JP2002202369A - Light signal detector and range finder - Google Patents

Light signal detector and range finder

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JP2002202369A
JP2002202369A JP2000399165A JP2000399165A JP2002202369A JP 2002202369 A JP2002202369 A JP 2002202369A JP 2000399165 A JP2000399165 A JP 2000399165A JP 2000399165 A JP2000399165 A JP 2000399165A JP 2002202369 A JP2002202369 A JP 2002202369A
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JP
Japan
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light
optical signal
laser beam
laser
detecting
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JP2000399165A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoto Inaba
直人 稲葉
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light signal detector and a range finder which can obtain a full detection efficiency even when a distance from the range finder to a target becomes large or a use environment (periphery of the target) changes. SOLUTION: The laser range finder 100 is provided with a semiconductor laser 112 for generating a laser light, a photodiode 122 for detecting the laser light reflected by the target 1, and a control circuit 160 for calculating the distance L on the basis of a time from the generation of the laser light to the detection of the reflected light. A diaphragm 123 having an aperture approximately similar to an emission shape of the laser light is arranged to a position nearly conjugate to the semiconductor laser 112.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光信号検出装置及
び測距装置に関し、特に半導体レーザから照射されたパ
ルス状のレーザ光を検出する光信号検出装置及びこれを
用いた測距装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical signal detecting device and a distance measuring device, and more particularly to an optical signal detecting device for detecting a pulsed laser beam emitted from a semiconductor laser and a distance measuring device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、所定のタイミングで発信され
たパルス信号の受信タイミングを検出するための光信号
検出装置が知られている。かかる光信号検出装置は、例
えば、レーザ光を目的物に照射し、その反射光を受光し
て、目的物までの距離を測定する測距装置に用いられ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an optical signal detection device for detecting a reception timing of a pulse signal transmitted at a predetermined timing. Such an optical signal detection device is used, for example, in a distance measuring device that irradiates a target object with laser light, receives reflected light thereof, and measures a distance to the target object.

【0003】測距装置では、レーザ光の発光(発信)か
ら反射光の受光までの時間差を一定間隔で発生するクロ
ックパルスのカウント値で求め、斯く求めた時間差(カ
ウント値)と、パルス状のレーザ光の速度とに基づい
て、目的物までの距離を求めるようになっている。
In the distance measuring device, a time difference between the emission (transmission) of the laser beam and the reception of the reflected light is obtained by the count value of the clock pulse generated at a constant interval. The distance to the target is determined based on the speed of the laser light.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような測距装置で
は、空気中での光散乱によるレーザ光の減衰の影響を低
減して測定可能距離を伸ばす必要があるため、近赤外
用、赤外用の高出力の半導体レーザが使用される。
In such a distance measuring apparatus, it is necessary to extend the measurable distance by reducing the influence of laser beam attenuation due to light scattering in the air. Is used.

【0005】このような半導体レーザから発生し出射さ
れたレーザ光は、広がりかつ散乱されながら目的物に照
射されて、その反射信号がフォトダイオード20により
検出される(図9)。このとき、反射光を検出する際の
SN比が大きいと長い距離でも高精度の測定が可能にな
る。しかしながら、フォトダイオード20にて検出され
る信号には、反射信号光のみならずその背景光(図8の
照射スポットD2の周辺の背景からの非信号光による反
射光、自発光、輻射等)が外乱ノイズとして混入する
(例えば、背景光が白色雑音的に混入する)。この外乱
ノイズは、測定距離が長くなっても減少しないので、長
距離の計測で影響度が高い。特に、目的物1の周囲が明
るい場合、上記した外乱ノイズ等による影響が大きくな
って、フォトダイオード20の検出信号のSN比を低下
させ、長距離の高精度な計測が困難になるという問題点
がある。
[0005] Laser light generated and emitted from such a semiconductor laser is irradiated onto a target object while being spread and scattered, and a reflected signal thereof is detected by a photodiode 20 (FIG. 9). At this time, if the SN ratio at the time of detecting the reflected light is large, highly accurate measurement can be performed even over a long distance. However, the signal detected by the photodiode 20 includes not only the reflected signal light but also its background light (reflected light due to non-signal light from the background around the irradiation spot D2 in FIG. 8, self-emission, radiation, etc.). It mixes as disturbance noise (for example, the background light mixes as white noise). Since the disturbance noise does not decrease even when the measurement distance is increased, the influence of the disturbance noise is high in long-distance measurement. In particular, when the surroundings of the object 1 are bright, the influence of the above-described disturbance noise or the like becomes large, the S / N ratio of the detection signal of the photodiode 20 is reduced, and high-precision measurement over a long distance becomes difficult. There is.

【0006】この不具合を解消するため、半導体レーザ
10の発振波長以外の成分(不要な可視域、赤外域の成
分)を吸収させる干渉フィルタ等を用意しておき、これ
を使用して背景光による外乱ノイズを除去する手法が考
えられる。しかし、干渉フィルタを用いる手法では、半
導体レーザ10の発振波長に個々のばらつきが生じてし
まうと、所望の発振波長のレーザ光のみを効率よく検出
することができない。
In order to solve this problem, an interference filter or the like that absorbs components other than the oscillation wavelength of the semiconductor laser 10 (unnecessary components in the visible and infrared regions) is prepared, and the interference filter and the like are used. A method for removing disturbance noise is considered. However, in the method using the interference filter, if individual variations occur in the oscillation wavelength of the semiconductor laser 10, only the laser beam having the desired oscillation wavelength cannot be efficiently detected.

【0007】又、半導体レーザ10では、発振出力がシ
フトしたり、温度変動によって波長がシフトすることが
あり、これに、レーザ光をパルス状に発光させる際の動
特性を考慮すると、外乱ノイズを除去するために透過波
長域数をnmレベルに制限する干渉フィルタを使用する
ことは現実的でなかった。本発明は、かかる事情に鑑み
てなされたもので、測距装置から目的物までの距離が長
くなったり、使用環境(目的物周囲)が変化しても、十
分な検出能を得ることができる光信号検出装置及び測距
装置を提供することを目的とする。
Further, in the semiconductor laser 10, the oscillation output may shift or the wavelength may shift due to temperature fluctuation. In consideration of the dynamic characteristics when the laser light is emitted in a pulse shape, disturbance noise is reduced. It was not practical to use an interference filter that limits the number of transmission wavelength bands to the nm level for removal. The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to obtain sufficient detection performance even when the distance from a distance measuring device to a target object increases or the use environment (around the target object) changes. An object is to provide an optical signal detection device and a distance measuring device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1の光信号検出装置は、光信号を発生させる
光信号発生部と、前記光信号を検出する光検出部と、前
記光信号の出射形状に応じた開口を有する絞りとを備
え、前記絞りが、前記光検出部の受光面の近傍に配置さ
れたものである。
According to an aspect of the present invention, there is provided an optical signal detecting apparatus for generating an optical signal, an optical signal generating section for detecting the optical signal, and an optical signal detecting section for detecting the optical signal. A stop having an opening corresponding to a signal emission shape, wherein the stop is arranged near a light receiving surface of the light detection unit.

【0009】又、請求項2の発明は、光信号を発生させ
る光信号発生部と、前記光信号を検出する光検出部とを
備え、前記光検出部の受光面が、前記光信号の出射形状
に応じた形状とされているものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical signal generating section for generating an optical signal, and a light detecting section for detecting the optical signal, and a light receiving surface of the optical detecting section is adapted to emit the optical signal. It is shaped according to the shape.

【0010】又、請求項3の発明は、パルス状のレーザ
光を目的物に向けて出射する出射部と、前記目的物から
反射されたパルス状のレーザ光を検出するレーザ光検出
部と、前記レーザ光検出部の受光面の近傍に配置され前
記レーザ光のスポット形状と略相似の開口を有する絞り
と、前記パルス状のレーザ光が照射された時点から前記
反射されたパルス状のレーザ光が前記絞りを介して検出
されるまでの時間を計数する計時部と、前記計数された
時間と前記パルス状のレーザ光の速度とに基づいて前記
目的物までの距離を算出する距離演算部とを備えている
ものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an emission section for emitting a pulsed laser beam toward an object, a laser beam detection section for detecting a pulsed laser beam reflected from the object, An aperture stop disposed near the light receiving surface of the laser light detector and having an opening substantially similar to the spot shape of the laser light; and the reflected pulsed laser light from the time when the pulsed laser light is irradiated. A time counting unit that counts the time until it is detected through the aperture, and a distance calculation unit that calculates the distance to the target based on the counted time and the speed of the pulsed laser light. It is provided with.

【0011】又、請求項4の発明は、パルス状のレーザ
光を目的物に向けて出射する出射部と、前記目的物から
反射されたパルス状のレーザ光を検出するレーザ光検出
部と、前記パルス状のレーザ光が照射された時点から前
記反射されたパルス状のレーザ光が検出されるまでの時
間を計数する計時部と、前記計数された時間と前記パル
ス状のレーザ光の速度とに基づいて前記目的物までの距
離を算出する距離演算部とを備え、前記光検出部の受光
面が、前記レーザ光のスポット形状と略相似とされてい
るものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an emission section for emitting a pulsed laser beam toward an object, a laser beam detection section for detecting a pulsed laser beam reflected from the object, A timer that counts the time from when the pulsed laser light is irradiated to when the reflected pulsed laser light is detected, and the counted time and the speed of the pulsed laser light. And a distance calculation unit for calculating a distance to the target object based on the distance, and a light receiving surface of the light detection unit is substantially similar to a spot shape of the laser light.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明者は、高出力の半導体レー
ザと受光素子(例えば、フォトダイオード)20の受光
面について調べた。一般的な半導体レーザ(小出力のレ
ーザ)はその出射形状(ビーム形状)のアスペクト比
(楕円形状の縦横比)が、1:1〜1:2程度である
が、上記した高出力の半導体レーザ10の出射面の形状
(D1の形状)は細長くアスペクト比が1:100〜
1:200前後と大きい(図7)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present inventor has examined a high-power semiconductor laser and a light receiving surface of a light receiving element (for example, a photodiode) 20. A general semiconductor laser (small output laser) has an emission shape (beam shape) having an aspect ratio (an aspect ratio of an ellipse) of about 1: 1 to 1: 2. The shape of the exit surface of No. 10 (shape of D1) is elongated and the aspect ratio is 1: 100 to
1: As large as around 200 (FIG. 7).

【0013】この半導体レーザ10からのレーザ光は、
コリメートレンズ等の無限遠光学系を介して目的物1に
向かって照射される。このときレーザ光は、目的物1に
至るまでに広がり、目的物1ではその照射スポットD2
の形状が細長い楕円になる(図8)。
The laser light from the semiconductor laser 10 is
Light is emitted toward the object 1 through an infinite optical system such as a collimator lens. At this time, the laser beam spreads to reach the target 1, and the irradiation spot D2
Becomes an elongated ellipse (FIG. 8).

【0014】そして、目的物1からの反射光の形状もこ
の細長い楕円(D2で示す形状)となり、集光レンズ等
の結像光学系により集光された後、図9に示す受光素子
20の受光面22に入射する(図中、D2’で示す細長
い楕円)。一般に受光面の形状は、この受光スポットD
2’の形状とは無関係な、例えば、円形状に形成されて
いる。従って、図9の受光面22においてD2’の部分
は、図8の照射スポットD2の領域からの反射信号光と
背景光を受光する。
The shape of the light reflected from the object 1 also becomes this elongated ellipse (shape indicated by D2), and after being converged by an imaging optical system such as a condensing lens, the light receiving element 20 shown in FIG. The light is incident on the light receiving surface 22 (an elongated ellipse indicated by D2 'in the figure). In general, the shape of the light receiving surface is
It is formed irrespective of the shape of 2 ′, for example, circular. Accordingly, the portion D2 'on the light receiving surface 22 in FIG. 9 receives the reflected signal light and the background light from the area of the irradiation spot D2 in FIG.

【0015】受光面22のD2’を除いた部分は図8の
(背景)から照射スポットD2の領域を除いた領域から
の背景光を受光する。このD2’を除いた部分における
背景光の受光は検出信号のSN比を低下させる。このこ
とは、半導体レーザ光が不可視光であることもあって従
来気付かれていなかった。以下、本発明の実施の形態に
ついて、図1から図9を用いて説明する。
The portion of the light receiving surface 22 excluding D2 'receives background light from an area excluding the area of the irradiation spot D2 from (background) in FIG. The reception of the background light in the portion excluding D2 'lowers the SN ratio of the detection signal. This has not been noticed conventionally because the semiconductor laser light is invisible light. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.

【0016】図1は、本発明が適用されるレーザ測距装
置100の斜視図、図2は、その内部構成を示すブロッ
ク図である。レーザ測距装置100は、図1に示すよう
に、その上面にパワー及び測定開始ボタン101、モー
ド変更ボタン102が設けられている。モード変更ボタ
ン102は距離の単位の変更等を行うためのものであ
る。又、その前面にレーザ照射窓103、レーザ受光窓
104が設けられ、その背面にはファインダ窓(図示省
略)が設けられている。
FIG. 1 is a perspective view of a laser distance measuring apparatus 100 to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration thereof. As shown in FIG. 1, the laser distance measuring device 100 is provided with a power and measurement start button 101 and a mode change button 102 on the upper surface thereof. The mode change button 102 is used to change a unit of distance or the like. A laser irradiation window 103 and a laser receiving window 104 are provided on the front surface, and a finder window (not shown) is provided on the rear surface.

【0017】レーザ測距装置100の内部には、レーザ
照射窓103側にコリメートレンズ(無限遠光学系)1
11が、レーザ受光窓104側に集光レンズ(結像光学
系)121が配置されている。又、レーザ測距装置10
0の内部には、コリメートレンズ111側に、半導体レ
ーザ(光信号発生部)112、パルス発生回路130が
配置され、半導体レーザ112からのレーザ光が、コリ
メートレンズ111を介して、目的物1に照射されるよ
うになっている(図3)。尚、半導体レーザ112、コ
リメートレンズ111等によって、出射部が構成されて
いる。
Inside the laser distance measuring apparatus 100, a collimating lens (infinity optical system) 1
Reference numeral 11 denotes a condenser lens (imaging optical system) 121 disposed on the laser receiving window 104 side. Also, the laser distance measuring device 10
A semiconductor laser (optical signal generation unit) 112 and a pulse generation circuit 130 are arranged inside the collimator lens 111 on the side of the collimator lens 111, and the laser light from the semiconductor laser 112 passes through the collimator lens 111 to the target 1. Irradiation is performed (FIG. 3). The emission section is constituted by the semiconductor laser 112, the collimator lens 111, and the like.

【0018】又、集光レンズ121側に、絞り123、
フォトダイオード(光検出部)122、受信回路150
が配置されている(図2)。この集光レンズ121、フ
ォトダイオード122によってレーザ光検出部が構成さ
れている。制御回路160は、上記したパルス発生回路
130から出力される発光開始信号S1に基づいて、半
導体レーザ112から所定のタイミング(発光タイミン
グ)でレーザ光を照射させる。
Also, a stop 123,
Photodiode (photodetector) 122, receiving circuit 150
Are arranged (FIG. 2). The condensing lens 121 and the photodiode 122 constitute a laser light detecting unit. The control circuit 160 causes the semiconductor laser 112 to emit laser light at a predetermined timing (light emission timing) based on the light emission start signal S1 output from the pulse generation circuit 130 described above.

【0019】一方で、制御回路160は、目的物1で反
射したレーザ光の受光タイミングを受信回路150から
の信号S2に基づいて検出する。制御回路160は、図
3に示すように、発光タイミングと受光タイミングとの
時間差tを、クロックパルス数をカウントすることによ
って検出する(計時部としての機能)。
On the other hand, the control circuit 160 detects the light receiving timing of the laser light reflected by the object 1 based on the signal S2 from the receiving circuit 150. As shown in FIG. 3, the control circuit 160 detects a time difference t between the light emission timing and the light reception timing by counting the number of clock pulses (function as a clock unit).

【0020】そして、制御回路160は、この計数した
時間差tと、レーザ光の速度とに基づいて、レーザ測距
装置100から目的物1までの距離Lを算出する(距離
演算部としての機能)。制御回路160はこの算出結果
を、ファインダ内の液晶表示部170にて表示する。と
ころで、本実施の形態では、図2に示すように、絞り1
23が集光レンズ121とフォトダイオード122との
間で、半導体レーザ112の出射面と共役な位置に配置
されている。
The control circuit 160 calculates a distance L from the laser distance measuring device 100 to the target 1 based on the counted time difference t and the speed of the laser beam (function as a distance calculation unit). . The control circuit 160 displays this calculation result on the liquid crystal display section 170 in the finder. By the way, in the present embodiment, as shown in FIG.
Reference numeral 23 is arranged between the condenser lens 121 and the photodiode 122 at a position conjugate with the emission surface of the semiconductor laser 112.

【0021】又、この絞り123のスリット(開口)1
23Aの形状E1は、半導体レーザ112の出射面D1
の形状(出射形状)と無限遠光学系(コリメートレンズ
111)とに基づいて決定されるもので、目的物1での
レーザ光の照射スポットD2の形状と略相似となってい
る(図3)。この絞り123を配置することによって、
レーザ測距装置100から目的物1までの距離Lが長く
なってレーザ光が広がり、その照射スポットD2が大き
くなっても、フォトダイオード122による検出信号の
SN比を高くすることができる。
The slit (opening) 1 of the diaphragm 123
The shape E1 of 23A is the emission surface D1 of the semiconductor laser 112.
Is determined based on the shape (emission shape) of the laser beam and the infinity optical system (collimating lens 111), and is substantially similar to the shape of the laser beam irradiation spot D2 on the object 1 (FIG. 3). . By arranging the aperture 123,
Even if the distance L from the laser distance measuring device 100 to the target 1 increases and the laser beam spreads and the irradiation spot D2 increases, the SN ratio of the detection signal from the photodiode 122 can be increased.

【0022】これは、半導体レーザ1からのレーザ光が
目的物1で反射したときに、反射光に、照射スポットD
2以外の部分からの背景光(背景からの反射光、自発
光、輻射等)による外乱ノイズの信号成分が増加した場
合であっても、絞り123によって、この外乱ノイズに
よる成分が除去されるからである。絞り123の働きに
よってフォトダイオード122による反射光の検出時の
SN比が高まることで、レーザ測距装置100により測
定可能な距離を長くすることができる。
This is because when the laser light from the semiconductor laser 1 is reflected by the object 1, the reflected light
Even if the signal component of disturbance noise due to background light (reflected light from the background, self-emission, radiation, etc.) from a portion other than 2 increases, the diaphragm 123 removes the component due to the disturbance noise. It is. By increasing the SN ratio when the reflected light is detected by the photodiode 122 by the function of the aperture 123, the distance that can be measured by the laser distance measuring apparatus 100 can be increased.

【0023】又、目的物1の周囲が明るくても、上記し
た外乱ノイズ等による影響を、絞り123によって小さ
くできるので、長い距離の測定が可能になる。以上説明
したように、この第1の実施の形態のレーザ測距装置1
00では、絞り123を、フォトダイオード122近傍
に配置しているので、目的物1の照射スポット(D2)
周囲からの背景光による外乱ノイズを低減して、SN比
を高めることができ、この結果、レーザ測距装置100
によって、測定可能な目的物1までの距離を長くするこ
とができる。
Further, even if the surroundings of the object 1 are bright, the influence of the disturbance noise and the like can be reduced by the stop 123, so that measurement over a long distance becomes possible. As described above, the laser distance measuring device 1 of the first embodiment
In 00, since the stop 123 is disposed near the photodiode 122, the irradiation spot (D2) of the target 1
Disturbance noise due to background light from the surroundings can be reduced, and the S / N ratio can be increased. As a result, the laser ranging device 100
Accordingly, the distance to the target 1 that can be measured can be increased.

【0024】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態について、図6を用いて説明する。この第
2の実施の形態のレーザ測距装置では、第1の実施の形
態の絞り123を配置する代わりに、フォトダイオード
222の受光面202の形状が、レーザ光の照射スポッ
トD2の形状と略相似となっている。尚、この照射スポ
ットD2の形状は、フォトダイオード122の出射形状
(D1の形状)と無限遠光学系(コリメートレンズ11
1等)とによって決定される。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIG. In the laser distance measuring apparatus according to the second embodiment, instead of disposing the stop 123 according to the first embodiment, the shape of the light receiving surface 202 of the photodiode 222 is substantially the same as the shape of the irradiation spot D2 of the laser light. It is similar. The shape of the irradiation spot D2 depends on the emission shape of the photodiode 122 (the shape of D1) and the infinity optical system (the collimator lens 11).
1 etc.).

【0025】尚、第2の実施の形態のレーザ測距装置
は、絞り123を有しない点、フォトダイオード122
に代えてフォトダイオード222が用いられている点以
外は、上記した第1の実施の形態のレーザ測距装置10
0と同じ構成であり、その詳細な説明は省略する。この
第2の実施の形態のレーザ測距装置で用いられるフォト
ダイオード222は、図6に示すように、半導体基板2
01に形成されたpn接合面(受光部)を覆うように、
照射スポットD2の形状と略相似の開口(D2’の形
状)を有する遮光膜223が形成されて、受光面202
が形成されている。
The laser range finder of the second embodiment does not have the stop 123 and the photodiode 122
Except that a photodiode 222 is used in place of the laser distance measuring apparatus 10 of the first embodiment.
The configuration is the same as 0, and a detailed description thereof will be omitted. As shown in FIG. 6, the photodiode 222 used in the laser distance measuring apparatus of the second embodiment
01 so as to cover the pn junction surface (light receiving portion)
A light-shielding film 223 having an opening (shape of D2 ′) substantially similar to the shape of the irradiation spot D2 is formed, and the light-receiving surface 202 is formed.
Are formed.

【0026】受光面202を照射スポットD2の形状と
略相似にすることによって、上記した第1の実施の形態
の場合と同様に、レーザ測距装置100から目的物1ま
での距離Lが長くなって照射スポットD2が大きくなっ
ても、フォトダイオード122による検出信号のSN比
を高くすることができる。このようにフォトダイオード
122による反射光の検出時のSN比が高まると、測定
可能な距離が長くなる。又、目的物1の周囲が明るい場
合でも、レーザ測距装置による長距離の測定が可能にな
る。
By making the light receiving surface 202 substantially similar to the shape of the irradiation spot D2, the distance L from the laser distance measuring device 100 to the object 1 is increased as in the case of the first embodiment. Therefore, even if the irradiation spot D2 becomes large, the SN ratio of the detection signal from the photodiode 122 can be increased. As described above, when the SN ratio at the time of detecting the reflected light by the photodiode 122 increases, the measurable distance increases. Further, even when the periphery of the object 1 is bright, long distance measurement by the laser distance measuring device becomes possible.

【0027】尚、上記した第1、第2の実施の形態で
は、本発明をレーザ測距装置100に適用する例をあげ
て説明したが、他の測定波を用いた測定機器にも本発明
は適用可能である。
In the above-described first and second embodiments, an example in which the present invention is applied to the laser distance measuring apparatus 100 has been described. However, the present invention can be applied to measuring equipment using other measuring waves. Is applicable.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、光信号の出射形状に応じた開口を有する絞り
が、光検出部の受光面の近傍に配置されているので、光
信号発生部と光検出部との距離が遠くなって受光信号強
度が低下しても、SN比の低減を抑制することができ
る。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the stop having the aperture corresponding to the emission shape of the optical signal is arranged near the light receiving surface of the light detecting section, Even if the distance between the signal generation unit and the light detection unit is long and the intensity of the received light signal is reduced, the reduction in the SN ratio can be suppressed.

【0029】又、請求項2の発明によれば、受光面が、
光信号の出射形状に応じた形状となっているので、光信
号発生部と光検出部の距離が遠くなって受光信号強度が
低下しても、SN比の低減を抑制することができる。
According to the second aspect of the present invention, the light receiving surface is
Since the shape is in accordance with the emission shape of the optical signal, even if the distance between the optical signal generation unit and the light detection unit is long and the intensity of the received light signal is reduced, the reduction in the SN ratio can be suppressed.

【0030】又、請求項3の発明によれば、測距装置に
おいて、目的物でのレーザ光のスポット形状に略相似の
開口を有する絞りが、レーザ光検出部の受光面の近傍に
配置されているので、目的物からの反射光を検出する際
に、反射光のスポット形状が広がっても、外乱ノイズを
低減して、SN比を高めることができ、測定可能な目的
物までの距離を長くすることができる。
According to the third aspect of the present invention, in the distance measuring apparatus, the diaphragm having an aperture substantially similar to the spot shape of the laser beam on the object is arranged near the light receiving surface of the laser beam detector. Therefore, when detecting the reflected light from the object, even if the spot shape of the reflected light widens, the disturbance noise can be reduced, the SN ratio can be increased, and the distance to the measurable object can be increased. Can be longer.

【0031】又、請求項4の発明によれば、測距装置に
おいて、レーザ光検出部の受光面の形状が、目的物での
レーザ光のスポット形状に略相似であるため、目的物か
らの反射光を検出する際に、反射光のスポット形状が広
がっても、外乱ノイズを低減して、SN比を高めること
ができ、測定可能な目的物までの距離を長くすることが
できる。
According to the fourth aspect of the present invention, in the distance measuring device, the shape of the light receiving surface of the laser beam detecting portion is substantially similar to the spot shape of the laser beam on the target, so that the distance from the target is small. When detecting the reflected light, even if the spot shape of the reflected light is widened, disturbance noise can be reduced, the S / N ratio can be increased, and the distance to the target that can be measured can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用されたレーザ測距装置100の斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a laser distance measuring apparatus 100 to which the present invention is applied.

【図2】レーザ測距装置100の内部構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the laser distance measuring apparatus 100.

【図3】目的物1までの距離Lを求める際の受光タイミ
ングの測定の様子を示すタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing how light reception timing is measured when obtaining a distance L to an object 1.

【図4】半導体レーザ112と目的物1との関係を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a semiconductor laser 112 and an object 1;

【図5】絞り123を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a diaphragm 123;

【図6】受光面に楕円形状の開口を有する遮光膜が形成
されたフォトダイオード222を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a photodiode 222 in which a light-shielding film having an elliptical opening is formed on a light receiving surface.

【図7】高出力の半導体レーザ10を示す斜視図であ
る。
FIG. 7 is a perspective view showing a high-power semiconductor laser 10;

【図8】高出力の半導体レーザの照射スポットを示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing an irradiation spot of a high-power semiconductor laser.

【図9】従来のフォトダイオード20を示す斜視図であ
る。
FIG. 9 is a perspective view showing a conventional photodiode 20.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 目的物 100 レーザ測距装置 111 コリメートレンズ(無限遠光学系) 112 半導体レーザ(光信号発生部) 121 集光レンズ(結像光学系) 122 フォトダイオード(光検出部) 160 制御回路(計時部、距離演算部) 170 液晶表示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Object 100 Laser distance measuring device 111 Collimating lens (infinity optical system) 112 Semiconductor laser (optical signal generation part) 121 Condensing lens (imaging optical system) 122 Photodiode (light detection part) 160 Control circuit (time measurement part) , Distance calculation section) 170 Liquid crystal display section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01S 3/00 H01L 31/02 B Fターム(参考) 2F065 AA06 DD04 FF12 GG06 GG12 HH04 JJ01 JJ18 LL30 UU02 2F112 AD01 BA01 BA07 CA06 CA12 DA25 EA05 FA14 5F072 AB13 KK30 SS06 YY13 5F088 AA02 BB06 JA05 JA11 5J084 AD01 BA04 BA36 BB02 BB04 BB37 CA03 DA01 EA02 EA07──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01S 3/00 H01L 31/02 BF Term (Reference) 2F065 AA06 DD04 FF12 GG06 GG12 HH04 JJ01 JJ18 LL30 UU02 2F112 AD01 BA01 BA07 CA06 CA12 DA25 EA05 FA14 5F072 AB13 KK30 SS06 YY13 5F088 AA02 BB06 JA05 JA11 5J084 AD01 BA04 BA36 BB02 BB04 BB37 CA03 DA01 EA02 EA07

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光信号を発生させる光信号発生部と、 前記光信号を検出する光検出部と、 前記光信号の出射形状に応じた開口を有する絞りとを備
え、 前記絞りが、前記光検出部の受光面の近傍に配置されて
いることを特徴とする光信号検出装置。
1. An optical signal generating unit for generating an optical signal, a light detecting unit for detecting the optical signal, and a stop having an opening corresponding to an emission shape of the optical signal, wherein the stop includes the light An optical signal detection device disposed near a light receiving surface of a detection unit.
【請求項2】 光信号を発生させる光信号発生部と、 前記光信号を検出する光検出部とを備え、 前記光検出部の受光面が、前記光信号の出射形状に応じ
た形状とされていることを特徴とする光信号検出装置。
2. An optical signal generating section for generating an optical signal; and a light detecting section for detecting the optical signal, wherein a light receiving surface of the light detecting section has a shape corresponding to an emission shape of the optical signal. An optical signal detection device, comprising:
【請求項3】 パルス状のレーザ光を目的物に向けて出
射する出射部と、 前記目的物から反射されたパルス状のレーザ光を検出す
るレーザ光検出部と、 前記レーザ光検出部の受光面の近傍に配置され、前記レ
ーザ光のスポット形状と略相似の開口を有する絞りと、 前記パルス状のレーザ光が照射された時点から前記反射
されたパルス状のレーザ光が前記絞りを介して検出され
るまでの時間を計数する計時部と、 前記計数された時間と前記パルス状のレーザ光の速度と
に基づいて前記目的物までの距離を算出する距離演算部
とを備えていることを特徴とする測距装置。
3. An emission unit for emitting a pulsed laser beam toward an object, a laser beam detection unit for detecting a pulsed laser beam reflected from the object, and light reception of the laser beam detection unit A stop disposed in the vicinity of the surface and having an opening substantially similar to the spot shape of the laser light, and the reflected pulsed laser light from the point in time when the pulsed laser light is irradiated is transmitted through the stop. A time counting unit that counts time until detection, and a distance calculation unit that calculates a distance to the target object based on the counted time and the speed of the pulsed laser light. Characteristic ranging device.
【請求項4】 パルス状のレーザ光を目的物に向けて出
射する出射部と、 前記目的物から反射されたパルス状のレーザ光を検出す
るレーザ光検出部と、 前記パルス状のレーザ光が照射された時点から前記反射
されたパルス状のレーザ光が検出されるまでの時間を計
数する計時部と、 前記計数された時間と前記パルス状のレーザ光の速度と
に基づいて前記目的物までの距離を算出する距離演算部
とを備え、 前記光検出部の受光面が、前記レーザ光のスポット形状
と略相似とされていることを特徴とする測距装置。
4. An emission unit for emitting a pulsed laser beam toward an object, a laser beam detection unit for detecting a pulsed laser beam reflected from the object, and the pulsed laser beam. A timer that counts the time from the point of irradiation until the reflected pulsed laser light is detected, and up to the target object based on the counted time and the speed of the pulsed laser light. A distance calculating unit for calculating a distance of the laser beam, wherein a light receiving surface of the light detecting unit is substantially similar to a spot shape of the laser light.
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