JP2733990B2 - Distance measuring device - Google Patents

Distance measuring device

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JP2733990B2
JP2733990B2 JP63224301A JP22430188A JP2733990B2 JP 2733990 B2 JP2733990 B2 JP 2733990B2 JP 63224301 A JP63224301 A JP 63224301A JP 22430188 A JP22430188 A JP 22430188A JP 2733990 B2 JP2733990 B2 JP 2733990B2
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純四郎 本山
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ光を用いて非接触で被測定物との間の
距離を測定する距離測定装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device that measures a distance between a device and an object in a non-contact manner using laser light.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の距離測定装置として、参照光の光路
と、測定対象淵までの光路との光の位相差により生ずる
ドップラビート信号を用いて測定対象物までの距離とそ
の移動速度とを測定する装置があり、第9図のブロック
図のように示される。図において、三角波発生部21によ
って駆動され周波数変調された半導体レーザ1からのレ
ーザ光がマイケルソン干渉計型の光学系が導かれる。こ
のレーザ光をビームスプリッタ3により2分割した後、
一方は距離l1だけ離れた測定対象物4に照射し、他方は
距離l2だけ離れた固定ミラー6に照射する。測定対象物
4からの散乱光は固定焦点レンズ35で集光され、ビーム
スプリッタ3を透過後、固定ミラー6からの反射光と共
に光電変換素子8上に重畳されて集光される。この光電
変換素子8の出力は、カウンタ23へ入力され、このカウ
ンタ23でビート信号の周期1/fb(fbはビート周波数)が
測定される。このとき周波数fbと、光路差(l1−l2)と
の間には次式の様な関係がある。
Conventionally, as a distance measuring device of this type, a distance to an object to be measured and a moving speed thereof are measured using a Doppler beat signal generated by a phase difference between an optical path of a reference light and an optical path to an object to be measured. There is a device, shown as a block diagram in FIG. In the figure, a laser beam from a semiconductor laser 1 driven and frequency-modulated by a triangular wave generator 21 is guided to a Michelson interferometer type optical system. After this laser light is split into two by the beam splitter 3,
One irradiates the object 4 to be measured at a distance l 1 and the other irradiates a fixed mirror 6 at a distance l 2 . The scattered light from the measuring object 4 is condensed by the fixed focus lens 35, passes through the beam splitter 3, and is superimposed on the photoelectric conversion element 8 together with the reflected light from the fixed mirror 6 and condensed. The output of the photoelectric conversion element 8 is input to a counter 23, which measures the period 1 / f b of the beat signal (where f b is the beat frequency). At this time, there is the following relationship between the frequency f b and the optical path difference (l 1 −l 2 ).

ここで、νはレーザ光の変調周波数、△νはレーザ
光の変調幅、Cは光速とする。
Here, ν m is the modulation frequency of the laser light, Δν is the modulation width of the laser light, and C is the speed of light.

この(1)式より、νm,△ν,l2を一定にし、距離l1
とビート周波数fbとの関係を予め求めておけば、ビート
周波数fbから距離l1を求めることが出来る。詳しくは例
えば、加藤他による論文「半導体レーザによる距離・速
度のFMヘテロダイン計測法」、(MW84−25,73頁以降参
照)に述べられている。
From this equation (1), ν m , △ ν, l 2 is fixed, and the distance l 1
And be previously obtained relation between the beat frequency f b, it is possible to determine the distance l 1 from the beat frequency f b. The details are described in, for example, a paper by Kato et al., "FM Heterodyne Measurement Method of Distance and Speed Using Semiconductor Laser" (MW84-25, pp.73 et seq.).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来の距離計測器は、測定対象物4上の散乱
光を集光する固定レンズ35が固定焦点であるため、距離
測定範囲がそのレンズ固有の焦点深度の範囲内に限定さ
れるので、測距可能範囲(ダイナミックレンジ)が少な
くなるという欠点があった。
In the above-described conventional distance measuring device, since the fixed lens 35 that collects the scattered light on the measuring object 4 has a fixed focal point, the distance measurement range is limited to the range of the focal depth unique to the lens. There is a disadvantage that the range that can be measured (dynamic range) is reduced.

本発明の目的は、このような欠点を除き、距離測定の
ダイナミックレンジを広げた距離測定装置を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a distance measuring device that eliminates such disadvantages and extends the dynamic range of distance measurement.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の距離測定装置の構成は、コヒーレント光を発
生するコヒーレント光発生器と、このコヒーレント光発
生器から出射する光の周波数を変調する信号発生器と、
前記コヒーレント光発生器から出射した光を2つに分割
する光分割手段と、この光分割手段により分割された一
方の光を反射させるビーム反射手段と、前記分割された
光のうち他方の光を被測定物に照射しこの被測定物から
生じる散乱光を集光する焦点可変レンズと、この焦点可
変レンズで集光された散乱光と前記ビーム反射手段によ
る反射光とが重畳した光を光電変換する光電変換手段
と、この光電変換手段により検出されるドップラビート
信号から前記被測定物の移動方向を算出する移動方向算
出手段及び前記被測定物の移動速度を算出する移動速度
算出手段と、この移動速度算出手段から得る移動速度を
積分して移動量を算出する移動量算出手段と、前記移動
方向算出手段および前記移動量算出手段から算出された
前記被測定物の移動方向および移動量に従い前記焦点可
変レンズの焦点距離の変化方向及び変化量を決定し、そ
の結果前記焦点距離を変化させる自動焦点制御手段と、
前記ドップラビート信号から距離を算出する距離算出手
段とを有し、前記自動焦点制御手段が前記焦点距離を制
御することにより、距離測定の可能範囲(ダイナミック
レンジ)を広げたことを特徴とする。
The configuration of the distance measuring device of the present invention, a coherent light generator that generates coherent light, a signal generator that modulates the frequency of light emitted from the coherent light generator,
A light splitting unit that splits the light emitted from the coherent light generator into two, a beam reflecting unit that reflects one of the lights split by the light splitting unit, and the other of the split lights. A variable focus lens for irradiating the object to be measured and condensing scattered light generated from the object to be measured; Photoelectric conversion means, a movement direction calculation means for calculating the movement direction of the object from the Doppler beat signal detected by the photoelectric conversion means, and a movement speed calculation means for calculating the movement speed of the object, A moving amount calculating unit that calculates a moving amount by integrating a moving speed obtained from the moving speed calculating unit; and a movement of the device under measurement calculated by the moving direction calculating unit and the moving amount calculating unit. An automatic focus control means for the focus to determine the change direction and variation of the focal length of the variable lens, changing its result the focal length in accordance with direction and amount of movement,
A distance calculating unit for calculating a distance from the Doppler beat signal, wherein the automatic focus control unit controls the focal length to extend a possible range (dynamic range) of the distance measurement.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す模式的ブロック図
である。図において、半導体レーザ1から三角波発生部
21により、周波性変調されたレーザ光がマイケルソン干
渉計型の光学系に導かれる。このレーザ光は、コリメー
タレンズ2で平行光となり、ビームスプリッタ3により
2分割された後、一方は距離l1だけ離れた移動,又は静
止している測定対象物4へ照射され、他方は距離l2でだ
け離れた固定ミラー6へ入射される。測定対象物4から
の散乱光はズームレンズ5で集光され、ビームスプリッ
タ3を透過後固定ミラー6からの反射光と共に、レンズ
7により光電変換素子8の受光面上に重畳され集光され
る。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing one embodiment of the present invention. In the figure, a triangular wave generator is provided from a semiconductor laser 1.
By 21, the frequency-modulated laser light is guided to a Michelson interferometer type optical system. This laser light becomes parallel light by the collimator lens 2 and is split into two by the beam splitter 3, one of which is applied to the moving or stationary measurement object 4 separated by a distance l 1 , and the other is applied to the distance l The light is incident on the fixed mirror 6 separated by 2 . The scattered light from the measurement object 4 is condensed by the zoom lens 5, and after being transmitted through the beam splitter 3, is superimposed and condensed on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 8 by the lens 7 together with the reflected light from the fixed mirror 6. .

