JP2004170096A

JP2004170096A - 測距値検出装置

Info

Publication number: JP2004170096A
Application number: JP2002333159A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Ito; 達哉伊藤
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】高い測定精度を維持しつつ構成が単純で低消費電力の距離測定装置を提供する。
【解決手段】測定対象物０から反射された信号をサンプルするタイミングを（Ｎ＋１）とおり生成し、（Ｎ＋１）個のサンプルホールド回路１０に入力される同一の受信信号を異なるタイミングで低速サンプルする。サンプルされたデータは、受信信号のピーク値が検出されるとピーク値に最も近い値を含む状態でホールドされる。ここで、サンプルされたレベル値を選択出力させるセレクトカウンタ１２の出力値と受信信号がピーク値に最も近くなる時刻を関連付けることにより、測距カウンタ２０に入力されるクロック信号の立上り時刻とピーク値となる時刻との時間差を補正する。
【効果】測距カウンタに補正データを付加するのみで測距データが得られる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，パルス状のレーザ光を対象物に対して照射した時刻と、反射による対象物からの信号を検知した時刻との時間差を検出することにより対象物までの距離を測定するための測距値検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の距離測定装置は、レーザー光の照射検出後に最初のクロックパルスが入力してからの経過時間を計数するディジタルカウンターと、レーザー光を照射してからディジタルカウンターが計数を開始するまでの時間をアナログ回路を基本回路として測定する第１の計時装置と、レーザー光を受光してからディジタルカウンターが計数を停止するまでの時間をアナログ回路を基本回路として測定する第２の計時装置とを有し、上記計数時間および測定時間をマイクロコンピュータへ送信して、マイクロコンピュータが最終的な測定データを算出処理するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−８３２５０（第２―第７頁、図１，図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術では、デジタルカウンターで測定分解能を超える部分をアナログ回路による測定値で補足するために、測定値とデジタルカウンターの計数結果とをマイクロコンピュータへ送信し、マイクロコンピュータで最終的な測距データを算出処理するので、構成が複雑になるという第１の問題点がある。
【０００５】
また、マイクロコンピュータを使用するということから消費電力が大きくなるという第２の問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、高精度を維持しつつ、構成が単純で低消費電力の測距値検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の測距値検出回路は、クロックに同期してパルス化したレーザ光を距離測定対象物に照射する手段と、該距離測定対象物から反射される受信信号のピーク値を検出する手段と、レーザ光を送信してからピーク値直前までのクロックのカウント値を保持する手段と、クロックの周期をＮ等分した遅延時間だけ位相をずらせた（Ｎ＋１）個のサンプルクロックによって受信信号をサンプルリングして保持する手段と、ピーク値直前のクロックからピークまでのサンプルクロックのカウント値を保持する手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
