JP2010107448A - Distance measuring device - Google Patents

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Yasushi Kita
靖 喜多
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distance measuring device capable of detecting a distant object, and simultaneously detecting a near object with high resolution. <P>SOLUTION: This distance measuring device includes: a light emitting means including a first light wave application means for emitting a first light wave having a first wavelength band toward another object by being flashed at a first flashing period, and a second light wave application means for emitting a second light wave having a second wavelength band toward another object by being flashed at a second flashing period; a spectral transmission means including a first light filtering means for allowing transmission of only light having the first wavelength band, and a second light filtering means for allowing transmission of only light having the second wavelength band; a photosensitive means including a first light receiving means for receiving first transmission light reflected by an object and transmitted through the first light filtering means and outputting a first light reception signal corresponding to a reception amount of the first transmission light, and a second light receiving means for receiving second transmission light reflected by the object and transmitted through the second light filtering means and outputting a second light reception signal corresponding to a reception amount of the second transmission light; and a distance calculation means for calculating a distance to the object based on the first light reception signal and the second light reception signal. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は距離測定装置に関し、より特定的には、光波または音波を用いた距離測定装置に関する。   The present invention relates to a distance measuring device, and more particularly to a distance measuring device using light waves or sound waves.

従来、光波、または超音波などの波動を測定対象に向け放射し、当該測定対象に反射されて生ずる反射波を受信して当該測定対象までの距離を算出する測距装置が開発されている。上記測距装置は、一般的に、上記波動を放射してから、上記反射波するまでに要した時間、すなわち、波動の往復時間に基づいて、当該測定対象までの距離を算出する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a distance measuring device has been developed that emits a wave such as a light wave or an ultrasonic wave toward a measurement target, receives a reflected wave that is reflected by the measurement target, and calculates a distance to the measurement target. In general, the distance measuring device calculates the distance to the measurement object based on the time required from the radiation of the wave to the reflected wave, that is, the round-trip time of the wave.

上記のような測距装置が、例えば、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示される光学式測距装置は、発光素子および2つの蓄積素子を備える。上記蓄積素子は、受光量に応じた電荷をそれぞれ蓄積する。上記光学式測距装置は、所定周期のパルス信号と同期するように上記発光素子を発光させることにより光波信号を送信する。そして、上記光学式測距装置は、測定対象で反射された当該光波信号の反射波を所定のタイミングで受光して、2つの蓄積素子各々に電荷を蓄積させる。上記光学式測距装置は、各蓄積素子に蓄積された電荷信号の差分に基づいて差動信号を算出し、当該差動信号に基づいて上記測定対象までの距離を算出する。ここで、上記差動信号は、上述の電荷信号の差分を算出する処理によって、背景光等のノイズが除去された信号となる。したがって、上記光学式測距装置は、光波が測定対象に反射されて戻って来るまでの往復時間を算出可能であり、故に、当該測定対象までの距離を算出することができる。
特開2007−132848号公報
A distance measuring apparatus as described above is disclosed in, for example, Patent Document 1. The optical distance measuring device disclosed in Patent Document 1 includes a light emitting element and two storage elements. The storage elements each store charges corresponding to the amount of received light. The optical distance measuring device transmits a light wave signal by causing the light emitting element to emit light in synchronization with a pulse signal having a predetermined period. The optical distance measuring device receives the reflected wave of the light wave signal reflected by the measurement object at a predetermined timing, and accumulates charges in each of the two storage elements. The optical distance measuring device calculates a differential signal based on the difference between the charge signals stored in the respective storage elements, and calculates a distance to the measurement object based on the differential signal. Here, the differential signal is a signal from which noise such as background light has been removed by the process of calculating the difference between the charge signals. Therefore, the optical distance measuring device can calculate the round-trip time until the light wave is reflected back to the measurement object and returns, and therefore the distance to the measurement object can be calculated.
JP 2007-132848 A

例えば、上記のような測距装置を車両に備え、当該車両と車両周囲の物体との接近距離を測定する場合、当該測距装置には、車両に接近する他車両等の物体を可能な限り遠方から検出可能であり、且つ、車両近傍を移動する歩行者や自転車等の物体について比較的高い距離分解能で当該物体までの距離を検出可能であることが求められる。   For example, when the vehicle has a distance measuring device as described above and measures the approach distance between the vehicle and an object around the vehicle, the distance measuring device includes an object such as another vehicle approaching the vehicle as much as possible. It is required to be able to detect from a distance and to detect the distance to the object with a relatively high distance resolution for an object such as a pedestrian or a bicycle moving in the vicinity of the vehicle.

そして、上記測距装置によって、より遠方に位置する物体までの距離を測定するためには、上記光波信号をより遠方まで到達させる必要があり、そのために当該光波信号の強度を大きくする必要がある。そして、光波信号の強度を大きくするためには、一般的に、光波を継続的に放射する時間、すなわち、上記パルス信号のパルス幅を長くする必要がある。   And in order to measure the distance to the object located farther by the distance measuring device, it is necessary to make the light wave signal reach farther, and therefore, it is necessary to increase the intensity of the light wave signal. . In order to increase the intensity of the light wave signal, it is generally necessary to increase the time during which the light wave is continuously emitted, that is, the pulse width of the pulse signal.

しかしながら、上記のような測距装置では、パルス信号のパルス幅を長くすると、例えば、相対的に近い位置に存在する測定対象物までの距離を測定する場合に、距離分解能が低下してしまう。上記のような測距装置の距離分解能は、上記パルス信号のパルス幅に同期して放射される上記光波の連続する波列の長さ(以下、波列長と呼称する)により決定される。これは、異なる2つの測定対象物間の光波進行方向の間隔が当該波列長の1/2以下であると、当該2つの測定対象物からの反射波を各々区別することができず、当該2つの測定対象物までの距離を区別して検出することができないためである。したがって、上記のように、より遠方に位置する物体までの距離を測定するべく、パルス幅を長くすると、上記光波の波列長が長くなり、近距離を測定する際に、距離分解能が低下してしまうのである。   However, in the distance measuring apparatus as described above, when the pulse width of the pulse signal is increased, for example, when measuring the distance to the measurement object present at a relatively close position, the distance resolution is lowered. The distance resolution of the distance measuring apparatus as described above is determined by the length of a continuous wave train of the light wave emitted in synchronization with the pulse width of the pulse signal (hereinafter referred to as a wave train length). This is because if the interval in the direction of travel of the light wave between two different measurement objects is 1/2 or less of the wave train length, the reflected waves from the two measurement objects cannot be distinguished from each other. This is because the distance to the two measurement objects cannot be distinguished and detected. Therefore, as described above, if the pulse width is increased in order to measure the distance to an object located further away, the wave train length of the light wave becomes longer, and the distance resolution decreases when measuring a short distance. It will end up.

このように、従来の測距装置では、測定可能な最大距離と、距離分解能の高さを両立することが困難であった。本発明は上記の課題を鑑みて成されたものであり、遠方の対象物を検知可能とし、且つ、同時に近傍の対象物を高分解能で検出可能な距離測定装置を提供することを目的とする。   As described above, in the conventional distance measuring device, it is difficult to achieve both the maximum measurable distance and the high distance resolution. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a distance measuring device capable of detecting a distant object and simultaneously detecting a nearby object with high resolution. .

上記の課題を解決するため、本願は以下の構成を採用した。すなわち、第1の発明は、予め定められた第1点滅周期で点滅して第1波長帯の第1光波を他の物体に向けて発光する第1光波照射手段と、当該第1点滅周期と異なる第2点滅周期で点滅して当該第1波長帯と異なる第2波長帯の第2光波を他の物体に向けて発光する第2光波照射手段とを、少なくとも含む発光手段と、第1波長帯の光のみを透過させる第1濾光手段と、第2波長帯の光のみを透過させる第2濾光手段とを、少なくとも含む分光透過手段と、物体で反射して第1濾光手段を透過した第1透過光を受光し当該第1透過光の受光量に応じた第1受光信号を出力する第1受光手段と、物体で反射して第2濾光手段を透過した第2透過光を受光し当該第2透過光の受光量に応じた第2受光信号を出力する第2受光手段とを、少なくとも含む感光手段と、第1受光信号および第2受光信号に基づいて物体までの距離を算出する距離算出手段とを備える、距離測定装置である。   In order to solve the above problems, the present application adopts the following configuration. That is, the first invention is a first light wave irradiating means that blinks at a predetermined first blinking period and emits a first light wave in the first wavelength band toward another object, and the first blinking period. A light emitting means including at least a second light wave irradiating means for emitting a second light wave of a second wavelength band different from the first wavelength band toward another object by blinking at a different second blinking period; A spectral filtering means including at least a first filtering means for transmitting only light in the band and a second filtering means for transmitting only light in the second wavelength band; and a first filtering means reflected by an object. A first light receiving means for receiving the transmitted first transmitted light and outputting a first received light signal corresponding to the amount of the first transmitted light; and a second transmitted light reflected by the object and transmitted through the second filtering means. And a second light receiving means for outputting a second light receiving signal corresponding to the amount of received light of the second transmitted light. A photosensitive means including, and a distance calculating means for calculating the distance to the object based on the first light receiving signal and the second light receiving signal, a distance measuring device.

第2の発明は、第1の発明において、第1点滅周期は、第2点滅周期より長く設定され、第1濾光手段が第1透過光を透過させる面積は、第2濾光手段が第2透過光を透過させる面積より大きく設定される。   According to a second aspect, in the first aspect, the first blinking period is set longer than the second blinking period, and the area through which the first filtering means transmits the first transmitted light is the second filtering means is the first filtering period. 2 It is set larger than the area through which transmitted light is transmitted.

第3の発明は、第2の発明において、第1受光手段は、第1濾光手段が第1透過光を透過させる面積に応じた数だけ、予め定められた単位面積の受光面を有する受光素子が配列されて構成され、第2受光手段は、第2濾光手段が第2透過光を透過させる面積に応じた数だけ、受光素子が配列されて構成される。   In a third aspect based on the second aspect, the first light receiving means has a light receiving surface having a predetermined unit area corresponding to the number of areas in which the first filtering means transmits the first transmitted light. The second light receiving means is configured by arranging the light receiving elements in the number corresponding to the area through which the second filtering means transmits the second transmitted light.

第4の発明は、第1の発明において、第1点滅周期は、第2点滅周期より長く設定され、第1受光手段は、第2受光手段に設定されている受光感度より高い受光感度に設定される。   In a fourth aspect based on the first aspect, the first blinking period is set longer than the second blinking period, and the first light receiving means is set to a light receiving sensitivity higher than the light receiving sensitivity set in the second light receiving means. Is done.

第5の発明は、第1の発明において、第1濾光手段は、第1波長帯の光のみを透過させる第1板状部材であり、第2濾光手段は、第2波長帯の光のみを透過させる第2板状部材である。   In a fifth aspect based on the first aspect, the first filtering means is a first plate member that transmits only light in the first wavelength band, and the second filtering means is light in the second wavelength band. It is the 2nd plate-shaped member which permeate | transmits only.

第6の発明は、第5の発明において、分光透過手段は、第1板状部材および第2板状部材を格子状に配列することによって、第1濾光手段および第2濾光手段をそれぞれ構成し、感光手段は、複数の受光素子が設けられた単一のカメラであり、第1板状部材を透過する光を受光する当該受光素子を第1受光手段とし、第2板状部材を透過する光を受光する当該受光素子を第2受光手段としてそれぞれ構成する。   In a sixth aspect based on the fifth aspect, the spectral transmission means arranges the first and second filtering means by arranging the first plate-like member and the second plate-like member in a lattice shape, respectively. The photosensitive means is a single camera provided with a plurality of light receiving elements. The light receiving element that receives light transmitted through the first plate-like member is the first light-receiving means, and the second plate-like member is The light receiving elements that receive the transmitted light are respectively configured as second light receiving means.

第7の発明は、第6の発明において、第1板状部材が格子状に配列される枚数は、第2板状部材が配列される枚数より多い。   In a seventh aspect based on the sixth aspect, the number of the first plate-like members arranged in a grid is larger than the number of the second plate-like members arranged.

第8の発明は、第5の発明において、感光手段は、第1板状部材を透過する光を受光する第1カメラを第1受光手段とし、第2板状部材を透過する光を受光する第2カメラを第2受光手段としてそれぞれに構成し、分光透過手段は、第1カメラに取り付けられた第1板状部材を第1濾光手段とし、第2カメラに取り付けられた第2板状部材を前記第2濾光手段として、それぞれ構成する。   In an eighth aspect based on the fifth aspect, the photosensitive means uses the first camera that receives light transmitted through the first plate member as the first light receiving means, and receives light transmitted through the second plate member. The second camera is configured as each of the second light receiving means, and the spectral transmission means uses the first plate-like member attached to the first camera as the first filtering means, and the second plate-like attached to the second camera. Each member is configured as the second filtering means.

第9の発明は、第1の発明において、発光手段は車両のヘッドランプ近傍に搭載され、第1光波照射手段は車両の周囲へ向けて第1光波を発光し、第2光波照射手段は車両の周囲へ向けて第2光波を発光し、感光手段は車両のフロントグリルに搭載され、距離算出手段は、車両周囲に存在する物体までの距離を算出する。   In a ninth aspect based on the first aspect, the light emitting means is mounted in the vicinity of the headlamp of the vehicle, the first light wave irradiation means emits the first light wave toward the periphery of the vehicle, and the second light wave irradiation means is the vehicle. The second light wave is emitted toward the periphery of the vehicle, the photosensitive means is mounted on the front grille of the vehicle, and the distance calculating means calculates the distance to an object existing around the vehicle.

