JP3151650B2 - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、発光素子からの出射
パルス光の発射タイミングと受光素子での受光パルス光
の受光タイミングとの時間差に基づいて対象物までの距
離を測定する距離測定装置に関するものである。
パルス光の発射タイミングと受光素子での受光パルス光
の受光タイミングとの時間差に基づいて対象物までの距
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】従来より、この種の距離測定装置とし
て、半導体レーザを用いた車両前方監視装置が提案され
ている。この装置では、車両の前方からパルス光を出射
して先行車両の後部あるいは後部リフレクタで反射さ
せ、この反射して戻ってくるパルス光を受光し、出射パ
ルス光（放射ビーム光）の発射タイミングと受光パルス
光（受信ビーム光）の受光タイミングとの時間差から自
車両と先行車両との距離を測定し、この測定した距離が
所定の安全車間距離より小さくなったときに警報を出
す。
て、半導体レーザを用いた車両前方監視装置が提案され
ている。この装置では、車両の前方からパルス光を出射
して先行車両の後部あるいは後部リフレクタで反射さ
せ、この反射して戻ってくるパルス光を受光し、出射パ
ルス光（放射ビーム光）の発射タイミングと受光パルス
光（受信ビーム光）の受光タイミングとの時間差から自
車両と先行車両との距離を測定し、この測定した距離が
所定の安全車間距離より小さくなったときに警報を出
す。
【０００３】この車両前方監視装置において、放射ビー
ム光は車両の前方に真っ直ぐ向かう１本のビーム形状に
形成されるが、その放射ビーム光の路面に対する水平方
向への拡がり角φt1は（図４参照）、通常、その放射ビ
ーム光が最大検知距離Ｒmax（例えば、７０ｍ）で一車
線幅Ｗになるように設定される。この場合、図５に示す
斜線部が死角となって、放射ビーム光の領域内に割り込
み車両１００が入るまで、これを検知することができな
い。
ム光は車両の前方に真っ直ぐ向かう１本のビーム形状に
形成されるが、その放射ビーム光の路面に対する水平方
向への拡がり角φt1は（図４参照）、通常、その放射ビ
ーム光が最大検知距離Ｒmax（例えば、７０ｍ）で一車
線幅Ｗになるように設定される。この場合、図５に示す
斜線部が死角となって、放射ビーム光の領域内に割り込
み車両１００が入るまで、これを検知することができな
い。
【０００４】このような不都合を回避するために、放射
ビーム光の水平方向への拡がり角φt1を広くすることが
考えられる。例えば、図６に示すように、放射ビーム光
の水平方向への拡がり角をφt1からφt2へ広げ、Ｒcut
（例えば、４０ｍ）で一車線幅Ｗとすることが考えられ
る。しかし、これでは、最大検知距離Ｒmax ではビーム
が広がり過ぎて、隣の車線や不要物まで検知し、誤警報
につながる。
ビーム光の水平方向への拡がり角φt1を広くすることが
考えられる。例えば、図６に示すように、放射ビーム光
の水平方向への拡がり角をφt1からφt2へ広げ、Ｒcut
（例えば、４０ｍ）で一車線幅Ｗとすることが考えられ
る。しかし、これでは、最大検知距離Ｒmax ではビーム
が広がり過ぎて、隣の車線や不要物まで検知し、誤警報
につながる。
【０００５】そこで、車両前方の検知領域を３つのゾー
ンＩ，II，III に分割し、ゾーンＩ（主ゾーン）からの
反射ビーム光とゾーンII（第１の副ゾーン）からの反射
ビーム光とゾーンIII （第２の副ゾーン）からの反射ビ
ーム光とに分けて各受光素子にて受光し、主ゾーンＩで
は最大検知距離Ｒmax までの距離データを有効とし、副
ゾーンIIおよびIII では制限距離Ｒcut までの距離デー
タを有効とすることにより、図７に示されるような検知
領域Ｍ，ＳＢ１，ＳＢ２を作ることが考えられている。
このような検知領域とすることにより、すなわち中央ゾ
ーンＭに加えて右ゾーンＳＢ１および左ゾーンＳＢ２で
も前方監視を行うことにより、誤警報の虞れなく、前方
車割り込み時の死角を改善することができる。
ンＩ，II，III に分割し、ゾーンＩ（主ゾーン）からの
反射ビーム光とゾーンII（第１の副ゾーン）からの反射
ビーム光とゾーンIII （第２の副ゾーン）からの反射ビ
ーム光とに分けて各受光素子にて受光し、主ゾーンＩで
は最大検知距離Ｒmax までの距離データを有効とし、副
ゾーンIIおよびIII では制限距離Ｒcut までの距離デー
タを有効とすることにより、図７に示されるような検知
領域Ｍ，ＳＢ１，ＳＢ２を作ることが考えられている。
このような検知領域とすることにより、すなわち中央ゾ
ーンＭに加えて右ゾーンＳＢ１および左ゾーンＳＢ２で
も前方監視を行うことにより、誤警報の虞れなく、前方
車割り込み時の死角を改善することができる。
【０００６】図８は、前方車割り込み時の死角改善の図
られた車両前方監視装置の一例を示すブロック回路構成
