JPH08201520A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
- Publication number
- JPH08201520A JPH08201520A JP7009174A JP917495A JPH08201520A JP H08201520 A JPH08201520 A JP H08201520A JP 7009174 A JP7009174 A JP 7009174A JP 917495 A JP917495 A JP 917495A JP H08201520 A JPH08201520 A JP H08201520A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- pulsed light
- distance
- pulse
- distance measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低出力のレーザダイオードを用いて検知物体
までの距離を測定する。 【構成】 ＬＤ２４から出射されたパルス光が集光レン
ズ２５によりほぼ平行化されてスポット光が生成され、
４面のポリゴンミラー２６により反射され、また、パル
ス光発光時にパルスカウンタ２９が３０ＭＨｚ発振器３
０の出力信号のカウントを開始する。検知物体から反射
されたパルス光がＰＤ３２により受光されると、パルス
カウンタ２９がカウントを終了し、ＣＰＵ２１がこのカ
ウント値から検知物体までの距離を算出してその距離を
ＬＥＤ表示部３７に表示する。
までの距離を測定する。 【構成】 ＬＤ２４から出射されたパルス光が集光レン
ズ２５によりほぼ平行化されてスポット光が生成され、
４面のポリゴンミラー２６により反射され、また、パル
ス光発光時にパルスカウンタ２９が３０ＭＨｚ発振器３
０の出力信号のカウントを開始する。検知物体から反射
されたパルス光がＰＤ３２により受光されると、パルス
カウンタ２９がカウントを終了し、ＣＰＵ２１がこのカ
ウント値から検知物体までの距離を算出してその距離を
ＬＥＤ表示部３７に表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検知物体にレーザパル
ス光を照射し、反射して戻ってくるまでの時間差を検出
することにより検知物体までの距離を測定する距離検出
装置に関し、例えば車間距離を測定する場合に好適な距
離検出装置に関する。
ス光を照射し、反射して戻ってくるまでの時間差を検出
することにより検知物体までの距離を測定する距離検出
装置に関し、例えば車間距離を測定する場合に好適な距
離検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の距離検出装置としては、
レーザ・レーダ方式とミリ波レーザ方式が知られてい
る。なお、ミリ波レーザ方式としては例えば「センサ技
術、1993年10月号(Vol.13, No.11 )」に開示されてい
る。
レーザ・レーダ方式とミリ波レーザ方式が知られてい
る。なお、ミリ波レーザ方式としては例えば「センサ技
術、1993年10月号(Vol.13, No.11 )」に開示されてい
る。
【０００３】図１２は従来のレーザ・レーダ方式の距離
検出装置を示している。この装置は例えば120ｍ先で3.5
ｍ幅の比較的広い領域全体に対してレーザパルス光を照
射するために照射用パルスレーザダイオード（ＬＤ）１
として20Ｗ、λ＝860nmのものが用いられている。この
ＬＤ１はコントロールモジュールタイミング制御部２の
制御に基づいてパルスレーザドライバ３により10kＨz、
パルス幅＝20nsecでパルス駆動され、このパルス光が照
射用光学系４を介して検知物体の全体に照射される。
検出装置を示している。この装置は例えば120ｍ先で3.5
ｍ幅の比較的広い領域全体に対してレーザパルス光を照
射するために照射用パルスレーザダイオード（ＬＤ）１
として20Ｗ、λ＝860nmのものが用いられている。この
ＬＤ１はコントロールモジュールタイミング制御部２の
制御に基づいてパルスレーザドライバ３により10kＨz、
パルス幅＝20nsecでパルス駆動され、このパルス光が照
射用光学系４を介して検知物体の全体に照射される。
【０００４】また、このパルス光は照射光モニタ用フォ
トダイオード（ＰＤ）５により受光され図１３(ａ)に示
すような電気信号に変換される。この電気信号は背景光
を含んでいるためパルス光アンプ６によりこの背景光を
除去すると図１３(ｂ)に示すような信号パルス光のみ出
力される。この信号パルスは照射光用トリガ発生モジュ
ールにより図１４に示すようにパルス光のレベルが閾値
を超えた時にハイレベルとなるトリガパルスに変換され
て時間／電圧変換モジュール８に印加される。
トダイオード（ＰＤ）５により受光され図１３(ａ)に示
すような電気信号に変換される。この電気信号は背景光
を含んでいるためパルス光アンプ６によりこの背景光を
除去すると図１３(ｂ)に示すような信号パルス光のみ出
力される。この信号パルスは照射光用トリガ発生モジュ
ールにより図１４に示すようにパルス光のレベルが閾値
を超えた時にハイレベルとなるトリガパルスに変換され
て時間／電圧変換モジュール８に印加される。