第10の発明は、第1の発明において、第1点滅周期は、第2点滅周期より長く設定され、発光手段は、第1点滅周期より短く、且つ、第2点滅周期より長い第3の点滅周期で点滅して第3波長帯の第3光波を他の物体に向けて発光する第3光波照射手段をさらに含み、分光透過手段は、第3波長帯の光のみを透過させる第3濾光手段をさらに含み、感光手段は、物体で反射して第3濾光手段を透過した第3透過光を受光し当該第3透過光の受光量に応じた第3受光信号を出力する第3受光手段をさらに含み、距離算出手段は、第1受光信号、第2受光信号、および第3受光信号に基づいて物体までの距離を算出することを特徴とする。   In a tenth aspect based on the first aspect, the first blinking cycle is set longer than the second blinking cycle, and the light emitting means is a third blinking shorter than the first blinking cycle and longer than the second blinking cycle. The third filtered light further includes third light wave irradiating means that blinks periodically and emits the third light wave of the third wavelength band toward another object, and the spectral transmission means transmits only the light of the third wavelength band. And a photosensitive unit that receives the third transmitted light reflected by the object and transmitted through the third filtering unit, and outputs a third received light signal corresponding to the amount of received light of the third transmitted light. And a distance calculating unit that calculates a distance to the object based on the first light receiving signal, the second light receiving signal, and the third light receiving signal.

第11の発明は、予め定められた第1発生周期で断続的に第1周波数帯の第1音波を他の物体に向けて放射させる第1音波放射手段と、第1周波数帯と異なる第2周波数帯の第2音波を、第1発生周期と異なる第2発生周期で断続的に放射させる第2音波放射手段とを、少なくとも含む音波発生手段と、第1音波および第2音波が物体で反射した反響音から、第1周波数帯の反響音のみを受信して、当該受信量に応じた第1受信信号を出力する第1受信手段と、反響音から、第2周波数帯の反響音のみを受信し、当該受信量に応じた第2受信信号を出力する第2受信手段とを、少なくとも含む受音手段と、物体までの距離を、第1受信信号に基づいて算出する第1距離算出手段と、物体までの距離を第2受信信号に基づいて算出する第2距離算出手段とを、少なくとも含む距離算出手段とを備える、距離測定装置である。   In an eleventh aspect of the invention, there is provided a first sound wave radiating means for intermittently radiating a first sound wave in the first frequency band toward another object at a predetermined first generation period, and a second different from the first frequency band. A sound wave generating means including at least a second sound wave emitting means for intermittently emitting a second sound wave in a frequency band at a second generation period different from the first generation period, and the first sound wave and the second sound wave are reflected by the object The first receiving means for receiving only the reverberation sound in the first frequency band from the reverberation sound and outputting the first reception signal corresponding to the received amount, and only the reverberation sound in the second frequency band from the reverberation sound Sound receiving means including at least a second receiving means for receiving and outputting a second received signal corresponding to the received amount, and a first distance calculating means for calculating a distance to the object based on the first received signal And a second distance for calculating the distance to the object based on the second received signal And detecting means, and a distance calculating means comprising at least a distance measuring device.

第1の発明によれば、例えば、距離測定装置に相対的に近い物体までの距離を、相対的に短い波長の光波に基づいて算出し、同時に、距離測定装置から相対的に遠い物体までの距離を、相対的に長い波長の光波に基づいて算出することができる。したがって、相対的に遠方の対象物を検知し、且つ、同時に近傍の対象物を高分解能で検出可能である。   According to the first invention, for example, the distance to the object relatively close to the distance measuring device is calculated based on the light wave having a relatively short wavelength, and at the same time, the distance from the distance measuring device to the relatively distant object is calculated. The distance can be calculated based on a relatively long wavelength light wave. Therefore, it is possible to detect relatively distant objects and simultaneously detect nearby objects with high resolution.

第2の発明によれば、相対的に遠方の物体まで到達し伝搬経路が長くなった反射光の感度を向上させることができる。伝搬経路が長い反射光は減衰し易いため、当該反射光を受光して得られる出力信号の強度が低下し易いが、当該反射光の感度が向上することにより、減衰した反射光であっても大きな出力信号強度を得ることができる。当該出力信号強度が微弱である場合、例えば、当該信号がノイズとして排除されてしまい正確な距離を測定できない場合があるが、第2の発明に係る距離測定装置では、上記の通り大きな信号強度を得られるため、距離を正確に測定することができる。   According to the second invention, it is possible to improve the sensitivity of reflected light that reaches a relatively far object and has a long propagation path. Since reflected light with a long propagation path is easily attenuated, the intensity of an output signal obtained by receiving the reflected light is likely to decrease. However, even if the reflected light is attenuated by improving the sensitivity of the reflected light, A large output signal intensity can be obtained. When the output signal strength is weak, for example, the signal may be excluded as noise and an accurate distance may not be measured. However, the distance measuring device according to the second invention has a large signal strength as described above. As a result, the distance can be measured accurately.

第3の発明によれば、部品点数を変更するだけで容易に、また、製造コストを抑えて当該感度を変更することができる。   According to the third aspect of the invention, the sensitivity can be changed easily only by changing the number of parts and at a reduced manufacturing cost.

第4の発明によれば、部品を組み替えることなく、容易に受信素子の感度を変更することができる。   According to the fourth invention, it is possible to easily change the sensitivity of the receiving element without rearranging the components.

第5の発明によれば、容易に特定波長の反射光のみを分光することができる。   According to the fifth aspect, only the reflected light having a specific wavelength can be easily dispersed.

第6の発明によれば、例えば、筐体を車両に取り付ける際等に、取り付け作業が容易である。   According to the sixth aspect of the invention, for example, when attaching the housing to the vehicle, the attachment work is easy.

第7の発明によれば、格子状に配列される第1板状部材および第2板状部材の枚数の比率を変更することにより、容易に対応する波長帯の光について感度を変更することができる。   According to the seventh invention, the sensitivity of the light in the corresponding wavelength band can be easily changed by changing the ratio of the number of the first plate member and the second plate member arranged in a lattice shape. it can.

第8の発明によれば、第1の筐体と第2の筐体を別々の位置に取り付けることができるので、例えば、各筐体を車両に取り付ける場合等に、取り付けスペースのレイアウトの自由度が増す。   According to the eighth aspect, since the first housing and the second housing can be attached to different positions, for example, when each housing is attached to the vehicle, the degree of freedom in the layout of the attachment space Increase.

第9の発明によれば、車両周囲に接近する遠方の物体の位置を検知可能であり、且つ、同時に車両近傍の対象物を高分解能で検出することができる。   According to the ninth aspect, the position of a distant object approaching the periphery of the vehicle can be detected, and at the same time, an object near the vehicle can be detected with high resolution.

第10の発明によれば、例えば、距離測定装置に相対的に遠距離に存在する物体までの距離を第1波長の光波に基づいて算出し、同時に、距離測定装置に相対的に中距離に存在する物体までの距離を第3波長の光波に基づいて算出し、さらに同時に、距離測定装置に相対的に近距離に存在する物体までの距離を第2波長の光波に基づいて算出することができる。したがって、検出距離に応じた分解能で物体を検出することができる。   According to the tenth aspect of the invention, for example, the distance to the object existing at a long distance relative to the distance measuring device is calculated based on the light wave of the first wavelength, and at the same time, the distance measuring device is set to the medium distance relatively. Calculating the distance to the existing object based on the light wave of the third wavelength, and simultaneously calculating the distance to the object existing relatively close to the distance measuring device based on the light wave of the second wavelength. it can. Therefore, an object can be detected with a resolution corresponding to the detection distance.

第11の発明によれば、音波を用いて第1の発明と同様の効果を得ることができる。また、レーザー光を用いた場合などに比べると、低コストで、且つ広視野角の距離測定装置を実現可能である。   According to the eleventh aspect, the same effect as in the first aspect can be obtained using sound waves. Further, it is possible to realize a distance measuring device with a wide viewing angle at low cost as compared with the case where laser light is used.

(第1の実施形態)
以下、図1から図9を参照して、本発明の第1の実施形態に係る距離測定装置1について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the distance measuring device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.

まず、図1を参照して距離測定装置1の機能構成について説明する。図1は距離測定装置1の機能構成を示すブロック図である。図1に示すように、距離測定装置1は、パルス信号発生部11、発光機12、受光機13、フィルタ部材14、および距離演算部15を備える。発光機12は、異なる波長帯の光波を発光する第1発光素子121、および第2発光素子122を備える。以下、第1発光素子121、および第2発光素子122を総称して発光素子と呼称する。受光機13は、第1受光素子131、第2受光素子132、第3受光素子133、および第4受光素子134を各々複数個備える。以下、第1受光素子131、第2受光素子132、第3受光素子133、および第4受光素子134を総称して受光素子と呼称する。なお、当該距離測定装置1を構成する上記の機器は、距離測定装置1が電源を供給されている間、動作するものとする。   First, the functional configuration of the distance measuring device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the distance measuring apparatus 1. As shown in FIG. 1, the distance measuring device 1 includes a pulse signal generator 11, a light emitter 12, a light receiver 13, a filter member 14, and a distance calculator 15. The light emitter 12 includes a first light emitting element 121 and a second light emitting element 122 that emit light waves having different wavelength bands. Hereinafter, the first light emitting element 121 and the second light emitting element 122 are collectively referred to as a light emitting element. The light receiver 13 includes a plurality of first light receiving elements 131, second light receiving elements 132, third light receiving elements 133, and fourth light receiving elements 134. Hereinafter, the first light receiving element 131, the second light receiving element 132, the third light receiving element 133, and the fourth light receiving element 134 are collectively referred to as a light receiving element. In addition, said apparatus which comprises the said distance measurement apparatus 1 shall operate | move while the distance measurement apparatus 1 is supplied with a power supply.

パルス信号発生部11は、複数の異なる周期および異なる位相のパルス信号を出力するパルス信号発生装置である。パルス信号発生部11は、典型的には、複数の信号出力端子を備えるマイクロコンピュータである。   The pulse signal generator 11 is a pulse signal generator that outputs a plurality of pulse signals having different periods and phases. The pulse signal generator 11 is typically a microcomputer having a plurality of signal output terminals.

パルス信号発生部11は、発光機12が備える各発光素子および受光機13が備える各受光素子に電気的に接続され、各発光素子および各受光素子に対し、周期および位相の異なるパルス信号をそれぞれ出力する。パルス信号発生部11が第1発光素子121に対し出力する信号を、第1発光素子発光信号と呼称する。また、パルス信号発生部11が、第2発光素子122に対し出力する信号を、第2発光素子発光信号と呼称する。また、パルス信号発生部11が、第1受光素子に対し出力する信号を、第1受光素子シャッター開放信号と呼称する。また、パルス信号発生部11が、第2受光素子に対し出力する信号を、第2受光素子シャッター開放信号と呼称する。また、パルス信号発生部11が、第3受光素子に対し出力する信号を、第3受光素子シャッター開放信号と呼称する。また、パルス信号発生部11が、第4受光素子に対し出力する信号を、第4受光素子シャッター開放信号と呼称する。   The pulse signal generation unit 11 is electrically connected to each light emitting element included in the light emitter 12 and each light receiving element included in the light receiver 13, and outputs pulse signals having different periods and phases to each light emitting element and each light receiving element. Output. A signal output from the pulse signal generator 11 to the first light emitting element 121 is referred to as a first light emitting element light emission signal. A signal output from the pulse signal generator 11 to the second light emitting element 122 is referred to as a second light emitting element light emission signal. A signal output from the pulse signal generator 11 to the first light receiving element is referred to as a first light receiving element shutter opening signal. A signal output from the pulse signal generator 11 to the second light receiving element is referred to as a second light receiving element shutter opening signal. A signal output from the pulse signal generator 11 to the third light receiving element is referred to as a third light receiving element shutter release signal. A signal output from the pulse signal generator 11 to the fourth light receiving element is referred to as a fourth light receiving element shutter opening signal.

なお、本実施形態ではパルス信号発生部11がマイクロコンピュータにより構成される例について説明するが、パルス信号発生部11は、周期および位相の異なる複数のパルス信号を出力可能であれば他のハードウェアにより構成しても構わない。例えば、パルス信号発生部11は、所定のパルス信号を出力するクロック装置、および当該クロック装置から出力されるパルス信号を分岐して各々に変調する変調回路によって構成されても構わない。   In the present embodiment, an example in which the pulse signal generation unit 11 is configured by a microcomputer will be described. However, the pulse signal generation unit 11 may have other hardware as long as it can output a plurality of pulse signals having different periods and phases. You may comprise by. For example, the pulse signal generator 11 may be configured by a clock device that outputs a predetermined pulse signal, and a modulation circuit that divides and modulates the pulse signal output from the clock device.

