JP3312666B2 - レーザ測距装置用信号処理回路 - Google Patents
レーザ測距装置用信号処理回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ
Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）等の分野で使用されるレーザ
測距装置に関し、特にその信号処理回路に関する。
Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）等の分野で使用されるレーザ
測距装置に関し、特にその信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ測距装置の従来例として、半導体
レーザを時間的に周波数変調して干渉光学系に入射し、
２つの距離差の異なる光学系によって生成される参照光
と測定光とをコヒーレントヘテロダイン検波することに
より、参照光と測定光の距離の差に応じた周波数差から
ビート信号を得、このビート信号に基づき測定対象物ま
での距離を測定する装置が知られている。
レーザを時間的に周波数変調して干渉光学系に入射し、
２つの距離差の異なる光学系によって生成される参照光
と測定光とをコヒーレントヘテロダイン検波することに
より、参照光と測定光の距離の差に応じた周波数差から
ビート信号を得、このビート信号に基づき測定対象物ま
での距離を測定する装置が知られている。
【０００３】そして、このようなレーザ測距装置の一例
として、特開昭６１−２２３５７７号公報に記載された
ものや、文献「半導体レーザによるＦＭヘテロダイン測
長法小林喬朗 他，電子情報通信学会技術研究報告会
OQE87-153」に記載されたものがある。
として、特開昭６１−２２３５７７号公報に記載された
ものや、文献「半導体レーザによるＦＭヘテロダイン測
長法小林喬朗 他，電子情報通信学会技術研究報告会
OQE87-153」に記載されたものがある。
【０００４】図３はこのようなレーザ測距装置の構成を
示す。光源となる半導体レーザ２０１から出射されたレ
ーザ光は、コリメータレンズ２０２によって平行光化さ
れた後、ビーム・スプリッター２０３に入射し、ビーム
・スプリッター２０３によって２分割される。分割され
た一方の光は、安定な基準となる光路差を有する光学系
（基準光学系）に入射する。この基準光学系は、ビーム
・スプリッター２０４、２つの反射体２０５、２０５お
よび検波器２０７で構成されており、以下に示す動作を
する。まず、ビーム・スプリッター２０４は入射光を参
照光と測定光に２分割し、参照光を入射光の光軸の延長
上に設けられた反射体２０５（反射ミラー）に導く。ま
た、測定光を入射光の光軸と９０度をなす方向に設けら
れた反射体２０５に導く。なお、図中Ｒrは参照光の光
路長を示し、Ｌrは測定光の光路長をそれぞれ示してい
る。
示す。光源となる半導体レーザ２０１から出射されたレ
ーザ光は、コリメータレンズ２０２によって平行光化さ
れた後、ビーム・スプリッター２０３に入射し、ビーム
・スプリッター２０３によって２分割される。分割され
た一方の光は、安定な基準となる光路差を有する光学系
（基準光学系）に入射する。この基準光学系は、ビーム
・スプリッター２０４、２つの反射体２０５、２０５お
よび検波器２０７で構成されており、以下に示す動作を
する。まず、ビーム・スプリッター２０４は入射光を参
照光と測定光に２分割し、参照光を入射光の光軸の延長
上に設けられた反射体２０５（反射ミラー）に導く。ま
た、測定光を入射光の光軸と９０度をなす方向に設けら
れた反射体２０５に導く。なお、図中Ｒrは参照光の光
路長を示し、Ｌrは測定光の光路長をそれぞれ示してい
る。
【０００５】各々の反射体２０５、２０５で反射された
参照光、測定光はビーム・スプリッター２０４に再度入
射して合波され、続いて検波器２０７に導かれて、コヒ
ーレントヘテロダイン検波される。この検波によりビー
ト信号が得られる。
参照光、測定光はビーム・スプリッター２０４に再度入
射して合波され、続いて検波器２０７に導かれて、コヒ
ーレントヘテロダイン検波される。この検波によりビー
ト信号が得られる。
【０００６】一方、ビーム・スプリッター２０３で分割
された他方の光は、測距光学系に入射される。この測距
光学系の構成は基準光学系の構成の略同様になってい
る。すなわち、測定光を反射体に導く代わりに、測定対
象物２１６に導く以外は、基準光学系の構成と同様にな
っており、ビーム・スプリッター２１４、反射体２１
５、検波器２１７を同様に備えている。この測距光学系
の検波器２１７も同様にしてこの干渉光学系におけるビ
ート信号を出力する。
された他方の光は、測距光学系に入射される。この測距
光学系の構成は基準光学系の構成の略同様になってい
る。すなわち、測定光を反射体に導く代わりに、測定対
象物２１６に導く以外は、基準光学系の構成と同様にな
っており、ビーム・スプリッター２１４、反射体２１
５、検波器２１７を同様に備えている。この測距光学系
の検波器２１７も同様にしてこの干渉光学系におけるビ
ート信号を出力する。
【０００７】ここで、ビート信号の周波数ｆbは下記
（１）式で表わされる。
（１）式で表わされる。
【０００８】 ｆb＝（ｄν／ｄｔ）・τ＝４ｆm・Δν・（Ｒ−Ｌ）／ｃ …（１） 但し、 ν：レーザ光の周波数 τ：測定光と参照光の時間遅れ ｆm：変調周波数 Δν（GHz/mA）：レーザ光の周波数変調量 Ｒ：参照光の距離 Ｌ：測定光の距離 ｃ：光速 である。
【０００９】なお、図４は、レーザ光の周波数変調量と
ビート信号の波形を示している。
ビート信号の波形を示している。
【００１０】また、この光学系において、測定対象物２
１６までの距離Ｌは下記（２）式で表される。
１６までの距離Ｌは下記（２）式で表される。
【００１１】 Ｌ＝（ｆs／ｆr）・（Ｒr−Ｌr）＋Ｒ …（２） ＝〔（Ｎclr／Ｎr）／（Ｎcls／Ｎs）〕・（Ｒr−Ｌr）＋Ｒ …（２） 但し、 Ｎs：測距光学系のビート信号の周波数の波数 Ｎr：基準光学系のビート信号の周波数の波数 Ｒr：基準光学系の参照光の光路長 Ｌr：基準光学系の測定光の光路長 Ｒ：測距光学系の参照光の光路長 Ｎclr：時間測定用の基準光学系のクロック発生器のパ
ルス数 Ｎcls：時間測定用の測距光学系のクロック発生器のパ
ルス数 である。
ルス数 Ｎcls：時間測定用の測距光学系のクロック発生器のパ
ルス数 である。
【００１２】なお、この距離計算は、パーソナルコンピ
ータ等からなるコンピュータ２１１によって計算され
る。今少し具体的に説明すると、上記のようにして各々
の検波器２０７、２１７によって得られたビート信号は
それぞれに接続されたアンプ２０８、２１８によって所
定レベルまで増幅され、続いて、波形整形器２０９、２
１９によって波形整形された後、カウンター２１０によ
って周波数がカウントされる。そして、このカウント値
に基づきコンピュータ２１１が距離Ｌを計算（測定）す
る。
ータ等からなるコンピュータ２１１によって計算され
る。今少し具体的に説明すると、上記のようにして各々
の検波器２０７、２１７によって得られたビート信号は
それぞれに接続されたアンプ２０８、２１８によって所
定レベルまで増幅され、続いて、波形整形器２０９、２
１９によって波形整形された後、カウンター２１０によ
って周波数がカウントされる。そして、このカウント値
に基づきコンピュータ２１１が距離Ｌを計算（測定）す
る。
【００１３】図５はビート信号の周波数をカウントする
カウンター２１０の回路構成を示す。波形整形器２０
９、２１９によりそれぞれ波形整形された基準光学系お
よび測距光学系のビート信号（以下基準ビート信号、測
距ビート信号と称する）は、各ビート信号の整数波の
数、すなわち波数をカウントする波数カウンター２２
３、２２４にそれぞれ入力される。測距ビート信号が入
力される波数カウンター２２３には、これに接続された
波数設定器２２６より整数の設定値が予め設定されるよ
うになっており、波数カウンター２２３は、図６（ａ）
に示される信号波形の測距ビート信号の波数が設定値に
なるまでカウントする。この間、波数カウンター２２４
は、図６（ｂ）に示す信号波形の基準ビート信号の波数
をカウントする。
カウンター２１０の回路構成を示す。波形整形器２０
９、２１９によりそれぞれ波形整形された基準光学系お
よび測距光学系のビート信号（以下基準ビート信号、測
距ビート信号と称する）は、各ビート信号の整数波の
数、すなわち波数をカウントする波数カウンター２２
３、２２４にそれぞれ入力される。測距ビート信号が入
力される波数カウンター２２３には、これに接続された
波数設定器２２６より整数の設定値が予め設定されるよ
うになっており、波数カウンター２２３は、図６（ａ）
に示される信号波形の測距ビート信号の波数が設定値に
なるまでカウントする。この間、波数カウンター２２４
は、図６（ｂ）に示す信号波形の基準ビート信号の波数
をカウントする。
【００１４】そして、カウント値が設定値になると、波
数カウンター２２３はカウントを停止し、波数カウンタ
ー２２４にカウント停止信号を出力する。これにより、
波数カウンター２２４は、波形整形器２０９から入力さ
れる基準ビート信号の波数のカウントを停止する。
数カウンター２２３はカウントを停止し、波数カウンタ
ー２２４にカウント停止信号を出力する。これにより、
波数カウンター２２４は、波形整形器２０９から入力さ
れる基準ビート信号の波数のカウントを停止する。
【００１５】このとき、波数カウンター２２４は、基準
ビート信号の整数個の波数しかカウントできないので、
小数点以下の波数を計測するために、位相カウンター２
２５が基準ビート信号の位相をカウントしている。この
カウントは、クロック発生器２２２から与えられる、基
準ビート信号の周波数に対して遥かに高い周波数のクロ
ック・パルス（図６（ｄ）参照）をカウントすることに
より行われる。そして、波数カウンター２２４は、基準
ビート信号の波数をカウントする度に位相カウンター２
２５にリセット信号を出力して位相カウンター２２５を
リセットする（図６（ｃ）参照）。このようにして、位
相カウンター２２５は、基準ビート信号の１周期以内の
波数、すなわち小数点以下の波数に対応した値（位相
角）をカウントする。
ビート信号の整数個の波数しかカウントできないので、
小数点以下の波数を計測するために、位相カウンター２
２５が基準ビート信号の位相をカウントしている。この
カウントは、クロック発生器２２２から与えられる、基
準ビート信号の周波数に対して遥かに高い周波数のクロ
ック・パルス（図６（ｄ）参照）をカウントすることに
より行われる。そして、波数カウンター２２４は、基準
ビート信号の波数をカウントする度に位相カウンター２
２５にリセット信号を出力して位相カウンター２２５を
リセットする（図６（ｃ）参照）。このようにして、位
相カウンター２２５は、基準ビート信号の１周期以内の
波数、すなわち小数点以下の波数に対応した値（位相
角）をカウントする。
【００１６】波数カウンター２２４のカウント値は波数
表示器２２７に表示される。また、位相カウンター２２
５のカウント値は位相角表示器２２８に表示される。
表示器２２７に表示される。また、位相カウンター２２
５のカウント値は位相角表示器２２８に表示される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なレーザ測距装置の信号処理回路では、基準ビート信号
の位相部分をクロック発生器２２２から発せられたクロ
ック・パルスに基づいて測定しているため、この計測系
の測定精度はクロック精度によって決定される。
なレーザ測距装置の信号処理回路では、基準ビート信号
の位相部分をクロック発生器２２２から発せられたクロ
ック・パルスに基づいて測定しているため、この計測系
の測定精度はクロック精度によって決定される。
【００１８】上記信号処理回路をより詳しく説明する
と、位相角の算出方法は１周期分のクロック・パルス数
と位相カウンターによる波数の小数点部分の比により行
っているが、通常使用されるクロック発生器の周波数安
定度は±５０ｐｐｍ程度であり、この誤差により測定周
波数誤差として１０-4程度しか得られないという問題点
があった。
と、位相角の算出方法は１周期分のクロック・パルス数
と位相カウンターによる波数の小数点部分の比により行
っているが、通常使用されるクロック発生器の周波数安
定度は±５０ｐｐｍ程度であり、この誤差により測定周
波数誤差として１０-4程度しか得られないという問題点
があった。
【００１９】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するものであり、ビート信号の時間測定を行うため
に使用されるクロック発生器の温度等の環境変化に起因
する変動を自動的にキャンセルでき、高精度の距離測定
が可能になるレーザ測距装置用信号処理回路を提供する
ことを目的とする。
解決するものであり、ビート信号の時間測定を行うため
に使用されるクロック発生器の温度等の環境変化に起因
する変動を自動的にキャンセルでき、高精度の距離測定
が可能になるレーザ測距装置用信号処理回路を提供する
ことを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ測距装置
用信号処理回路は、２つの光学系を有する干渉光学系に
入射し、両光学系の光路差により生じた周波数差によっ
て発生するビート信号に基づき測定対象物までの距離又
は測定対象物の変位を測定するレーザ測距装置に使用さ
れるレーザ測距装置用信号処理回路において、前記干渉
光学系を２つ有し、一の干渉光学系は該測定対象物まで
の距離を測定する測距光学系であり、他の一の干渉光学
系は両光学系の距離差が既知の基準光学系である一方、
各々の干渉光学系のビート信号の波数、時間を測定する
ことにより、該ビート信号の周波数を算出するビート信
号処理回路を備え、該ビート信号処理回路が、同一のク
ロック発生器から発生するクロック・パルスに従い、各
々のビート信号の時間測定をほぼ同時に行う信号処理回
路であり、そのことにより上記目的が達成される。
用信号処理回路は、２つの光学系を有する干渉光学系に
入射し、両光学系の光路差により生じた周波数差によっ
て発生するビート信号に基づき測定対象物までの距離又
は測定対象物の変位を測定するレーザ測距装置に使用さ
れるレーザ測距装置用信号処理回路において、前記干渉
光学系を２つ有し、一の干渉光学系は該測定対象物まで
の距離を測定する測距光学系であり、他の一の干渉光学
系は両光学系の距離差が既知の基準光学系である一方、
各々の干渉光学系のビート信号の波数、時間を測定する
ことにより、該ビート信号の周波数を算出するビート信
号処理回路を備え、該ビート信号処理回路が、同一のク
ロック発生器から発生するクロック・パルスに従い、各
々のビート信号の時間測定をほぼ同時に行う信号処理回
路であり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２１】好ましくは、前記基準光学系の波数を設定
し、設定波数の間の時間を前記クロック発生器からのク
ロック・パルスに基づき時間測定カウンターにて計測す
る一方、該設定波数の間に前記測距光学系より得られる
ビート信号の波数およびクロック発生器からのクロック
・パルスに基づく時間を時間測定カウンターにて計測
し、各々のビート信号周波数を測定する。
し、設定波数の間の時間を前記クロック発生器からのク
ロック・パルスに基づき時間測定カウンターにて計測す
る一方、該設定波数の間に前記測距光学系より得られる
ビート信号の波数およびクロック発生器からのクロック
・パルスに基づく時間を時間測定カウンターにて計測
し、各々のビート信号周波数を測定する。
【００２２】
【作用】上記のように、同一のクロック発生器から発生
するクロック・パルスに基づき基準光学系および測距光
学系各々のビート信号の時間測定をほぼ同時に行う回路
構成によれば、クロック発生器から発せられるクロック
・パルスが温度等の環境変化に起因して変化、すなわち
時間的に搖らいだとしても、その影響が両光学系に同等
に現れる。従って、各光学系の測定値に対する誤差が相
殺されてキャンセルされる。
するクロック・パルスに基づき基準光学系および測距光
学系各々のビート信号の時間測定をほぼ同時に行う回路
構成によれば、クロック発生器から発せられるクロック
・パルスが温度等の環境変化に起因して変化、すなわち
時間的に搖らいだとしても、その影響が両光学系に同等
に現れる。従って、各光学系の測定値に対する誤差が相
殺されてキャンセルされる。
【００２３】このことは、前記（２）式からも明かであ
る。すなわち、（２）式では、Ｎcl r、Ｎclsの比から測
定物までの距離Ｌを測定しているため、Ｎclr、Ｎclsを
計測しているクロック発生器の絶対時間測定に対する誤
差をキャンセルできることがわかる。
る。すなわち、（２）式では、Ｎcl r、Ｎclsの比から測
定物までの距離Ｌを測定しているため、Ｎclr、Ｎclsを
計測しているクロック発生器の絶対時間測定に対する誤
差をキャンセルできることがわかる。
【００２４】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明のレーザ測距装置用信号処理回路を示
す。この信号処理回路は、上記従来例同様の基準光学系
および測距光学系を有するレーザ測距装置に搭載され
る。上記同様にして基準光学系によって生成された基準
ビート信号および測距光学系によって生成された測距ビ
ート信号は、アンプおよび波形整形器からなるアナログ
回路部分によってそれぞれ増幅、波形整形されて、ＴＴ
Ｌレベルの出力に変換された後、ディジタル回路部分に
入力される。
る。図１は本発明のレーザ測距装置用信号処理回路を示
す。この信号処理回路は、上記従来例同様の基準光学系
および測距光学系を有するレーザ測距装置に搭載され
る。上記同様にして基準光学系によって生成された基準
ビート信号および測距光学系によって生成された測距ビ
ート信号は、アンプおよび波形整形器からなるアナログ
回路部分によってそれぞれ増幅、波形整形されて、ＴＴ
Ｌレベルの出力に変換された後、ディジタル回路部分に
入力される。
【００２５】すなわち、基準光学系によって生成された
基準ビート信号は、アンプ（図示せず）によって所定レ
ベルまで増幅された後、波形整形器１０９に入力され、
ここで波形整形が行われて、図２（ａ）に示す矩形波に
変換される。同様に、測距ビート信号は、波形整形器１
１９によって波形整形されて、図２（ｅ）に示す矩形波
に変換される。
基準ビート信号は、アンプ（図示せず）によって所定レ
ベルまで増幅された後、波形整形器１０９に入力され、
ここで波形整形が行われて、図２（ａ）に示す矩形波に
変換される。同様に、測距ビート信号は、波形整形器１
１９によって波形整形されて、図２（ｅ）に示す矩形波
に変換される。
【００２６】波形整形器１０９によって矩形波に変換さ
れた信号は、基準系の波数カウンター１２４に入力され
る。波数カウンター１２４には、これに接続された波数
設定器１２６より整数の設定値が予め設定されるように
なっている。波数カウンター１２４は、波形整形器１０
９からの入力信号の波数をカウントし、カウント値が設
定値になるまでの間、ゲートを開く構成になっている。
より具体的には、この間に、波数カウンター１２４から
基準系の時間測定カウンター１３０に、図２（ｂ）に示
すようなタイミングの”Ｈ”レベルのゲート開信号（基
準系ゲート信号）が出力されるようになっている。
れた信号は、基準系の波数カウンター１２４に入力され
る。波数カウンター１２４には、これに接続された波数
設定器１２６より整数の設定値が予め設定されるように
なっている。波数カウンター１２４は、波形整形器１０
９からの入力信号の波数をカウントし、カウント値が設
定値になるまでの間、ゲートを開く構成になっている。
より具体的には、この間に、波数カウンター１２４から
基準系の時間測定カウンター１３０に、図２（ｂ）に示
すようなタイミングの”Ｈ”レベルのゲート開信号（基
準系ゲート信号）が出力されるようになっている。
【００２７】時間測定カウンター１３０には、クロック
発生器１２２から、図２（ｃ）に示す波形のクロック・
パルスが入力されるようになっている。時間測定カウン
ター１３０は、波数カウンター１２４からの基準系ゲー
ト信号がゲート開の状態になっている間、クロック発生
器１２２からのクロック・パルスの数をカウントして時
間計測を行う（図２（ｄ）参照）。
発生器１２２から、図２（ｃ）に示す波形のクロック・
パルスが入力されるようになっている。時間測定カウン
ター１３０は、波数カウンター１２４からの基準系ゲー
ト信号がゲート開の状態になっている間、クロック発生
器１２２からのクロック・パルスの数をカウントして時
間計測を行う（図２（ｄ）参照）。
【００２８】また、この基準系ゲート信号は同期回路１
３１に入力される。同期回路１３１は基準系ゲート信号
に基づき、基準ビート信号に同期した測距系ゲート信号
（図２（ｆ）参照）を生成して、測距系の波数カウンタ
ー１２３および時間測定カウンター１３２に与える。な
お、同期回路１３１には、波形整形器１１９の出力が入
力される。この出力は時間測定カウンター１３２にも入
力される。
３１に入力される。同期回路１３１は基準系ゲート信号
に基づき、基準ビート信号に同期した測距系ゲート信号
（図２（ｆ）参照）を生成して、測距系の波数カウンタ
ー１２３および時間測定カウンター１３２に与える。な
お、同期回路１３１には、波形整形器１１９の出力が入
力される。この出力は時間測定カウンター１３２にも入
力される。
【００２９】波数カウンター１２３は、測距系ゲート信
号が”Ｈ”レベルのゲート開の状態である間、測距ビー
ト信号の波数（図２（ｇ）参照）をカウントする。ま
た、時間測定カウンター１３２には、同一のクロック発
生器１２２からクロック・パルス（図２（ｈ）参照）が
入力されるようになっており、測距系ゲート信号が”
Ｈ”レベルのゲート開の状態である間、このクロック・
パルスをカウントして時間計測を行う。
号が”Ｈ”レベルのゲート開の状態である間、測距ビー
ト信号の波数（図２（ｇ）参照）をカウントする。ま
た、時間測定カウンター１３２には、同一のクロック発
生器１２２からクロック・パルス（図２（ｈ）参照）が
入力されるようになっており、測距系ゲート信号が”
Ｈ”レベルのゲート開の状態である間、このクロック・
パルスをカウントして時間計測を行う。
【００３０】以上のカウント値により、測距光学系およ
び基準光学系のビート信号のビート周波数が計測され、
以下従来例記同様にして、コンピュータ１１１が上記
（２）式の演算を行って測定対象物までの距離Ｌを算出
する。
び基準光学系のビート信号のビート周波数が計測され、
以下従来例記同様にして、コンピュータ１１１が上記
（２）式の演算を行って測定対象物までの距離Ｌを算出
する。
【００３１】図２（ｄ）、（ｈ）を比較して見れば明ら
かにように、本発明のレーザ測距装置用信号処理回路に
おいては、同一のクロック発生器１２２からのクロック
・パルスを基準光学系および測距光学系各々に設けた時
間測定カウンター１３０、１３２によりほぼ同時にカウ
ントすることにより時間計測を行っている。併せて、上
記（２）式に従って、距離Ｌを測定する構成をとる。従
って、クロック発生器の時間的な搖らぎに起因する誤差
をキャンセルした高精度の距離測定が可能になる。
かにように、本発明のレーザ測距装置用信号処理回路に
おいては、同一のクロック発生器１２２からのクロック
・パルスを基準光学系および測距光学系各々に設けた時
間測定カウンター１３０、１３２によりほぼ同時にカウ
ントすることにより時間計測を行っている。併せて、上
記（２）式に従って、距離Ｌを測定する構成をとる。従
って、クロック発生器の時間的な搖らぎに起因する誤差
をキャンセルした高精度の距離測定が可能になる。
【００３２】
【発明の効果】以上の本発明レーザ測距装置用信号処理
回路によれば、同一のクロック発生器から発生するクロ
ック・パルスに従い、基準光学系および測距光学系によ
ってそれぞれ生成されるビート信号の時間測定を行う構
成をとるので、両ビート信号の時間測定をほぼ同時に行
える。従って、クロック・パルスが温度等の環境変化に
起因して時間的に搖らいだとしても、その影響が両光学
系に同等に現れので、各光学系の測定値に対する誤差が
相殺されてキャンセルされる。それ故、高精度の測定が
可能になり、レーザ測距装置の信頼性を格段に向上でき
る。
回路によれば、同一のクロック発生器から発生するクロ
ック・パルスに従い、基準光学系および測距光学系によ
ってそれぞれ生成されるビート信号の時間測定を行う構
成をとるので、両ビート信号の時間測定をほぼ同時に行
える。従って、クロック・パルスが温度等の環境変化に
起因して時間的に搖らいだとしても、その影響が両光学
系に同等に現れので、各光学系の測定値に対する誤差が
相殺されてキャンセルされる。それ故、高精度の測定が
可能になり、レーザ測距装置の信頼性を格段に向上でき
る。
【図１】本発明のレーザ測距装置用信号処理回路の回路
構成を示すブロック図。
構成を示すブロック図。
【図２】本発明レーザ測距装置用信号処理回路によって
処理される信号の信号波形を示すタイミングチャート。
処理される信号の信号波形を示すタイミングチャート。
【図３】レーザ測距装置の一従来例を示す模式図。
【図４】レーザ周波数変調量およびビート信号を示す信
号波形図。
号波形図。
【図５】従来のレーザ測距装置用信号処理回路の一部を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図６】従来のレーザ測距装置用信号処理回路によって
処理される信号の信号波形を示すタイミングチャート。
処理される信号の信号波形を示すタイミングチャート。
１０９、１１９ 波形整形器 １１１ コンピュータ １２２ クロック発生器 １２３、１２４ 波数カウンター １３０、１３２ 時間測定カウンター １３１ 同期回路 ２０１ 半導体レーザ ２０３、２０４、２１４ ビーム・スプリッター ２０５、２１５ 反射体 ２０７、２１７ 検波器 ２０８、２１８ アンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下中 淳 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−223577（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−187603（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 9/00 - 11/30 102 G01S 17/00 - 17/88
Claims (2)
- 【請求項１】 ２つの光学系を有する干渉光学系に入射
し、両光学系の光路差により生じた周波数差によって発
生するビート信号に基づき測定対象物までの距離又は測
定対象物の変位を測定するレーザ測距装置に使用される
レーザ測距装置用信号処理回路において、 前記干渉光学系を２つ有し、一の干渉光学系は該測定対
象物までの距離を測定する測距光学系であり、他の一の
干渉光学系は両光学系の距離差が既知の基準光学系であ
る一方、各々の干渉光学系のビート信号の波数、時間を
測定することにより、該ビート信号の周波数を算出する
ビート信号処理回路を備え、該ビート信号処理回路が、
同一のクロック発生器から発生するクロック・パルスに
従い、各々のビート信号の時間測定をほぼ同時に行う信
号処理回路であるレーザ測距装置用信号処理回路。 - 【請求項２】 前記基準光学系の波数を設定し、設定波
数の間の時間を前記クロック発生器からのクロック・パ
ルスに基づき時間測定カウンターにて計測する一方、該
設定波数の間に前記測距光学系より得られるビート信号
の波数およびクロック発生器からのクロック・パルスに
基づく時間を時間測定カウンターにて計測し、各々のビ
ート信号周波数を測定する請求項１記載のレーザ測距装
置用信号処理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18173993A JP3312666B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | レーザ測距装置用信号処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18173993A JP3312666B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | レーザ測距装置用信号処理回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735507A JPH0735507A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3312666B2 true JP3312666B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=16106045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18173993A Expired - Fee Related JP3312666B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | レーザ測距装置用信号処理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312666B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-22 JP JP18173993A patent/JP3312666B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0735507A (ja) | 1995-02-07 |
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