ここで、ピーク値直前のクロックからピークまでのサンプルクロックは、ピーク値が検出された直後の（Ｎ＋１）番目のサンプルクロックによるサンプリングを最後にサンプリングを停止し、停止後のサンプリングの保持結果を順次に比較することによってピーク値に最も近いサンプル値対応のサンプルクロックとする。
【０００９】
より詳しくは、本発明の測距値検出回路は、パルスレーザ光を発生して距離測定対象物（図１の０）に送信し、送信した時刻から受信信号（図１のＺＳ）を受信した時刻までの時間を検出することにより測距対象物までの距離を測定するための測距値検出装置において、距離測定対象物から反射され電気信号に変換された受信信号のピークレベルを検出するピーク検出器（図１の９）と、パルスレーザ光を送信してからピーク値直前までの基本クロック（図１のＳ０）をカウントする測距カウンタ（図１の２０）と、それぞれが基本クロックの周期の１／（Ｎ＋１）の位相差を持つサンプルクロック（図１のＳ１〜ＳＮ）を出力するＮ個のディレイライン（図１の２−１〜２−Ｎ）と、基本クロックに同期して、セレクトカウンタクロック（図１のＳＣ）およびピーク値の検出によりサンプル／ホールド制御信号（図１のＳＨ）を発生するパルス発生器（図１の３）と、距離測定対象物から反射され電気信号に変換された受信信号をそれぞれ基本クロックおよびＮ個のサンプルクロックによりサンプリングし、またサンプル／ホールド制御信号に応答してサンプルまたはホールドしてサンプルデータ（図１のＤ０〜ＤＮ）を出力する（Ｎ＋１）個のサンプルホールド回路（図１の１０−０〜１０−Ｎ）と、セレクトカウンタクロックをＮ回カウントして（Ｎ＋１）とおりのカウント結果を出力するセレクトカウンタ（図１の１２）と、サンプルホールド回路からサンプルデータを取り込みカウント結果により選択出力するアナログマルチプレクサ（図１の１１）とを有し、受信信号を検知すると測距カウンタのカウントを停止するとともに、ピーク値の検出に応答してサンプルホールド回路におけるサンプリングをホールドし、ホールドされたサンプルデータの中から最大のものが選択出力される時点のセレクトカウンタにおけるカウント結果と、測距カウンタにおけるカウント値とに基づいて測距対象物までの距離を測定可能としたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、基本クロックと同一周期のラッチクロック，ＡクロックおよびＡクロックと１８０度位相がずれたＢクロックを発生するクロック発生器（図１の１）、アナログマルチプレクサの出力信号をそれぞれＡクロック，ＢクロックでサンプルするＡサンプラー（図１の１３）およびＢサンプラー（図１の１４）と、ＡサンプラーとＢサンプラーの出力レベルを比較しその結果をデジタル信号により出力する比較器（図１の１５）と、比較器による比較結果をラッチクロックでラッチする２つのフリップフロップ（図１の１６，１７）と、２つのフリップフロップの出力について排他的論理和演算を行うＥＸ−ＯＲゲート（図１の１８）とを設け、ＥＸ−ＯＲゲートが２つのフリップフロップの出力状態の変化点を検出したタイミングをサンプルデータの中から最大のものが選択出力される時点とするようにしてもよい。
【００１１】
要するに、本発明は、測距対象物に照射するパルスレーザの発射時刻と対象物からの反射信号の受信時刻との時間を、測距カウンタによる計数結果と、測距カウンタに入力するクロック信号の立上り時刻と受信信号がピークレベルに達する時刻との時間差との和により算出する手段を、低速動作のサンプルホールド回路と簡単な論理回路の組み合わせにより構成し、従来のように取得データのデジタル化やＣＰＵによる複雑な処理を行うことなく低電力で実現するものである。
【００１２】
本発明では、ディレイラインは、測定対象物からの受信信号をサンプルするタイミングを（Ｎ＋１）とおり生成し、（Ｎ＋１）個のサンプルホールド回路に入力される同一の受信信号を異なるタイミングで低速サンプルする。サンプルされたデータであるサンプルデータは、受信信号のピーク値が検出されるとピーク値に最も近い値を含む状態でホールドされる。ここで、サンプルデータを選択出力させるセレクトカウンタのカウント結果と、受信信号がピーク値に最も近くなる時刻を関連付けることにより、測距カウンタに入力されるクロック信号のエッジタイミング単位では測定不可の時間を補正する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