発光機12は、各々異なる波長帯の2つの光波を放射させる発光装置である。上記の通り、発光機12は、第1発光素子121および第2発光素子122を備える。第1発光素子121および第2発光素子122は、典型的には、レーザーダイオードやLED(Light Emitting Diode)などの発光素子である。第1発光素子121は波長帯λ1の光波信号L1を外部に放射し、第2発光素子122は波長帯λ2の光波信号L2を外部に放射する。なお、第1発光素子121は、パルス信号発生部11から出力される第1発光素子発光信号に応じたタイミングで光波信号L1を放射する。また、第2発光素子122は、パルス信号発生部11から出力される第2発光素子発光信号に応じたタイミングで光波信号L2を放射する。   The light emitter 12 is a light emitting device that emits two light waves of different wavelength bands. As described above, the light emitter 12 includes the first light emitting element 121 and the second light emitting element 122. The first light emitting element 121 and the second light emitting element 122 are typically light emitting elements such as laser diodes and LEDs (Light Emitting Diodes). The first light emitting element 121 radiates the light wave signal L1 in the wavelength band λ1 to the outside, and the second light emitting element 122 radiates the light wave signal L2 in the wavelength band λ2 to the outside. The first light emitting element 121 emits the light wave signal L1 at a timing according to the first light emitting element light emission signal output from the pulse signal generation unit 11. Further, the second light emitting element 122 emits the light wave signal L2 at a timing according to the second light emitting element light emission signal output from the pulse signal generation unit 11.

受光機13は、発光機12から発せられ、物体に反射された光波信号を受光する受光装置である。上記の通り、受光機13は、第1受光素子131、第2受光素子132、第3受光素子133、および第4受光素子134を備える。各受光素子は、典型的には電子シャッター機能を備えたフォトダイオードなどの素子である。各受光素子は、各々、受光面を同一方向へ向けて格子状に、単一の筐体135に配列され受光機13の受信面Fを構成するよう配置される(図2参照)。なお、上記各受光素子としてデジタルカメラの撮像素子を画素単位で用いれば、デジタルカメラ1台で受光機13を構成することが可能である。   The light receiver 13 is a light receiving device that receives a light wave signal emitted from the light emitter 12 and reflected by an object. As described above, the light receiver 13 includes the first light receiving element 131, the second light receiving element 132, the third light receiving element 133, and the fourth light receiving element 134. Each light receiving element is typically an element such as a photodiode having an electronic shutter function. Each light receiving element is arranged in a single casing 135 in a lattice shape with the light receiving surfaces facing in the same direction so as to constitute the receiving surface F of the light receiver 13 (see FIG. 2). In addition, if the image sensor of a digital camera is used for each pixel as the light receiving element, the light receiver 13 can be configured with one digital camera.

各受光素子は、電子シャッターが開放状態である間、受光した光量に応じて電荷をそれぞれ蓄積する。そして、各受光素子は、当該電子シャッターが開放状態から閉止状態に変化すると蓄積した電荷量に応じた信号を距離演算部15へそれぞれ出力し、電子シャッターが閉止状態である間、電荷を蓄積しない。各受光素子は、各々パルス信号発生部11と電気的に接続され、パルス信号発生部11から入力される信号に応じて、各々異なるタイミングで電子シャッターの開閉状態を切り替える。具体的には、第1受光素子131は、第1受光素子シャッター開放信号に応じて電子シャッターの開閉状態を切り替える。また、第2受光素子132は、第2受光素子シャッター開放信号に応じて電子シャッターの開閉状態を切り替える。また、第3受光素子133は、第3受光素子シャッター開放信号に応じて電子シャッターの開閉状態を切り替える。また、第4受光素子134は、第4受光素子シャッター開放信号に応じて電子シャッターの開閉状態を切り替える。   Each light receiving element accumulates electric charge according to the amount of received light while the electronic shutter is open. Each light receiving element outputs a signal corresponding to the accumulated charge amount to the distance calculation unit 15 when the electronic shutter changes from the open state to the closed state, and does not accumulate charges while the electronic shutter is in the closed state. . Each light receiving element is electrically connected to the pulse signal generator 11 and switches the open / close state of the electronic shutter at different timings according to a signal input from the pulse signal generator 11. Specifically, the first light receiving element 131 switches the open / close state of the electronic shutter in accordance with the first light receiving element shutter opening signal. The second light receiving element 132 switches the open / close state of the electronic shutter according to the second light receiving element shutter opening signal. The third light receiving element 133 switches the open / close state of the electronic shutter according to the third light receiving element shutter opening signal. The fourth light receiving element 134 switches the open / close state of the electronic shutter according to the fourth light receiving element shutter opening signal.

フィルタ部材14は、板状の部材である。以下、図2を参照してフィルタ部材14について説明する。図2は、フィルタ部材14が受光機13に取り付けられる様子を示す図の一例である。フィルタ部材14は、図2に示すように受光機13の受信面Fを覆うように取り付けられる。フィルタ部材14は、受光機13において格子状に配列された各受光素子の受光面に対応して重なるよう格子状の区画に区分されている。そして、当該各区画は、各々波長帯λ1の光波を透過する第1波長板141(図2中斜線部)、または、波長帯λ2の光波を透過する第2波長板142で構成されている。以下、第1波長板141および第2波長板142を総称して波長板と呼称する。なお、図2では、第1波長板141および第2波長板142が交互に格子状に配列される例を示す。上記のような構成により、フィルタ部材14は、上記の区画毎に、波長帯λ1の光波、または波長帯λ2の光波のみを透過する。   The filter member 14 is a plate-like member. Hereinafter, the filter member 14 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an example of a diagram illustrating how the filter member 14 is attached to the light receiver 13. The filter member 14 is attached so as to cover the receiving surface F of the light receiver 13 as shown in FIG. The filter member 14 is divided into grid-like sections so as to overlap with the light-receiving surfaces of the respective light-receiving elements arranged in a grid in the light receiver 13. Each section includes a first wavelength plate 141 (shaded portion in FIG. 2) that transmits a light wave in the wavelength band λ1 or a second wavelength plate 142 that transmits a light wave in the wavelength band λ2. Hereinafter, the first wave plate 141 and the second wave plate 142 are collectively referred to as a wave plate. FIG. 2 shows an example in which the first wave plate 141 and the second wave plate 142 are alternately arranged in a lattice shape. With the above configuration, the filter member 14 transmits only the light wave of the wavelength band λ1 or the light wave of the wavelength band λ2 for each of the sections.

ここで、第1受光素子131および第2受光素子132は、受信面F上において、第1波長板141と重なる領域F1(図2における塗りつぶし部分)に配置される。このような構成により、第1受光素子131および第2受光素子132は、第1波長板141を透過する波長帯λ1の光波のみを受光する。ここで、第1受光素子131および第2受光素子132は同じ受光感度特性を有する素子である。また、領域F1において配置される第1受光素子131および第2受光素子132の個数は同数であるものとする。一方、第3受光素子133および第4受光素子134は、受信面F上において、第2波長板142と重なる領域F2に配置される。このような構成により、第3受光素子133および第4受光素子134は、第2波長板142を透過する波長帯λ2の光波のみを受光する。ここで、第3受光素子133および第4受光素子134は同じ受光感度特性を有する素子である。また、領域F2において配置される第3受光素子133および第4受光素子134の個数は同数であるものとする。   Here, on the receiving surface F, the first light receiving element 131 and the second light receiving element 132 are arranged in a region F1 (filled portion in FIG. 2) overlapping the first wave plate 141. With such a configuration, the first light receiving element 131 and the second light receiving element 132 receive only the light wave of the wavelength band λ1 that passes through the first wave plate 141. Here, the first light receiving element 131 and the second light receiving element 132 are elements having the same light receiving sensitivity characteristic. In addition, it is assumed that the number of the first light receiving elements 131 and the second light receiving elements 132 arranged in the region F1 is the same. On the other hand, the third light receiving element 133 and the fourth light receiving element 134 are disposed on the receiving surface F in a region F <b> 2 that overlaps with the second wavelength plate 142. With such a configuration, the third light receiving element 133 and the fourth light receiving element 134 receive only light waves in the wavelength band λ <b> 2 that pass through the second wave plate 142. Here, the third light receiving element 133 and the fourth light receiving element 134 are elements having the same light receiving sensitivity characteristic. In addition, the number of the third light receiving elements 133 and the fourth light receiving elements 134 arranged in the region F2 is the same.

図1の説明に戻り、距離演算部15は、典型的には、CPUなどの処理装置、メモリなどの記憶装置、およびインターフェース回路を備えたマイクロコンピュータである。距離演算部15は、各感光素子から出力される信号に基づいて検出物までの距離を算出し、測定結果を出力する。   Returning to the description of FIG. 1, the distance calculation unit 15 is typically a microcomputer including a processing device such as a CPU, a storage device such as a memory, and an interface circuit. The distance calculation unit 15 calculates the distance to the detected object based on the signal output from each photosensitive element, and outputs the measurement result.

次に、図3を参照して、パルス信号発生部11から出力される信号に応じて各発光素子および各受光素子が動作する様子について説明する。図3は、発光素子および受光素子それぞれの動作を示すタイミングチャートの一例である。   Next, referring to FIG. 3, how each light emitting element and each light receiving element operate in accordance with a signal output from the pulse signal generator 11 will be described. FIG. 3 is an example of a timing chart showing the operation of each of the light emitting element and the light receiving element.

図3における(A)第1発光素子発光信号は、パルス信号発生部11から出力される第1発光素子発光信号を示す。図3における(A)第1発光素子発光信号に示すように、第1発光素子発光信号は、パルス幅Waのパルスを周期2Waで繰り返す信号である。第1発光素子121は、第1発光素子発光信号のパルスに同期して、当該パルスを受信している間、光波信号L1を放射する。   The (A) first light emitting element light emission signal in FIG. 3 indicates the first light emitting element light emission signal output from the pulse signal generator 11. As shown in (A) First light emitting element light emission signal in FIG. 3, the first light emitting element light emission signal is a signal in which a pulse having a pulse width Wa is repeated with a period of 2 Wa. The first light emitting element 121 emits the light wave signal L1 while receiving the pulse in synchronization with the pulse of the first light emitting element light emission signal.

ここで、光波信号L1を放射された検出物51(図1参照)が当該光波信号L1を反射して、反射光Lr1が受光機13に入射するものとする。図3における(B)波長帯λ1の反射光Lr1は、受光機13へ到達する波長帯λ1の反射光Lr1を示す図である。以下では、図3における(B)波長帯λ1の反射光Lr1に示すように、光波信号L1の放射が開始された時点(すなわち、第1発光素子発光信号のパルスの立ち上がり時点)から遅延時間τa経過した後に、反射光Lr1が受光機13へ到達する例について説明する。なお、遅延時間τaの値は、パルス幅Waより小さいものとする。   Here, it is assumed that the detected object 51 (see FIG. 1) that has radiated the light wave signal L1 reflects the light wave signal L1, and the reflected light Lr1 enters the light receiver 13. In FIG. 3, (B) the reflected light Lr1 in the wavelength band λ1 is a diagram showing the reflected light Lr1 in the wavelength band λ1 reaching the light receiver 13. In the following, as shown in (B) reflected light Lr1 in the wavelength band λ1 in FIG. 3, the delay time τa from the time when the emission of the light wave signal L1 is started (that is, when the pulse of the first light emitting element light emission signal rises). An example in which the reflected light Lr1 reaches the light receiver 13 after elapses will be described. Note that the value of the delay time τa is smaller than the pulse width Wa.

図3における(C)第1受光素子シャッター開放信号に示すように、パルス信号発生部11から出力される第1受光素子シャッター開放信号は、図3における(A)第1発光素子発光信号と同位相のパルス信号である。第1受光素子131は、第1受光素子シャッター開放信号のパルスに同期し、当該パルスを受信している間、電子シャッターを開放状態にして受光量に応じた電荷を蓄積する。一方、第1受光素子131は、当該パルスの受信が途絶すると、電子シャッターを閉止状態にし、直前の電子シャッター開放状態において蓄積した電荷量E1を示す信号を出力する。第1受光素子131は、蓄積した電荷量E1を示す信号を出力すると、蓄積された電荷を全て放出する。そして、第1受光素子131は、電子シャッターが閉止している間、電荷を蓄積しない。   As shown in (C) first light receiving element shutter opening signal in FIG. 3, the first light receiving element shutter opening signal output from the pulse signal generator 11 is the same as (A) first light emitting element light emitting signal in FIG. It is a pulse signal of phase. The first light receiving element 131 is synchronized with the pulse of the first light receiving element shutter opening signal, and accumulates charges corresponding to the amount of received light by opening the electronic shutter while receiving the pulse. On the other hand, when the reception of the pulse is interrupted, the first light receiving element 131 closes the electronic shutter and outputs a signal indicating the amount of charge E1 accumulated in the immediately preceding electronic shutter opened state. When the first light receiving element 131 outputs a signal indicating the accumulated charge amount E1, it discharges all accumulated charges. The first light receiving element 131 does not accumulate charges while the electronic shutter is closed.

図3における(D)第1受光素子の電荷量E1は、第1受光素子131に蓄積される電荷量E1の増減を示す。上記の通り、第1受光素子131は、受光面に波長帯λ1の光波のみを透過する第1波長板141が重ねて配置されているため、反射光Lr1のみを受光する。したがって、図3における(B)波長帯λ1の反射光Lr1、図3における(C)第1受光素子シャッター開放信号、および図3における(D)第1受光素子の電荷量E1に示すように、第1受光素子131に蓄積される電荷量E1は、第1受光素子131に反射光Lr1が到達し、且つ、第1受光素子131の電子シャッターが開放状態である間、増加する。なお、図3における(D)第1受光素子の電荷量E1では、第1受光素子131に蓄積される電荷量E1は、Wa−τaで表される時間に比例して増加する。   In FIG. 3, (D) the charge amount E1 of the first light receiving element indicates an increase or decrease in the charge amount E1 accumulated in the first light receiving element 131. As described above, the first light receiving element 131 receives only the reflected light Lr1 because the first wavelength plate 141 that transmits only the light wave of the wavelength band λ1 is disposed on the light receiving surface. Therefore, as shown in (B) reflected light Lr1 in the wavelength band λ1 in FIG. 3, (C) first light receiving element shutter opening signal in FIG. 3, and (D) charge amount E1 of the first light receiving element in FIG. The amount of charge E1 accumulated in the first light receiving element 131 increases while the reflected light Lr1 reaches the first light receiving element 131 and the electronic shutter of the first light receiving element 131 is in the open state. Note that, in (D) the charge amount E1 of the first light receiving element in FIG. 3, the charge amount E1 accumulated in the first light receiving element 131 increases in proportion to the time represented by Wa−τa.