図である。同図において、１は半導体レーザ、２は送光
レンズ、３は受光レンズ、４−１〜４−３は受光素子
（フォトダイオード）である。半導体レーザ１は、トリ
ガ回路５より周期的に送出されるトリガパルスに基づき
駆動装置６を介して駆動され、このトリガパルスに同期
したパルス光を送光レンズ２を介して出射する。この半
導体レーザ１からの出射パルス光（放射ビーム光）のビ
ーム形状は、図９のような指向性になっている。Ｓ１は
車両の水平方向（前方左右方向）の指向性、Ｓ２は垂直
方向（前方上下方向）の指向性である。
られた車両前方監視装置の一例を示すブロック回路構成
図である。同図において、１は半導体レーザ、２は送光
レンズ、３は受光レンズ、４−１〜４−３は受光素子
（フォトダイオード）である。半導体レーザ１は、トリ
ガ回路５より周期的に送出されるトリガパルスに基づき
駆動装置６を介して駆動され、このトリガパルスに同期
したパルス光を送光レンズ２を介して出射する。この半
導体レーザ１からの出射パルス光（放射ビーム光）のビ
ーム形状は、図９のような指向性になっている。Ｓ１は
車両の水平方向（前方左右方向）の指向性、Ｓ２は垂直
方向（前方上下方向）の指向性である。
【０００７】指向性Ｓ１の中央部は主ゾーンＩへの放射
ビーム光ＢM 、右側部は副ゾーンIIへの放射ビーム光Ｂ
S1、左側部は副ゾーンIII への放射ビーム光ＢS2とな
る。すなわち、半導体レーザ１からの放射ビーム光は実
際には１本であるが、そのビーム形状としては主ゾーン
Ｉへの放射ビーム光ＢM と副ゾーンIIへの放射ビーム光
ＢS1と副ゾーンIII への放射ビーム光ＢS2とに分けて考
えることができる。
ビーム光ＢM 、右側部は副ゾーンIIへの放射ビーム光Ｂ
S1、左側部は副ゾーンIII への放射ビーム光ＢS2とな
る。すなわち、半導体レーザ１からの放射ビーム光は実
際には１本であるが、そのビーム形状としては主ゾーン
Ｉへの放射ビーム光ＢM と副ゾーンIIへの放射ビーム光
ＢS1と副ゾーンIII への放射ビーム光ＢS2とに分けて考
えることができる。
【０００８】半導体レーザ１からの放射ビーム光は、前
方車両や割り込み車両等の対象物で反射され、反射され
て戻ってきた反射ビーム光は受光レンズ３で集光され
る。そして、主ゾーンＩからの反射ビーム光ＢM ，副ゾ
ーンIIからの反射ビーム光ＢS1，副ゾーンIII からの反
射ビーム光ＢS2が、それぞれ受光素子４−１，４−２，
４−３にて受光される。受光素子４−１，４−２，４−
３は受光したビーム光を電気信号に変換する。変換され
た各電気信号は増幅器７−１，７−２，７−３でそれぞ
れ増幅された後に、受信パルスとして信号処理装置８へ
送られる。
方車両や割り込み車両等の対象物で反射され、反射され
て戻ってきた反射ビーム光は受光レンズ３で集光され
る。そして、主ゾーンＩからの反射ビーム光ＢM ，副ゾ
ーンIIからの反射ビーム光ＢS1，副ゾーンIII からの反
射ビーム光ＢS2が、それぞれ受光素子４−１，４−２，
４−３にて受光される。受光素子４−１，４−２，４−
３は受光したビーム光を電気信号に変換する。変換され
た各電気信号は増幅器７−１，７−２，７−３でそれぞ
れ増幅された後に、受信パルスとして信号処理装置８へ
送られる。
【０００９】半導体レーザ１からの放射ビーム光はトリ
ガ回路５の送出するトリガパルスに同期して発生するの
で、トリガ回路５の送出するトリガパルス（放射ビーム
光の発射タイミング）を信号処理装置８へ与えることに
より、トリガパルスと各受信パルス（受信ビーム光の受
光タイミング）との時間差から、主ゾーンＩ，副ゾーン
II，副ゾーンIII に位置する対象物までの距離を測定す
ることができる。
ガ回路５の送出するトリガパルスに同期して発生するの
で、トリガ回路５の送出するトリガパルス（放射ビーム
光の発射タイミング）を信号処理装置８へ与えることに
より、トリガパルスと各受信パルス（受信ビーム光の受
光タイミング）との時間差から、主ゾーンＩ，副ゾーン
II，副ゾーンIII に位置する対象物までの距離を測定す
ることができる。
【００１０】ここで、信号処理装置８は、主ゾーンＩで
は最大検知距離Ｒmax までの距離データを有効とし、副
ゾーンII，III では制限距離Ｒcut までの距離データを
有効とする。すなわち、信号処理装置８は、主ゾーンＩ
では最大検知距離Ｒmax 以遠の距離データを無効とし、
副ゾーンII，III では制限距離Ｒcut 以遠の距離データ
を無効とする。これにより、信号処理装置８は、図７に
示した中央ゾーンＭ，右ゾーンＳＢ１，左ゾーンＳＢ２
を受光素子４−１，４−２，４−３による検知領域とし
て、前方監視を行う。
は最大検知距離Ｒmax までの距離データを有効とし、副
ゾーンII，III では制限距離Ｒcut までの距離データを
有効とする。すなわち、信号処理装置８は、主ゾーンＩ
では最大検知距離Ｒmax 以遠の距離データを無効とし、
副ゾーンII，III では制限距離Ｒcut 以遠の距離データ
を無効とする。これにより、信号処理装置８は、図７に
示した中央ゾーンＭ，右ゾーンＳＢ１，左ゾーンＳＢ２
を受光素子４−１，４−２，４−３による検知領域とし
て、前方監視を行う。
【００１１】なお、信号処理装置８は、対象物までの距
離の変化率から対象物との相対速度を求めたり、相対速
度と車速センサ１１にて検出される自車速度から対象物
の速度を求めたり、対象物との距離が安全車間距離より
小さくなると警報器９から警報信号を発生したり、各測
定データを表示器１０に表示させたりする。
離の変化率から対象物との相対速度を求めたり、相対速
度と車速センサ１１にて検出される自車速度から対象物
の速度を求めたり、対象物との距離が安全車間距離より
小さくなると警報器９から警報信号を発生したり、各測
定データを表示器１０に表示させたりする。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両前方監視装置では、雨や霧等によって検
知性能が低下し、最大検知距離Ｒmax 内に車両が位置し
ていてもこれを検知することができないことがある。す
なわち、主ゾーンＩでの最大検知距離Ｒmax を７０ｍ、
限界検知距離ＲLIM を１００ｍとした場合、雨や霧等に
よって限界検知距離ＲLIM が低下し（晴天時に比べ約３
０％する）、７０ｍ以下となることがある。
うな従来の車両前方監視装置では、雨や霧等によって検
知性能が低下し、最大検知距離Ｒmax 内に車両が位置し
ていてもこれを検知することができないことがある。す
なわち、主ゾーンＩでの最大検知距離Ｒmax を７０ｍ、
限界検知距離ＲLIM を１００ｍとした場合、雨や霧等に
よって限界検知距離ＲLIM が低下し（晴天時に比べ約３
０％する）、７０ｍ以下となることがある。
【００１３】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、雨や霧等に
よる検知性能の低下に拘らず、常に最大検知距離Ｒmax
内に位置する車両の検知を可能とする距離測定装置を提
供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、雨や霧等に
よる検知性能の低下に拘らず、常に最大検知距離Ｒmax
内に位置する車両の検知を可能とする距離測定装置を提
供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、主ゾー
ンからの反射ビーム光，第１の副ゾーンからの反射ビー
ム光，第２の副ゾーンからの反射ビーム光を主受光レン
ズを介して受光する第１，第２，第３の受光素子に加え
て第４の受光素子を設け、主ゾーンからの反射ビーム光
を副受光レンズを介し第４の受光素子でも受光させるよ
うにし、かつ第４の受光素子の出力と第１の受光素子の
出力とを電気的に共通に接続するようにしたものであ
る。第２発明（請求項２に係る発明）は、第１発明にお
いて、主受光レンズに比べ副受光レンズのレンズ口径を
小とするようにしたものである。第３発明（請求項３に
係る発明）は、第１発明において、第２の受光素子の出
力と第３の受光素子の出力とを電気的に共通に接続する
ようにしたものである。
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、主ゾー
ンからの反射ビーム光，第１の副ゾーンからの反射ビー
ム光，第２の副ゾーンからの反射ビーム光を主受光レン
ズを介して受光する第１，第２，第３の受光素子に加え
て第４の受光素子を設け、主ゾーンからの反射ビーム光
を副受光レンズを介し第４の受光素子でも受光させるよ
うにし、かつ第４の受光素子の出力と第１の受光素子の
出力とを電気的に共通に接続するようにしたものであ
る。第２発明（請求項２に係る発明）は、第１発明にお
いて、主受光レンズに比べ副受光レンズのレンズ口径を
小とするようにしたものである。第３発明（請求項３に
係る発明）は、第１発明において、第２の受光素子の出
力と第３の受光素子の出力とを電気的に共通に接続する
ようにしたものである。
【００１５】
【作用】したがってこの発明によれば、第１発明では、
発光素子からの出射パルス光の発射タイミングと第１お
よび第４の受光素子で受光される主ゾーンからの反射ビ
ーム光の受光タイミングとの時間差に基づいて、主ゾー
ンに位置する対象物までの距離が測定される。第２発明
では、主受光レンズに比べ副受光レンズのレンズ口径を
小とすることによって、第１，第２の副ゾーンからの反
射ビーム光の影響を小として、主ゾーンからの反射ビー
ム光の第４の受光素子での受光が実現される。第３発明
では、発光素子からの出射パルス光の発射タイミングと
第２の受光素子での第１の副ゾーンからの反射ビーム光
および第３の受光素子での第２の副ゾーンからの反射ビ
ーム光の何れかその受光タイミングの早い方との時間差
に基づいて、第１および第２の副ゾーンに位置する対象
物までの距離が測定される。
