JPH1138137A - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＴＣ回路を備えた距離測定装置において、
ＳＴＣ回路のフィードスルーの影響を受けることなく、
常に正確に距離を測定できるようにする。 【解決手段】 受光信号の信号処理系に、測定光出射後
の時間の経過と共に増幅率が増大するように制御される
ＳＴＣ回路１８を備えた距離測定装置において、ＳＴＣ
回路１８の増幅率を最大にした状態で、増幅器１４に疑
似信号を入力し、そのときＳＴＣ回路１８から出力され
る疑似信号レベル（基準レベル）をピークホールド回路
２８で検出する。またＳＴＣ回路１８の増幅率を距離測
定時と同様に変化させ、増幅率が最大となった時点で、
増幅器１４に疑似信号を入力し、そのときＳＴＣ回路１
８から出力される疑似信号レベル（動作レベル）をピー
クホールド回路２８で検出する。そして、動作レベルが
基準レベルとなるように、ＳＴＣ回路１８の信号入力端
子に印加するフィードスルーキャンセル用の直流電圧Ｖ
DCを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス状の測定光
を出射し、その反射光が戻ってくるまでの時間を計測す
ることにより、外部の物標までの距離を測定する距離測
定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、距離測定装置として、例えば
特開平７−７１９５７号公報に開示されているように、
レーザダイオードをパルス状の駆動信号で駆動して、発
光部からレーザ光（測定光）を出射させ、その測定光が
外部の物標に当たって反射してくる反射光を、フォトダ
イオード等からなる受光部で受光することにより、発光
部の発光時刻から受光部による反射光の受光時刻までの
時間△Ｔ（図９（ａ）参照）を測定し、その時間△Ｔに
基づき、物標までの距離を算出するように構成された装
置が知られている。

【０００３】そしてこの種の装置では、受光部からの受
光信号を処理する信号処理系に、通常、図９（ｂ）に示
すように、受光部からの受光信号を増幅する増幅器５
２、増幅器５２からの出力を更に増幅するＳＴＣ（Sens
itivity Time Control)回路５４、及び、ＳＴＣ回路５
４からの出力が予め設定された受光判定レベルＶth以上
か否かによって、受光部による反射光の受光を判定する
コンパレータ５６が設けられ、このコンパレータ５６に
よる判定結果に基づき、受光部における反射光の受光タ
イミングを検出するようにされている。

【０００４】尚、増幅器５２及びＳＴＣ回路５４は、夫
々、受光部から出力される受光信号の内、物標から反射
してくる反射光の信号成分（つまり発光部から測定光を
出射させるのに用いたパルス状の駆動信号の周波数に対
応した交流信号成分）のみを増幅して、後段のＳＴＣ回
路５４及びコンパレータ５６に出力するためのものであ
り、上記各回路は、通常、直流信号成分カット用のカッ
プリングコンデンサにて接続される。

【０００５】また、ＳＴＣ回路５４は、図示しない制御
回路から出力されるＳＴＣ信号（図９（ａ）参照）によ
り、発光部を発光させて測定光を出射してからの時間の
経過に伴い信号の出力レベルが大きくなるように、増幅
率が制御されるものである。つまり、受光部からの受光
信号は、図９（ａ）に示すように、測定光を反射する物
標との距離が短い程（換言すれば、測定光の出射後、反
射光が受光部に入射するまでの時間が短い程）、信号レ
ベルが高くなる。このため、受光部からの受光信号を常
に一定の増幅率で増幅するようにしていると、例えば、
発光部から出射した測定光が物標を測定すべき方向とは
異なる方向に漏れ出し、その方向に位置する測定装置付
近の物体で反射された微弱な光が受光部に入射した場合
であっても、或いは、測定光が雨等で反射した微弱な光
が受光部に入射した場合であっても、コンパレータ５６
には受光判定レベルＶth以上の高レベルの信号が入力さ
れることになり、本来検出すべき物標からの反射光を検
出できず、物標までの距離を正確に測定することができ
なくなってしまう。

【０００６】そこで、距離測定装置では、通常、受光信
号の信号処理系にＳＴＣ回路５４を設けることにより、
測定光出射後の経過時間が短い領域での受光信号の増幅
率を抑え、近距離領域での微弱な反射光を、距離測定す
べき物標からの反射光として検出してしまうのを防止し
ているのである。

【０００７】また、ＳＴＣ回路５４の前段に設けられる
増幅器５２は、コンパレータ５６による反射光の検出感
度を調整して、受光信号の信号処理系を流れるノイズ信
号成分が反射光として誤検出されない範囲内で、測定可
能距離を最大にするためのものである。

【０００８】つまり、受光部からの受光信号は、物標と
の距離が長い程信号レベルが低くなることから、測定可
能距離を長くするには、受光信号の増幅率を大きくし
て、コンパレータ５６による反射光の検出感度を高くす
ればよいが、受光信号の信号処理系では、ノイズ信号成
分も増幅されるので、受光信号の増幅率を大きくしすぎ
ると、そのノイズ信号成分が受光判定レベルＶthを越え
て、コンパレータ５６により反射光の受光が誤検出され
ることになる。

【０００９】そこで、距離測定装置では、通常、上記Ｓ
ＴＣ回路５４とは別に、増幅率を調整可能な増幅器（所
謂可変利得増幅器）５２を設け、この増幅器５２の増幅
率を、図示しない制御回路からのゲインコントロール信
号にて調整することにより、コンパレータ５６による反
射光の検出感度を、ノイズ信号成分を反射光として誤検
出しない範囲内で、最大感度に設定できるようにしてい
るのである。

【００１０】また次に、コンパレータ５６は、上記のよ
うにＳＴＣ回路５４からの出力と受光判定レベルＶthと
を比較し、ＳＴＣ回路５４からの出力が受光判定レベル
Ｖth以上であるときに、受光部による反射光の受光を判
定するものであるが、距離の算出に必要な反射光の受光
タイミングは、その判定結果から、例えば、次のように
検出される。

【００１１】即ち、受光信号は、物標との距離によって
信号レベルが異なることから、ＳＴＣ回路５４からの出
力が受光判定レベルＶth以上となって、コンパレータ５
６からの出力が変化した時刻を、受光タイミングとして
検出すると、受光信号のレベルの違いによって、検出し
た受光タイミングがずれてしまう。そこで、図９（ａ）
に示す如く、ＳＴＣ回路５４からの出力が受光判定レベ
ルＶthを越えた時刻Ｔ１から、その後、ＳＴＣ回路５４
からの出力が受光判定れべるＶthを下回る時刻Ｔ２まで
の時間を受光信号のパルス幅Ｗとして検出し、そのパル
ス幅Ｗから、受光信号の中心時刻Ｔ3 を算出し、これを
反射光の受光タイミングとする。

【００１２】そして、物標までの距離を算出する際に
は、発光部から出射させた測定光の中心時刻Ｔ0 から、
上記のように求めた反射光の受光タイミング（時刻Ｔ3
）までの時間を求め、この時間を距離に換算する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に構成された従来の距離測定装置においては、ＳＴＣ回
路５４によって、受光信号の信号処理系での増幅率を、
測定光を出射してからの時間の経過に伴い増加させるこ
とから、この増幅率変化によって、コンパレータ５６へ
の信号入力レベルが変化し、反射光の受光タイミングを
正確に検出できなくなることがあった。

【００１４】つまり、ＳＴＣ回路５４には、通常、例え
ば図１０（ａ）に示すようなダブル・バランスト・ミキ
サ（二重平衡変調器）からなる所謂乗算器が使用され、
受光部側からの入力信号に、ＳＴＣ信号を乗じることに
より、入力信号をＳＴＣ信号に対応した増幅率にて増幅
した信号を出力することから、上記のようにＳＴＣ信号
が変化すると、その変化分が出力側に漏れ出す（フィー
ドスルー）ことがある。

【００１５】そして、ＳＴＣ信号の変化が、反射光の周
波数領域とは大きく異なる場合には、上述のカップリン
グコンデンサ等によって、そのフィードスルー成分をカ
ットし、コンパレータ５６への信号入力レベルが、フィ
ードスルーの影響を受けるのを防止できるが、上記のよ
うに近距離からの反射光の誤検出を防止するためにＳＴ
Ｃ回路５６を設けた装置では、ＳＴＣ信号と受光信号と
が極近い周波数領域にて変化するため、フィードスルー
が生じると、図１０（ｂ）に示すように、本来コンパレ
ータ５６に入力されるべき受光信号Ａが、フィードスル
ーの影響を受けて、ＳＴＣ信号の変化に応じて正電位
（＋）方向に変化する受光信号Ｂになったり、逆にＳＴ
Ｃ信号の変化に応じて負電位（−）方向に変化する受光
信号Ｃになったりする。

【００１６】そして、受光信号Ｂでは、コンパレータ５
６への入力信号が通常よりも高くなるので、コンパレー
タ５６にて反射光が測定光の出射直後に誤検出され、逆
に、受光信号Ｃでは、コンパレータ５６への入力信号が
通常よりも低くなるので、コンパレータ５６にて反射光
が検出されなくなってしまう。

【００１７】尚、図１０（ａ）に示すダブル・バランス
ト・ミキサは、夫々、一対のトランジスタ（Ｑ１とＱ
２、Ｑ３とＱ４、Ｑ５とＱ６）からなる３つの差動回路
６２，６４，６６と定電流源６８とから構成され、対称
に配置された差動回路６２，６４から差動回路６６の各
トランジスタＱ５，Ｑ６を介して定電流源６８側に定電
流が流れるようになっている。そして、このダブル・バ
ランスト・ミキサでは、差動回路６２，６４の各トラン
ジスタＱ１，Ｑ２及びＱ４，Ｑ３間に、夫々、ＳＴＣ信
号を印加し、差動回路６６のトランジスタＱ５，Ｑ６間
に受光部側からの信号を印加すれば、差動回路６２，６
４側の出力端子から、各信号を乗じた乗算信号が出力さ
れるが、こうしたダブル・バランスト・ミキサの構成及
び動作は、従来より周知（例えば、ＣＱ出版社，トラン
ジスタ技術，1994，２月号等参照）であるので、詳細な
説明は省略する。

【００１８】また、こうした問題は、ＳＴＣ回路５４に
ダブル・バランスト・ミキサを使用した場合だけでな
く、例えば、ＳＴＣ回路５４にオペアンプからなる乗算
器や、可変利得増幅器を用いた場合にも同様に発生す
る。一方、上記のような問題は、ＳＴＣ回路５４から出
力される直流信号成分が、ＳＴＣ信号によって変化する
ことにより生じることから、ＳＴＣ回路５４への信号入
力端子に直流電圧を印加して、ＳＴＣ回路５４内の直流
信号成分をオフセットさせれば解消できる。

【００１９】しかし、ＳＴＣ回路５４から出力されるＳ
ＴＣ信号の変化分は、温度等の環境変化によっても変化
することから、ＳＴＣ回路５４への信号入力端子に単に
直流電圧を印加しただけでは、距離測定装置の使用環境
が変化すると、ＳＴＣ回路５４のフィードスルーの影響
を受けて、物標までの距離を正確に測定することができ
なくなる。

【００２０】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、上記のようなＳＴＣ回路を備えた距離測定装
置において、ＳＴＣ回路のフィードスルーの影響を受け
ることなく、常に正確に距離を測定できるようにするこ
とを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の距離測定装置において
は、距離算出手段が動作しているときには、まず、発光
手段が、距離算出手段からのパルス状の駆動信号を受け
て、測定光を出射する。そして、受光手段が、測定光が
外部の物標に当たって反射してくる反射光を受光し、受
光信号を出力すると、増幅手段が、その受光信号を増幅
する。そして、受光検出手段が、増幅手段から出力され
る交流信号成分を取り込み、その信号から受光手段によ
る反射光の受光を検出する。

【００２２】また、距離算出手段は、発光手段にパルス
状の駆動信号を出力すると同時に、増幅率制御手段を起
動する。この結果、増幅手段の増幅率は、発光手段が測
定光を出射してからの時間の経過に伴い大きくなる。つ
まり、増幅手段は、前述のＳＴＣ回路として働き、受光
検出手段にて、近距離からの不要な反射光の受光が検出
されるのを防止する。

【００２３】そして、距離算出手段は、発光手段から測
定光を出射させてから、受光検出手段にて反射光の受光
が検出されるまでの時間を計時し、その計時時間から物
標までの距離を算出する。即ち、本発明の距離測定装置
では、前述した従来装置と同様の動作で、物標までの距
離を測定する。

【００２４】一方、本発明では、基準レベル測定手段，
動作レベル測定手段及び直流電圧設定手段が、増幅率制
御手段による増幅率制御に起因して前記増幅手段から出
力される交流信号成分を抑制するために直流電圧印加手
段が増幅手段の信号入力端子に印加する直流電圧を、以
下のように設定する。

【００２５】即ち、まず基準レベル測定手段が、増幅手
段への信号入力がないときに、レベル検出手段にて検出
される増幅手段からの交流信号成分のレベルを、基準レ
ベルとして測定する。また、動作レベル測定手段が、増
幅率制御手段を起動することにより、増幅手段の増幅率
を変化させ、そのときレベル検出手段にて検出される交
流信号成分のレベルを、増幅率制御手段動作時の動作レ
ベルとして測定する。そして、このように基準レベル及
び動作レベルが夫々測定されると、直流電圧設定手段
が、その測定した動作レベルが基準レベルとなるよう
に、上記直流電圧を設定する。

【００２６】つまり、距離算出手段の動作によって物標
までの距離を測定しているときに、増幅手段からの出力
が増幅率制御手段により制御される増幅率に応じて変化
する、前述のフィードスルーが発生すると、受光検出手
段に入力される信号レベルが変化することから、受光検
出手段にて、受光手段における反射光の受光を正確に検
出できず、距離算出手段の算出結果（距離）に誤差が生
じてしまう。

【００２７】そこで、本発明では、増幅手段への信号入
力がなく、その増幅率が変化していないときに増幅手段
から出力される交流信号成分のレベル（基準レベル）
と、増幅率制御手段を動作させて増幅手段の増幅率を変
化させた際に増幅手段から出力される交流信号成分のレ
ベル（動作レベル）とを測定し、動作レベルが基準レベ
ルとなるように、増幅手段の信号入力端子に印加する直
流電圧を設定することにより、増幅手段において増幅率
の変化によって生じるフィードスルーを確実に防止でき
るようにしているのである。

【００２８】従って、本発明によれば、距離測定時に増
幅手段の増幅率が変化することによって生じるフィード
スルーを確実に防止し、物標までの距離を高精度に測定
することが可能になる。また、特に、本発明では、フィ
ードスルーをキャンセルするために直流電圧印加手段が
増幅手段の信号入力端子に印加する直流電圧を、レベル
検出手段，基準レベル測定手段，動作レベル測定手段及
び直流電圧設定手段の動作によっていつでも設定できる
ことから、基準レベル測定手段，動作レベル測定手段及
び直流電圧設定手段を、例えば、当該装置の周囲温度変
化よりも短い周期で周期的に動作させるようにすれば、
周囲温度変化に伴うフィードスルー変化をも確実に防止
し、物標までの距離を常に高精度に測定することが可能
になる。

【００２９】ここで、増幅手段のフィードスルーを測定
するためには、ＳＴＣ回路として機能する増幅手段から
の出力を、上記のように基準レベル，動作レベルとし
て、夫々、測定するだけでよいが、フィードスルーは交
流信号成分であるので、その信号レベルを測定するため
のレベル検出手段としては、ピークホールド回路等、増
幅手段からの出力の最大レベルを検出可能なものを使用
することが望ましい。

【００３０】しかし、レベル検出手段に、ピークホール
ド回路等の最大値検出手段を用いた場合、図１０（ｃ）
に示したようにフィードスルーが負側に出た場合には、
フィードスルーが「０」であるのか、負であるのか区別
が付かなくなってしまう。そこで、請求項１に記載の装
置においては、更に、請求項２に記載のように、増幅手
段への受光信号の入力を遮断して、前記増幅手段にパル
ス状の疑似受光信号を入力する疑似受光信号入力手段を
設けると共に、レベル検出手段を、増幅手段から出力さ
れる交流信号成分の最大レベルを検出するように構成し
（つまり最大値検出手段にて構成し）、基準レベル測定
手段が、基準レベルを測定する際には、増幅手段の増幅
率を前記増幅率制御手段が制御する最大増幅率に設定し
て、疑似信号入力手段を動作させ、動作レベル測定手段
が、動作レベルを測定する際には、増幅率制御手段を起
動して増幅手段の増幅率を変化させ、その増幅手段の増
幅率が最大増幅率になる所定タイミングで、疑似信号入
力手段を動作させるように構成することが望ましい。

【００３１】つまり、このように基準レベル及び動作レ
ベルの測定時には、増幅手段に疑似受光信号を入力し
て、増幅手段が疑似受光信号を同じ増幅率（最大増幅
率）で増幅したときに得られる、増幅手段からの出力の
最大レベルを測定するようにすれば、増幅手段の出力を
フィードスルーの有無に関係なく常に正側に変化させる
ことが可能になり、増幅手段のフィードスルーを正確に
検出できることになる。そしてこのように、請求項２に
記載の装置によれば、フィードスルーを常に正確に検出
できるため、これをキャンセルするための直流電圧も正
確に設定でき、増幅手段のフィードスルーによる距離測
定誤差を、より確実に低減できる。

【００３２】また、このようにレベル検出手段に、ピー
クホールド回路等の最大値検出手段を用いた場合、ピー
クホールド回路等の最大値検出手段では、通常、最大レ
ベルの測定に最適な電圧範囲（所謂ダイナミックレン
ジ）が設定されており、入力電圧がこの電圧範囲から外
れると、最大レベルを正確に測定できないことがある。

【００３３】このため、より好ましくは、請求項３に記
載のように、受光手段から増幅手段に至る信号経路に、
入力信号を増幅して出力する第２増幅手段を設け、基準
レベル測定手段が基準レベルを測定する際には、基準レ
ベルがレベル検出手段の動作に最適な所定レベルとなる
ように、第２増幅手段の増幅率を設定するように構成す
るとよい。

【００３４】尚、第２増幅手段としては、従来装置にお
いて、通常、増幅手段としてのＳＴＣ回路の前段に設け
られる可変利得増幅器（図９（ｂ）に示した増幅器５
２）を使用すればよい。また、ピークホールド回路等の
最大値検出手段は、信号無入力時でもオフセット電圧を
出力し、このオフセット電圧は、回路の個体差や温度等
によって変化する。従って、請求項３に記載のように、
レベル検出手段を用いて測定した基準レベルがレベル検
出手段の動作に最適なレベルとなるように第２増幅手段
の増幅率を設定するようにしても、測定した基準レベル
にはオフセット電圧が含まれるため、そのオフセット電
圧がレベル検出手段の最適入力レベルに対して無視でき
ない程変動する場合には、レベル検出手段を用いて増幅
手段からの出力信号レベル（延いては、増幅手段のフィ
ードスルー）を良好に測定できなくなってしまう。

【００３５】そこで、請求項３に記載の装置において、
増幅手段のフィードスルーをより確実にキャンセルする
には、請求項４に記載のように、基準レベル測定手段に
よる基準レベルの測定前に、レベル検出手段を信号無入
力状態で動作させ、そのときレベル検出手段にて検出さ
れた最大レベルを、レベル検出手段のオフセット値とし
て測定するオフセット値測定手段を設け、基準レベル測
定手段及び動作レベル測定手段を、レベル検出手段にて
検出された最大レベルからそのオフセット値を引いた値
を、基準レベル及び動作レベルとして夫々測定するよう
構成することが望ましい。

【００３６】また、距離測定装置を請求項３又は請求項
４に記載のように構成した場合、基準レベル測定手段に
て、基準レベルを所定レベルに設定できれば、その所定
レベルを基準レベルとすればよいが、基準レベルを所定
レベルに設定できるとは限らないので、更に、請求項５
に記載のように、基準レベル測定手段を、第２増幅手段
の増幅率を設定した後、基準レベルの測定を再度行うよ
うに構成し、直流電圧設定手段では、基準レベル測定手
段にて第２増幅手段の増幅率設定後に測定された基準レ
ベルを用いて、直流電圧を設定することが望ましい。

【００３７】また、直流電圧設定手段において、直流電
圧が既に設定されているときに、周期的な動作によっ
て、直流電圧を更新する際には、請求項６に記載のよう
に、動作レベルと基準レベルとの偏差を求め、その偏差
が所定レベル以上であれば、現在直流電圧として設定さ
れている現在電圧値を偏差が小さくなる方向に所定電圧
分だけ変化させた変更電圧値を、新たな直流電圧として
設定し、偏差が所定レベルよりも小さければ、現在電圧
値と変更電圧値とを現在電圧値に重み付けして平均化し
た加重平均電圧値を、新たな直流電圧として設定するよ
うにするとよい。

【００３８】つまり、フィードスルーは温度によって変
化するものの、温度は、急変するものではなく、直流電
圧は、一旦設定すれば、最適値から大きくずれることは
ない。従って、直流電圧の更新時には、外乱ノイズ等の
影響を受けて大きく変化することのないよう、その変化
量を小さくすることが望ましい。しかし、装置の動作電
圧等が変化した場合には、直流電圧の最適値も急変する
ことがあり、このような場合には、それに応じて、直流
電圧を大きく変化させる必要がある。

【００３９】そこで、請求項６に記載の距離測定装置で
は、動作レベルと基準レベルとの偏差が所定レベル以上
である場合には、動作電圧等が急変したものと判定し
て、現在の直流電圧に所定電圧を加算（又は減算）した
変更電圧値を、新たな直流電圧として設定することによ
り、直流電圧を各信号レベルの偏差がなくなる方向に大
きく変化させ、動作レベルと基準レベルとの偏差が所定
レベルよりも小さい場合には、現在電圧値と変更電圧値
とを加重平均した電圧値を新たな直流電圧として設定す
ることにより、直流電圧を各信号レベルの偏差がなくな
る方向に少ない変化量で除々に変化させるようにしてい
るのである。このため、請求項６に記載の距離測定装置
によれば、直流電圧を各信号レベルの偏差の程度に応じ
て更新でき、直流電圧を最適値に制御できる。

【００４０】また、本発明（請求項１〜請求項６）の距
離測定装置は、温度によるフィードスルーの変化の影響
を受けることなく、物標までの距離を高精度に測定でき
ることから、あらゆる分野に適用できるが、特に、請求
項７に記載のように、使用温度環境が大きく変化する自
動車等の車両に搭載して、車両の進行方向前方に位置す
る物標までの距離を測定する車両用距離測定装置として
使用すれば、より効果を発揮できる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施例を図面と
共に説明する。まず図１は、本発明が適用された自動車
用距離測定装置の構成を表すブロック図である。

【００４２】図１に示す如く、本実施例の自動車用距離
測定装置は、駆動回路２により通電されてレーザ光（測
定光）を車両前方に出射するレーザダイオードからなる
発光部（発光手段）４、及び、発光部４が出射したレー
ザ光が先行車両６等の車両前方の物標に当たって反射し
てくる反射光を受光するフォトダイオードからなる受光
部（受光手段）８を備える。

【００４３】そして、受光部８からの受光信号は、増幅
器１０で増幅され、信号切換回路１２を介して、第２増
幅手段としての可変利得増幅器（以下、単に増幅器とい
う）１４に入力される。尚、この増幅器１４は、図９
（ｂ）に示した増幅器５２と同様のものであり、ＣＰ
Ｕ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を中心に構成された周知のマイク
ロコンピュータ（以下、単にＣＰＵという）３０から出
力されるゲインコントロール電圧ＶGCにより増幅率が制
御される。

【００４４】また、信号切換回路１２は、増幅器１４の
入力を受光部８側の受光信号入力経路に接続するか、或
いはフィルタ１６に接続するかを切り換えるためのもの
であり、ＣＰＵ３０からの切換信号により、その内のい
ずれかに切り換えられる。尚、信号切換回路１２は、通
常は、受光部８側に切り換えられており、後述のフィー
ドスルーキャンセル処理実行時等に一時的にフィルタ１
６側に切り換えられる。また、フィルタ１６は、抵抗・
コンデンサ等からなる微分回路にて構成されており、Ｃ
ＰＵ３０から制御信号（Highレベル）が入力されると、
これを微分して、パルス状の疑似受光信号（以下、単に
疑似信号という）を発生する。そして、本実施例では、
このフィルタ１６と信号切換回路１２とが、本発明の疑
似受光信号入力手段として機能する。

【００４５】次に、増幅器１４からの出力信号はＳＴＣ
回路（増幅手段）１８に入力されるが、ＳＴＣ回路１８
の信号入力端子には、直流電圧ＶDCを印加するための電
圧重畳回路（直流電圧印加手段）２０が設けられてお
り、ＳＴＣ回路１８には、増幅器１４からの出力信号
（交流信号成分）に直流電圧ＶDCが重畳された信号が入
力される。尚、この直流電圧ＶDCは、ＳＴＣ回路１８の
フィードスルーをキャンセルするためのものである。

【００４６】また、ＳＴＣ回路１８は、図１０（ａ）に
示したダブル・バランスト・ミキサから構成され、その
増幅率（換言すれば入力信号に対する乗算値）は、ＳＴ
Ｃ電圧発生回路２２が発生するＳＴＣ電圧Ｖstc によ
り、時間の経過と共に増大するよう制御される。

【００４７】つまり、ＳＴＣ電圧発生回路２２は、発光
部４からのレーザ光の出射時等、ＣＰＵ３０から所定タ
イミングで出力される制御信号を受けたときに、最小レ
ベルから最大レベルにまで時間の経過と共に増大するＳ
ＴＣ電圧Ｖstc を発生するように構成されており、ＳＴ
Ｃ回路１８は、このＳＴＣ電圧Ｖstc の変化に応じて変
化（増大）する増幅率にて入力信号を増幅・出力する。

【００４８】尚、ＳＴＣ電圧発生回路２２は、ＣＰＵ３
０から制御信号を受けると、ＳＴＣ電圧Ｖstc を最小レ
ベルから最大レベルにまで変化させるが、ＳＴＣ電圧Ｖ
stcが最大レベルに達した後（換言すればＳＴＣ回路１
８の増幅率が最大増幅率に達した後）は、ＣＰＵ３０か
ら次に制御信号が入力されるまで、その状態を保持す
る。

【００４９】次に、ＳＴＣ回路１８からの出力信号は、
コンパレータ２４に入力される。コンパレータ２４は、
ＳＴＣ回路１８からの出力信号と受光判定レベルＶthと
を大小比較し、ＳＴＣ回路１８からの出力が受光判定レ
ベルＶthよりも大きいときに出力端子からHighレベルの
信号を出力し、反転出力端子からLow レベルの信号を出
力する。そして、コンパレータ２４の各出力端子は、時
間計測ＩＣ２６に接続されており、時間計測ＩＣ２６
は、コンパレータ２４の各出力端子からの出力信号の立
上がりを監視し、図９（ａ）に示した時刻Ｔ1 ，Ｔ2 を
測定する。

【００５０】つまり、時間計測ＩＣ２６は、コンパレー
タ２４への入力信号が受光判定レベルＶth以上となって
出力端子からの出力が立上がる時刻Ｔ1 、及び、コンパ
レータ２４への入力信号が受光判定レベルＶthよりも小
さくなって反転出力端子からの出力が立ち上がる時刻Ｔ
2 を、夫々検出する。

【００５１】尚、ＣＰＵ３０は、駆動回路２にパルス状
の駆動信号を出力して、発光部４から車両前方にレーザ
光を出射させると同時に、時間計測ＩＣ２６を起動する
ことから、時間計測ＩＣ２６では、実際には、レーザ光
を出射した時刻（図９（ａ）に示した時刻Ｔ0 ）からの
経過時間が測定される。

【００５２】そして、ＣＰＵ３０は、従来技術の項で説
明したように、時間計測ＩＣ２６で測定された時刻Ｔ1
，Ｔ2 （経過時間）に基づき、受光信号のパルス幅Ｗ
を測定して、受光中心時刻Ｔ3 を求め、レーザ光の出射
時刻（中心時刻）Ｔ0 からその受光中心時刻Ｔ3 までの
時間を算出して、その時間から車両前方の物標までの距
離を求める。つまり、本実施例では、ＣＰＵ３０と時間
計測ＩＣ２６とにより距離算出手段としての機能が実現
される。

【００５３】また、ＳＴＣ回路１８の出力端子には、レ
ベル検出手段としてのピークホールド回路２８が接続さ
れ、このピークホールド回路２８にて、ＳＴＣ回路１８
から出力された信号の最大レベルを検出できるようにな
っている。そして、このピークホールド回路２８にて検
出された最大レベル（ピークホールド電圧ＶPH）は、Ｃ
ＰＵ３０に入力される。

【００５４】また、受光部８からコンパレータ２４及び
ピークホールド回路２８に至る信号処理系の各部は、電
圧重畳回路２０とＳＴＣ回路１８との間の信号経路を除
き、全て直流信号成分カット用のカップリングコンデン
サにて接続されており、受光部８からの受光信号等、距
離測定に必要な交流信号成分のみを伝送できるようにさ
れている。

【００５５】このように構成された本実施例の距離測定
装置は、ＣＰＵ３０が予め設定された制御プログラムに
従い動作することにより、上述の距離測定や、距離測定
を最適に行うための各種制御（例えば、従来技術の項で
説明した増幅器１４の増幅率調整等）を実行するのであ
るが、次に、ＣＰＵ３０において実行される本発明に係
わる主要な処理である、フィードスルーキャンセル処理
について説明する。

【００５６】図２はフィードスルーキャンセル処理の全
体の流れを表すフローチャートである。図２に示す如
く、この処理は、ＣＰＵ３０の起動直後に一回だけ実行
される初期オフセット値取得処理（Ｓ１１０；Ｓはステ
ップを表す）、初期基準値取得処理（Ｓ１２０）、及び
初期電圧設定処理（Ｓ１３０）と、その後、所定時間が
経過する度（Ｓ１４０；ＹＥＳ）に実行される通常オフ
セット値取得処理（Ｓ１５０）、通常基準値取得処理
（Ｓ１６０）、及び通常電圧設定処理（Ｓ１７０）とに
より実現される。

【００５７】そして、オフセット値取得処理（Ｓ１１
０，Ｓ１２０）では、ＳＴＣ回路１８のフィードスルー
を検出するのに用いるピークホールド回路２８のオフセ
ット値を測定する、オフセット値測定手段としての処理
を実行し、基準値取得処理（Ｓ１２０，Ｓ１６０）で
は、ＳＴＣ回路１８の増幅率を一定（最大増幅率）にし
た状態で、増幅器１４に疑似信号を入力し、そのときピ
ークホールド回路２８で検出された疑似信号の信号レベ
ル（最大レベル）を読み込み、その値を基準レベルとし
て設定する、基準レベル測定手段としての処理を実行
し、電圧設定処理（Ｓ１３０，Ｓ１７０）では、ＳＴＣ
回路１８の増幅率を距離測定時と同様に変化させ、その
増幅率が最大になった直後に増幅器１４に疑似信号を入
力し、そのときピークホールド回路２８で検出された疑
似信号の信号レベル（最大レベル）を動作レベルとして
読み込み、この動作レベルを上記基準レベルにするため
の直流電圧値を求めて、ＳＴＣ回路１８の信号入力端子
に印加する直流電圧ＶDCを設定する、動作レベル測定手
段及び直流電圧設定手段としての処理を実行する。ま
た、基準値取得処理（Ｓ１２０，Ｓ１６０）では、ピー
クホールド回路２８に入力される疑似信号の信号レベル
が、ピークホールド回路２８が動作するのに最適な値と
なるように、増幅器１４の増幅率（具体的にはゲインコ
ントロール電圧ＶGC )を設定する処理も併せて実行す
る。

【００５８】以下、上記各処理（Ｓ１１０〜Ｓ１３０，
Ｓ１５０〜Ｓ１７０）の流れを、図３〜図８に示すフロ
ーチャートを用いて詳しく説明する。図３は初期オフセ
ット値取得処理（Ｓ１１０）を表すフローチャートであ
る。図３に示すように、初期オフセット値取得処理で
は、まずＳ２１０にて、信号切換回路１２をフィルタ１
６側に切り換えて、増幅器１４への信号入力を遮断し、
ゲインコントロール電圧ＶGC（延いては増幅器１４の増
幅率）を零にすることで、ピークホールド回路２８を信
号無入力状態にして、ピークホールド電圧ＶPHを読み込
む。

【００５９】そして、続くＳ２２０では、Ｓ２１０にて
ピークホールド電圧ＶPHをｎ回（例えば８回）取得した
か否かを判断し、ｎ回取得していなければ再度Ｓ２１０
を実行させることにより、Ｓ２１０の処理により、ピー
クホールド電圧ＶPHをｎ回取得させる。そして、ピーク
ホールド電圧ＶPHをｎ回取得できると、続くＳ２３０に
移行する。

【００６０】Ｓ２３０では、上記のように取得したｎ個
のピークホールド電圧ＶPHからその平均値ＶPHAV(n) を
算出し、続くＳ２４０にて、今回取得したｎ個のピーク
ホールド電圧ＶPHの内、平均値ＶPHAV±α（α；例えば
２０ｍＶ）の範囲内にあるピークホールド電圧ＶPHは、
ｍ個（例えば５個）以上あるか否かを判断する。

【００６１】そして、平均値ＶPHAV±αの範囲内にある
ピークホールド電圧ＶPHがｍ個以上であれば、ピークホ
ールド電圧ＶPHを正常に取得できたと判断して、Ｓ２５
０に移行し、平均値ＶPHAV±α（α；例えば２０ｍＶ）
の範囲内にあるｍ個以上のピークホールド電圧ＶPHか
ら、平均値ＶPHAV（α）を算出し、続くＳ２６０にて、
その算出した平均値ＶPHAV（α）を、ピークホールド回
路２８のオフセット値（初期値）として設定する。

【００６２】また、Ｓ２４０にて、平均値ＶPHAV±αの
範囲内にあるピークホールド電圧ＶPHがｍ個以上存在し
ないと判断されると、Ｓ２７０に移行して、Ｓ２１０及
びＳ２２０によるｎ個のピークホールド電圧ＶPHの取得
動作をＸ回（例えば５回）行ったか否かを判断する。そ
して、その取得動作をｘ回行っていなければ、Ｓ２１０
に移行して、ｎ個のピークホールド電圧ＶPHの取得動作
を再度実行する。

【００６３】一方、Ｓ２１０及びＳ２２０によるｎ個の
ピークホールド電圧ＶPHの取得動作を既にＸ回行ってい
れば、今回取得したｎ個のピークホールド電圧ＶPHは正
常であるとして、Ｓ２６０に移行し、Ｓ２３０で算出し
た平均値ＶPHAV(n) を、ピークホールド回路２８のオフ
セット値（初期値）として設定する。

【００６４】そして、このようにＳ２６０にて、ピーク
ホールド回路２８のオフセット値（初期値）を設定する
と、ＣＰＵ３０は、この初期オフセット取得処理を終了
し、次の初期基準値設定処理を開始する。次に、図４
は、初期オフセット値取得処理（Ｓ１１０）でピークホ
ールド回路２８のオフセット値を一旦取得した後、オフ
セット値更新のために周期的に実行される通常オフセッ
ト値取得処理（Ｓ１５０）を表すフローチャートであ
る。

【００６５】図４に示す如く、通常オフセット値取得処
理では、初期オフセット値取得処理（Ｓ１１０）と同様
に、ピークホールド回路２８を信号無入力状態にしてピ
ークホールド電圧ＶPHをｎ回読み込み（Ｓ３１０，３２
０）、その読み込んだｎ個のピークホールド電圧ＶPHか
ら平均値ＶPHAV(n) を算出し（３３０）、平均値ＶPHAV
±αの範囲内にあるピークホールド電圧ＶPHはｍ個以上
あるか否かを判断し（Ｓ３４０）、平均値ＶPHAV±αの
範囲内にあるピークホールド電圧ＶPHがｍ個以上であれ
ば、その範囲内にあるｍ個以上のピークホールド電圧Ｖ
PHから平均値ＶPHAV（α）を算出し（３５０）、オフセ
ット値更新のためのＳ３６０に移行する。

【００６６】一方、平均値ＶPHAV±αの範囲内にあるピ
ークホールド電圧ＶPHがｍ個以上存在しないと判断され
た場合（Ｓ３４０：ＮＯ）には、Ｓ３７０にて、初期又
は通常のオフセット値取得処理で前回取得したオフセッ
ト値（前回値；即ち現在のオフセット値）を、ピークホ
ールド電圧ＶPHの平均値ＶPHAVとして設定し、Ｓ３６０
に移行する。

【００６７】そして、Ｓ３６０では、Ｓ３５０又はＳ３
７０で設定した平均値ＶPHAVと前回値とから、前回値に
重み付けをした平均値を算出（所謂加重平均）し、その
値を、新たなオフセット値として設定する。尚、この算
出は、例えば、次式(1) に従い行われる。

【００６８】 オフセット値＝（前回値×９＋平均値ＶPHAV）／１０ …(1) このように、通常オフセット値取得処理では、既にオフ
セット値（前回値）が設定されているので、このオフセ
ット値と今回求めた平均値との加重平均値をオフセット
値として設定することにより、オフセット値が外乱ノイ
ズ等によって大きく変動するのを防止している。

【００６９】次に図５は、初期基準値取得処理（Ｓ１２
０）を表すフローチャートである。図５に示すように、
初期基準値取得処理では、まずＳ４１０にて、下記の一
連のレベル測定動作を、ゲインコントロール電圧ＶGC
を変化させつつ繰り返し実行することで、ピークホール
ド電圧ＶPHからオフセット値を減じた疑似信号の信号レ
ベルＶGJが、ピークホールド回路２８の動作に最適な設
定値（例えば５００ｍＶ）となるゲインコントロール電
圧ＶGCを探索する。

【００７０】レベル測定動作：ＳＴＣ回路１８の増幅
率を最大増幅率に固定し、信号切換回路１２をフィルタ
１６側に切り換えた状態で、フィルタ１６に制御信号を
出力することにより、増幅器１４に疑似信号を入力し、
そのときピークホールド回路２８で得られるピークホー
ルド電圧ＶPHを読み込み、その値ＶPHからピークホール
ド回路２８のオフセット値を減じることで、疑似信号の
信号レベルＶGJを測定する。

【００７１】尚、この探索には、ＣＰＵ３０がゲインコ
ントロール電圧ＶGCを制御するのに使用するデータ（例
えば８ビット）を上位ビットから順に変化させて、上記
レベル測定動作により得られる疑似信号の信号レベルＶ
GJが設定値となる点を探索する、所謂二分探索の手法が
用いられる。

【００７２】そして、この探索動作によって、疑似信号
の信号レベルＶGJが設定値となるゲインコントロール電
圧ＶGCが探索されると、続くＳ４２０にて、その探索
は、ｊ回（例えば８回）実行されたか否かを判断し、ｊ
回実行されていなければ、再度Ｓ４１０に移行する、と
いった手順で、Ｓ４１０の探索動作をｊ回実行する。

【００７３】そして、Ｓ４１０による探索動作がｊ回実
行されると、続くＳ４３０に移行し、上記探索動作によ
って得られたｊ個のゲインコントロール電圧ＶGCから、
その平均値ＶGCAV(j) を算出し、続くＳ４３５にて、今
回取得したｊ個のゲインコントロール電圧ＶGCの内、平
均値ＶGCAV(j) ±β（β；例えば２０ｍＶ）の範囲内に
あるゲインコントロール電圧ＶGCは、ｋ個（例えば５
個）以上あるか否かを判断する。

【００７４】そして、平均値ＶGCAV±βの範囲内にある
ゲインコントロール電圧ＶGCがｋ個以上であれば、ゲイ
ンコントロール電圧ＶGCの探索を正常に実行できたと判
断して、Ｓ４４０に移行し、平均値ＶGCAV±βの範囲内
にあるｋ個以上のゲインコントロール電圧ＶGCから、そ
の平均値ＶGCAV（β）を算出し、続くＳ４５０にて、そ
の算出した平均値ＶGCAV（β）を、基準ゲインコントロ
ール値（初期値；例えば１０ビットのデータ）として設
定する。

【００７５】また、Ｓ４３５にて、平均値ＶGCAV±βの
範囲内にあるゲインコントロール電圧ＶGCがｋ個以上存
在しないと判断されると、Ｓ４６０に移行して、Ｓ４１
０及びＳ４２０による一連（ｊ回）の探索動作を、ｙ回
（例えば５回）行ったか否かを判断する。そして、その
一連の探索動作をｙ回行っていなければ、Ｓ４１０に移
行して、上記一連の探索動作を再度実行する。

【００７６】一方、Ｓ４１０及びＳ４２０による一連の
探索動作を既にｙ回行っていれば、今回の探索動作によ
って得られたｊ個のゲインコントロール電圧ＶGCは正常
であるとして、Ｓ４５０に移行し、Ｓ４３０で算出した
平均値ＶGCAV(j) を、基準ゲインコントロール値（初期
値）として設定する。

【００７７】そして、このようにＳ４５０にて基準ゲイ
ンコントロール値が設定されると、ＣＰＵ３０は、その
後、増幅器１４に出力するゲインコントロール電圧ＶGC
を、この基準ゲインコントロール値で制御する。尚、ゲ
インコントロール電圧ＶGCの制御には、上記設定した基
準ゲインコントロール値の内、ＣＰＵ３０がＤ／Ａ変換
器を用いてゲインコントロール電圧ＶGCを制御可能な上
位数ビット（例えば８ビット）のデータが用いられ、こ
のデータをＤ／Ａ変換器に出力することにより、Ｄ／Ａ
変換器を介してゲインコントロール電圧ＶGCを制御す
る。

【００７８】つまり、ＣＰＵ３０がゲインコントロール
電圧ＶGCを制御する際にはＤ／Ａ変換器を使用するが、
基準ゲインコントロール値は、このＤ／Ａ変換器を介し
て制御したゲインコントロール電圧ＶGCの平均値であ
り、Ｄ／Ａ変換器を介して制御可能なゲインコントロー
ル電圧ＶGCに対しては、小数点以下の値も含むことか
ら、その後、基準ゲインコントロール値でゲインコント
ロール電圧ＶGCを制御する際には、ゲインコントロール
値からその小数点以下の値を除いた（四捨五入，切り捨
て，或いは切り上げ）値をＤ／Ａ変換器に出力すること
により、ゲインコントロール電圧ＶGCを制御する。

【００７９】このようにＳ４５０にて基準ゲインコント
ロール値が設定されると、今度は、ゲインコントロール
電圧ＶGCをこの基準ゲインコントロール値で制御した際
に実際に得られる疑似信号の信号レベルＶGJを測定し、
これを疑似信号の基準レベルとして設定する。

【００８０】即ち、まずＳ４７０にて、上記一連のレベ
ル測定動作をｊ回（例えば８回）繰り返すことによ
り、ＳＴＣ回路１８の増幅率を最大増幅率に固定したと
きの疑似信号の信号レベルＶGJをｊ個取得し、続くＳ４
８０にて、その取得したｊ個の信号レベルＶGJから平均
値ＶGJAV(j) を算出し、続くＳ４９０にて、今回取得し
たｊ個の信号レベルＶGJの内、平均値ＶGJAV±γ（γ；
例えば５０ｍＶ）の範囲内にある信号レベルＶGJは、ｋ
個（例えば５個）以上あるか否かを判断する。

【００８１】そして、平均値ＶGJAV±γの範囲内にある
信号レベルＶGJがｋ個以上であれば、疑似信号の信号レ
ベルＶGJを正常に取得できたと判断して、Ｓ５００に移
行し、平均値ＶGJAV±γの範囲内にあるｋ個以上の信号
レベルＶGJから、平均値ＶGJAV（γ）を算出し、続くＳ
５１０にて、その算出した平均値ＶGJAV（γ）を、ＳＴ
Ｃ回路１８から出力される疑似信号の基準レベル（初期
値）として設定する。

【００８２】また、Ｓ４９０にて、平均値ＶGJAV±γの
範囲内にある信号レベルＶGJがｋ個以上存在しないと判
断されると、Ｓ５２０に移行して、Ｓ４７０によるｊ個
の信号レベルＶGJの取得動作をｙ回（例えば５回）行っ
たか否かを判断する。そして、その取得動作をｙ回行っ
ていなければ、Ｓ４７０に移行して、ｊ個の信号レベル
ＶGJの取得動作を再度実行する。

【００８３】一方、Ｓ４７０によるｊ個の信号レベルＶ
GJの取得動作を既にｙ回行っていれば、今回の取得動作
は正常に実行できたものとして、Ｓ５１０に移行し、Ｓ
４８０で算出した平均値ＶGJAV(n) を、疑似信号の基準
レベル（初期値）として設定する。

【００８４】そして、このようにＳ５１０にて、疑似信
号の基準レベル（初期値）を設定すると、ＣＰＵ３０
は、この初期基準値取得処理を終了し、次の初期電圧設
定処理を開始する。次に、図６は、初期基準値取得処理
（Ｓ１２０）で基準ゲインコントロール値及び疑似信号
の基準レベルを一旦取得した後、これら各基準値の更新
のために周期的に実行される通常基準値取得処理（Ｓ１
６０）を表すフローチャートである。

【００８５】図６に示すように、通常基準値取得処理で
は、まずＳ６１０にて、上記Ｓ４７０と同様、上記一連
のレベル測定動作をｊ回（例えば８回）繰り返すこと
により、ＳＴＣ回路１８の増幅率を最大増幅率に固定し
たときの疑似信号の信号レベルＶGJをｊ個取得する。

【００８６】そして、続くＳ６１５では、Ｓ６１０で取
得したｊ個の信号レベルＶGJからその平均値ＶGJAV(j)
を算出し、続くＳ６２０にて、今回取得したｊ個の信号
レベルＶGJの内、平均値ＶGJAV±δ（δ；例えば２０ｍ
Ｖ）の範囲内にある信号レベルＶGJは、ｋ個（例えば５
個）以上あるか否かを判断する。

【００８７】そして、平均値ＶGJAV±δの範囲内にある
信号レベルＶGJがｋ個以上であれば、疑似信号の信号レ
ベルＶGJを正常に取得できたとして、Ｓ６２５に移行
し、平均値ＶGJAV±δの範囲内にあるｋ個以上の信号レ
ベルＶGJから、その平均値ＶGJAVを算出する。またＳ６
２０にて、平均値ＶGJAV±δの範囲内にある信号レベル
ＶGJがｋ個以上存在しないと判断されると、Ｓ６３０に
移行して、初期又は通常の基準値取得処理で前回取得し
た疑似信号の基準レベル（前回値；即ち現在の基準レベ
ル）をそのまま平均値ＶGJAVとして設定する。

【００８８】このようにＳ６２５又はＳ６３０にて疑似
信号の信号レベルＶGJの平均値ＶGJAVが算出又は設定さ
れると、今度は、Ｓ６３５で、その算出又は設定された
平均値ＶGJAVと疑似信号の設定値（例えば５００ｍＶ）
とを比較する。そして、平均値ＶGJAVが設定値と一致し
ていれば、そのままＳ６５０に移行し、平均値ＶGJAVが
設定値よりも低い場合には、疑似信号の信号レベルを上
昇させるべく、Ｓ６４０にて、現在、ゲインコントロー
ル電圧ＶGCを制御しているデータ値（基準ゲインコント
ロール値から制御可能電圧に対する小数点以下の値を除
いたデータ値であり、以下、ＶGC制御データ値という）
に「１」を加えたものを、新たなＶGC制御データ値とし
て設定した後、Ｓ６５０に移行する。

【００８９】また逆に、平均値ＶGJAVが設定値よりも高
い場合には、疑似信号の信号レベルを低下させるべく、
Ｓ６４５にて、ＶGC制御データ値から値「１」を減じた
ものを、新たなＶGC制御データ値として設定した後、Ｓ
６５０に移行する。尚、Ｓ６４０，Ｓ６４５においてＶ
GC制御データ値が更新されると、ゲインコントロール電
圧ＶGCはＤ／Ａ変換器の分解能で決まる最小可変電圧分
だけ上昇或いは低下することになる。

【００９０】次に、このようにゲインコントロール電圧
ＶGCが更新されると、今度は、その更新により、疑似信
号の信号レベルＶGJを設定値に近付けることができたか
否かを判断するために、再度、疑似信号の信号レベルＶ
GJ（詳しくはその平均値ＶGJAV）を測定する。

【００９１】即ち、まずＳ６５０にて、上記一連のレベ
ル測定動作をｊ回（例えば８回）繰り返すことによ
り、疑似信号の信号レベルＶGJをｊ個取得し、続くＳ６
５５にて、その平均値ＶGJAV(j) を算出する。そして、
続くＳ６６０にて、前述のＳ４９０と同様、今回取得し
たｊ個の信号レベルＶGJの内、平均値ＶGJAV±γ（γ；
例えば５０ｍＶ）の範囲内にある信号レベルＶGJは、ｋ
個（例えば５個）以上あるか否かを判断し、平均値ＶGJ
AV±γの範囲内にある信号レベルＶGJがｋ個以上であれ
ば、Ｓ６６５に移行して、平均値ＶGJAV±γの範囲内に
あるｋ個以上の信号レベルＶGJから、その平均値ＶGJAV
を算出し、平均値ＶGJAV±γの範囲内にある信号レベル
ＶGJがｋ個以上存在しない場合には、Ｓ６６０に移行し
て、前回値をそのまま平均値ＶGJAVとして設定する。

【００９２】また、このようにゲインコントロール電圧
更新後の疑似信号の信号レベルＶGJの平均値ＶGJAVが求
められると、今度は、この平均値ＶGJAVと、ゲインコン
トロール電圧変更前にＳ６２５（又はＳ６３０）で求め
た平均値ＶGJAVとを比較し、いずれの平均値が設定値
（例えば５００ｍＶ）に近いかを判定する。

【００９３】そして、変更前の平均値ＶGJAVが設定値に
近い場合には、Ｓ６８０にて、変更前のゲインコントロ
ール電圧ＶGCに対応したＶGC制御データ値（変更前値）
と初期又は通常の基準値取得処理で前回求めた基準ゲイ
ンコントロール値（前回値とから、前回値に重み付けを
した平均値を算出（所謂加重平均）し、その値を、新た
な基準ゲインコントロール値として設定する。また、逆
に、変更後の平均値ＶGJAVが設定値に近い場合には、Ｓ
６８５に移行して、変更後のゲインコントロール電圧に
対応したＶGC制御データ値（変更後値）と前回値とを加
重平均し、その値を、新たな基準ゲインコントロール値
として設定する。

【００９４】尚、この加重平均は、前述のＳ３６０と同
様に行われる。また、変更前値又は変更後値（ＶGC制御
データ値）は、基準ゲインコントロール値を用いてゲイ
ンコントロール電圧ＶGCを制御可能な基準ゲインコント
ロール値の上位数ビット分のデータに対応していること
から、Ｓ６８０，Ｓ６８５で、これら各値の加重平均を
算出する際には、変更前値又は変更後値となるＶGC制御
データ値の下位ビットに値「０」を付与して、これら各
値の桁数を合わせた上で、現在の基準ゲインコントロー
ル値に重み付けした加重平均値を算出する。

【００９５】次に、このように基準ゲインコントロール
値が設定されると、再度、疑似信号の信号レベルＶGJを
測定し、その値から、基準レベルを更新する。即ち、ま
ずＳ６９０にて、上記一連のレベル測定動作をｊ回（例
えば８回）繰り返すことにより、疑似信号の信号レベル
ＶGJをｊ個取得し、続くＳ６９５にて、その平均値ＶGJ
AV(j) を算出する。そして、続くＳ７００にて、今回取
得したｊ個の信号レベルＶGJの内、平均値ＶGJAV±γ
（γ；例えば５０ｍＶ）の範囲内にある信号レベルＶGJ
は、ｋ個（例えば５個）以上あるか否かを判断し、平均
値ＶGJAV±γの範囲内にある信号レベルＶGJがｋ個以上
であれば、Ｓ７０５に移行して、平均値ＶGJAV±γの範
囲内にあるｋ個以上の信号レベルＶGJから、その平均値
ＶGJAVを算出し、平均値ＶGJAV±γの範囲内にある信号
レベルＶGJがｋ個以上存在しない場合には、Ｓ７１０に
移行して、前回値をそのまま平均値ＶGJAVとして設定す
る。そして、このように疑似信号の信号レベルＶGJの平
均値ＶGJAVが求められると、Ｓ７１５に移行して、その
平均値ＶGJAVを基準レベルとして設定し、当該処理を終
了する。

【００９６】次に図７は、初期電圧設定処理（Ｓ１３
０）を表すフローチャートである。図７に示すように、
初期電圧設定処理では、まずＳ８１０にて、下記の一連
のレベル測定動作を、ＳＴＣ回路１８に入力する直流
電圧ＶDCを変化させつつ繰り返し実行することで、ピー
クホールド電圧ＶPHからオフセット値を減じた疑似信号
の信号レベルＶGJが基準レベルとなる直流電圧ＶDCを探
索する。

【００９７】レベル測定動作：信号切換回路１２をフ
ィルタ１６側に切り換え、ＳＴＣ電圧発生回路２２に制
御信号を出力して、ＳＴＣ回路１８の増幅率を変化さ
せ、その増幅率が最大となる所定タイミングでフィルタ
１６に制御信号を出力することにより、増幅器１４に疑
似信号を入力し、そのときピークホールド回路２８で得
られるピークホールド電圧ＶPHを読み込み、その値ＶPH
からピークホールド回路２８のオフセット値を減じるこ
とで、疑似信号の信号レベル（動作レベル）ＶGJを測定
する。

【００９８】尚、この探索には、直流電圧ＶDCを制御す
るのに使用するデータ（例えば８ビット）を上位ビット
から順に変化させて、上記レベル測定動作により得られ
る疑似信号の信号レベルＶGJが基準レベルとなる点を探
索する、所謂二分探索の手法が用いられる。

【００９９】そして、この探索動作によって、疑似信号
の信号レベルＶGJが基準レベルとなる直流電圧ＶDCが探
索されると、続く８２０にて、その探索は、ｉ回（例え
ば８回）実行されたか否かを判断し、ｉ回実行されてい
なければ、再度Ｓ８１０に移行する、といった手順で、
Ｓ８１０の探索動作をｉ回実行する。

【０１００】そして、Ｓ８１０による探索動作がｉ回実
行されると、続くＳ８３０に移行し、上記探索動作によ
って得られたｉ個の直流電圧ＶDCから、その平均値ＶDC
AV(i) を算出し、続くＳ８４０にて、今回取得したｉ個
の直流電圧ＶDCの内、平均値ＶDCAV(i) ±ε（ε；例え
ば５０ｍＶ）の範囲内にある直流電圧ＶDCは、ｓ個（例
えば５個）以上あるか否かを判断する。

【０１０１】そして、平均値ＶDCAV±εの範囲内にある
直流電圧ＶDCがｓ個以上であれば、直流電圧ＶDCの探索
を正常に実行できたと判断して、Ｓ８５０に移行し、平
均値ＶDCAV±εの範囲内にあるｓ個以上の直流電圧ＶDC
から、その平均値ＶDCAV（ε）を算出し、続くＳ８７０
にて、その算出した平均値ＶDCAV（ε）を、フィードス
ルーキャンセルのための直流電圧値（初期値）として設
定する。

【０１０２】また、Ｓ８４０にて、平均値ＶDCAV±εの
範囲内にある直流電圧ＶDCがｓ個以上存在しないと判断
されると、Ｓ８６０に移行して、Ｓ８１０及びＳ８２０
による一連（ｉ回）の探索動作を、ｚ回（例えば５回）
行ったか否かを判断する。そして、その一連の探索動作
をｚ回行っていなければ、Ｓ８１０に移行して、上記一
連の探索動作を再度実行する。

【０１０３】一方、Ｓ８１０及びＳ８２０による一連の
探索動作を既にｚ回行っていれば、今回の探索動作によ
って得られたｉ個の直流電圧ＶDCは正常であるとして、
Ｓ８７０に移行し、Ｓ８３０で算出した平均値ＶDCAV
(i) を、直流電圧値（初期値）として設定する。

【０１０４】そして、このようにＳ８７０にて直流電圧
値が設定されると、ＣＰＵ３０は、その後、電圧重畳回
路２０を介してＳＴＣ回路１８の信号入力端子に印加す
る直流電圧ＶDCを、その設定された直流電圧値で制御す
る。尚、この直流電圧ＶDCの制御には、ゲインコントロ
ール電圧ＶGCの制御と同様、直流電圧値の内、ＣＰＵ３
０がＤ／Ａ変換器を用いて直流電圧ＶDCを制御可能な上
位数ビットのデータ（以下、ＶDC制御データ値という）
が用いられ、このＶDC制御データ値をＤ／Ａ変換器に出
力することにより、Ｄ／Ａ変換器を介して直流電圧ＶDC
を制御する。

【０１０５】次に、図８は、初期電圧設定処理（Ｓ１３
０）でフィードスルーキャンセル用の直流電圧を設定し
た後、温度変化等によってこの直流電圧が最適値からず
れるのを防止するために周期的に実行される通常電圧設
定処理（Ｓ１７０）を表すフローチャートである。

【０１０６】図８に示すように、通常電圧設定処理で
は、まずＳ９０５にて、上記Ｓ８１０と同様の一連のレ
ベル測定動作をｉ回（例えば８回）繰り返し、ピークホ
ールド回路２８を介して疑似信号の信号レベル（動作レ
ベル）ＶGJをｉ個取得する。そして、続くＳ９１０で
は、Ｓ９０５で取得したｉ個の信号レベルＶGJからその
平均値ＶGJAV(i) を算出し、続くＳ９１５にて、その平
均値ＶGJAV(i) と基準レベルとを大小比較し、平均値Ｖ
GJAV(i) が基準レベルと一致していれば、Ｓ９２０に移
行して、現在直流電圧ＶDCを実際に制御しているＶDC制
御データ値（直流電圧値の上位数ビット（例えば８ビッ
ト）のデータ値）と、直流電圧値（ＶDC制御データ値よ
りもビット数が多く（例えば１０ビット）、Ｄ／Ａ変換
器にてＶDCを制御可能な最小可変電圧に対する小数点以
下の値を含むデータ値）とから、直流電圧値に重み付け
をした平均値を算出（所謂加重平均）し、続くＳ９２５
にて、その平均値を直流電圧値として設定した後、当該
処理を終了する。尚、この加重平均は、前述のＳ６８
０，Ｓ６８５と同様に行われる。

【０１０７】一方、Ｓ９１５にて平均値ＶGJAV(i) が基
準レベルよりも大きいと判断された場合には、Ｓ９３０
に移行して、その差は所定電圧κ（例えば２５ｍＶ）以
上であるか否かを判断する。そして、その差が所定電圧
κ以上で、平均値ＶGJAV(i)が基準レベルに対して所定
電圧κ以上大きい場合には、Ｓ９３５に移行して、現在
制御している直流電圧ＶDCに対応したＶDC制御データ値
に値「１」を加えたデータ値を、新たな直流電圧値とし
て設定することにより、直流電圧ＶDCをＤ／Ａ変換器の
分解能で決まる最小可変電圧分だけ速やかに上昇させ、
当該処理を終了する。

【０１０８】また逆に、Ｓ９３０にて平均値ＶGJAV(i)
と基準レベルとの差が所定電圧κ未満であると判断され
た場合には、Ｓ９４０に移行して、ＶDC制御データ値に
値「１」を加えたデータ値と直流電圧値とから、直流電
圧値に重み付けした平均値を算出（加重平均）し、続く
Ｓ９４５にて、その平均値を直流電圧値として設定した
後、当該処理を終了する。尚、この加重平均はＳ９２０
と同様に行われる。

【０１０９】また次に、Ｓ９１５にて平均値ＶGJAV(i)
が基準レベルよりも小さいと判断された場合には、Ｓ９
５０に移行して、その差は所定電圧κ（例えば２５ｍ
Ｖ）以上であるか否かを判断する。そして、その差が所
定電圧κ以上で、平均値ＶGJAV(i) が基準レベルに対し
て所定電圧κ以上小さい場合には、Ｓ９５５に移行し
て、現在制御している直流電圧ＶDCに対応したＶDC制御
データ値から値「１」を減じたデータ値を、新たな直流
電圧値として設定することにより、直流電圧ＶDCをＤ／
Ａ変換器の分解能で決まる最小可変電圧分だけ速やかに
減少させ、当該処理を終了する。

【０１１０】また逆に、Ｓ９５０にて平均値ＶGJAV(i)
と基準レベルとの差が所定電圧κ未満であると判断され
た場合には、Ｓ９６０に移行して、ＶDC制御データ値か
ら値「１」を減じたデータ値と直流電圧値とから、直流
電圧値に重み付けした平均値を算出（加重平均）し、続
くＳ９６５にて、その平均値を直流電圧値として設定し
た後、当該処理を終了する。尚、この加重平均はＳ９２
０と同様に行われる。

【０１１１】尚、Ｓ９４０，Ｓ９４５、及びＳ９６０，
９６５の処理は、夫々、直流電圧ＶDCが実際に変化する
頻度を抑えて、受信信号の信号処理系の動作を安定化さ
せるための処理である。つまり、これら各処理では、直
流電圧値を加重平均により更新するので、疑似信号の信
号レベルＶGJの平均値ＶGJAV(i) と基準レベルとに偏差
があっても、その差が所定電圧κ未満であるときには、
直流電圧値はゆっくりと変化することになり、実際に制
御される直流電圧ＶDCは、上記各処理が複数回連続して
実行されることにより初めて変化する。従って、外乱ノ
イズ等によってＳＴＣ回路１８やピークホールド回路２
８内の直流電圧が一時的に変動したような場合に、直流
電圧ＶDCを変化させてしまい、その後の距離測定精度を
却って悪化させてしまうといったことを防止できる。

【０１１２】以上説明したように、本実施例では、基準
値取得処理（Ｓ１２０，Ｓ１６０）により、ＳＴＣ回路
１８の増幅率を一定（最大増幅率）にした状態で、増幅
器１４に疑似信号を入力し、そのときピークホールド回
路２８で検出された疑似信号の信号レベル（最大レベ
ル）を読み込み、その値を基準レベルとして設定し、電
圧設定処理（Ｓ１３０，Ｓ１７０）にて、ＳＴＣ回路１
８の増幅率を距離測定時と同様に変化させ、その増幅率
が最大になった直後に増幅器１４に疑似信号を入力し
て、そのときピークホールド回路２８で検出された疑似
信号の信号レベル（最大レベル）を読み込み、この信号
レベル（動作レベル）を基準レベルに制御するための直
流電圧値を求めて、ＳＴＣ回路１８の信号入力端子に印
加する直流電圧ＶDCを設定する。

【０１１３】このため、本実施例によれば、距離測定時
にＳＴＣ回路１８の増幅率変化に起因して出力される交
流信号成分（フィードスルー）を、ＳＴＣ回路１８の信
号入力端子に印加する直流電圧ＶDCによって、正確にキ
ャンセルすることができ、距離測定時には、ＳＴＣ回路
１８のフィードスルーの影響を受けることなく、車両前
方に位置する物標までの距離を測定できることになる。
従って、本実施例によれば、車両前方を走行する先行車
両までの距離や障害物までの距離を極めて正確に測定で
き、車両走行時の安全性を高めることができると共に、
自車両を先行車両に対して所定車間距離で追従させる車
間距離制御を行う装置においては、車間距離制御を極め
て高精度に実行することが可能になる。

【０１１４】また、本実施例では、基準値取得処理（Ｓ
１２０，Ｓ１６０）及び電圧設定処理（Ｓ１３０，Ｓ１
７０）を実行する前に、オフセット値取得処理（Ｓ１１
０，Ｓ１５０）を実行し、ＳＴＣ回路１８からの出力信
号レベル（最大レベル）を検出するのに使用するピーク
ホールド回路２８のオフセット値を検出し、基準値取得
処理（Ｓ１２０，Ｓ１６０）では、疑似信号入力時にピ
ークホールド回路２８で得られたピークホールド電圧か
らそのオフセット値を減じた疑似信号に対応した電圧値
（信号レベルＶGJ）が、ピークホールド回路２８の動作
に最適な設定値となるように増幅率１４の増幅率（詳し
くはゲインコントロール電圧ＶGC）を設定している。こ
のため、ＳＴＣ回路１８のフィードスルーを、ピークホ
ールド回路２８を用いて常に正確に検出することが可能
になり、ピークホールド回路２８の動作特性に影響され
ることなく、直流電圧ＶDCを常に最適に設定することが
できる。

【０１１５】また、直流電圧ＶDCを更新する通常電圧設
定処理（Ｓ１７０）では、ＳＴＣ回路１８の増幅率を変
化させたときに得られる疑似信号の信号レベルＶGCの平
均値ＶGJAV（つまり、本発明の動作レベル）と、基準レ
ベルとの偏差が所定電圧κ以上である場合には、直流電
圧ＶDCを、ＣＰＵ３０が直流電圧ＶDCを出力するのに使
用するＤ／Ａ変換器の分解能で決まる最小可変電圧分だ
け速やかに変化させ、その偏差が所定電圧κ未満であれ
ば、直流電圧ＶDCがゆっくりと変化するように、直流電
圧ＶDCの制御に用いる動作電圧値を、偏差が少なくなる
方向に更新する。このため、上記偏差が小さい場合には
直流電圧ＶDCの変化を抑制して、制御の安定性を向上で
き、偏差が大きい場合にだけ、直流電圧ＶDCを大きく変
化させて、制御の応答性を向上する、といったことが可
能になる。

【０１１６】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、
種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例で
は、本発明を自動車用距離測定装置に適用した場合につ
いて説明したが、本発明は、航空機等、他の移動体用の
距離測定装置であっても、或いは、固定局から測定光を
出射して周囲の移動体等を監視する固定局用の距離測定
装置であっても適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の距離測定装置全体の構成を表すブロ
ック図である。

【図２】 実施例のＣＰＵにて実行されるフィードスル
ーキャンセル処理の流れを説明するフローチャートであ
る。

【図３】 図２のＳ１１０にて実行される初期オフセッ
ト値取得処理を表すフローチャートである。

【図４】 図２のＳ１５０で実行される通常オフセット
値取得処理を表すフローチャートである。

【図５】 図２のＳ１２０で実行される初期基準値取得
処理を表すフローチャートである。

【図６】 図２のＳ１６０にて実行される通常基準値取
得処理を表すフローチャートである。

【図７】 図２のＳ１３０で実行される初期電圧設定処
理を表すフローチャートである。

【図８】 図２のＳ１７０で実行される通常電圧設定処
理を表すフローチャートである。

【図９】 従来の距離測定装置の構成及び動作を説明す
る説明図である。

【図１０】 従来の距離測定装置の問題点を説明する説
明図である。

【符号の説明】

４…発光部 ８…受光部 １２…信号切換回路
１４…増幅器 １６…フィルタ １８…ＳＴＣ回路 ２０…電圧重
畳回路 ２２…ＳＴＣ電圧発生回路 ２４…コンパレータ
２６…時間計測ＩＣ ３０…ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定光を出射する発光手段と、 該発光手段が出射した測定光が外部の物標に当たって反
   射してくる反射光を受光し、受光信号を出力する受光手
   段と、 該受光手段からの受光信号を増幅する増幅手段と、 該増幅手段の増幅率を、該増幅率が時間の経過に伴い大
   きくなるように制御する増幅率制御手段と、 前記増幅手段から出力される交流信号成分を取り込み、
   該信号から前記受光手段による反射光の受光を検出する
   受光検出手段と、 前記発光手段にパルス状の駆動信号を出力して測定光を
   出射させ、前記増幅率制御手段を起動すると共に、その
   後、前記受光検出手段にて前記受光手段による反射光の
   受光が検出されるまでの時間を計時し、該計時時間から
   前記物標までの距離を算出する距離算出手段と、 を備えた距離測定装置において、 前記増幅率制御手段による増幅率制御に起因して前記増
   幅手段から出力される交流信号成分を抑制するため、前
   記増幅手段の信号入力端子に直流電圧を印加する直流電
   圧印加手段と、 前記増幅手段から出力される交流信号成分を取り込み、
   該信号のレベルを検出するレベル検出手段と、 前記増幅手段への信号入力がないときに前記レベル検出
   手段にて検出される前記交流信号成分のレベルを、基準
   レベルとして測定する基準レベル測定手段と、 前記増幅率制御手段を起動して前記増幅手段の増幅率を
   変化させ、そのとき前記レベル検出手段にて検出される
   前記交流信号成分のレベルを、前記増幅率制御手段動作
   時の動作レベルとして測定する動作レベル測定手段と、 該動作レベル測定手段にて測定された動作レベルが、前
   記基準レベル測定手段にて測定された基準レベルとなる
   よう、前記直流電圧印加手段が前記増幅手段の信号入力
   端子に印加する直流電圧を設定する直流電圧設定手段
   と、 を設けたことを特徴とする距離測定装置。
2. 【請求項２】 前記増幅手段への受光信号の入力を遮断
   して、前記増幅手段にパルス状の疑似受光信号を入力す
   る疑似受光信号入力手段を備え、 前記レベル検出手段が、前記増幅手段から出力される交
   流信号成分の最大レベルを検出し、 前記基準レベル測定手段が、前記基準レベルを測定する
   際には、前記増幅手段の増幅率を前記増幅率制御手段が
   制御する最大増幅率に設定して、前記疑似信号入力手段
   を動作させ、 前記動作レベル測定手段が、前記動作レベルを測定する
   際には、前記増幅率制御手段を起動して前記増幅手段の
   増幅率を変化させ、該増幅手段の増幅率が最大増幅率に
   なる所定タイミングで、前記疑似信号入力手段を動作さ
   せること、 を特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。
3. 【請求項３】 前記受光手段から前記増幅手段に至る信
   号経路に、入力信号を増幅して出力する第２増幅手段を
   備え、 前記基準レベル測定手段は、前記基準レベルが、前記レ
   ベル検出手段の動作に最適な所定レベルとなるよう、前
   記第２増幅手段の増幅率を設定することを特徴とする請
   求項２に記載の距離測定装置。
4. 【請求項４】 前記基準レベル測定手段による基準レベ
   ルの測定前に、前記レベル検出手段を信号無入力状態で
   動作させ、そのとき前記レベル検出手段にて検出された
   最大レベルを、前記レベル検出手段のオフセット値とし
   て測定するオフセット値測定手段を設け、 前記基準レベル測定手段及び動作レベル測定手段を、前
   記レベル検出手段にて検出された最大レベルから前記オ
   フセット値を引いた値を、前記基準レベル及び動作レベ
   ルとして、夫々測定するよう構成してなることを特徴と
   する請求項３に記載の距離測定装置。
5. 【請求項５】 前記基準レベル測定手段は、前記第２増
   幅手段の増幅率を設定した後、前記基準レベルの測定を
   再度行い、前記直流電圧設定手段は、該基準レベル測定
   手段にて前記第２増幅手段の増幅率設定後に測定された
   基準レベルを用いて前記直流電圧を設定することを特徴
   とする請求項３又は請求項４に記載の距離測定装置。
6. 【請求項６】 前記直流電圧設定手段は、前記動作レベ
   ルと前記基準レベルとの偏差を求め、該偏差が所定レベ
   ル以上であれば、現在直流電圧として設定されている現
   在電圧値を偏差が小さくなる方向に所定電圧分だけ変化
   させた変更電圧値を、新たな直流電圧として設定し、該
   偏差が所定レベルよりも小さければ、前記現在電圧値と
   前記変更電圧値とを前記現在電圧値に重み付けして平均
   化した加重平均電圧値を、新たな直流電圧として設定す
   ることを特徴とする請求項１〜請求項５いずれか記載の
   距離測定装置。
7. 【請求項７】 前記距離測定装置は、車両に搭載され、
   車両の進行方向前方に位置する物標までの距離を測定す
   る車両用距離測定装置であることを特徴とする請求項１
   〜請求項６いずれか記載の距離測定装置。