図3における(E)第2受光素子シャッター開放信号に示すように、パルス信号発生部11から出力される第2受光素子シャッター開放信号は、図3における(C)第1受光素子シャッター開放信号と逆位相のパルス信号である。第2受光素子132は、第1受光素子131の第1受光素子シャッター開放信号に応じた動作と同様にして、第2受光素子シャッター開放信号に応じて動作する。したがって、第1受光素子131の電子シャッターが開放状態である間、第2受光素子132の電子シャッターは閉止状態になり、第1受光素子131の電子シャッターが閉止状態である間、第2受光素子132の電子シャッターは開放状態になる。   As shown in (E) the second light receiving element shutter opening signal in FIG. 3, the second light receiving element shutter opening signal output from the pulse signal generator 11 is the same as (C) the first light receiving element shutter opening signal in FIG. This is a pulse signal with an antiphase. The second light receiving element 132 operates in response to the second light receiving element shutter opening signal in the same manner as the operation in response to the first light receiving element shutter opening signal of the first light receiving element 131. Therefore, while the electronic shutter of the first light receiving element 131 is in the open state, the electronic shutter of the second light receiving element 132 is in the closed state, and while the electronic shutter of the first light receiving element 131 is in the closed state, the second light receiving element. The electronic shutter 132 is opened.

図3における(F)第2受光素子の電荷量E2は、第2受光素子132に蓄積される電荷量E2の増減を示す。上記の通り、第2受光素子132は、受光面に波長帯λ1の光波のみを透過する第1波長板141が重ねて配置されているため、反射光Lr1のみを受光する。したがって、図3における(B)波長帯λ1の反射光Lr1、図3における(E)第2受光素子シャッター開放信号、および図3における(F)第2受光素子の電荷量E2に示すように、第2受光素子132に蓄積される電荷量E2は、第2受光素子132に反射光Lr1が到達し、且つ、第2受光素子132の電子シャッターが開放状態である間、増加する。なお、図3における(F)第2受光素子の電荷量E2では、第2受光素子132に蓄積される電荷量E2は、τaで表される時間に比例して増加する。   In FIG. 3, (F) the charge amount E2 of the second light receiving element indicates an increase or decrease in the charge amount E2 accumulated in the second light receiving element 132. As described above, the second light receiving element 132 receives only the reflected light Lr1 because the first wave plate 141 that transmits only the light wave of the wavelength band λ1 is disposed on the light receiving surface. Therefore, as shown in (B) reflected light Lr1 in wavelength band λ1 in FIG. 3, (E) second light receiving element shutter opening signal in FIG. 3, and (F) charge amount E2 of the second light receiving element in FIG. The amount of charge E2 accumulated in the second light receiving element 132 increases while the reflected light Lr1 reaches the second light receiving element 132 and the electronic shutter of the second light receiving element 132 is open. Note that, in (F) the charge amount E2 of the second light receiving element in FIG. 3, the charge amount E2 accumulated in the second light receiving element 132 increases in proportion to the time represented by τa.

上記の通り、第1受光素子131は、電子シャッターを開放している間、Wa−τaで表される時間だけ反射光Lr1を受光して蓄電する。また、第2受光素子132は、電子シャッターを開放している間、遅延時間τaの間だけ反射光Lr1を受光して蓄電する。したがって、第1受光素子131が蓄電する電荷量E1、および第2受光素子132が蓄電する電荷量E2は、各々、何れも遅延時間τaに応じた値となる。   As described above, the first light receiving element 131 receives and stores the reflected light Lr1 for the time represented by Wa−τa while the electronic shutter is opened. The second light receiving element 132 receives and stores the reflected light Lr1 only during the delay time τa while the electronic shutter is opened. Accordingly, the charge amount E1 stored in the first light receiving element 131 and the charge amount E2 stored in the second light receiving element 132 are both values corresponding to the delay time τa.

図3における(G)第2発光素子発光信号に示すように、パルス信号発生部11から出力される第2発光素子発光信号は、パルス幅Wbのパルスを周期2Wbで繰り返す信号である。パルス幅Wbの値は、パルス幅Waに比べ大きな値である。第2発光素子122は、第2発光素子発光信号のパルスに同期して、当該パルスを受信している間、光波信号L2を放射する。ここで、光波信号L2を放射された検出物52(図1参照)から、当該光波信号L2の反射光である反射光Lr2が生ずるものとする。なお、検出物52は、受光機13を基準として検出物51より遠方に位置するものとする。以下では、図3における(H)波長λ2の反射波Lr2に示すように、光波信号L1が放射された時点から時間が遅延時間τb経過した後に、反射光Lr2が受光機13へ到達する例について説明する。なお、遅延時間τbの値はパルス幅Wbより小さいものとする。   As shown in (G) second light emitting element light emission signal in FIG. 3, the second light emitting element light emission signal output from the pulse signal generator 11 is a signal that repeats a pulse having a pulse width Wb with a period of 2 Wb. The value of the pulse width Wb is larger than the pulse width Wa. The second light emitting element 122 radiates the light wave signal L2 while receiving the pulse in synchronization with the pulse of the second light emitting element light emission signal. Here, it is assumed that reflected light Lr2, which is reflected light of the light wave signal L2, is generated from the detection object 52 (see FIG. 1) that has emitted the light wave signal L2. It is assumed that the detected object 52 is located farther than the detected object 51 with respect to the light receiver 13. In the following, as shown in (H) reflected wave Lr2 of wavelength λ2 in FIG. 3, the reflected light Lr2 reaches the light receiver 13 after a delay time τb has elapsed from the time when the lightwave signal L1 was emitted. explain. Note that the value of the delay time τb is smaller than the pulse width Wb.

図3における(I)第1受光素子シャッター開放信号に示すように、パルス信号発生部11から出力される第1受光素子シャッター開放信号は、図3における(G)第2発光素子発光信号と同位相のパルス信号である。第3受光素子133は、上記第1受光素子131の第1受光素子シャッター開放信号に応じた動作と同様にして、第3受光素子シャッター開放信号に応じて動作する。   As shown in (I) first light-receiving element shutter opening signal in FIG. 3, the first light-receiving element shutter opening signal output from the pulse signal generator 11 is the same as the (G) second light-emitting element light emission signal in FIG. It is a pulse signal of phase. The third light receiving element 133 operates in response to the third light receiving element shutter open signal in the same manner as the operation of the first light receiving element 131 in response to the first light receiving element shutter open signal.

図3における(J)第3受光素子の電荷量E3は、第3受光素子133に蓄積される電荷量E3の増減を示す。上記の通り、第3受光素子133は、受光面に波長帯λ2の光波のみを透過する第2波長板142が重ねて配置されているため、反射光Lr2のみを受光する。したがって、図3における(H)波長λ2の反射波Lr2、図3における(I)第1受光素子シャッター開放信号、および図3における(J)第3受光素子の電荷量E3に示すように、第3受光素子133に蓄積される電荷量E3は、第3受光素子133に反射光Lr2が到達し、且つ、第3受光素子133の電子シャッターが開放状態である間、増加する。なお、図3における(J)第3受光素子の電荷量E3においては、第3受光素子133に蓄積される電荷量E3は、Wb−τbで表される時間に比例して増加する。   In FIG. 3, (J) the charge amount E3 of the third light receiving element indicates an increase or decrease in the charge amount E3 accumulated in the third light receiving element 133. As described above, the third light receiving element 133 receives only the reflected light Lr2 because the second wavelength plate 142 that transmits only the light wave of the wavelength band λ2 is disposed on the light receiving surface. Therefore, as shown in (H) reflected wave Lr2 of wavelength λ2 in FIG. 3, (I) first light receiving element shutter opening signal in FIG. 3, and (J) charge amount E3 of the third light receiving element in FIG. The amount of charge E3 accumulated in the third light receiving element 133 increases while the reflected light Lr2 reaches the third light receiving element 133 and the electronic shutter of the third light receiving element 133 is in the open state. Note that in FIG. 3 (J) the charge amount E3 of the third light receiving element, the charge amount E3 accumulated in the third light receiving element 133 increases in proportion to the time represented by Wb−τb.

図3における(K)第4受光素子シャッター開放信号に示すように、パルス信号発生部11から出力される第4受光素子シャッター開放信号は、図3における(I)第3受光素子シャッター開放信号と逆位相のパルス信号である。第4受光素子134は、上記第1受光素子131が第1受光素子シャッター開放信号に応じて動作するものと同様にして、第4受光素子シャッター開放信号に応じて動作する。上記より、第3受光素子133の電子シャッターが開放状態である間、第4受光素子134の電子シャッターは閉止状態になり、第3受光素子133の電子シャッターが閉止状態である間、第4受光素子134の電子シャッターは開放状態になる。   As shown in (K) the fourth light receiving element shutter opening signal in FIG. 3, the fourth light receiving element shutter opening signal output from the pulse signal generator 11 is the same as (I) the third light receiving element shutter opening signal in FIG. This is a pulse signal with an antiphase. The fourth light receiving element 134 operates in response to the fourth light receiving element shutter opening signal in the same manner as the first light receiving element 131 operates in response to the first light receiving element shutter opening signal. From the above, while the electronic shutter of the third light receiving element 133 is in the open state, the electronic shutter of the fourth light receiving element 134 is in the closed state, while the electronic shutter of the third light receiving element 133 is in the closed state. The electronic shutter of the element 134 is opened.

図3における(L)第4受光素子の電荷量E4は、第4受光素子134に蓄積される電荷量E4の増減を示す。上記の通り、第4受光素子134は、受光面に波長帯λ2の光波のみを透過する第2波長板142が重ねて配置されているため、反射光Lr2のみを受光する。したがって、図3における(H)波長λ2の反射波Lr2、図3における(K)第4受光素子シャッター開放信号、および図3における(L)第4受光素子の電荷量E4に示すように、第4受光素子134に蓄積される電荷量E4は、第4受光素子134に反射光Lr2が到達し、且つ、第4受光素子134の電子シャッターが開放状態である間、増加する。なお、図3における(L)第4受光素子の電荷量E4においては、第4受光素子134に蓄積される電荷量E4は、τbで表される時間に比例して増加する。   In FIG. 3, (L) the charge amount E4 of the fourth light receiving element indicates an increase or decrease in the charge amount E4 accumulated in the fourth light receiving element 134. As described above, the fourth light receiving element 134 receives only the reflected light Lr2 because the second wavelength plate 142 that transmits only the light wave in the wavelength band λ2 is disposed on the light receiving surface. Therefore, as shown in (H) reflected wave Lr2 of wavelength λ2 in FIG. 3, (K) fourth light receiving element shutter release signal in FIG. 3, and (L) charge amount E4 of the fourth light receiving element in FIG. The amount of charge E4 accumulated in the fourth light receiving element 134 increases while the reflected light Lr2 reaches the fourth light receiving element 134 and the electronic shutter of the fourth light receiving element 134 is in the open state. Note that, in (L) the charge amount E4 of the fourth light receiving element in FIG. 3, the charge amount E4 accumulated in the fourth light receiving element 134 increases in proportion to the time represented by τb.

上記の通り、第3受光素子133は、電子シャッターを開放している間、Wb−τbで表される時間だけ反射光Lr2を受光して蓄電する。また、第4受光素子134は、電子シャッターを開放している間、τbで表される時間だけ反射光Lr2を受光して蓄電する。したがって、第3受光素子133が蓄電する電荷量E3、および第4受光素子134が蓄電する電荷量E4は、各々、遅延時間τbに応じた値となる。   As described above, the third light receiving element 133 receives and stores the reflected light Lr2 for the time represented by Wb−τb while the electronic shutter is opened. The fourth light receiving element 134 receives and stores the reflected light Lr2 for the time represented by τb while the electronic shutter is opened. Therefore, the charge amount E3 stored in the third light receiving element 133 and the charge amount E4 stored in the fourth light receiving element 134 are values corresponding to the delay time τb.

上記に示した各受光素子の動作により出力される電荷量E1、電荷量E2、電荷量E3、および電荷量E4に基づいて、距離演算部15は、検出物までの距離を算出する。具体的には、距離演算部15は、第1受光素子131から出力される電荷量E1、および第2受光素子132から出力される電荷量E2に基づいて検出物51までの距離Raを算出する。また、距離演算部15は、第3受光素子133から出力される電荷量E3、および第4受光素子134から出力される電荷量E4に基づいて検出物52までの距離Rbを算出する。以下、図4を参照して、距離演算部15が距離Raおよび距離Rbを算出する処理について説明する。図4は、距離演算部15が実行する処理を示すフローチャートの一例である。距離演算部15は、電源を供給された場合に図4に示すフローチャートの処理を開始する。   Based on the charge amount E1, the charge amount E2, the charge amount E3, and the charge amount E4 output by the operation of each light receiving element described above, the distance calculation unit 15 calculates the distance to the detected object. Specifically, the distance calculation unit 15 calculates the distance Ra to the detected object 51 based on the charge amount E1 output from the first light receiving element 131 and the charge amount E2 output from the second light receiving element 132. . The distance calculation unit 15 calculates the distance Rb to the detected object 52 based on the charge amount E3 output from the third light receiving element 133 and the charge amount E4 output from the fourth light receiving element 134. Hereinafter, with reference to FIG. 4, a process in which the distance calculation unit 15 calculates the distance Ra and the distance Rb will be described. FIG. 4 is an example of a flowchart illustrating processing executed by the distance calculation unit 15. The distance calculation unit 15 starts the process of the flowchart shown in FIG. 4 when power is supplied.