発光素子からの出射パルス光の発射タイミングと第１お
よび第４の受光素子で受光される主ゾーンからの反射ビ
ーム光の受光タイミングとの時間差に基づいて、主ゾー
ンに位置する対象物までの距離が測定される。第２発明
では、主受光レンズに比べ副受光レンズのレンズ口径を
小とすることによって、第１，第２の副ゾーンからの反
射ビーム光の影響を小として、主ゾーンからの反射ビー
ム光の第４の受光素子での受光が実現される。第３発明
では、発光素子からの出射パルス光の発射タイミングと
第２の受光素子での第１の副ゾーンからの反射ビーム光
および第３の受光素子での第２の副ゾーンからの反射ビ
ーム光の何れかその受光タイミングの早い方との時間差
に基づいて、第１および第２の副ゾーンに位置する対象
物までの距離が測定される。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。図１はこの発明の一実施例を示す車両前方監視装置
のブロック回路構成図である。同図において、図８と同
一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省
略する。この実施例では、主ゾーンＩからの反射ビーム
光ＢM ，副ゾーンIIからの反射ビーム光ＢS1，副ゾーン
III からの反射ビーム光ＢS2を主受光レンズ３−１を介
して受光する受光素子４−１，４−２，４−３に加え
て、受光素子（フォトダイオード）４−４を設け、この
受光素子４−４の前面に主受光レンズ３−１よりもその
レンズ口径を小さくした副受光レンズ３−２を配置し、
主ゾーンＩからの反射ビーム光ＢM を受光素子４−４で
も受光させるようにしている。
る。図１はこの発明の一実施例を示す車両前方監視装置
のブロック回路構成図である。同図において、図８と同
一符号は同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省
略する。この実施例では、主ゾーンＩからの反射ビーム
光ＢM ，副ゾーンIIからの反射ビーム光ＢS1，副ゾーン
III からの反射ビーム光ＢS2を主受光レンズ３−１を介
して受光する受光素子４−１，４−２，４−３に加え
て、受光素子（フォトダイオード）４−４を設け、この
受光素子４−４の前面に主受光レンズ３−１よりもその
レンズ口径を小さくした副受光レンズ３−２を配置し、
主ゾーンＩからの反射ビーム光ＢM を受光素子４−４で
も受光させるようにしている。
【００１７】そして、受光素子４−１の出力と受光素子
４−４との出力とを電気的に共通に接続し、増幅器７−
１を介して信号処理装置８’へ与えるようにしている。
また、受光素子４−２の出力と受光素子４−３の出力と
を電気的に共通に接続し、増幅器７−２を介して信号処
理装置８’へ与えるようにしている。
４−４との出力とを電気的に共通に接続し、増幅器７−
１を介して信号処理装置８’へ与えるようにしている。
また、受光素子４−２の出力と受光素子４−３の出力と
を電気的に共通に接続し、増幅器７−２を介して信号処
理装置８’へ与えるようにしている。
【００１８】この距離測定装置において、半導体レーザ
１からの放射ビーム光は、前方車両や割り込み車両等の
対象物で反射され、反射されて戻ってきた反射ビーム光
は受光レンズ３−１および３−２で集光される。そし
て、主ゾーンＩからの反射ビーム光ＢM が受光素子４−
１および４−４にて受光され、副ゾーンIIからの反射ビ
ーム光ＢS1が受光素子４−２にて受光され、副ゾーンII
I からの反射ビーム光ＢS2が受光素子４−３にて受光さ
れる。受光素子４−１，４−２，４−３，４−４は受光
したビーム光を電気信号に変換する。受光素子４−１お
よび４−４にて変換された電気信号は増幅器７−１で増
幅された後に、受信パルスとして信号処理装置８’へ送
られる。受光素子４−２および４−３にて変換された電
気信号は増幅器７−２で増幅された後に、受信パルスと
して信号処理装置８’へ送られる。
１からの放射ビーム光は、前方車両や割り込み車両等の
対象物で反射され、反射されて戻ってきた反射ビーム光
は受光レンズ３−１および３−２で集光される。そし
て、主ゾーンＩからの反射ビーム光ＢM が受光素子４−
１および４−４にて受光され、副ゾーンIIからの反射ビ
ーム光ＢS1が受光素子４−２にて受光され、副ゾーンII
I からの反射ビーム光ＢS2が受光素子４−３にて受光さ
れる。受光素子４−１，４−２，４−３，４−４は受光
したビーム光を電気信号に変換する。受光素子４−１お
よび４−４にて変換された電気信号は増幅器７−１で増
幅された後に、受信パルスとして信号処理装置８’へ送
られる。受光素子４−２および４−３にて変換された電
気信号は増幅器７−２で増幅された後に、受信パルスと
して信号処理装置８’へ送られる。
【００１９】信号処理装置８’は、トリガ回路５の送出
するトリガパルスと増幅器７−１からの受信パルスとの
時間差から、主ゾーンＩに位置する対象物までの距離を
