JPH0330116B2

JPH0330116B2 -

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Publication number: JPH0330116B2
Application number: JP59004870A
Authority: JP
Priority date: 1984-01-17
Filing date: 1984-01-17
Publication date: 1991-04-26
Also published as: JPS60149984A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、光によつて距離測定を行う装置に関
し、当該装置の適確な駆動を使用しようとする周
囲の環境状況に関係なく確保できるようにした距
離測定装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］被測定物までの距離を測定する距離測定装置に
は、種々の方式のものがあるが、その中でも光を
利用したものには、送出した光が被測定物に当つ
て反射され戻つてくるまでの光の往復時間を測定
する方法と、所定の距離だけ離れた位置に配置さ
れた２つの光学系の被測定物に対する角度および
当該所定によつて距離を測定する三角測量の方法
とがある。このような光を利用して被測定物まで
の距離を測定する距離測定装置においては、その
光学系の例えば、レンズや窓ガラスなどに塵芥や
水滴などが付着して、光学系が汚れると、距離測
定能力が著しく劣化し、正確な距離の測定が不可
能である。

従来、このような距離測定装置の光学系の汚れ
を検出する装置として、例えば、特開昭58−
80513に開示されているものがある。この特開昭
58−80513に開示されている距離測定装置は、第
１図に示すように、三角測量法を用いているもの
であつて、被測定物１に対して第１の光学系３と
第２の光学系５を設け、各光学系３，５を介して
それぞれ第１の受光器７および第２の受光器９で
受光した像が一致した時の角度φ、すなわち被測
定物１および第１の光学系３を結ぶ線と被測定物
１および第２の光学系５を結ぶ線とで形成される
角度φおよび第１の光学系３と第２の光学系５と
の間の距離によつて被測定物１までの距離を測定
するものである。そして、この装置では、上記第
１の光学系３および第２の光学系５の汚れを検出
するために、第１の光学系３の近傍に発光素子１
１を設け、この発光素子１１に対向して第１の光
学系３の反対側に反射鏡１３が配設され、同様に
第２の光学系５を挾んで受光素子１５および反射
鏡１７が配設されている。このような構成におい
ては、発光素子１１から発生した光が第１の光学
系３を介して反射鏡１３で反射され、更にこの反
射鏡１３で反射された光が反射鏡１７で反射され
第２の光学系５を介して受光素子１５で受光され
るようになつている。したがつて、この装置で
は、光学系３，５が汚れた場合には発光素子１１
から発生した光が受光素子１５に到達した時の強
度が減少するため、この強度減少を検出して光学
系３，５が汚れていると判断している。

ところで、このような従来の装置においては、
光学系の汚れを検出するために、距離測定用の光
学系とは別に発光素子、反射鏡、受光素子などの
種々の光学部品を用いて新たな光学系を構成して
いる。このため、非経済的である上、これの光学
部品のうち外部に設けた反射鏡などが汚れること
があり、測定部の光学系の汚れを適確に検出でき
ないという問題がある。

［発明の目的および概要］本発明は、上記に鑑みてなされたもので、送光
窓を介して光を送出し、送出した光の反射光を受
光して当該反射物体の存在および距離を測定する
距離測定装置において、前記送光窓の汚れを簡単
な構成で確実に検出できるようにするため、前記
送出窓からの散乱光を検出する手段を設け、この
散乱光の有無又は強弱によつて前記送光窓の汚れ
などを検出するようにしたものである。

［発明実施例］以下、図面を用いて、この発明の実施例を説明
する。

第２図に示す本発明の一実施例である距離測定
装置は、被策定物に向けて光を発生する発光装置
としてレーザーダイオード２１を有している。こ
のレーザーダイオード２１は、有底筒状の送光器
固定具２７の底部に固定されて高速パルス発生回
路２３に接続され、この高速パルス発生回路２３
から高速パルスによつて幅の狭いパルス状のレー
ザー光を発生する。このレーザーダイオード２１
から発生しレーザー光は、固定具２７の開口部側
に取付けられている送光レンズ２５を通つて後述
する送光窓５１を介して出力されるようになつて
いる。被測定物に当つて反射された光は、後述す
る受光窓５３を介して前記送光レンズ２５の下方
に配設されレンズホルダー２９に固定された受光
レンズ３１を通つて距離測定用受光素子３３で受
光されるようになつている。距離測定用受光素子
３３、距離測定用増幅器３５を介して信号処理回
路３７に接続されている。また、信号処理回路３
７は、前記高速パルス発生回路２３にも接続され
ていて高速パルス発生回路２３からパルスを受
け、レーザー光の発生時からその反射光を受光す
るまでの時間を測定し、これによつて被測定物ま
での距離を算出する。

前記送光レンズ２５の前方および前記受光レン
ズ３１の前方には、ケース４９の窓にそれぞれガ
ラスなどで形成された透明なカバーである送光窓
５１および受光窓５３が同一面に配設されるとと
もに、前記各構成部材は、ケース４９内に収納さ
れ、外部からの塵芥など直接付着しないようにな
つている。また、発光部側と受光部側との間に
は、シールドプレート４７が配設されていて、発
光部側の光が受光部側に漏洩しないようになつて
いる。

一方、前記送光レンズ２５の上方側近かつ送光
窓５１の近傍には、円筒状の筒４１を介して汚れ
検出用の受光素子３９が配設され、その汚れ検出
用受光素子３９は汚れ検出用増幅器４３を介して
表示装置４５に接続されている。表示装置４５
は、第３図に示すように、増幅器４３からの出力
でトリガーされるリトリガブルマルチバイブレー
タ５５を有し、このリトリガブルマルチバイブレ
ータ５５の出力は抵抗５７を介してトランジスタ
５９のベースに接続されている。また、トランジ
スタ５９のコレクタは発光ダイオード６１のカソ
ードに接続され、発光ダイオード６１のアノード
は抵抗６３を介して図示せぬ電源の正極側に接続
されている。なお、筒４１は、迷光が汚れ検出用
受光素子３９に進入するのを防止しているもので
ある。

次に、この実施例の作用を第４図を用いて説明
する。

第４図Ａで示す高速パルス発生回路２３から発
生した数ＫHz程度の高速パルスは、レーザーダイ
オード２１を駆動し、レーザーダイオード２１か
ら第４図Ｂ示すような幅の狭いパルス状のレーザ
ー光を連続的に発生させるとともに、信号処理回
路３７に同時に出力される。レーザーダイオード
２１から発生したレーザー光は、送光レンズ２５
によつてある広がり角を持つたビームになり、送
光窓５１を介して前方にある被測定物に当たり、
反射される。この反射光は、受光窓５３を介して
受光レンズ３１で集光され、距離測定用受光素子
３３で受光される。距離側定用受光素子３３の出
力は、距離測定用増幅器３５によつて増幅され
て、第４図Ｃで示すような信号として信号処理回
路３７に供給される。信号処理回路３７では、前
記高速パルス発生回路２３からの供給されたパル
ス信号（第４図Ａ）と増幅器３５から供給された
受光信号（第４図Ｃ）との間の時間差τに基づい
て被測定物までの距離を測定する。

この場合において、送光窓５１が全く汚れてな
い場合には、レーザーダイオード２１から発生し
たレーザー光は、透明な送光窓５１をそのまま通
過し、被測定物の方に直進するだけで、送光窓５
１の側近に設けられた汚れ検出用受光素子３９に
はほとんど光は進入せず、わずかな迷光のみが進
入するだけである。従つて、受光素子３９の出力
は極めて小さく、これを増幅した増幅器４３の出
力信号レベルも非常に小さい。そのため、リトリ
ガブルマルチバイブレータ５５は、増幅器４３の
出力信号でトリガーされないので、トランジスタ
５９は導通せず、汚れ検出用発光ダイオード６１
も発光しない。

逆に、送光窓５１が汚れている場合、すなわち
外部からほこりや泥などが付着したり、または水
滴が付着したような場合には、レーザーダイオー
ド２１から発生したレーザー光は、送光窓５１を
通過する際、泥や水滴によつて乱反射され、その
一部が汚れ検出用素子３９に到達し、受光され
る。その結果、汚れ検出用受光素子３９の出力
は、汚れ検出用増幅器４３によつて増幅され、リ
トリガブルマルチバイブレータ５５をトリガーす
る。レーザー光は、高速パルス発生回路２３から
の数ＫHzの高速パルスによつて連続的に出力され
ているので、汚れ検出用受光素子３９には連続的
に散乱光が受光され、これによつてリトリガブル
マルチバイブレータ５５は、連続的に作動し続
け、その出力でトランジスタ５９を導通させて汚
れ表示用発光ダイオード６１に電流を流して発光
させ、送光窓５１が汚れていることをを表示す
る。

第５図は、本発明の一実施例である距離測定装
置を車両に応用したものであつて、その特徴とし
ては、前記送光窓５１が汚れている場合、前記実
施例のように単に発光ダイオード６１によつて表
示する代りに、ワイパーおよびウオツシヤを作動
して送光窓をクリーニングするものである。

第５図において、５５は前記第４図に示したリ
トリガブルマルチバイブレータ５５と同じもので
あり、６５車両のフロントガラスワイパスイツチ
である。フロントガラスワイパスイツチ６５の一
端には、正の電圧Ｖが印加され、他端ひ、フロン
トガラスワイパ６７を介してアースに接続される
とともに、抵抗６９を介してORゲート７１の端
子ａおよびインバータ７７の入力に接続されてい
る。ORゲート７１の出力は、距離測定装置用ワ
イパ駆動装置７３を介して距離測定装置用ワイパ
７５に接続されている。インバータ７７の出力
は、ANDゲート７９のａ端子に接続され、AND
ゲート７９のｂ端子はANDゲート８１の出力に
接続され、ANDゲート８１のａ端子は前記リト
リガブルマルチバイブレータ５５の出力に接続さ
れている。ANDゲート７９の出力は、微分回路
８３を介してワンシヨツトマルチバイブレータ８
５，８７の各入力に接続されている。ワンシヨツ
トマルチバイブレータ８５，８７からの出力パル
スのパルス幅は、それぞれ時間T1、T2であつ
て、ワンシヨツトマルチバイブレータ８５の出力
パルス幅Ｔ１の方がワンシヨツトマルチバイブレ
ータ８７の出力パルス幅Ｔ２よりも長くなつてい
る。ワンシヨツトマルチバイブレータ８５の出力
は、前記ORゲート７１のｂ端子に接続され、ワ
ンシヨツトマルチバイブレータ８７の出力は、距
離測定装置用ウオツシヤ駆動装置８９を介して距
離測定装置用ウオツシヤ９１に接続されている。
また、ORゲート７１の出力は、インバータ９３
を介して前記ANDゲート８１のｂ端子に接続さ
れている。

次に、その作用について説明する。

まず、雨が降つているため、フロントガラスワ
イパスイツチ６５を作動している場合について説
明する。ワイパスイツチ６５をオンにすると、フ
ロントガラスワイパ６７に電圧Ｖが供給されて、
フロントガラスワイパ６７が作動し、車両のフロ
ントガラスに付着する雨を常に拭い取る動作を行
なうとともに、電圧Ｖは抵抗６９を介して論理レ
ベル「１」の信号としてORゲート７１およびイ
ンバータ７７に供給される。インバータ７７は、
この信号は反転して、ANDゲート７９をインヒ
ビツトし、リトリガブルマルチバイブレータ５５
の信号がANDゲート８１を介して供給されない
ようにしている。一方、ORゲート７１に供給さ
れた信号は、懲測定装置用ワイパ駆動装置７３を
作動し、距離測定装置用ワイパ７５を動作させ、
これによつて前記送光窓５１に付着した雨を拭い
取り、距離測定装置の動作が不正確にならないよ
うにしている。なお、この時には、距離測定装置
用ウオツシヤ９１は作動しない。

一方、雨が降つてない時であつて、かつ前記送
光窓５１が汚れている時には、前述したように、
送光窓５１からの散乱光が汚れ検出用受光素子３
９で受光され、増幅器４３を介してリトリガブル
マルチバイブレータ５５がトリガーされるので、
このリトリガブルマルチバイブレータ５５の出力
信号がANDゲート８１のａ端子に供給される。
今、雨が、降つてなく、フロントガラスワイパス
イツチ６５がオフの状態であるので、ORゲート
７１のａ端子およびインバータ７７の入力には、
ローレベルＬの信号が供給されている。また、こ
の初期状態にはワンシヨツトマルチバイブレータ
８５は作動してないので、ORゲート７１のｂ端
子もローレベルＬの信号が供給されているため、
ORゲート７１の出力は論理「０」のローレベル
Ｌの状態にある。これによつてインバータ９３は
論理「１」の出力をANDゲート８１端子に供給
するので、リトリガブルマルチバイブレータ５５
からの出力は、ANDゲート８１を通過してAND
ゲート７９のｂ端子に供給されている。一方、
ANDゲート７９のａ端子にはインバータ７７に
より論理「１」の信号が供給されているため、
ANDゲート７９のｂ端子に供給されたリトリガ
ブルマルチバイブレータ５５の出力は、ANDゲ
ート７９を通過して微分回路８３で微分されて、
ワンシヨツトマルチバイブレータ８５，８７をト
リガーする。ワンシヨツトマルチバイブレータ８
５からのパルス幅Ｔ１を有する出力パルスは、
ORゲート７１を介して距離測定装置用ワイパ駆
動装置７３を作動し、距離測定装置用ワイパ７５
を時間T1の間移動する。一方、ワンシヨツトマ
ルチバイブレータ８７は、パルス幅Ｔ２の出力パ
ルスによつて距離測定装置用ウオツシヤ駆動装置
８９を作動して、距離測定装置用ウオツシヤ９１
を駆動し、これによつて時間T2の間、送光窓５
１に水を吹き付ける。ワイパ７５が作動する時間
T1は、ウオツシヤ９１が作動する時間より長く、
送光窓５１に水がかけられると同時にワイパ７５
が作動し、ウオツシヤ９１が停止した後もワイパ
７５は作動して、送光窓５１に付着した汚れが完
全に拭い取られるようにしているのである。な
お、このワイパーおよびウオツシヤの代りにクリ
ーナーおよび水を吹き付けて汚れを除去すること
も可能である。

このように、距離測定装置およびワイパー、ウ
オツシヤを連結することにより自動的に送光窓の
汚れや水滴を除去することができ、運転者の手を
煩わすこともなく、常に汚れを除去し、確実な距
離測定を行なうことができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、送光窓
を介して光を送出し、送出した光の反射光を受光
して当該反射物体の存在および距離を測定する距
離測定装置において、前記送光窓からの散乱光を
検出し、この散乱光の強弱によつて送光窓の汚れ
や水滴などを検出しているので、別に新たな汚れ
検出用の光学系を設ける必要がなく、簡単な構成
で確実に前記送光窓の汚れを検出することができ
る。さらに、このように、確実な汚れ検出ができ
る結果、距離測定装置を使用する周囲の環境状況
に関係なく当該距離測定装置の適確な駆動を確保
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の距離測定装置の一例を示す構
成図、第２図は、本発明の一実施例を示す図、第
３図は、第２図の距離測定装置の一部詳細図、第
４図は、当該一実施例の一部動作波形を示す図、
第５図は、本発明の別の実施例を示した図であ
る。２１……レーザーダイオード、２３……高速パ
ルス発生回路、２５……送光レンズ、３１……受
光レンズ、３３……距離測定用受光素子、３７…
…信号処理回路、３９……汚れ検出用受光素子、
４３……汚れ検出用増幅器、４５……表示装置、
６１……汚れ検出用発光ダイオード、７５……距
離測定装置用ワイパ、９１……距離測定装置用ウ
オツシヤ。

Claims

【特許請求の範囲】

１光を発生する発光素子と該発光素子が発した
光を整光する送光レンズとからなる発光装置と、
第１の受光装置と、信号処理装置とをカバーを設
けた窓の内側に配設し、上記発光装置が上記窓を
介して光を送出し、上記第１の受光装置が被測定
物体からの反射光を受光し、上記信号処理装置が
光を送出してから受光するまでの時間から上記被
測定物体の存在および当該物体までの距離を演算
する距離検出装置において、上記窓の内側に設け
られ、上記発光装置のレンズから送出した光によ
る上記カバーからの散乱光を検出する第２の受光
手段と、上記第２の受光手段に雑音となる余分な
光が入射されることを防止する遮蔽体と、上記第
２の受光手段の出力レベルに応じて上記カバーの
外表面に付着した汚れの程度を判定する手段とを
備えたことを特徴とする距離測定装置。