ステップS1において、距離演算部15は、距離算出処理Aのサブルーチン処理を実行する。距離算出処理Aは、第1受光素子131から出力される電荷量E1、および第2受光素子132から出力される電荷量E2に基づいて検出物51までの距離Raを算出する処理である。以下、図5を参照して、距離算出処理Aについて説明する。図5は、距離算出処理Aの詳細を示すフローチャートの一例である。   In step S1, the distance calculation unit 15 executes a subroutine process of the distance calculation process A. The distance calculation process A is a process of calculating the distance Ra to the detected object 51 based on the charge amount E1 output from the first light receiving element 131 and the charge amount E2 output from the second light receiving element 132. Hereinafter, the distance calculation process A will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an example of a flowchart showing details of the distance calculation processing A.

ステップS10において、距離演算部15は、電荷量E1を示す信号を受信したか否かを判定する。具体的には、第1受光素子から出力される電荷量E1を示す信号を受信したか否かを判定する。距離演算部15は、電荷量E1を示す信号を受信したと判定した場合、処理をステップS11へ進める。一方、距離演算部15は、電荷量E1を示す信号を受信していないと判定した場合、処理をステップS12へ進める。   In step S10, the distance calculation unit 15 determines whether or not a signal indicating the charge amount E1 has been received. Specifically, it is determined whether or not a signal indicating the charge amount E1 output from the first light receiving element has been received. If the distance calculation unit 15 determines that a signal indicating the charge amount E1 has been received, the process proceeds to step S11. On the other hand, if the distance calculation unit 15 determines that the signal indicating the charge amount E1 has not been received, the process proceeds to step S12.

ステップS11において、距離演算部15は、電荷量E1の値を記憶する。具体的には、距離演算部15は、第1受光素子131から出力される電荷量E1を示す信号に基づいて、記憶装置に記憶する。既に記憶装置に前回記憶された電荷量E1の値が記憶されている場合、距離演算部15は、記憶装置に記憶する電荷量E1の値を最新の値に上書き更新する。ステップS11の処理を完了すると、距離演算部15は、処理をステップS12へ進める。   In step S11, the distance calculation unit 15 stores the value of the charge amount E1. Specifically, the distance calculation unit 15 stores the signal in the storage device based on a signal indicating the charge amount E1 output from the first light receiving element 131. When the value of the charge amount E1 previously stored in the storage device is already stored, the distance calculation unit 15 overwrites and updates the value of the charge amount E1 stored in the storage device with the latest value. When the process of step S11 is completed, the distance calculation unit 15 advances the process to step S12.

ステップS12において、距離演算部15は、電荷量E2を示す信号を受信したか否かを判定する。具体的には、第1受光素子から出力される電荷量E2を示す信号を受信したか否かを判定する。距離演算部15は、電荷量E2を示す信号を受信したと判定した場合、処理をステップS13へ進める。一方、距離演算部15は、電荷量E2を示す信号を受信していないと判定した場合、距離算出処理Aのサブルーチン処理を終了し、図4に示すステップS2へ処理を進める。   In step S12, the distance calculation unit 15 determines whether or not a signal indicating the charge amount E2 has been received. Specifically, it is determined whether or not a signal indicating the charge amount E2 output from the first light receiving element has been received. If the distance calculation unit 15 determines that a signal indicating the charge amount E2 has been received, the process proceeds to step S13. On the other hand, if it is determined that the signal indicating the charge amount E2 has not been received, the distance calculation unit 15 ends the subroutine processing of the distance calculation processing A, and proceeds to step S2 shown in FIG.

ステップS13において、距離演算部15は、電荷量E2の値を記憶する。具体的には、距離演算部15は、第2受光素子132から出力される電荷量E2を示す信号に基づいて、記憶装置に記憶する。既に記憶装置に前回記憶された電荷量E2の値が記憶されている場合、距離演算部15は、記憶装置に記憶する電荷量E2の値を最新の値に上書き更新する。ステップS13の処理を完了すると、距離演算部15は、処理をステップS14へ進める。   In step S13, the distance calculation unit 15 stores the value of the charge amount E2. Specifically, the distance calculation unit 15 stores the signal in the storage device based on the signal indicating the charge amount E2 output from the second light receiving element 132. When the value of the charge amount E2 previously stored in the storage device is already stored, the distance calculation unit 15 overwrites and updates the value of the charge amount E2 stored in the storage device with the latest value. When the process of step S13 is completed, the distance calculation unit 15 advances the process to step S14.

ステップS14において、距離演算部15は、遅延時間τaを算出する。具体的には、距離演算部15は、予め記憶装置に記憶したパルス幅Wa、電荷量E1、および電荷量E2の値を読み出し、下式(2)に基づいて遅延時間τaを算出する。
τa=Wa×E2/(E1+E2) …(2)
距離演算部15は、算出した遅延時間τaの値を記憶装置に記憶する。上式(2)のように、各々、逆位相のタイミングで蓄積された電荷量E1および電荷量E2に基づいて遅延時間τaを算出することにより、遅延時間τaを正確に算出することができる。距離演算部15は、ステップS14の処理を完了すると、処理をステップS15へ進める。
In step S14, the distance calculation unit 15 calculates the delay time τa. Specifically, the distance calculation unit 15 reads the values of the pulse width Wa, the charge amount E1, and the charge amount E2 stored in advance in the storage device, and calculates the delay time τa based on the following equation (2).
τa = Wa × E2 / (E1 + E2) (2)
The distance calculation unit 15 stores the calculated value of the delay time τa in the storage device. The delay time τa can be accurately calculated by calculating the delay time τa based on the charge amount E1 and the charge amount E2 accumulated at the opposite phase timing as in the above equation (2). When the distance calculation unit 15 completes the process of step S14, the process proceeds to step S15.

ステップS15において、距離演算部15は、検出距離Daを算出する。具体的には、距離演算部15は、上記ステップS14において算出した遅延時間τa、および、予め記憶装置に記憶した光速度cの値を読み出し、下式(3)に基づいて検出距離Daを算出する。
Da=c×τa …(3)
ステップS15の処理を完了すると、距離演算部15は、距離算出処理Aのサブルーチン処理を終了し、図4に示すステップS2へ処理を進める。
In step S15, the distance calculation unit 15 calculates the detection distance Da. Specifically, the distance calculation unit 15 reads the delay time τa calculated in step S14 and the value of the light velocity c stored in advance in the storage device, and calculates the detection distance Da based on the following equation (3). To do.
Da = c × τa (3)
When the process of step S15 is completed, the distance calculation unit 15 ends the subroutine process of the distance calculation process A and advances the process to step S2 shown in FIG.

図4の説明に戻り、ステップS1の距離算出処理Aのサブルーチン処理を終了すると、距離演算部15は、ステップS2において、距離算出処理Bのサブルーチン処理を実行する。距離算出処理Bは、第3受光素子133から出力される電荷量E3、および第4受光素子134から出力される電荷量E4に基づいて検出物52までの距離Rbを算出する処理である。図6は、距離算出処理Bの詳細を示すフローチャートの一例である。図6に示す距離算出処理Bの処理は、上述した図4の距離算出処理Aの処理において、第1受光素子131を第3受光素子133に、電荷量E1を電荷量E3に、第2受光素子132を第4受光素子134に、電荷量E1を電荷量E3に、電荷量E2を電荷量E4に、遅延時間τaを遅延時間τbに、検出距離Daを検出距離Dbに、各々置き換えた同様の処理である。したがって、距離算出処理Bについては詳細な説明を省略する。距離演算部15は、ステップS2において距離算出処理Bのサブルーチン処理を完了すると、処理をステップS3へ進める。   Returning to the description of FIG. 4, when the subroutine process of the distance calculation process A in step S1 is completed, the distance calculation unit 15 executes the subroutine process of the distance calculation process B in step S2. The distance calculation process B is a process of calculating the distance Rb to the detected object 52 based on the charge amount E3 output from the third light receiving element 133 and the charge amount E4 output from the fourth light receiving element 134. FIG. 6 is an example of a flowchart showing details of the distance calculation process B. The distance calculation process B shown in FIG. 6 includes the first light receiving element 131 as the third light receiving element 133, the charge amount E1 as the charge amount E3, and the second light reception as the distance calculation process A shown in FIG. The element 132 is replaced with the fourth light receiving element 134, the charge amount E1 is replaced with the charge amount E3, the charge amount E2 is replaced with the charge amount E4, the delay time τa is replaced with the delay time τb, and the detection distance Da is replaced with the detection distance Db. It is processing of. Therefore, detailed description of the distance calculation process B is omitted. When the distance calculation unit 15 completes the subroutine of the distance calculation process B in step S2, the process proceeds to step S3.

ステップS3において、距離演算部15は、検出距離Rbが閾値Rth以下であるか否かを判定する。閾値Rthは、距離演算部15が予め記憶装置に記憶した検出距離Raの閾値である。距離演算部15は、記憶装置に記憶された検出距離Rbおよび閾値Rthの値を読み出し、各値の大小を比較する。距離演算部15は、検出距離Rbが閾値Rth以下であると判定した場合、処理をステップS4へ進める。一方、距離演算部15は、検出距離Rbが閾値Rthより大きいと判定した場合、処理をステップS5へ進める。   In step S3, the distance calculation unit 15 determines whether or not the detection distance Rb is equal to or less than the threshold value Rth. The threshold value Rth is a threshold value of the detection distance Ra previously stored in the storage device by the distance calculation unit 15. The distance calculation unit 15 reads the values of the detection distance Rb and the threshold value Rth stored in the storage device, and compares the magnitudes of the values. If the distance calculation unit 15 determines that the detection distance Rb is equal to or less than the threshold value Rth, the process proceeds to step S4. On the other hand, if the distance calculation unit 15 determines that the detected distance Rb is greater than the threshold value Rth, the process proceeds to step S5.

ステップS4において、距離演算部15は、検出距離Raを出力する。具体的には距離演算部15は、記憶装置に記憶した検出距離Raの値を、距離測定の結果として採用し、当該検出距離Raの値を測定結果として出力する。距離演算部15は、ステップS4の処理を完了すると、処理をステップS6へ進める。   In step S4, the distance calculation unit 15 outputs the detection distance Ra. Specifically, the distance calculation unit 15 employs the value of the detection distance Ra stored in the storage device as a result of distance measurement, and outputs the value of the detection distance Ra as a measurement result. When completing the process of step S4, the distance calculator 15 advances the process to step S6.

ステップS5において、距離演算部15は、検出距離Rbを出力する。具体的には距離演算部15は、記憶装置に記憶した検出距離Rbの値を、距離測定の結果として採用し、当該検出距離Rbの値を測定結果として出力する。距離演算部15は、ステップS5の処理を完了すると、処理をステップS6へ進める。   In step S5, the distance calculation unit 15 outputs the detection distance Rb. Specifically, the distance calculation unit 15 employs the value of the detection distance Rb stored in the storage device as a result of the distance measurement, and outputs the value of the detection distance Rb as the measurement result. When the distance calculation unit 15 completes the process of step S5, the process proceeds to step S6.

上記ステップS3からステップS5の処理によれば、上記検出物までの距離が閾値Rthよりも近い場合には、相対的に高い分解能で測定された検出距離Raの値が測定結果として採用される。また、上記検出物までの距離が閾値Rthよりも遠い場合には、検出距離Rbの値が測定結果として採用される。   According to the processing from step S3 to step S5, when the distance to the detected object is closer than the threshold value Rth, the value of the detection distance Ra measured with a relatively high resolution is adopted as the measurement result. Further, when the distance to the detected object is farther than the threshold value Rth, the value of the detection distance Rb is adopted as the measurement result.

ステップS6において、距離演算部15は、終了処理が実行されたか否かを判定する。具体的には、距離演算部15は、例えば、距離測定装置1の電源を切るなど、当該距離測定装置1の動作を終了する操作がユーザーにより実行されたか否かを判定する。距離演算部15は、終了処理がユーザーにより実行されたと判定した場合、図4のフローチャートの処理を終了する。一方、距離演算部15は、終了処理がユーザーにより実行されていないと判定した場合、処理をステップS1へ戻し、ステップS1からステップS2の処理を繰り返す。   In step S6, the distance calculation unit 15 determines whether an end process has been executed. Specifically, the distance calculation unit 15 determines whether or not an operation for ending the operation of the distance measuring device 1 has been performed by the user, for example, turning off the power of the distance measuring device 1. When it is determined that the end process has been executed by the user, the distance calculation unit 15 ends the process of the flowchart of FIG. On the other hand, when it is determined that the end process has not been executed by the user, the distance calculation unit 15 returns the process to step S1 and repeats the process from step S1 to step S2.

以上に説明したパルス信号発生部11の動作、および距離演算部15の処理によれば、パルス幅および波長帯の異なる光波信号L1および光波信号L2各々に基づいて、検出物までの距離を算出する処理を、並列的に実行することができる。ここで、光波信号L2のパルス幅Wbの値が光波信号L1のパルス幅Waより大きいため、距離測定装置1は、光波信号L2の反射光Lr2に基づいて検出物までの距離を測定することによって、光波信号L1の反射光Lr1に基づいて距離を測定するよりも、相対的に遠方までの距離を測定可能である。一方で、光波信号L1のパルス幅Waは光波信号L2のパルス幅Wbより小さいため、距離測定装置1は、光波信号L1の反射光Lr1に基づいて検出物までの距離を測定することによって、光波信号L2の反射光に基づいて当該距離を測定するよりも、相対的に高い分解能で当該距離を測定可能である。上記のような特徴から、距離測定装置1を用いれば、例えば、最大検出距離が大きく、且つ、近距離領域の分解能が高い距離画像を、比較的高いフレームレートで撮影することも可能である。   According to the operation of the pulse signal generator 11 and the processing of the distance calculator 15 described above, the distance to the detected object is calculated based on the light wave signal L1 and the light wave signal L2 having different pulse widths and wavelength bands. Processing can be performed in parallel. Here, since the value of the pulse width Wb of the light wave signal L2 is larger than the pulse width Wa of the light wave signal L1, the distance measuring device 1 measures the distance to the detected object based on the reflected light Lr2 of the light wave signal L2. Rather than measuring the distance based on the reflected light Lr1 of the lightwave signal L1, it is possible to measure a distance farther away. On the other hand, since the pulse width Wa of the lightwave signal L1 is smaller than the pulse width Wb of the lightwave signal L2, the distance measuring device 1 measures the distance to the detected object based on the reflected light Lr1 of the lightwave signal L1. The distance can be measured with a relatively higher resolution than when the distance is measured based on the reflected light of the signal L2. From the above characteristics, when the distance measuring device 1 is used, for example, a distance image having a large maximum detection distance and a high resolution in a short-distance region can be taken at a relatively high frame rate.

また、以上に説明した第1の実施形態に係る距離測定装置1は、各受光素子が単一の筐体135に配置されているため、当該距離測定装置1を、例えば、車両に取り付ける際に取り付け作業が容易である。   Further, in the distance measuring device 1 according to the first embodiment described above, since each light receiving element is arranged in a single housing 135, when the distance measuring device 1 is attached to a vehicle, for example. Installation work is easy.

なお、上記第1の実施形態では、各受光素子が単一の筐体135に格子状に配列される例について説明したが、各受光素子は、各々パルス信号発生部11および距離演算部15と電気的に接続されていれば、異なる複数の筐体に分けて配置する構成としても構わない。例えば、2つのデジタルカメラを用意し、一方のデジタルカメラの撮像素子を第1受光素子131および第2受光素子132として動作させ、他方のデジタルカメラの撮像素子を第3受光素子133および第4受光素子134として動作させる構成としても構わない。このような構成とした場合、上記一方のデジタルカメラに第1波長板141を取り付け、上記他方のデジタルカメラに第2波長板を取り付ければ、フィルタ部材14のように、第1波長板141および第2波長板142を各受光素子に対応するよう交互に配置した部材を用意しなくて済む。また、上記構成のように複数の筐体に受光素子を分けて構成すれば、筐体の取り付けスペースのレイアウトの自由度が高くなる。また、4つのデジタルカメラを用意し、各デジタルカメラに備えられた受光素子を各々、第1受光素子131、第2受光素子132、第3受光素子133、および第4受光素子134として動作させても上記と同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment, the example in which the respective light receiving elements are arranged in a grid on the single casing 135 has been described. However, each light receiving element includes the pulse signal generation unit 11 and the distance calculation unit 15. As long as they are electrically connected, they may be arranged separately in a plurality of different housings. For example, two digital cameras are prepared, the image sensor of one digital camera is operated as the first light receiving element 131 and the second light receiving element 132, and the image sensor of the other digital camera is operated as the third light receiving element 133 and the fourth light receiving element. A structure that operates as the element 134 may be used. In such a configuration, when the first wave plate 141 is attached to the one digital camera and the second wave plate is attached to the other digital camera, the first wave plate 141 and the first wave plate as in the filter member 14 are obtained. There is no need to prepare a member in which the two-wavelength plate 142 is alternately arranged so as to correspond to each light receiving element. Further, if the light receiving elements are divided into a plurality of housings as in the above configuration, the degree of freedom in layout of the mounting space of the housings is increased. Also, four digital cameras are prepared, and the light receiving elements provided in each digital camera are operated as the first light receiving element 131, the second light receiving element 132, the third light receiving element 133, and the fourth light receiving element 134, respectively. The same effect as above can be obtained.

また、上記第1の実施形態では、第1波長板141および第2波長板142が交互に配列される例について示したが、第1波長板141および第2波長板142の配列方法は上記に限らない。例えば、図7に示すように、フィルタ部材14を構成する区画のうち、第2波長板142により構成される区画の数が、第1波長板141により構成される区画の数より相対的に多くなるよう第1波長板141および第2波長板142を配列しても構わない。なお、図7は、フィルタ部材14が受光機13に取り付けられる様子を示す図の一例である。図7のように第1波長板141および第2波長板142を配列し、各波長板に対応するように各受光素子を配列することによって、図2に示すように波長板および受光素子を配列した場合に比べて、反射光Lr2の受光面積を大きくすることができる。反射光Lr2の受光面積を大きくなると、単位時間当たりの反射光Lr2の受光量を増加するため、反射光Lr2の感度を向上させることができる。上記に説明した処理の通り、距離演算部15は、反射光Lr2に基づいて蓄積された電荷量E3および電荷量E4に基づいて、相対的に遠方に位置する物体までの距離を算出可能であるが、検出物までの距離が遠くなるほど、反射光Lr2の伝搬距離が、より長くなる。そして、伝搬距離が長くなると、反射光Lr2の強度が減衰し易くなり、正確な距離の算出に必要な電荷量E3および電荷量E4を十分に蓄積し難くなる場合があるという事情がある。したがって、より遠方の物体を検出する場合、上記図7のように波長板および受光素子を配列し、反射光Lr2の感度を向上させることが好ましい。   In the first embodiment, an example in which the first wave plate 141 and the second wave plate 142 are alternately arranged has been described. However, the arrangement method of the first wave plate 141 and the second wave plate 142 is described above. Not exclusively. For example, as shown in FIG. 7, among the sections constituting the filter member 14, the number of sections configured by the second wavelength plate 142 is relatively larger than the number of sections configured by the first wavelength plate 141. The first wave plate 141 and the second wave plate 142 may be arranged so as to be. FIG. 7 is an example of a diagram illustrating how the filter member 14 is attached to the light receiver 13. The first wave plate 141 and the second wave plate 142 are arranged as shown in FIG. 7, and the light receiving elements are arranged so as to correspond to the respective wave plates, thereby arranging the wave plates and the light receiving elements as shown in FIG. Compared to the case, the light receiving area of the reflected light Lr2 can be increased. When the light receiving area of the reflected light Lr2 is increased, the amount of the reflected light Lr2 received per unit time is increased, so that the sensitivity of the reflected light Lr2 can be improved. As described above, the distance calculation unit 15 can calculate the distance to an object located far away based on the charge amount E3 and the charge amount E4 accumulated based on the reflected light Lr2. However, the longer the distance to the detected object, the longer the propagation distance of the reflected light Lr2. When the propagation distance becomes longer, the intensity of the reflected light Lr2 is likely to be attenuated, and it may be difficult to sufficiently accumulate the charge amount E3 and the charge amount E4 necessary for accurate distance calculation. Therefore, when detecting a distant object, it is preferable to arrange the wave plate and the light receiving element as shown in FIG. 7 to improve the sensitivity of the reflected light Lr2.

また、図7では、フィルタ部材14を構成する区画のうち、第2波長板142により構成される区画の数が、第1波長板141により構成される区画の数より相対的に多くなるよう第1波長板141および第2波長板142を配列して反射光Lr2の感度を向上する例を示したが、反射光Lr2の感度を向上する方法は上記に限らない。例えば、フィルタ部材14において第2波長板142により構成される区画の面積を大きくし、対応する受光素子の感光面を当該区画の面積に合わせて大きくするなどして、反射光Lr2の単位時間当たりの受光量を増加し、当該感度を向上しても構わない。   In FIG. 7, among the sections constituting the filter member 14, the number of sections configured by the second wavelength plate 142 is relatively larger than the number of sections configured by the first wavelength plate 141. Although an example in which the sensitivity of the reflected light Lr2 is improved by arranging the first wavelength plate 141 and the second wavelength plate 142 is shown, the method of improving the sensitivity of the reflected light Lr2 is not limited to the above. For example, the area of the section constituted by the second wave plate 142 in the filter member 14 is increased, and the photosensitive surface of the corresponding light receiving element is increased in accordance with the area of the section, so that the reflected light Lr2 per unit time is increased. The amount of received light may be increased to improve the sensitivity.

また、反射光Lr2の感度を向上させる方法は、上記図7に示したような反射光Lr2の受光面積を大きくする方法に限らず、例えば、第3受光素子133および第4受光素子134の受光感度を決定するゲイン値を、第1受光素子131および第2受光素子132のゲイン値より、相対的に大きな値に設定するなどして反射光Lr2の感度を向上させても構わない。   Further, the method of improving the sensitivity of the reflected light Lr2 is not limited to the method of increasing the light receiving area of the reflected light Lr2 as shown in FIG. 7, and for example, the light received by the third light receiving element 133 and the fourth light receiving element 134. The sensitivity of the reflected light Lr2 may be improved by setting the gain value for determining the sensitivity to a value relatively larger than the gain values of the first light receiving element 131 and the second light receiving element 132, for example.

また、上記第1の実施形態では、第1発光素子121から波長帯λ1の光波信号L1を発光し、第2発光素子122から波長帯λ2の光波信号L2を発光する例について説明したが、波長帯λ1および波長帯λ2は、各々の波長帯が重複せず、フィルタ部材14によって選別可能ならばどのような波長帯としても構わない。但し、例えば、車両周囲の障害物を検知することを目的として当該距離測定装置1を車両に備えて道路を走行する場合など、人や動物が存在する環境下で当該距離測定装置1を使用することを想定する場合、上記波長帯λ1および波長帯λ2は何れも可視領域外の波長帯とすることが望ましい。また、光波や音波などの波動は、伝搬距離が長くなるほど減衰し易いが、当該波動の波長が大きいほど減衰し難くなるため、相対的に遠方の物体の検出に用いる光波の波長帯(上記実施形態においてはλ2)を相対的に長く設定することが好ましい。また、光波信号L1および、光波信号L2は波長が一定に保たれ、高い指向性を有することが望ましく、光波信号L1および光波信号L2は、レーザー光から成る信号とすることが好ましい。   In the first embodiment, the example in which the light wave signal L1 in the wavelength band λ1 is emitted from the first light emitting element 121 and the light wave signal L2 in the wavelength band λ2 is emitted from the second light emitting element 122 has been described. The wavelength band λ1 and the wavelength band λ2 may be any wavelength band as long as the wavelength bands do not overlap and can be selected by the filter member 14. However, the distance measuring device 1 is used in an environment where humans and animals exist, for example, when the vehicle is provided with the distance measuring device 1 for the purpose of detecting obstacles around the vehicle. In this case, it is desirable that both the wavelength band λ1 and the wavelength band λ2 are outside the visible region. Waves such as light waves and sound waves are more likely to be attenuated as the propagation distance is longer, but are more difficult to attenuate as the wavelength of the wave is larger. Therefore, the wavelength band of the light wave used for detection of relatively distant objects (see above implementation). In the embodiment, it is preferable to set λ2) relatively long. Further, it is desirable that the light wave signal L1 and the light wave signal L2 have a constant wavelength and have high directivity, and the light wave signal L1 and the light wave signal L2 are preferably signals made of laser light.

また、上記距離測定装置1は車両に搭載されるように構成されても構わない。例えば、発光機12をヘッドランプ近傍に搭載して、受光機13を当該車両のフロントグリルに備え、車両周囲の物体までの距離を距離演算部15により算出しても構わない。この場合、第1発光素子121および第2発光素子は車両周囲へ各々光波を送出し、車両周囲の物体からの当該反射光を受光機13で受光することによって、当該車両周囲の物体までの距離を測定することができる。上記のように距離測定装置1を車両に搭載する場合、さらに、当該車両の左前側に備えられたヘッドランプを第1発光素子とし、当該車両の右前側に備えられたヘッドランプを第2発光素子とし、車両周囲の状況を撮影するために予め車両に搭載されている監視カメラを受光機13として構成しても構わない。   The distance measuring device 1 may be configured to be mounted on a vehicle. For example, the light emitter 12 may be mounted near the headlamp, the light receiver 13 may be provided on the front grill of the vehicle, and the distance to the object around the vehicle may be calculated by the distance calculation unit 15. In this case, the first light-emitting element 121 and the second light-emitting element each transmit a light wave to the surroundings of the vehicle, and the reflected light from the objects around the vehicle is received by the light receiver 13, whereby the distance to the objects around the vehicle Can be measured. When the distance measuring device 1 is mounted on a vehicle as described above, the headlamp provided on the left front side of the vehicle is the first light emitting element, and the headlamp provided on the right front side of the vehicle is the second light emission. A monitoring camera mounted on the vehicle in advance to capture the situation around the vehicle as an element may be configured as the light receiver 13.

また、上記第1の実施形態に係る距離測定装置1では、波長帯λ1の光波信号L1、および波長帯λ2の光波信号L2の2つの光波信号を各々送受信して、各光波信号に基づいて距離を測定する例について示したが、距離測定装置1が送受信する光波信号は2つに限らない。例えば、距離測定装置は、異なる波長および異なるパルス周期の3つの光波信号を送受信して、各光波信号に基づいて距離を測定しても構わない。   In the distance measuring apparatus 1 according to the first embodiment, two light wave signals, ie, the light wave signal L1 in the wavelength band λ1 and the light wave signal L2 in the wavelength band λ2, are transmitted and received, and the distance is determined based on each light wave signal. However, the distance measurement device 1 is not limited to two lightwave signals. For example, the distance measuring device may transmit and receive three lightwave signals having different wavelengths and different pulse periods, and measure the distance based on each lightwave signal.

上記のように3つの光波信号を送受信する構成とする場合、発光機12は、波長帯λ1および波長帯λ2と異なる波長帯λ3の光波信号L3を発光する第3発光素子(図示せず)をさらに備える。第3発光素子は、周期2Waより長く、周期2Wbより短い、周期2Wcで点滅して光波信号L3を発光する。また、受光機は、波長帯λ3の光波を受光する第5受光素子および第6受光素子(図示せず)をさらに備え、例えば、図8に示す受光機33のように構成される。第5受光素子および第6受光素子は、各々、受信面F3(図8中、波線でハッチングした箇所)に配置され、受光量に応じた信号を出力する。図8は、フィルタ部材34が受光機33に取り付けられる様子を示す図の一例である。また、フィルタ部材は、波長帯λ3の光波のみを透過する第3波長板143(図8中、ドットパターンで示す)をさらに備え、例えば図8に示すフィルタ部材34のように構成される。   When configured to transmit and receive three lightwave signals as described above, the light emitter 12 includes a third light emitting element (not shown) that emits the lightwave signal L3 in the wavelength band λ3 different from the wavelength band λ1 and the wavelength band λ2. Further prepare. The third light emitting element emits the light wave signal L3 by blinking at a cycle 2Wc longer than the cycle 2Wa and shorter than the cycle 2Wb. The light receiver further includes a fifth light receiving element and a sixth light receiving element (not shown) that receive light waves in the wavelength band λ3, and is configured as a light receiver 33 shown in FIG. 8, for example. Each of the fifth light receiving element and the sixth light receiving element is disposed on the receiving surface F3 (a portion hatched with a wavy line in FIG. 8), and outputs a signal corresponding to the amount of received light. FIG. 8 is an example of a diagram illustrating how the filter member 34 is attached to the light receiver 33. The filter member further includes a third wavelength plate 143 (indicated by a dot pattern in FIG. 8) that transmits only light waves in the wavelength band λ3, and is configured as a filter member 34 shown in FIG. 8, for example.

距離演算部15は、上記図4で説明した処理に加えて、第5受光素子および第6受光素子から出力される信号に基づいて検出距離Rcを算出する処理を実行する。さらに、距離演算部15は、検出距離Rbの値が相対的に遠距離である場合、検出距離Rbの値を測定結果として採用し、検出距離Rbの値が相対的に中距離である場合、検出距離Rcの値を測定結果として採用し、検出距離Rbの値が相対的に近距離である場合、検出距離Raの値を測定結果として採用する処理を行う。   In addition to the process described with reference to FIG. 4, the distance calculation unit 15 performs a process of calculating the detection distance Rc based on signals output from the fifth light receiving element and the sixth light receiving element. Furthermore, when the value of the detection distance Rb is a relatively long distance, the distance calculation unit 15 adopts the value of the detection distance Rb as a measurement result, and when the value of the detection distance Rb is a relatively medium distance, When the value of the detection distance Rc is adopted as the measurement result and the value of the detection distance Rb is relatively close, a process of adopting the value of the detection distance Ra as the measurement result is performed.

上記のように3つの光波信号を送受信する構成とした場合、検出距離に応じて3段階の分解能で物体を検出することができる。   When the configuration is such that three lightwave signals are transmitted and received as described above, an object can be detected with three levels of resolution according to the detection distance.

なお、図8に示すように、フィルタ部材34は、光波信号の周期が相対的に大きいほど、当該光波信号に対応する波長板の数が相対的に多くなるよう構成することが好ましい。このようにフィルタ部材34を構成することにより、相対的に遠距離を測定する際に用いられる光波信号の受信感度を向上することができる。   In addition, as shown in FIG. 8, it is preferable that the filter member 34 is configured such that the number of wave plates corresponding to the light wave signal is relatively increased as the period of the light wave signal is relatively large. By configuring the filter member 34 in this way, it is possible to improve the reception sensitivity of the lightwave signal used when measuring a relatively long distance.

また、送受信する光波信号は上記のように3つに限らず、異なる波長および異なるパルス周期の光波信号を4つ以上送受信して、各光波信号に基づいて距離を測定しても構わない。   Further, the number of lightwave signals to be transmitted / received is not limited to three as described above, and four or more lightwave signals having different wavelengths and different pulse periods may be transmitted / received, and the distance may be measured based on each lightwave signal.

(第2の実施形態)
上記第1の実施形態では、距離測定装置1が、発光機12から異なる波長帯の光波を送信し、当該光波を受光機13で受信して検出物までの距離を測定する例について説明したが、距離測定装置が送受信する波動は光波に限らない。例えば、第2の実施形態に係る距離測定装置2は、異なる波長の超音波を送受信して検出物までの距離を測定しても構わない。以下、第2の実施形態に係る距離測定装置2について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the distance measuring device 1 transmits an optical wave of a different wavelength band from the light emitter 12 and receives the optical wave by the light receiver 13 to measure the distance to the detected object. The waves transmitted and received by the distance measuring device are not limited to light waves. For example, the distance measuring device 2 according to the second embodiment may measure the distance to the detected object by transmitting and receiving ultrasonic waves having different wavelengths. Hereinafter, the distance measuring device 2 according to the second embodiment will be described.

図9を参照して距離測定装置2の機能構成について説明する。図9は距離測定装置2の機能構成を示すブロック図である。図9に示すように、距離測定装置2は、第1の実施形態に係る距離測定装置1において、発光機12に代えて超音波発振機22を、受光機13に代えて受信機23を備える。また、距離測定装置2は、フィルタ部材14を備えない。上記以外の構成、すなわち、パルス信号発生部11および距離演算部15は第1の実施形態において説明したものと同様の構成品であり、上記第1の実施形態と同様の動作および処理を行うため、説明を省略する。   The functional configuration of the distance measuring device 2 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of the distance measuring device 2. As shown in FIG. 9, the distance measuring device 2 includes an ultrasonic oscillator 22 instead of the light emitter 12 and a receiver 23 instead of the light receiver 13 in the distance measuring device 1 according to the first embodiment. . The distance measuring device 2 does not include the filter member 14. The configuration other than the above, that is, the pulse signal generation unit 11 and the distance calculation unit 15 are the same components as those described in the first embodiment, and perform the same operations and processes as those in the first embodiment. The description is omitted.

超音波発振機22は、異なる周波数の超音波を発振する発振装置である。超音波発振機22は、第1の実施形態に係る発光機12に備えられた第1発光素子121を第1発振素子221に、第2発光素子122を第2発振素子222に、各々置き換えたものである。以下、第1発振素子221および第2発振素子222を総称して、発振素子と呼称する。第1発振素子221は、周波数f1の超音波信号U1を発振し、第2発振素子222は、周波数f1と異なる周波数f2の超音波信号U2を各々発振する。第1発振素子221および第2発振素子222は、第1の実施形態にて説明した第1発光素子121および第2発光素子122と同様にパルス信号発生部11から出力される信号に応じて、各々超音波信号を発振する。   The ultrasonic oscillator 22 is an oscillation device that oscillates ultrasonic waves having different frequencies. In the ultrasonic oscillator 22, the first light emitting element 121 included in the light emitter 12 according to the first embodiment is replaced with the first oscillation element 221, and the second light emitting element 122 is replaced with the second oscillation element 222. Is. Hereinafter, the first oscillation element 221 and the second oscillation element 222 are collectively referred to as an oscillation element. The first oscillating element 221 oscillates an ultrasonic signal U1 having a frequency f1, and the second oscillating element 222 oscillates an ultrasonic signal U2 having a frequency f2 different from the frequency f1. The first oscillating element 221 and the second oscillating element 222 are in accordance with signals output from the pulse signal generator 11 in the same manner as the first light emitting element 121 and the second light emitting element 122 described in the first embodiment. Each oscillates an ultrasonic signal.

受信機23は、超音波発振機22から発せられ、物体に反射された超音波信号を受信する受信装置である。超音波発振機22は、第1の実施形態に係る受光機13に備えられた第1受光素子131を第1受信素子231に、第2受光素子132を第2受信素子232に、第3受光素子133を第3受信素子233に、第4受光素子134を第4受信素子234に、各々置き換えたものである。以下、第1受信素子231、第2受信素子232、第3受信素子233、および第4受信素子234を総称して受信素子と呼称する。なお、受信機23は、各受信素子を上記第1の実施形態における受光素子と同様に単一の筐体に格子状に配列したアレーアンテナとして構成する。   The receiver 23 is a receiving device that receives an ultrasonic signal emitted from the ultrasonic oscillator 22 and reflected by an object. The ultrasonic oscillator 22 includes the first light receiving element 131 provided in the light receiver 13 according to the first embodiment as the first receiving element 231, the second light receiving element 132 as the second receiving element 232, and the third light receiving element. The element 133 is replaced with the third receiving element 233, and the fourth light receiving element 134 is replaced with the fourth receiving element 234. Hereinafter, the first receiving element 231, the second receiving element 232, the third receiving element 233, and the fourth receiving element 234 are collectively referred to as a receiving element. Note that the receiver 23 is configured as an array antenna in which each receiving element is arranged in a lattice in a single casing in the same manner as the light receiving element in the first embodiment.

第1受信素子231および第2受信素子232は、周波数f1の超音波のみを受信する振動特性を有する振動子である。また、第3受信素子233および第4受信素子234は、周波数f2の超音波のみを受信する振動特性を有する振動子である。このように、各素子が特定の周波数の超音波を選択的に受信可能であるため、第2の実施形態に係る距離測定装置2においては、フィルタ部材14のような部材を備える必要がなく、ハードウェア構成を簡単にすることができる。各受信素子は、第1の実施形態にて説明した各受光素子と同様に、パルス信号発生部11から出力される信号に応じて各々異なるタイミングで受信状態を切り替える。具体的には、各受信素子は、パルス信号発生部11からパルス信号を受信している間、受信状態となり、受信した超音波信号に応じた電荷を蓄積する。そして、各受信素子は、パルス信号発生部11からのパルス信号が途切れると、蓄積した電荷量に応じた出力信号を距離演算部15へ出力する。なお、各受信素子は、パルス信号を受信していない間は電荷を蓄積しない。距離演算部15は、各受信素子から出力される、当該出力信号に基づいて、上記超音波信号を反射した検出物までの距離を算出する。   The first receiving element 231 and the second receiving element 232 are vibrators having vibration characteristics for receiving only the ultrasonic wave having the frequency f1. Further, the third receiving element 233 and the fourth receiving element 234 are vibrators having vibration characteristics for receiving only the ultrasonic wave having the frequency f2. Thus, since each element can selectively receive an ultrasonic wave of a specific frequency, in the distance measuring device 2 according to the second embodiment, there is no need to include a member such as the filter member 14, Hardware configuration can be simplified. Each receiving element switches the reception state at different timings according to the signal output from the pulse signal generator 11, similarly to each light receiving element described in the first embodiment. Specifically, each receiving element is in a receiving state while receiving a pulse signal from the pulse signal generating unit 11, and accumulates electric charges according to the received ultrasonic signal. Each receiving element outputs an output signal corresponding to the accumulated charge amount to the distance calculation unit 15 when the pulse signal from the pulse signal generation unit 11 is interrupted. Each receiving element does not accumulate charges while it is not receiving a pulse signal. The distance calculation unit 15 calculates the distance to the detected object reflecting the ultrasonic signal based on the output signal output from each receiving element.

上記の構成によれば、距離測定装置2は、超音波発振機22から超音波を送信し、検出物から反射されて成る反響音を受信機23に備えられた各受信素子で受信することにより、当該超音波を反射する検出物までの距離を測定することができる。超音波は光波に比べ、伝搬中に雨などの天候の影響を受け難いため、距離測定装置2によれば、悪天候下でも精度良く検出物までの距離を測定することができる。   According to the above configuration, the distance measuring device 2 transmits ultrasonic waves from the ultrasonic oscillator 22 and receives the reverberation sound reflected from the detected object by each receiving element provided in the receiver 23. The distance to the detection object that reflects the ultrasonic wave can be measured. Since ultrasonic waves are less susceptible to the influence of weather such as rain during propagation than light waves, the distance measuring device 2 can accurately measure the distance to a detected object even under bad weather conditions.

なお、上記第2の実施形態では、受信機23が各受信素子を単一の筐体に格子状に配列したアレーアンテナとして構成される例を示したが、各受信素子がパルス信号発生部11および距離演算部15と電気的に接続されていれば、受信機23の構成は上記に限らない。例えば、受信機23は、第1受信素子231、第2受信素子232、第3受信素子233、および第4受信素子234を各々に備えた4つの個別のマイクロフォン装置として構成されても構わない。このような構成によれば、各受信素子を複雑に配置する必要がなく、各受信素子の配線が容易である。一方、上述のような受信機23を単一の筐体に格子状に配列したアレーアンテナとする構成は、距離演算部15により算出された距離をもとに距離画像を生成する場合等に好適である。   In the second embodiment, the receiver 23 is configured as an array antenna in which each receiving element is arranged in a grid in a single housing. However, each receiving element is a pulse signal generator 11. And if it is electrically connected with the distance calculating part 15, the structure of the receiver 23 is not restricted above. For example, the receiver 23 may be configured as four individual microphone devices each including a first receiving element 231, a second receiving element 232, a third receiving element 233, and a fourth receiving element 234. According to such a configuration, it is not necessary to arrange each receiving element in a complicated manner, and wiring of each receiving element is easy. On the other hand, the configuration in which the receiver 23 as described above is an array antenna arranged in a grid in a single housing is suitable for generating a distance image based on the distance calculated by the distance calculation unit 15. It is.

なお、上記第2の実施形態では、距離測定装置2が超音波を送受信して検出物までの距離を測定する例について説明したが、距離測定装置2が送受信する音波は超音波に限らず、超音波域外の周波数の音波を送受信して検出物まで距離を算出しても構わない。   In the second embodiment, the example in which the distance measuring device 2 transmits and receives ultrasonic waves and measures the distance to the detected object has been described. However, the sound waves transmitted and received by the distance measuring device 2 are not limited to ultrasonic waves. The distance to the detected object may be calculated by transmitting and receiving sound waves having a frequency outside the ultrasonic range.

本発明に係る距離測定装置は、遠方の対象物を検知可能とし、且つ、同時に近傍の対象物を高分解能で検出可能な距離測定装置などとして有用である。   The distance measuring device according to the present invention is useful as a distance measuring device that can detect a distant object and simultaneously detect a nearby object with high resolution.

距離測定装置1の機能構成を示すブロック図Block diagram showing the functional configuration of the distance measuring device 1 フィルタ部材14が受光機13に取り付けられる様子を示す図の一例An example of a diagram showing how the filter member 14 is attached to the light receiver 13 発光素子および受光素子の動作を示すタイミングチャートの一例Example of timing chart showing operation of light emitting element and light receiving element 距離演算部15が実行する処理を示すフローチャートの一例An example of a flowchart showing processing executed by the distance calculation unit 15 距離算出処理Aの詳細を示すフローチャートの一例Example of flowchart showing details of distance calculation processing A 距離算出処理Bの詳細を示すフローチャートの一例Example of flowchart showing details of distance calculation process B フィルタ部材14が受光機13に取り付けられる様子を示す図の一例An example of a diagram showing how the filter member 14 is attached to the light receiver 13 フィルタ部材34が受光機33に取り付けられる様子を示す図の一例An example of a diagram showing how the filter member 34 is attached to the light receiver 33 距離測定装置2の機能構成を示すブロック図Block diagram showing the functional configuration of the distance measuring device 2

符号の説明Explanation of symbols

1、2 距離測定装置
11 パルス信号発生部
12 発光機
13、33 受光機
14、34 フィルタ部材
15 距離演算部
22 超音波発振機
23 受信機
51、52 検出物
121 第1発光素子
122 第2発光素子
131 第1受光素子
132 第2受光素子
133 第3受光素子
134 第4受光素子
135 筐体
141 第1波長板
142 第2波長板
143 第3波長板
221 第1発振素子
222 第2発振素子
231 第1受信素子
232 第2受信素子
233 第3受信素子
234 第4受信素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Distance measuring device 11 Pulse signal generation part 12 Light emitter 13, 33 Light receiver 14, 34 Filter member 15 Distance calculating part 22 Ultrasonic oscillator 23 Receiver 51, 52 Detection object 121 1st light emitting element 122 2nd light emission Element 131 First light receiving element 132 Second light receiving element 133 Third light receiving element 134 Fourth light receiving element 135 Housing 141 First wave plate 142 Second wave plate 143 Third wave plate 221 First oscillation element 222 Second oscillation element 231 First receiving element 232 Second receiving element 233 Third receiving element 234 Fourth receiving element

Claims (11)

予め定められた第1点滅周期で点滅して第1波長帯の第1光波を他の物体に向けて発光する第1光波照射手段と、当該第1点滅周期と異なる第2点滅周期で点滅して当該第1波長帯と異なる第2波長帯の第2光波を他の物体に向けて発光する第2光波照射手段とを、少なくとも含む発光手段と、
前記第1波長帯の光のみを透過させる第1濾光手段と、前記第2波長帯の光のみを透過させる第2濾光手段とを、少なくとも含む分光透過手段と、
前記物体で反射して前記第1濾光手段を透過した第1透過光を受光し当該第1透過光の受光量に応じた第1受光信号を出力する第1受光手段と、前記物体で反射して前記第2濾光手段を透過した第2透過光を受光し当該第2透過光の受光量に応じた第2受光信号を出力する第2受光手段とを、少なくとも含む感光手段と、
前記第1受光信号および前記第2受光信号に基づいて前記物体までの距離を算出する距離算出手段とを備える、距離測定装置。
First light wave irradiation means for flashing at a predetermined first flashing period and emitting a first light wave in the first wavelength band toward another object, and flashing at a second flashing period different from the first flashing period. A light emitting means including at least a second light wave irradiation means for emitting a second light wave of a second wavelength band different from the first wavelength band toward another object;
Spectral transmission means including at least first filtering means for transmitting only light in the first wavelength band and second filtering means for transmitting only light in the second wavelength band;
A first light receiving means for receiving the first transmitted light reflected by the object and transmitted through the first filtering means, and outputting a first received light signal corresponding to the amount of the first transmitted light; and reflected by the object And at least a second light receiving means for receiving the second transmitted light that has passed through the second filtering means and outputting a second light receiving signal corresponding to the amount of the second transmitted light received,
A distance measuring device comprising distance calculating means for calculating a distance to the object based on the first light receiving signal and the second light receiving signal.
前記第1点滅周期は、前記第2点滅周期より長く設定され、
前記第1濾光手段が前記第1透過光を透過させる面積は、前記第2濾光手段が前記第2透過光を透過させる面積より大きく設定される、請求項1に記載の距離測定装置。
The first blinking cycle is set longer than the second blinking cycle,
2. The distance measuring device according to claim 1, wherein an area through which the first filtering unit transmits the first transmitted light is set larger than an area through which the second filtering unit transmits the second transmitted light.
前記第1受光手段は、前記第1濾光手段が前記第1透過光を透過させる面積に応じた数だけ、予め定められた単位面積の受光面を有する受光素子が配列されて構成され、
前記第2受光手段は、前記第2濾光手段が前記第2透過光を透過させる面積に応じた数だけ、前記受光素子が配列されて構成される、請求項2に記載の距離測定装置。
The first light receiving means is configured by arranging light receiving elements having a light receiving surface of a predetermined unit area in a number corresponding to an area through which the first filtering means transmits the first transmitted light.
The distance measuring device according to claim 2, wherein the second light receiving unit is configured by arranging the light receiving elements in a number corresponding to an area through which the second filtering unit transmits the second transmitted light.
前記第1点滅周期は、前記第2点滅周期より長く設定され、
前記第1受光手段は、前記第2受光手段に設定されている受光感度より高い受光感度に設定される、請求項1に記載の距離測定装置。
The first blinking cycle is set longer than the second blinking cycle,
The distance measuring device according to claim 1, wherein the first light receiving unit is set to a light receiving sensitivity higher than a light receiving sensitivity set to the second light receiving unit.
前記第1濾光手段は、前記第1波長帯の光のみを透過させる第1板状部材であり、
前記第2濾光手段は、前記第2波長帯の光のみを透過させる第2板状部材である、請求項1に記載の距離測定装置。
The first filtering means is a first plate-like member that transmits only light in the first wavelength band,
The distance measuring device according to claim 1, wherein the second filtering means is a second plate-like member that transmits only light in the second wavelength band.
前記分光透過手段は、前記第1板状部材および前記第2板状部材を格子状に配列することによって、前記第1濾光手段および前記第2濾光手段をそれぞれ構成し、
前記感光手段は、複数の受光素子が設けられた単一のカメラであり、前記第1板状部材を透過する光を受光する当該受光素子を前記第1受光手段とし、前記第2板状部材を透過する光を受光する当該受光素子を前記第2受光手段としてそれぞれ構成する、請求項5に記載の距離測定装置。
The spectral transmission means configures the first filtering means and the second filtering means by arranging the first plate-like member and the second plate-like member in a grid pattern,
The photosensitive means is a single camera provided with a plurality of light receiving elements. The light receiving element that receives light transmitted through the first plate-like member is used as the first light-receiving means, and the second plate-like member is used. The distance measuring device according to claim 5, wherein each of the light receiving elements that receive light passing through the light receiving element is configured as the second light receiving unit.
前記第1板状部材が格子状に配列される枚数は、前記第2板状部材が配列される枚数より多い、請求項6に記載の距離測定装置。   The distance measuring device according to claim 6, wherein the number of the first plate-like members arranged in a grid is larger than the number of the second plate-like members arranged. 前記感光手段は、前記第1板状部材を透過する光を受光する第1カメラを前記第1受光手段とし、前記第2板状部材を透過する光を受光する第2カメラを前記第2受光手段としてそれぞれに構成し、
前記分光透過手段は、前記第1カメラに取り付けられた前記第1板状部材を前記第1濾光手段とし、第2カメラに取り付けられた前記第2板状部材を前記第2濾光手段として、それぞれ構成する、請求項5に記載の距離測定装置。
The photosensitive means uses the first camera that receives light transmitted through the first plate member as the first light receiving means, and the second camera that receives light transmitted through the second plate member as the second light reception. Each configured as a means,
The spectral transmission means uses the first plate-like member attached to the first camera as the first filtering means, and the second plate-like member attached to the second camera as the second filtering means. The distance measuring device according to claim 5, each of which is configured.
前記発光手段は車両のヘッドランプ近傍に搭載され、
前記第1光波照射手段は前記車両の周囲へ向けて前記第1光波を発光し、
前記第2光波照射手段は前記車両の周囲へ向けて前記第2光波を発光し、
前記感光手段は前記車両のフロントグリルに搭載され、
前記距離算出手段は、車両周囲に存在する物体までの距離を算出する、請求項1に記載の距離測定装置。
The light emitting means is mounted in the vicinity of a vehicle headlamp,
The first light wave irradiation means emits the first light wave toward the periphery of the vehicle,
The second light wave irradiation means emits the second light wave toward the periphery of the vehicle,
The photosensitive means is mounted on a front grill of the vehicle,
The distance measuring device according to claim 1, wherein the distance calculating unit calculates a distance to an object existing around the vehicle.
前記第1点滅周期は、前記第2点滅周期より長く設定され、
前記発光手段は、前記第1点滅周期より短く、且つ、前記第2点滅周期より長い第3の点滅周期で点滅して、前記第1波長帯および第2波長帯と異なる第3波長帯の第3光波を他の物体に向けて発光する第3光波照射手段をさらに含み、
前記分光透過手段は、前記第3波長帯の光のみを透過させる第3濾光手段をさらに含み、
前記感光手段は、前記物体で反射して前記第3濾光手段を透過した第3透過光を受光し当該第3透過光の受光量に応じた第3受光信号を出力する第3受光手段をさらに含み、
前記距離算出手段は、前記第1受光信号、前記第2受光信号、および前記第3受光信号に基づいて前記物体までの距離を算出する、請求項1に記載の距離測定装置。
The first blinking cycle is set longer than the second blinking cycle,
The light emitting means blinks in a third blinking period shorter than the first blinking period and longer than the second blinking period, and has a third wavelength band different from the first wavelength band and the second wavelength band. A third light wave irradiation means for emitting three light waves toward another object;
The spectral transmission means further includes third filtering means for transmitting only light in the third wavelength band,
The photosensitive means receives third transmitted light reflected by the object and transmitted through the third filtering means, and outputs third received light signals according to the amount of received light of the third transmitted light. In addition,
The distance measuring device according to claim 1, wherein the distance calculating unit calculates a distance to the object based on the first light receiving signal, the second light receiving signal, and the third light receiving signal.
予め定められた第1発生周期で断続的に第1周波数帯の第1音波を他の物体に向けて放射させる第1音波放射手段と、第1周波数帯と異なる第2周波数帯の第2音波を、第1発生周期と異なる第2発生周期で断続的に放射させる第2音波放射手段とを、少なくとも含む音波発生手段と、
前記第1音波および前記第2音波が物体で反射した反響音から、前記第1周波数帯の反響音のみを受信して、当該受信量に応じた第1受信信号を出力する第1受信手段と、前記反響音から、前記第2周波数帯の反響音のみを受信し、当該受信量に応じた第2受信信号を出力する第2受信手段とを、少なくとも含む受音手段と、
前記物体までの距離を、前記第1受信信号に基づいて算出する第1距離算出手段と、前記物体までの距離を前記第2受信信号に基づいて算出する第2距離算出手段とを、少なくとも含む距離算出手段とを備える、距離測定装置。
A first sound wave emitting means for intermittently emitting a first sound wave in the first frequency band toward another object at a predetermined first generation period; and a second sound wave in a second frequency band different from the first frequency band. A sound wave generating means including at least a second sound wave emitting means for intermittently radiating the light at a second generation period different from the first generation period;
First receiving means for receiving only the reverberant sound of the first frequency band from the reverberant sound reflected from the object by the first sound wave and the second sound wave, and outputting a first received signal corresponding to the received amount; Receiving from the reverberant sound only reverberant sound in the second frequency band and outputting a second received signal in accordance with the received amount;
At least first distance calculating means for calculating a distance to the object based on the first received signal; and second distance calculating means for calculating a distance to the object based on the second received signal. A distance measuring device comprising distance calculating means.
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