【構成の説明】
図１は、本発明の測距値検出装置の一実施例を示すブロック図である。この測距値検出装置は、パルスレーザ光を発生して距離測定対象物（以下、「測距対象物」と記す）０に送信し、送信した時刻から受信信号ＺＳを受信した時刻までの時間を検出することにより測距対象物０までの距離を測定するためのものである。
【００１５】
そのために、本測距値検出装置は、クロック発生器１，Ｎ個のディレイライン２−１〜２−Ｎ，パルス発生部３，レーザ光発生部４，送光光学系５，受光光学系６，検知器７，アンプ８，ピーク検出器９，（Ｎ＋１）個のサンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎ，アナログマルチプレクサ１１，セレクトカウンタ１２，Ａサンプラー１３およびＢサンプラー１４，比較器１５，２つのフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）１６および１７，排他的論理和（ＥＸ−ＯＲ）ゲート１８，下位レジスタ１９，測距カウンタ２０および上位レジスタ２１から構成される。
【００１６】
クロック発生器１は、同一周期のサンプルクロックＳ０，サンプルクロックＳＡ，サンプルクロックＳＢおよびラッチクロックＬＡを発生している。サンプルクロックＳＡおよびラッチクロックＬＡは、サンプルクロックＳ０からそれぞれ所定の位相差を有し、サンプルクロックＳＢはサンプルクロックＳＡから１８０度位相がずれている。サンプルクロックＳ０はディレイライン２−１〜２−Ｎ，パルス発生部３および測距カウンタ２０に供給され、サンプルクロックＳＡはＡサンプラー１３、サンプルクロックＳＢはＢサンプラー１４、ラッチクロックＬＡはＦ／Ｆ１６およびＦ／Ｆ１７に供給される。
【００１７】
ディレイライン２−ｘ（ｘ＝１〜Ｎ）は、クロック発生器１が発生したサンプルクロックＳ０の周期Ｔとすると、サンプルクロックＳ０に対してＴ×ｘ／（Ｎ＋１）の遅延時間を持つサンプルクロックＳｘを出力する。したがって、Ｎ個のディレイラインにより（Ｎ＋１）相のクロックが得られることになる。ここで、ディレイライン２−１〜２−Ｎの数Ｎは、必要な測距分解能に応じて決定する。サンプルクロックＳ０〜ＳＮは、サンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎそれぞれのサンプルタイミングを決定する。
【００１８】
パルス発生部３は、クロック発生器１からのサンプルクロックＳ０を基に、レーザ光発生部４がパルスレーザ発生に必要なレーザ発射制御信号ＬＣ，サンプルホールド回路１０−０〜１０−ＮがサンプルしたサンプルデータＤ０〜ＤＮをホールドするタイミングを決めるためのサンプル／ホールド制御信号ＳＨおよびセレクトカウンタ１２を動作させるためのセレクトカウンタクロックＳＣを生成する。また、パルス発生部３はセレクトカウンタ１２および測距カウンタ２０のカウンタクリアＣＣ信号を出力する。
【００１９】
レーザ光発生部４は、サンプルクロックＳ０に同期したレーザ発射制御信号ＬＣがパルス発生部３から出力されるとパルスレーザＰＬを発生し、このパルスレーザＰＬは送光光学系５を経由して測距対象物０に向け送信される。また、レーザ光発生部４はパルス発生タイミングを認識させるためのスタート信号ＳＴを測距カウンタ２０へ出力する。
【００２０】
受光光学系６は、測距対象物０から反射される信号を受信し検知器７に導く。検知器７は、光による微弱な入力信号を電気信号に変換してアンプ８に出力する。また、電気信号の値が閾値に達すると受信タイミングを知らせるためのストップ信号ＳＰを測距カウンタ２０へ出力する。測距カウンタ２０は、スタート信号ＳＴからストップ信号ＳＰまでの間、サンプルクロックＳ０の立上り毎に計数を行い、その結果を上位レジスタ２１に登録する。