【０００５】同様に、検知物体に照射されて反射された
光は、反射光用光学系９により集光された後に反射光モ
ニタ用ＰＤ（例えばアバランシェＰＤ）１０により電気
信号に変換される。この電気信号にも様々な光ノイズが
含まれているためパルス光アンプ１１により図１３(ｂ)
に示すような電気信号成分のみが取り出され、さらに、
反射光用トリガ発生モジュール１２により図１４に示す
ようにパルス光のレベルが閾値を超えた時にハイレベル
となるトリガパルスに変換されて時間／電圧変換モジュ
ール８に印加される。
光は、反射光用光学系９により集光された後に反射光モ
ニタ用ＰＤ（例えばアバランシェＰＤ）１０により電気
信号に変換される。この電気信号にも様々な光ノイズが
含まれているためパルス光アンプ１１により図１３(ｂ)
に示すような電気信号成分のみが取り出され、さらに、
反射光用トリガ発生モジュール１２により図１４に示す
ようにパルス光のレベルが閾値を超えた時にハイレベル
となるトリガパルスに変換されて時間／電圧変換モジュ
ール８に印加される。
【０００６】時間／電圧変換モジュール８は図１５に示
すようにこの２つのパルス間の時間Ｔを電圧Ｖに変換
し、この電圧ＶがＡ／Ｄ変換器１３によりディジタル値
に変換されてインタフェース１４を介してコンピュータ
１５に印加される。コンピュータ１５はこの電圧Ｖを距
離に変換する。
すようにこの２つのパルス間の時間Ｔを電圧Ｖに変換
し、この電圧ＶがＡ／Ｄ変換器１３によりディジタル値
に変換されてインタフェース１４を介してコンピュータ
１５に印加される。コンピュータ１５はこの電圧Ｖを距
離に変換する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーザ・レーダ方式の距離測定装置では、例えば12
0ｍ先で3.5ｍ幅の比較的広い領域全体に対してレーザパ
ルス光を照射するので、ＬＤ１として高出力ものが必要
になり、非常に高価であるという問題点がある。
来のレーザ・レーダ方式の距離測定装置では、例えば12
0ｍ先で3.5ｍ幅の比較的広い領域全体に対してレーザパ
ルス光を照射するので、ＬＤ１として高出力ものが必要
になり、非常に高価であるという問題点がある。
【０００８】本発明の第１の目的は、低出力のレーザダ
イオードを用いて検知物体までの距離を測定することが
できる安価な距離測定装置を提供することにある。
イオードを用いて検知物体までの距離を測定することが
できる安価な距離測定装置を提供することにある。
【０００９】本発明の第２の目的は、検出範囲を広げて
確実に検知物体までの距離を測定することができる距離
測定装置を提供することにある。
確実に検知物体までの距離を測定することができる距離
測定装置を提供することにある。
【００１０】本発明の第３の目的は、偏向角に応じてパ
ルス光の強度を変化させ、検出領域を設定でき、或いは
消費電流を低く抑えることができる距離測定装置を提供
することにある。
ルス光の強度を変化させ、検出領域を設定でき、或いは
消費電流を低く抑えることができる距離測定装置を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的は、レー
ザダイオードのスポット光をパルス駆動することにより
パルス光を生成する駆動手段と、前記駆動手段により生
成されたパルス光が検知物体を主走査方向に走査するよ
うに前記パルス光を偏向する偏向手段と、前記パルス光
が前記偏向手段により偏向されて検知物体により反射さ
れたパルス光を受光する受光手段と、前記レーザダイオ
ードによりパルス光が出射された時から前記受光手段に
よりパルス光が受光された時までの時間差に基づいて検
知物体までの距離を検出する検出手段とを備えた第１の
手段により達成される。
ザダイオードのスポット光をパルス駆動することにより
パルス光を生成する駆動手段と、前記駆動手段により生
成されたパルス光が検知物体を主走査方向に走査するよ
うに前記パルス光を偏向する偏向手段と、前記パルス光
が前記偏向手段により偏向されて検知物体により反射さ
れたパルス光を受光する受光手段と、前記レーザダイオ
ードによりパルス光が出射された時から前記受光手段に
よりパルス光が受光された時までの時間差に基づいて検
知物体までの距離を検出する検出手段とを備えた第１の
手段により達成される。
【００１２】前記第１の目的は、前記第１の手段におい
て、前記駆動手段は、狭いデューティ比で前記レーザダ
イオードをパルス駆動する第２の手段により達成され
る。
て、前記駆動手段は、狭いデューティ比で前記レーザダ
イオードをパルス駆動する第２の手段により達成され
る。
【００１３】前記第２の目的は、前記第１の手段又は第
２の手段において、前記偏向手段は、回転駆動体により
駆動されるポリゴンミラー又は放射状パターンをもつホ
ログラム素子である第３の手段により達成される。
２の手段において、前記偏向手段は、回転駆動体により
駆動されるポリゴンミラー又は放射状パターンをもつホ
ログラム素子である第３の手段により達成される。
【００１４】前記第２の目的は、前記第１の手段又は第
２の手段又は第３の手段において、前記偏向手段を垂直
方向に所定角度単位で傾けた第４の手段により達成され
る。
２の手段又は第３の手段において、前記偏向手段を垂直
方向に所定角度単位で傾けた第４の手段により達成され
る。
【００１５】前記第２の目的は、前記第３の手段におい
て、前記偏向手段は、回転駆動体又はポリゴンミラー又
はホログラム素子の回転角を検出する角度検出手段を備
えた第５の手段により達成される。
て、前記偏向手段は、回転駆動体又はポリゴンミラー又
はホログラム素子の回転角を検出する角度検出手段を備
えた第５の手段により達成される。
【００１６】前記第３の目的は、前記第１の手段におい
て、前記パルス光は、前記偏向手段の回転角により光強
度を変化させる第６の手段により達成される。
て、前記パルス光は、前記偏向手段の回転角により光強
度を変化させる第６の手段により達成される。
【００１７】
【作用】前記第１，２の手段にあっては、レーザダイオ
ードのスポット光をパルス駆動することによりパルス光
が生成され、パルス光が検知物体を主走査方向に走査す
るので、低出力のレーザダイオードを用いて検知物体ま
での距離を測定することができる。
ードのスポット光をパルス駆動することによりパルス光
が生成され、パルス光が検知物体を主走査方向に走査す
るので、低出力のレーザダイオードを用いて検知物体ま
での距離を測定することができる。
【００１８】前記第３の手段にあっては、ポリゴンミラ
ーを使用して、更に、低コストで距離測定装置を提供す
る。
ーを使用して、更に、低コストで距離測定装置を提供す
る。
【００１９】前記第４の手段にあっては、上下方向の範
囲についても走査できるので、検出範囲が広がり確実に
検知物体までの距離を測定することができる。
囲についても走査できるので、検出範囲が広がり確実に
検知物体までの距離を測定することができる。
【００２０】前記第５の手段にあっては、方向に応じ
て、パルス光の強度レベルを変化させることができるの
で、検出領域を設定できる。
て、パルス光の強度レベルを変化させることができるの
で、検出領域を設定できる。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係る距離測定装置の一実施例を示
す構成図、図２は図１の光学系による走査方法を示す説
明図、図３は図１のレーザダイオードのパルス光のデュ
ーティ比を示す説明図、図４はサンプリング周期を示す
説明図、図５はパルス発光時から戻り光受光時までの時
間差を示す説明図、図６は図１のＬＥＤ表示部を示す説
明図、図７は２次元で走査する実施例を示す説明図、図
８は図１のＡ矢視図、図９は放射状パターンのホログラ
ムを示す説明図、図１０(a),(b)は発光角と検出可能領
域との関係を示す説明図、図１１はパルス光の光強度を
偏向手段の回転角により変化させた例を示す説明図であ
る。
する。図１は本発明に係る距離測定装置の一実施例を示
す構成図、図２は図１の光学系による走査方法を示す説
明図、図３は図１のレーザダイオードのパルス光のデュ
ーティ比を示す説明図、図４はサンプリング周期を示す
説明図、図５はパルス発光時から戻り光受光時までの時
間差を示す説明図、図６は図１のＬＥＤ表示部を示す説
明図、図７は２次元で走査する実施例を示す説明図、図
８は図１のＡ矢視図、図９は放射状パターンのホログラ
ムを示す説明図、図１０(a),(b)は発光角と検出可能領
域との関係を示す説明図、図１１はパルス光の光強度を
偏向手段の回転角により変化させた例を示す説明図であ
る。
【００２２】図１及び図２に示す距離測定装置２０で
は、ＣＰＵ２１によりデューティ制御・10kＨz変調回路
２２を制御し周期が100μＳ（＝１／10kＨz）、デュー
ティ比が１／1000以下のパルス信号が生成される。そし
て、このパルス信号はパワーが自動パワー制御回路（Ａ
ＰＣ）２３により制御された後にＬＤ２４に印加されて
ＬＤ２４がパルス駆動される。
は、ＣＰＵ２１によりデューティ制御・10kＨz変調回路
２２を制御し周期が100μＳ（＝１／10kＨz）、デュー
ティ比が１／1000以下のパルス信号が生成される。そし
て、このパルス信号はパワーが自動パワー制御回路（Ａ
ＰＣ）２３により制御された後にＬＤ２４に印加されて
ＬＤ２４がパルス駆動される。
【００２３】ＬＤ２４から出射されたパルス光は、発散
光のため集光レンズ２５により平行光に近い光束に絞ら
れ、次いで例えば４面のポリゴンミラー２６（ミラー２
６ａ）により反射され、開口２８を介して検知物体に照
射される。ポリゴンミラー２６はモータ２７により所定
速度で回転しているので、ＬＤ２４から出射されたパル
ス光が等角速度で偏向される。なお、ＬＤ２４の出射光
の発散角が狭い場合には集光レンズ２５を省略してもよ
い。
光のため集光レンズ２５により平行光に近い光束に絞ら
れ、次いで例えば４面のポリゴンミラー２６（ミラー２
６ａ）により反射され、開口２８を介して検知物体に照
射される。ポリゴンミラー２６はモータ２７により所定
速度で回転しているので、ＬＤ２４から出射されたパル
ス光が等角速度で偏向される。なお、ＬＤ２４の出射光
の発散角が狭い場合には集光レンズ２５を省略してもよ
い。
【００２４】パルス光発光時にＡＰＣ２３からパルスカ
ウンタ２９に対してスタート信号が出力され、パルスカ
ウンタ２９はスタート信号が入力すると、30ＭＨz発振
器３０の出力パルス数のカウントを開始する。また、検
知物体から反射されたパルス光がフィルタ３１、集光レ
ンズ３２を介してＰＤ３２により受光されて光電変換さ
れ、この電気信号の電流ＩがＩ−Ｖアンプ３４により電
圧Ｖに変換される。ここでは同時にノイズを除去し、所
定の信号成分を取り出すこともしている。
ウンタ２９に対してスタート信号が出力され、パルスカ
ウンタ２９はスタート信号が入力すると、30ＭＨz発振
器３０の出力パルス数のカウントを開始する。また、検
知物体から反射されたパルス光がフィルタ３１、集光レ
ンズ３２を介してＰＤ３２により受光されて光電変換さ
れ、この電気信号の電流ＩがＩ−Ｖアンプ３４により電
圧Ｖに変換される。ここでは同時にノイズを除去し、所
定の信号成分を取り出すこともしている。
【００２５】この電圧Ｖは自動利得制御回路（ＡＧＣ）
により利得が制御され、波形整形回路３６によりパルス
信号に整形され、ストップ信号としてパルスカウンタ２
９に印加される。パルスカウンタ２９はストップ信号が
入力するとカウントを終了し、ＣＰＵ２１はこのカウン
ト値から検知物体までの距離を算出してその距離をＬＥ
Ｄ表示部３７に表示する。この場合、パルス光が主走査
方向に走査されるので、距離が短い場合にはＣＰＵ２１
が広い角度における検出信号を取り込み、距離が長い場
合にはＣＰＵ２１が狭い角度における検出信号を取り込
むことにより距離に最適な検出信号を取り込むことがで
きる。
により利得が制御され、波形整形回路３６によりパルス
信号に整形され、ストップ信号としてパルスカウンタ２
９に印加される。パルスカウンタ２９はストップ信号が
入力するとカウントを終了し、ＣＰＵ２１はこのカウン
ト値から検知物体までの距離を算出してその距離をＬＥ
Ｄ表示部３７に表示する。この場合、パルス光が主走査
方向に走査されるので、距離が短い場合にはＣＰＵ２１
が広い角度における検出信号を取り込み、距離が長い場
合にはＣＰＵ２１が狭い角度における検出信号を取り込
むことにより距離に最適な検出信号を取り込むことがで
きる。
【００２６】次に、ＬＤ２４の発光パワーについて説明
する。従来例のようにＬＤの発光パワーが20Ｗ、120ｍ
先で3.5ｍ幅の比較的広い領域を検出する方式では単位
面積当たりの発光パワーは、 20Ｗ×１／3502＝0.16mＷ/cm2 である。
する。従来例のようにＬＤの発光パワーが20Ｗ、120ｍ
先で3.5ｍ幅の比較的広い領域を検出する方式では単位
面積当たりの発光パワーは、 20Ｗ×１／3502＝0.16mＷ/cm2 である。
【００２７】実施例のＬＤ２４として最大定格５mＷ〜
５０mＷ出力のものを用いている。120ｍ先での照射面積
を100cm2と仮定すると、 0.16×100＝16mＷ となり、充分実現可能な値となる。
５０mＷ出力のものを用いている。120ｍ先での照射面積
を100cm2と仮定すると、 0.16×100＝16mＷ となり、充分実現可能な値となる。
【００２８】用途に応じて、検出距離が異なるため、検
出感度に応じてＬＤを選定すれば良い。
出感度に応じてＬＤを選定すれば良い。
【００２９】またさらに、受光レンズを用いて受光面積
を拡大し、検出感度を上げることもできる。たとえば、
受光レンズとしてフレネルレンズを用い、距離測定装置
の前面パネルの位置に置くことで、前面パネルにあたる
光の大部分を集めることができる。この場合、受光面積
は10〜20倍程度大きくでき、その分、検出感度を上げた
り、低出力のレーザダイオードを使用することができ
る。さらに、発光パルスのデューティを１／1000程度の
狭いパルスを用いると、定格の３倍程度まで安定に発光
できることを本出願人は実証済みである。
を拡大し、検出感度を上げることもできる。たとえば、
受光レンズとしてフレネルレンズを用い、距離測定装置
の前面パネルの位置に置くことで、前面パネルにあたる
光の大部分を集めることができる。この場合、受光面積
は10〜20倍程度大きくでき、その分、検出感度を上げた
り、低出力のレーザダイオードを使用することができ
る。さらに、発光パルスのデューティを１／1000程度の
狭いパルスを用いると、定格の３倍程度まで安定に発光
できることを本出願人は実証済みである。
【００３０】次に、モータ２７の回転数とＬＤ２４の変
調周波数について説明する。先ず、ポリゴンミラー２６
の１面のみを使用すると仮定してモータ２７の回転数に
ついて説明する。一般的の安価なブラシレスモータの回
転数は200〜600rpmである。
調周波数について説明する。先ず、ポリゴンミラー２６
の１面のみを使用すると仮定してモータ２７の回転数に
ついて説明する。一般的の安価なブラシレスモータの回
転数は200〜600rpmである。
【００３１】200rpm＝3.33rps＝1200°／s 600rpm＝10.0rps＝3600°／s ここで、図２に示すように20ｍ先の道路幅４ｍの範囲に
ある障害物を検出するためには tan~1（±２／20）≒±６° のスキャンを必要とする。12°回転するのに要する時間
は、 200rpmの場合：12／1200＝10ms 600rpmの場合：12／3600＝3.3ms ここで、自動車の移動距離と検出回数について考慮する
と、例えば40km／hで走行している場合には、 40km／h＝11.1m／s であり、また、モータの回転数が200〜600rpmの場合に
モータは１秒間に3.3〜10回転するので、自動車が１秒
間に11.1ｍを走行する間に3.33〜10回スキャンすること
になる。
ある障害物を検出するためには tan~1（±２／20）≒±６° のスキャンを必要とする。12°回転するのに要する時間
は、 200rpmの場合：12／1200＝10ms 600rpmの場合：12／3600＝3.3ms ここで、自動車の移動距離と検出回数について考慮する
と、例えば40km／hで走行している場合には、 40km／h＝11.1m／s であり、また、モータの回転数が200〜600rpmの場合に
モータは１秒間に3.3〜10回転するので、自動車が１秒
間に11.1ｍを走行する間に3.33〜10回スキャンすること
になる。
【００３２】200rpmの場合：11.1／3.33＝3.3ｍ／回 600rpmの場合：11.1／10 ＝1.1ｍ／回 したがって、自動車が40km／hで走行している場合に
は、モータが600rpmであれば1.1ｍ毎に水平方向に１回
スキャンしてデータをサンプリングすることができ、ま
た、これは１秒間に10回データをサンプリングすること
を意味する。
は、モータが600rpmであれば1.1ｍ毎に水平方向に１回
スキャンしてデータをサンプリングすることができ、ま
た、これは１秒間に10回データをサンプリングすること
を意味する。
【００３３】次に、ＬＤ２４を10kＨzで変調することに
ついて説明する。図３に示すように１周期が100μsであ
り、また、モータが600rpmの場合に12°をスキャンする
のに要する時間は3.3msであるので、図４に示すように1
2°をスキャンする間にＬＤ２４は33回点滅してサンプ
リングを行うことになる。
ついて説明する。図３に示すように１周期が100μsであ
り、また、モータが600rpmの場合に12°をスキャンする
のに要する時間は3.3msであるので、図４に示すように1
2°をスキャンする間にＬＤ２４は33回点滅してサンプ
リングを行うことになる。
【００３４】3.3ms／100μs＝33 言い換えると、20ｍ先の４ｍ幅の障害物を検出するの
に、４ｍ／33回＝12cm毎にサンプリングを行う。これは
照射面の直径を10〜15cmとすると、ほぼ全域にわたって
検出することができる。
に、４ｍ／33回＝12cm毎にサンプリングを行う。これは
照射面の直径を10〜15cmとすると、ほぼ全域にわたって
検出することができる。
【００３５】次に、距離を測定する場合について説明す
る。図５に示すように発光パルスと戻り光の時間差ｔに
おいてパルスカウンタ２９が30ＭＨzをカウントするの
で、 １／30×106＝33ns ３×108／30×106＝10ｍ（往復距離） ＝５ｍ（片道距離） により１パルス当たり５ｍの距離となる。
る。図５に示すように発光パルスと戻り光の時間差ｔに
おいてパルスカウンタ２９が30ＭＨzをカウントするの
で、 １／30×106＝33ns ３×108／30×106＝10ｍ（往復距離） ＝５ｍ（片道距離） により１パルス当たり５ｍの距離となる。
【００３６】ＬＥＤ表示部３７は図６に示すように６個
の表示器により測定距離を５ｍ単位で表示を行う。ま
た、測定距離が５ｍ以下の場合には警告ブザーを慣らす
ようにしてもよい。なお、測定距離を表示する場合に
は、主走査方向に１ないし複数回走査した時の単純平均
値や、最大値と最小値を除いた平均値などを用いること
ができる。
の表示器により測定距離を５ｍ単位で表示を行う。ま
た、測定距離が５ｍ以下の場合には警告ブザーを慣らす
ようにしてもよい。なお、測定距離を表示する場合に
は、主走査方向に１ないし複数回走査した時の単純平均
値や、最大値と最小値を除いた平均値などを用いること
ができる。
【００３７】したがって、上記実施例によれば、ＬＤ２
４が出射するパルス光を水平方向に走査することにより
距離を測定するので、低出力のＬＤ２４を用いて検知物
体までの距離を測定することができ、また、測定角度が
広い場合（検知物体が近い場合）にも低出力のＬＤ２４
を用いて測定することができる。更に、ＬＤ２４が小さ
いデューティ比（約１／100以下）でパルス駆動される
ので、低出力のＬＤ２４をを定格以上の電流で駆動して
大きな発光パワーを得るようにしてもＬＤ２４が損傷す
ることを防止することができる。
４が出射するパルス光を水平方向に走査することにより
距離を測定するので、低出力のＬＤ２４を用いて検知物
体までの距離を測定することができ、また、測定角度が
広い場合（検知物体が近い場合）にも低出力のＬＤ２４
を用いて測定することができる。更に、ＬＤ２４が小さ
いデューティ比（約１／100以下）でパルス駆動される
ので、低出力のＬＤ２４をを定格以上の電流で駆動して
大きな発光パワーを得るようにしてもＬＤ２４が損傷す
ることを防止することができる。
【００３８】ここで、上記実施例では、パルス光を水平
方向にのみ走査する場合について説明したが、図７に示
すように水平方向と垂直方向の両方を走査するようにし
てもよい。この例では、ポリゴンミラー２６の反射面を
４面とし、各反射面毎に所定角度単位で傾けてポリゴン
ミラー２６の１回転で水平方向に４回スキャンする。こ
の場合、垂直方向に例えば０°、0.286°、0.572°、0.
858°傾けると、20ｍ前方を４ｍ×0.4ｍの面の領域を検
出することができる。このため、検出範囲が広がり確実
に検知物体までの距離を測定することができる。
方向にのみ走査する場合について説明したが、図７に示
すように水平方向と垂直方向の両方を走査するようにし
てもよい。この例では、ポリゴンミラー２６の反射面を
４面とし、各反射面毎に所定角度単位で傾けてポリゴン
ミラー２６の１回転で水平方向に４回スキャンする。こ
の場合、垂直方向に例えば０°、0.286°、0.572°、0.
858°傾けると、20ｍ前方を４ｍ×0.4ｍの面の領域を検
出することができる。このため、検出範囲が広がり確実
に検知物体までの距離を測定することができる。
【００３９】また、角度検出は、図１及び図８に示すよ
うに、例えばポリゴンミラー２６の上部（あるいは下
部）に磁石４０を設置し、対向する位置にホール素子４
１を設ければ良い。なお、４２はポリゴンミラー駆動用
モータである。
うに、例えばポリゴンミラー２６の上部（あるいは下
部）に磁石４０を設置し、対向する位置にホール素子４
１を設ければ良い。なお、４２はポリゴンミラー駆動用
モータである。
【００４０】図１０(a)に示すように、発光角が狭いと
検出できない領域が広く、一方、図１０(b)に示すよう
に、発光角が広いと隣接の車線まで検出領域が広がって
誤検出が多くなる。しかし、前記実施例では、図１１に
示すように、発光角αのうち、例えば、中心から角度α
１，角度α２，角度α３，角度α４，角度α５とする
と、角度α１での発光パワー＞角度α２での発光パワー
＞角度α３での発光パワー＞角度α４での発光パワー＞
角度α５での発光パワーの関係になるように、角度によ
って発光パワーを設定する。なお、発光パワーは角度に
よって階段状に設定しても、或いは曲線，直線状に設定
しても良い。このように前記実施例では、角度によって
発光パワーを設定できるため、角度α１の範囲では発光
パワーが高く遠くまで検出でき、また、角度α２から角
度α５へ次第に発光パワーが検出距離が次第に短くなる
ので、走行車線では遠方まで検出でき、かつ対向車線の
障害物を検出する等の誤検出が少なくなる。
検出できない領域が広く、一方、図１０(b)に示すよう
に、発光角が広いと隣接の車線まで検出領域が広がって
誤検出が多くなる。しかし、前記実施例では、図１１に
示すように、発光角αのうち、例えば、中心から角度α
１，角度α２，角度α３，角度α４，角度α５とする
と、角度α１での発光パワー＞角度α２での発光パワー
＞角度α３での発光パワー＞角度α４での発光パワー＞
角度α５での発光パワーの関係になるように、角度によ
って発光パワーを設定する。なお、発光パワーは角度に
よって階段状に設定しても、或いは曲線，直線状に設定
しても良い。このように前記実施例では、角度によって
発光パワーを設定できるため、角度α１の範囲では発光
パワーが高く遠くまで検出でき、また、角度α２から角
度α５へ次第に発光パワーが検出距離が次第に短くなる
ので、走行車線では遠方まで検出でき、かつ対向車線の
障害物を検出する等の誤検出が少なくなる。
【００４１】また、検出物体を検出した時のポリゴンミ
ラー２６の位置を検出することにより、検知物体までの
距離だけでなく、検出物体の方向も検出することができ
る。
ラー２６の位置を検出することにより、検知物体までの
距離だけでなく、検出物体の方向も検出することができ
る。
【００４２】なお、水平方向の走査はポリゴンミラー２
６に限定されず、図９に示す放射状パターンの領域をも
つホログラム素子４３など、他の手段を用いてもよいこ
とは勿論である。なお、図９には省略してあるが、ホロ
グラム素子４３には、図示した放射状パターンが繰り返
して形成されている。
６に限定されず、図９に示す放射状パターンの領域をも
つホログラム素子４３など、他の手段を用いてもよいこ
とは勿論である。なお、図９には省略してあるが、ホロ
グラム素子４３には、図示した放射状パターンが繰り返
して形成されている。
【００４３】
【発明の効果】請求項１，２記載の発明によれば、レー
ザダイオードのスポット光をパルス駆動することにより
パルス光が生成され、パルス光が検知物体を主走査方向
に走査するので、低出力のレーザダイオードを用いて検
知物体までの距離を測定することができる。
ザダイオードのスポット光をパルス駆動することにより
パルス光が生成され、パルス光が検知物体を主走査方向
に走査するので、低出力のレーザダイオードを用いて検
知物体までの距離を測定することができる。
【００４４】請求項３記載の発明によれば、ポリゴンミ
ラーを使用するので、更に、低コストで距離測定装置を
提供できる。
ラーを使用するので、更に、低コストで距離測定装置を
提供できる。
【００４５】請求項４記載の発明によれば、上下方向の
範囲についても走査できるので、検出範囲が広がり確実
に検知物体までの距離を測定することができる。
範囲についても走査できるので、検出範囲が広がり確実
に検知物体までの距離を測定することができる。
【００４６】請求項５記載の発明によれば、偏向角に応
じてパルス光の強度を変化させ、検出領域を設定でき、
或いは消費電流を低く抑えることができる。
じてパルス光の強度を変化させ、検出領域を設定でき、
或いは消費電流を低く抑えることができる。
【図１】本発明に係る距離測定装置の一実施例を示す構
成図である。
成図である。
【図２】図１の光学系による走査方法を示す説明図であ
る。
る。
【図３】図１のレーザダイオードのパルス光のデューテ
ィ比を示す説明図である。
ィ比を示す説明図である。
【図４】サンプリング周期を示す説明図である。
【図５】パルス発光時から戻り光受光時までの時間差を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図６】図１のＬＥＤ表示部を示す説明図である。
【図７】２次元で走査する実施例を示す説明図である。
【図８】図１のＡ矢視図である。
【図９】放射状パターンのホログラムを示す説明図であ
る。
る。
【図１０】(a),(b)は発光角と検出可能領域との関係を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図１１】パルス光の光強度を偏向手段の回転角により
変化させた例を示す説明図である。
変化させた例を示す説明図である。
【図１２】従来のレーザ・レーダ方式の距離測定装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１３】図１２において照射光をモニタした主要波形
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図１４】図１２において経時開始のトリガパルスを示
す説明図である。
す説明図である。
【図１５】図１２において経時時間を電圧に変換する処
理を示す説明図である。
理を示す説明図である。
２０ 距離測定装置 ２１ ＣＰＵ ２２ デューティ制御・10kＨz変調回路 ２４ レーザダイオード（ＬＤ） ２６ ポリゴンミラー ２７ モータ ２９ パルスカウンタ ３０ 30ＭＨz発振器 ３３ フォトダイオード（ＰＤ） ３７ ＬＥＤ表示部
Claims (6)
- 【請求項１】 レーザダイオードのスポット光をパルス
駆動することによりパルス光を生成する駆動手段と、 前記駆動手段により生成されたパルス光が検知物体を主
走査方向に走査するように前記パルス光を偏向する偏向
手段と、 前記パルス光が前記偏向手段により偏向されて検知物体
により反射されたパルス光を受光する受光手段と、 前記レーザダイオードによりパルス光が出射された時か
ら前記受光手段によりパルス光が受光された時までの時
間差に基づいて検知物体までの距離を検出する検出手段
とを備えたことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項２】 前記駆動手段は、狭いデューティ比で前
記レーザダイオードをパルス駆動することを特徴とする
請求項１記載の距離測定装置。 - 【請求項３】 前記偏向手段は、回転駆動体により駆動
されるポリゴンミラー又は放射状パターンをもつホログ
ラム素子であることを特徴とする請求項１又は請求項２
記載の距離測定装置。 - 【請求項４】 前記偏向手段を垂直方向に所定角度単位
で傾けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれかに記載の距離測定装置。 - 【請求項５】 前記偏向手段は、回転駆動体又はポリゴ
ンミラー又はホログラム素子の回転角を検出する角度検
出手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の距離測
定装置。 - 【請求項６】 前記パルス光は、前記偏向手段の回転角
により光強度を変化させることを特徴とする請求項１記
載の距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00917495A JP3209871B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00917495A JP3209871B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201520A true JPH08201520A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3209871B2 JP3209871B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=11713219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00917495A Expired - Fee Related JP3209871B2 (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3209871B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002040139A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-06 | Denso Corp | 物体認識方法及び装置、記録媒体 |
| JP2021511483A (ja) * | 2018-09-28 | 2021-05-06 | ウェイモ エルエルシー | 走査ライダにおける地形適応型パルスパワー |
| JP2021527227A (ja) * | 2018-09-05 | 2021-10-11 | ブラックモア センサーズ アンド アナリティクス エルエルシー | コヒーレントｌｉｄａｒのピッチ−キャッチスキャニングのための方法およびシステム |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP00917495A patent/JP3209871B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002040139A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-06 | Denso Corp | 物体認識方法及び装置、記録媒体 |
| JP2021527227A (ja) * | 2018-09-05 | 2021-10-11 | ブラックモア センサーズ アンド アナリティクス エルエルシー | コヒーレントｌｉｄａｒのピッチ−キャッチスキャニングのための方法およびシステム |
| JP2022130554A (ja) * | 2018-09-05 | 2022-09-06 | ブラックモア センサーズ アンド アナリティクス エルエルシー | コヒーレントｌｉｄａｒのピッチ－キャッチスキャニングのための方法およびシステム |
| JP2021511483A (ja) * | 2018-09-28 | 2021-05-06 | ウェイモ エルエルシー | 走査ライダにおける地形適応型パルスパワー |
| US11513196B2 (en) | 2018-09-28 | 2022-11-29 | Waymo Llc | Terrain adaptive pulse power in a scanning LIDAR |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3209871B2 (ja) | 2001-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7532312B2 (en) | Radar apparatus | |
| US6710859B2 (en) | Distance measurement apparatus | |
| US7158217B2 (en) | Vehicle radar device | |
| JP2004538492A (ja) | 距離を測定する装置 | |
| JP2000075030A (ja) | スキャン型レーザーレーダ装置 | |
| US20180188368A1 (en) | Method of detecting objects, corresponding system and apparatus | |
| EP3540460B1 (en) | Light receiving apparatus, object detection apparatus, distance measurement apparatus, mobile object apparatus, noise measuring method, object detecting method, and distance measuring method | |
| JP2941593B2 (ja) | 距離測定装置 | |
| JP2013096742A (ja) | レーダ装置 | |
| JP2000338245A (ja) | 走査型距離測定装置 | |
| JP2020067315A (ja) | レーザ距離測定装置 | |
| EP3540468A1 (en) | Object detector, mobile object, and object detection method | |
| JP2019060670A (ja) | 時間測定装置、測距装置、移動体装置、時間測定方法及び測距方法 | |
| US20030053041A1 (en) | Optical rader apparatus and distance measuring apparatus including the same | |
| WO2014038527A1 (ja) | 車両用のレーダ装置及び同装置における検出範囲の制御方法 | |
| JPH08201520A (ja) | 距離測定装置 | |
| US20200292667A1 (en) | Object detector | |
| JP2019028039A (ja) | 距離測定装置及び距離測定方法 | |
| JP3214250B2 (ja) | 車両用レーダ装置 | |
| JP4033036B2 (ja) | 車間距離検出装置 | |
| JPH10105869A (ja) | 車種判別装置 | |
| JPH06102343A (ja) | 物体の状態検知方法とその装置及びそれを用いた測距方法及び装置 | |
| JPH10153661A (ja) | 測距装置 | |
| JP3156473B2 (ja) | 車両用距離測定装置 | |
| JPH0862331A (ja) | レーザレーダ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010626 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |