JPH0552938A - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １つの凸レンズと１つのレーザダイオードと
でレーザ光の照射方向を変更する。 【構成】 レーザダイオード２と、このレーザダイオー
ド２からのレーザ光を集束する凸レンズ３との光路中
に、複数のウェッジ角を有する円板状光学ウェッジ４を
回転可能に配置した。 【効果】 １つのレーザダイオードと１つの凸レンズの
組合わせで広い範囲の測距が行え、安価な装置が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光を対象物に向けて照
射し、その対象物からの反射光を検出して距離を測定す
る距離測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】赤外レーザ光などを対象物に向けて照射
し、照射光が対象物によって反射されてくる反射光を凸
レンズ又は凹面鏡などの光学手段で受光し、レーザ光の
照射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すでに公知であり、例えば車両にお
いて先行車までの距離を測定したり、前方の障害物を検
出する装置が例えば特開昭５９−２４２７８号公報など
で開示されている。

【０００３】ところで、このような光学式測距装置にお
いては、レーザ光の照射範囲を拡げて広い範囲にわたっ
て走行車や障害物を検出したり、またはレーザ光の照射
方向を順次変更して所定の範囲内を順次操作するために
複数の照射光源を設けることが考えられるが、この場
合、照射光を所定のビーム角に集束するための光学系も
当然複数個必要となり、装置全体が大型化するとともに
価格も高くなる欠点がある。これを解決するものとして
例えば特開昭６１−２５９１８５号公報に開示されてい
るように１つの集束レンズと、複数のレーザダイオード
又は複数の発光素子を１つのチップで構成した集積化レ
ーザダイオードを組合わせたものがある。この場合、光
学系は１つで済むが複数のレーザダイオードを使う場合
は当然高価なレーザダイオードを複数個必要とするため
装置が高価格となる。また複数の発光素子を１つのチッ
プで構成した集積化ダイオードではこのダイオードの製
造工程における歩留り率が大幅に低下するため、非常に
高価なものとなる問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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、１つの集束
レンズを１つのレーザダイオードでありながらレーザ光
の照射方向を順次変更して用いることのできる距離測定
装置を得ることを目的とする。

【０００５】

【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、パルスレーザ光を対象物に向けて照射し、その
反射光を受信するまでの遅延時間により対象物までの距
離を測定する距離測定装置において、レーザ光の光源
と、それを集束する光学系の光路中に複数のウェッジ角
を有する円板状光学ウェッジを回転的に切換可能な状態
で配置したものである。

【０００６】

【作用】この発明における距離測定装置は、１つのレー
ザダイオードからの光がウェッジ角の異なる円板状光学
ウェッジの切換えによって照射方向が変更でき、これに
よって広い範囲の測距が行える。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１は送光ユニットを示し、これは
レーザ光の発光源であるレーザダイオード２と、そのレ
ーザ光を所定の照射角θｔに集束するための凸レンズ３
を有し、これに複数の光学ウェッジを円板状に配した光
学ウェッジ４と、これを回転させるステッピングモータ
５より構成されている。

【０００８】６は受光ユニットで、これは対象物からの
反射光を所定の角度に集束するための凸レンズ７と、そ
の凸レンズ７のほぼ焦点に配置されたフォトダイオード
８よりなる。９はコントロールユニットで、これは前記
送光ユニット１のレーザダイオード２をパルス駆動する
ためのパルス発生器９１、前記受光ユニット６のフォト
ダイオード８の出力を検出するパルス検出器９２、及び
これらの信号を処理する信号処理回路９３、さらに前記
送光ユニット１内に設けられた光学ウェッジ４を回転さ
せるモータ５を駆動するためのモータ駆動回路９４を内
蔵している。１０は測定した距離を具体的な数字やグラ
フなどで表示するための表示装置である。

【０００９】次に本装置の動作について説明する。図１
において、送光ユニット１内に収められているレーザダ
イオード２は凸レンズ３の光軸上に設置されているから
対象物に向かって照射されるレーザ光は光軸と同方向で
ある。次にレーザダイオード２と凸レンズ３の間の光路
中に図２に示す光学ウェッジ４ｂを挿入すると、ウェッ
ジから出た光はウェッジの厚い側に偏角させられて凸レ
ンズ３に入射し、その結果、凸レンズ３から射出された
照射光も光軸と同方向とはならず、ある角度を持ったも
のとなる。これはレーザダイオード２を位置２１に配置
した場合と等価であり、光学ウェッジ４ｂを挿入しない
場合において、レーザダイオード２を光軸よりずらして
設置した場合と同じ効果を生じる。図３は光学ウェッジ
による偏角を示す図で、光学ウェッジ４ｂのウェッジ角
をθ、その材料の屈折率をｎとすると、このウェッジを
透過した光の偏角δはδ＝（ｎ−１）θで示される通
り、ウェッジの厚い側に偏角させられる。

【００１０】図４は本発明に実施した円板状光学ウェッ
ジ４を示す斜視図で、この例では３種類のウェッジ４ａ
〜４ｃを円板状に配している。図５はこれらの断面形状
を示すものでこのうち、４ａはウェッジ角θ＝０の平行
板であり、４ｂは前述の図２、図３で示した断面形状の
ものであり、さらに４ｃは図２、図３のものとは逆方向
のウェッジ角を有するものである。

【００１１】これら３つのウェッジ４ａ〜４ｃを回転軸
４１を中心として円板状に配置し、これをレーザダイオ
ード２を凸レンズ３の光路中に設置してこの円板状ウェ
ッジの回転軸４１をステッピングモータ５で回転駆動さ
せるようにする。

【００１２】この装置において、例えば直線道路を走行
中の先行車までの測距を行う場合には、照射するレーザ
光は凸レンズ３の光軸と同方向とする必要があるからウ
ェッジ４ａが光路中にくるようにステッピングモータ５
を駆動する。この場合、ウェッジ４ａはウェッジ角θ＝
０であるから凸レンズ３からの射出光は光軸と同方向に
直進する。

【００１３】次に例えばカーブ路において、左旋回中の
先行車までの測距を行う場合にはウェッジ４ｂを光路中
に配置すれば照射光は左に偏角する。逆に右旋回車をキ
ャッチする場合にはウェッジ４ｃを使用すればよい。こ
れらの制御はステッピングモータ５と図示しない自車の
ハンドル角センサにより簡単に行える。

【００１４】なお、この円板状光学ウェッジ４はプラス
チック材で成型すれば安価に製造できる。また、本例で
は３種類のウェッジの場合について述べたがさらにウェ
ッジの種類を増やすことも可能である。

【００１５】上述の例では円板状光学ウェッジ４を回転
的に切換えて旋回時の測距を行う場合について説明した
が、この円板状光学ウェッジ４を連続回転させるように
すれば広い範囲の水平方向を走査することができる。

【００１６】また、一般に図１に示す送光角θｔはこれ
を細く絞るよう凸レンズ３のフォーカス位置を調整すれ
ば遠方の対象物まで測距可能となるが、その反面照射光
の面積が小さくなるため対象物の捕捉が困難となる問題
が生じるが、上述のように水平方向に連続走査すること
によりこの問題が解消される。

【００１７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、発光源
であるレーザダイオードと、光を集束する光学系との光
路中に複数のウェッジを切換可能な状態で配置するよう
にしたので、１つのレーザダイオードと１つの光学系の
組合わせでありながら複数のレーザダイオードを使用し
た場合と同様の広い範囲の測距が可能であり、しかも高
価なレーザダイオードが１つで済むことから安価な装置
が実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による距離測定装置の全体の構成図で
ある。

【図２】この発明による送光部の偏角状態を示す説明図
である。

【図３】光学ウェッジによる光の偏角を説明する説明図
である。

【図４】この発明に使用した円板状光学ウェッジの斜視
図である。

【図５】各ウェッジの断面図である。

【符号の説明】

１ 送光ユニット ２ レーザダイオード ３ 凸レンズ ４ 円板状光学ウェッジ ５ モータ ６ 受光ユニット ９ コントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルスレーザ光を対象物に向けて照射
   し、その反射光を受信するまでの遅延時間により対象物
   までの距離を測定する距離測定装置において、上記レー
   ザ光の光源と、レーザ光を集束する光学系の光路中に複
   数のウェッジ角を有する円板状光学ウェッジを回転的に
   切換可能な状態で配置したことを特徴とする距離測定装
   置。