JPH04315086A - 車載用測距装置 - Google Patents
車載用測距装置Info
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- JPH04315086A JPH04315086A JP3079726A JP7972691A JPH04315086A JP H04315086 A JPH04315086 A JP H04315086A JP 3079726 A JP3079726 A JP 3079726A JP 7972691 A JP7972691 A JP 7972691A JP H04315086 A JPH04315086 A JP H04315086A
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- Japan
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- laser
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- solid
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- Pending
Links
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- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 7
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Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて距離
を計測し、事故を未然に回避したり、自動運転を行うこ
とを可能とする車載用測距装置に関する。
を計測し、事故を未然に回避したり、自動運転を行うこ
とを可能とする車載用測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車載用測距装置としては、各種のものが
提案されており、その中で遠距離から近距離まで広範囲
にわたり精度良く距離を計測できるレーザ測距装置が注
目されている。
提案されており、その中で遠距離から近距離まで広範囲
にわたり精度良く距離を計測できるレーザ測距装置が注
目されている。
【０００３】以下にレーザ光を用いた車載用測距装置の
原理について説明する。図３（ａ）は従来の車載用測距
装置の構成図である。図３（ａ）に示すように、パルス
発生器１からの信号によってレーザ発振器２で発生させ
たパルスレーザ光３をレンズ４を通して距離計測の対象
となる物体５に向けて照射する。また同時に、パルス発
生器１から時間計測回路６にトリガ信号を与え、物体５
からの反射光７がレンズ８を通して受光器９に入り、時
間計測回路６に達するまでの時間ｔｄを演算回路１０で
計測する。図３（ｂ）はレーザ出射パルスと受光パルス
との関係を示す図である。物体５までの距離Ｌは、時間
ｔｄを用いてＬ＝ｔｄ×ｃ／２（ｃは光の速度であり、
略３×１０８ｍ／ｓｅｃである）から求めることができ
、その結果は演算回路１０から距離情報１１として出力
される。この場合、距離精度は時間計測回路６の精度と
、出射パルスレーザ光のパルス幅で決まり、パルス幅を
１０ｎｓ以下にすることにより、１ｍ程度の精度で測距
することが可能である。
原理について説明する。図３（ａ）は従来の車載用測距
装置の構成図である。図３（ａ）に示すように、パルス
発生器１からの信号によってレーザ発振器２で発生させ
たパルスレーザ光３をレンズ４を通して距離計測の対象
となる物体５に向けて照射する。また同時に、パルス発
生器１から時間計測回路６にトリガ信号を与え、物体５
からの反射光７がレンズ８を通して受光器９に入り、時
間計測回路６に達するまでの時間ｔｄを演算回路１０で
計測する。図３（ｂ）はレーザ出射パルスと受光パルス
との関係を示す図である。物体５までの距離Ｌは、時間
ｔｄを用いてＬ＝ｔｄ×ｃ／２（ｃは光の速度であり、
略３×１０８ｍ／ｓｅｃである）から求めることができ
、その結果は演算回路１０から距離情報１１として出力
される。この場合、距離精度は時間計測回路６の精度と
、出射パルスレーザ光のパルス幅で決まり、パルス幅を
１０ｎｓ以下にすることにより、１ｍ程度の精度で測距
することが可能である。
【０００４】一般に距離計測の対象となる物体５はその
反射率や形状が様々であるので、数百ｍの長距離を計測
するためには高ピークパワーのレーザ光源が必要になる
。図４は計測距離と必要なピーク出力の関係を示す図で
ある。車載用として１００ｍ以上の距離を計測する場合
には、数ｋＷのピーク出力が必要である。また、車載用
とするにはレーザ発振器が振動に強く、長寿命であるこ
とが要求される。このような要求を満足させることので
きる小型で信頼性の高い光源として半導体レーザがある
が、そのピーク出力は高々数十Ｗ程度であるので、近距
離用にしか使用できない。一方、ネオジム（Ｎｄ）を活
性物質とする固体レーザ媒質は、Ｑスイッチ発振を用い
て高ピーク出力を取り出すことが可能であり、近年、半
導体レーザを励起光源として用いることにより、その信
頼性が著しく向上している。
反射率や形状が様々であるので、数百ｍの長距離を計測
するためには高ピークパワーのレーザ光源が必要になる
。図４は計測距離と必要なピーク出力の関係を示す図で
ある。車載用として１００ｍ以上の距離を計測する場合
には、数ｋＷのピーク出力が必要である。また、車載用
とするにはレーザ発振器が振動に強く、長寿命であるこ
とが要求される。このような要求を満足させることので
きる小型で信頼性の高い光源として半導体レーザがある
が、そのピーク出力は高々数十Ｗ程度であるので、近距
離用にしか使用できない。一方、ネオジム（Ｎｄ）を活
性物質とする固体レーザ媒質は、Ｑスイッチ発振を用い
て高ピーク出力を取り出すことが可能であり、近年、半
導体レーザを励起光源として用いることにより、その信
頼性が著しく向上している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５にレーザ光の眼に
対する最大許容露光量と波長の関係を示したが、波長１
．４μｍを境として眼に対する安全性が著しく異なって
いる。これは、波長が１．４μｍを超えるレーザ光は眼
の水晶体で完全に吸収されて網膜まで達しないためであ
る。
対する最大許容露光量と波長の関係を示したが、波長１
．４μｍを境として眼に対する安全性が著しく異なって
いる。これは、波長が１．４μｍを超えるレーザ光は眼
の水晶体で完全に吸収されて網膜まで達しないためであ
る。
【０００６】しかしながら上記の従来の構成のようにＮ
ｄを活性物質とする固体レーザ媒質では出力は十分にあ
るが、その発振波長が１．０５μｍ付近にあるので、眼
に対する最大許容露光量が１０Ｗになり、この制限から
車載用測距装置として用いることができないという課題
を有していた。
ｄを活性物質とする固体レーザ媒質では出力は十分にあ
るが、その発振波長が１．０５μｍ付近にあるので、眼
に対する最大許容露光量が１０Ｗになり、この制限から
車載用測距装置として用いることができないという課題
を有していた。
【０００７】本発明は上記の従来の課題を解決するもの
で、レーザ光の眼に対する最大許容露光量を大きくとれ
ることができ、遠距離が計測できる車載用測距装置を提
供することを目的とする。
で、レーザ光の眼に対する最大許容露光量を大きくとれ
ることができ、遠距離が計測できる車載用測距装置を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の車載用測距装置は、半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置から放出される波長が１．４μｍを超えるレー
ザ光を用いて物体までの距離を計測する構成を有してい
る。
に本発明の車載用測距装置は、半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置から放出される波長が１．４μｍを超えるレー
ザ光を用いて物体までの距離を計測する構成を有してい
る。
【０００９】
【作用】この構成によって、従来の車載用測距装置より
１０，０００倍のレーザ光を出射できるため計測距離、
精度を格段に向上させることができる。
１０，０００倍のレーザ光を出射できるため計測距離、
精度を格段に向上させることができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１１】図１（ａ）は本発明の一実施例における車
載用測距装置の構成図、図１（ｂ）は図１（ａ）の車載
用測距装置に使用したレーザ発振器の構成図である。図
１（ａ）は基本的に図３（ａ）に示す従来例と同じ構成
であり、同一箇所には同一符号を付して詳細説明を省略
した。
載用測距装置の構成図、図１（ｂ）は図１（ａ）の車載
用測距装置に使用したレーザ発振器の構成図である。図
１（ａ）は基本的に図３（ａ）に示す従来例と同じ構成
であり、同一箇所には同一符号を付して詳細説明を省略
した。
【００１２】本実施例が従来例と異なる点は、図１（ｂ
）に示すレーザ発振器２の構成にある。すなわち、レー
ザ発振器２はエルビウム（Ｅｒ）を活性物質とするガラ
スロッド（以下レーザロッドと称する）１２を固体レー
ザ媒質として用い、レーザロッド１２の軸方向に半導体
レーザ１３からの出力光をレンズ１４で絞って照射し、
励起している。１５は音響光学効果を用いたＱスイッチ
素子（以下ＡＯ−Ｑスイッチ素子と称する）で、このＡ
Ｏ−Ｑスイッチ素子１５を用いてパルスに成形されたレ
ーザ出力１６が出力ミラー１７を通して出力される。レ
ーザロッド１２を励起するための半導体レーザ１３とし
ては０．８２μｍのレーザ光を発振するＡｌＧａＡｓ系
半導体レーザが適しているが、０．９８μｍのレーザ光
を発振するＩｎＧａＡｓ系半導体レーザも使用できる。
）に示すレーザ発振器２の構成にある。すなわち、レー
ザ発振器２はエルビウム（Ｅｒ）を活性物質とするガラ
スロッド（以下レーザロッドと称する）１２を固体レー
ザ媒質として用い、レーザロッド１２の軸方向に半導体
レーザ１３からの出力光をレンズ１４で絞って照射し、
励起している。１５は音響光学効果を用いたＱスイッチ
素子（以下ＡＯ−Ｑスイッチ素子と称する）で、このＡ
Ｏ−Ｑスイッチ素子１５を用いてパルスに成形されたレ
ーザ出力１６が出力ミラー１７を通して出力される。レ
ーザロッド１２を励起するための半導体レーザ１３とし
ては０．８２μｍのレーザ光を発振するＡｌＧａＡｓ系
半導体レーザが適しているが、０．９８μｍのレーザ光
を発振するＩｎＧａＡｓ系半導体レーザも使用できる。
【００１３】Ｅｒを活性物質とする固体レーザ媒質は波
長１．５μｍ帯のレーザ光を発生することができ、また
励起準位の寿命が数百μｓと長いため、Ｑスイッチ発振
により高ピーク出力を取り出すことができる。また一般
に固体レーザ媒質の励起光源としてはランプが用いられ
るが、図２に示すレーザロッド１２は波長０．８２μｍ
と０．９８μｍ近傍に強い吸収線があるため、半導体レ
ーザの波長を合わせて共鳴的に励起することが可能で、
小型、高効率および長寿命のレーザ発振器２が実現でき
る。 このように構成されたレーザ発振器２では、半
導体レーザ１３に幅０．５ｍｓのパルス電流を印加して
パルス発振させ、パルスの終端でパルス発生器１からの
信号でＡＯ−Ｑスイッチ素子１５を閉じることにより、
ピーク出力１０ｋＷ、パルス幅１０ｎｓで波長１．５４
μｍのレーザ光を取り出すことができる。このレーザ発
振器２を用いた車載用測距装置では、最大計測距離５０
０ｍ、精度±１ｍ、計測回数１００回／秒の性能を得た
。
長１．５μｍ帯のレーザ光を発生することができ、また
励起準位の寿命が数百μｓと長いため、Ｑスイッチ発振
により高ピーク出力を取り出すことができる。また一般
に固体レーザ媒質の励起光源としてはランプが用いられ
るが、図２に示すレーザロッド１２は波長０．８２μｍ
と０．９８μｍ近傍に強い吸収線があるため、半導体レ
ーザの波長を合わせて共鳴的に励起することが可能で、
小型、高効率および長寿命のレーザ発振器２が実現でき
る。 このように構成されたレーザ発振器２では、半
導体レーザ１３に幅０．５ｍｓのパルス電流を印加して
パルス発振させ、パルスの終端でパルス発生器１からの
信号でＡＯ−Ｑスイッチ素子１５を閉じることにより、
ピーク出力１０ｋＷ、パルス幅１０ｎｓで波長１．５４
μｍのレーザ光を取り出すことができる。このレーザ発
振器２を用いた車載用測距装置では、最大計測距離５０
０ｍ、精度±１ｍ、計測回数１００回／秒の性能を得た
。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明は、半導体レーザ励
起固体レーザ装置から放出される波長が１．４μｍを超
えるレーザ光を用いて物体までの距離を計測する構成と
することにより大出力のレーザ光を用いることができ、
計測距離、精度に関する性能を格段に向上させた優れた
車載用測距装置を実現できるものである。
起固体レーザ装置から放出される波長が１．４μｍを超
えるレーザ光を用いて物体までの距離を計測する構成と
することにより大出力のレーザ光を用いることができ、
計測距離、精度に関する性能を格段に向上させた優れた
車載用測距装置を実現できるものである。
【図１】（ａ）は本発明の一実施例における車載用測距
装置の構成図 （ｂ）は同車載用測距装置に用いるレーザ発振器の構成
図
装置の構成図 （ｂ）は同車載用測距装置に用いるレーザ発振器の構成
図
【図２】エルビウムを活性物質とするレーザ媒質の吸
収係数の波長依存性を示す図
収係数の波長依存性を示す図
【図３】（ａ）は従来の車載用測距装置の構成図（ｂ）
は同車載用測距装置のレーザ出射パルスと受光パルスと
の関係を示す図
は同車載用測距装置のレーザ出射パルスと受光パルスと
の関係を示す図
【図４】計測距離と必要なピーク出力の関係を示す図
【
図５】レーザ光の眼に対する最大許容露光量と波長の関
係を示す図
図５】レーザ光の眼に対する最大許容露光量と波長の関
係を示す図
２ レーザ発振器（半導体レーザ励起固体レーザ装置
）３ レーザ光 ５ 物体 ７ 反射光
）３ レーザ光 ５ 物体 ７ 反射光
Claims (2)
- 【請求項１】 距離計測の対象となる物体にレーザ光
を照射し、前記物体からの反射光を受光して前記物体ま
での距離を計測する車載用測距装置であって、前記レー
ザ光が半導体レーザ励起固体レーザ装置から発振され、
かつその波長が１．４μｍを超えるものである車載用測
距装置。 - 【請求項２】 半導体レーザ励起固体レーザ装置を構
成する固体レーザ媒質が活性物質としてエルビウム原子
を含有する請求項１記載の車載用測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3079726A JPH04315086A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 車載用測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3079726A JPH04315086A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 車載用測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315086A true JPH04315086A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=13698209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3079726A Pending JPH04315086A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 車載用測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04315086A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020100631A1 (ja) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | 株式会社デンソー | レーダ搭載灯具ユニットおよびレーザレーダ装置 |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3079726A patent/JPH04315086A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020100631A1 (ja) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | 株式会社デンソー | レーダ搭載灯具ユニットおよびレーザレーダ装置 |
| JP2020079773A (ja) * | 2018-11-14 | 2020-05-28 | 株式会社デンソー | レーダ搭載灯具ユニットおよびレーザレーダ装置 |
| US11724636B2 (en) | 2018-11-14 | 2023-08-15 | Denso Corporation | Combined radar and lighting unit and laser radar apparatus |
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