【００２１】
図２は、パルスレーザの送受信タイミングと測定対象距離との関係を示すタイムチャートである。受信信号ＺＳの波形は拡大して表示している。レーザ光発生器４は、レーザ発射制御信号ＬＣに応答してタイミングｔ０でピーク値となるパルスレーザＰＬを出力し、この時刻にスタート信号ＳＴを測距カウンタ２０へ出力する。サンプルクロックＳ０とレーザ発射制御信号ＬＣおよびパルスレーザＰＬとは同期しているため、タイミングｔ０とタイミングｔ０後最初のサンプルクロックＳ０の立上り（タイミングｔ１）との時間は固定値となる。
【００２２】
求める測定対象距離は、パルスレーザＰＬの送信時刻（タイミングｔ０）から受信信号ＺＳがピークとなる時刻（タイミングｔ３）までであるが、上述のようにタイミングｔ０からタイミングｔ１の時間は固定値となる。したがって、ストップ信号ＳＰにより測距カウンタ２０が計数をストップした最後のサンプルクロックＳ０の立上り時刻（タイミングｔ２）からタイミングｔ３までの時間を補正値として求めればよいことになる。
【００２３】
アンプ８は検知器７から入力する電気信号を増幅してサンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎに出力する。サンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎは、それぞれサンプリングクロックＳ０〜ＳＮによりアンプ８の出力をサンプルする。また、アンプ８の出力信号はピーク検出器９に入力し、ピーク検出器９はそのピーク値を検出して、ピーク値の時刻をパルス発生部３に送る。
【００２４】
パルス発生部３は、このようにして受信信号ＺＳのピーク値を認識すると、その直後のサンプルクロックＳＮの立上りタイミングにおいて、サンプルホールド回路１０−０〜１０−Ｎに対してサンプル／ホールド制御信号ＳＨでホールドを指示する。これにより、サンプル／ホールド制御信号ＳＨの立上りで（Ｎ＋１）個のサンプル値（以下、「サンプルデータ」と記す）は全てホールドされる。これらのサンプルデータはアナログマルチプレクサ１１に入力され、サンプルされた順番に選択出力される。
【００２５】
ここで、アナログマルチプレクサ１１に入力されている（Ｎ＋１）個のサンプルデータの内で受信信号ＺＳのピーク値に最も近い値となるサンプルデータに対応するサンプリング時刻を検出し、サンプルクロックＳ０との時間差を求め、測距カウンタ２０による計数データに加えることにより測距データを求めることができる。セレクトカウンタ１２は、パルス発生部３から出力されるＮ個のセレクトカウンタクロックＳＣにより順次にインクリメントされ、そのカウント結果をアナログマルチプレクサ１１に入力する。
【００２６】
アナログマルチプレクサ１１は、セレクトカウンタ１２からのカウント結果により指定されるサンプルデータＤｘ（ｘ＝０〜Ｎ）を選択して順次に出力する。Ａサンプラー１３およびＢサンプラー１４は、それぞれクロック発生器１が出力するサンプルクロックＳＡおよびサンプルクロックＳＢの立上りにより、アナログマルチプレクサ１１の出力データをサンプルしてＡサンプルホールド出力ＨＡとＢサンプルホールド出力ＨＢを得る。
【００２７】
Ａサンプルホールド出力ＨＡとＢサンプルホールド出力ＨＢは、サンプルクロックＳＡとサンプルクロックＳＢの位相が１８０度ずれているため、Ａサンプルホールド出力ＨＡはＢサンプルホールド出力ＨＢに対して、同じサンプルデータｘをＴ／２だけ後にサンプルしたものとなる。Ａサンプルホールド出力ＨＡとＢサンプルホールド出力ＨＢは比較器１５に入力して比較される。これにより、Ｔ／Ｎの時間差を持ってサンプルされた隣り合うサンプルデータのレベル差を有する時間幅Ｔ／２の比較結果が得られる。
【００２８】
比較器１５は、比較結果をデジタル信号で出力し、Ａサンプルホールド出力ＨＡがＢサンプルホールド出力ＨＢより大きい場合は“１”を、小さい場合は“０”を出力する。Ｆ／Ｆ１６は、クロック発生器１が出力するラッチクロックＬＡにより、比較結果をラッチする。ラッチされた比較結果の時間幅はＴとなる。また、Ｆ／Ｆ１７は、Ｆ／Ｆ１６の出力を次のラッチクロックＬＡのタイミングで再度ラッチする。
