JP2004325373A - Distance measuring instrument - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、距離測定装置に関し、特に、パルス状のレーザ光を測定対象物に照射した時刻と、測定対象物から反射したレーザ光を検知した時刻との時間差を検出して測定対象物までの距離を測定する距離測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
測定対象物にレーザ光を照射し、その反射光を受光するまでの時間を測定することにより、測定対象物までの距離を算出する技術が種々存在する。
【0003】
例えば、特許文献1に記載の距離測定装置は、レーザ光の発光によってスタート信号を与え、対象物からの反射レーザ光を受光した時点でストップ信号を与え、この間の時間を、例えば10個のカウンタでカウントする。ここで、各カウンタは、複数のクロックのクロックパルスに従ってカウントし、これらのクロックは、一定の位相差を有し、その位相差の総和は、クロック周期T1に略々等しく設定されている。このため、ストップ信号が与えられた時点での各カウント値にもずれが生じ、各カウント値を平均化処理することによって、クロック周期T1の1/10の分解能と同様の計測結果を得ることができ、安価で高性能の距離測定装置を提供することができる。
【0004】
また、特許文献2に記載の距離測定装置は、高周波のカウンタを使用せず、広範囲、高精度の距離測定を可能にするため、レーザダイオードなどの発光素子からレーザ光を照射し、測定対象物からの反射光をフォトダイオードなどの受光素子で受光して電気信号に変換し、このレーザ光の発光から受光までの時間を計測することにより、測定対象物までの距離を算出するにあたって、レーザ光の照射が検出されると同時に、デジタルカウンタへクロックパルスを入れ、レーザ光の照射が検出されてから、最初のクロックパルスがデジタルカウンタに入りデジタルカウンタが計数を開始するまでの間の時間を積分器などを使用したアナログ回路で測定している。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−294642号公報
【0006】
【特許文献2】
特開2001−83250号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献1に記載の距離測定装置では、分解能を向上させると多数のカウンタが必要になるという問題があった。また、特許文献2に記載の距離測定装置では、反射パルス受信タイミングとクロックパルスの立上りまでの時間を計測する終端積分器による測定結果を、デジタルカウンタによる計数結果と同時に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ため、処理が複雑になるとともに、マイクロコンピュータを使用するため、消費電力が大きくなるという問題があった。
【0008】
そこで、本発明は、上記従来の距離測定装置における問題点に鑑みてなされたものであって、多数のカウンタを必要とすることなく、また、取得データのデジタル化やCPUなどによる複雑な処理を行うことなく、低電力で、高精度の距離測定を可能にする距離測定装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、距離測定装置であって、測定対象物に対して測定信号を発信する測定信号発信手段と、該測定対象物で反射された、前記測定信号発信手段から発せられた測定信号を受信する測定信号受信手段と、前記測定信号発信手段による測定信号の発信から前記測定信号受信手段による前記測定信号の受信までに要する時間に基づいて、前記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、該距離算出手段は、クロック信号を発生させるクロック信号発生手段と、該クロック信号発生手段によって発生したクロック信号に複数の異なる遅延時間を持たせた信号を発生させる複数のクロック信号遅延手段と、スタート信号が与えられてからストップ信号を与えられるまでの、前記クロック信号発生手段によって発生したクロック信号のクロック数をカウントして出力するカウンタ手段と、前記測定信号発信手段が測定対象物に対して測定信号を発信した時に前記カウンタ手段に前記スタート信号を発信するスタート信号発信手段と、前記測定信号受信手段が前記測定対象物から反射された測定信号を受信した時に前記カウンタ手段に前記ストップ信号を発信するストップ信号発信手段と、該ストップ信号発信手段によって発信されたストップ信号が発せられた時に、前記クロック信号発生手段によって発生したクロック信号及び前記クロック信号遅延手段によって発生した複数のクロック信号のうち、最も近いクロック信号の立上りまたは立下りを認識するとともに、該最も近いクロック信号を特定するクロック信号特定手段とを備え、前記カウンタ手段によるカウント値と、前記特定されたクロック信号と前記クロック信号発生手段で発生したクロック信号の遅延時間とに基づいて前記測定対象物までの距離を算出することを特徴とする。
【0010】
そして、本発明によれば、ストップ信号が発せられた時に、クロック信号発生手段によって発生したクロック信号及びN個のクロック信号遅延手段によって発生したクロック信号のうち、最も近いクロック信号の立上りまたは立下りを認識することにより、クロック信号発生手段によって発生したクロック信号をカウンタ手段でカウントする場合に比較して、N倍の測定精度を得ることができる。また、従来のように、多数のカウンタを必要とすることもない。
【0011】
前記クロック信号特定手段は、前記ストップ信号をラッチする複数のフリップフロップと、該複数のフリップフロップのいずれかがストップ信号をラッチしたときに後段のフリップフロップにラッチ信号を出力するOR回路とを含むようにすることができる。これによって、ストップ信号が発せられた時に、最も近いクロック信号の立上りまたは立下りを有するクロック信号を特定することができ、構成が簡単で低消費電力の距離測定装置を提供することができる。
【0012】
【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ながら説明する。
【0013】
図1は、本発明にかかる距離測定装置の一実施の形態を示し、この距離測定装置は、クロック発生器1と、ディレイライン(1〜N)2と、パルス発生部3と、レーザ光発生部4と、送光光学系5と、受光光学系6と、検知器7と、フリップフロップ回路(FF0〜N−1,2)8と、ORゲート9と、フリップフロップ(FF)10と、2N→Nエンコーダ11と、下位レジスタ12と、測距カウンタ13と、上位レジスタ14とで構成される。
【0014】
クロック発生器(クロック信号発生手段)1は、測距対象物0に対して照射するパルスレーザ光の発生及び照射した時刻から受光信号の受信時刻までの時間を測定する各種クロック信号を発生する。
【0015】
クロック信号遅延手段としてのディレイライン(1〜N)2は、クロック発生器1により発生した「サンプルクロック信号0」にN通りの遅延時間を与える。「サンプルクロック0」の周期をTとすると、ディレイライン(1〜N)2は、各々T×N/(N+1)の遅延時間を持つ。ここで、ディレイライン数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0〜Nは、各々後述するクロック信号特定手段を構成するフリップフロップ回路(FF0〜N−1,2)8のラッチタイミングを与える。
【0016】
パルス発生部3は、クロック発生器1からのクロック信号に基づき、レーザ光発生部4のレーザ発生に必要なレーザ発射制御信号を生成すると同時に、測距カウンタ13(カウンタ手段)のクリア信号を発生する。
【0017】
レーザ光発生部4は、サンプルクロック0に同期したレーザ発射制御信号がパルス発生部3より出力されると、パルスレーザを発生し、このレーザは、送光光学系5を通って測距対象物0に向けて照射される。また、レーザ光発生部4は、スタート信号発信手段として機能し、パルス発生タイミングを認識させるスタート信号を測距カウンタ13へ出力する。
【0018】
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て検知器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た後、ストップ信号発信手段として、受信信号がピーク値となるタイミングを知らせるストップ信号を測距カウンタ13及びフリップフロップ回路(FF0〜N−1)8へ出力する。
【0019】
図2に、レーザ送受信タイミングと測距対象区間を示す。測距カウンタ13は、スタート信号からストップ信号までの間、サンプルクロック0の立上り毎にカウントを行い、その結果を上位レジスタ14に登録する。この時、レーザ発射制御信号及び発射されるパルスレーザは、サンプルクロック0に同期し、常に固定値となる。求める測定対象距離は、レーザ送信時刻から受信信号がピークとなる時刻までであり、ストップ信号により測距カウンタ13が計数をストップした最後のサンプルクロック0の立上りから受信信号のピーク値までの時間を後述する方法により測定する。
【0020】
フリップフロップ回路(FF0−1〜FFN−1)8は、サンプルクロック0〜Nの立上りタイミングで順にストップ信号をラッチする。ラッチされた信号は、2段目のフリップフロップ回路(FF0−2〜FFN−2)に各々入り、各サンプルクロックの次回の立上りで再度ラッチされる。本2段構成は、ストップ信号とサンプルクロックが非同期であることにより、初段(FF0−1〜FFN−1)のみではラッチ出力が不確定となるリスクを回避する手段となる。
【0021】
フリップフロップ回路(FF0−2〜FFN−2)は、ラッチ出力を、ORゲート9及びフリップフロップ(FF)10に出力する。
【0022】
ORゲート9は、フリップフロップ回路(FF0−1〜FFN−1)8で使用する素子に比べ、高速動作するものを使用し、フリップフロップ回路(FF0−2〜FFN−2)の中で最初にストップ信号を検出したものが“L”レベルから“H”レベルに変化すると、2番目に“H”レベルに変化するフリップフロップ(FF)のラッチ信号が入力される前に“L”レベルから“H”レベルに変化し、その立上りでフリップフロップ(FF)10に入力されたデータをラッチする。ORゲート9は、1回の送受信サイクルで1回のみ立上りを出力し、最初にストップ信号を検出したものだけが“H”レベルの状態でホールドされる。
【0023】
フリップフロップ(FF)10の出力は、2N→Nエンコーダ11に入る。本エンコーダ11は、2のN乗個ある入力の中で唯一“H”レベルとなっているチャンネルをNビットのエンコード値に変換するものである。
【0024】
図3に、ストップ信号のラッチタイミング(本図では便宜上、サンプルクロック1がストップ信号直後に立上るという前提でタイミングを示した)及びエンコーダ11による測距値検出タイミングを示す。エンコーダ11は、2Nチャンネルの入力(CH0〜CH2N−1)とNビットの出力を持ち、入力チャンネル番号をNビットの信号に変換して出力する。エンコーダ11の出力は、下位レジスタ12に登録され、これを上位レジスタ14に登録されたデータと組み合わせることにより求める測距データが得られる。
【0025】
次に、本発明にかかる距離測定装置の実施例として、ディレイラインが7個で受信信号のピークレベル(ストップ信号の立上り)がサンプルクロック1とサンプルクロック2の立上りの間に入った場合について説明する。
【0026】
図4は、本発明の距離測定装置の一実施例の全体構成を示す。この距離測定装置は、クロック発生器31と、ディレイライン(1〜7)32と、パルス発生部33と、レーザ光発生部34と、送光光学系35と、受光光学系36と、検知器37と、フリップフロップ回路(FF0〜7−1,2)38と、ORゲート39と、フリップフロップ(FF)40と、23→3エンコーダ41と、下位レジスタ42と、測距カウンタ43と、上位レジスタ44とで構成される。
【0027】
クロック発生器31は、測距対象物30に対して照射するパルスレーザ光の発生、及び照射した時刻から受光信号の受信時刻までの時間を測定する各種クロック信号を発生する。
【0028】
ディレイライン(1〜7)32は、クロック発生器31により発生した「サンプルクロック信号0」に7通りの遅延時間を与える。「サンプルクロック0」の周期をTとすると、ディレイライン(1〜7)32は、各々N×T/8(N=1〜7)の遅延時間を持つ。サンプルクロック0〜7は、各々後述するフリップフロップ回路(FF0〜FF7−1,2)38のラッチタイミングを与える。
【0029】
パルス発生部33は、クロック発生器31からのクロック信号に基づいて、レーザ光発生部34のレーザ発生に必要なレーザ発射制御信号を生成すると同時に、測距カウンタ43のクリア信号を発生する。
【0030】
レーザ光発生部34は、サンプルクロック0に同期したレーザ発射制御信号がパルス発生部33より出力されると、パルスレーザを発生し、このレーザは送光光学系35を通って測距対象物30に向けて照射される。また、レーザ光発生部34は、パルス発生タイミングを認識させるスタート信号を測距カウンタ43へ出力する。
【0031】
受光光学系36は、測距対象物30から反射される信号を受信して検知器37に導く。検知器37は、光による微弱な入力信号を電気信号に変換した後、受信信号がピーク値となるタイミングを知らせるストップ信号を測距カウンタ43及びフリップフロップ回路(FF0〜FF7−1)38へ出力する。
【0032】
測距カウンタ43は、スタート信号からストップ信号までの間、サンプルクロック0の立上り毎にカウントを行い、その結果を上位レジスタ44に登録する。この時、レーザ発射制御信号及び発射されるパルスレーザは、サンプルクロック0に同期し、常に固定値となる。求める測定対象距離は、レーザ送信時刻から受信信号がピークとなる時刻までであり、ストップ信号により測距カウンタ43が計数をストップした最後のサンプルクロック0の立上りから受信信号のピーク値までの時間を後述する方法により測定する。
【0033】
フリップフロップ回路(FF0−1〜FF7−1)38は、サンプルクロック0〜7の立上りタイミングで順にストップ信号をラッチする。ラッチされた信号は、2段目のフリップフロップ回路(FF0−2〜FF7−2)に各々入り、各サンプルクロックの次回の立上りで再度ラッチされる。本2段構成は、ストップ信号とサンプルクロックが非同期であることにより、初段(FF0−1〜FF7−1)のみではラッチ出力が不確定となるリスクを回避する手段となる。
【0034】
フリップフロップ回路(FF0−2〜FF7−2)は、ラッチ出力を、ORゲート39及びフリップフロップ(FF)40に出力する。
【0035】
ORゲート39は、フリップフロップ回路(FF0−1〜FF7−1)38で使用する素子に比べ、高速動作するものを使用し、フリップフロップ回路(FF0−2〜FF7−2)の中で最初にストップ信号を検出したものが“L”レベルから“H”レベルに変化すると、2番目に“H”レベルに変化するフリップフロップ(FF)のラッチ信号が入力される前に“L”レベルから“H”レベルに変化し、その立上りでフリップフロップ(FF)40に入力されたデータをラッチする。ORゲート39は、1回の送受信サイクルで1回のみ立上りを出力し、最初にストップ信号を検出したものだけが“H”レベルの状態でホールドされる。
【0036】
フリップフロップ(FF)40の出力は、23→3エンコーダ41に入る。本エンコーダ41は、2の3乗個ある入力の中で唯一“H”レベルとなっているチャンネルを3ビットのエンコード値に変換するものである。
【0037】
図5に、ストップ信号のラッチタイミング(サンプルクロック2がストップ信号直後に立上るという前提でタイミングを示した)及びエンコーダ41による測距値検出タイミングを示す。エンコーダ41は、8チャンネルの入力(CH0〜CH7)と3ビットの出力を持ち、入力チャンネル番号を3ビットのコードに変換して出力する。例えば、CH0が“H”となれば出力コードは“000”に、本例のようにCH2が”H”となれば出力コードは“010”となる。エンコーダ41の出力は、下位レジスタ42に登録され、これを上位レジスタ44に登録されたデータと組み合わせることにより求める測距データが得られる。
【0038】
尚、上記実施例においては、測距カウンタ13、43は、スタート信号からストップ信号までの間、サンプルクロック0の立上り毎にカウントを行うとともに、測定対象までの距離を算出する際などにおいて、ストップ信号により測距カウンタ13、43が計数をストップした最後のサンプルクロック0の立上りから受信信号のピーク値までの時間を測定していたが、サンプルクロック0の立下り毎にカウントを行い、最後のサンプルクロック0の立下りから受信信号のピーク値までの時間を測定してもよい。また、フリップフロップ回路(FF0−1〜FFN−1)8、38によってストップ信号をラッチする場合にも、サンプルクロック0〜Nの立下がりタイミングで順にラッチしてもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多数のカウンタが不要で、取得データのデジタル化やCPUなどによる複雑な処理も不要で、低電力で、高精度の距離測定を可能にする距離測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる距離測定装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【図2】図1の距離測定装置のレーザ送受信タイミングと測距対象区間の説明図である。
【図3】図1の距離測定装置のストップ信号のラッチタイミングとエンコーダ出力タイミングの説明図である。
【図4】本発明にかかる距離測定装置の一実施例を示す全体構成図である。
【図5】図4の距離測定装置のストップ信号のラッチタイミングとエンコーダ出力タイミングの説明図である。
【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(1〜N)
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 フリップフロップ回路(FF0〜N−1,2)
9 ORゲート
10 フリップフロップ(FF)
11 2N→Nエンコーダ
12 下位レジスタ
13 測距カウンタ
14 上位レジスタ
30 測距対象物
31 クロック発生器
32 ディレイライン(1〜7)
33 パルス発生部
34 レーザ光発生部
35 送光光学系
36 受光光学系
37 検知器
38 フリップフロップ回路(FF0〜7−1,2)
39 ORゲート
40 フリップフロップ(FF)
41 23→3エンコーダ
42 下位レジスタ
43 測距カウンタ
44 上位レジスタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a distance measuring device, and in particular, detects a time difference between a time when a pulsed laser beam is irradiated to a measurement target and a time when a laser beam reflected from the measurement target is detected, and detects a time difference between the time and the measurement target. The present invention relates to a distance measuring device for measuring a distance.
[0002]
[Prior art]
There are various techniques for calculating a distance to a measurement target by irradiating the measurement target with a laser beam and measuring a time until the reflected light is received.
[0003]
For example, the distance measuring device described in
[0004]
In addition, the distance measuring device described in
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-294462
[Patent Document 2]
JP 2001-83250 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the distance measuring device described in
[0008]
Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the above-described conventional distance measuring apparatus, and does not require a large number of counters, and digitizes acquired data and performs complicated processing by a CPU or the like. An object of the present invention is to provide a distance measuring device that enables high-precision distance measurement with low power without performing the measurement.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is a distance measuring device, a measuring signal transmitting means for transmitting a measuring signal to a measuring object, and reflected from the measuring object, from the measuring signal transmitting means Measurement signal receiving means for receiving the emitted measurement signal, and a time required from transmission of the measurement signal by the measurement signal transmission means to reception of the measurement signal by the measurement signal reception means, to the measurement object. Distance calculating means for calculating a distance, the distance calculating means generating a clock signal, and a clock signal generated by the clock signal generating means having a signal having a plurality of different delay times. A plurality of clock signal delay means for generating the clock signal and a clock signal generating means for supplying a start signal to a stop signal. Counter means for counting and outputting the number of clocks of the generated clock signal, and start signal sending means for sending the start signal to the counter means when the measurement signal sending means sends a measurement signal to the object to be measured. A stop signal transmitting means for transmitting the stop signal to the counter means when the measurement signal receiving means receives the measurement signal reflected from the measurement object; and a stop signal transmitted by the stop signal transmitting means. When the clock signal generated by the clock signal generating means and the plurality of clock signals generated by the clock signal delaying means are recognized, a rising or falling edge of the nearest clock signal is recognized, and the nearest clock signal is detected. Clock signal specifying means for specifying A count value of the means, and calculates the distance to the object to be measured based on the delay time of the clock signal generated by the specified clock signal and the clock signal generating means.
[0010]
According to the present invention, when the stop signal is issued, the clock signal generated by the clock signal generating means and the clock signal generated by the N clock signal delay means, the rising or falling of the closest clock signal. , It is possible to obtain N times higher measurement accuracy as compared with the case where the clock signal generated by the clock signal generating means is counted by the counter means. Further, unlike the conventional case, a large number of counters are not required.
[0011]
The clock signal specifying unit includes a plurality of flip-flops that latch the stop signal, and an OR circuit that outputs a latch signal to a subsequent flip-flop when one of the plurality of flip-flops latches the stop signal. You can do so. Accordingly, when the stop signal is issued, the clock signal having the closest rising or falling edge of the clock signal can be specified, and a distance measuring device with a simple configuration and low power consumption can be provided.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 shows an embodiment of a distance measuring device according to the present invention. The distance measuring device comprises a
[0014]
A clock generator (clock signal generating means) 1 generates various laser signals for irradiating the object to be measured 0 with a pulse laser beam and measures the time from the irradiation time to the reception time of the received light signal.
[0015]
The delay lines (1 to N) 2 as clock signal delay means give N kinds of delay times to the “sample clock signal 0” generated by the
[0016]
The pulse generator 3 generates a laser emission control signal required for laser generation of the laser light generator 4 based on a clock signal from the
[0017]
When the laser emission control signal synchronized with the sample clock 0 is output from the pulse generation unit 3, the laser light generation unit 4 generates a pulsed laser. Irradiated toward zero. The laser light generator 4 functions as a start signal transmitting unit and outputs a start signal for recognizing a pulse generation timing to the
[0018]
The light receiving optical system 6 receives a signal reflected from the object to be measured 0 and guides the signal to the detector 7. After converting the weak input signal due to light into an electric signal, the detector 7 outputs a stop signal for notifying the timing at which the received signal reaches a peak value to the
[0019]
FIG. 2 shows a laser transmission / reception timing and a distance measurement target section. The distance measuring counter 13 counts each time the sample clock 0 rises from the start signal to the stop signal, and registers the result in the
[0020]
The flip-flop circuits (FF0-1 to FFN-1) 8 sequentially latch the stop signals at the rising timing of the sample clocks 0 to N. The latched signals enter the second-stage flip-flop circuits (FF0-2 to FFN-2) and are latched again at the next rising edge of each sample clock. This two-stage configuration is a means for avoiding the risk that the latch output is uncertain only at the first stage (FF0-1 to FFN-1) because the stop signal and the sample clock are asynchronous.
[0021]
The flip-flop circuits (FF0-2 to FFN-2) output the latch outputs to the OR gate 9 and the flip-flop (FF) 10.
[0022]
The OR gate 9 operates faster than the elements used in the flip-flop circuits (FF0-1 to FFN-1) 8, and is the first of the flip-flop circuits (FF0-2 to FFN-2). When the detection of the stop signal changes from the “L” level to the “H” level, the “L” level changes to “H” level before the latch signal of the flip-flop (FF) that changes to the “H” level for the second time is input. The signal changes to the H level, and at the rising edge, the data input to the flip-flop (FF) 10 is latched. The OR gate 9 outputs a rising signal only once in one transmission / reception cycle, and only the signal which first detects the stop signal is held at the "H" level.
[0023]
The output of the flip-flop (FF) 10 enters the 2N → N encoder 11. The encoder 11 converts a channel having only one “H” level among 2N powers into an N-bit encoded value.
[0024]
FIG. 3 shows the latch timing of the stop signal (for the sake of convenience, the timing is shown on the assumption that the
[0025]
Next, as an embodiment of the distance measuring apparatus according to the present invention, a case where the number of delay lines is seven and the peak level of the received signal (rising of the stop signal) falls between the rising of the
[0026]
FIG. 4 shows the overall configuration of one embodiment of the distance measuring device of the present invention. This distance measuring device includes a
[0027]
The
[0028]
The delay lines (1 to 7) 32 give seven kinds of delay times to the “sample clock signal 0” generated by the
[0029]
The
[0030]
When the laser emission control signal synchronized with the sample clock 0 is output from the
[0031]
The light receiving
[0032]
The distance measuring counter 43 counts each time the sample clock 0 rises from the start signal to the stop signal, and registers the result in the
[0033]
The flip-flop circuits (FF0-1 to FF7-1) 38 sequentially latch the stop signals at the rising timing of the sample clocks 0 to 7. The latched signal enters each of the second-stage flip-flop circuits (FF0-2 to FF7-2) and is latched again at the next rising edge of each sample clock. This two-stage configuration is a means for avoiding the risk that the latch output becomes indefinite at only the first stage (FF0-1 to FF7-1) because the stop signal and the sample clock are asynchronous.
[0034]
The flip-flop circuits (FF0-2 to FF7-2) output the latch outputs to the
[0035]
The
[0036]
The output of the flip-flop (FF) 40 enters the 23 → 3
[0037]
FIG. 5 shows the latch timing of the stop signal (the timing is shown on the assumption that the
[0038]
In the above embodiment, the distance measuring counters 13 and 43 count each time the sample clock 0 rises from the start signal to the stop signal, and stop when calculating the distance to the measurement target. Although the time from the rising edge of the last sample clock 0 when the distance measurement counters 13 and 43 stopped counting by the signal to the peak value of the received signal was measured, the counting was performed at each falling edge of the sample clock 0, and the last The time from the falling of sample clock 0 to the peak value of the received signal may be measured. Also, when the stop signals are latched by the flip-flop circuits (FF0-1 to FFN-1) 8 and 38, they may be latched sequentially at the falling timing of the sample clocks 0 to N.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a distance measurement that does not require a large number of counters, does not require digitization of acquired data, and does not require complicated processing by a CPU or the like, enables low-power, high-precision distance measurement. An apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of a distance measuring device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of laser transmission / reception timing and a distance measurement target section of the distance measuring device of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram of latch timing of a stop signal and encoder output timing of the distance measuring device of FIG. 1;
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing one embodiment of a distance measuring device according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of latch timing of a stop signal and encoder output timing of the distance measuring device of FIG. 4;
[Explanation of symbols]
0
Reference Signs List 3 pulse generating unit 4 laser
9 OR
11 2N →
33
39 OR
41 23 → 3
Claims (2)
該測定対象物で反射された、前記測定信号発信手段から発せられた測定信号を受信する測定信号受信手段と、
前記測定信号発信手段による測定信号の発信から前記測定信号受信手段による前記測定信号の受信までに要する時間に基づいて、前記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、
該距離算出手段は、
クロック信号を発生させるクロック信号発生手段と、
該クロック信号発生手段によって発生したクロック信号に複数の異なる遅延時間を持たせた信号を発生させる複数のクロック信号遅延手段と、
スタート信号が与えられてからストップ信号を与えられるまでの、前記クロック信号発生手段によって発生したクロック信号のクロック数をカウントして出力するカウンタ手段と、
前記測定信号発信手段が測定対象物に対して測定信号を発信した時に前記カウンタ手段に前記スタート信号を発信するスタート信号発信手段と、
前記測定信号受信手段が前記測定対象物から反射された測定信号を受信した時に前記カウンタ手段に前記ストップ信号を発信するストップ信号発信手段と、
該ストップ信号発信手段によって発信されたストップ信号が発せられた時に、前記クロック信号発生手段によって発生したクロック信号及び前記クロック信号遅延手段によって発生した複数のクロック信号のうち、最も近いクロック信号の立上りまたは立下りを認識するとともに、該最も近いクロック信号を特定するクロック信号特定手段とを備え、
前記カウンタ手段によるカウント値と、前記特定されたクロック信号と前記クロック信号発生手段で発生したクロック信号の遅延時間とに基づいて前記測定対象物までの距離を算出することを特徴とする距離測定装置。A measurement signal transmitting means for transmitting a measurement signal to a measurement object,
Measurement signal receiving means for receiving a measurement signal emitted from the measurement signal transmission means, reflected by the measurement object,
Distance measurement means for calculating a distance to the object to be measured, based on a time required from transmission of the measurement signal by the measurement signal transmission means to reception of the measurement signal by the measurement signal reception means,
The distance calculating means,
Clock signal generating means for generating a clock signal;
A plurality of clock signal delay means for generating a signal obtained by giving a plurality of different delay times to the clock signal generated by the clock signal generation means;
Counter means for counting and outputting the number of clocks of the clock signal generated by the clock signal generation means from when the start signal is supplied to when the stop signal is supplied;
Start signal transmitting means for transmitting the start signal to the counter means when the measurement signal transmitting means transmits a measurement signal to the measurement object,
Stop signal transmitting means for transmitting the stop signal to the counter means when the measurement signal receiving means receives a measurement signal reflected from the measurement object,
When the stop signal transmitted by the stop signal transmitting means is issued, the nearest one of the clock signal generated by the clock signal generating means and the plurality of clock signals generated by the clock signal delaying means, Clock signal specifying means for recognizing the falling edge and specifying the closest clock signal,
A distance measuring device for calculating a distance to the object to be measured based on a count value of the counter unit, a delay time of the specified clock signal and a clock signal generated by the clock signal generating unit. .
前記ストップ信号をラッチする複数のフリップフロップと、
該複数のフリップフロップのいずれかがストップ信号をラッチしたときに後段のフリップフロップにラッチ信号を出力するOR回路とを含むことを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。The clock signal specifying means includes:
A plurality of flip-flops for latching the stop signal;
2. The distance measuring apparatus according to claim 1, further comprising: an OR circuit that outputs a latch signal to a subsequent flip-flop when one of the plurality of flip-flops latches a stop signal.
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