JP3140927B2 - 距離測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、送光した光が物体に
反射して戻ってくるまでの伝播遅延時間に基づき物体ま
での距離を測定する距離測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置では、赤外光を利用
して物体までの距離を測距できるように構成されてい
る。この赤外光は通常１５０ｍ先の物体を測距できる程
度の強度を持っており、これは直接人体の目に入射した
場合、悪影響を与えるのに充分な強度である。従って、
従来のこの種の装置では、例えば実開昭６０−１６１８
８３号公報に記載のもののように、人が車両前部に取り
付けられた距離測定装置をのぞき込めるような状態、即
ち自車両の車速が所定速度以下のときは距離測定装置の
電源を遮断して赤外光の送光を中止するようにしてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、該公報
の装置は、距離測定装置全体の電源を遮断していたの
で、次の測距動作時に遅れが生じていた。即ち、所定車
速以上になると距離測定装置の電源を投入して測距を開
始するが、その際、マイクロコンピュータの初期化処
理、スキャン式の距離測定装置の場合は零点への初期化
処理が必要となりこれらには２〜３秒を要する。車両は
この期間も走行しているが、この期間は上記理由により
距離測定装置が働かず危険であった。

【０００４】また、所定車速以下か否かにより距離測定
装置の電源を遮断あるいは投入しているため、市街地の
走行中では頻繁に電源の遮断あるいは投入が行われる。
電源の投入時にはラッシュ電流（突入電流）という数Ａ
にも及ぶ過大電流が一瞬流れる。従って、該公報の距離
測定装置は、市街地走行時において過大電流が頻繁に流
れることになり、装置全体にヒートショックが与えられ
る。これは特に半田に悪影響を与え、装置の信頼性を著
しく低下させていた。

【０００５】また、従来、この種の装置は、測距動作を
行わないときは疑似信号を発生し、この疑似信号に基づ
いて測距を行い、その結果が予め定められた値と等しい
か否かにより装置の故障を検出する自己診断動作を行っ
ている。しかしながら、該公報の装置は、測距動作を行
わないときには装置全体の電源を遮断してしまうので上
記のような自己診断を行うことができなかった。従っ
て、装置を動作させてみるまでは故障が検出できず、し
かも故障検出処理が行われるまでは異常な距離情報が与
えられ続けることになり非常に危険であった。

【０００６】この発明は、上記問題点を解決するために
為されたものであって、測距動作を行わないときには赤
外光の送光を中止して安全を図ると共に、動作遅れやヒ
ートショックなどが生じることのない信頼性の高い距離
測定装置を得ることを目的としている。

【０００７】また、この発明は、信頼性の高い距離測定
装置を得ると共に、かつその構成が簡単な距離測定装置
を得ることを目的としている。

【０００８】また、この発明は、信頼性の高い距離測定
装置を得ると共に、故障の恐れの少ない距離測定装置を
得ることを目的としている。

【０００９】また、この発明は、信頼性の高い距離測定
装置を得ると共に、大きなヒートショックが生じない距
離測定装置を得ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る距離測定
装置は、送光用電源の電力供給経路中に配設され電力の
供給を制御する電力供給制御手段と、測距手段の測距動
作を制御すると共に、測距動作を停止させる際電力供給
制御手段により電力の供給を停止させる測距制御手段
と、少なくとも測距手段と測距制御手段に電力を供給す
る制御用電源とを備えたものである。

【００１１】また、この発明に係る距離測定装置は、測
距制御手段からの信号に基づき回路を開放する開閉手段
で電力供給制御手段を構成したものである。

【００１２】また、この発明に係る距離測定装置は、送
光用電源から出力される電流値を検出する電流検出手段
を備えたものである。

【００１３】また、この発明に係る距離測定装置は、送
光用電源の電力供給時の電流値を制御用電源に比し小さ
くしたものである。

【００１４】

【作用】この発明に係る距離測定装置は、測距動作を停
止させる際、電力供給制御手段により送光用電源からの
電力供給を停止する。

【００１５】また、この発明に係る距離測定装置は、測
距制御手段からの信号に基づき送光用電源の電力供給経
路中に配設された開閉手段の回路を開放する。

【００１６】また、この発明に係る距離測定装置は、送
光用電源から出力される電流値が所定値以下の時開閉手
段の回路を開放する。

【００１７】また、この発明に係る距離測定装置は、測
距動作を停止させる際、制御用電源よりも電流値が小さ
い送光用電源の電力供給を停止する。

【００１８】

【実施例】

実施例１．図１に実施例１の構成をブロック図で示す。
図１の距離測定装置は例えば車両の前部に装着されるも
のであって、自車両の前方に位置する物体までの距離を
測定するものである。図１において、Ａは制御側を示
し、Ｂはセンサ側を示している。距離測定装置として
は、制御側Ａとセンサ側Ｂとを別体にしたもの、あるい
は一体にしたものの両方の型式がある。１は赤外光を発
生するための電力を供給する送光用電源、２は送光用電
源１の電力供給経路中に配設された開閉手段であるスイ
ッチ、３はスイッチ２を介して送光用電源１からの電力
を受け赤外光を発生し送光する送光手段、４は測距すべ
き物体、５は物体４により反射された送光手段３からの
赤外光を受光する受光手段、６は送光手段３が赤外光を
送光してから受光手段５がその反射光を受光するまでの
伝播遅延時間を測定すると共にこの伝播遅延時間に基づ
き物体４までの距離を測定する測距手段、７は測距手段
６の測距動作を制御すると共にスイッチ２を制御する測
距制御手段、８は受光手段５、測距手段６及び測距制御
手段７に制御用の電力を供給する制御用電源である。な
お、スイッチ２は、電力供給制御手段を構成している。

【００１９】測距動作を行う場合、測距制御手段７は測
距手段６に測距動作を許可する信号を出力すると共に、
スイッチ２の接点を閉成すべく、スイッチ２に閉成信号
を与える。スイッチ２はこの閉成信号を受けて接点を閉
成する。これにより送光用電源１からの電力が送光手段
３の供給されるようになり測距動作が可能になる。

【００２０】図２に送光手段３の内部回路の概略図を示
す。図において、ａはスイッチ２を介して供給される電
力を受ける端子、３０１は一端が端子ａに接続された抵
抗で、この抵抗３０１の他端は発光素子としてのレーザ
ーダイオード３０２のアノードとコンデンサ３０３の一
端とに接続されている。レーザーダイオード３０２のカ
ソードはスイッチング手段としてのサイリスタ３０４の
アノードに接続されている。サイリスタ３０４のゲート
は端子ｂに接続されており、測距手段６からの送光信号
により導通する。サイリスタ３０４のカソードはコンデ
ンサ３０３の他端と接続されており、これらは端子ｃを
介してアースに接続されている。なお、スイッチング手
段としてはサイリスタに限らず、リレー、トランジスタ
などでもよい。

【００２１】スイッチ２の接点が閉成されると、送光手
段３に送光用の電力が供給され始める。抵抗３０１は、
スイッチ２の接点の閉成時に生じるラッシュ電流を抑制
する。コンデンサ３０３は抵抗３０１を介して電流が供
給されその電力を蓄積する。このときサイリスタ３０４
は、ゲートに送光信号が与えられていないので非導通で
ある。従って、レーザーダイオード３０２には電流が流
れておらず赤外光も発生していない。測距手段６は測距
制御手段７からの測距動作を許可する信号を受けると、
所定のタイミング毎に送光信号を送光手段３に与える。
この送光信号は送光手段の端子ｂを介してサイリスタ３
０４のゲートに与えられ、サイリスタ３０４を導通させ
る。サイリスタ３０４が導通するとコンデンサ３０３に
蓄積された電荷はレーザーダイオード３０２、サイリス
タ３０４、再度コンデンサ３０３の反対側の端子の経路
で瞬時に放電され、電荷の一部がレーザダイオード３０
２によって光エネルギーに変換され消費される。レーザ
ーダイオード３０２はこの電流の強度に応じた赤外光を
発生し、図示しない照射手段により発生した赤外光を所
定の方向へ照射する。

【００２２】この赤外光は、物体４により反射されその
一部が受光手段５に入射する。受光手段５は、測距手段
６に受光信号を出力して赤外光を受光したことを知らせ
る。測距手段６は、送光信号を送光手段３に出力してか
ら受光手段５からの受光信号を受けるまでの時間を、赤
外光が物体４を往復するのに要した時間、即ち伝播遅延
時間であるとみなしてこれに基づき自車両と物体４との
距離を測定する。この測距手段６で得られた距離情報は
図示しない出力端子を介して距離測定装置外部に出力さ
れ、他の情報、例えば車速センサの情報等と共に車両の
周辺監視システムに入力され、運転者に警報を発する等
の種々の制御に用いられる。

【００２３】測距制御手段７には、図示しない入力端子
を介して図示しない車速センサからの車速情報が入力さ
れている。測距制御手段７は、人が車両の前部に取り付
けた距離測定装置をのぞき込む可能性のあるような速
度、例えば１５Ｋｍ／ｈ以下になると測距動作を行うの
は危険であると判断して、測距動作を禁止する信号を測
距手段６に与えると共に、スイッチ２に接点を開放すべ
くスイッチ２に開放信号を与える。測距手段６は、測距
動作を禁止する信号を受けると送光手段３への送光信号
を停止すると共に、物体４との距離を測定する動作をも
停止する。ここで、物体４との距離を測定する動作をも
禁止する理由は、測距動作停止時に異常な距離情報が上
述の図示しない出力端子を介して車両の周辺監視システ
ムに与えられないようにするためである。また、測距手
段６は、測距動作を禁止する信号を受けると測距動作を
停止すると共に、自己診断を開始する。この自己診断
は、予め定められた疑似信号、即ち疑似送光信号と、疑
似送光信号を発生してから所定時間後に疑似受光信号を
発生し、この２つの疑似信号に基づいて測距を行い、そ
の結果が予め定められた値と等しいか否かにより装置の
故障を検出するものである。

【００２４】一方、スイッチ２は距離制御手段７からの
開放信号に基づき接点を開放する。これにより、送光手
段３のコンデンサ３０３には電荷が蓄積されなくなる。
従って、仮に、送光手段３あるいは測距手段６に故障が
生じたとしても確実に赤外光の発生を禁止することがで
きる。

【００２５】なお、実施例１では、開閉手段としてスイ
ッチを使用したが例えばリレーなどを使用しても良い。

【００２６】また、スイッチ２の接点を開放する際に、
アーク電流を生じて接点を溶着させる恐れがある。これ
に対応するには、スイッチ２に電流があまり流れていな
いタイミング、即ち送光用電源１からの出力電流の値が
所定値以下であるときを見計らって開放信号を与えるよ
うにすればよい。この所定値は、例えばアーク電流を生
じない程度の値に設定される。なお、上記タイミングの
検出方法としては、第１には送光用電源１から出力され
ている電流値を直接検出する方法があり例えば、送光用
電源１の電力供給経路の電流を検出する電流センサを取
り付けるなどが挙げられる。また、第２には送光用電源
１から出力されている電流値を間接的に検出する方法が
あり例えば、コンデンサ３０３の両端電圧を検出する
（両端電圧が充分高ければコンデンサ３０３には電流が
ほとんど流入していない）、測距手段が送光信号を出力
してからの経過時間を検出する（送光信号の出力直後は
大きな電流が流れており、逆に、時間が充分経過してい
ると電流はほとんど流れていない）などが挙げられる。
電流検出の方法は一般的に良く知られたものであり、上
述のものの他に、その他、如何様な手段によって行って
も良い。なお、上述の電流を検出するための構成は電流
検出手段を構成する。

【００２７】また、実施例１では、送光用電源１は送光
手段３のみに電力を供給するようにしているが、受光手
段５の電力供給を制御用電源８の代わりに送光用電源１
から供給するようにして、スイッチ２の開放時に送光手
段３と受光手段５の両方の電力供給を停止するようにし
ても良い。

【００２８】よって、実施例１によれば、送光手段３あ
るいは測距手段６が故障した場合であっても確実に赤外
光の発生を停止して安全を図ることができる。

【００２９】また、実施例１では、制御用電源８は遮断
せず、送光用電源１のみを遮断している。従って、測距
動作の停止時に自己診断を行うので装置の故障により誤
った距離情報を出力することがない。

【００３０】また、制御用電源８が投入されたままにな
っているので、測距動作の開始毎にマイクロコンピュー
タ等の初期化処理を行う必要がないので、速やかに測距
動作を行うことができる。

【００３１】また、制御用電源８は電源安定のための大
容量のコンデンサなどを有しているが、送光用電源１は
比較的に小容量（０．０１μＦ）のコンデンサ３０３し
か有していない。しかも送光手段３は、ラッシュ電流を
抑制する抵抗３０１を有している。従って、制御用電源
８を遮断してしまうとその再投入時には大容量のコンデ
ンサを充電すべく数Ａものラッシュ電流が流れ半田等に
ヒートショックを与えるが、実施例１では送光用電源１
のみを遮断しているのでその再投入時には数１０ｍＡ程
度のラッシュ電流しか流れない。さらに、このラッシュ
電流は抵抗３０１により所定値以下に制限されているの
で半田等にヒートショックを与えるという心配がほとん
どない。

【００３２】実施例２．図３に実施例２に使用する開閉
手段の構成を示す。図３に示すトランジスタ回路２００
は電力供給制御手段であって、図１のスイッチ２に代え
て用いられるものである。図３において、２０１、２０
２は半導体素子であるトランジスタ、２０３乃至２０６
は抵抗、ｄは送光用電源１からの電力を受ける端子、ｅ
は送光用電源１からの電力を送光手段３に出力する端
子、ｆは測距制御手段７からの閉成信号あるいは開放信
号を受ける端子、ｇはアースと接続される端子である。

【００３３】測距制御手段７から閉成信号は端子ｆを介
して”Ｈ”レベルの信号で与えられる。この信号は抵抗
２０４を介してトランジスタ２０２のベースに入力され
トランジスタ２０２が導通する。トランジスタ２０２が
導通するとトランジスタ２０１のベースが引き込まれて
トランジスタ２０１が導通する。トランジスタ２０１が
導通すると送光用電源１からの電流が、端子ｄ、トラン
ジスタ２０１のエミッタ、トランジスタ２０１のコレク
タ、端子ｅを介して送光手段３に流入する。

【００３４】また、車速が１５Ｋｍ／ｈ以下となり測距
動作を停止する場合には、測距制御手段７から開放信号
が端子ｆを介して”Ｌ”レベルの信号で与えられる。こ
の開放信号は、抵抗２０４を介してトランジスタ２０２
のベースに与えられ、トランジスタ２０２を非導通とす
る。トランジスタ２０２が非導通になるとトランジスタ
２０１も非導通となり、送光用電源１からの電流を遮断
する。

【００３５】従って、実施例２によれば、実施例１のよ
うに接点を有しないので接点の溶着という問題点が生じ
なくなる。

【００３６】また、簡単なトランジスタ回路により開閉
手段を構成することができるので、安価でかつ小型化を
図ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明の距離測定装置
によれば、送光用電源と送光用電源の電力供給経路中に
配設され電力の供給を制御する電力供給制御手段とを備
えたので、送光手段あるいは測距手段が故障した場合で
あっても確実に赤外光の発生を停止して安全を図ること
ができる。また、測距動作停止時であっても制御用電源
が投入されたままになっているので、測距動作を速やか
に再開させることができると共に、ラッシュ電流による
ヒートショックを防止することができる。

【００３８】また、この発明の距離測定装置によれば、
電力供給制御手段を開閉手段により簡単に構成すること
ができる。

【００３９】また、この発明の距離測定装置によれば、
送光用電源から出力される電流値が所定値以下の時に開
閉手段の回路を開放するので、故障の恐れが少ない。

【００４０】また、この発明の距離測定装置によれば、
出力する電流値が制御用電源よりも小さい送光用電源の
電力供給を断続するようにしたので、ヒートショックを
抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１の構成を示すブロック図
である。

【図２】 この発明の距離測定装置の送光手段を示す回
路図である。

【図３】 この発明の実施例２に用いる開閉手段の回路
図である。

【符号の説明】

１：送光用電源、２：スイッチ、３：送光手段、４：物
体、５：受光手段、６：測距手段、７：測距制御手段、
８：制御用電源、

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を発生するための電力を供給する送光
   用電源と、 この送光用電源の電力供給経路中に配設され前記電力の
   供給を制御する電力供給制御手段と、 この電力供給制御手段を介して供給される電力に基づき
   前記光を発生し送光する送光手段と、 前記光が物体に反射した反射光を受光する受光手段と、 前記光の送光から前記反射光の受光までの伝播遅延時間
   を測定すると共に、この伝播遅延時間に基づき前記物体
   までの距離を測定する測距手段と、 この測距手段の測距動作を制御すると共に、前記測距動
   作を停止させる際前記電力供給制御手段により前記電力
   の供給を停止させる測距制御手段と、 前記測距動作を停止させる際にも前記測距手段と前記測
   距制御手段に電力を供給する制御用電源とを備えたこと
   を特徴とする距離測定装置。
2. 【請求項２】 電力供給制御手段は、測距制御手段から
   の信号に基づき回路を開放する開閉手段であることを特
   徴とする請求項１に記載の距離測定装置。
3. 【請求項３】 送光用電源から出力される電流値を検出
   する電流検出手段を備え、前記電流値が所定値以下の時
   開閉手段の回路を開放することを特徴とする請求項２に
   記載の距離測定装置。
4. 【請求項４】 送光用電源は制御用電源に比し電力供給
   時の電流値が小さいことを特徴とする請求項１に記載の
   距離測定装置。