JPH0455788A

JPH0455788A - レーザ測距装置

Info

Publication number: JPH0455788A
Application number: JP16705290A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Hatsuda; 初田　洋司雄
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1992-02-24

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〕本発明はレーザ測距装置に間し、特に狭ビームのＱスイ
ッチレーザ光を用いて物標までの距離を計測するレーザ
測距装置に関する。

〔従来の技術〕

Ｑスイッチパルスレーザ光を用いた従来のレーザ測距装
置を第２図に示す。第２図において、１はＱスイッチパ
ルスレーザ発振器であり、パルス幅数ナノ秒から数１０
ナノ秒の掻く短パルスのパルスレーザ光を発生する。２
は半透明鏡であり。

大部分のパルスレーザ光を透過するが、一部分のパルス
レーザ光を３の光検出器に分岐送出する。

光検出器３は、パレスレーザ光が発射された時に、パル
スレーザ光を電気信号の送信電気パルス信号２０に変換
し、１２の第１の比較出力回路でディジタル送信パルス
信号に変換されて発射のタイミングを検知するのに用い
る第１の比較出力２１とされる。Ｑスイッチパルスレー
ザ発振器１の出力光の大部分は送信光学系４に入射し、
ビーム拡がり角を狭くしてから照射レーザ光６として測
距すべき空間を通して測距目標５Ｃに照射される。

測距目標５Ｃの表面において照射レーザ光６は散乱され
る。散乱光の一部は、測距すべき空間を伝搬して受信光
学系７で集光される。このあと受光系８において照射し
た送信パルスレーザ光のみが光フィルタで選択透過を受
けて受信電気パルス信号２０に変換され、さらに第２の
比較回路１３でディジタル受信パルス信号に変えられ、
第２の比較出力２２として、パルスレーザ光が受光され
たタイミングを検知するのに用いられる。

測距カウンタ９は、第１の比較出力２１によりカウント
スタートし、第２の比較出力２２によりカウントストッ
プすることにより、送信パルスレーザ光がレーザ測距装
置と測距目標５との間を往復する時間を算出し、往復時
間間隔のデータを距離変換して表示回路１０に表示する
。Ｑスイッチパルスレーザ発振器１と測距カウンタ９と
表示回路１０の動作タイミングは制御回路１１で制御す
される。

上述した従来のレーザ測距装置は、測距目標に再帰性反
射体を設置する必要がなく、簡単な構成で測定時間も短
かくてすみ、数１００ｍから１０Ｋｍ程度の計測距離に
わたって多用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のレーザ測距装置は、測定すべき目標が照
射レーザ光のビーム断面積よりも小さいときに測距エラ
ーが出やすく、感度を上げて測距距離を延長するのが困
雛であるという欠点がある。

すなわち、第３図に示すように、レーザ測距装置１４か
らの照射レーザ光６のビーム断面が測距目標５ａの大き
さより小さい場合には、受信電気パルス信号１５はパル
スレーザ光の時間幅と同程度の短パルスとなり、第２の
比較出力回路１３のスレッショルドレベル１６を雑音の
数倍程度の低レベルに設定して高感度の目標検出を行う
ことが可能である。しかしながら、測距においては第４
図に示すように、測距目標５ｂの大きさが照射レーザ光
６のビーム断面積に比して小であると、レーザ光は測距
目標５ｂのみではなく周辺からも散乱され、受信電気パ
ルス信号１５は短パルスのみでは形成されず、地面その
他からの散乱光による長パルスに重畳された形となる。

この場合、第２の比較出力回路１３のスレッショルドレ
ベル１６を高感度で目標検出を行うため低レベルに置く
と、第４図に示すように長パルスの部分で作動して第２
の比較出力２２としてのディジタル受信パルスとなり、
測距誤差が発生する。

また、この欠点を避けるために第２の比較出力口Ｎ】、
３のスレッショルドレベル１６を上げ、誤信号が出ない
ようにすると測距距離が長く取れず、レーザ測距装置１
４としては不満足なものとなり、これに対して感度を上
げると上述した理由により測距エラーが発生しやすくな
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の装置は、送信レーザパルス光を測距目標に照射
し、測距目標による散乱光と送信レーザパルス光との時
間差にもとづいて測距目標までの距離を計測するレーザ
測距装置において、前記送信レーザパルス光の周波数ス
ペクトルのみを通過させるバンドパスフィルタを通して
前記散乱光の一部を電気信号に変換した受信電気パルス
信号をフィルタリングし、前記送信レーザパルス光の電
気変換信号と前記バンドパスフィルタの出力との時間差
にもとづいて測距目標までの距離を計測する構成を有す
る。

また本発明の装置は、前記送信レーザパルス光が、Ｑス
イッチパルスレーザによる所定の狭ビームを有するもの
とした構成を有する。

〔実施例〕

次に１本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図であり、Ｑスイッチ
パルスレーザ発振器１と、Ｑスイッチパルスレーザ発振
器１の出力の一部を光検出器３に出力し大部分を送信光
学系４に出光する半透明鏡２と、受光したＱスイッチパ
ルスレーザ光を送信電気パルス信号２０に変換する光検
出器３と、受光したＱスイッチパルスレーザ光のビーム
幅を所定の狭ビームの照射レーザ光６として測距目標５
ａに投光する送信光学系４と、測距目標５ａによる照射
レーザ光の散乱光の一部を集光する受信光学系７と、照
射したパルスレーザ光のみを散乱光から選択透過させる
受光系８と、送受信間の時間間隔を計算する測距カウン
タ９と１表示回路１０と、測距カウンタ１０に測距情報
を供給する第１の比較回路１２および第２の比較回路１
３と１本発明に直接かかわるバンドパスフィルタ１７と
。

Ｑスイッチパルスレーザ発振器１．測距カウンタ９およ
び表示回路１０の動作タイミングを制御する制御回路１
１を備えて成る。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

Ｑスイッチパルスレーザ発振器１の出力するパルスレー
ザ光は半透明鏡２に出光され、半透明鏡２は大部分のパ
ルスレーザ光を透過するが、一部のパルスレーザ光を光
検出器３に送光する。光検出器３は受光したパルスレー
ザ光を電気１＜ルス信号に変換してパルスレーザ光が発
射されるタイミングを検知する送信電気パルス信号２０
とし、この信号を第１の比較出力回路１２に供給し、第
１の比較出力回路１２はこれをディジタル送信パルス信
号の第１の比較出力２１に変換する。

Ｑスイッチパルスレーザ発振器１の出力光の大部分は送
信光学系４に入射し、ビーム拡がり角を狭くされてから
測距目標５ａに照射レーザ光として照射される。測距目
標５ａとしては、数百ｍから約１０ｋｍを対象とする。

測距目標５ａに当った照射レーザ光６はその表面で散乱
され、散乱光は空間を伝搬してその一部は受信光学系７
で集光されたあと受光系８に供給される。受光系８にお
いては、パルスレーザ光のみを光フィルタで選択透過し
てから受信電気パルス信号１５に変換する。この受信電
気パルス信号１５を送信レーザノ〜ルス光の周波数スペ
クトル成分のみの通過が可能なバンドパスフィルタ１７
に通す、第５図に示すように、測距目標５ａの大きさが
照射レーザ光６のビーム断面積に比して小であっても、
バンドパスフィルタ１７の出力信号１８は短パルス成分
は通過するが長パルス成分はカットするため、受信電気
パルス信号１５は第２の比較出力回路１３のスレッショ
ルドレベル１６を高感度で目標検出を行うために低くし
ておいても正常に作動し、測距誤差を発生することなく
ディジタル受信パルス信号の第２の比較出力２２変換し
、パルスレーザ光が受光された正しいタイミングを提供
することができる。

測距カウンタ９は、第１の比較出力回路１２の出力する
第１の比較出力２１でカウントスタートし、第２の比較
出力回路１３の出力する第２の比較出力２２でカウント
ストップすることによりパルスレーザ光がレーザ測距装
置１４と測距目標５ａとの間を往復する時間を計測する
。往復時間間隔のデータから対応距離を算出して表示回
路１０で距離を表示する。こうして、バンドパスフィル
タ１７により、照射レーザ光６のビーム幅よりも小さい
測距目標も散乱光の長パルスによる測距誤差の影響を排
除した距離計測が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、レーザ測距装置において
、送信レーザパルスビーム光のビーム幅より小さい測距
目標による散、乱光に含まれる目標周辺散乱による不要
な長パルスの影響を排除することにより、遠近にかかわ
らず測距エラーを大幅に抑圧した距離計測を行なうこと
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は従来のレ
ーザ測距装置の精成図、第３図は測距目標が照射レーザ
光のビーム断面より大きい場合の従来のレーザ測距装置
の受信の説明図、第４図は測距目標が照射レーザ光のビ
ーム断面より小さい場合の従来のレーザ測距装置の受信
の説明図、第５図は測距目標が照射レーザ光のビーム断
面より小さい場合の本実施例の受信の説明図である。１・・・Ｑスイッチパルスレーザ発振器、２・・・半透
明鏡、３・・・光検出器、４・・・送信光学系、５ａ、
５ｂ、５ｃ・・・測距目標、６・・・照射レーザ光、７
・・・受信光学系、８・・・受光系、９・・・測距カウ
ンタ、１０・・・表示回路、１１・・・制御回路、１２
・・・第１の比較出力回路、１３・・・第２の比較出力
回路、１４・・・レーザ測距装置、１５・・・受信電気
パルス信号、１６・・・第２の比較回路１３のスレッシ
ョルドレベル。１７・・・バンドパスフィルタ、１８・・・バンドパス
フィルタ１７の出力信号、２０・・・送信電気パルス信
号、２１・・・第１の比較出力、２２・・・第２の比較
出力。

Claims

【特許請求の範囲】１、送信レーザパルス光を測距目標に照射し、測距目標
による散乱光と送信レーザパルス光との時間差にもとづ
いて測距目標までの距離を計測するレーザ測距装置にお
いて、前記送信レーザパルス光の周波数スペクトルのみ
を通過させるバンドパスフィルタを通して前記散乱光の
一部を電気信号に変換した受信電気パルス信号をフィル
タリングし、前記送信レーザパルス光の電気変換信号と
前記バンドパスフィルタの出力との時間差にもとづいて
測距目標までの距離を計測することを特徴とするレーザ
測距装置。２、前記送信レーザパルス光が、Ｑスイッチパルスレー
ザによる所定の狭ビームを有するものとしたことを特徴
とする請求項１記載のレーザ測距装置。