JP6632484B2 - 光受信回路及びレーザレーダ装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る実施の形態1のレーザレーダ装置1の構成を概略的に示す図である。このレーザレーダ装置1は、レーザ光を用いた外部空間の走査を行う光送信回路と、その走査に応じて当該外部空間内の対象物体OBJで反射された反射レーザ光を受信する光受信回路と、当該受信結果に基づいて対象物体OBJまでの距離を測定する測距部とを備えている。
R=c×Δt/2 (1)
・時間帯t1〜t2:アナログ検出信号CH1,CH2
・時間帯t2〜t3:アナログ検出信号CH2,CH3
・時間帯t3〜t4:アナログ検出信号CH3,CH4
・時間帯t4〜t5:アナログ検出信号CH4,CH5
・時間帯t5〜t6:アナログ検出信号CH4,CH5
図7は、本発明に係る実施の形態2における加算回路23Aの構成を概略的に示す図である。実施の形態2のレーザレーダ装置の構成は、図1の加算回路23に代えて図7の加算回路23Aを有する点を除いて、上記実施の形態1のレーザレーダ装置1の構成と同じである。
図8は、本発明に係る実施の形態3における加算回路23Bの構成を概略的に示す図である。実施の形態3のレーザレーダ装置の構成は、図1の加算回路23に代えて図8の加算回路23Bを有する点を除いて、上記実施の形態1のレーザレーダ装置1の構成と同じである。
図9は、本発明に係る実施の形態4における加算回路23Cの構成を概略的に示す図である。実施の形態4のレーザレーダ装置の構成は、図1の加算回路23に代えて図9の加算回路23Cを有する点を除いて、上記実施の形態1のレーザレーダ装置1の構成と同じである。
図10は、本発明に係る実施の形態5のレーザレーダ装置2の構成を概略的に示す図である。このレーザレーダ装置2の構成は、図1の加算回路23及び加算制御回路24に代えて図10の加算回路23Dを有する点を除いて、上記実施の形態1のレーザレーダ装置1の構成と同じである。
図12は、本発明に係る実施の形態6のレーザレーダ装置3の構成を概略的に示す図である。このレーザレーダ装置3の構成は、図1の加算回路23及び加算制御回路24に代えて図12の加算回路23Kを有する点を除いて、上記実施の形態1のレーザレーダ装置1の構成と同じである。図13は、実施の形態6における加算回路23Kの構成例を概略的に示す図である。
[付記]
上記実施の形態6に関し、光受信回路及びレーザレーダ装置の特徴について以下に付記する。
[1] レーザ光を用いた外部空間の走査に応じて前記外部空間内の対象物体で反射された反射レーザ光を受信する光受信回路であって、前記反射レーザ光を集光させる受信光学系と、前記受信光学系により集光された反射レーザ光を光電変換してNチャンネル(Nは2以上の整数)の検出信号を出力する一群の受光素子を含むアレイ受光器と、前記Nチャンネルの検出信号の中から複数の検出信号を選択し、当該選択された複数の検出信号を互いに加算して受信信号を出力する加算回路とを備え、前記加算回路は、前記Nチャンネルの検出信号をNチャンネルの電圧信号にそれぞれ変換するN個の電流電圧変換器と、前記Nチャンネルの電圧信号の信号レベルをN個の比較範囲を定めるN組の閾値と比較し、当該比較結果に応じたN個のスイッチング制御信号をそれぞれ出力するN個の制御比較回路と、前記N個の電流電圧変換器にそれぞれ対応して設けられ、且つ前記N個の制御比較回路にそれぞれ対応して設けられたN個の接続スイッチと、前記N個の接続スイッチから入力された複数の電圧信号を互いに加算して前記受信信号を生成する信号加算器とを備え、前記各接続スイッチは、前記N個の制御比較回路のうちの対応する制御比較回路から入力されたスイッチング制御信号に応じて、前記N個の電流電圧変換器のうちの対応する電流電圧変換器から入力された電圧信号を前記信号加算器に出力するオン状態と、当該対応する電流電圧変換器から入力された電圧信号を前記信号加算器へ出力しないオフ状態とのいずれか一方の状態となるように制御されることを特徴とする光受信回路。
[2] 上記[1]に記載の光受信回路と、前記光受信回路で生成された当該受信信号に基づいて前記対象物体までの距離を測定する測距部とを備えることを特徴とするレーザレーダ装置。
Claims (7)
- レーザ光を用いた外部空間の走査に応じて前記外部空間内の対象物体で反射された反射レーザ光を受信する光受信回路であって、
前記反射レーザ光を集光させる受信光学系と、
前記受信光学系により集光された反射レーザ光を光電変換してNチャンネル(Nは2以上の整数)の検出信号を出力する一群の受光素子を含むアレイ受光器と、