【００２９】
ＥＸ−ＯＲゲート１８は、２つのＦ／Ｆ１５，１６の状態、つまりＴ／Ｎの時間差を持ってサンプルされた隣り合うサンプルデータのレベル値の比較結果をクロック周期毎に判断し、ピークレベルに最も近い時刻を判定する。すなわち、ＥＸ−ＯＲゲート１８に入力される２組の比較結果が共に“１”の場合は受信信号ＺＳの振幅レベルが増加中の時点でサンプルしていることになり、共に“０”の場合は振幅レベルが減少中の位置でサンプルしていることになり、これらの場合はＥＸ−ＯＲゲート１８の出力はいずれも“０”となる。
【００３０】
唯一、Ａサンプラー１３がサンプルデータの最大値を出力する場合は、Ｆ／Ｆ１６の出力は“０”に、Ｆ／Ｆ１７の出力は“１”になりＥＸ−ＯＲゲート１８の出力は“１”となる。この変化点の立上りを捉えて、この時のセレクトカウンタ１２のカウント結果を下位レジスタ１９に登録する。
【００３１】
【動作の説明】
次に、図３および図４に示すタイムチャートを参照して本実施例の動作について説明する。
【００３２】
クロック発生器１からのサンプルクロックＳ０に同期して、パルス発生器３がレーザ発射制御信号ＬＣをレーザ光発生器４へ出力する。レーザ光発生器４は、レーザ発射制御信号ＬＣに応答してパルスレーザＰＬを出力するとともに、スタート信号ＳＴを測距カウンタ２０へ出力する。
【００３３】
パルスレーザＰＬは送光光学系５を経由して測距対象物０を照射する。その反射信号は受光光学系６で受信され検知器７に導かれる。この間、測距カウンタ２０はスタート信号ＳＴに応答してサンプルクロックＳ０を計数し、その計数結果は上位レジスタ２１に登録されている。検知器７は、光信号を電気信号にに変換するとともに、受信信号ＺＳのピーク値を検出するとストップ信号ＳＰを測距カウンタ２０へ出力する。すると、測距カウンタ２０は立上りをタイミングｔ２（図２参照）とするサンプルクロックＳ０の計数を最後に、それ以後は計数を停止する。
【００３４】
検知器７が変換した電気信号はアンプ８で増幅され、タイミングｔ３においてピーク値となる。ピーク値検出器９はタイミングｔ３の時刻をパルス発生部３に送る。求めるべき測定対象距離はタイミングｔ０からタイミングｔ３までの時間である。前述のように、タイミングｔ０からタイミングｔ１までの時間は固定値、またタイミングｔ１からタイミングｔ２までの時間は上位レジスタ２１に登録された計数結果にサンプルクロック０の周期を乗算した時間であることが明らかである。したがって、残りのタイミングｔ２からタイミングｔ３までの時間をタイミングｔ０からタイミングｔ２までの時間に補正値として加えればよい。
【００３５】
以下、Ｎ＝１５の場合について、図３および図４により、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの時間をディジタルデータとして自動的に求めるための動作を説明する。
【００３６】
図３は、受信信号に対するサンプルクロックＳ０〜Ｓ１５およびサンプルデータＤ０〜Ｄ１５を示す。サンプルクロックＳ０〜Ｓ１５は、相隣り合うもの同士の間でＴ／１６ずつ位相がずれている。サンプルデータＤ０〜Ｄ１５も同様である。受信信号は順次にサンプルクロックＳ０〜Ｓ１５でサンプリングされたサンプルデータＤ０〜Ｄ１５がサンプルホールド回路１０−０〜１０−１５に得られる。図３では、立上りがタイミングｔ２のサンプルデータＤ０からのサンプルデータ群の中に受信信号のピーク値に最も近いサンプルデータが含まれている。
【００３７】
ピーク検出器９からタイミングｔ３の時刻を受けたパルス発生部３は、サンプル／ホールド制御信号ＳＨをサンプルホールド回路１０−０〜１０−１５へ出力する。すると、タイミングｔ２のサンプルデータＤ０からのサンプルデータ群に含まれるサンプルデータＤ１５のタイミングｔ４において、このサンプルデータ群がサンプルホールド回路１０−０〜１０−１５に留保され、ここにデータホールド状態が確定する。
【００３８】
