JPH08122435A - レーザ測距装置 - Google Patents
レーザ測距装置Info
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- JPH08122435A JPH08122435A JP25695894A JP25695894A JPH08122435A JP H08122435 A JPH08122435 A JP H08122435A JP 25695894 A JP25695894 A JP 25695894A JP 25695894 A JP25695894 A JP 25695894A JP H08122435 A JPH08122435 A JP H08122435A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 目標までの距離やパルスレーザの出力によら
ず受光素子の損傷を回避し、また、目標周辺の背景光量
によらず安定な測距動作が可能なレーザ測距装置を得る
ことを目的とする。 【構成】 近距離の測距に対しては反射光が高ピークと
なり、反射光の立ち上がりで受信信号を検出できるた
め、可変減衰器として偏光板およびポッケルスセルで構
成される高速な減衰器を用い、受信信号を検出すると同
時に可変減衰器の減衰率を低下させることにより、反射
光のピークが受光素子に入射することがなくなり、近距
離の測距に対して受光素子１１が損傷を受ける可能性を
低減できる。
ず受光素子の損傷を回避し、また、目標周辺の背景光量
によらず安定な測距動作が可能なレーザ測距装置を得る
ことを目的とする。 【構成】 近距離の測距に対しては反射光が高ピークと
なり、反射光の立ち上がりで受信信号を検出できるた
め、可変減衰器として偏光板およびポッケルスセルで構
成される高速な減衰器を用い、受信信号を検出すると同
時に可変減衰器の減衰率を低下させることにより、反射
光のピークが受光素子に入射することがなくなり、近距
離の測距に対して受光素子１１が損傷を受ける可能性を
低減できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、目標に対してパルス
レーザを送信し、反射光を受信光学系で集光し、検出し
て、パルスレーザが目標との間を往復するのに要する時
間を計測することにより目標までの距離を求めるレーザ
測距装置に関するものである。
レーザを送信し、反射光を受信光学系で集光し、検出し
て、パルスレーザが目標との間を往復するのに要する時
間を計測することにより目標までの距離を求めるレーザ
測距装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来のレーザ測距装置の例を示す
図であり、１はレーザ送信器、２はパルスレーザ、３は
目標、４は反射光、５は反射光４を集光する対物レン
ズ、６は対物レンズ５で集光された光を平行光にするコ
リメートレンズ、７はパルスレーザ２の波長のみを透過
させる狭帯域フィルタ、８はシャッタ、９は集光レン
ズ、１０は受信回路、１１は受光素子、１２は送信信
号、１３はカウンタ、１４は受信光学系、１５は受信信
号、１６は演算回路、１７は受信回路１０と受信光学系
１４からなるレーザ受信器、１８はシャッタ８の制御器
である。
図であり、１はレーザ送信器、２はパルスレーザ、３は
目標、４は反射光、５は反射光４を集光する対物レン
ズ、６は対物レンズ５で集光された光を平行光にするコ
リメートレンズ、７はパルスレーザ２の波長のみを透過
させる狭帯域フィルタ、８はシャッタ、９は集光レン
ズ、１０は受信回路、１１は受光素子、１２は送信信
号、１３はカウンタ、１４は受信光学系、１５は受信信
号、１６は演算回路、１７は受信回路１０と受信光学系
１４からなるレーザ受信器、１８はシャッタ８の制御器
である。
【０００３】次に動作について説明する。レーザ送信器
１はパルスレーザ２を目標３に向け送信する。目標３に
到達後、パルスレーザ２の反射光４は対物レンズ５によ
り集光され、さらにコリメートレンズ６により平行光と
なり狭帯域フィルタ７に垂直に入射して、透過光波長を
制限される。平行光とするのは、狭帯域フィルタ７が光
の干渉作用を利用しているため、光の入射角を一定にす
る必要があることによる。狭帯域フィルタ７でパルスレ
ーザ２と同一波長を選択後、集光レンズ９の焦点面にお
いた受信回路１０の受光素子１１により光電変換する。
一方、レーザ送信器１はパルスレーザ２を目標３に送信
すると同時に送信信号１２をカウンタ１３に送る。受信
回路１０は受光素子１１の出力に対し、直流成分をカッ
トし、受光素子１１の出力のピークが事前に設定したし
きい値を越えた時点で受信信号１５をカウンタ１３に送
る。カウンタ１３では、この送信信号１２を受けた送信
時刻から、受信信号１５を受けた受信時刻までの時間差
を計測し、演算回路１６で上記時間差と光速の乗算によ
り目標までの往復距離を求める。レーザ測距装置として
不特定の目標に対し近距離から遠距離までの測距を求め
られる場合、レーザ受信器１７は遠距離にある目標３か
らの微小ピークの反射光４を検出できるように対物レン
ズ５の口径を大きくし、受信光学系１４の効率と受光素
子１１の感度を高める必要がある。そのため、受光素子
１１にはフォトダイオードより光電変換効率が高いアバ
ランシェフォトダイオードを使用する。しかし、アバラ
ンシェフォトダイオードはフォトダイオードより耐入力
性が低く、過大入力があると受光素子１１の損傷が起こ
りやすい。また、受光素子１１は受信光学系１４に入射
する反射光４と同一波長の任意の光を受光する。よっ
て、例えば太陽を直視した場合などは受光素子１１に過
大な入力が入り、受光素子１１が損傷を受ける可能性が
大きいため、受信光学系の光路に機械式のシャッタ８を
入れ、制御器１８により測距動作時以外はシャッタ８を
閉ざし、受信光学系１４の入射光から受光素子１１を保
護している。
１はパルスレーザ２を目標３に向け送信する。目標３に
到達後、パルスレーザ２の反射光４は対物レンズ５によ
り集光され、さらにコリメートレンズ６により平行光と
なり狭帯域フィルタ７に垂直に入射して、透過光波長を
制限される。平行光とするのは、狭帯域フィルタ７が光
の干渉作用を利用しているため、光の入射角を一定にす
る必要があることによる。狭帯域フィルタ７でパルスレ
ーザ２と同一波長を選択後、集光レンズ９の焦点面にお
いた受信回路１０の受光素子１１により光電変換する。
一方、レーザ送信器１はパルスレーザ２を目標３に送信
すると同時に送信信号１２をカウンタ１３に送る。受信
回路１０は受光素子１１の出力に対し、直流成分をカッ
トし、受光素子１１の出力のピークが事前に設定したし
きい値を越えた時点で受信信号１５をカウンタ１３に送
る。カウンタ１３では、この送信信号１２を受けた送信
時刻から、受信信号１５を受けた受信時刻までの時間差
を計測し、演算回路１６で上記時間差と光速の乗算によ
り目標までの往復距離を求める。レーザ測距装置として
不特定の目標に対し近距離から遠距離までの測距を求め
られる場合、レーザ受信器１７は遠距離にある目標３か
らの微小ピークの反射光４を検出できるように対物レン
ズ５の口径を大きくし、受信光学系１４の効率と受光素
子１１の感度を高める必要がある。そのため、受光素子
１１にはフォトダイオードより光電変換効率が高いアバ
ランシェフォトダイオードを使用する。しかし、アバラ
ンシェフォトダイオードはフォトダイオードより耐入力
性が低く、過大入力があると受光素子１１の損傷が起こ
りやすい。また、受光素子１１は受信光学系１４に入射
する反射光４と同一波長の任意の光を受光する。よっ
て、例えば太陽を直視した場合などは受光素子１１に過
大な入力が入り、受光素子１１が損傷を受ける可能性が
大きいため、受信光学系の光路に機械式のシャッタ８を
入れ、制御器１８により測距動作時以外はシャッタ８を
閉ざし、受信光学系１４の入射光から受光素子１１を保
護している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ測距装置
は以上のように構成されているので、機械式のシャッタ
８は受信光学系１４内に機械的駆動部をもつため、消費
電力が大きく故障を起こしやすいという欠点があった。
また、レーザ測距装置として近距離から遠距離までの測
距を求められる場合、レーザ受信器１７は遠距離目標か
らの微小ピークの反射光４を検出できるように対物レン
ズ５の口径を大きくし、受信光学系１４の効率と受光素
子１１の感度を高める必要がある一方、近距離の測距に
対しては反射光４が高ピークの反射光となるため、この
ような場合には受光素子１１が損傷を受けるという問題
点があった。また、目標３の周囲に背景光となる一定輝
度の光源が存在した場合、背景光により受光素子１１の
出力が飽和し反射光４の検出ができず測距が不可能にな
るという問題があった。さらに、パルスレーザ２の出力
が安定しない場合、例えば、レーザの励起源としてフラ
ッシュランプの放電を用いている場合は放電によるレー
ザ励起光量が変動するためパルスレーザ２毎にピーク出
力が変動し、高ピークのパルスレーザ２が送信されたと
きに受光素子が損傷を受けるという問題点があった。
は以上のように構成されているので、機械式のシャッタ
８は受信光学系１４内に機械的駆動部をもつため、消費
電力が大きく故障を起こしやすいという欠点があった。
また、レーザ測距装置として近距離から遠距離までの測
距を求められる場合、レーザ受信器１７は遠距離目標か
らの微小ピークの反射光４を検出できるように対物レン
ズ５の口径を大きくし、受信光学系１４の効率と受光素
子１１の感度を高める必要がある一方、近距離の測距に
対しては反射光４が高ピークの反射光となるため、この
ような場合には受光素子１１が損傷を受けるという問題
点があった。また、目標３の周囲に背景光となる一定輝
度の光源が存在した場合、背景光により受光素子１１の
出力が飽和し反射光４の検出ができず測距が不可能にな
るという問題があった。さらに、パルスレーザ２の出力
が安定しない場合、例えば、レーザの励起源としてフラ
ッシュランプの放電を用いている場合は放電によるレー
ザ励起光量が変動するためパルスレーザ２毎にピーク出
力が変動し、高ピークのパルスレーザ２が送信されたと
きに受光素子が損傷を受けるという問題点があった。
【０００５】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、目標までの距離やパルスレーザ
の出力によらず受光素子の損傷を回避し、また、目標周
辺の背景光量によらず安定な測距動作が可能なレーザ測
距装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、目標までの距離やパルスレーザ
の出力によらず受光素子の損傷を回避し、また、目標周
辺の背景光量によらず安定な測距動作が可能なレーザ測
距装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る実施例１
のレーザ測距装置は、受信光学系光路中に従来例のシャ
ッタの代わりに可変減衰器を備えたものである。
のレーザ測距装置は、受信光学系光路中に従来例のシャ
ッタの代わりに可変減衰器を備えたものである。
【０００７】また、この発明に係る実施例２のレーザ測
距装置は、実施例１の受信回路が反射光を検出すると同
時に可変減衰器の減衰率を増加させるようにしたもので
ある。
距装置は、実施例１の受信回路が反射光を検出すると同
時に可変減衰器の減衰率を増加させるようにしたもので
ある。
【０００８】また、この発明に係る実施例３のレーザ測
距装置は、実施例１に背景光検出器を備え、背景光量が
受光素子飽和レベルに対し小さくなるように可変減衰器
の減衰率を増加させるようにしたものである。
距装置は、実施例１に背景光検出器を備え、背景光量が
受光素子飽和レベルに対し小さくなるように可変減衰器
の減衰率を増加させるようにしたものである。
【０００９】また、この発明に係る実施例４のレーザ測
距装置は、実施例１にレーザ出力検出器を備え、パルス
レーザ出力が基準出力に比較してより小さくなるよう
に、可変減衰器の減衰率を増加させるようにしたもので
ある。
距装置は、実施例１にレーザ出力検出器を備え、パルス
レーザ出力が基準出力に比較してより小さくなるよう
に、可変減衰器の減衰率を増加させるようにしたもので
ある。
【００１０】また、この発明に係る実施例５のレーザ測
距装置は、実施例１の可変減衰器の減衰率を送信時刻か
らの時間経過に応じ低下させるようにしたものである。
距装置は、実施例１の可変減衰器の減衰率を送信時刻か
らの時間経過に応じ低下させるようにしたものである。
【００１１】
【作用】この発明における実施例１の可変減衰器は、機
械的駆動部なしに受信光学系を透過する光を遮断したり
通過させたりする。
械的駆動部なしに受信光学系を透過する光を遮断したり
通過させたりする。
【００１２】この発明における実施例２の可変減衰器
は、反射光を検出すると同時に減衰率を増加させる。
は、反射光を検出すると同時に減衰率を増加させる。
【００１３】この発明における実施例３の背景光検出器
は、背景光量を検出し、可変減衰器は背景光量が受光素
子飽和レベルに対し小さくなるように減衰率を増加させ
る。
は、背景光量を検出し、可変減衰器は背景光量が受光素
子飽和レベルに対し小さくなるように減衰率を増加させ
る。
【００１４】この発明における実施例４のレーザ出力検
出器は、パルスレーザ出力を検出して、可変減衰器は基
準出力に比較して上記パルスレーザが大きいとき、減衰
率を増加させる。
出器は、パルスレーザ出力を検出して、可変減衰器は基
準出力に比較して上記パルスレーザが大きいとき、減衰
率を増加させる。
【００１５】この発明における実施例５の可変減衰器
は、減衰率を送信時刻からの時間経過に応じ低下させ
る。
は、減衰率を送信時刻からの時間経過に応じ低下させ
る。
【００１６】
実施例１．以下、この発明の実施例１について説明す
る。図１において、１から７および９から１６は図９と
同一である。また、１９は可変減衰器、２０は可変減衰
器制御器である。また、図２において、２１は偏光板、
２２はポッケルスセルである。
る。図１において、１から７および９から１６は図９と
同一である。また、１９は可変減衰器、２０は可変減衰
器制御器である。また、図２において、２１は偏光板、
２２はポッケルスセルである。
【００１７】次に動作について説明する。レーザ送信器
１はパルスレーザ２を目標３に向け送信する。目標３に
到達後、パルスレーザ２の反射光４は対物レンズ５によ
り集光され、さらにコリメートレンズ６により平行光と
なり狭帯域フィルタ７に垂直に入射、パルスレーザ２と
同一波長を選択後、受信回路１０の受光素子により光電
変換する。一方、レーザ送信器１はパルスレーザ２を目
標３に送信すると同時に送信信号１２をカウンタ１３に
送る。受信回路１０は受光素子１１の出力ピークが事前
に設定したしきい値を越えた時点で受信信号１５をカウ
ンタ１３に送る。カウンタ１３では、この送信信号１２
を受けた送信時刻から、受信信号１５を受けた受信時刻
までの時間差を計測し、演算回路１６で上記時間差と光
速の乗算により目標までの往復距離を求める。受信光学
系の光路に可変減衰器１９を入れ、可変減衰器制御器２
０により測距動作時以外は可変減衰器１９の減衰量を最
大とし、太陽光等の受信光学系１４入射光から受光素子
１１を保護し、測距動作中に減衰量を最小とするように
制御する。
１はパルスレーザ２を目標３に向け送信する。目標３に
到達後、パルスレーザ２の反射光４は対物レンズ５によ
り集光され、さらにコリメートレンズ６により平行光と
なり狭帯域フィルタ７に垂直に入射、パルスレーザ２と
同一波長を選択後、受信回路１０の受光素子により光電
変換する。一方、レーザ送信器１はパルスレーザ２を目
標３に送信すると同時に送信信号１２をカウンタ１３に
送る。受信回路１０は受光素子１１の出力ピークが事前
に設定したしきい値を越えた時点で受信信号１５をカウ
ンタ１３に送る。カウンタ１３では、この送信信号１２
を受けた送信時刻から、受信信号１５を受けた受信時刻
までの時間差を計測し、演算回路１６で上記時間差と光
速の乗算により目標までの往復距離を求める。受信光学
系の光路に可変減衰器１９を入れ、可変減衰器制御器２
０により測距動作時以外は可変減衰器１９の減衰量を最
大とし、太陽光等の受信光学系１４入射光から受光素子
１１を保護し、測距動作中に減衰量を最小とするように
制御する。
【００１８】また、光可変減衰器１９は例えば図２のよ
うに２つの偏光方向の直交する偏光板２１の間に光路と
直角方向に電場を印加するポッケルスセル２２を配置す
ることによって実現できる。このときの可変減衰器の減
衰率Ｌとポッケルスセルの対向する２面の電極間に印加
する電圧Ｖの関係は次式で表される。
うに２つの偏光方向の直交する偏光板２１の間に光路と
直角方向に電場を印加するポッケルスセル２２を配置す
ることによって実現できる。このときの可変減衰器の減
衰率Ｌとポッケルスセルの対向する２面の電極間に印加
する電圧Ｖの関係は次式で表される。
【００１９】
【数１】
【００２０】図２の可変減衰器１９および可変減衰器制
御器２０はこのポッケルスセル２２の印加電圧に対し、
ナノ秒以下の時間差で減衰率の制御が可能で、高速な電
圧スイッチングに追従できる。図２のような横型光変調
方式の場合、λ／２電圧は電極間の厚さに比例し、光軸
方向の長さに反比例する。よって、光路を狭くし、光軸
方向を長くとることにより電圧を低くすることが可能で
ある。また、２つの偏光板２１の間に２枚の透明な電極
板に挟まれたネマティック液晶を配し両電極間に印加す
る電圧を印加する可変減衰器も可能であり、液晶を用い
た場合は所要電圧が数ボルトと小さく、配置に必要な空
間も小さくて済む。これらの可変減衰器１９は受信光学
系１４で反射光４が平行光束となっている部分に配置す
る。これは偏光の回転を利用して減衰率を変化させるた
め、光の入射角を一定にする必要があるためである。い
ずれも、機械式のシャッタに比べ受信光学系１４内に機
械的駆動部を持たず、電流がほとんど流れないため消費
電力が小さくでき、故障を起こしにくくできる。
御器２０はこのポッケルスセル２２の印加電圧に対し、
ナノ秒以下の時間差で減衰率の制御が可能で、高速な電
圧スイッチングに追従できる。図２のような横型光変調
方式の場合、λ／２電圧は電極間の厚さに比例し、光軸
方向の長さに反比例する。よって、光路を狭くし、光軸
方向を長くとることにより電圧を低くすることが可能で
ある。また、２つの偏光板２１の間に２枚の透明な電極
板に挟まれたネマティック液晶を配し両電極間に印加す
る電圧を印加する可変減衰器も可能であり、液晶を用い
た場合は所要電圧が数ボルトと小さく、配置に必要な空
間も小さくて済む。これらの可変減衰器１９は受信光学
系１４で反射光４が平行光束となっている部分に配置す
る。これは偏光の回転を利用して減衰率を変化させるた
め、光の入射角を一定にする必要があるためである。い
ずれも、機械式のシャッタに比べ受信光学系１４内に機
械的駆動部を持たず、電流がほとんど流れないため消費
電力が小さくでき、故障を起こしにくくできる。
【００２１】実施例２．以下、この発明の実施例２につ
いて説明する。図３はこの発明のレーザ測距装置の可変
減衰器の制御方法を示す流れ図である。この発明は実施
例１で説明した図１のレーザ測距装置を用い、近距離目
標からの高いピークをもつ反射光に対して受光素子の損
傷をなくすことができる。
いて説明する。図３はこの発明のレーザ測距装置の可変
減衰器の制御方法を示す流れ図である。この発明は実施
例１で説明した図１のレーザ測距装置を用い、近距離目
標からの高いピークをもつ反射光に対して受光素子の損
傷をなくすことができる。
【００２２】次に図３を参照にして動作について説明す
る。可変減衰器１９の減衰率を最小とし、受信光学系１
４の反射光４の透過率を最大とする。この状態で、レー
ザ送信器１は目標３に向けパルスレーザ２を送信すると
同時に送信信号１２をカウンタ１３に送る。反射光４は
受信回路１０の受光素子１１により光電変換される。受
信回路１０は受光素子１１の出力変動が事前に設定した
しきい値を越えると同時に受信信号１５をカウンタ１３
と可変減衰器制御器２０に送る。カウンタ１３では、送
信信号１２を受けた送信時刻から、受信信号１５を受け
た受信時刻までの時間差を計測し、演算回路１６で上記
時間差と光速の乗算により目標までの往復距離を求め
る。また、受信信号１５と同時に可変減衰器制御器２０
は可変減衰器１９の減衰率が高くなるように制御する。
例えば、ＱスイッチＹＡＧレーザでパルスレーザの半値
幅は約１５ナノ秒で、パルスの立ち上がり、立ち下がり
まで含めると３０ナノ秒程度である。近距離の測距に対
しては反射光４が高ピークとなり、反射光の立ち上がり
で受信信号を検出できるため、可変減衰器１９として図
２に示すような高速な減衰器を用い、受信信号を検出す
ると同時に可変減衰器１９の減衰率を低下させることに
より、反射光４のピークが受光素子１１に入射するた
め、近距離の測距に対して受光素子１１が損傷を受ける
可能性を低減できる。
る。可変減衰器１９の減衰率を最小とし、受信光学系１
４の反射光４の透過率を最大とする。この状態で、レー
ザ送信器１は目標３に向けパルスレーザ２を送信すると
同時に送信信号１２をカウンタ１３に送る。反射光４は
受信回路１０の受光素子１１により光電変換される。受
信回路１０は受光素子１１の出力変動が事前に設定した
しきい値を越えると同時に受信信号１５をカウンタ１３
と可変減衰器制御器２０に送る。カウンタ１３では、送
信信号１２を受けた送信時刻から、受信信号１５を受け
た受信時刻までの時間差を計測し、演算回路１６で上記
時間差と光速の乗算により目標までの往復距離を求め
る。また、受信信号１５と同時に可変減衰器制御器２０
は可変減衰器１９の減衰率が高くなるように制御する。
例えば、ＱスイッチＹＡＧレーザでパルスレーザの半値
幅は約１５ナノ秒で、パルスの立ち上がり、立ち下がり
まで含めると３０ナノ秒程度である。近距離の測距に対
しては反射光４が高ピークとなり、反射光の立ち上がり
で受信信号を検出できるため、可変減衰器１９として図
２に示すような高速な減衰器を用い、受信信号を検出す
ると同時に可変減衰器１９の減衰率を低下させることに
より、反射光４のピークが受光素子１１に入射するた
め、近距離の測距に対して受光素子１１が損傷を受ける
可能性を低減できる。
【００２３】実施例３．以下、この発明の実施例３につ
いて説明する。図４において１から７および９から１
６，１９，２０は図１と同一であり、２４は背景光検出
器、２５は比較器である。また、図５はこの発明のレー
ザ測距装置の可変減衰器の制御方法を示す流れ図であ
る。
いて説明する。図４において１から７および９から１
６，１９，２０は図１と同一であり、２４は背景光検出
器、２５は比較器である。また、図５はこの発明のレー
ザ測距装置の可変減衰器の制御方法を示す流れ図であ
る。
【００２４】次に図５を参照にして動作について説明す
る。可変減衰器１９の減衰率を最大から徐々に減少さ
せ、背景光検出器２４の出力を受光素子１１の出力飽和
レベルと比較器２５で比較し、背景光検出器２４の出力
が受光素子１１の飽和レベルより大きくなった場合は可
変減衰器１９の減衰量を増加させ、受光素子１１が飽和
しない程度まで減衰量を調整する。この状態で、レーザ
送信器１は目標３に向けパルスレーザ２を送信すると同
時に送信信号１２をカウンタ１３に送る。反射光４は受
信回路１０の受光素子１１により光電変換される。受光
素子１１は背景光で飽和していないので反射光は確実に
光電変換され、検出が可能となる。受信回路１０は受光
素子１１の出力変動が事前に設定したしきい値を越えた
時点で受信信号１５をカウンタ１３に送る。カウンタ１
３では、送信信号１２を受けた送信時刻から、受信信号
１５を受けた受信時刻までの時間差を計測し、演算回路
１６で上記時間差と光速の乗算により目標までの往復距
離を求める。さらに、可変減衰器１９の減衰率を最大に
し、測距時以外の不要光から受光素子１１を保護する。
よって、目標３の周囲に背景光となる一定輝度の光源が
存在した場合でも測距が可能になる
る。可変減衰器１９の減衰率を最大から徐々に減少さ
せ、背景光検出器２４の出力を受光素子１１の出力飽和
レベルと比較器２５で比較し、背景光検出器２４の出力
が受光素子１１の飽和レベルより大きくなった場合は可
変減衰器１９の減衰量を増加させ、受光素子１１が飽和
しない程度まで減衰量を調整する。この状態で、レーザ
送信器１は目標３に向けパルスレーザ２を送信すると同
時に送信信号１２をカウンタ１３に送る。反射光４は受
信回路１０の受光素子１１により光電変換される。受光
素子１１は背景光で飽和していないので反射光は確実に
光電変換され、検出が可能となる。受信回路１０は受光
素子１１の出力変動が事前に設定したしきい値を越えた
時点で受信信号１５をカウンタ１３に送る。カウンタ１
３では、送信信号１２を受けた送信時刻から、受信信号
１５を受けた受信時刻までの時間差を計測し、演算回路
１６で上記時間差と光速の乗算により目標までの往復距
離を求める。さらに、可変減衰器１９の減衰率を最大に
し、測距時以外の不要光から受光素子１１を保護する。
よって、目標３の周囲に背景光となる一定輝度の光源が
存在した場合でも測距が可能になる
【００２５】実施例４．以下、この発明の実施例４につ
いて説明する。図６において１から７および９から１
６，１９，２０は図１と同一である。また、２３はパル
スレーザ出力検出器、２６は比較器である。図７はこの
発明のレーザ測距装置の可変減衰器の制御方法を示す流
れ図である。
いて説明する。図６において１から７および９から１
６，１９，２０は図１と同一である。また、２３はパル
スレーザ出力検出器、２６は比較器である。図７はこの
発明のレーザ測距装置の可変減衰器の制御方法を示す流
れ図である。
【００２６】次に図７を参照にして動作について説明す
る。可変減衰器１９の減衰率を最小とし、受信光学系１
４の反射光４の透過率を最大とする。この状態で、レー
ザ送信器１は目標３に向けパルスレーザ２を送信すると
同時に送信信号１２をカウンタ１３に送る。また、パル
スレーザ２の出力をパルスレーザ出力検出器２３で測定
し、比較器２６でパルスレーザ出力と事前に設定してお
いた通常の出力である基準出力との比をとり、比が１以
上のときはその比の逆数の減衰率をとるように可変減衰
器制御器２０により可変減衰器１９を制御する。すなわ
ち、パルスレーザ２が基準出力に比べ大きければその度
合に応じて受光素子入射光量を制限する。これにより、
パルスレーザ２の出力変動による受光素子１１の損傷を
なくせる。反射光４は受信回路１０の受光素子１１によ
り光電変換され、受信回路１０は受光素子１１の出力変
動が事前に設定したしきい値を越えた時点で受信信号１
５をカウンタ１３に送る。カウンタ１３では、送信信号
１２を受けた送信時刻から、受信信号１５を受けた受信
時刻までの時間差を計測し、演算回路１６で上記時間差
と光速の乗算により目標までの往復距離を求める。さら
に、可変減衰器１９の減衰率を最大にし、測距時以外の
不要光から受光素子を保護する。よって、この方法によ
ればパルスレーザ２の出力が安定しない場合、例えば、
レーザの励起源としてフラッシュランプの放電を用いて
いる場合などで、高ピークのパルスレーザ２が送信され
たときに受光素子が損傷するということが解消できる。
る。可変減衰器１９の減衰率を最小とし、受信光学系１
４の反射光４の透過率を最大とする。この状態で、レー
ザ送信器１は目標３に向けパルスレーザ２を送信すると
同時に送信信号１２をカウンタ１３に送る。また、パル
スレーザ２の出力をパルスレーザ出力検出器２３で測定
し、比較器２６でパルスレーザ出力と事前に設定してお
いた通常の出力である基準出力との比をとり、比が１以
上のときはその比の逆数の減衰率をとるように可変減衰
器制御器２０により可変減衰器１９を制御する。すなわ
ち、パルスレーザ２が基準出力に比べ大きければその度
合に応じて受光素子入射光量を制限する。これにより、
パルスレーザ２の出力変動による受光素子１１の損傷を
なくせる。反射光４は受信回路１０の受光素子１１によ
り光電変換され、受信回路１０は受光素子１１の出力変
動が事前に設定したしきい値を越えた時点で受信信号１
５をカウンタ１３に送る。カウンタ１３では、送信信号
１２を受けた送信時刻から、受信信号１５を受けた受信
時刻までの時間差を計測し、演算回路１６で上記時間差
と光速の乗算により目標までの往復距離を求める。さら
に、可変減衰器１９の減衰率を最大にし、測距時以外の
不要光から受光素子を保護する。よって、この方法によ
ればパルスレーザ２の出力が安定しない場合、例えば、
レーザの励起源としてフラッシュランプの放電を用いて
いる場合などで、高ピークのパルスレーザ２が送信され
たときに受光素子が損傷するということが解消できる。
【００２７】実施例５．以下、この発明の実施例５につ
いて説明する。図８はこの発明のレーザ測距装置の可変
減衰器の制御方法の一例を示す流れ図である。この発明
は実施例１で説明した図１のレーザ測距装置を用い、目
標が近距離にある時の高いピークをもつ反射光に対して
受光素子の損傷を回避することができる。
いて説明する。図８はこの発明のレーザ測距装置の可変
減衰器の制御方法の一例を示す流れ図である。この発明
は実施例１で説明した図１のレーザ測距装置を用い、目
標が近距離にある時の高いピークをもつ反射光に対して
受光素子の損傷を回避することができる。
【００２８】次に図８を参照して動作について説明す
る。可変減衰器１９の減衰率を最小とし、受信光学系１
４の反射光４の透過率を最大とする。この状態で、レー
ザ送信器１は目標３に向けパルスレーザ２を送信すると
同時に送信信号１２をカウンタに送る。レーザ測距装置
のパルスレーザ２は通常、遠距離の目標に対して測距を
可能にし、さらに、目標３にパルスレーザ２を指向性良
く正確に送信することにより誤った目標を測距しないた
め、１ミリラジアン程度の非常に狭い広がり角で送信さ
れる。そのため、送信したパルスレーザ２の全てが目標
３に到達し、反射されるとみなせる近距離の目標に対し
ては、受信光学系１４の対物レンズ５に入射すると予想
される反射光量は目標からの距離の２乗すなわち送信時
刻からの経過時間の半値の２乗に反比例する。逆に送信
時刻からの経過時間ｔに対して減衰率Ｌを次式のように
設定すれば、近距離目標からの反射光量が一定になり、
受光素子１１が損傷する危険を低減できる。
る。可変減衰器１９の減衰率を最小とし、受信光学系１
４の反射光４の透過率を最大とする。この状態で、レー
ザ送信器１は目標３に向けパルスレーザ２を送信すると
同時に送信信号１２をカウンタに送る。レーザ測距装置
のパルスレーザ２は通常、遠距離の目標に対して測距を
可能にし、さらに、目標３にパルスレーザ２を指向性良
く正確に送信することにより誤った目標を測距しないた
め、１ミリラジアン程度の非常に狭い広がり角で送信さ
れる。そのため、送信したパルスレーザ２の全てが目標
３に到達し、反射されるとみなせる近距離の目標に対し
ては、受信光学系１４の対物レンズ５に入射すると予想
される反射光量は目標からの距離の２乗すなわち送信時
刻からの経過時間の半値の２乗に反比例する。逆に送信
時刻からの経過時間ｔに対して減衰率Ｌを次式のように
設定すれば、近距離目標からの反射光量が一定になり、
受光素子１１が損傷する危険を低減できる。
【００２９】
【数２】
【００３０】反射光４は受信回路１０の受光素子１１に
より光電変換される。受信回路は受光素子の出力変動が
事前に設定したしきい値を越えた時点で受信信号１５を
カウンタ１３に送る。カウンタでは、送信信号を受けた
送信時刻から、受信信号を受けた受信時刻までの時間差
を計測し、演算回路１６で上記時間差と光速の乗算によ
り目標までの往復距離を求める。次に、可変減衰器１９
の減衰率を最大にし、測距時以外の不要光から受光素子
１１を保護する。
より光電変換される。受信回路は受光素子の出力変動が
事前に設定したしきい値を越えた時点で受信信号１５を
カウンタ１３に送る。カウンタでは、送信信号を受けた
送信時刻から、受信信号を受けた受信時刻までの時間差
を計測し、演算回路１６で上記時間差と光速の乗算によ
り目標までの往復距離を求める。次に、可変減衰器１９
の減衰率を最大にし、測距時以外の不要光から受光素子
１１を保護する。
【００３１】
【発明の効果】以上のようにこの発明の実施例１によれ
ば、受信光学系の光路中に可変減衰器を備え、可変減衰
器の減衰率を制御できるようにしたので機械的駆動部が
不要となり、消費電力を低くかつ、信頼性を高めること
ができる効果がある。
ば、受信光学系の光路中に可変減衰器を備え、可変減衰
器の減衰率を制御できるようにしたので機械的駆動部が
不要となり、消費電力を低くかつ、信頼性を高めること
ができる効果がある。
【００３２】以上のようにこの発明の実施例２によれ
ば、反射光を検出すると同時に受信光学系光路内に備え
た可変減衰器の減衰率を増加させるようにしたため、高
いピークをもつ反射光に対して受光素子の損傷を最小限
にできる効果がある。
ば、反射光を検出すると同時に受信光学系光路内に備え
た可変減衰器の減衰率を増加させるようにしたため、高
いピークをもつ反射光に対して受光素子の損傷を最小限
にできる効果がある。
【００３３】以上のようにこの発明の実施例３によれ
ば、背景光検出器により背景光量を検出し、背景光量が
受光素子飽和レベルに対し小さくなるように可変減衰器
の減衰率を増加させるようにしたため、背景光の大小に
よらず、反射光の検出が可能となる効果がある。
ば、背景光検出器により背景光量を検出し、背景光量が
受光素子飽和レベルに対し小さくなるように可変減衰器
の減衰率を増加させるようにしたため、背景光の大小に
よらず、反射光の検出が可能となる効果がある。
【００３４】以上のようにこの発明の実施例４によれ
ば、レーザ送信器出力が基準出力に比較して大きいと
き、受信光学系光路内に備えた可変減衰器の減衰率を増
加させるようにしたため、パルスレーザが大きい場合も
受光素子の損傷をなくすことができる効果がある。
ば、レーザ送信器出力が基準出力に比較して大きいと
き、受信光学系光路内に備えた可変減衰器の減衰率を増
加させるようにしたため、パルスレーザが大きい場合も
受光素子の損傷をなくすことができる効果がある。
【００３５】以上のようにこの発明の実施例５によれ
ば、受信光学系光路内に備えた可変減衰器の減衰率を送
信時刻からの時間経過に応じて低下させるようにしたた
め、目標が近距離にある時の高いピークをもつ反射光に
対して受光素子の損傷を回避することができる効果があ
る。
ば、受信光学系光路内に備えた可変減衰器の減衰率を送
信時刻からの時間経過に応じて低下させるようにしたた
め、目標が近距離にある時の高いピークをもつ反射光に
対して受光素子の損傷を回避することができる効果があ
る。
【図１】 この発明のレーザ測距装置の実施例１を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】 この発明の可変減衰器および可変減衰器制御
器の構成例を示す図である。
器の構成例を示す図である。
【図３】 この発明のレーザ測距装置の実施例２におけ
る可変減衰器の制御方法を示す流れ図である。
る可変減衰器の制御方法を示す流れ図である。
【図４】 この発明のレーザ測距装置の実施例３を示す
構成図である。
構成図である。
【図５】 この発明のレーザ測距装置の実施例３におけ
る可変減衰器の制御方法を示す流れ図である。
る可変減衰器の制御方法を示す流れ図である。
【図６】 この発明のレーザ測距装置の実施例４を示す
構成図である。
構成図である。
【図７】 この発明のレーザ測距装置の実施例４におけ
る可変減衰器の制御方法を示す流れ図である。
る可変減衰器の制御方法を示す流れ図である。
【図８】 この発明のレーザ測距装置の実施例５におけ
る可変減衰器の制御方法を示す流れ図である。
る可変減衰器の制御方法を示す流れ図である。
【図９】 従来のレーザ測距装置を示す構成図である。
１ レーザ送信器、２ パルスレーザ、３ 目標、４
反射光、５ 対物レンズ、６ コリメートレンズ、７
狭帯域フィルタ、８ シャッタ、９ 集光レンズ、１０
受信回路、１１ 受光素子、１２ 送信信号、１３
カウンタ、１４受信光学系、１５ 受信信号、１６ 演
算回路、１７ レーザ受信器、１８制御器、１９ 可変
減衰器、２０ 可変減衰器制御器、２１ 偏光板、２２
ポッケルスセル、２３ パルスレーザ出力検出器、２
４ 背景光検出器、２５ 比較器、２６ 比較器。
反射光、５ 対物レンズ、６ コリメートレンズ、７
狭帯域フィルタ、８ シャッタ、９ 集光レンズ、１０
受信回路、１１ 受光素子、１２ 送信信号、１３
カウンタ、１４受信光学系、１５ 受信信号、１６ 演
算回路、１７ レーザ受信器、１８制御器、１９ 可変
減衰器、２０ 可変減衰器制御器、２１ 偏光板、２２
ポッケルスセル、２３ パルスレーザ出力検出器、２
４ 背景光検出器、２５ 比較器、２６ 比較器。
Claims (5)
- 【請求項１】 目標に向けパルスレーザを送信するレー
ザ送信器と、目標からの反射光を集光する受信光学系及
び上記受信光学系を通過した反射光を受光素子により光
電気変換して検出する受信回路からなるレーザ受信器と
を具備し、送信時刻と受信時刻の時間差から目標までの
距離を求めるレーザ測距装置において、上記受信光学系
の光路上に配置した可変減衰器と、この可変減衰器の減
衰量を制御する可変減衰器制御器とを備えたことを特徴
とするレーザ測距装置。 - 【請求項２】 上記可変減衰器の減衰率の制御を上記レ
ーザ受信器が目標からの反射光を受信した時に行うよう
にしたことを特徴とする請求項１記載のレーザ測距装
置。 - 【請求項３】 上記パルスレーザ送信前の目標周辺から
の背景光量を検出する背景光検出器と、検出した背景光
量をあらかじめ設定した上記受光素子の飽和光量と比較
する比較器とを備え、背景光量が受光素子の飽和光量よ
り小さくなるように上記可変減衰器制御器により上記可
変減衰器の減衰率を増加させることを特徴とする請求項
１記載のレーザ測距装置。 - 【請求項４】 上記パルスレーザの出力を検出するパル
スレーザ出力検出器と、レーザ出力をあらかじめ設定し
た基準出力と比較する比較器とを備え、上記パルスレー
ザの出力が基準出力より小さくなるよう上記可変減衰器
制御器により上記可変減衰器の減衰率を増加させること
を特徴とする請求項１記載のレーザ測距装置。 - 【請求項５】 上記可変減衰器制御器により上記可変減
衰器の減衰率を上記パルスレーザの送信時刻からの時間
経過とともにあらかじめ設定した値から減少させること
を特徴とする請求項１記載のレーザ測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25695894A JPH08122435A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | レーザ測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25695894A JPH08122435A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | レーザ測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122435A true JPH08122435A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17299737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25695894A Pending JPH08122435A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | レーザ測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08122435A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009507235A (ja) * | 2005-09-05 | 2009-02-19 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電気光学的測定装置 |
| US7649453B2 (en) | 2005-12-19 | 2010-01-19 | Funai Electric Co., Ltd. | Remote control device |
| JP2017032391A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 株式会社デンソー | 距離測定装置 |
| CN106461780A (zh) * | 2014-05-28 | 2017-02-22 | 特林布尔有限公司 | 补偿的距离测量的方法和装置 |
| EP3239734A1 (de) * | 2016-04-22 | 2017-11-01 | Hexagon Technology Center GmbH | Dynamikerweiterung einer distanzmessvorrichtung mit einem variablen optischen abschwächelement im sendekanal |
| JP2020153706A (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社東芝 | 電子装置および方法 |
| JPWO2019058678A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2020-10-22 | 日本電産株式会社 | 距離測定装置及びそれを備えた移動体 |
| WO2021216121A1 (en) * | 2020-04-20 | 2021-10-28 | Raytheon Company | Optical system that detects and blocks backscatter |
-
1994
- 1994-10-21 JP JP25695894A patent/JPH08122435A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009507235A (ja) * | 2005-09-05 | 2009-02-19 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電気光学的測定装置 |
| US7649453B2 (en) | 2005-12-19 | 2010-01-19 | Funai Electric Co., Ltd. | Remote control device |
| CN106461780A (zh) * | 2014-05-28 | 2017-02-22 | 特林布尔有限公司 | 补偿的距离测量的方法和装置 |
| US10281578B2 (en) | 2014-05-28 | 2019-05-07 | Trimble Ab | Compensated distance measurement methods and apparatus |
| JP2017032391A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 株式会社デンソー | 距離測定装置 |
| EP3239734A1 (de) * | 2016-04-22 | 2017-11-01 | Hexagon Technology Center GmbH | Dynamikerweiterung einer distanzmessvorrichtung mit einem variablen optischen abschwächelement im sendekanal |
| US10921449B2 (en) | 2016-04-22 | 2021-02-16 | Hexagon Technology Genter Gmbh | Dynamic expansion of a distance measuring device having a variable optical attenuation element in the transmitting channel |
| JPWO2019058678A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2020-10-22 | 日本電産株式会社 | 距離測定装置及びそれを備えた移動体 |
| JP2020153706A (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社東芝 | 電子装置および方法 |
| WO2021216121A1 (en) * | 2020-04-20 | 2021-10-28 | Raytheon Company | Optical system that detects and blocks backscatter |
| US11754680B2 (en) | 2020-04-20 | 2023-09-12 | Raytheon Company | Optical system that detects and blocks backscatter |
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