前記Nチャンネルの検出信号の中から、前記アレイ受光器の受光面のうち前記レーザ光の照射方向に対応する結像位置の予測範囲内に配置された複数の受光素子から出力された複数の検出信号を選択し、当該選択された複数の検出信号を互いに加算して受信信号を出力する加算回路と、
前記レーザ光の照射方向を定める走査制御信号に基づいて、前記Nチャンネルの検出信号の中から前記複数の検出信号を選択させる加算制御信号を生成し、前記加算制御信号を前記加算回路に供給する加算制御回路と
を備え、
前記加算制御回路は、前記走査制御信号の信号値を、互いに異なる複数の比較範囲を定める閾値群と比較し、当該比較結果に応じた複数の信号レベルをそれぞれ有する複数の制御信号を前記加算制御信号として生成し、
前記加算回路は、前記加算制御信号に従って前記Nチャンネルの検出信号の中から前記複数の検出信号を選択する
ことを特徴とする光受信回路。 - 請求項1記載の光受信回路であって、
前記加算回路は、
前記Nチャンネルの検出信号をNチャンネルの電圧信号にそれぞれ変換するN個の電流電圧変換器と、
前記Nチャンネルの電圧信号の信号レベルをそれぞれ閾値レベルと比較し、当該比較結果に応じたN個のスイッチング制御信号をそれぞれ出力するN個の制御比較器と、
前記N個の制御比較器にそれぞれ対応して設けられたN個の制御スイッチと、
前記N個の制御スイッチにそれぞれ対応して設けられ、且つ前記N個の電流電圧変換器にそれぞれ対応して設けられたN個の接続スイッチと、
前記N個の接続スイッチから入力された複数の電圧信号を互いに加算して前記受信信号を生成する信号加算器と
を備え、
前記各制御スイッチは、前記加算制御信号に応じて、前記N個の制御比較器のうちの対応する制御比較器から入力されたスイッチング制御信号を前記N個の接続スイッチのうちの対応する接続スイッチに出力するオン状態と、当該対応する制御比較器から入力されたスイッチング制御信号を当該対応する接続スイッチへ出力しないオフ状態とのいずれか一方の状態となるように制御され、
前記各接続スイッチは、前記N個の制御スイッチのうちの対応する制御スイッチから入力されたスイッチング制御信号に応じて、前記N個の電流電圧変換器のうちの対応する電流電圧変換器から入力された電圧信号を前記信号加算器に出力するオン状態と、当該対応する電流電圧変換器から入力された電圧信号を前記信号加算器へ出力しないオフ状態とのいずれか一方の状態となるように制御される
ことを特徴とする光受信回路。 - 請求項1記載の光受信回路であって、
前記加算回路は、
前記Nチャンネルの検出信号をNチャンネルの電圧信号にそれぞれ変換するN個の電流電圧変換器と、
前記Nチャンネルの電圧信号の信号レベルをそれぞれ閾値レベルと比較し、当該比較結果に応じたN個のスイッチング制御信号をそれぞれ出力するN個の制御比較器と、
前記N個の制御比較器にそれぞれ対応して設けられ、且つ前記N個の電流電圧変換器にそれぞれ対応して設けられたN個の接続スイッチと、
前記N個の接続スイッチにそれぞれ対応して設けられたN個の後段スイッチと、
前記N個の後段スイッチから入力された複数の電圧信号を互いに加算して前記受信信号を生成する信号加算器と
を備え、
前記各接続スイッチは、前記N個の制御比較器のうちの対応する制御比較器から入力されたスイッチング制御信号に応じて、前記N個の電流電圧変換器のうちの対応する電流電圧変換器から入力された電圧信号を前記N個の後段スイッチのうちの対応する後段スイッチに出力するオン状態と、当該対応する電流電圧変換器から入力された電圧信号を当該対応する後段スイッチへ出力しないオフ状態とのいずれか一方の状態となるように制御され、
前記各後段スイッチは、前記加算制御信号に応じて、前記N個の接続スイッチのうちの対応する接続スイッチから入力された電圧信号を前記信号加算器に出力するオン状態と、当該対応する接続スイッチから入力された電圧信号を前記信号加算器へ出力しないオフ状態とのいずれか一方の状態となるように制御される
ことを特徴とする光受信回路。 - 請求項1記載の光受信回路であって、
前記加算回路は、
前記Nチャンネルの検出信号をNチャンネルの電圧信号にそれぞれ変換するN個の電流電圧変換器と、
前記Nチャンネルの電圧信号の信号レベルをそれぞれ閾値レベルと比較し、当該比較結果に応じたN個のスイッチング制御信号をそれぞれ出力するN個の制御比較器と、
前記N個の制御比較器にそれぞれ対応して設けられ、且つ前記N個の電流電圧変換器にそれぞれ対応して設けられたN個の接続スイッチと、
前記N個の接続スイッチから入力された複数の電圧信号を互いに加算して前記受信信号を生成する信号加算器と
を備え、
前記各制御比較器は、前記加算制御信号に応じて、前記N個のスイッチング制御信号のうちの対応するスイッチング制御信号を前記N個の接続スイッチのうちの対応する接続スイッチに出力する動作状態と、当該対応するスイッチング制御信号を出力しない非動作状態とのいずれか一方の状態となるように制御され、
前記各接続スイッチは、前記N個の制御比較器のうちの対応する制御比較器から入力されたスイッチング制御信号に応じて、前記N個の電流電圧変換器のうちの対応する電流電圧変換器から入力された電圧信号を前記信号加算器に出力するオン状態と、当該対応する電流電圧変換器から入力された電圧信号を前記信号加算器へ出力しないオフ状態とのいずれか一方の状態となるように制御される
ことを特徴とする光受信回路。 - 請求項1記載の光受信回路であって、
前記加算回路は、
前記Nチャンネルの検出信号をNチャンネルの電圧信号にそれぞれ変換するN個の電流電圧変換器と、
前記Nチャンネルの電圧信号を増幅してそれぞれNチャンネルの増幅信号を出力するN個の増幅器と、
前記Nチャンネルの増幅信号の信号レベルをそれぞれ閾値レベルと比較し、当該比較結果に応じたN個のスイッチング制御信号をそれぞれ出力するN個の制御比較器と、
前記N個の制御比較器にそれぞれ対応して設けられ、且つ前記N個の増幅器にそれぞれ対応して設けられたN個の接続スイッチと、
前記N個の接続スイッチから入力された複数の増幅信号を互いに加算して前記受信信号を生成する信号加算器と
を備え、
前記各増幅器は、前記加算制御信号に応じて、前記Nチャンネルの増幅信号のうちの対応する増幅信号を前記N個の接続スイッチのうちの対応する接続スイッチに出力する動作状態と、当該対応する増幅信号を出力しない非動作状態とのいずれか一方の状態となるように制御され、
前記各接続スイッチは、前記N個の制御比較器のうちの対応する制御比較器から入力されたスイッチング制御信号に応じて、前記N個の増幅器のうちの対応する増幅器から入力された増幅信号を前記信号加算器に出力するオン状態と、当該対応する増幅器から入力された増幅信号を前記信号加算器へ出力しないオフ状態とのいずれか一方の状態となるように制御される
ことを特徴とする光受信回路。 - レーザ光を用いた外部空間の走査に応じて前記外部空間内の対象物体で反射された反射レーザ光を受信する光受信回路であって、
前記反射レーザ光を集光させる受信光学系と、
前記受信光学系により集光された反射レーザ光を光電変換してNチャンネル(Nは2以上の整数)の検出信号を出力する一群の受光素子を含むアレイ受光器と、
前記Nチャンネルの検出信号の中から、前記アレイ受光器の受光面のうち前記レーザ光の照射方向に対応する結像位置の予測範囲内に配置された複数の受光素子から出力された複数の検出信号を選択し、当該選択された複数の検出信号を互いに加算して受信信号を出力する加算回路と
を備え、
前記加算回路は、
前記Nチャンネルの検出信号をNチャンネルの電圧信号にそれぞれ変換するN個の電流電圧変換器と、
前記Nチャンネルの電圧信号の信号レベルをそれぞれ閾値レベルと比較し、当該比較結果に応じたN個のスイッチング制御信号をそれぞれ出力するN個の制御比較器と、
前記N個の制御比較器にそれぞれ対応して設けられたN個の制御スイッチと、
前記N個の制御スイッチにそれぞれ対応して設けられ、且つ前記N個の電流電圧変換器にそれぞれ対応して設けられたN個の接続スイッチと、
前記N個の接続スイッチから入力された複数の電圧信号を互いに加算して前記受信信号を生成する信号加算器と、
前記N個の制御スイッチにそれぞれ対応して設けられ、N個の比較範囲を定めるN組の閾値をそれぞれ有するN個の比較器と
を備え、
前記N個の比較器は、前記レーザ光の照射方向を定める走査制御信号の信号値を前記N組の閾値と比較してN個の比較信号を生成し、
前記各制御スイッチは、前記N個の比較信号のうちの対応する比較信号に応じて、前記N個の制御比較器のうちの対応する制御比較器から入力されたスイッチング制御信号を前記N個の接続スイッチのうちの対応する接続スイッチに出力するオン状態と、当該対応する制御比較器から入力されたスイッチング制御信号を当該対応する接続スイッチへ出力しないオフ状態とのいずれか一方の状態となるように制御され、
前記各接続スイッチは、前記N個の制御スイッチのうちの対応する制御スイッチから入力されたスイッチング制御信号に応じて、前記N個の電流電圧変換器のうちの対応する電流電圧変換器から入力された電圧信号を前記信号加算器に出力するオン状態と、当該対応する電流電圧変換器から入力された電圧信号を前記信号加算器へ出力しないオフ状態とのいずれか一方の状態となるように制御される
ことを特徴とする光受信回路。 - 請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載の光受信回路と、
前記光受信回路で生成された当該受信信号に基づいて前記対象物体までの距離を測定する測距部と
を備えることを特徴とするレーザレーダ装置。
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