図４は、確定されたサンプル結果からピークレベルを検出するタイミングを示す。尚、図４では便宜上、１３番目のサンプル結果が最大値となる場合を示した。
【００３９】
アナログマルチプレクサ１１はセレクトカウンタ１２からのカウント結果によるタイミングで、サンプルホールド回路１０−０〜１０−１５にホールドされたサンプルデータＤ０〜Ｄ１５を選択する。データホールド状態が確定した当初（タイミングｔ４）では、セレクトカウンタ１２はクリア状態にあり、カウント結果は“０”であるため、アナログマルチプレクサ１１はサンプルデータＤ０を選択している。
【００４０】
パルス発生器３は、サンプル／ホールド制御信号に続いて、タイミングｔ５から１５個のセレクトカウンタクロックを順次に発生することを開始し、セレクトカウンタ１２はセレクトカウンタクロックＳＣを計数することにより「１」〜「１５」のカウント結果を出力していく。この結果、アナログマルチプレクサ１１は順次にサンプルデータＤ０〜Ｄ１５を選択する。また、Ａサンプルホールド出力ＨＡおよびＢサンプルホールド出力ＨＢも半周期の位相ずれで順次にサンプルデータＤ０〜Ｄ１５となる。
【００４１】
比較器１５による比較結果は、順次、半周期の（Ｄ１−Ｄ０），０，（Ｄ２−Ｄ１），０，（Ｄ３−Ｄ２）〜０，（Ｄ１５−Ｄ１４））となる。前述の仮定により、（Ｄ１−Ｄ０）から（Ｄ１３−Ｄ１２）までは“１”、（Ｄ１４−Ｄ１３）および（Ｄ１５−Ｄ１４））は“０”となる。比較結果（Ｄ１−Ｄ０），（Ｄ２−Ｄ１），（Ｄ３−Ｄ２）〜（Ｄ１５−Ｄ１４））はＦ／Ｆ１６にラッチされ、その１周期遅れでＦ／Ｆ１７にラッチされていく。
【００４２】
以上の結果、タイミングｔ６までは、Ｆ／Ｆ１６およびＦ／Ｆ１７の出力は共に“１”であるため、ＥＸ−ＯＲ１８の出力は“０”である。タイミングｔ６において、Ｆ／Ｆ１６の出力（Ｄ１４−Ｄ１３）は“０”となるが、Ｆ／Ｆ１７の出力（Ｄ１３−Ｄ１２）は“１”に留まるため、ＥＸ−ＯＲ１８の出力は“１”となる。このタイミングｔ６は図３におけるタイミングｔ３に対応し、受信信号ＺＳのピーク値に対するものである。したがって、タイミングｔ６を過ぎると、Ｆ／Ｆ１６の出力（Ｄ１５−Ｄ１４）もＦ１７の出力（Ｄ１４−Ｄ１３）は“０”であり、ＥＸ−ＯＲ１８の出力は再び“０”となる。
【００４３】
タイミングｔ６におけるセレクトカウンタ１２のカウント値は「１５」であるが、図４からも明らかなように、これは１３番目のサンプル結果が最大値となるとしたのに対して、２つだけ進んでいる。そこで、ＥＸ−ＯＲ１８の出力は“１”によってセレクトカウンタ１２のカウント値を下位レジスタ１９にセットする時に２つ減算する。このセットされた値「１３」は、図２における補正値となる。この補正値を、先に上位レジスタ２１に登録されている測距カウンタ２０のカウント値、および前述の固定値と組み合わせれば、求める測距データが得られる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の効果は、受信レベル値をデジタル化することなくアナログ値のまま取り扱い、そのレベルの前後関係からピークレベルとなる時刻に最も近いサンプリング時刻を検出し測距補正データとする手法を採用したため、低速動作のサンプルホールド回路，サンプラーおよび簡単な論理動作により検出回路が構成でき、低消費電力化が図れるということである。一方、受信信号レベルのピーク値を検出するためにＮ個のディレイラインによる（Ｎ＋１）相のクロックを使用することから、測距カウンタで使用するクロック信号のＮ倍の精度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の距離測定装置の一実施例を示すブロック図
【図２】パルスレーザの送受信タイミングと測定対象距離との関係を示すタイムチャート
【図３】受信信号のサンプルおよびホールドタイミングを示すタイムチャート
【図４】サンプル結果からピークレベルを検出するタイミングを示すタイムチャート
【符号の説明】
０測距対象物
１クロック発生器
２ディレイライン
３パルス発生部
４レーザ光発生部
５送光光学系
６受光光学系
７検知器
８アンプ
９ピーク検出器
１０サンプルホールド回路
１１アナログマルチプレクサ
１２セレクトカウンタ
１３Ａサンプラー
１４Ｂサンプラー
１５比較器
１６フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）
１７フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）
１８ＥＸ−ＯＲゲート
１９下位レジスタ
２０測距カウンタ
２１上位レジスタ

Claims

クロックに同期してパルス化したレーザ光を距離測定対象物に照射する手段と、
該距離測定対象物から反射される受信信号のピーク値を検出する手段と、
前記レーザ光を送信してから前記ピーク値直前までの前記クロックのカウント値を保持する手段と、
前記クロックの周期をＮ等分した遅延時間だけ位相をずらせた（Ｎ＋１）個のサンプルクロックによって前記受信信号をサンプルリングして保持する手段と、
前記ピーク値直前のクロックから前記ピークまでの前記サンプルクロックのカウント値を保持する手段とを有することを特徴とする測距値検出装置。
前記ピーク値直前のクロックから前記ピークまでの前記サンプルクロックは、
前記ピーク値が検出された直後の（Ｎ＋１）番目のサンプルクロックによるサンプリングを最後にサンプリングを停止し、停止後の前記サンプリングの保持結果を順次に比較することによって前記ピーク値に最も近いサンプル値対応のサンプルクロックとすることを特徴とする請求項１に記載の測距値検出装置。
パルスレーザ光を発生して距離測定対象物に送信し、送信した時刻から受信信号を受信した時刻までの時間を検出することにより測距対象物までの距離を測定するための測距値検出装置において、
前記距離測定対象物から反射され電気信号に変換された受信信号のピークレベルを検出するピーク検出器と、
前記パルスレーザ光を送信してから前記ピーク値直前までの基本クロックをカウントする測距カウンタと、
それぞれが前記基本クロックの周期の１／（Ｎ＋１）の位相差を持つサンプルクロックを出力するＮ個のディレイラインと、
前記基本クロックに同期して、セレクトカウンタクロックおよび前記ピーク値の検出によりサンプル／ホールド制御信号を発生するパルス発生器と、
前記距離測定対象物から反射され電気信号に変換された受信信号をそれぞれ前記基本クロックおよびＮ個のサンプルクロックによりサンプリングし、また前記サンプル／ホールド制御信号に応答してサンプルまたはホールドしてサンプルデータを出力する（Ｎ＋１）個のサンプルホールド回路と、
前記セレクトカウンタクロックをＮ回カウントして（Ｎ＋１）とおりのカウント結果を出力するセレクトカウンタと、
前記サンプルホールド回路からサンプルデータを取り込み前記カウント結果により選択出力するアナログマルチプレクサとを有し、
前記受信信号を検知すると前記測距カウンタのカウントを停止するとともに、前記ピーク値の検出に応答して前記サンプルをホールドし、ホールドされサンプルデータの中から最大のものが前記選択出力される時点の前記カウント結果と、前記測距カウンタにおけるカウント値とに基づいて測距対象物までの距離を測定可能としたことを特徴とする測距値検出装置。
前記基本クロックと同一周期のラッチクロック，ＡクロックおよびＡクロックと１８０度位相がずれたＢクロックを発生するクロック発生器と、
前記アナログマルチプレクサの出力信号をそれぞれ前記Ａクロック，ＢクロックでサンプルするＡサンプラーおよびＢサンプラーと、
ＡサンプラーとＢサンプラーの出力レベルを比較しその結果をデジタル信号により出力する比較器と、
比較器による比較結果を前記ラッチクロックでラッチする２つのフリップフロップと、
前記２つのフリップフロップの出力について排他的論理和演算を行うＥＸ−ＯＲゲートとを設け、
前記ＥＸ−ＯＲゲートが前記２つのフリップフロップの出力状態の変化点を検出したタイミングを前記サンプルデータの中から最大のものが選択出力される時点とすることを特徴とする請求項３に記載の測距値検出装置。