測定する。また、トリガ回路５の送出するトリガパルス
と増幅器７−２からの受信パルスとの時間差から副ゾー
ンIIおよびIII に位置する対象物までの距離を測定す
る。
するトリガパルスと増幅器７−１からの受信パルスとの
時間差から、主ゾーンＩに位置する対象物までの距離を
測定する。また、トリガ回路５の送出するトリガパルス
と増幅器７−２からの受信パルスとの時間差から副ゾー
ンIIおよびIII に位置する対象物までの距離を測定す
る。
【００２０】すなわち、信号処理装置８’は、放射ビー
ム光の発射タイミングと受光素子４−１および受光素子
４−４での主ゾーンＩからの反射ビーム光ＢM の受光タ
イミングとの時間差に基づいて、主ゾーンＩに位置する
対象物までの距離を測定する。また、放射ビーム光の発
射タイミングと受光素子４−２での副ゾーンIIからの反
射ビーム光ＢS1および受光素子４−３での副ゾーンIII
からの反射ビーム光ＢS2の何れかその受光タイミングの
BR>早い方との時間差に基づいて、副ゾーンIIおよびIII
に位置する対象物までの距離を測定する。
ム光の発射タイミングと受光素子４−１および受光素子
４−４での主ゾーンＩからの反射ビーム光ＢM の受光タ
イミングとの時間差に基づいて、主ゾーンＩに位置する
対象物までの距離を測定する。また、放射ビーム光の発
射タイミングと受光素子４−２での副ゾーンIIからの反
射ビーム光ＢS1および受光素子４−３での副ゾーンIII
からの反射ビーム光ＢS2の何れかその受光タイミングの
BR>早い方との時間差に基づいて、副ゾーンIIおよびIII
に位置する対象物までの距離を測定する。
【００２１】そして、信号処理装置８’は、主ゾーンＩ
では最大検知距離Ｒmax までの距離データを有効とし、
副ゾーンII，III では制限距離Ｒcut までの距離データ
を有効とし、中央ゾーンＭ，右ゾーンＳＢ１，左ゾーン
ＳＢ２に位置する対象物についてのみ、その距離データ
に基づく前方監視を行う。
では最大検知距離Ｒmax までの距離データを有効とし、
副ゾーンII，III では制限距離Ｒcut までの距離データ
を有効とし、中央ゾーンＭ，右ゾーンＳＢ１，左ゾーン
ＳＢ２に位置する対象物についてのみ、その距離データ
に基づく前方監視を行う。
【００２２】ここで、主ゾーンＩでの限界検知距離Ｒ
LIM は、受光素子４−１の出力と受光素子４−４の出力
とがワイヤードオアで接続されているため、受光素子４
−１のみを用いた場合の限界検知距離ＲLIM1（１００
ｍ）よりも延びる。すなわち、図２に示すように、従来
の限界検知距離ＲLIM (old)をＲLIM1とした場合、本実
施例での限界検知距離ＲLIM (new)はＲLIM (old)よりも
遠方のＲLIM2となる。
LIM は、受光素子４−１の出力と受光素子４−４の出力
とがワイヤードオアで接続されているため、受光素子４
−１のみを用いた場合の限界検知距離ＲLIM1（１００
ｍ）よりも延びる。すなわち、図２に示すように、従来
の限界検知距離ＲLIM (old)をＲLIM1とした場合、本実
施例での限界検知距離ＲLIM (new)はＲLIM (old)よりも
遠方のＲLIM2となる。
【００２３】すなわち、一般的に、レーダ性能は次式の
レーダ方程式により与えられる。 Ｐｒ＝Ｐｔ・（Ｋ・ＡT ・Ａｒ・Ｔｔ・Ｔｒ）／｛π2 ・（θ／２）2 ・（φ／ ２）2 ・Ｒ4 ｝ ・・・（１） ここで、Ｐｒ：受信パワー、Ｐｔ：送信パワー、Ｋ：物
標の反射率、ＡT ：物標の有効反射面積、Ａｒ：受光部
（レンズ）の面積、Ｔｔ：送光系の透過率、Ｔｒ：受光
系の透過率、θ：送光ビームの広がり角、φ：反射光広
がり角、Ｒ：物標までの距離。
レーダ方程式により与えられる。 Ｐｒ＝Ｐｔ・（Ｋ・ＡT ・Ａｒ・Ｔｔ・Ｔｒ）／｛π2 ・（θ／２）2 ・（φ／ ２）2 ・Ｒ4 ｝ ・・・（１） ここで、Ｐｒ：受信パワー、Ｐｔ：送信パワー、Ｋ：物
標の反射率、ＡT ：物標の有効反射面積、Ａｒ：受光部
（レンズ）の面積、Ｔｔ：送光系の透過率、Ｔｒ：受光
系の透過率、θ：送光ビームの広がり角、φ：反射光広
がり角、Ｒ：物標までの距離。
【００２４】この式から分かるように、受信パワーＰｒ
は物標までの距離Ｒの４乗に反比例する。従って、受光
部（レンズ）の面積Ａｒを２倍にすることで（但し、そ
の他のパラメータは変化しないとして）、受信パワーＰ
ｒが大きくなり、物標までの距離Ｒは 4√２倍となる。
これにより、本実施例では、限界検知距離ＲLIM がＲ
LIM1からＲLIM2まで延びる。
は物標までの距離Ｒの４乗に反比例する。従って、受光
部（レンズ）の面積Ａｒを２倍にすることで（但し、そ
の他のパラメータは変化しないとして）、受信パワーＰ
ｒが大きくなり、物標までの距離Ｒは 4√２倍となる。
これにより、本実施例では、限界検知距離ＲLIM がＲ
LIM1からＲLIM2まで延びる。
【００２５】したがって、本実施例によれば、雨や霧等
による検知性能の低下に対して、限界検知距離ＲLIM の
