JPH04218790A - 距離測定装置 - Google Patents

距離測定装置

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JPH04218790A
JPH04218790A JP2403781A JP40378190A JPH04218790A JP H04218790 A JPH04218790 A JP H04218790A JP 2403781 A JP2403781 A JP 2403781A JP 40378190 A JP40378190 A JP 40378190A JP H04218790 A JPH04218790 A JP H04218790A
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JP
Japan
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light
distance
reflected
mirror
convex lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP2403781A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Shirakawa
白川 博之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to DE4142097A priority patent/DE4142097B4/de
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4816Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of receivers alone
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/86Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、送出した光の反射光
を検出して対象物までの距離を検出する距離検出装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザ光などの光を対象物に向けて発光
させ、対象物に反射した反射光を凸レンズまたは凹面鏡
などの光学手段で受光し、上記レーザ光の発光から受光
までの遅延時間を検出して対象物までの距離を測定する
装置は公知である。
【0003】図6は上記した従来装置の一例を示す構成
図で、1は送光鏡筒、2は送光鏡筒1の底部に設けられ
たレーザダイオード、3はレーザダイオード2が発生す
るレーザ光を角度θt に集光して送出光Lt とする
ための凸レンズで、上記送光鏡筒1の開口部に取付けら
れている。なお、レーザダイオード2は凸レンズ3の光
軸上にあるように配置されている。4は受光鏡筒で、そ
の底部にフォトダイオード5が設けられている。6は上
記送出光Ltが対象物に照射され、その反射光Lrを集
光するための凸レンズであって、受光鏡筒4の開口部に
取付けられている。なお、フォトダイオード5は凸レン
ズ6の光軸上で、かつ凸レンズ6の焦点位置に配置され
ている。7は反射光Lr のうち赤外光は透過するが可
視光はカットするフィルタ、8はコントローラで、上記
レーザダイオード2をパルス駆動するためのパルス発生
器9、フォトダイオード5の受光出力を増幅整形するパ
ルス検出器10および送出パルスと受光パルス間の遅延
時間から対象物までの距離を演算する信号処理回路11
よりなる。12は距離情報を数字やグラフとして表示す
る表示装置である。
【0004】次に上記装置の動作原理を図7に示したパ
ルス図について説明する。図7の(a) は送光鏡筒1
より送出される送出光Lt を示すもので、コントロー
ラ8に設けられたパルス発生器9によりパルス幅tm 
(約20ns),周期tp (約100μs)でレーザ
ダイオード2を駆動している。図7の(b) は対象物
からの反射光Lr を受光した受光パルスを示すもので
ある。上記送光パルスと受光パルスには対象物までの距
離に応じて遅延時間tが生じる。この遅延時間は、対象
物までの往復距離に相当する時間差であるから対象物ま
での距離をRとすれば、R=c・t/2で求められる。 ただし、cはレーザ光の伝播速度でc=3×108 m
/sである。
【0005】なお、レーザダイオード2の発光波長は大
きな出力が得られること、対象物に眩惑感を与えずまた
、測距中であることを察知されないことのために不可視
光である900nm程度の赤外光が使用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の装
置は、光源として赤外光を使用しているので、上記した
ような利点がある反面、測定者にとっては対象物のどの
部分を測距しているかが解らないといった問題点があっ
た。その対策として別の光学系よりなるファインダを併
設した例もあるが、この場合はファインダの接眼レンズ
に目を近づけなくてはならず、このため車載用の距離測
定装置などでは実用上好ましくないという問題点もあっ
た。
【0007】この発明は上記のような問題点を除去する
ためになされたもので、距離測定は赤外光で行い、その
測距範囲をモニタできる距離測定装置を得ることを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る距離測定
装置は、赤外パルス光を発光する光源と、この赤外パル
ス光を集束する光学系よりなる送光ユニットと、赤外パ
ルス光の対象物体からの反射光を集光する受光ユニット
とを備え、受光ユニットに集光する反射光の遅延時間を
もとに対象物体までの距離を測定する装置において、上
記送光ユニットに赤外光は透過するが可視光は反射する
ミラーと、このミラーで反射した可視光を結像させるエ
リアイメージセンサを組込み、エリアイメージセンサか
らの映像信号を映像処理回路で処理し、表示装置で表示
するようにしたことを特徴とする。
【0009】
【作用】この発明においては、送光ユニットより対象物
に赤外パルス光を送光し、対象物に反射した反射光を受
光ユニットに集光して測距を行うと共に、送光ユニット
に入射する可視光はこのユニット内に組込まれたミラー
で反射させエリアイメージセンサ上に結像させる。そし
て、この映像信号は映像処理回路で処理し表示装置に表
示する。
【0010】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図1はこの発明による距離測定装置の構成図
を示すもので、図1において、1は送光鏡筒、1aはこ
の送光鏡筒1に対し直交状に設けられた分岐鏡筒、2は
送光鏡筒1の底部に設けられた発光波長約900nmの
レーザダイオード、3は送光鏡筒1の開口部に取付けら
れ、レーザダイオード2からの発光を角度θt に集束
して送出光Lt を得るための凸レンズであって、レー
ザダイオード2は凸レンズ3の光軸上に配置されている
。101は上記送光鏡筒1内で、凸レンズ3と45゜の
角度に配置されたダイクロイックミラーで、このダイク
ロイックミラー101は第2図に示すように波長約75
0nm以上の赤外線は殆んど透過させるが、可視光は殆
んど反射させる特性を有する。102は上記分岐鏡筒1
aの底部に設けられたエリアイメージセンサで、上記ダ
イクロイックミラー101を介して凸レンズ3の焦点位
置に設置されている。
【0011】4は受光鏡筒で、底部にはフォトダイオー
ド5が設けられ、開口部には集光用の凸レンズ6が取付
けられている。上記フォトダイオード5は凸レンズ6の
光軸上で、略その焦点位置に設置されている。これによ
ってレーザダイオード2から送出光Lt が対象物に照
射され反射光Lr をフォトダイオード5に集束して光
電変換される。7は対象物からの反射光のうち赤外光の
みを透過させる可視光カットフィルタで、凸レンズ6の
焦点側に設置されている。8はコントローラで、レーザ
ダイオード2をパルス駆動するためのパルス発生器9、
フォトダイオード5の受光出力を増幅整形するためのパ
ルス検出器10、送出パルスと受光パルス間の遅延時間
から対象物までの距離を演算する信号処理回路11およ
びエリアイメージセンサ102の画像を処理する映像処
理回路112より構成されている。12はCRT(陰極
線管)またはLCD(液晶ディスプレイ)などを使用し
た表示装置で、測定した距離情報と対象物の映像情報を
表示する。
【0012】次に動作について説明する。対象物にレー
ザパルス光Lt を送光しその反射光Lr を受光して
遅延時間から対象物までの距離を算出することは従来装
置で説明したものと同一であるから重複する説明は省略
し、異なる部分についてのみ説明する。図1において、
送光鏡筒1に取付けた凸レンズ3の光軸と45゜の角度
位置にダイクロイックミラー101を配置し、このダイ
クロイックミラー101の特性は図2に示すように45
゜の角度で入射した光線のうち、波長450〜700n
m域にある可視光は殆んど反射されてlr で示すよう
に90゜曲げられ、波長800nm以上の赤外光は殆ん
ど透過し直進する。ここで、上記レーザダイオード2の
発光波長は約900nmであるから、ダイクロイックミ
ラー101を図1のように配置した場合でもレーザダイ
オード2が発するパルス光は、ダイクロイックミラー1
01を透過し従来装置と同様に凸レンズ3により所定角
度θt に集束され送光Lt として対象物に向けられ
る。
【0013】一方、対象物は通常、太陽光や電灯光など
の可視光を受けているから凸レンズを用いることにより
、対象物の可視像を作ることができる。さて、図1にお
いて対象物からの入射光をLi とし、これが凸レンズ
3に入射するとレンズ透過後の可視光は図2で説明した
ようにダイクロイックミラー101で90゜曲げられて
エリアイメージセンサ102に結像する。この映像信号
を映像処理回路112で処理し、表示装置12のCRT
に表示できる。この場合の視野角は凸レンズ3の焦点距
離とエリアイメージセンサ102の大きさで決り、例え
ば焦点距離30mmのレンズと1/2インチのエリアイ
メージセンサ102の組合せでは水平方向約12゜、直
角方向約9゜となる。また、レーザ送出光Lt の角度
θt は2゜前後が普通であるから、レーザ光が対象物
を照射する周辺の映像を見ることができる。従って表示
装置12の表示としては図3に示すようにCRTの画面
の中にレーザ送出光Lt の角度θt に相当する範囲
をウインドウ121として表示するようにしておけば、
実際にレーザ光を照射している対象物を目視確認できる
。また、測距した距離情報は画面の隅部に数字などで表
示することもできる。
【0014】ところで、レーザ光による距離測定装置を
自動車に搭載し、先行車との車間距離を計測する例では
、カーブなどでも確実に先行車を検知する目的で例えば
特開昭60−256076号公報に開示されているよう
にレーザダイオードを3個使用し、ハンドル角に応じて
これらレーザダイオードの発光を切換えることが提案さ
れているが、この場合においても予め各ダイオードの照
射位置を図4に示すようにCRTの画面上にウインドウ
122,123,124を設定しておき、発光している
レーザダイオードに応じたウインドウを表示することに
より、このような場合でも実際に測距している対象物を
目視確認できる。例えば図5は右へ旋回中の先行車を追
尾している表示例である。
【0015】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
送光ユニットに赤外光は透過するが可視光は反射するミ
ラーを組込み、このミラーで反射した可視光をエリアイ
メージセンサに結像させ、その映像信号を映像処理回路
で処理し表示装置で表示するようにしたので、測距して
いる対象物を高い精度で目視確認することができ、かつ
安価に製作できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による距離測定装置の構成
図である。
【図2】ダイクロイックミラーの特性の説明図である。
【図3】ウインドウを用いた表示装置の表示図である。
【図4】ウインドウを用いた表示装置の表示図である。
【図5】ウインドウを用いた表示装置の表示図である。
【図6】従来の距離測定装置の構成図である。
【図7】送出光と反射光とのパルス波形図である。
【符号の説明】 1  送光鏡筒 2  レーザダイオード 3  凸レンズ 4  受光鏡筒 5  フォトダイオード 6  凸レンズ 7  可視光カットフィルタ 8  コントローラ 9  パルス発生器 10  パルス検出器 11  信号処理回路 12  表示装置 101  ダイクロイックミラー 102  エリアイメージセンサ 112  映像処理回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  赤外パルス光を発光する光源と、この
    赤外パルス光を集束する光学系よりなる送光ユニットと
    、赤外パルス光の対象物体からの反射光を集光する受光
    ユニットとを備え、受光ユニットに集光する反射光の遅
    延時間をもとに対象物体までの距離を測定する装置にお
    いて、上記送光ユニットに赤外光は透過するが可視光は
    反射するミラーと、このミラーで反射した可視光を結像
    させるエリアイメージセンサを組込み、エリアイメージ
    センサからの映像信号を映像処理回路で処理し、表示装
    置で表示するようにしたことを特徴とする距離測定装置
JP2403781A 1990-12-19 1990-12-19 距離測定装置 Pending JPH04218790A (ja)

Priority Applications (2)

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JP2403781A JPH04218790A (ja) 1990-12-19 1990-12-19 距離測定装置
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JP2403781A JPH04218790A (ja) 1990-12-19 1990-12-19 距離測定装置

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ID=18513512

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JP2403781A Pending JPH04218790A (ja) 1990-12-19 1990-12-19 距離測定装置

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