JP2000227477A - レーザ測距装置 - Google Patents

レーザ測距装置

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JP2000227477A
JP2000227477A JP11028690A JP2869099A JP2000227477A JP 2000227477 A JP2000227477 A JP 2000227477A JP 11028690 A JP11028690 A JP 11028690A JP 2869099 A JP2869099 A JP 2869099A JP 2000227477 A JP2000227477 A JP 2000227477A
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JP
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distance
irradiation
laser beam
laser
reflected light
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JP11028690A
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Eisuke Okumura
英輔 奥村
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、遠距離から近距離に至る高精度な
測距を実現し得るようにすることにある。 【解決手段】レーザ光照射部10から照射されるレーザ
光の遠距離照射パターン、中距離照射パターン及び近距
離照射パターンを略並設した形状の受信視野を有する受
信視野を備えた反射光受信部11を設けて、この反射光
受信部11でレーザ光照射部10から照射されたレーザ
光の反射光を受信して測定対象物(図示せず)の距離を
測距するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛星
や航空機等の飛翔体に搭載されて、当該飛翔体と目標物
との距離を測距するのに用いるレーザ測距装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種のレーザ測距装置は、
人工衛星等の宇宙航行体に搭載されて、宇宙航行体が月
や惑星に着陸する際に、着陸面までの距離の測定に供し
たり、あるいはランデブードッキングを行う際に、相手
宇宙航行体との距離を測定するのに用いられている。
【0003】即ち、このようなレーザ測距装置は、レー
ザ光照射部から測定する特定領域にレーザ光のパルスを
照射して、このレーザ光の反射光を、レーザ光照射部と
略平行な光軸を有する反射光受信部で受信する。この
際、レーザ光照射部の照射時刻と反射光受信部の受信時
刻を計測して、この照射時刻から反射光の受信時刻まで
に費やした時刻を、既知のレーザ光の速度で除算するこ
とにより、レーザ光が反射された測定対象物までの往復
の距離が算出される。
【0004】ところが、上記レーザ測距装置では、レー
ザ光照射部から照射されたレーザ光が遠方に行けばいく
ほど、広がる性質を有し、レーザ光照射部から照射され
たレーザ光の照射パターンが、当該レーザ照射部からの
照射距離に応じて異なるために、測定対象物の司る距離
によりレーザ光の照射パターンが受信視野から外れ、測
距が困難となるという問題を有する。即ち、反射光受信
部は、妨害光の入射が最小限となるように受信視野を設
定すると、例えば図3に示すようにレーザ光の遠距離照
射パターン及び中距離照射パターンが視野内に存在する
が、近距離照射パターンが視野外となり、近距離の測定
対象の測距が困難となるという問題を有する。
【0005】そこで、受信視野を遠距離から近距離にお
けるレーザ光の照射パターンを含むように広い視野に設
定して、遠距離から近距離に至る測距を実現することが
考えられる。
【0006】しかしながら、上記受信視野を広げる手法
では、測定対象からの反射光の他に、例えば宇宙航行体
に搭載した場合、太陽、地球、恒星等からの妨害光が入
射され、測距精度の低下を招くという問題を有する。
【0007】また、上記レーザ測距装置としては、レー
ザ光照射部及び反射光受信部の光軸を同軸上に配置させ
ることにより、レーザ照射距離に関係することなく一定
の照射パターンが得られて、遠距離から近距離に至るま
での高精度な測距が可能となる。
【0008】ところが、上記レーザ光照射部及び反射光
受信部の光軸を同軸上に配置したレーザ測距装置では、
レーザ光照射部を反射光受信部に対してその光軸が一致
するように組合せ配置しなければならないために、その
構成が複雑となると共に、その反射光一部が遮蔽された
りして、高精度な測距が困難となるという問題を有す
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のレーザ測距装置では、照射距離に応じて照射パター
ンが受信視野から外れて、反射光の受信が困難となると
いう問題を有する。
【0010】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、遠距離から近距離に至る高精度
な測距を実現し得るようにしたレーザ測距装置を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、レーザ光を
特定領域に向けて所定のパルスで照射するレーザ光照射
手段と、このレーザ光照射手段から照射されたレーザ光
の反射光を受信するものであって、前記レーザ光照射手
段から照射されたレーザ光の異なる照射距離における照
射パターンを略並設した形状の受信視野を有した反射光
受信手段と、前記レーザ光照射手段から照射されたレー
ザ光の照射時刻と前記反射光受信手段で受信した反射光
の受信時刻とに基づいて前記レーザ光が反射された測定
対象物までの距離を算出する距離算出手段とを備えてレ
ーザ光測距装置を構成したものである。
【0012】上記構成によれば、反射光受信部は、その
受信視野がレーザ光照射部から照射されたレーザ光の異
なる照射距離の複数の照射パターンを略並設した形状を
有していることにより、近距離から遠距離のいずれの距
離に存在する測定対象物からの反射光も受信することが
可能となる。これにより、反射光受信部の受信視野を最
小限に設定したうえで、異なる照射距離に存在する測定
対象物の距離を高精度に測距することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。
【0014】図1は、この発明の一実施の形態に係るレ
ーザ測距装置を示すもので、レーザ光送信部10は、そ
の光軸がレーザ光のパルスを特定領域に照射可能に配置
される。そして、このレーザ光照射部10に対して反射
光受信部11が、その光軸を略平行に位置するように並
設配置される。
【0015】上記反射光受信部11は、例えば集光レン
ズ111、絞り112及び検出器113が同一光軸上に
配設され、その受信視野が図2に示すようにレーザ光の
遠距離照射パターン、中距離照射パターン及び近距離照
射パターンを同一平面上に並設した形状を有するよう
に、例えば絞り112の形状が成形されて設定される。
なお、上記集光レンズ111は、複数のレンズを組合せ
たレンズ構造から反射望遠鏡タイプのあらゆる光学系を
用いて構成することが可能である。
【0016】そして、上記レーザ光照射部10及び反射
光受信部11には、時刻計測部12が接続され、この時
刻計測部12には、演算部13が接続される。上記時刻
計測部12は、レーザ光照射部10がレーザ光のパルス
を特定領域に照射すると、その照射したパルスに応動し
て送信時刻をカウントし、上記反射光受信部11が反射
光を受信すると、その受信に応動して受信時刻をカウン
トし、その送信時刻データ及び受信時刻データを演算部
13に出力する。演算部13は、入力した照射時刻から
受信時刻までに費やした時刻を求めて、この時刻を、既
知のレーザ光の速度で除算して、レーザ光が反射された
図示しない測定対象物までの往復の距離を算出する。
【0017】上記構成において、上記測定対象物(図示
せず)の距離を測距する場合には、先ずレーザ光照射部
10から特定領域にレーザ光のパルスを照射する。する
と、その領域内に測定対象物(図示せず)が存在する
と、レーザ光は、当該測定対象物(図示せず)に当たっ
て反射され、反射光として反射光受信部11の受信視野
に入射されて受信される。
【0018】この際、時刻計測部12には、レーザ光照
射部10からレーザ光のパルスを照射した照射時刻をカ
ウントし、反射光受信部11が反射光を受信した受信時
刻をカウントして、その照射時刻データ及び受信時刻デ
ータを演算部13に出力する。ここで、演算部13は、
入力した照射時刻データ及び受信時刻データに基づいて
費やした時刻を求めて上述したようにレーザ光の速度で
除算し、測定対象物(図示せず)までの往復の距離を算
出する。
【0019】そして、測定対象物(図示せず)がレーザ
光照射部10から照射されたレーザ光の遠距離照射パタ
ーン、中距離照射パターン、近距離照射パターンに対応
する如何なる距離位置に存在した場合においても、当該
測定対象物(図示せず)で反射した反射光は、反射光受
信部11の受信視野内に確実に入射されて受信される。
【0020】この際、時刻計測部12には、同様にレー
ザ光照射部10からレーザ光のパルスを照射した照射時
刻をカウントし、反射光受信部11が反射光を受信した
受信時刻をカウントして、その照射時刻データ及び受信
時刻データを演算部13に出力する。すると、演算部1
3は、入力した照射時刻データ及び受信時刻データに基
づいて費やした時刻を求めてレーザ光の速度で除算し、
測定対象物(図示せず)までの往復の距離を算出する。
【0021】このように上記レーザ測距装置は、レーザ
光照射部10から照射されるレーザ光の遠距離照射パタ
ーン、中距離照射パターン及び近距離照射パターンを略
並設した形状の受信視野を有する受信視野を備えた反射
光受信部11を設けて、この反射光受信部11でレーザ
光照射部10から照射されたレーザ光の反射光を受信し
て測定対象物(図示せず)の距離を測距するように構成
した。
【0022】これによれば、反射光受信部11の受信視
野を、妨害光が入射し難い程度の小形化を図ったうえ
で、近距離から遠距離のいずれの距離に存在する測定対
象物からの反射光も効率的に受信することができて、測
定対象物(図示せず)の距離を高精度に測距することが
可能となる。即ち、反射光受信部11の受信視野には、
近距離照射パターンから遠距離照射パターンが含まれる
ことにより、近距離から遠距離のいずれの距離に存在す
る測定対象物(図示せず)からの反射光も効率的に受信
することができるため、測定対象物(図示せず)の高精
度な測距が実現される。
【0023】なお、上記実施の形態では、反射光受信部
11の受信視野を、絞り112を成形してレーザ光の遠
距離照射パターン、中距離照射パターン及び近距離照射
パターンを略並設した形状に形成するように構成した場
合で説明したが、これに限ることなく、例えば検出器1
13の受光面形状を成形して同様の受信視野形状に形成
するように構成してもよいし、あるいは絞り112と検
出器113との間にレンズ等の光学系を介在して同様の
受信視野形状を形成するように構成してもよい。
【0024】また、上記実施の形態では、レーザ光照射
部10及び反射光受信部11の光軸を略平行に配置する
ように構成したレーザ測距システムに適用した場合を代
表して説明したが、これに限ることなく、その他、レー
ザ光照射部10及び反射光受信部11の光軸を交差させ
て配置するレーザ測距システムにおいても適用可能であ
り、同様の効果が期待される。
【0025】さらに、上記実施の形態では、反射光受信
部11の受信視野を、レーザ光の遠距離照射パターン、
中距離照射パターン及び近距離照射パターンを略並設し
た形状に形成するように構成した場合で説明したが、こ
れに限ることなく、受信視野を、レーザ光の遠距離照射
パターン及び中距離照射パターンを略並設した形状、あ
るいは中距離照射パターン及び近距離照射パターンを略
並設した形状、あるいは遠距離照射パターン及び近距離
照射パターンを略並設した形状に形成するように構成し
てもよい。
【0026】よって、この発明は、上記実施の形態に限
ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形を実施し得ることは勿論のことである。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、遠距離から近距離に至る高精度な
測距を実現し得るようにしたレーザ測距装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態に係るレーザ測距装置
の構成を示した構成図である。
【図2】図1の反射光受信部の受信視野の構造を示した
図である。
【図3】従来のレーザ測距装置の反射光受信部の受信視
野を示した図である。
【符号の説明】
10 … レーザ光照射部。 11 … 反射光受信部。 111 … 集光レンズ。 112 … 絞り。 113 … 検出器。 12 … 時刻計測部。 13 … 演算部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光を特定領域に向けて所定のパル
    スで照射するレーザ光照射手段と、 このレーザ光照射手段から照射されたレーザ光の反射光
    を受信するものであって、前記レーザ光照射手段から照
    射されたレーザ光の異なる照射距離における照射パター
    ンを略並設した形状の受信視野を有した反射光受信手段
    と、 前記レーザ光照射手段から照射されたレーザ光の照射時
    刻と前記反射光受信手段で受信した反射光の受信時刻と
    に基づいて前記レーザ光が反射された測定対象物までの
    距離を算出する距離算出手段とを具備したことを特徴と
    するレーザ光測距装置。
  2. 【請求項2】 前記反射光受信手段の受信視野は、レー
    ザ光の近距離照射パターン、中距離照射パターン及び遠
    距離照射パターンを略並設した形状に形成してなること
    を特徴とする請求項1記載のレーザ光測距装置。
  3. 【請求項3】 前記レーザ光照射手段及び前記反射光受
    信手段は、互いの光軸が略平行に配置されてなることを
    特徴とする請求項1又は2記載のレーザ光測距装置。
  4. 【請求項4】 前記レーザ光照射手段及び前記反射光受
    信手段は、互いの光軸が交差して配置されてなることを
    特徴とする請求項1又は2記載のレーザ光測距装置。
JP11028690A 1999-02-05 1999-02-05 レーザ測距装置 Pending JP2000227477A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002202369A (ja) * 2000-12-27 2002-07-19 Nikon Corp 光信号検出装置及び測距装置
JP2018004464A (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 車両用光学式レーダ装置
CN112470035A (zh) * 2018-12-06 2021-03-09 松下知识产权经营株式会社 距离信息取得装置、距离信息取得方法及程序

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