JP2914209B2 - パルス検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパルス検出回路、特に一
定の繰り返し周期でコード化されたパルスレーザ光を利
用する非同期型のレーザ送受信機等において、受信信号
から所望のパルス列を検出し、直流変換するパルス検出
回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】非同期型のパルスレーザ等の送受信機に
おいては、自己の送信パルス信号をその周期（送信パル
ス間隔）をコード（キー又は暗号）として識別できるよ
うにしており、受信側においてはその周期（パルス間
隔）の受信レーザ光のみを検出して目標物の情報を検出
していた。

【０００３】このようなシステムにおいてはレーザ受信
機で得られる受信波形には目標からの反射光以外に大気
中の水分や塵等の微小散乱体等により生ずるバックスキ
ャッタ光が含まれることがあり、自システムの送信機か
ら送信したレーザ反射光のみの検出を確実に行うことが
不可欠である。このようにレーザ反射光の受信信号から
所望のパルス列を検出し、処理する従来のパルス検出処
理回路のブロック図を図４に、その動作波形図を図５に
示す。

【０００４】図４においてパルス検出処理回路は、コー
ド判定回路６と信号処理回路７から構成されている。入
力端子１には目標反射光パルスにバックスキャッタ光パ
ルスが混入した図５の受信波形１が入力される。コード
判定回路６は、受信パルスを遅延し一定幅のゲートパル
スを発生する遅延回路とその出力で閉じるスイッチＳか
らなる。遅延回路の遅延量は、外部から与えられるとこ
ろの送信レーザ光の周期を指定するコード指定（信号）
８により設定される。このため、遅延回路は図５の波形
１４に示すように受信波形１より時間Ｔｏ（コード指定
時間）遅延したゲートパルスを発生しスイッチＳ３を開
閉する。

【０００５】波形１，１４の時間関係から分かるように
スイッチＳ３を介し、コード判定回路６から出力される
受信パルスには、目標反射光パルスに加えバックスキャ
ッタ光パルスも混入する（受信波形１がそのまま出力さ
れる）。信号処理回路７ではこの受信波形１のパルス信
号が増幅され、更にそのパルス波形がその振幅値に対応
した電圧値に変換されて、例えば距離情報を表す直流出
力１５として送出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のパルスレーザ送
受信機等に用いられるパルス検出処理回路では、入力パ
ルス信号列から所定の間隔のパルス信号のみを確実に検
出することができなかった。特に、本来のパルス信号の
近傍に同一間隔の他のパルスが出現するパルス信号列か
らそのパルスを確実に除去することは原理上不可能であ
った。

【０００７】このため、レーザ送受信機等、信号波を送
受信するシステムにおいて適用した場合は、目標物から
の反射光信号に加えて大気中の微小散乱体からのバック
スキャッタ光信号等の不要パルスを確実に除去すること
ができず正確な目標情報が得られないという問題があっ
た。特に、バックスキャッタ光信号等の不要パルスは送
信機と受信機の設置距離が近いほど大きなパルスとして
受信されその影響が大きく生じるため、運用上パルスレ
ーザ送信機と受信機の設置距離に制約を受けるという問
題があった。

【０００８】本発明の目的は、ノイズパルス等不要パル
スを含む受信信号から所望周期のパルス信号を検出する
ことができるパルス検出回路を提供することにある。

【０００９】また本発明の他の目的は、バックスキャッ
タ光パルス信号等が混入した受信信号から該パルス信号
を除去した後、受信信号を直流電圧に変換するパルス検
出回路を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、受信パルス信号を入力とし２個のパルス信号
を基に、そのパルス信号の間隔がパルス幅となるパルス
信号を発生するフリップフロップ回路と、前記フリップ
フロップ回路の出力を入力としその後端から一定幅のパ
ルス幅を発生させる単安定マルチバイブレータと、前記
フリップフロップ回路の出力を入力とし所定時間幅に対
する大小を判定するパルス幅判定回路と、前記受信パル
ス信号及び前記単安定マルチバイブレータの出力を入力
とし前記パルス幅判定回路の判定出力に応じて一方を出
力する切替回路と、前記切替回路の出力に接続されたス
イッチ及び遅延回路とから成り前記遅延回路の出力に応
じて前記スイッチの開閉を制御するコード判定回路と、
前記コード判定回路のスイッチの出力により前記受信パ
ルス信号を抽出してパルス検出する信号処理回路を有し
ている。

【００１１】

【００１２】

【実施例】次に、本発明の一実施例のパルス検出回路に
ついて図面を参照して説明する。

【００１３】図１は本発明をレーザ送受信機に適用した
一実施例のブロック図であり、図２は図１のパルス幅判
定回路のブロック図の一例であり、更に図３は前記ブロ
ック図の動作波形図である。本実施例の図１の構成は、
波形整形回路２、波形変換用のフリップフロップ回路
３、一定幅のパルス発生用の単安定マルチバイブレータ
４、パルス幅判定回路５、切替回路を構成するスイッチ
Ｓ１、及びスイッチＳ２から構成されている。

【００１４】また、パルス幅判定回路５は図２に示すよ
うにコード指定データに関連する時間データ（Ｔ１）を
記憶するレジスタ（記憶回路）１６、パルス幅を計測す
るカウンタ１７、ディジタル比較器１８等から構成され
ている。

【００１５】次に、実施例の動作を説明する。受信波形
１には目標からの反射光以外に前述のようなバックスキ
ャッタ光等の受信パルスに先立つ不要パルスが混入して
いる。まず、受信波形１は波形整形回路２で一定幅のパ
ルス信号９に波形整形され、スイッチＳ２とフリップフ
ロップ回路３に出力される。フリップフロップ回路３に
入力された前記パルス信号９はその立ち上がりでフリッ
プフロップ回路３をトリガし、２個のパルスがその間隔
の幅を持つ単一パルスに変換されパルス信号１０とな
る。パルス信号１０は単安定マルチバイブレータ４に入
力され、パルス信号１０のパルスの後縁から一定幅のパ
ルスが発生されパルス信号１１となり、スイッチＳ１に
入力される。

【００１６】一方、フリップフロップ回路３の出力のパ
ルス信号１０はパルス幅判定回路５に入力される。パル
ス幅判定回路５は、単一パルスに変換されたパルス信号
１０のパルス幅を一定時間間隔と比較する機能を有する
回路であり、例えば図２に示すように構成される。レジ
スタ１６はパルスレーザ送信機の送信パルスのコードと
なる間隔Ｔｏに対応する設定時間間隔Ｔ１のデータ等が
記憶される。Ｔ１はＴｏより小さい値とする。例えば、
Ｔｏの数分の１程度が好適である。カウンタ１７はパル
ス信号１０のパルス幅の期間クロックを計数する。比較
器１８はレジスタ１６のデータとカウンタ１７の計数値
とを比較する。

【００１７】パルス幅判定回路５の各回路動作は、パル
ス信号１０の各パルス毎に比較器１８が、カウンタ１７
で計数したパルス幅の計数値Ｔ２をレジスタに記憶され
た設定値Ｔ１と比較し、比較結果に応じて連続した出力
１２，１３を出力する。即ち、実質上、受信信号１（パ
ルス信号９）の２個のパルスの間隔が時間Ｔ１より大き
いか小さいかを判定する。出力１２，１３は、スイッチ
Ｓ１又はスイッチＳ２のいずれかを閉じる働きをしてい
る。

【００１８】この結果、２個のパルスの間隔Ｔ２が判定
時間Ｔ１より小さい場合は、出力１２がハイレベルとな
りスイッチＳ１を閉じコード判定回路側にパルス信号１
１を送出する。また、２個のパルスの間隔Ｔ２が判定時
間Ｔ１より大きい場合は、出力１３がハイレベルとなり
スイッチＳ２を閉じコード判定回路側にパルス信号９を
送出する。このようにして、スイッチＳ１，Ｓ２からな
る切替回路の出力パルス信号はパルス信号９のバックス
キャッタ光パルスに対応した不要パルスを除いたパルス
列１４となる。

【００１９】次に、スイッチＳ１，Ｓ２からなる切替回
路の出力１４は、必要により更に従来例と同様のコード
判定回路６に印加される。コード判定回路６では遅延回
路によりコード指定８により設定された遅延時間（Ｔ
ｏ）のゲートパルスが発生され、該パルスによりスイッ
チＳ３でゲートされた出力（相関出力）が発生され、パ
ルス繰り返し周期（Ｔｏ）のパルス信号１４′のみが信
号処理部７に出力される。信号処理部７では前記出力を
ゲート信号として目標反射光パルスのみに応じた直流電
圧１５を出力する。目標反射光パルスの振幅は、目標と
受信機との間の距離等に対応するから直流電圧から目標
までの距離情報等が得られる。

【００２０】なお、上述の一実施例において、フリップ
フロップ回路３に代えて各種の双安定回路、２つのパル
スに基づき所定電圧を保持記憶できる記憶素子等の利用
が可能であり、また、単安定マルチバイブレータ４に代
えて各種の単安定回路、微分回路等の利用が可能である
ことは明らかである。更に、パルス幅判定回路５として
カウンタを用いた一例を示したが、この構成に限られる
ものではなく、遅延時間をコード指定により、設定可能
な遅延手段を用い信号１０とその遅延信号とを論理
（積）操作を行い、前記遅延時間と入力パルス幅との大
小の比較判定を行う等の各種の回路が利用できることも
明らかである。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のパルス検出
回路は、入力パルス信号列から所定の間隔のパルス信号
を識別しそのパルス列のみを確実に抽出することを可能
にするものである。特に、本来のパルスの直前に同一周
期の他のパルスが出現するパルス信号列でも不要パルス
を確実に除去できるという点で有用である。本発明をレ
ーザ送受信機等、信号波を送受信するシステムに利用す
ることにより、バックスキャッタ光パルス等を含む受信
信号から自己のシステムのパルス信号のみを検出でき、
目標の情報の正確な検出を実現することができる。特
に、レーザ送信側と受信側との設置距離（位置）に制約
が無くなり、目標物等の計測用レーザ送受信機等の運用
の柔軟性が高まるという点で効果が頗る大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】パルス幅判定回路の一例を示すブロック図であ
る。

【図３】実施例の動作を示す波形図である。

【図４】従来技術のブロック図である。

【図５】従来技術の動作を示す波形図である。

【符号の説明】

１ 入力端子（受信波形） ２ 波形整形回路 ３ フリップフロップ回路 ４ 単安定マルチバイブレータ ５ パルス幅判定回路 ６ コード判定回路 ７ 信号処理回路 ８ コード指定 １６ レジスタ（記憶回路） １７ カウンタ １８ ディジタル比較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 1/00 - 17/95 H03K 5/00 - 5/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信パルス信号を入力としそのなかの２
   個のパルスを基に前記２個のパルスの間隔がパルス幅と
   なるパルス信号を発生するフリップフロップ回路と、前
   記フリップフロップ回路の出力を入力としその後端から
   一定幅のパルス幅を発生させる単安定マルチバイブレー
   タと、前記フリップフロップ回路の出力を入力としこれ
   と所定時間幅との長短関係を判定するパルス幅判定回路
   と、前記受信パルス信号及び前記単安定マルチバイブレ
   ータの出力を入力とし前記パルス幅判定回路の判定出力
   に応じて一方を出力する切替回路と、前記切替回路の出
   力に接続された遅延回路と、前記遅延回路の出力に応じ
   て前記切替回路の出力を開閉するスイッチと、前記スイ
   ッチの出力に基づき前記受信パルス信号のパルスを検出
   する信号処理回路とを有することを特徴とするパルス検
   出回路。
2. 【請求項２】 受信パルス信号中の２個のパルス信号を
   基に間隔が前記２個のパルス間隔となるパルス信号を発
   生するフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ
   回路の出力を入力としその後端から一定幅のパルス幅を
   発生させる単安定マルチバイブレータと、前記フリップ
   フロップ回路の出力を入力とし所定時間幅に対する大小
   を判定するパルス幅判定回路と、前記受信パルス信号及
   び前記単安定マルチバイブレータの出力を入力とし前記
   パルス幅判定回路の判定出力に応じて一方を出力する切
   替回路と、前記切替回路の出力に接続されたスイッチ及
   び遅延回路とから成り前記遅延回路の出力に応じて前記
   スイッチの開閉を制御するコード判定回路と、前記コー
   ド判定回路のスイッチ出力のタイミングで前記受信パル
   ス信のパルスを検出する信号処理回路とを有することを
   特徴とするパルス検出回路。
3. 【請求項３】 前記信号処理回路は受信パルス信号を直
   流に変換するもので、前記スイッチの出力により抽出さ
   れた前記受信パルス信号を前記信号処理回路で直流に変
   換することを特徴とする請求項１又は２記載のパルス検
   出回路。