值，亦能適用本發明。進一步地，亦可將以下方法(A)~(D)與上述之經過時間之方法任意組合。

方法(A)，係根據測定者之外部操作來選擇位準取樣電路20之計數值或邊緣取樣電路21之計數值。可考量於測距裝置10之筐體設置切換按鈕，再根據該按鈕之操作進行位準取樣電路20或邊緣取樣電路21之選擇。就切換按鈕而言，可考量例如設置近距離優先按鈕與遠距離優先按鈕之至少一方。較佳方式為，當測定者根據按鈕之操作來指示近距離優先時，即強制選擇邊緣取樣電路21，當指示遠距離優先時，則選擇位準取樣電路20。

方法(B)，係根據臨界值設定電路19在脈衝光L1之射出前所推定的背景位準，來進行位準取樣電路20或邊緣取樣電路21之選擇。由於背景位準為S/N比之基準，因此可將背景位準本身用於位準取樣電路20或邊緣取樣電路21之選擇，或亦可如上述般根據背景位準使用2值化電路18所設定之臨界值(第2(b)圖)。臨界值設定電路19，當背景位準較小時，為了提高S/N比而使臨界值之設定下降。因此，當測定對象物之反射率較高時，即使為遠距離亦有可能因該反射脈衝光使放大器17飽和，而最好係選擇邊緣取樣電路21。由於邊緣取樣電路21較位準取樣電路20更高精度，因此即使為遠距離最好亦以選擇邊緣取樣電路21為優先。進一步地，亦可在脈衝光L1之射出(正式發光)前進行預發光，並根據此時之反射光強度進行位準取樣電路20或邊緣取樣電路21之選擇。

方法(C)，係根據將脈衝光L1射出時之返回光的強度，進行位準取樣電路20或邊緣取樣電路21之選擇。返回光，包含在測定對象物反射之脈衝光L2或在其他障礙物(例如雨等)反射之脈衝光或背景光等，為S/N比之基準。因此，亦可將返回光之強度本身使用於位準取樣電路20或邊緣取樣電路21之選擇，或亦可使用返回光之平均強度，或使用與返回光強度對應之用以減低干擾的臨界值。最好係在返回光之強度較既定值強時即選擇邊緣取樣電路21，較既定值弱時則選擇位準取樣電路20。又，此時亦可於測距前進行預測距，且以預測距之返回光之數據為基準。

方法(D)，係根據因複數條脈衝光L1之射出而儲存於記憶體24之計數值之頻度分佈(第6圖之直方圖)中、計數值(時間差)為既定值以下之區間(放大器17會飽和之區間)中的頻度，來進行位準取樣電路20或邊緣取樣電路21之計數值的選擇。此時，最好係於位準取樣電路20與邊緣取樣電路21分別設置專用記憶體，在MPU25算出距離時即選擇任一方之記憶體所儲存之計數值。

例如第9(a)圖所示，當在記憶體內之頻度分佈中之「會飽和之區間」，存在有頻度在臨界值以上之區間(相當於圖中之區間K1,K2)時，即判斷放大器17為己飽和。其係因包含脈衝光L2之返回光的強度越強、頻度即越增加之傾向。接著，選擇邊緣取樣電路21之計數值。然後，在該記憶體內之頻度分佈存在有複數個峰值(K1~K3)時，最好係採用最小之計數值之峰值(K1)，且其後之計數值之峰值(K2,K3)有異常波形的可能性，因此最好係予以排除。由於第9(b)圖所示之頻度分佈中「會飽和之區間」不存在頻度在臨界值以上的區間，因此可想見放大器為不飽和，且能將所有峰值(K4,K5)採用為正常波形。

又，上述實施形態中，雖說明將對應返回光之強度變化之時間序列訊號(第2(a)圖)於2值化電路18中進行2值化之例(第2(b)圖)，但本發明並不限定於此。當不進行2值化，而測量從脈衝光L1的射出到脈衝光L2之檢測為止之時間差時，亦能適用本發明。

再者，上述實施形態中，雖說明於放大器17飽和時選擇邊緣取樣電路21之例，但本發明並不限定於此。另外，有時亦會取決於測定對象物使包含於返回光之脈衝光L2的特性產生變化(例如脈衝寬擴展)。例如，在具有厚度的玻璃反射之脈衝光L2、或來自非平面之會散射的表面之脈衝光L2，其脈衝寬即會變寬。此種情況，亦可藉由選擇邊緣取樣電路21(最好係藉由例如切換按鈕之操作來以手動選擇)來正確地進行距離之測定。

又，上述實施形態中，雖說明選擇位準取樣電路20之計數值與邊緣取樣電路21之計數值之任一方之例，但本發明並不限定於此。當使用位準取樣電路20之計數值與邊緣取樣電路21之計數值之雙方來算出距離時，亦能適用本發明。

(變形例2)

上述實施形態中，雖說明當S/N比下降使2值化訊號之上升邊緣變得不明確時，從邊緣取樣電路21輸出至第4圖之選擇器26之計數值會變得不明確，但此時亦可預先設定偏移量來修正測距值，再加以顯示。

(變形例3)

上述實施形態中，從脈衝光L1的射出到經過既定時間t1為止之期間係藉由邊緣取樣電路21將計數值輸出至記憶體24、而既定時間t1之後則藉由位準取樣電路20將計數值輸出至記憶體24，但本發明並不限定於此。

當確認在既定時間t1後放大器飽和時，或預先預測在既定時間t1後放大器會飽和時，亦可於既定時間t1之後或於全時間區域，藉由邊緣取樣電路21將計數值輸出至記憶體24。

此時，亦可設置檢測放大器之飽和之機構。例如，預先儲存檢測訊號中被認為是正常之範圍之脈衝寬，超過該範圍時，位準取樣即判斷為不能，而切換為邊緣取樣。

又，由於預測在超過既定值之反射光射入時放大器會飽和，因此此時亦可採用邊緣取樣。此等取樣電路之切換，雖最好係藉由檢測值自動控制，但亦可通知使用者進行切換取樣方法，確認此情形後之使用者再以手動切換取樣方法。

此時，只要使連接於測距裝置10之MPU25之第1及第2操作按鈕(例如參照以下說明之第10圖的操作按鈕31,32)之切換模式，具備邊緣取樣模式與位準取樣模式之切換功能即可。

(變形例4)

再者，亦可如第10圖所示，於上述MPU25內部設置控制器30，並將來自第1及第2操作按鈕31,32之操作訊號輸入該控制器30。藉由操作此等操作按鈕31,32，而能切換以下說明之2種測定模式。第1測定模式係「遠距離模式」，而第2測定模式係「近距離模式」。

「遠距離模式」，係指將所算出之複數個測距值中、到與測距裝置相距最遠之物體為止的距離視為到物體為止之測距值的模式。又，亦是將為算出測距值所接收之複數個反射訊號中、來自與測距裝置相距最遠之物體之反射訊號視為到物體為止之訊號，以算出測距值之模式。

「近距離模式」，係指將所算出之複數個測距值中、到與測距裝置相距最近之物體為止的距離視為到物體為止之測距值的模式。又，亦是將為算出測距值所接收之複數個反射訊號中、來自與測距裝置相距最近之物體之反射訊號視為到物體為止之訊號，以算出測距值之模式。

控制器30，具有算出到被測定物為止之距離的距離算出器(33~38)。又，距離算出器(33~38)具有模式判斷部33、計數部34、表作成部35、距離判定部36、臨界值選擇部37以及距離選擇部38。

藉由操作按鈕31,32之操作切換測定模式時，係根據自操作按鈕31,32之操作訊號，由控制器30內之模式判斷部33進行測定模式(遠距離模式或近距離模式)之判斷。接著，為了判定到被測定物為止之距離，藉由控制器30內之臨界值選擇部37來選擇與測定模式對應之頻度分佈表(直方圖)上的判定臨界值。

當將測定模式預先設定於近距離模式時，欲將測定模式切換為遠距離模式，係在操作操作按鈕32既定時間(例如1.5秒間)後，進一步地操作操作按鈕31既定時間(例如2秒間)。此時，根據來自操作按鈕31之操作訊號，藉由控制器30內之模式判斷部33判斷測定模式設定於遠距離模式。接著，由臨界值選擇部37選擇用以進行與所選擇之測定模式(此時係遠距離模式)對應之距離判定的判定臨界值。

當選擇遠距離模式時，控制器30係進行控制以將接收訊號送至第2測量機構之位準取樣電路20。藉此，由於已預先得知會接收遠距離側之接收訊號，因此無近距離側之收訊器飽和之虞，可進行更高精度之位準取樣之處理。

再者，當選擇近距離模式時，控制器30進行控制以將接收訊號送至第1測量機構之邊緣取樣電路21。藉此，由於已預先得知會接收近距離側之接收訊號，因此能預先防止收訊器飽和。

10．．．測距裝置

11．．．準直透鏡

12．．．半導體雷射

13．．．驅動電路

14．．．監測電路

15．．．聚光透鏡

16．．．光檢測器

17．．．放大器

18．．．2值化電路

19．．．臨界值設定電路

20．．．位準取樣電路

21．．．邊緣取樣電路

22．．．振盪器

23．．．計數器電路

24．．．記憶體

25．．．MPU

26．．．選擇器

30．．．控制器

31,32．．．操作按鈕

33．．．模式判斷部

34．．．計數部

35．．．表作成部

36．．．距離判定部

37．．．臨界值選擇部

38．．．距離選擇部

K1~K5．．．峰值

L1,L2．．．脈衝光

t1．．．既定時間

t2．．．時間差

第1圖係顯示本實施形態之測距裝置10內部構成的方塊圖。

第2圖係說明與返回光之強度變化對應之時間序列訊號(a)、與其2值化訊號(b)的圖。

第3圖係說明位準取樣電路20中之2值化訊號之數位取樣(a)、以及邊緣取樣電路21中之2值化訊號之數位取樣(b)的圖。

第4圖係說明使用選擇器26之構成例的圖。

第5圖係說明與自脈衝光L1之射出起之經過時間對應之選擇器26之切換控制的圖。

第6圖係將儲存於記憶體24之計數值(時間差)之頻度分佈予以直方圖化來顯示的圖。

第7(a)，(b)圖係說明使用延遲電路時之位準取樣電路20中的接收訊號、與直方圖之不均區間(以及重心計算區間)的圖。

第8(a),(b)圖係說明使用延遲電路時之邊緣取樣電路21中的接收訊號、與直方圖之不均區間(以及重心計算區間)的圖。

第9(a),(b)圖係說明位準取樣電路20或邊緣取樣電路21之計數值選擇方法例的圖。

第10圖係說明測距裝置10之MPU25內部構造等的概略圖。