この時、光電変換素子8の出力には、第2図の波形図
に示す様なドップラ・ビート信号が表われる。第2図に
示す様に、変調信号である三角波の傾きの大きさが正の
区間T1にて生じるドップラビート信号周波数fd1と負の
区間T2にて生じるドップラビート信号周波数fd2は、測
定対象物の移動方向に応じて異なり、次の各式のように
なる。
At this time, a Doppler beat signal as shown in the waveform diagram of FIG. 2 appears at the output of the photoelectric conversion element 8. As shown in FIG. 2, the Doppler beat signal frequency f d2 generated by the Doppler beat signal frequency f d1 and negative section T 2 the magnitude of the slope of the triangular wave is modulated signal is generated at the positive period T 1 is It differs according to the moving direction of the measuring object, and becomes as in the following equations.

i)Z方向に移動している場合 ii)−Z方向に移動している場合、 iii)静止している場合 fd1=fd2=fb ……(6) ここで、νはレーザ光の中心周波数、△νはレーザ
光の変調幅、νはレーザ光の変調周波数、vは測定対
象物の移動速度、θはZ軸と測定対象物の移動方向の角
度とする。
i) When moving in the Z direction ii) When moving in the -Z direction, iii) When stationary f d1 = f d2 = f b (6) where ν 0 is the center frequency of the laser beam, Δν is the modulation width of the laser beam, ν m is the modulation frequency of the laser beam, v is the moving speed of the measuring object, and θ is the angle between the Z axis and the moving direction of the measuring object.

このドップラビート信号はアンプ9へ入力して増幅さ
れ、その出力はハイパスフィルタ10へ入力され、その変
調波成分を除去した後、周波数測定部11へ入力される。
The Doppler beat signal is input to the amplifier 9 and amplified, and the output is input to the high-pass filter 10. After removing the modulated wave component, the output is input to the frequency measuring unit 11.

この周波数測定部11は、例えば第3図のブロック図の
ような構成とする。第3図において、ハイパスフィルタ
10から出力されたドップラビート信号はカウンタ23へ入
力され、その周期を計数した後、演算部24にて逆数演算
しその周波数に換算する。切換スイッチ25は同期部22か
ら出力される同期信号に従がいバッファ26,27を選択す
るが、区間T1のときバッファ26(a)側に接続され、区
間T2のときバッファ27(b)側に接続される。従って、
バッファ26には区間T1のドップラビート信号fd1が格納
され、バッァ27には区間T2のドップラビート信号fd2
格納されている。
The frequency measuring section 11 has a configuration as shown in the block diagram of FIG. 3, for example. In FIG. 3, a high-pass filter
The Doppler beat signal output from 10 is input to the counter 23, and after counting its period, the operation unit 24 calculates the reciprocal and converts it to its frequency. Changeover switch 25 is to select the従Gai buffer 26 and 27 to the synchronization signal output from the synchronization unit 22 is connected to the buffer 26 (a) side when the section T 1, when the interval T 2 buffer 27 (b) Connected to the side. Therefore,
The buffer 26 stores the Doppler beat signal f d1 interval T 1 is, the Doppler beat signal f d2 interval T 2 is stored in the Ba'a 27.

周波数測定部11にて測定したドップラビート周波数は
距離算出部12、移動速度算出部13、移動方向算出部14へ
出力される。
The Doppler beat frequency measured by the frequency measuring unit 11 is output to the distance calculating unit 12, the moving speed calculating unit 13, and the moving direction calculating unit 14.

距離算出部12は、例えば第4図の様な構成とする。第
4図において、バッファ26にはドップラビート周波数f
d1、バッファ27にはドップラビート周波数fd2が格納さ
れ、ビート周波数算出部28では、これらビート周波数f
d1とfd2の平均値fbを次式から算出する。
The distance calculator 12 has a configuration as shown in FIG. 4, for example. In FIG. 4, the buffer 26 has a Doppler beat frequency f
d1 and the buffer 27 store the Doppler beat frequency f d2 , and the beat frequency calculator 28
The average value f b of d1 and f d2 is calculated from the following equation.

距離換算部29では予め関数記憶部30内に記憶してある
周波数fbと距離l1との関係を表わす関数F(fb)にfb
代入して、距離l1を算出し、バッファ31へ格納する。
The distance conversion unit 29 substitutes f b into a function F (f b ) that represents the relationship between the frequency f b and the distance l 1 stored in advance in the function storage unit 30, calculates the distance l 1 , Store to 31.

移動速度算出部13は、例えば第5図の様な構成とす
る。速度算出部32では次式にバッファ26,27に格納され
たビート周波数fd1,fd2の大小関係を比較し、その結果
から次の様なフラグをフラグバッファ34へ格納する。
The moving speed calculator 13 has a configuration as shown in FIG. 5, for example. The speed calculation unit 32 compares the magnitude relationship between the beat frequencies f d1 and f d2 stored in the buffers 26 and 27 with the following equation, and stores the following flag in the flag buffer 34 based on the result.

i)fd1>fd2の時:フラグ1、 ii)fd1<fd2の時:フラグ−1 iii)fd1=fd2の時:フラグ0 移動量算出部36は、例えば第7図の様な構成とする。
第7図において、積分器37は速度算出部14のバッファ31
に格納されている速度vを一定時間、例えば第8図に示
す区間2Tを積分範囲として積分を行ない、その演算結
果、すなわち区間2Tの間の移動量△lをバッファ31へ出
力する。この際、バッファ31に格納された値は、第8図
に示す制御信号の立上りに同期して更新される。
i) When f d1 > f d2 : Flag 1, ii) When f d1 <f d2 : Flag-1 iii) When f d1 = f d2 : Flag 0 The movement amount calculation unit 36 is, for example, as shown in FIG. Such a configuration is adopted.
In FIG. 7, the integrator 37 is connected to the buffer 31 of the speed calculation unit 14.
Is integrated for a certain period of time, for example, the section 2T shown in FIG. 8 as an integration range, and the calculation result, that is, the movement amount Δl during the section 2T is output to the buffer 31. At this time, the value stored in the buffer 31 is updated in synchronization with the rise of the control signal shown in FIG.

自動焦点制御部15は、ズームレンズ5の焦点距離の変
化方向及びその変化量△fを以下の様にして定め、その
結果に従い、ズームレンズを変化させる。まず、変化方
向は移動方向算出部14のフラグバッファの内容に応じ、
次の如く定める。
The automatic focus control unit 15 determines the direction of change of the focal length of the zoom lens 5 and the amount of change Δf as described below, and changes the zoom lens according to the result. First, the change direction is determined according to the contents of the flag buffer of the movement direction calculation unit 14.
It is determined as follows.

i)フラグ1の時:レンズの焦点距離を長くする ii)フラグ−1の時:レンズの焦点距離を短かくする。i) In the case of the flag 1: the focal length of the lens is lengthened. ii) In the case of the flag -1: the focal length of the lens is shortened.

iii)フラグ0の時:変化させない。iii) When the flag is 0: No change is made.

次に、変化量△fは、移動量算出部36のバッファに格
納された移動量△lの大きさに応じて定める。その際、
例えば、△lと△fの変換テーブルを自動焦点制御部15
内に設け、それを参照して決定してもよい。
Next, the change amount Δf is determined according to the magnitude of the movement amount Δl stored in the buffer of the movement amount calculation unit 36. that time,
For example, the conversion table of △ l and △ f is stored in the automatic focus control unit 15.
And may be determined with reference to it.

なお、測定開始時等、距離が可能な適当な焦点距離が
不明な時は、ズームレンズ5の焦点距離を最大から最小
まで変化させながら、測定対象物4からの信号光パワー
Psigをモニタし、この光パワーPsigが最大になる様に焦
点距離の粗調を行なってもよい。
When an appropriate focal length at which the distance is possible is unknown, such as at the start of measurement, the signal light power from the measurement object 4 is changed while changing the focal length of the zoom lens 5 from the maximum to the minimum.
P sig may be monitored, and the focal length may be roughly adjusted so that the optical power P sig is maximized.

NDフィルタ制御部16は、しゃへい板18の切換により信
号光パワーPsig、参照光パワーPrefを各々モニタし、こ
れらのパワー比Psig/Prefが予め求めた最適値となる様
に、NDフィルタ17の透過率を制御する。この際NDフィル
タ17の表面,裏面における反射光、及び表面,裏面によ
る多重反射光が光電変換素子8の受光面に入射すると、
参照光の光路長が変化するため、正しいビート周波数が
測定できない。この影響を避けるため、NDフィルタ17
を、入射レーザ光に対し斜めに挿入してその反射光が光
電変換素子8の受光面に入射するのを防いでいる。また
表示部19は、測定対象までの距離、移動速度、移動方向
及び移動量などを表示し、又、これらの測定値をインタ
ーフェース部20を介して外部装置へ出力してもよい。
The ND filter control unit 16 monitors the signal light power P sig and the reference light power P ref by switching the shield plate 18, and adjusts the ND filter so that the power ratio P sig / P ref becomes an optimum value obtained in advance. The transmittance of the filter 17 is controlled. At this time, when the reflected light on the front and back surfaces of the ND filter 17 and the multiple reflected light on the front and back surfaces enter the light receiving surface of the photoelectric conversion element 8,
The correct beat frequency cannot be measured because the optical path length of the reference light changes. To avoid this effect, ND filter 17
Is inserted obliquely to the incident laser light to prevent the reflected light from entering the light receiving surface of the photoelectric conversion element 8. The display unit 19 may display the distance to the measurement target, the moving speed, the moving direction, the moving amount, and the like, and may output these measured values to an external device via the interface unit 20.

以上、測定対象物の移動方向と移動量を用いてズーム
レンズの焦点距離を変化させた場合の説明をしたが、移
動方向算出部14と移動量算出部36とを備えずに、距離算
出部13から得る距離のみを用いても同様の機能を得られ
る。
As described above, the case where the focal length of the zoom lens is changed using the moving direction and the moving amount of the measurement object has been described, but the moving direction calculating unit 14 and the moving amount calculating unit 36 are not provided, and the distance calculating unit is not provided. A similar function can be obtained by using only the distance obtained from 13.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、ドップラビート信号か
ら移動、又は静止している測定対象物の移動方向,移動
速度及び移動量を測定し、その結果に従ってズームレン
ズの焦点距離,変化方向,及び変化量を制御することに
より、距離測定のダイナミックレンジを広くとることが
出来るという効果がある。
As described above, the present invention measures a moving direction, a moving speed, and a moving amount of a moving or stationary measuring object from a Doppler beat signal, and according to the measurement result, a focal length, a changing direction, and a changing direction of the zoom lens. By controlling the amount, there is an effect that the dynamic range of the distance measurement can be widened.

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

第1図は本発明の距離測定装置の一実施例の構成を示す
ブロック図、第2図は第1図における変調信号とビート
信号の波形図、第3図は第1図の周波数測定部11の一例
のブロック図、第4図は第1図の距離算出部12の一例の
ブロック図、第5図は第1図の移動速度算出部13の一例
のブロック図、第6図は第1図の移動方向算出部14の一
例のブロック図、第7図は第1図の移動量算出部36の一
例のブロック図、第8図は第1図の同期部22から出力す
る信号の波形図、第9図は従来の距離測定装置の一例の
ブロック図である。 1……半導体レーザ、2……コリメータレンズ、3……
ビームスプリッタ、4……測定対象物、5……ズームレ
ンズ、6……固定ミラー、7……結像レンズ、8……光
電変換素子、9……アンプ、10……ハイパスフィルタ、
11……周波数測定部、12……距離算出部、13……移動速
度算出部、14……移動方向算出部、15……自動焦点制御
部、16……NDフィルタ制御部、17……NDフィルタ、18…
…しゃへい板、19……表示部、20……インターフェー
ス、21……三角波発生部、22……同期部、23……カウン
タ、24……演算部、25……切換スイッチ、26,27,31……
バッファ、28……ビート周波数算出部、29……距離換算
部、30……関数記憶部、32……速度算出部、33……比較
部、34……フラグバッファ、35……固定焦点レンズ、36
……移動量算出部、37……積分器。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a distance measuring device according to the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram of a modulation signal and a beat signal in FIG. 1, and FIG. 3 is a frequency measuring unit 11 in FIG. FIG. 4 is a block diagram of an example of the distance calculation unit 12 of FIG. 1, FIG. 5 is a block diagram of an example of the movement speed calculation unit 13 of FIG. 1, and FIG. FIG. 7 is a block diagram of an example of the movement amount calculation unit 36 of FIG. 1, FIG. 8 is a waveform diagram of a signal output from the synchronization unit 22 of FIG. FIG. 9 is a block diagram of an example of a conventional distance measuring device. 1 ... Semiconductor laser, 2 ... Collimator lens, 3 ...
Beam splitter, 4 ... measurement object, 5 ... zoom lens, 6 ... fixed mirror, 7 ... image forming lens, 8 ... photoelectric conversion element, 9 ... amplifier, 10 ... high-pass filter,
11: frequency measuring unit, 12: distance calculating unit, 13: moving speed calculating unit, 14: moving direction calculating unit, 15: automatic focus control unit, 16: ND filter control unit, 17: ND Filter, 18…
... Shield plate, 19 ... Display, 20 ... Interface, 21 ... Triangle wave generator, 22 ... Synchronizer, 23 ... Counter, 24 ... Calculator, 25 ... Switch, 26,27,31 ......
Buffer, 28: beat frequency calculation unit, 29: distance conversion unit, 30: function storage unit, 32: speed calculation unit, 33: comparison unit, 34: flag buffer, 35: fixed focus lens, 36
…… Moving amount calculator, 37 …… Integrator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大木 永光 東京都港区芝5丁目33番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−89780(JP,A) 「昭和63年電子情報通信学会春季全国 大会講演論文集分冊C−1] (昭63− 3−15) 電子情報通信学会、P.309 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Nagamitsu Oki 5-33-1, Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (56) References JP-A-54-89780 (JP, A) IEICE Spring National Conference Lecture Paper Volume C-1] (63-3-15) IEICE, P. 309

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】コヒーレント光を発生するコヒーレント光
発生器と、このコヒーレント光発生器から出射する光の
周波数を変調する信号発生器と、前記コヒーレント光発
生器から出射した光を2つに分割する光分割手段と、こ
の光分割手段により分割された一方の光を反射させるビ
ーム反射手段と、前記分割された光のうちの他方の光を
被測定物に照射しこの被測定物から生ずる散乱光を集光
する焦点可変レンズと、この焦点可変レンズで集光され
た散乱光と前記ビーム反射手段による反射光とが重畳し
た光を光電変換する光電変換手段と、この光電変換手段
により検出されるドップラビート信号から前記被測定物
の移動方向を算出する移動方向算出手段及び前記被測定
物の移動速度を算出する移動速度算出手段と、この移動
速度算出手段から得る移動速度を積分して移動量を算出
する移動量算出手段と、前記移動方向算出手段および前
記移動量算出手段から算出された前記被測定物の移動方
向および移動量に従い前記焦点可変レンズの焦点距離の
変化方向及び変化量を決定し、その結果前記焦点距離を
変化させる自動焦点制御手段と、前記ドップラビート信
号から距離を算出する距離算出手段とを有し、前記自動
焦点制御手段が前記焦点距離を可変することにより、距
離測定のダイナミックレンジを広げたことを特徴とする
距離測定装置。
1. A coherent light generator for generating coherent light, a signal generator for modulating the frequency of light emitted from the coherent light generator, and light emitted from the coherent light generator divided into two. A light splitting means, a beam reflecting means for reflecting one of the lights split by the light splitting means, and a scattered light emitted from the measured object by irradiating the other of the split lights to the measured object Variable focus lens for collecting light, photoelectric conversion means for photoelectrically converting light in which scattered light collected by the variable focus lens and light reflected by the beam reflecting means are superimposed, and detected by the photoelectric conversion means A moving direction calculating means for calculating a moving direction of the object to be measured from a Doppler beat signal, a moving speed calculating means for calculating a moving speed of the object to be measured, and the moving speed calculating means. Moving amount calculating means for calculating the moving amount by integrating the moving speed, and the focus of the variable focus lens according to the moving direction and moving amount of the object calculated by the moving direction calculating means and the moving amount calculating means. An automatic focus control unit for determining a direction and an amount of change in the distance, and as a result, a distance calculating unit for calculating a distance from the Doppler beat signal; and A distance measuring device characterized by extending the dynamic range of distance measurement by changing the distance.
【請求項2】コヒーレント光を発生するコヒーレント光
発生器と、このコヒーレント光発生器から出射する光の
周波数を変調する信号発生器と、前記コヒーレント光発
生器から出射した光を2つに分割する光分割手段と、こ
の光分割手段により分割された一方の光を反射させるビ
ーム反射手段と、前記分割された光のうちの他方の光を
被測定物に照射しこの被測定物から生ずる散乱光を集光
する焦点可変レンズと、この焦点可変レンズで集光され
た散乱光と前記ビーム反射手段による反射光とが重畳し
た光を光電変換する光電変換手段と、この光電変換手段
により検出されるドップラビート信号から前記被測定物
の移動方向を算出する移動方向算出手段及び前記被測定
物の移動速度を算出する移動速度算出手段と、この移動
速度算出手段から得る移動速度を積分して移動量を算出
する移動量算出手段と、前記ドップラビート信号から距
離を算出する距離算出手段と、この距離算出手段から算
出した距離を用いて前記焦点可変レンズの焦点距離を可
変制御する自動焦点制御手段とを有し、この自動焦点制
御手段が前記焦点距離を可変することにより、距離測定
のダイナミックレンジを広げたことを特徴とする距離測
定装置。
2. A coherent light generator for generating coherent light, a signal generator for modulating the frequency of light emitted from the coherent light generator, and light emitted from the coherent light generator divided into two. A light splitting means, a beam reflecting means for reflecting one of the lights split by the light splitting means, and a scattered light emitted from the measured object by irradiating the other of the split lights to the measured object Variable focus lens for collecting light, photoelectric conversion means for photoelectrically converting light in which scattered light collected by the variable focus lens and light reflected by the beam reflecting means are superimposed, and detected by the photoelectric conversion means A moving direction calculating means for calculating a moving direction of the object to be measured from a Doppler beat signal, a moving speed calculating means for calculating a moving speed of the object to be measured, and the moving speed calculating means. Moving amount calculating means for calculating a moving amount by integrating moving speed, distance calculating means for calculating a distance from the Doppler beat signal, and a focal length of the focus variable lens using the distance calculated from the distance calculating means. And an automatic focus control means for variably controlling the distance, wherein the automatic focus control means changes the focal length, thereby expanding a dynamic range of the distance measurement.
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