JPH06289127A - Distance measuring device - Google Patents

Distance measuring device

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Publication number
JPH06289127A
JPH06289127A JP9701493A JP9701493A JPH06289127A JP H06289127 A JPH06289127 A JP H06289127A JP 9701493 A JP9701493 A JP 9701493A JP 9701493 A JP9701493 A JP 9701493A JP H06289127 A JPH06289127 A JP H06289127A
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JP
Japan
Prior art keywords
pulse
time
distance
capacitor
response time
Prior art date
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Pending
Application number
JP9701493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunihiko Matsumura
邦彦 松村
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPH06289127A publication Critical patent/JPH06289127A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a distance measuring device which is simple in circuit regulation and inexpensively manufactured. CONSTITUTION:A time width enlarging circuit 5 enlarges a pulse response time from the emission of an electromagnetic wave pulse to a target article till the detection of its reflecting pulse. An enlarged pulse response time is measured by a counter, and the measured enlarged pulse response time is converted into a distance to the target article through a distance computing circuit. In this case, a time width enlarging circuit 5 stores an electric charge at a fixed current value in a capacitor 20 through the constant current source 16 of a charging means for a pulse response time, and the constant current source 17 of a discharging means discharges the electric charge stored in the capacitor 20 at a fixed current value lower than a supplied current value at the same time as the detection of the reflecting pulse, and a discharging time is set up longer than the charging time of the capacitor for enlarging the pulse response time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光等の電磁波を
用いて目標物との距離を計測する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for measuring the distance to a target using electromagnetic waves such as laser light.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、距離計測装置は実開昭60−1
93485号公報に開示されているように、目標物に向
けてレーザパルスを発射してその反射パルスを受光する
ことによって、レーザパルス発射時点からその受光時点
までに要した時間を計測することにより前記目標物まで
の距離を算出するようになっている。
2. Description of the Related Art Generally, a distance measuring device is a practically open type Sho 60-1.
As disclosed in Japanese Patent No. 93485, by emitting a laser pulse toward a target object and receiving the reflected pulse thereof, the time required from the laser pulse emission time to the light reception time is measured, It is designed to calculate the distance to the target.

【0003】上述した距離計測装置をブロック図に基づ
いて説明すると、図4に示すように、レーザ発振器31
から発振されたレーザ光は送信光学系30で集光されて
目標物へ発射され、目標物へ到達して反射した反射光が
受信光学系33で集光される。そして、目標物までの距
離は以下のようにして算出される。
The distance measuring device described above will be described with reference to a block diagram. As shown in FIG.
The laser light oscillated from is condensed by the transmission optical system 30 and is emitted to the target object, and the reflected light which reaches the target object and is reflected is condensed by the reception optical system 33. Then, the distance to the target object is calculated as follows.

【0004】光検出器32はレーザ発振器31のレーザ
発振タイミングを検出するとともにこの発振タイミング
をスタートパルス信号S22としてゲート回路37に出
力する。そして、光検出器34は受信光学系33で集光
した反射光を検出して反射光検出信号を増幅器35に出
力する。増幅器35は反射光受信タイミングとしてスト
ップパルス信号S21をゲート回路37に出力する。図
5に示すように、ゲート回路37は、スタートパルス信
号S22が入力されてからストップパルス信号S21が
入力されるまでの時間tをパルス応答時間として当該パ
ルス応答時間tの間、クロック発振器36から入力され
るクロックパルス信号をゲートしてカウンタ38にクロ
ックパルス信号を出力する。そして、カウンタ38はゲ
ート回路37から入力されるクロックパルス信号の数を
計測し、この計測されたクロックパルス数とクロック発
振器の周波数とからパルス応答時間を算出し、算出され
た応答時間と発射されたレーザ光の空間伝播速度等とか
ら目標物までの距離を算出する。
The photodetector 32 detects the laser oscillation timing of the laser oscillator 31 and outputs this oscillation timing to the gate circuit 37 as a start pulse signal S22. Then, the photodetector 34 detects the reflected light condensed by the receiving optical system 33 and outputs the reflected light detection signal to the amplifier 35. The amplifier 35 outputs the stop pulse signal S21 to the gate circuit 37 as the reflected light reception timing. As shown in FIG. 5, the gate circuit 37 uses the time t from the input of the start pulse signal S22 to the input of the stop pulse signal S21 as the pulse response time during the pulse response time t from the clock oscillator 36. The input clock pulse signal is gated and the clock pulse signal is output to the counter 38. Then, the counter 38 measures the number of clock pulse signals input from the gate circuit 37, calculates the pulse response time from the measured number of clock pulses and the frequency of the clock oscillator, and outputs the calculated response time. The distance to the target is calculated from the spatial propagation velocity of the laser light and the like.

【0005】そして、算出された距離は距離表示器39
に出力されて表示される。
The calculated distance is displayed on the distance display 39.
Is output and displayed.

【0006】ところで、レーザ光等の電磁波パルスは光
速で空間を進むため、前記パルス応答時間tは極めて短
い時間となる。したがって、前述したように、この極め
て短時間のパルス応答時間tを直接計測する距離計測装
置にあっては、極めて高い時間計測精度が要求される。
By the way, since an electromagnetic wave pulse such as a laser beam travels in space at the speed of light, the pulse response time t is extremely short. Therefore, as described above, in the distance measuring device that directly measures the pulse response time t of this extremely short time, extremely high time measurement accuracy is required.

【0007】例えば、スタートパルス信号S22とスト
ップパルス信号S21とのパルス信号間隔すなわちパル
ス応答時間t中、ゲート回路28ではタイミングがずれ
ることなく高精度にゲート出力しなければならない。し
たがって、図6に示すように、スタートパルス信号S2
2およびストップパルス信号S21にはそのしきい値T
A や振幅等のパルス特性の高精度な調整が必要となる。
また、前記反射光検出信号は急激な変化を伴うパルス信
号であるため、この反射光検出信号が入力されてストッ
プパルス信号S21を出力する増幅器26は、反射光検
出信号の急激な変化に追従するため、周波数特性等が高
精度に調整された高速スルーレート増幅器を使用しなけ
ればならない。
For example, during the pulse signal interval between the start pulse signal S22 and the stop pulse signal S21, that is, during the pulse response time t, the gate circuit 28 must output the gate with high accuracy without timing deviation. Therefore, as shown in FIG. 6, the start pulse signal S2
2 and the stop pulse signal S21 has a threshold value T
High-precision adjustment of pulse characteristics such as A and amplitude is required.
Further, since the reflected light detection signal is a pulse signal accompanied by an abrupt change, the amplifier 26 which receives the reflected light detection signal and outputs the stop pulse signal S21 follows the abrupt change of the reflected light detection signal. Therefore, it is necessary to use a high-speed slew rate amplifier whose frequency characteristic and the like are adjusted with high accuracy.

【0008】この高速スルーレート増幅器は、前述した
ように、周波数特性等の高精度な回路調整が必要である
他、汎用の増幅器に比し高価であり装置の高コスト化の
原因になる。
As described above, this high-speed slew rate amplifier requires high-precision circuit adjustment such as frequency characteristics and is more expensive than a general-purpose amplifier, which causes the cost of the device to increase.

【0009】さらに、極短時間のパルス応答時間をカウ
ントするために、クロック発振器27のクロック周波数
を高くする必要があり、やはり高コスト化の原因とな
る。
Further, in order to count the extremely short pulse response time, it is necessary to increase the clock frequency of the clock oscillator 27, which also causes a cost increase.

【0010】このように、極めて短時間のパルス応答時
間を高精度に直接計測する距離計測装置にあっては、各
回路の高精度な各種調整が必要であるとともに高コスト
となるといった問題がある。
As described above, in the distance measuring apparatus for directly measuring the pulse response time of an extremely short time with high accuracy, there is a problem that various adjustments of each circuit with high accuracy are required and the cost becomes high. .

【0011】そこで、前記パルス応答時間を直接計測す
るのではなく、演算増幅器の積分回路を利用することに
より、このパルス応答時間を拡大する距離計測装置が実
用化されている。すなわち、拡大されたパルス応答時間
を計測することにより、目標物までの距離を算出するも
のである。これにより、パルス応答時間を直接計測する
距離計測装置に比し、スタートパルス信号S22および
ストップパルス信号S21のしきい値やパルス特性等の
高精度な調整が必要がなくなるとともにクロック発振器
27のクロック周波数を低くても済むため低コスト化を
図れる。
Therefore, a distance measuring device that expands the pulse response time by using an integrating circuit of an operational amplifier instead of directly measuring the pulse response time has been put into practical use. That is, the distance to the target is calculated by measuring the expanded pulse response time. This eliminates the need for highly accurate adjustment of the threshold values of the start pulse signal S22 and the stop pulse signal S21, pulse characteristics, and the like, as well as the distance measurement device that directly measures the pulse response time, and the clock frequency of the clock oscillator 27. The cost can be reduced because the cost can be reduced.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パルス
応答時間を拡大するにあたって演算増幅器の積分回路を
使用する場合、この演算増幅器には、極短時間のパルス
応答時間の急激な入力変化に追従して積分動作を行わせ
るため、やはり高速スルーレート増幅器を用いなければ
ならい。そのため、未だ十分なコスト低減が図れないば
かりか、その周波数特性等の高精度な回路調整も必要で
あり、これらの点で改善が要求されていた。
However, when the integrating circuit of the operational amplifier is used to extend the pulse response time, the operational amplifier is required to follow a rapid input change of the pulse response time in a very short time. A fast slew rate amplifier must still be used to perform the integral operation. Therefore, not only the cost can not be sufficiently reduced, but also highly accurate circuit adjustment such as the frequency characteristic is required, and improvement in these points has been demanded.

【0013】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、低コスト化と回路調整の簡
単化とを可及的に図れる距離計測装置を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a distance measuring device capable of reducing cost and simplifying circuit adjustment as much as possible.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、目標物に電磁波パルスを発射するパルス発
射手段と、該目標物で反射された該電磁波パルスを検出
する反射パルス検出手段と、該パルス発射手段により電
磁波パルスが発射されてから該反射パルス検出手段によ
り反射パルスが検出されるまでの応答時間を拡大する応
答時間拡大手段と、該応答時間拡大手段によって拡大さ
れた時間を計測する拡大時間計測手段と、該拡大時間計
測手段によって計測された拡大時間を、該パルス発射手
段あるいは該反射パルス検出手段から前記目標物までの
距離に換算する距離演算手段とを備えた距離計測装置に
おいて、前記応答時間拡大手段を、前記パルス発射手段
から電磁波パルスが発射されると同時にコンデンサーに
一定電流値で電荷の供給を開始するとともに、前記反射
パルス検出手段により反射パルスが検出されると同時に
電荷の供給を停止する蓄電手段と、前記反射パルス検出
手段により反射パルスが検出されると同時に、前記蓄電
手段による供給電流値より低い一定電流値で前記コンデ
ンサーに蓄えた電荷を放出させる放電手段と、から構成
することを特徴とする(請求項1)。
In order to achieve the above object, the present invention provides a pulse emitting means for emitting an electromagnetic wave pulse to a target object and a reflected pulse detecting means for detecting the electromagnetic wave pulse reflected by the target object. A response time expanding means for expanding the response time from the emission of the electromagnetic wave pulse by the pulse emitting means to the detection of the reflected pulse by the reflected pulse detecting means, and the time expanded by the response time expanding means. Distance measurement including expansion time measuring means for measuring, and distance calculation means for converting the expansion time measured by the expansion time measuring means into a distance from the pulse emitting means or the reflected pulse detecting means to the target object. In the device, the response time expanding means is configured to charge the capacitor with a constant current value at the same time when the electromagnetic wave pulse is emitted from the pulse emitting means. A storage means for starting the supply and stopping the supply of electric charges at the same time when the reflection pulse is detected by the reflection pulse detecting means, and a reflection pulse is detected by the reflection pulse detecting means, and a supply by the storage means at the same time. Discharge means for discharging the electric charge stored in the capacitor at a constant current value lower than the current value (claim 1).

【0015】ここで、前記拡大時間計測手段は、前記放
電手段による電荷の放出完了時点を検出する電荷放出検
出手段と、前記コンデンサーへの蓄電開始時点から該電
荷放出検出手段による電荷放出完了時点の検出までの
間、エンド信号を出力するエンド信号出力手段と、前記
放電手段による電荷の放出が開始されてから前記反射パ
ルス検出手段で検出可能な最大検出距離に相応した時間
より若干長い間、スタート信号を出力するスタート信号
出力手段と、該エンド信号出力手段と該スタート信号出
力手段とが共に信号を出力している時間を計測する時間
計測手段とから構成することが望ましい(請求項2)。
Here, the expansion time measuring means includes a charge emission detecting means for detecting a discharge completion time of the electric charge by the discharging means, and a charge emission completion time of the charge discharging detection means from a charging start time of the capacitor. Until the detection, the end signal output means for outputting the end signal and the start for a little longer than the time corresponding to the maximum detection distance detectable by the reflected pulse detection means after the discharge of the electric charge by the discharge means is started. It is desirable to include a start signal output means for outputting a signal, and a time measuring means for measuring a time during which both the end signal output means and the start signal output means output a signal (claim 2).

【0016】[0016]

【作用】上記構成の本発明によれば、目標物に電磁波パ
ルスを発射してからその反射パルスが検出されるまでの
パルス応答時間は応答時間拡大手段により拡大され、こ
の拡大されたパルス応答時間が拡大時間計測手段により
計測されて、この計測された拡大パルス応答時間に基づ
いて距離演算手段が目標物までの距離を換算する。この
際、前記応答時間拡大手段は、以下のようにしてパルス
応答時間を拡大する。すなわち、パルス応答時間の間、
蓄電手段によりコンデンサーに一定電流値で電荷を供給
して蓄え、このコンデンサーに蓄えた電荷を反射パルス
の検出と同時に放電手段により蓄電手段による供給電流
値より低い一定電流値で放出させることで、蓄電時間よ
り放電時間の方を長くしてパルス応答時間を拡大する
(請求項1)。
According to the present invention having the above construction, the pulse response time from the emission of the electromagnetic wave pulse to the target to the detection of the reflected pulse is expanded by the response time expanding means, and the expanded pulse response time is obtained. Is measured by the expansion time measuring means, and the distance calculating means converts the distance to the target object based on the measured expansion pulse response time. At this time, the response time expansion means expands the pulse response time as follows. That is, during the pulse response time,
The storage means supplies electric charge to the capacitor at a constant current value and stores it, and the electric charge stored in this capacitor is discharged at a constant current value lower than the current value supplied by the storage means at the same time as the detection of the reflection pulse, thereby storing the electric charge. The discharge time is made longer than the time to extend the pulse response time (claim 1).

【0017】また、前記拡大時間計測手段が、電荷放出
検出手段と、エンド信号出力手段と、時間計測手段から
なる場合には、エンド信号出力手段はコンデンサーへの
蓄電開始時点から放電完了時点までの間エンド信号を出
力する一方、スタート信号出力手段は放電手段による電
荷の放出開始時点から前記反射パルス検出手段で検出可
能な最大検出距離に相応した時間より若干長い間スター
ト信号を出力し、時間計測手段はこれらスタート信号と
エンド信号とが共に出力されている時間つまり放電時間
を計測する。ここで、コンデンサーが放電する時間は、
蓄電時間すなわちパルス応答時間が拡大された時間であ
り、かつ前記最大検出距離に相応した時間より長くなる
ことはない(請求項2)。
Further, when the expansion time measuring means is composed of the charge emission detecting means, the end signal outputting means and the time measuring means, the end signal outputting means operates from the start of charging the capacitor to the end of discharging. While the end signal is output, the start signal output means outputs the start signal for a time slightly longer than the time corresponding to the maximum detection distance detectable by the reflection pulse detection means from the time when the discharge means starts discharging the charge, and the time measurement is performed. The means measures the time during which both the start signal and the end signal are output, that is, the discharge time. Here, the time for the capacitor to discharge is
The storage time, that is, the pulse response time is an extended time, and is not longer than the time corresponding to the maximum detection distance (claim 2).

【0018】[0018]

【実施例】以下に、本発明の好適な一実施例を添付図面
に基づき詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0019】図1のブロック図に示すように、本実施例
の距離計測装置は、目標物に電磁波パルスを発射するパ
ルス発射手段としてのレーザパルス発光部11と、目標
物で反射された電磁波パルスを検出する反射パルス検出
手段としての反射パルス受光部12と、上記パルス発射
手段により電磁波パルスが発射されてから反射波パルス
検出手段により反射パルスが検出されるまでの応答時間
を拡大する応答時間拡大手段としての時間幅拡大回路5
と、応答時間拡大手段で拡大した時間を計測する拡大時
間計測手段としての機能と計測した拡大時間を目標物ま
での距離に換算する距離演算手段としての機能とを有す
る距離演算部13と、算出された距離を表示する距離表
示部10とから構成される。
As shown in the block diagram of FIG. 1, the distance measuring apparatus of this embodiment has a laser pulse emitting section 11 as a pulse emitting means for emitting an electromagnetic wave pulse to a target and an electromagnetic wave pulse reflected by the target. And a reflected pulse light receiving unit 12 as a reflected pulse detecting unit for detecting a pulse, and a response time expansion for extending a response time from the emission of the electromagnetic wave pulse by the pulse emitting unit to the detection of the reflected pulse by the reflected wave pulse detecting unit. Time width expansion circuit 5 as means
And a distance calculating unit 13 having a function as an expansion time measuring unit for measuring the time expanded by the response time expanding unit and a function as a distance calculating unit for converting the measured expansion time into a distance to the target object. And a distance display unit 10 that displays the calculated distance.

【0020】レーザパルス発光部11はコントローラ
4,高電圧発生回路3,駆動回路2およびレーザダイオ
ード1とから構成され、反射パルス受光部12はフォト
ダイオード6,受光アンプ7,受光レベル検出回路8お
よびパルス発生回路9とから構成される。これらレーザ
パルス発光部11,反射パルス受光部12および距離表
示部10は前述した図7の従来例とほぼ共通した部分で
あるため、その詳細な説明を省略する。
The laser pulse emitting section 11 is composed of a controller 4, a high voltage generating circuit 3, a driving circuit 2 and a laser diode 1, and the reflected pulse receiving section 12 is a photodiode 6, a light receiving amplifier 7, a light receiving level detecting circuit 8 and It is composed of a pulse generation circuit 9. Since the laser pulse emitting section 11, the reflected pulse receiving section 12 and the distance display section 10 are almost common to the above-mentioned conventional example shown in FIG. 7, detailed description thereof will be omitted.

【0021】以下、時間幅拡大回路5の具体的な回路構
成およびそれらの動作を図1,図2および図3に基づい
て詳細に説明する。ここで、図2は時間幅拡大回路5の
具体的な回路構成を示す時間幅拡大回路図であり、図3
は時間幅拡大回路5の各回路の動作タイミングを示した
タイムチャートである。
The specific circuit configuration of the time width expanding circuit 5 and the operation thereof will be described in detail below with reference to FIGS. 1, 2 and 3. Here, FIG. 2 is a time width expansion circuit diagram showing a specific circuit configuration of the time width expansion circuit 5, and FIG.
3 is a time chart showing the operation timing of each circuit of the time width expanding circuit 5.

【0022】図1および図2に示すように、時間幅拡大
回路5はフリップフロップ14を有し、このフリップフ
ロップ14には、コントローラ4およびパルス発生回路
9からそれぞれレーザパルス発射信号S1および反射パ
ルス受信信号S2が入力される。そして、図3に示すよ
うに、フリップフロップ14のセット出力S3は、レー
ザパルス発射信号S1の立ち上がりエッジでセットさ
れ、反射パルス受信信号S2の立ち上がりエッジでリセ
ットされる。このフリップフロップ14のセット出力S
3は蓄電手段のスイッチ18のON信号および単安定マ
ルチバイブレータ15の入力信号となる。スイッチ18
にセット出力S3が入力されている間すなわちパルス応
答時間中は、コンデンサ20には蓄電手段の定電流源1
6から一定の電流値I1 が供給され電荷が蓄えられ、図
3のS6に示されるように、コンデンサー20の電圧V
C は上昇する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the time width enlarging circuit 5 has a flip-flop 14, which includes a laser pulse emission signal S1 and a reflection pulse from the controller 4 and the pulse generating circuit 9, respectively. The reception signal S2 is input. Then, as shown in FIG. 3, the set output S3 of the flip-flop 14 is set at the rising edge of the laser pulse emission signal S1 and reset at the rising edge of the reflected pulse reception signal S2. The set output S of this flip-flop 14
3 is an ON signal of the switch 18 of the storage means and an input signal of the monostable multivibrator 15. Switch 18
While the set output S3 is being input to the capacitor 20, that is, during the pulse response time, the constant current source 1 of the storage means is stored in the capacitor 20.
6, a constant current value I1 is supplied to store electric charges, and as shown in S6 of FIG.
C rises.

【0023】また、時間幅拡大回路5はフリップフロッ
プ24を有し、このフリップフロップ24のセット出力
は図3のS9にて示すように、反射パルス受信信号S2
の立上がりエッジでセットされ、後述する繰り返し周期
信号S5の立上がりエッジでリセットされる。このフリ
ップフロップ24の出力信号S9がスイッチ19のON
信号となる。この出力信号S9がスイッチ19に入力さ
れると、放電手段の定電流源17によりコンデンサ20
に蓄電された電荷が放出され、コンデンサー20の電圧
VC は図3のS6にて示されるように下降する。
Further, the time width expanding circuit 5 has a flip-flop 24, and the set output of the flip-flop 24 is the reflected pulse reception signal S2 as shown at S9 in FIG.
Is set at the rising edge of, and is reset at the rising edge of the repetition period signal S5 described later. The output signal S9 of the flip-flop 24 turns on the switch 19.
Become a signal. When this output signal S9 is input to the switch 19, the constant current source 17 of the discharging means causes the capacitor 20 to
The electric charge stored in the capacitor 20 is discharged, and the voltage VC of the capacitor 20 drops as indicated by S6 in FIG.

【0024】ここで、定電流源17は、コンデンサー2
0の放電時間がその蓄電時間より長くなるように、蓄電
時の供給電流値I1 を1/K倍した一定の電流値I2 で
コンデンサー20から電荷を放出させる。したがって、
以下の式に示すように、コンデンサー20の放電時間T
2 は蓄電時間T1 をK倍したT1 *Kとなる。なお、コ
ンデンサーに蓄電された総電荷量をQ、その畜電時間を
T1 および蓄電された電荷Qがすべて放電される時間を
T2 とすれば、 Q=I1 *T1 Q=I2 *T2 =(I1 /K)*T2 であり、上記2式より、 T2 =T1 *K (K>1) となる。
Here, the constant current source 17 is the capacitor 2
The electric charge is discharged from the capacitor 20 at a constant current value I2 obtained by multiplying the supply current value I1 during storage by 1 / K so that the discharge time of 0 becomes longer than the storage time. Therefore,
As shown in the following equation, the discharge time T of the capacitor 20
2 becomes T1 * K which is K times the storage time T1. If the total amount of charge stored in the capacitor is Q, the storage time is T1, and the time when all the stored charge Q is discharged is T2, then Q = I1 * T1 Q = I2 * T2 = (I1 / K) * T2, and from the above two equations, T2 = T1 * K (K> 1).

【0025】また、本実施例では、図3に示すように、
単安定マルチバイブレータ15はスタート信号S4の出
力をフリップフロップ14の動作信号S3の立下がりエ
ッジに同期してAND回路26へ開始し、受光レベル検
出回路8の検出可能な最大検出距離に相応した時間より
若干長い時間T3経過後にその出力を停止する。これに
より、後述するAND回路25での論理積演算時に、A
ND回路25からのON信号がコンデンサー20の放電
の途中で停止しないようにする。
Further, in this embodiment, as shown in FIG.
The monostable multivibrator 15 starts the output of the start signal S4 to the AND circuit 26 in synchronization with the falling edge of the operation signal S3 of the flip-flop 14, and the time corresponding to the maximum detectable distance of the light receiving level detection circuit 8. The output is stopped after a slightly longer time T3 has elapsed. As a result, when performing an AND operation in the AND circuit 25 described later, A
The ON signal from the ND circuit 25 should not be stopped during the discharge of the capacitor 20.

【0026】なお、図3に示すように、コントローラ4
は、レーザパルス発射信号S1が入力されてからスター
ト信号S4がOFFになった後まで、コンデンサー20
の畜放電を可能とする信号を繰り返し周期信号S5とし
て出力する。すなわち、繰り返し周期信号S5がスイッ
チ21に出力されている間、スイッチ21はOPEN状
態となるため、コンデンサー20は蓄電および放電可能
状態となる。また、この繰り返し周期信号S5はレーザ
パルス発射信号S1がトリガーとなって出力開始され
る。
As shown in FIG. 3, the controller 4
Is the capacitor 20 from when the laser pulse emission signal S1 is input until after the start signal S4 is turned off.
The signal that enables the battery discharge is output as the repeated periodic signal S5. That is, while the repeating cycle signal S5 is being output to the switch 21, the switch 21 is in the OPEN state, so that the capacitor 20 is in the state capable of storing and discharging. Further, the repetition period signal S5 is started to be output by being triggered by the laser pulse emission signal S1.

【0027】コンデンサー20の電圧VC はアナログ信
号としてバッファアンプ22に入力され、コンパレータ
23を介して二値論理化(デジタル信号化)される。す
なわち、図3のS8に示すように、コンデンサー電圧V
C はバッファアンプ22によって増幅された後、コンパ
レータ23によってON信号あるいはOFF信号に変換
されてデジタル出力される。
The voltage VC of the capacitor 20 is input to the buffer amplifier 22 as an analog signal, and is binarized (converted into a digital signal) via the comparator 23. That is, as shown in S8 of FIG. 3, the capacitor voltage V
After being amplified by the buffer amplifier 22, C is converted into an ON signal or an OFF signal by the comparator 23 and digitally output.

【0028】ここで、バッファアンプ22はアナログ信
号源としてのコンデンサー20とそのアナログ信号を二
値論理出力するコンパレータ23とのインターフェース
であり、コンパレータ23の入力インピーダンスを決定
して安定させたり、このコンパレータ23を駆動するた
めの電力を増幅する役割をする。
Here, the buffer amplifier 22 is an interface between the capacitor 20 as an analog signal source and the comparator 23 which outputs a binary logic of the analog signal. The buffer amplifier 22 determines the input impedance of the comparator 23 to stabilize it, and It serves to amplify the power for driving 23.

【0029】そして、AND回路26はコンパレータ2
3からのエンド信号S7とスタート信号S4との論理積
演算を行い、図3に示すように、ON信号S15を出力
する。すなわち、コンデンサー20が放電中はAND回
路26からON信号S8が距離演算部13に出力され
る。
Then, the AND circuit 26 is connected to the comparator 2
The AND operation of the end signal S7 from 3 and the start signal S4 is performed, and the ON signal S15 is output as shown in FIG. That is, while the capacitor 20 is discharging, the ON signal S8 is output from the AND circuit 26 to the distance calculator 13.

【0030】クロック発振器等で構成される距離演算部
13は入力されたON信号S8をクロック発信器29の
クロック信号に基づいて、カウンタ27でパルスカウン
トして算出した時間信号S10を距離算出回路28へ出
力する。距離算出回路28は入力された時間信号S10
に基づいて、目標物までの距離を算出して距離信号S1
1として表示部10へ出力し、表示部10は目標物まで
の距離を表示する。
The distance calculation unit 13 including a clock oscillator and the like calculates a time signal S10 obtained by pulse counting the input ON signal S8 by the counter 27 based on the clock signal of the clock oscillator 29 and calculating the distance calculation circuit 28. Output to. The distance calculation circuit 28 receives the input time signal S10.
The distance signal S1 is calculated by calculating the distance to the target object based on
It is output to the display unit 10 as 1, and the display unit 10 displays the distance to the target object.

【0031】つまり、コンパレータ23で電荷放出検出
手段およびエンド信号出力手段は構成され、また、単安
定マルチバイブレータ15でスタート信号出力手段は構
成され、カウンタ27で時間計測手段は構成される。
That is, the comparator 23 constitutes the charge emission detection means and the end signal output means, the monostable multivibrator 15 constitutes the start signal output means, and the counter 27 constitutes the time measuring means.

【0032】なお、コンデンサー20を容量可変型とし
て時間拡大係数Kの値を自動的にあるいは手動で変更で
きるようにすると、例えば、前回の距離計測で目標物と
の距離が近いためにコンデンサー20の放電特性が急激
でバッファアンプ22およびコンパレータ23が追従で
きない場合には、次回の距離計測時には拡大係数Kの値
を大きくして前記放電特性を緩やかにすることにより、
精密な距離計測が可能となる。
If the condenser 20 is of a variable capacity type and the value of the time expansion coefficient K can be changed automatically or manually, for example, the distance of the condenser 20 is short because the distance to the target is short in the previous distance measurement. When the discharge characteristics are so sharp that the buffer amplifier 22 and the comparator 23 cannot follow, the value of the expansion coefficient K is increased at the next distance measurement to make the discharge characteristics gentle.
Precise distance measurement is possible.

【0033】以上詳細に説明した本実施例では、コンデ
ンサー20とAND回路26とのインターフェースは汎
用演算増幅器であるバッファアンプ22とコンパレータ
23で済むので、部品および回路の調整が可及的に簡単
化できるとともに低コスト化を図れる。
In the present embodiment described in detail above, since the interface between the capacitor 20 and the AND circuit 26 only requires the buffer amplifier 22 and the comparator 23 which are general-purpose operational amplifiers, the adjustment of parts and circuits can be simplified as much as possible. The cost can be reduced at the same time.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明によれば、目標物に電磁波パルスを発射してから
その反射パルスが検出されるまでのパルス応答時間を、
コンデンサーに一定電流値で電荷を供給する蓄電手段と
コンデンサーに蓄えた電荷を蓄電時の供給電流値より低
い一定の電流値で放出する放電手段とからなる応答時間
拡大手段を用いて拡大するので、高速スルーレート演算
増幅器を応答時間拡大手段として用いる場合に比し、コ
スト低下を可及的に図れると共にその周波数特性等の回
路調整を可及的に簡単化できる。
As described above in detail in the embodiments,
According to the present invention, the pulse response time from the emission of the electromagnetic pulse to the target to the detection of the reflected pulse,
Since it is expanded by using the response time expanding means consisting of a storage means for supplying electric charge to the capacitor at a constant current value and a discharging means for discharging the electric charge stored in the capacitor at a constant current value lower than the supply current value at the time of storage, Compared with the case where the high-speed slew rate operational amplifier is used as the response time extending means, the cost can be reduced as much as possible and the circuit adjustment such as the frequency characteristic can be simplified as much as possible.

【0035】また、拡大時間計測手段が電荷放出検出手
段とエンド信号出力手段とスタート信号出力手段と時間
計測手段とからなる場合には、エンド信号出力手段はコ
ンデンサーが蓄電を開始してから蓄えられた電荷がすべ
て放出されるまでの間エンド信号を出力する一方、スタ
ート信号出力手段はコンデンサーに蓄えられた電荷の放
出が開始されてから前記反射パルス検出手段での検出可
能な最大検出距離に相応した時間より若干長い間スター
ト信号を出力し、時間計測手段はこれらスタート信号と
エンド信号とが共に出力されている放電時間を計測する
ので、上記パルス応答時間を拡大した時間を容易かつ確
実に計測できる。
When the expansion time measuring means is composed of the charge emission detecting means, the end signal outputting means, the start signal outputting means and the time measuring means, the end signal outputting means is stored after the capacitor starts charging. While the end signal is output until all the charges are discharged, the start signal output means corresponds to the maximum detection distance that can be detected by the reflected pulse detection means after the discharge of the charges accumulated in the capacitor is started. The start signal is output for a little longer than the specified time, and the time measuring means measures the discharge time during which both the start signal and the end signal are output. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る距離計測装置の一実施例の回路構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an embodiment of a distance measuring device according to the present invention.

【図2】本発明に係る距離計測装置の一実施例の時間幅
拡大回路図である。
FIG. 2 is a time width expansion circuit diagram of an embodiment of a distance measuring device according to the present invention.

【図3】本発明に係る距離計測装置の一実施例の時間幅
拡大回路の各回路の動作タイミングを示すタイムチャー
トである。
FIG. 3 is a time chart showing the operation timing of each circuit of the time width expanding circuit of one embodiment of the distance measuring device according to the present invention.

【図4】従来の距離計測装置のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a conventional distance measuring device.

【図5】従来の距離計測装置のスタートパルスおよびス
トップパルスの変化によるゲート開閉時間の変化を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a change in gate opening / closing time due to a change in a start pulse and a stop pulse of a conventional distance measuring device.

【図6】従来の距離計測装置の各部波形と時間関係を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a time relationship between waveforms of respective parts of a conventional distance measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザダイオード 4 コントローラ 5 応答時間拡大手段としての時間幅拡大回路 6 フォトダイオード 11 パルス発射手段としてのレーザパルス発光部 12 反射パルス検出手段としての反射パルス受光部 13 拡大時間計測手段および距離演算手段としての距
離演算部 14 フリップフロップ 15 スタート信号出力手段としての単安定マルチバイ
ブレータ 16 蓄電手段の定電流源 17 放電手段の定電流源 20 蓄電手段のコンデンサー 22 バッファアンプ 23 電荷放出検出手段およびエンド信号出力手段とし
てのコンパレータ 24 フリップフロップ 26 AND回路 27 時間計測手段としてのカウンタ
1 Laser Diode 4 Controller 5 Time Width Enlarging Circuit as Response Time Enlarging Unit 6 Photodiode 11 Laser Pulse Emitting Unit as Pulse Emitting Unit 12 Reflection Pulse Receiving Unit as Reflecting Pulse Detecting Unit 13 As Enlarging Time Measuring Unit and Distance Computing Unit Distance calculation unit 14 flip-flop 15 monostable multivibrator as start signal output means 16 constant current source for storage means 17 constant current source for discharge means 20 capacitor for storage means 22 buffer amplifier 23 charge emission detection means and end signal output means 24 flip-flops 26 AND circuits 27 counters as time measuring means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 目標物に電磁波パルスを発射するパルス
発射手段と、 該目標物で反射された該電磁波パルスを検出する反射パ
ルス検出手段と、 該パルス発射手段により電磁波パルスが発射されてから
該反射パルス検出手段により反射パルスが検出されるま
での応答時間を拡大する応答時間拡大手段と、 該応答時間拡大手段によって拡大された時間を計測する
拡大時間計測手段と、 該拡大時間計測手段によって計測された拡大時間を、該
パルス発射手段あるいは該反射パルス検出手段から前記
目標物までの距離に換算する距離演算手段とを備えた距
離計測装置において、 前記応答時間拡大手段が、 前記パルス発射手段から電磁波パルスが発射されると同
時にコンデンサーに一定電流値で電荷の供給を開始する
とともに、前記反射パルス検出手段により反射パルスが
検出されると同時に電荷の供給を停止する蓄電手段と、 前記反射パルス検出手段により反射パルスが検出される
と同時に、前記蓄電手段による供給電流値より低い一定
電流値で前記コンデンサーに蓄えた電荷を放出させる放
電手段と、 からなることを特徴とする距離計測装置。
1. A pulse emitting means for emitting an electromagnetic wave pulse to a target object, a reflected pulse detecting means for detecting the electromagnetic wave pulse reflected by the target object, and an electromagnetic wave pulse emitted by the pulse emitting means, Response time expansion means for expanding the response time until the reflection pulse is detected by the reflection pulse detection means, expansion time measurement means for measuring the time expanded by the response time expansion means, and measurement by the expansion time measurement means In the distance measuring device provided with the distance calculating means for converting the expanded time to the distance from the pulse emitting means or the reflected pulse detecting means to the target object, the response time expanding means is provided from the pulse emitting means. At the same time when the electromagnetic wave pulse is emitted, the electric charge is started to be supplied to the capacitor at a constant current value, A storage means for stopping the supply of electric charge at the same time when the reflection pulse is detected by the stage, and a capacitor having a constant current value lower than the current value supplied by the storage means at the same time when the reflection pulse is detected by the reflection pulse detection means. A distance measuring device comprising: a discharging unit that discharges the electric charge stored in the unit.
【請求項2】 前記拡大時間計測手段が、 前記放電手段による電荷の放出完了時点を検出する電荷
放出検出手段と、 前記コンデンサーへの蓄電開始時点から該電荷放出検出
手段による電荷放出完了時点の検出までの間、エンド信
号を出力するエンド信号出力手段と、 前記放電手段による電荷の放出が開始されてから、前記
反射パルス検出手段で検出可能な最大検出距離に相応し
た時間より若干長い間、スタート信号を出力するスター
ト信号出力手段と、 該エンド信号出力手段と該スタート信号出力手段とが共
に信号を出力している時間を計測する時間計測手段と、 からなることを特徴とする請求項1に記載の距離計測装
置。
2. The extension time measuring means detects a charge emission detecting means for detecting a charge discharge completion time point by the discharging means, and a charge release completion time point detected by the charge discharge detecting means from a charge storage start time on the capacitor. Up to a time longer than the time corresponding to the maximum detection distance detectable by the reflected pulse detection means after the end signal output means for outputting an end signal and the discharge of the charge by the discharge means is started. 2. A start signal output means for outputting a signal, and a time measuring means for measuring a time during which both the end signal output means and the start signal output means output a signal. The described distance measuring device.
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