JPH03293580A - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 二の発明は、発生させた光信号と距離測定対象から反射
された光信号との位相差を検知して距離を測定する距離
測定装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の距離測定装置では、パルス状の駆動信号に同期し
た光信号を対象物に投光し、その反射光を入力して波形
整形し受信信号を得ている。

そして駆動信号と受信信号とに基づいて、これらの位相
差に対応ずにパルス幅のパルス信号を発生させ、このパ
ルス幅を計測することにより距離測定対象までの距離を
測定している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記のパルス信号のパルス幅を計測するために、このパ
ルス信号の周波数よりも高い周波数のカウント用パルス
信号を発生させ、前記パルス幅に相当する期間に発生す
るカウント用パルス信号の個数を計数回路などを用いて
計測する技術が採用されている。このような従来技術は
、高周波のカウント用パルス信号を発生させる回路や、
前記計数回路などが必要であり、回路構成が大型化、複
雑化すると共に、装置も大型化してしまうという問題を
有している。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、構成が簡略化され、小型化された距離測定
装置を得ることを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明にかかる距離測定装置は、予め定める信号周期
の駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、駆動信号発
生手段からの駆動信号に同期した光信号を発生する光信
号発生手段と、光信号発生手段からの光信号の距離測定
対象からの反射光を入力して、２値化された受信信号を
生成し出力する受信手段と、受信手段から出力される受
信信号を積分する積分手段と、前記駆動信号の信号周期
ごとに積分手段からの積分出力の信号レベルを所定の時
間タイミングで保持して距離測定対象までの距離に対応
する距離信号を出力する信号保持手段とを具備すること
を特徴とする。

く作用〉 駆動信号に同期した光信号を発生し、距離測定対象から
の反射光を入力して２硫化することにより受信信号が得
られる。この受信信号を積分し、前記駆動信号の信号周
期ごとに積分出力の信号レベルを所定の時間タイミング
で保持することにより距離測定対象までの距離に対応す
る距離信号が得られる。

〈実施例〉 第１図は、この発明の一実施例の距離測定装置１の電気
的構成を示している。

この距離測定装置１はパルス発生回路２を備え、信号周
期がＴＩ、パルス幅がＷｔの駆動信号Ａを出力する。駆
動信号Ａは駆動回路３に入力され、発光ダイオードや半
導体レーザ装置などの発光素子４を前記駆動信号Ａに同
期させて発光駆動する。

発光素子４からの光信号は対象物５で反射され、その反
射光はフォトダイオードなどの受光素子６に入射する。

受光素子６からは入射光の有無に対応して電流出力がオ
ン・オフし、増幅器７によって電流値が電圧レベルに変
換され、また電圧レベルが増幅される。増幅器７の出力
は比較器８に入力されて２値化される。

前記パルス発生回路２からの駆動信号Ａはトリガ生成回
路９に入力され、駆動信号Ａの信号周期毎にたとえば立
ち下がりの時間タイミングでトリガパルスＢを生成する
。一方、比較器８から得られる受光信号Ｃは積分回路１
０に入力され、信号周期ごとの積分出力りがサンプルホ
ールド回路１１に入力される。このサンプルホールド回
路１１には前記トリガ生成回路９からのトリガパルスＢ
がサンプリングタイミングトリガ信号として入力され、
サンプルホールド回路１１からの出力が対象物５までの
距離に対応する距離信号Ｅとして出力される。

第２図はこの実施例の動作を説明するタイムチャートで
ある。

第２図（１）の駆動信号Ａは、この信号波形で発光素子
４を発光駆動すると共にトリガ生成回路９に入力され、
立ち下がりタイミングに同期した第２図（２）のトリガ
パルスＢを出力する。一方、対象物５からの反射光に基
づいて比較器８から出力される第２図（３）に示す受信
信号Ｃは、対象物５までの距離Ｌ１に対応する位相差δ
を有している。この受信信号Ｃが積分されると、第２図
（４）に示す三角波形状の積分出力りが得られる。

この積分出力りが前記トリガパルスＢでサンプルホール
ドされると、サンプルホールド回路１１からはサンプリ
ングタイミングに対応したレベルの直流電圧として前記
距離信号Ｅが出力される。

もし仮に前記位相差δが零であればトリガパルスＢは積
分出力りをピーク値でサンプリングすることになり、距
離出力Ｅは最大レベルとなる。一方、前記位相差δが第
２図（３）に破線で示すように大きくなると、それに比
較して距離信号Ｅの信号レベルは次第に低下する。従っ
て前記距離信号Ｅの信号レベルを検知すれば前記距離Ｌ
ｌを測定できる。

二の実施例は、従来技術の項目で述べたような複雑な回
路を付加することなく距離の測定を行うことができ、従
来技術と比較して構成を簡略化し、小型化し得る。

第３図は、この発明の他の実施例の距離測定装置１ａを
示す。

この実施例は前述の実施例に類似し、対応する部分には
同一の参照符号が付しである。この実施例の構成上の特
徴は、前記実施例のパルス発生回路２に代えて正弦波形
のアナログ信号を出力する基本発振回路１５を設け、ま
た正弦波形のアナログ信号を出力する局部発振回路１６
を設けた点にある。すなわちこの実施例は、前記第１実
施例における前記位相差δが比較的小さいとき、距離測
定精度を向上する構成を含むものである。

基本発振回路１５からの発振出力と対象物５からの反射
光に基づく増幅器７からの出力とは、それぞれ混合器１
７．１８で局部発振信号と乗算された後、ローパスフィ
ルタ１９．２０を通過させてビート信号を得ている。こ
のビート信号は基本発振回路１５からの発振出力や増幅
器７からの出力に比べて周波数が例えば数分の１から数
１０分の１に低下されている。このビート信号を比較器
２１．２２で２値化することにより前記第１実施例にお
ける駆動信号Ａおよび受信信号Ｃと同等の信号が得られ
、駆動信号Ａはトリガ生成回路Ｂに、受信信号Ｃは積分
回路１０に、それぞれ与えられる。

この実施例における各部の信号波形を第４図に示すが、
前記実施例のものとほぼ同様であり、ここでは説明を省
略する。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如（、駆動信号により発生させた光信
号の距離測定対象からの反射光を入力して受信信号を生
成し、この受信信号を積分し、駆動信号の信号周期ごと
に積分出力の信号レベルを所定の時間タイミングで保持
して距離測定対象までの距離に対応する距離信号を出力
するようにしたから、簡略化されかつ小型化された構成
の距離測定装置を実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の距離測定装置のブロック
図、第２図は第１図の実施例の動作を示すタイムチャー
ト、第３図はこの発明の他の実施例のブロック図、第４
図は第３図の実施例の動作を示すタイムチャートである
。 １、ｌａ・・・・距離測定装置 ２・・・・パルス発生回路 ４・・・・発光素子　　　　　６・・・・受光素子８、
２１．２２・・・・比較器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 予め定める信号周期の駆動信号を発生する駆動信号発生
   手段と、 駆動信号発生手段からの駆動信号に同期した光信号を発
   生する光信号発生手段と、 光信号発生手段からの光信号の距離測定対象からの反射
   光を入力して、２値化された受信信号を生成し出力する
   受信手段と、 受信手段から出力される受信信号を積分する積分手段と
   、 前記駆動信号の信号周期ごとに積分手段からの積分出力
   の信号レベルを所定の時間タイミングで保持して距離測
   定対象までの距離に対応する距離信号を出力する信号保
   持手段とを具備して成る距離測定装置。