JP2853350B2 - レーザ測距装置 - Google Patents
レーザ測距装置Info
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- JP2853350B2 JP2853350B2 JP3038898A JP3889891A JP2853350B2 JP 2853350 B2 JP2853350 B2 JP 2853350B2 JP 3038898 A JP3038898 A JP 3038898A JP 3889891 A JP3889891 A JP 3889891A JP 2853350 B2 JP2853350 B2 JP 2853350B2
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- Japan
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- circuit
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- light
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を利用して距
離の測定を行うレーザ測距装置に係わり、特に比較的短
距離の測定を高精度で行うことができるようにしたレー
ザ測距装置に関する。
離の測定を行うレーザ測距装置に係わり、特に比較的短
距離の測定を高精度で行うことができるようにしたレー
ザ測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光を用いて目標物までの距離を測定する
測距装置には、大きく分けて次の２種類の装置が存在し
ている。すなわち、（ａ）目標地点に配置した鏡等の反
射物に変調した連続光を照射し、戻ってきた光の移相の
変化を検出して、これから目標地点までの距離を算出す
るようにした装置と、（ｂ）パルス光を目標物に当て
て、散乱する光の一部を受光して、光の伝播時間から距
離を距離を算出するようにした装置とがある。
測距装置には、大きく分けて次の２種類の装置が存在し
ている。すなわち、（ａ）目標地点に配置した鏡等の反
射物に変調した連続光を照射し、戻ってきた光の移相の
変化を検出して、これから目標地点までの距離を算出す
るようにした装置と、（ｂ）パルス光を目標物に当て
て、散乱する光の一部を受光して、光の伝播時間から距
離を距離を算出するようにした装置とがある。
【０００３】前者の測距装置では距離を高精度で測定す
ることができる。しかしながら目標地点に鏡等の良く反
射する物を配置する必要があり、数キロメートル先とい
った目標を手軽に測定することはできない。これに対し
て後者の装置では目標地点に鏡等を配置する必要はな
く、手軽に測距を行うことができるという利点がある。
しかしながら、この後者の装置では発生させるパルス光
の持続時間が長いと、距離の測定を高精度に行うことが
困難となる。
ることができる。しかしながら目標地点に鏡等の良く反
射する物を配置する必要があり、数キロメートル先とい
った目標を手軽に測定することはできない。これに対し
て後者の装置では目標地点に鏡等を配置する必要はな
く、手軽に測距を行うことができるという利点がある。
しかしながら、この後者の装置では発生させるパルス光
の持続時間が長いと、距離の測定を高精度に行うことが
困難となる。
【０００４】そこで、後者のタイプの従来の測距装置で
は（イ）精度を向上させるためにパルス光の計測を行う
カウンタ回路のクロック周波数を高くして分解能の向上
を図ったり、（ロ）パルスの持続時間を短くしたり、
（ハ）目標物の反射率の差異等によって受光信号のレベ
ルが変動するようなことがあっても、前記したカウンタ
回路に入力される信号のレベルを一定に保つような制御
を行っていた。
は（イ）精度を向上させるためにパルス光の計測を行う
カウンタ回路のクロック周波数を高くして分解能の向上
を図ったり、（ロ）パルスの持続時間を短くしたり、
（ハ）目標物の反射率の差異等によって受光信号のレベ
ルが変動するようなことがあっても、前記したカウンタ
回路に入力される信号のレベルを一定に保つような制御
を行っていた。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、カウン
タ回路のクロック周波数を高くしたり、パルスの持続時
間を十分短くしたり、あるいは受光信号のレベルを一定
に保つといった方策をとると、回路が複雑化するばかり
でなく、周波数が高くなることに伴って雑音の影響が生
じるといった問題が発生した。後者の問題を解決するた
めには、更に回路装置を複雑化する必要があった。した
がって、携帯用の装置では小型、軽量化の要請からこの
ような方策をとることが困難になるといった問題があっ
た。
タ回路のクロック周波数を高くしたり、パルスの持続時
間を十分短くしたり、あるいは受光信号のレベルを一定
に保つといった方策をとると、回路が複雑化するばかり
でなく、周波数が高くなることに伴って雑音の影響が生
じるといった問題が発生した。後者の問題を解決するた
めには、更に回路装置を複雑化する必要があった。した
がって、携帯用の装置では小型、軽量化の要請からこの
ような方策をとることが困難になるといった問題があっ
た。
【０００６】そこで本発明の目的は、小型、軽量化して
も十分高精度な測定が行えるようにしたレーザ測距装置
を提供することにある。
も十分高精度な測定が行えるようにしたレーザ測距装置
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、レーザ発振器と、このレーザ発振器から出力された
レーザ光を目標物に対して送出すると共に、目標物から
反射されたレーザ光を入力するための送受信光学系と、
この送受信光学系によって入力されたレーザ光を受光す
る受光回路と、レーザ光の送出から受光までの時間をカ
ウントして目標物までの距離データを求めるカウント手
段と、受光したレーザ光のピーク値を保持するためのピ
ークホールド回路と、ピークホールド回路で検出したピ
ーク値と、カウント手段のカウント停止が行われるトリ
ガレベルとを用いて距離データの補正量を算出する演算
回路を備え、この演算回路の算出した補正量によって距
離データを補正する補正手段とをレーザ測距装置に具備
させる。
は、レーザ発振器と、このレーザ発振器から出力された
レーザ光を目標物に対して送出すると共に、目標物から
反射されたレーザ光を入力するための送受信光学系と、
この送受信光学系によって入力されたレーザ光を受光す
る受光回路と、レーザ光の送出から受光までの時間をカ
ウントして目標物までの距離データを求めるカウント手
段と、受光したレーザ光のピーク値を保持するためのピ
ークホールド回路と、ピークホールド回路で検出したピ
ーク値と、カウント手段のカウント停止が行われるトリ
ガレベルとを用いて距離データの補正量を算出する演算
回路を備え、この演算回路の算出した補正量によって距
離データを補正する補正手段とをレーザ測距装置に具備
させる。
【０００８】すなわち本発明では目標物から反射してこ
のレーザ測距装置に受光したレーザ光のピーク値を求め
て、これに応じて距離データを補正することにして、前
記した目的を達成する。
のレーザ測距装置に受光したレーザ光のピーク値を求め
て、これに応じて距離データを補正することにして、前
記した目的を達成する。
【０００９】補正に際しては、受光したレーザ光のピー
ク値Ｐとこのレーザ光に対するカウント手段のカウント
停止が行われるトリガレベルＶとを用いて、カウント手
段のカウントから得られる距離データの補正演算を行う
ようにする。
ク値Ｐとこのレーザ光に対するカウント手段のカウント
停止が行われるトリガレベルＶとを用いて、カウント手
段のカウントから得られる距離データの補正演算を行う
ようにする。
【００１０】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施例におけるレーザ測
距装置の回路構成を表したものである。このレーザ測距
装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器１１を備えて
いる。レーザ発振器１１から出力されたレーザ光は、送
受信光学系１２によってその広がり角を調整されて、目
標物に照射される。
距装置の回路構成を表したものである。このレーザ測距
装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器１１を備えて
いる。レーザ発振器１１から出力されたレーザ光は、送
受信光学系１２によってその広がり角を調整されて、目
標物に照射される。
【００１２】目標物１３に当たったレーザ光は、その一
部が送受信光学系１２によって集光され、受光回路１４
に到達して電気信号に変換される。カウンタ回路１５
は、レーザ発振器１５から送られてくるモニタ信号１６
によってカウントを開始させ、受光回路１４の出力信号
１７によってカウントを終了させる。そして、このカウ
ント値から目標物との間の光の伝播時間を計測する。
部が送受信光学系１２によって集光され、受光回路１４
に到達して電気信号に変換される。カウンタ回路１５
は、レーザ発振器１５から送られてくるモニタ信号１６
によってカウントを開始させ、受光回路１４の出力信号
１７によってカウントを終了させる。そして、このカウ
ント値から目標物との間の光の伝播時間を計測する。
【００１３】このレーザ測距装置にはピークホールド回
路１８が配置されている。ピークホールド回路１８は、
受光回路１４の出力信号１７を分岐してレーザ光の入力
レベルのピーク値をホールドする。このピーク値は、演
算回路２１に送出される。
路１８が配置されている。ピークホールド回路１８は、
受光回路１４の出力信号１７を分岐してレーザ光の入力
レベルのピーク値をホールドする。このピーク値は、演
算回路２１に送出される。
【００１４】演算回路２１はカウンタ回路１５から光の
伝播時間に対応する時間データ２２を受け取り、これを
ピークホールドした値に応じて補正する。そして、この
補正結果を測距データ２３として表示回路２４に送出す
る。表示回路２４は、送受信光学系１２の照準視野の一
部等に測距値を表示する。
伝播時間に対応する時間データ２２を受け取り、これを
ピークホールドした値に応じて補正する。そして、この
補正結果を測距データ２３として表示回路２４に送出す
る。表示回路２４は、送受信光学系１２の照準視野の一
部等に測距値を表示する。
【００１５】図２は、ピークホールド回路によってホー
ルドされたピーク値を基にして時間データの補正を行う
原理を説明するためのものである。この図で入力波形Ａ
は受光回路１４（図１）への入力が大きい場合の一例で
あり、他の入力波形Ｂは受光回路１４への入力が小さい
場合の一例である。
ルドされたピーク値を基にして時間データの補正を行う
原理を説明するためのものである。この図で入力波形Ａ
は受光回路１４（図１）への入力が大きい場合の一例で
あり、他の入力波形Ｂは受光回路１４への入力が小さい
場合の一例である。
【００１６】図１に示したカウンタ回路１５のトリガさ
れるレベルをこの図でＶで表わすことにする。入力波形
について何らの補正も加えないものとする。カウンタ回
路１５のカウント動作がストップするまでの時間は入力
波形ＡについてＴ1 であり、他の入力波形Ｂについては
これよりも長いＴ2 である。このように入力波形の大き
さが異なると、これらの波形のピークとなる時間が同一
であったとしてもカウンタ回路１５のカウントが停止す
る時間が異なってくる。したがって、同一距離からの反
射であっても、目標物１３の反射率の大小によって距離
の測定に誤差を生じさせることになる。
れるレベルをこの図でＶで表わすことにする。入力波形
について何らの補正も加えないものとする。カウンタ回
路１５のカウント動作がストップするまでの時間は入力
波形ＡについてＴ1 であり、他の入力波形Ｂについては
これよりも長いＴ2 である。このように入力波形の大き
さが異なると、これらの波形のピークとなる時間が同一
であったとしてもカウンタ回路１５のカウントが停止す
る時間が異なってくる。したがって、同一距離からの反
射であっても、目標物１３の反射率の大小によって距離
の測定に誤差を生じさせることになる。
【００１７】このため、一般入力波形のピークが常にほ
ぼ等しくなるように入力レベルの増幅率を変化させる等
の手段を講ずる必要がある。したがって、前回計測した
入力レベルを基にして増幅率を決定する等の方策が従来
から考えられている。しかしながら、繰り返しの遅いレ
ーザ光を使用する場合には、前にレーザ光を当てた場合
と今回の場合では目標物１３の状況が変化する場合があ
り、必ずしも適切な方策とは言えない。
ぼ等しくなるように入力レベルの増幅率を変化させる等
の手段を講ずる必要がある。したがって、前回計測した
入力レベルを基にして増幅率を決定する等の方策が従来
から考えられている。しかしながら、繰り返しの遅いレ
ーザ光を使用する場合には、前にレーザ光を当てた場合
と今回の場合では目標物１３の状況が変化する場合があ
り、必ずしも適切な方策とは言えない。
【００１８】ところで、受光した波形について見ると、
反射率やその他の原因によって入力波形Ａ、Ｂのピーク
値Ｐ1 、Ｐ2 に違いが生じることは当然であるが、レー
ザ波形の本来の形は変化していない。すなわち、一例と
して波形のピークの１／２となる所からピークに至るま
での時間ｔは、ピーク値の大小に関わらず一定する。こ
のようにそれぞれの波形内での相対的な関係は変わりが
ない。
反射率やその他の原因によって入力波形Ａ、Ｂのピーク
値Ｐ1 、Ｐ2 に違いが生じることは当然であるが、レー
ザ波形の本来の形は変化していない。すなわち、一例と
して波形のピークの１／２となる所からピークに至るま
での時間ｔは、ピーク値の大小に関わらず一定する。こ
のようにそれぞれの波形内での相対的な関係は変わりが
ない。
【００１９】したがって、波形自体が既知の場合には、
波形のピーク値が分かれば任意の強さの点に至るまでの
時間を算出することが可能である。例えば図２に示した
入力波形が次の（１）式で表わされるものとする。
波形のピーク値が分かれば任意の強さの点に至るまでの
時間を算出することが可能である。例えば図２に示した
入力波形が次の（１）式で表わされるものとする。
【００２０】
【数１】ｙ＝Ｐ×ｅｘｐ（−ｘ2 ） ……（１）
【００２１】ここでｙは入力波形の信号レベルであり、
ｘは時間変化を表わしている。この（１）式から、ｙと
Ｐが既知ならばｘを逆算することができることが分か
る。
ｘは時間変化を表わしている。この（１）式から、ｙと
Ｐが既知ならばｘを逆算することができることが分か
る。
【００２２】今、カウンタ回路１５（図１）のトリガレ
ベルをＶとする。このとき、（１）式は次の（２）式の
ようになる。
ベルをＶとする。このとき、（１）式は次の（２）式の
ようになる。
【００２３】
【数２】Ｖ＝Ｐ×ｅｘｐ（−ｘ2 ） ……（２）
【００２４】（２）式の両辺の対数をとると、入力波形
Ａについては次の（３）式のようになる。
Ａについては次の（３）式のようになる。
【００２５】
【数３】
【００２６】同様に、入力波形Ｂについては次の（４）
式のようになる。
式のようになる。
【００２７】
【数４】
【００２８】このように入力波形が既知であれば、レー
ザ光のスタートから受光した信号がピークに達するまで
の時間Ｔ（図でＴ1 ＋ｘ1 またはＴ2 ＋ｘ2 ）は、「カ
ウント回路１５で計測した時間」に「ピークホールド回
路１８にて求めたピーク値から算出した時間」を加えた
時間となり、受光した波形の大小に関係なく一定とな
る。演算回路２１はこのような演算を行い、入力波形の
大きさに関わらず目標物１３までの距離を測距データ２
３として正しく求めることができる。
ザ光のスタートから受光した信号がピークに達するまで
の時間Ｔ（図でＴ1 ＋ｘ1 またはＴ2 ＋ｘ2 ）は、「カ
ウント回路１５で計測した時間」に「ピークホールド回
路１８にて求めたピーク値から算出した時間」を加えた
時間となり、受光した波形の大小に関係なく一定とな
る。演算回路２１はこのような演算を行い、入力波形の
大きさに関わらず目標物１３までの距離を測距データ２
３として正しく求めることができる。
【００２９】
【発明の効果】このように本発明によれば、パルス状の
レーザ光を用いた測距装置において、目標物から反射さ
れたレーザ光の受光レベルが変動しても、これによる距
離の測定誤差を補正することができる。したがって、入
力信号のピーク値を一定にする等の方策をとる必要がな
い。また、ピークホールド回路で検出したピーク値と、
カウント手段のカウント停止が行われるトリガレベルと
を用いて距離データの補正量を算出し、カウント手段に
よって求められた距離データをこれによって補正するだ
けで目標物までの距離を求めることができるので、補正
が簡単かつ迅速に行われるという効果がある。
レーザ光を用いた測距装置において、目標物から反射さ
れたレーザ光の受光レベルが変動しても、これによる距
離の測定誤差を補正することができる。したがって、入
力信号のピーク値を一定にする等の方策をとる必要がな
い。また、ピークホールド回路で検出したピーク値と、
カウント手段のカウント停止が行われるトリガレベルと
を用いて距離データの補正量を算出し、カウント手段に
よって求められた距離データをこれによって補正するだ
けで目標物までの距離を求めることができるので、補正
が簡単かつ迅速に行われるという効果がある。
【図１】レーザ測距装置を用いた測距システムを示した
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】演算回路による補正の原理を示す説明図であ
る。
る。
１１ レーザ発振器 １２ 送受信光学系 １３ 目標物 １５ カウント回路 １８ ピークホールド回路 ２１ 演算回路 Ｐ ピーク値 Ｖ カウンタ回路のトリガレベル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ発振器と、 このレーザ発振器から出力されたレーザ光を目標物に対
して送出すると共に、 目標物から反射されたレーザ光を入力するための送受信
光学系と、 この送受信光学系によって入力されたレーザ光を受光す
る受光回路と、 レーザ光の送出から受光までの時間をカウントして目標
物までの距離データを求めるカウント手段と、 受光したレーザ光のピーク値を保持するためのピークホ
ールド回路と、 ピークホールド回路で検出したピーク値と、前記カウン
ト手段のカウント停止が行われるトリガレベルとを用い
て前記距離データの補正量を算出する演算回路を備え、
この演算回路の算出した補正量によって前記距離データ
を補正する補正手段とを具備することを特徴とするレー
ザ測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038898A JP2853350B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | レーザ測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038898A JP2853350B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | レーザ測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04339289A JPH04339289A (ja) | 1992-11-26 |
| JP2853350B2 true JP2853350B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=12538022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3038898A Expired - Lifetime JP2853350B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | レーザ測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2853350B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2592316Y2 (ja) * | 1992-04-17 | 1999-03-17 | 株式会社ニコン | 距離測定装置 |
| JP4334678B2 (ja) * | 1999-06-08 | 2009-09-30 | 三菱電機株式会社 | 距離測定装置 |
| JP2006105605A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Sunx Ltd | 距離センサ |
| CN105467396B (zh) * | 2014-09-10 | 2018-02-27 | 河南平原光电有限公司 | 一种脉冲激光测距控制系统及测距运算方法 |
| WO2022113438A1 (ja) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | 北陽電機株式会社 | 光測距装置および光測距方法 |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP3038898A patent/JP2853350B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04339289A (ja) | 1992-11-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041209 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Effective date: 20060208 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060720 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060801 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060928 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061226 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070703 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |