JP3690029B2

JP3690029B2 - 距離計測装置

Info

Publication number: JP3690029B2
Application number: JP00946097A
Authority: JP
Inventors: 浩新美; 伸治河合; 善明帆足; 司三宅
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2017-01-22
Also published as: JPH10206543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を出射して測定対象物から反射されて来る光を受光し、この出射から受光までの時間に基づいて測定対象物までの距離を測定する距離計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両等に搭載され、レーザ光を進行方向の測定対象物に出射し、その反射光を受光したタイミングから、測定対象物までの距離を測定して障害物が存在することを運転者に警報したり、測定距離を自動走行等のデータに利用するための距離計測装置が知られている。
【０００３】
このような距離計測装置は、車両等に搭載されて用いられるため、特に、その軽量小型化が求められている。レーザ光を出射するためには、高電圧電源が必要であるが、装置の軽量小型化のために、スイッチング動作により低電圧電源を昇圧させるコンバータが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この距離計測装置の小型化に伴い、距離計測装置内の各種構成が近接して配置されることにより、前記コンバータの使用において次のような問題が発生した。
【０００５】
すなわち、上述したスイッチング動作により高電圧を得るコンバータにおいては、スイッチングノイズが発生し、このノイズがコンバータに近接して配置されている受光回路に大きな影響を与えるのである。例えば、図８に示すごとく、発光回路がレーザ光を発光してから（Ｔ０）、受光回路が反射光を受光するまで（Ｔ２）に、コンバータのスイッチング動作がオンからオフに切り替わった場合（Ｔ１）、その切り替わりにより生じた電磁波ノイズが、受光回路から出力される受光信号のノイズとなり、受光信号として誤検出される場合がある。この誤検出により、レーザ光出射から受光までの時間は実際よりも短い時間として検出されるので、測定対象物が実際よりも近くにあると検出されてしまう。
【０００６】
このような誤検出は、距離計測装置を一層小型化しようとして出射するレーザ光の出力を小さくすると受光信号の増幅率を大きくしなくてはならず、このためノイズも増幅されて実際の受光信号として検出され易くなることからも問題となっていた。
【０００７】
ノイズの影響を防止するためには、コンバータと受光回路との間をシールドすることも考えられるが、結局、シールドを形成するために装置本体の大型化やコストアップを招き、距離計測装置の小型化への障害となった。
本発明は、装置本体の大型化やコストアップをほとんど招くことなく、コンバータからのノイズによる誤検出を防止した距離計測装置を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の距離計測装置は、コンバータの少なくともノイズが生じるスイッチング動作時と、レーザ発光手段の発光タイミングから受光手段の受光タイミングまでの期間との重複を禁止する重複禁止手段を備えている。
【０００９】
このように重複禁止手段が機能することにより、レーザ発光手段の発光タイミングから受光手段の受光タイミングまでの期間には、コンバータの少なくともノイズが生じるスイッチング動作はなされないので、ノイズと受光信号とを取り違えることはなく、誤検出は防止できる。
【００１０】
この重複禁止手段は、単にタイミングを調節すれば良いので、回路そのものが簡単に構成できる。重複禁止手段として、既に距離計測装置に用いられている回路の一部の機能を利用すれば、ほとんど回路の増加はない。例えば距離算出手段が、プログラムにより機能するＣＰＵにより実現されているものであれば、重複禁止手段の機能を実現するためには、その機能の一部または全てをプログラムにて実現できるので、更に回路構成としての追加は少なくてもあるいは全くなくても済む。したがって、装置をほとんど大型化することなく、またコストアップをほとんど招くことなく、コンバータからのノイズによる誤検出を防止できる。
【００１１】
具体的に、本発明の距離計測装置は、コンバータの少なくともノイズが生じるスイッチング動作を検出するスイッチング動作検出手段を備え、重複禁止手段が、レーザ発光手段の発光タイミングを制御することにより、レーザ発光手段の発光タイミングから受光手段の受光タイミングまでの期間を、スイッチング動作検出手段にて検出されたコンバータの少なくともノイズが生じるスイッチング動作と次の少なくともノイズが生じるスイッチング動作との間に配置する。この構成によって、誤検出は、防止される。
【００１２】
なお、上述したコンバータとしては、負荷に対してスイッチ回路が並列に配置された昇圧型チョッパ回路とスイッチ回路のオン・オフのスイッチング動作を周期的に行うＩＣ等のスイッチング制御回路とを備えたＤＣ／ＤＣコンバータを挙げることができる。
【００１３】
また、重複禁止手段は、スイッチング動作検出手段にて検出された少なくともノイズが生じるスイッチング動作が行われた後であって、コンバータにおける次の少なくともノイズが生じるスイッチング動作が行われる前に、レーザ発光手段の発光タイミングから受光手段の受光タイミングまでの期間が終了するタイミングで発光するようにレーザ発光手段を制御する構成としても良い。
【００１４】
前記スイッチング動作の間隔を、通常行われる、レーザ発光手段の発光タイミングから受光手段の受光タイミングまでの期間より長い期間としておけば、レーザ発光手段の発光タイミングを制御することにより、前記スイッチング動作の間に距離の測定を完了することができる。
【００１５】
なお、ノイズが生じるスイッチング動作の直後にレーザ発光手段の発光タイミングを持ってくると、ノイズが減衰していないと、受光信号として検出されるおそれがあるので、ノイズが生じるスイッチング動作から十分減衰する時間待ってから、レーザ発光手段を発光させることが好ましい。
【００１６】
また、重複禁止手段は、例えば、コンバータの少なくともノイズが生じるスイッチング動作を、レーザ発光手段の発光タイミングから受光手段の受光タイミングまでの期間中、禁止するように構成されても良い。すなわち、スイッチング動作側を制御しても良い。また、具体的に、重複禁止手段は、レーザ発光手段の発光タイミングから受光手段の受光タイミングまでの期間中は、少なくともノイズが生じるスイッチング動作を行わせる信号が、スイッチング制御回路からスイッチ回路へ伝達されるのを阻止する構成とすることができる。その他、重複禁止手段は、レーザ発光手段の発光タイミングから受光手段の受光タイミングまでの期間中は、スイッチング制御回路が、少なくともノイズが生じるスイッチング動作を行わせる信号を、スイッチ回路へ出力することを禁止する構成とすることができる。
【００１７】
また、温度等の状況により、特に、受光手段の内部回路については信号伝搬の遅延時間が変化して、測定値に影響する場合があり、このような場合を考慮して、更に、受光手段の内部回路の信号伝搬遅延時間を測定する伝搬遅延時間測定手段と、所定タイミングにて、距離算出手段による時間間隔の測定処理の代りに、伝搬遅延時間測定手段の処理を実行させる遅延時間測定制御手段とを備える構成とし、更に、距離算出手段については、レーザ発光手段の発光タイミングから受光手段の受光タイミングまでの時間間隔と伝搬遅延時間測定手段にて測定された信号伝搬遅延時間とに基づいて、測定対象物までの距離を算出することとしても良い。このように信号伝搬遅延時間を実測して距離算出手段による測定対象物までの距離算出に反映させているので、一層正確な測定が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１としての車載用の距離計測装置２の概略構成を表すブロック図である。
【００１９】
距離計測装置２は、レーザ発光回路４、受光センサ６、ＤＣ／ＤＣコンバータ８、ＡＧＣ増幅回路１０、ＳＴＣ増幅回路１２、計測用カウンタ１４、微分回路１６および制御回路１８を主体として構成されている。これらの構成には、図示していないイグニッションＩＧから電力が供給されている。
【００２０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、イグニッションＩＧの供給電圧、例えば１２Ｖを、７０Ｖに昇圧して、発光用電源としてレーザ発光回路４に供給している。レーザ発光回路４はこの７０Ｖ電源を利用して周期的に前方に出射している。
レーザ発光回路４から出射されたレーザ光は自車の前方に存在する車両Ｍに反射され、その反射光は、フォトダイオードを備えた受光センサ６にて受光されて、受光信号がＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２を介して計測用カウンタ１４に出力される。
【００２１】
計測用カウンタ１４は、レーザ発光回路４からの発光信号を受信した時点から、ＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２を介して受光センサ６から受光信号を受信した時点までの時間をカウントして、制御回路１８に出力する。
制御回路１８は、レーザ発光回路４の発光と受光センサ６の受光から前方車両Ｍの距離を測定するタイミングとは別のタイミングに、微分回路１６への信号のハイ／ローを切り替えることにより、微分回路１６からＡＧＣ増幅回路１０に対して受光信号の疑似信号を出力し、同時に発光信号を計測用カウンタ１４に出力する。この発光信号により計測用カウンタ１４はカウントを開始し、ＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２を介して疑似信号を受信すると、その受信時までのカウント値を制御回路１８に出力する。このことにより、制御回路１８はＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２による信号伝搬遅延時間を得ることができる。
【００２２】
したがって制御回路１８は、実際にレーザ発光回路４を発光させてから、その反射光を受光センサ６にて受光したタイミングまでの時間Ｔｍから、疑似信号がＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２を介して計測用カウンタ１４に到達するまでの時間Ｔｄ（信号伝搬遅延時間）を差し引くことにより、信号伝搬遅延時間Ｔｄに影響されずに、レーザ光の往復時間Ｔを得ることができ、この往復時間Ｔから正確に前方車両Ｍまでの距離を算出することができる。
【００２３】
なお、ＡＧＣ増幅回路１０は、制御回路１８により微弱信号を予め決められたレベルに変換する増幅回路であり、ＳＴＣ増幅回路１２はレーザ発光回路４の発光に伴うノイズを低減するために制御回路１８から制御可能な増幅回路である。
ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ８およびその周辺の回路図を図２に示す。ＤＣ／ＤＣコンバータ８にはイグニッションＩＧ側から１２Ｖの電源が供給されている。コイルＬ１、ダイオードＤ１、トランジスタＴｒ１および出力コンデンサＣ１により、昇圧型チョッパ回路が形成されている。更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、内部に発振器が備えられたコントロールＩＣ８ａを有している。このコントロールＩＣ８ａは、抵抗Ｒ１，Ｒ２にて取り出される出力側の電圧が低下した場合に、パルス信号を、スイッチ回路としてのトランジスタＴｒ１に出力する。このパルス信号により、トランジスタＴｒ１は、周期的にオン・オフし、ＤＣ／ＤＣコンバータ８はいわゆるブーストコンバータ回路として機能して、出力コンデンサＣ１側を７０Ｖまで昇圧する。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、レーザ発光回路４に設けられているレーザダイオードＬＤの点灯用電源となる。そして、制御回路１８が必要に応じて発光信号を出力すると、レーザダイオードＬＤのスイッチ回路であるトランジスタＴｒ２がオンし、レーザダイオードＬＤが点灯して、レーザ発光回路４から前方車両Ｍにレーザ光が出射される。
【００２４】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ８には、トランジスタＴｒ３を主体とするスイッチ回路８ｂが設けられている。制御回路１８からのプレトリガ信号ＰＲＥ−ＴＲＩＧが出力されると、トランジスタＴｒ３がオンとなって、コントロールＩＣ８ａからトランジスタＴｒ１へ出力されるパルス信号が無効となるので、トランジスタＴｒ１はスイッチング動作を行わなくなる。したがって、出力コンデンサＣ１には７０Ｖの高電圧によるエネルギーは供給されなくなる。
【００２５】
ただし、出力コンデンサＣ１およびレーザ発光回路４側のコンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーにより、しばらくはレーザ発光回路４側にレーザダイオードＬＤが点灯する程度の高電圧エネルギーは供給することはできる。
次に、制御回路１８において行われる上述した反射光による実際の計測処理および疑似信号による内部回路の信号伝搬遅延時間Ｔｄの計測処理について、図３のフローチャートおよび図４のタイミングチャートに基づいて説明する。
【００２６】
まず、距離計測装置２の各種構成の初期状態設定や制御回路１８内のメモリの初期値設定等の初期化処理が行われる（Ｓ１１０）。次に、例えば１ｍｓｅｃの周期で行われる計測周期か否かが判定される（Ｓ１２０）。計測周期でなければ（Ｓ１２０で「ＮＯ」）、次に学習周期か否かが判定される（Ｓ１３０）。ここで学習とは、前述したＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２における信号伝搬遅延時間Ｔｄおよび高感度で安定した計測のためＡＧＣ増幅回路１０における上限利得ＡＧＣ値を測定して記憶する処理である。この学習周期は、計測周期よりも長い周期、例えば１００ｍｓｅｃで行われる。学習周期でなければ、再度、ステップＳ１２０の処理に戻る。
【００２７】
なお、計測処理の開始時には、学習を優先的に行っても良く、その場合にはステップＳ１２０で「ＹＥＳ」と判定されるよりも先にステップＳ１３０で「ＹＥＳ」と判定される。したがって、学習周期であるとして、次に、内部回路（ＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２）の信号伝搬遅延時間Ｔｄの計測処理が行われる（Ｓ１４０）。すなわち、前述したごとく、制御回路１８から発光信号を計測用カウンタ１４に送信すると同時に、微分回路１６にも疑似信号を出力させる指示を行う。
【００２８】
このことにより計測用カウンタ１４において、発光信号受信から疑似信号受信までの時間が測定される。この時間は、ＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２による信号伝搬遅延時間Ｔｄである。なお、この疑似信号による計測の際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ８のスイッチング動作によりノイズが影響するのを防止するために、制御回路１８からプレトリガ信号ＰＲＥ−ＴＲＩＧを出力してトランジスタＴｒ１のスイッチング動作を停止する。
【００２９】
更に、ＡＧＣ増幅回路１０における上限利得（ＡＧＣ値）を測定して記憶する学習処理を行い（Ｓ１５０）、次に、計測結果を表示する（Ｓ１６０）。ただし、最初は、前方車両Ｍを計測したデータは存在していないので、ステップＳ１６０では何も行わずに、ステップＳ１２０の処理に戻る。
【００３０】
そして、測定周期となると（Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、まず、プレトリガ信号ＰＲＥ−ＴＲＩＧが制御回路１８からＤＣ／ＤＣコンバータ８へ出力される（Ｓ１７０）。このことにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ８のスイッチ回路８ｂがオンとなって、コントロールＩＣ８ａが周期的に出力しているパルス信号が無効となり、トランジスタＴｒ１のスイッチング動作が停止する（図４の時刻Ｔ１０）。すなわち、制御回路１８は、スイッチング動作を行わせるパルス信号が、スイッチング制御回路であるコントロールＩＣ８ａからスイッチ回路８ｂへ伝達されるのを阻止する。
【００３１】
したがって、スイッチング動作（特にオフのスイッチング動作）に伴ってＤＣ／ＤＣコンバータ８から発生する電磁ノイズが停止する。このことにより、受光センサ６側の増幅回路であるＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２にノイズが侵入するのを防止できる。
【００３２】
なお、前述したごとく、トランジスタＴｒ１のスイッチング動作が停止しても、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力コンデンサＣ１およびレーザ発光回路４側のコンデンサＣ２に電力が蓄積されているので、以後行われる計測も可能である。なお、コンデンサＣ１，Ｃ２には、複数回計測できるほどの電気エネルギーが存在する。
【００３３】
次にＡＧＣ増幅回路１０の利得を既にステップＳ１５０で得られている上限利得（ＡＧＣ値）の範囲に設定する（Ｓ１８０）。次に発光信号を制御回路１８からレーザ発光回路４に出力し（Ｓ１９０）、レーザダイオードＬＤを発光させる（Ｔ１１）。このとき、発光信号は計測用カウンタ１４にも入力されて計測用カウンタ１４のカウントが開始される。
【００３４】
次に、制御回路１８は、計測用カウンタ１４が受光センサ６からの受光信号を受信したことにより停止すると（Ｔ１２）、その計測用カウンタ１４のカウント値を読み込み、制御回路１８内のＲＡＭへ格納する（Ｓ２００）。
こうして計測期間が終了する（Ｔ１３）と、次に、制御回路１８からＤＣ／ＤＣコンバータ８へ継続して出力していたプレトリガ信号ＰＲＥ−ＴＲＩＧを停止する（Ｓ２１０）。このことにより、コントロールＩＣ８ａのパルス出力が有効となり、トランジスタＴｒ１がオン・オフを繰り返し始めることにより、出力コンデンサＣ１側に高電圧が供給され始める（Ｔ１４）。
【００３５】
以後、ステップＳ１３０，Ｓ１２０の処理を繰り返して、再度、計測周期となれば（Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、プレトリガ信号ＰＲＥ−ＴＲＩＧを出力してトランジスタＴｒ１のスイッチング動作を停止させ（Ｔ１５）、上述した処理を繰り返して計測用カウンタ１４のカウント値を得て、制御回路１８内のＲＡＭへ格納する（Ｓ２００）。そして、トランジスタＴｒ１のスイッチング動作を再開させる（Ｓ２１０：Ｔ１８）。以後、計測周期となる毎にステップＳ１７０〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。
【００３６】
本距離計測装置２は、前方をレーザ光にてスキャンするタイプであるので、１ラインのスキャンあるいは１画面のスキャン分のカウント値を記憶し、学習周期の際に、図示していない液晶ディスプレイにその計測結果を、数値や画像として表示したり、他のシステムに計測結果を送信する。
【００３７】
すなわち、学習周期であると判定されると（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、前述した信号伝搬遅延時間Ｔｄの計測処理（Ｓ１４０）およびＡＧＣ増幅回路１０の上限利得（ＡＧＣ値）を学習（Ｓ１５０）した後、信号伝搬遅延時間Ｔｄと計測用カウンタ１４にて計測されたカウント値Ｔｍとに基づいて換算して、前方車両Ｍまでの距離を求め、液晶ディスプレイ等に表示したり、他のシステムに送信したりする（Ｓ１６０）。
【００３８】
この換算処理は、学習周期と学習周期との間に蓄積した計測用カウンタ１４のカウント値Ｔｍ（レーザの出射から受光までの時間を表す）から、次式のごとく、信号伝搬遅延時間Ｔｄを差し引いて補正時間Ｔを得る。
【００３９】
【数１】

【００４０】
そしてこの補正時間Ｔと光速とに基づいて、前方車両Ｍまでの距離を計算する。
本実施の形態１は、レーザ光を出射してその反射光を受光するための計測期間は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８のスイッチング動作を停止させているので、ノイズが受光信号として誤検出されることはなく、正確に出射から受光までの時間Ｔｍをカウントでき前方車両Ｍまでの距離を正確に求めることができる。しかも、ＡＧＣ増幅回路１０とＳＴＣ増幅回路１２との信号伝搬遅延時間Ｔｄを学習して、距離計算時に時間Ｔｍから、信号伝搬遅延時間Ｔｄ分を差し引いた補正時間Ｔに基づいて距離を求めているので、温度変化等により信号伝搬遅延時間Ｔｄが変化しても常に正確な距離を求めることができる。
【００４１】
そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ８のスイッチング動作のオン・オフ操作は、簡単なスイッチ回路８ｂを設けるのみで可能であることから、回路的にはほとんど増加することがなく、装置の大型化やコストアップをほとんど招かない。
なお、スイッチ回路８ｂを用いずに、図２に破線で示すごとく、制御回路１８から直接、コントロールＩＣ８ａを制御して、計測期間中は、コントロールＩＣ８ａからトランジスタＴｒ１へ周期的に出力されるパルス信号を禁止させる構成とすれば、スイッチ回路８ｂも不要となり、装置の大型化やコストアップを全く招かなくて済む。
【００４４】
［実施の形態２］
図５に、実施の形態２の距離計測装置の内のＤＣ／ＤＣコンバータ２５８およびレーザ発光回路２５４部分の回路図を示す。レーザ発光回路２５４は実施の形態１のレーザ発光回路４と同じ構成であり、図５に記載した構成以外の構成は、図６に示す制御回路２６８における計測処理を除いて、実施の形態１の構成と同じである。
【００４５】
実施の形態２のＤＣ／ＤＣコンバータ２５８が前記実施の形態１のＤＣ／ＤＣコンバータ８と異なる点は、トランジスタＴｒ１をオン・オフ制御するためにコントロールＩＣ２５８ａから出力されているパルス信号がオンからオフに切り替わるタイミングを避けて、計測あるいは学習処理のタイミングを設定する点である。このために、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５８にはスイッチ回路８ｂが存在せず、コントロールＩＣ２５８ａからのパルス信号を制御回路２６８が検出している。
【００４６】
この構成の基で、制御回路２６８は、図６のフローチャートに示す計測処理を行う。なお、制御状態を図７のタイミングチャートに示す。
処理が開始されると、距離計測装置の各種構成の初期状態設定や制御回路２６８内のメモリの初期値設定等の初期化処理が行われる（Ｓ３１０）。
【００４７】
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５８のトランジスタＴｒ１がオンからオフに切り替わったか否かが、コントロールＩＣ２５８ａのパルス信号に基づいて判定される（Ｓ３２０）。トランジスタＴｒ１がオンからオフに切り替わったタイミング以外であれば、既に測定され、計算されている距離データが存在すれば、その距離データを必要なシステムに送信し、あるいは、液晶ディスプレイに表示する（Ｓ３３０）。以後、ステップＳ３２０にて「ＮＯ」と判定される限り、ステップＳ３３０の処理を継続する。
【００４８】
トランジスタＴｒ１がオンからオフに切り替わったタイミングでは（Ｓ３２０で「ＹＥＳ」）、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５８から発生するノイズが低減するまで待つため、５００ｎｓｅｃ待機する（Ｓ３４０）。次に計測モードか学習モードかが判定される（Ｓ３５０）。例えば、計測モード９９回につき、学習モードが１回行われる設定がなされている。
【００４９】
計測処理の初期には、学習モードが行われる。したがって、ＡＧＣ増幅回路１０における上限利得（ＡＧＣ値）を測定して記憶する学習処理を行い（Ｓ４００）、次に、内部回路（ＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２）の信号伝搬遅延時間Ｔｄの計測・学習処理が行われる（Ｓ４１０）。ステップＳ４００は実施の形態１のステップＳ１５０と同じ処理であり、ステップＳ４１０は実施の形態１のステップＳ１４０と同じ処理である。
【００５０】
こうして学習モードを終了すると、ステップＳ３２０の処理に戻り、コントロールＩＣ２５８ａのパルス信号に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２５８のトランジスタＴｒ１がオンからオフとなるタイミング待ちとなり、その間、ステップＳ３３０の処理が実行される。
【００５１】
次に、トランジスタＴｒ１がオンからオフとなるタイミングとなると（Ｓ３２０で「ＹＥＳ」：Ｔ２１）、５００ｎｓｅｃ待って（Ｓ３４０）、ノイズが減衰するのを待ち、次に計測モードが実行される（Ｓ３５０）。
計測モードでは、まず、ＡＧＣ増幅回路１０の利得を既にステップＳ４００で得られている上限利得（ＡＧＣ値）の範囲に設定し（Ｓ３５５）、次に発光信号を制御回路２６８からレーザ発光回路２５４に出力し（Ｓ３６０）、レーザダイオードＬＤを発光させる（Ｔ２２）。このとき、発光信号は計測用カウンタ１４にも入力されて計測用カウンタ１４のカウントが開始される。
【００５２】
次に、制御回路２６８は、計測用カウンタ１４が受光センサ６からの受光信号を受信したことにより停止すると（Ｔ２３）、その計測用カウンタ１４のカウント値Ｔｍを読み込み、制御回路２６８内のＲＡＭへ格納する（Ｓ３７０）。このことにより計測が終了する。
【００５３】
次に、ステップＳ４１０にて学習されている内部回路の信号伝搬遅延時間Ｔｄを、実施の形態１にて示した式のごとくカウント値Ｔｍから減算して、カウント補正値（補正時間）Ｔを求める（Ｓ３８０）。
次に、このカウント補正値Ｔと光速とに基づいて、前方車両Ｍまでの距離ｄの算出を行う（Ｓ３９０）。
【００５４】
コントロールＩＣ２５８ａからのパルス信号の周期は、例えば、３０μｓｅｃであるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５８のトランジスタＴｒ１がオンからオフとなるタイミングの周期も、３０μｓｅｃである。そして、通常の測定では、レーザ光の出射から反射光の受光までの時間は、約１〜２μｓｅｃであるので、レーザ光の出射から反射光の受光までの期間に、トランジスタＴｒ１がオンからオフへ切り替わるタイミングとなることはなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５８からのノイズが受光信号の代りに検出されるおそれはない。また、学習モードの場合の処理は計測モードの処理時間に比較して同等かそれ以下であるので、学習モードのステップＳ４１０での信号伝搬遅延時間の測定にもノイズの影響のおそれはない。
【００５５】
本実施の形態２は、このように構成されているので、計測期間にＤＣ／ＤＣコンバータ２５８のスイッチング動作によるノイズが受信信号として誤って受信されることがないので、正確に前方車両Ｍまでの距離を計測することができる。また、図５に示すごとく、従来の構成に比較して回路的な増加はないので、装置の大型化やコストアップを招くことがない。
【００５６】
なお、本実施の形態２におけるレーザ発光回路２５４がレーザ発光手段に該当し、受光センサ６、ＡＧＣ増幅回路１０およびＳＴＣ増幅回路１２が受光手段に該当し、計測用カウンタ１４および制御回路２６８が距離算出手段に該当し、制御回路２６８が重複禁止手段に該当し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５８の構成がスイッチング動作により電源電圧を昇圧させるコンバータに該当し、制御回路２６８がスイッチング動作検出手段に該当する。
【００５７】
制御回路２６８が行う処理の内で、ステップＳ３２０がスイッチング動作検出手段としての処理に該当し、ステップＳ３２０，Ｓ３４０が重複禁止手段としての処理に該当し、ステップＳ３８０，Ｓ３９０が距離算出手段としての処理に該当する。
【００５８】
計測用カウンタ１４、微分回路１６および制御回路２６８が、伝搬遅延時間測定手段に該当し、制御回路２６８が遅延時間測定制御手段に該当する。制御回路２６８が行う処理の内で、ステップＳ４１０が伝搬遅延時間測定手段としての処理に該当し、ステップＳ３５０が遅延時間測定制御手段としての処理に該当する。
【００５９】
コントロールＩＣ２５８ａ以外のＤＣ／ＤＣコンバータ２５８が昇圧型チョッパ回路に該当し、コントロールＩＣ２５８ａがスイッチング制御回路に該当する。
［その他］
計測に影響する電磁ノイズが発生するのはＤＣ／ＤＣコンバータ８のトランジスタＴｒ１のオフ時であり、オン時には発生しないことから、少なくともトランジスタＴｒ１のオフ時と計測期間とが重ならなければ良い。したがって、前記実施の形態１において、トランジスタＴｒ１のオンが計測期間に重ったとしても問題ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としての車載用の距離計測装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータおよびその周辺の回路図である。
【図３】実施の形態１における計測処理のフローチャートである。
【図４】実施の形態１における計測処理のタイミングチャートである。
【図５】実施の形態２におけるＤＣ／ＤＣコンバータおよびその周辺の回路図である。
【図６】実施の形態２における計測処理のフローチャートである。
【図７】実施の形態２における計測処理のタイミングチャートである。
【図８】従来例の計測処理のタイミングチャートである。
【符号の説明】
２…距離計測装置４…レーザ発光回路６…受光センサ
８…ＤＣ／ＤＣコンバータ８ａ…コントロールＩＣ
８ｂ…スイッチ回路１０…ＡＧＣ増幅回路
１２…ＳＴＣ増幅回路１４…計測用カウンタ１６…微分回路
１８…制御回路２５４…レーザ発光回路
２５８…ＤＣ／ＤＣコンバータ２６８…制御回路
２５８ａ…コントロールＩＣ

Claims

スイッチング動作により電源電圧を昇圧させるコンバータを介して得られた高電圧電源にてレーザ光を発光させるレーザ発光手段と、
前記レーザ発光手段から出射されたレーザ光が測定対象物にて反射されて来た光を受光する受光手段と、
前記レーザ発光手段の発光タイミングから前記受光手段の受光タイミングまでの時間間隔を測定し、該時間間隔に基づいて、前記測定対象物までの距離を算出する距離算出手段と、
を備えた距離計測装置であって、
更に、
前記コンバータの少なくともノイズが生じるスイッチング動作時と、前記レーザ発光手段の発光タイミングから前記受光手段の受光タイミングまでの期間との重複を禁止する重複禁止手段と、
前記コンバータの少なくともノイズが生じるスイッチング動作を検出するスイッチング動作検出手段と、
を備え、
前記重複禁止手段は、前記レーザ発光手段の発光タイミングを制御することにより、前記レーザ発光手段の発光タイミングから前記受光手段の受光タイミングまでの期間を、前記スイッチング動作検出手段にて検出された前記コンバータの少なくともノイズが生じるスイッチング動作と次の少なくともノイズが生じるスイッチング動作との間に配置することを特徴とする距離計測装置。
前記コンバータは、
負荷に対してスイッチ回路が並列に配置された昇圧型チョッパ回路と、
前記スイッチ回路のオン・オフのスイッチング動作を周期的に行うスイッチング制御回路と、
を備えたＤＣ／ＤＣコンバータであることを特徴とする請求項１記載の距離計測装置。
前記重複禁止手段は、前記スイッチング動作検出手段にて検出された少なくともノイズが生じるスイッチング動作が行われた後であって、前記コンバータにおける次の少なくともノイズが生じるスイッチング動作が行われる前に、前記レーザ発光手段の発光タイミングから前記受光手段の受光タイミングまでの期間が終了するタイミングで発光するように前記レーザ発光手段を制御することを特徴とする請求項１または２記載の距離計測装置。
更に、
前記受光手段の内部回路の信号伝搬遅延時間を測定する伝搬遅延時間測定手段と、
所定タイミングにて、前記距離算出手段による前記時間間隔の測定処理の代りに、前記伝搬遅延時間測定手段の処理を実行させる遅延時間測定制御手段と、
を備え、
前記距離算出手段は、前記レーザ発光手段の発光タイミングから前記受光手段の受光タイミングまでの時間間隔と前記伝搬遅延時間測定手段にて測定された信号伝搬遅延時間とに基づいて、前記測定対象物までの距離を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の距離計測装置。