最大検知距離Ｒmax 以下への低下を防止することが可能
となる。すなわち、限界検知距離ＲLIM (new)が１２０
ｍとして得られるものとした場合、雨や霧等によって限
界検知距離ＲLIM (new)が晴天時に比べ３０％低下して
８４ｍとなったとしても、限界検知距離ＲLIM (new)と
しては最大検知距離Ｒmax （７０ｍ）以上の値を確保す
ることができる。これにより、雨や霧等による検知性能
の低下に拘らず、常に最大検知距離Ｒmax 内に位置する
車両の検知が可能となる。
による検知性能の低下に対して、限界検知距離ＲLIM の
最大検知距離Ｒmax 以下への低下を防止することが可能
となる。すなわち、限界検知距離ＲLIM (new)が１２０
ｍとして得られるものとした場合、雨や霧等によって限
界検知距離ＲLIM (new)が晴天時に比べ３０％低下して
８４ｍとなったとしても、限界検知距離ＲLIM (new)と
しては最大検知距離Ｒmax （７０ｍ）以上の値を確保す
ることができる。これにより、雨や霧等による検知性能
の低下に拘らず、常に最大検知距離Ｒmax 内に位置する
車両の検知が可能となる。
【００２６】なお、限界検知距離ＲLIM を延ばす方式と
して、送信パワーＰｔを上げる、あるいは受光素子の感
度を上げる、増幅器の性能を上げる方式等が考えられる
が、コスト高や電気的ノイズ等の問題があり、得策とは
言えない。本実施例では、電気的ノイズ等の問題が生じ
ず、安価に、限界検知距離ＲLIM を延ばすことができ
る。また、本実施例では、受光素子４−２の出力と受光
素子４−３の出力とを電気的に共通に接続し、増幅器７
−２を介して信号処理装置８’へ与えるようにしている
ので、図８に示した従来の車両前方監視装置で必要とし
ていた増幅器７−３を省略することができ、信号処理装
置８’での信号処理も簡単となる。
して、送信パワーＰｔを上げる、あるいは受光素子の感
度を上げる、増幅器の性能を上げる方式等が考えられる
が、コスト高や電気的ノイズ等の問題があり、得策とは
言えない。本実施例では、電気的ノイズ等の問題が生じ
ず、安価に、限界検知距離ＲLIM を延ばすことができ
る。また、本実施例では、受光素子４−２の出力と受光
素子４−３の出力とを電気的に共通に接続し、増幅器７
−２を介して信号処理装置８’へ与えるようにしている
ので、図８に示した従来の車両前方監視装置で必要とし
ていた増幅器７−３を省略することができ、信号処理装
置８’での信号処理も簡単となる。
【００２７】また、本実施例においては、主受光レンズ
３−１と副受光レンズ３−２とを理解を容易とするため
に別体として示したが、実際には主受光レンズ３−１と
副受光レンズ３−２とは一体的に形成されている。図３
（ａ）に主受光レンズ３−１と副受光レンズ３−２とを
一体的に形成してなる受光レンズ３’のケース１２内で
の取り付け状況を示す。送光レンズ２および受光レンズ
３’の前面側にはウィンドウ（ガラス）１３が配置され
ており、ウィンドウ１３の外周縁面には、図３（ｂ）に
示すように、送光レンズ２および受光レンズ３’の口径
部を避けて、シルク印刷等によって遮光マスク１３−１
が形成されている。この遮光マスク１３−１によって、
ケース１２の内部への外界からの余計な光の侵入が防が
れ、受光精度がアップする。また、送光レンズ２および
受光レンズ３’は、可視光カットレンズ（サングラスの
ような色のレンズ）とされており、赤外線のみを通過さ
せるフィルタの役割も果たす。
３−１と副受光レンズ３−２とを理解を容易とするため
に別体として示したが、実際には主受光レンズ３−１と
副受光レンズ３−２とは一体的に形成されている。図３
（ａ）に主受光レンズ３−１と副受光レンズ３−２とを
一体的に形成してなる受光レンズ３’のケース１２内で
の取り付け状況を示す。送光レンズ２および受光レンズ
３’の前面側にはウィンドウ（ガラス）１３が配置され
ており、ウィンドウ１３の外周縁面には、図３（ｂ）に
示すように、送光レンズ２および受光レンズ３’の口径
部を避けて、シルク印刷等によって遮光マスク１３−１
が形成されている。この遮光マスク１３−１によって、
ケース１２の内部への外界からの余計な光の侵入が防が
れ、受光精度がアップする。また、送光レンズ２および
受光レンズ３’は、可視光カットレンズ（サングラスの
ような色のレンズ）とされており、赤外線のみを通過さ
せるフィルタの役割も果たす。
【００２８】また、本実施例においてケース１２の内部
は、不活性ガス（例えば、窒素ガス）が充填されてい
る。これにより、ウィンドウ１３や送光レンズ２，受光
レンズ３’の曇りが防止され、監視性能の低下が防がれ
る。この不活性ガスの充填は注入部１２ｃより行われて
いる。注入部１２ｃは不活性ガスの注入後に封止されて
いる。具体的には、そのネジ部が樹脂部材で覆われてい
る六角ネジを注入部１２ｃに螺合することにより、その
ネジ部と注入部１２ｃの壁面との間を樹脂部材で密封し
ている。
は、不活性ガス（例えば、窒素ガス）が充填されてい
る。これにより、ウィンドウ１３や送光レンズ２，受光
レンズ３’の曇りが防止され、監視性能の低下が防がれ
る。この不活性ガスの充填は注入部１２ｃより行われて
いる。注入部１２ｃは不活性ガスの注入後に封止されて
いる。具体的には、そのネジ部が樹脂部材で覆われてい
る六角ネジを注入部１２ｃに螺合することにより、その
ネジ部と注入部１２ｃの壁面との間を樹脂部材で密封し
ている。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第１発明では、発光素子からの出射パル
ス光の発射タイミングと第１および第４の受光素子で受
光される主ゾーンからの反射ビーム光の受光タイミング
との時間差に基づいて、主ゾーンに位置する対象物まで
の距離が測定されるものとなり、受信パワーが大きくな
ることから、主ゾーンでの限界検知距離が延び、雨や霧
等による検知性能の低下に拘らず、常に最大検知距離内
に位置する車両の検知が可能となる。第２発明では、主
受光レンズに比べ副受光レンズのレンズ口径を小とする
ことによって、第１，第２の副ゾーンからの反射ビーム
光の影響を小さくして、主ゾーンからの反射ビーム光の
第４の受光素子での受光が実現される。第３発明では、
第２の受光素子の出力と第３の受光素子の出力とを電気
的に共通に接続するようにしているので、第２の受光素
子および第３の受光素子の出力に対する処理回路を１つ
として、コストダウンを図ることが可能となる。
発明によれば、第１発明では、発光素子からの出射パル
ス光の発射タイミングと第１および第４の受光素子で受
光される主ゾーンからの反射ビーム光の受光タイミング
との時間差に基づいて、主ゾーンに位置する対象物まで
の距離が測定されるものとなり、受信パワーが大きくな
ることから、主ゾーンでの限界検知距離が延び、雨や霧
等による検知性能の低下に拘らず、常に最大検知距離内
に位置する車両の検知が可能となる。第２発明では、主
受光レンズに比べ副受光レンズのレンズ口径を小とする
ことによって、第１，第２の副ゾーンからの反射ビーム
光の影響を小さくして、主ゾーンからの反射ビーム光の
第４の受光素子での受光が実現される。第３発明では、
第２の受光素子の出力と第３の受光素子の出力とを電気
的に共通に接続するようにしているので、第２の受光素
子および第３の受光素子の出力に対する処理回路を１つ
として、コストダウンを図ることが可能となる。
【図１】 本発明の一実施例を示す車両前方監視装置の
ブロック回路構成図である。
ブロック回路構成図である。
【図２】 この車両前方監視装置における主ゾーンでの
限界検知距離と従来の車両前方監視装置における主ゾー
ンでの限界検知距離とを対比して示す図である。
限界検知距離と従来の車両前方監視装置における主ゾー
ンでの限界検知距離とを対比して示す図である。
【図３】 主受光レンズと副受光レンズとを一体的に形
成してなる受光レンズの取り付け状況を示す平面断面図
および正面図。
成してなる受光レンズの取り付け状況を示す平面断面図
および正面図。
【図４】 放射ビーム光の路面に対する水平方向への拡
がり角を示す図である。
がり角を示す図である。
【図５】 従来の車両前方監視装置において前方に割り
込み車両がある場合の死角を示す図である。
込み車両がある場合の死角を示す図である。
【図６】 放射ビーム光の路面に対する水平方向への拡
がり角をさらに広げた場合を示す図である。
がり角をさらに広げた場合を示す図である。
【図７】 死角改善を図ることのできる検知領域を示す
図である。
図である。
【図８】 死角改善の図られた従来の車両前方監視装置
を示すブロック回路構成図である。
を示すブロック回路構成図である。
【図９】 この車両前方監視装置に用いる半導体レーザ
の指向性を示す図である。
の指向性を示す図である。
１…半導体レーザ、２…送光レンズ、３’…受光レン
ズ、３−１…主受光レンズ、３−２…副受光レンズ、４
−１〜４−４…受光素子（フォトダイオード）、５…ト
リガ回路、６…駆動装置、７−１，７−２…増幅器、
８’…信号処理装置。
ズ、３−１…主受光レンズ、３−２…副受光レンズ、４
−１〜４−４…受光素子（フォトダイオード）、５…ト
リガ回路、６…駆動装置、７−１，７−２…増幅器、
８’…信号処理装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 孝史 静岡県清水市北脇500番地 株式会社小 糸製作所静岡工場内 (72)発明者 矢敷 哲 静岡県清水市北脇500番地 株式会社小 糸製作所静岡工場内 (72)発明者 藤ケ谷 武敏 静岡県清水市北脇500番地 株式会社小 糸製作所静岡工場内 (72)発明者 山ノ井 誠 静岡県清水市北脇500番地 株式会社小 糸製作所静岡工場内 (56)参考文献 特開 平５−126956（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−294870（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−104884（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95
Claims (3)
- 【請求項１】 発光素子より送光レンズを介しパルス光
を出射し、主ゾーンからの反射ビーム光，第１の副ゾー
ンからの反射ビーム光，第２の副ゾーンからの反射ビー
ム光を主受光レンズを介しそれぞれ第１，第２，第３の
受光素子にて受光し、前記発光素子からの出射パルス光
の発射タイミングと前記第１，第２，第３の受光素子で
の反射ビーム光の受光タイミングとの時間差に基づいて
前記主ゾーン，第１の副ゾーン，第２の副ゾーンに位置
する対象物までの距離を測定する距離測定装置におい
て、 第４の受光素子と、この第４の受光素子に前記主ゾーン
からの反射ビーム光を受光させる副受光レンズとを備
え、 前記第４の受光素子の出力と前記第１の受光素子の出力
とが電気的に共通に接続されていることを特徴とする距
離測定装置。 - 【請求項２】 請求項１において、副受光レンズは主受
光レンズに比べレンズ口径が小になっていることを特徴
とする距離測定装置。 - 【請求項３】 請求項１において、第２の受光素子の出
力と第３の受光素子の出力とが電気的に共通に接続され
ていることを特徴とする距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13792095A JP3151650B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13792095A JP3151650B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327738A JPH08327738A (ja) | 1996-12-13 |
| JP3151650B2 true JP3151650B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=15209783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13792095A Expired - Fee Related JP3151650B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151650B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5697478B2 (ja) * | 2011-02-21 | 2015-04-08 | 三菱電機株式会社 | レーザレーダ装置 |
| US8836922B1 (en) * | 2013-08-20 | 2014-09-16 | Google Inc. | Devices and methods for a rotating LIDAR platform with a shared transmit/receive path |
| JP6584370B2 (ja) * | 2016-07-04 | 2019-10-02 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | 車両用光学式レーダ装置 |
| WO2021051727A1 (zh) * | 2020-01-06 | 2021-03-25 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达及具有激光雷达的设备 |
| CN112955786A (zh) * | 2019-09-26 | 2021-06-11 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达及其控制方法和具有激光雷达的设备 |
| US11867837B2 (en) | 2020-01-06 | 2024-01-09 | Suteng Innovation Technology Co., Ltd. | LiDAR and device having LiDAR |
| CN113075644B (zh) * | 2020-01-06 | 2023-08-04 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达及具有激光雷达的设备 |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP13792095A patent/JP3151650B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08327738A (ja) | 1996-12-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |