JPS5848880A - 距離測定装置の動特性制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明ｔＪ１、特許請求の範囲第１項のプレアンブルに
記載の、測定光パルスの走行時間を測定する方式にもと
づく距離測定装置に関する１゜この種の距離測定装置は
、例えば、先行の西独特許出願Ｐ　３１．０３５６７．
１号に記載されている。

上記出願の場合、分岐個所（・ま静的である３、即ち、
発光器から発射された各光パルスは、２゛つの部分に分
割され、第１の部分は、測定光パルスと１７て、目標に
投射され、別の部分１は、基準光パルスとして、直接、
検知装置に送られる。測定距離が大きい場合には、走行
時間の測定開始に第２の部分を利用し、測定停市に第１
の部分を利用する５、この場合、測定光パルスの発射強
度を１」標の反射性および距離に適合させ一１］。つ基
準光パルスの強度を測定光・Ｑルスの反射強度に適合さ
ぜると云う問題は。

受光光学系と検知装置との間の光路および基準光光路に
それぞれ設置１７た任意の種類の減衰装置によって解決
する１、受光された測定光ノＰルスの強度は、上述の原
因にもとづき、且つ寸だ、測定装置と目標との間に存在
する媒体の透過性の変化にもとづき、広い範囲に変動す
るので、」−記の適合操作が必要である。検知装置の受
光器の動特性ないしレンジ（・ま、反射された光パルス
の上記振幅範囲に比して小さいので、極めて小さい距離
お」：びまたは極めて反射性の良い目標の距ＩＩＩＩを
測定する場合には、高い精度を得るため、測定範囲の拡
大を意図］７て大きく選択した光ノｅルスの発射強度全
減少する必要がある。更に、受光器の応答待１’ｌ＋ば
、光電検知器に入射する光パルスの強度に依存して変化
するので、　１ｌｌｌ定光ノ＜？ルスＪ・・よび基準光
パルスをできる限り同様に処理するには、基準光・ぐル
スの振幅は、目標から反射された光パルスの振幅とほぼ
同一とする必要がある。従って、距離が遠い場合および
捷ノこは測定２」象の反射性が悪い場合は、基準光パル
スの振幅を対応して減少する必要がある。

この目的に使用する公知の減衰装置（例えば、アイリス
絞り、差込式フィルタ）は、比較的太きく且つ応答が遅
く、従って、高い測定周波数に（は不適であり、更に、
高価であり、使用できない。

従って、本発明の目的は、光パルスの強度の必要な減衰
を簡ｉ１ｉに、安価に、確実に且つ高速で行い得るよう
、冒頭に述べた種類の距離測定装置を改良することにあ
る。冒頭に述べた種類の距離測定装置では、西独特許出
願Ｐ３１０３５６７．１号の説明とは異なり、測定光・
やルスから分岐せる基準光パルスで０、なく、トリガ信
号発生器から発出されて発光２にの光パルス放出を誘起
する電気的１１Ｊガパルスを用いて走行時間の測定を開
始できるので、厳密に云えば、光ノクルスの走行時間で
はなく、信号の走行時間を測定する。この場合、信号は
、１ず、電気信号として現れ、次いで、光／−、Ｏルス
として現れ、次いで、再び電気信号として現れる。

この場合、″電気的″段階において現れる信号の遅延、
変動現象およびドリフト現象が測定結果に及ぼす影響は
、測定対象に送る測定光パルスの直前およびまたは直後
において、基準光パルスを装置内部の基準光光路に偏向
することによって、除去する。この場合も、上述の信号
走行時間測定を行う。この場合、″光学的″″段階の時
間的長さは正確に知シ得るので、信号の遅延は、双方の
′°電気的″段階について求められ、測定放射と基準放
射とが順次に行われる時間（は短いので、測定放射に際
して現れる゛′電気的″段階の信号の遅延と等しいと置
くか、かくして求めた測定値を減算ｊ７て除くことがで
きる。

この場合、発光器から発射された光／ｅルスを測定光光
路及び基準光光路に送る必要があるので、移動して対応
する測定光位置（測定光光路に光パルスを送る位置）お
よび基準光位置（基準光光路に光パルスを送る位置）を
取る光路切換器が設けである。

この光路切換器は、特許請求の範囲第１項にもとづき、
本発明の目的の達成のために利用できる。

本発明の構想の枠内において、即ち、光路切換器の瞬間
的位置にもとづき所望の減衰が行われるよう、可動の光
路切換器への光パルスの入射時点を制御するため、下記
の３つの変形例を提案する。

ａ）周期的に振動するミラーと、はぼ一定の角速度で回
転するミラープリズム′−）た＆１：　偏向ミ７−と、
光の通過１」を有するディスクとから構成できる光路切
換器の出１］範囲に、測定光光路の唯一っの導通する送
光部分および７寸たは基準光光路の唯一つの導通ずる送
光部分のみを設ける。この」場合、例えば、５０％の減
衰を行うに（ｄｌ、光路切換器の瞬間的位置にもとづき
、光パルスに含′まれる光１■１゛のＡだけが連１１ｆ
ｌ光路の入射窓に入射し、一方、別のＶ２＆：ｊ、入射
窓から外れるか吸収される」：う、ミラー、ミラープリ
ズムまたは回転円板−＼の光パルスの入射時点を選択す
る。より大きい斗たはより少ない減衰を行うには、導通
光路へ入射する光量が増加−または減少されるよう、対
応する別の入射時点を選択する１、光・ぐルスが分岐個
所を通過する際に光路を多様に部分的に被うこの種の装
置には、広い範囲で連続的減衰を行い得ると云う利点が
ある。光パルスが空間的、時間的に分散する場合には、
もちろん、問題がある。何故ならば、光・ぐルスの伝送
部分の時間的重心が、不分割の光パルスの時間的重心に
対して、選択される減衰度（／′Ｃ依存して異なる態様
で偏移Ｌ、この現象が、距ｌ１１１測定のための走行時
間測定に直接的影響を及ぼすからである。

ｂ）上述の問題は、測定光光路および／−ｆ　／ζは基
準光光路について、それぞれ異なる減衰係数を有する減
衰装置をそれぞれ含んでおり１必要に応じて唯一つの測
定光光路または基準光光路に統合される、機能的に相互
に並列の複数の送光部分を設けることによって、解決で
きる。即ち、光路切換器によって、所望の減俊フィルタ
寸たは同様のものを設けた送光部分に全測定光パルスを
偏向することによって、所望の減衰を行うことができる
。

この場合、減衰度の変更は段階的に行い得るにすぎない
が、これは、問題とはならない。何故ならば、少くとも
、光電受光器は、ある振幅範囲全処理でき、各減衰装置
の減衰係数は、」：り小さい減衰係数と受光器の動特性
レンジとの積が、次位の大きさの減衰係数よりも若干大
きくなる」二う、相互に調整させることができ、従って
、隣接の各減衰範囲に］：僅かに重υ合い、その結果、
全体として間隙のない減衰範囲が得られるからである。

更に、発光型出力を可変とすれば、かくして得られる動
特性レンジも−に記の積に組入れることができるので、
各フィルタの減衰係数の差は大きくとることができ、従
って、全減衰範囲を構成するのに必要なフィルタ数は少
くなる。

更に、光パルスの構造から云って可能であれば、更に、
光路の部分的遮蔽を行うことができ、従って、機能的に
相互に並列の光路部分の数を減少でき、かくして、必要
々減衰装置の数も減少できる。

Ｃ）特に好捷しい有利外変形例ｔよ、変形例ａ）。

ｂ）を部分的に糾合せたものである。この場合、各光路
について、相互に並列の複数の送光部分は不要であり、
しかも、光路の部分的遮蔽を行う必要がない。これは、
光路切換器を永続的に周期運動せしめて、光ノぐルス全
減衰すべき光路に異った減衰係数を備えた減衰素子（例
えば、フィルタ）を走行させて挿入し、所望の減衰素子
が挿入された時点に光路切換器に達するよう光ノｅルス
を発生することによって、可能である。

この場合にも、光路の部分的遮蔽を行うことができる。

この遮蔽を行いたくない場合ケ」５、減衰係数の段階的
変更のみを行えばよい。この場合も、ｂ）項で述べた理
由から、何等の問題も生じない。

３つのすべての変形例において、原理的に（弓：、測定
光ノクルスの減衰は、その送先前に、あるいは、測定対
象から戻った後に行うことができる１、後者の方が好゛
土しい。何故ならば、この場合は、測定対象捷たはその
周辺に」：つて受光光路に偏向された外部光が、測定光
と同様に減衰され、従って、様々な外部光に起因してな
だれダイオードに現れる誤差が除かれ、同時に、信号／
雑音比が本質的に改善されるからである。受光側でこの
減衰を行うには、投射光およびもどり光の何れもが光路
切換器に入射ｌ〜、次いで、受光器に送られるＪ：う、
光路切換器と受光器とを構造的に調和させ・Ｉ］、ばよ
い。

変形例Ｃ）を実現するために本発明にもとづき光路切換
器として設けた回転ディスクは、発光器から来る光を測
定光として部分的遮蔽を行うことなく真直ぐに透過せし
める多数の開口と、回転軸線から半径方向へ等間隔で配
置してあって発光器から来る光を基準光光路へ偏向する
多数のミラーとを有する。このディスクは、更に、回転
軸線から半径方向へ異なる間隔で配置１７てあって測定
対象から反射された測定光の光路を通過し、減衰値の異
なるフィルタを備えた別の多数の開口を有する。

投射光通過開口と、ミラーおよび基準光通過開口とは、
それぞれ、同数からなるグループに統合されている。こ
の場合、受光開口の１つの群には、常に、設定されたす
べての異る減衰値が含まれている。投射光間［：１の各
群およびミラーの各群には、受光開口の１つの群が配し
てあり、その結果、特定の投射光開口から投射された測
定光パルスは、測定対象からもどる際、特定の受光開口
を通過するか特定のミラーから反射された基準光パルス
が受光器に入射した際、同時に、特定の受光開口全通過
した外部光が上記受光器に入射する。かくして、一方で
は、測定光パルスについて“正しい″′投射光開口を選
択すれば、所望の減衰値が定められ、他方では、関連の
基準光、４１ルスについてミラーを″正しく′″選択れ
ば、双方のノクルスについて受光器における光の状態は
、可能な限り、相互に等しくなる。この場合、基準光パ
ルスの振幅が、基準光光路に設けてあって可変減衰素子
と制御自在の光学的減衰器とを含む減衰装置によって、
受光器に入射する測定光・やルスの振幅にできる限シ十
分に適合されることが前提となる。

各群に同様の態様で設けた各フィルタが各群において同
一の順序をなすよう、投射光開口およびミラーまたは受
光開口の上述の群をディスク上に交互に配列すれば、実
験によって正しい減衰値を求めた後、測定光走行時間お
よび基準光走行時間について複数の測定値を求め、次い
で、これらの測定値から平均値を求めて唯一つの特に正
確な距離測定値が得られ、全装置を厳密に周期的に運転
することにより測定光ｚｆルスおよび基準光パルスを、
正確に等しい時間間隔で常に交互に受光器に受光できる
。

−Ｆ記パルスを処理するアナログ回路は、すべてのアナ
ログ回路と同様、処理すべき測定信号にこの回路によっ
て加えられた誤差の大きさが、２つの連続する同種の信
号処理プロセスの間の時間間隔に依存すると云う特性を
有する。本発明にもとづき、トリガの周期性によって、
測定光パルスの走行時間値と基準光パルスの走行時間値
とに加わる上記誤差の大きさが等しいので、以降の差形
成に際して消去される。

更に、この種の距離測定装置の計時装置には、一般に、
時間基準信号を使用する。この信号は、各所で利用され
、従って、必然的に、極めて小さいが１周期的に変動す
る妨害信号として、実際上すべての電路に存在する。

任意の周期性ではなく、時間基準信号の周波数の整数倍
の一定周波数で装置を運転すれば、時間基準信号に起因
する妨害電圧は、同一の振幅でアナログ信号に加わるの
で、以降の差形成に際して消去され、計時操作は簡単と
なる。

時間基準信号の周波数全十分大きく選択すれば（例えば
、１５　ＭＨｚ　）　、光パルスが前置及後置の光路と
完全に一致した際回転ディスクの開口を通過すべきであ
ると云う条件を満足する条件の下に、上述の周期的運転
を実施できる。

この種の距離測定装置にバッテリから給電する場合、装
置に必要な各電圧は、チヨツ・母によって作成しなけれ
ばならず、チヨツＡのフランクが、走行時間測定を開始
または停止する信号の発生と同期すると、正確な測定が
不可能となると云う問題がある。

この誤差原因を防止するには、光パルスが光路切換器に
所望の減衰のために正しい時点に入射するのみならず、
また、走行時間測定の開始および停止が、チョッパのフ
ランクに起因する妨害が現れない期間内に行われるよう
、トリガ信号発生器を時間的に制御するのが有利である
。

特に高い測定精度を得るため、距離測定装置を上述の如
く周期的に且つ時間基準信号と同期させて運転する場合
は、上記条件は達成できない。この場合には、本発明に
もとづき、走行時間測定の開始斗たは停止が行われる期
間には、チヨッ・ぞの振動をブロック１〜、即ち、短時
間抑制御２、その代わり、緩衝コンデンサから給電を行
う。この場合、距離が遠い場合にも、期間は６０〜７０
ｔｔｓ　のオーダーであるので、上記給電操作は、技術
的に簡単に実施できる。

本発明を、図示の実施例を参照（７て以下に説明する。

光／−、Ｏルスの走行時間を測定する方式にもとづく距
離測定装置は、第１図に示した如く、発光器１を有する
。この発光器は、例えば、レーザ発光ダイオードと、上
記ダイオードにエネルギを供給する回路装置とを含み、
この回路装置は、本質的に、°′緩速で″充電されるキ
ャパンタンスの形の蓄勢器と、レーザ光／ＮＯルスの発
生のために蓄勢器に貯えたエネルギを発光グイオートを
介して急速に放出するのに使用する制御自在の電子スイ
ッチとから成る。

」二記スイッチのトリガは、トリガ信号発生器３によっ
て１１つ。この発生器の出力信号は、同時に、信号走行
時間測定の開始に、寸たけ、この測定開始のだめの準備
信号として役立つ。トリガ信号発生器３と発光器１との
間゛には、遅延素子２が設けである。この遅延素子の作
用によって、１つには、例えば、極めて短い距離を測定
する場合にも、走行時間測定の停止信号が開始信号から
時間的に十分に離れ、従って、１つの言１時チャンネル
によって上記双方の信号を順次に処理でき、１つには、
発光器がトリガ信号に応答して極めて高速で比較的大き
い電流衝撃が発光ダイオードによって作ら−れる時点よ
り前に、従って、妨害なく、信号走行時間の測定が開始
される３、因みに、上記時点にシ１：、極めて強い妨害
信号が発生］７、その結果、光パルスの発生と同時にま
たは発生直後に発光器１から発出される走行時間測定開
始信号全時間的に正確に検知するのが極めて円錐となる
。

発光器１によって作られた光パルスは、光射光光路７を
介して、光学的切換・減衰ユニット８に送られる。この
ユニットには、例えば、発射光光路７から出た光・ぐル
スを切換位置に応じて測定光投射路１５寸たけ装置内部
の基準光光路１１に偏向する機械的に可動な光路切換器
１０が設は−Ｃある。

測定光位置にある光路切換器１０によって測定光投射路
１５に送られた光パルスは、投射光学系１６（簡単化の
ため一枚のレンズとして示しである）に送られ、次いで
、距離を測定すべき対象に投射される。

竹光パルスのうち対象で反射された部分（ｌよ、受光光
学系１８（同じく一枚のｌ／ンズとｊ〜て示しである）
から、測定光受光路１９、切換・減衰ユニット８に設け
／こ可変の光学的減衰器２０校よび受光路２１．２２を
介して、受光器２３に送られる。

この受光器は、光電変換器として、例えば、フォトダイ
オードを含んでおり、このフ第１・ダイオードに（は、
光パルスの受光時に発生された信号を、計時装置２５が
行なっている当該光パルスの走行時間測定を停止］ユす
る停止信号として１回路２４を介して上記計時装置に供
給するための増幅・信号発生回路が後置しである。この
場合、走行時間測定操作は、既述の如く、トリガ信号発
生器３がら回路２７を介して計時装置２５に供給される
トリガ信号と門連１〜てすでに開始されている。

トリガ信号発生器３の出力信号を開時装置２５で作られ
る時間基準信号と同期させる場合のため、対応する信号
を計時装置２５からトリガ信は発生器３に伝送できる回
路２９が設けである。

計時装置２５の計測結果は、回路２８を介して、プロセ
ス制御・演算９評価中央ユニット３０に送られる。この
ユニットは、一方では、−］二記の走行時間測定値から
補正された距離測定値を求めて表示し、他方では、測定
装置全体のノロセス制御を行う。このユニット３０には
、マイクロプロセッサを設けるのが好捷しい。

基準光位置にある光路切換器１０によって基亭光光路１
１に送られた光／ｆルスは、場合によっては制御可能な
光学的減衰器３３を通過し、受光器２３に至る受光路部
分２２内の分岐個所３５に導かれる。発光器１から受光
器２３に至る］１記光路を通過する基準光パルスは、発
射側ではｌ−ＩＪガ信号に関して目、つ寸た受光側では
開時装置２５の停止信号の発生７Ｆで、測定光パルスと
同一の時間条件で遅延または処理される。この場合、基
準光パルスと測定光・ぐルスとの間の条件の差異は、本
質的に、光路切換器１０と分岐個所３５との間の光路の
長さのみである。この基準光光路１１の長さおよびその
所要通過時間は、極めて正確に知り得るので、基準光光
路について走行時間測定を行えば、測定路に関する走行
時間測定においても含捷れる上述の遅延時間および信号
処理時間は、各測定値の差を形成することに」二つて除
去できる。

光学的切換・減衰ユニット８とプロ十ス制御・演算・評
１１１１ｉユニット３０との間の信号交換は、多芯また
は二方向性に構成できる回路３９を介して行われるので
、例えば、回路４０を介して、光路切換器１０の胴間位
置に関する情報をユニット３０に伝送でき、回路４１．
４２に介して、当該の運転状態に適合し／ζ命令信号を
ユニット３０から減衰器２０．３３に与えることができ
る。

光路切換器１０は、本発明にもとづき、発光器１で作ら
れ発射光光路Ｉから出る光パルスが送光光学系１６また
は基準光光路１１に達する前に上記光パルスの強度を変
更でき、あるいは、動特性（レンジ）制御に役立つ光学
的減衰器２０と組合せて、特に簡単で最適に運転でき且
つ極めて正確な測定結果を極めて迅速に与える動特性制
御装置を構成できる。

光路切換器１０による直接的強度制御を、第２図の実施
例を参照して以下に説明する。第２図において、光路切
換器１０（は、矢印４８で示した如く、測定光位置４６
と基準光位置４７（破線で示しである）との間を周期的
に往復運動できる振動ミラー４５から構成しである。第
２図では、」１記双方の位置の間の信置距離は、判シ易
いよう、誇張して示しである１、実際には、双方の位ｆ
ｉｆは本質的に接近しているので、切換操作は極めて迅
速に行うことができる。振動ミラー４５の切換操作は。

矢印５０で示した如く、制御ユニツ］・４９によって行
う。振動ミラー４５の測定光位置４６および基準光位置
４７は、それぞれ、光パルスの発射時に発射光光路７か
ら出る光エネルギの最大部分が当該の測定光投射路１５
捷たは基準光光路１１に送られる位置である。振動ミラ
ー４５の永続的な周期運動にも拘らず、この最大送光＠
を確保するには、遅延して応答する発光器１から発射さ
れた光パルスが正しい時点に振動ミラー４５に入射する
よう、トリガ信号発生器３のトリが信号発生時点を振動
ミラー４５の運動と時間的に正確に関連させなければな
らない。、トリガ信号発生時点をこの最適時点からずら
すと、振動ミラー４５は、発射光光路７から出る光パル
スの光量の一部のみを当該の光路１５又は１１に送る。

即ち、適当な時間制御によって、伝送される光、４１ル
スの振幅を広い範囲に変更できる。この場合、中火ユニ
ット３０に、制御ユニット４９から回路４０を介して振
動ミラー４５の瞬間位置情報を送り、受光器２３から回
路４３を介して対応する信号の瞬間振幅情報を送り、次
いで、中火ユニットから回路５１を介してトリガ信号発
生器３にトリが信号の時間的シフトを行う制御信号を送
れば、有利である１−Ｊこの場合、基準光光路１１に設
けた光学的減衰器３３を可変性とせずに構成ｉ〜、その
代わり、振動ミラー４５によって、受光器２３で処理で
きる動特性範囲内で、測定光強度に対して基準光強度を
適合させればよいよう、基準光パルスの強度を減少する
減衰比一定のフィルタを設けることができる。

振動ミラー４５によって基準光パルスの強度および測定
光・ぐルスの強度の双方を制御する場合は、光学的減衰
器２０は不要である。しかしながら、良好な信号／雑音
比を達成するには、動特性制御のため、測定装置から投
射された光ノｆルスではなく、対象から反射された光パ
ルスを減衰するのが有利である。何故ならば、この場合
、同時に、外部光および外部光に起因する雑音も減少さ
れるからである。反射された光・やルスの減衰は、光学
的減衰器２０によって行う。この減衰器は、更に、基準
光光路１１について走行時間測定を行う際、この時点に
受光光学系１８で受光され受光器２３に送られた外部光
を、測定光光路に関する走行時量測定時の減衰度と同一
に減衰するのに使用する。

周期的に連動する振動ミラー４５を、例えば、５〜］、
　ＯＩｄ−ＴＺの周波数で作動する光路切換器１゜とし
て使用する場合、測定光投射路１５および基準光光路１
１をそれぞれ形成するオシティカルファイバーの端部は
、測定光位置４６または基準光位置４７が振動ミラーの
反転位置に一致しないよう、配置すれば」：い。かくし
て、測定周波数および基準光・ぞルスの周波数は倍増さ
れる。何故ならば、ミラー４５の一回の振動毎に、測定
光位置４６および基準光位置４７が２回取られるからで
ある。

より高い光・やルス周波数を得るため、本発明にもとづ
き、第２図に示した振動ミラー４５０代わりに、紙面に
垂直な軸線のまわりに一様に回転するミラープリズムを
使用できる。この場合、制御機構４９は、角速度をほぼ
一定に保持しなければならず、各ミラー面が特定の角度
位置を通過したことを示す信号全発生し、回路４０を介
してユニット３０に送らなければならない。

第１．２図において、光路７，１１，１５，１９゜２１
はオプティカルファイバーである。この場合、上記オグ
テイ力ルファイバーの端面の前後に設けるコンデンサレ
ンズまたは結像レンズは、簡単化のため、示してない。

オシティカルファイバーは、本発明にもとづき、少くと
も部分的に、別の公知の光伝送・結像手段（例えば、ミ
ラー、レンズ等）で置換えることができる。

振動ミラー４５″！、たけ回転ミラープリズムから構成
した光路切換器１０の作＠ｈ態様に関する上述の説明で
は、距離が極めて遠いためおよび／または対象の反射能
が極めて小さいため最大投射出力を使用しなければなら
ない場合に限り、光・ぐルスに含まれる全光量が光路切
換器１０によって当該の導通光路の入射開口に偏向され
るよう、トリガ信号発生器３を時間的に制御すると述べ
た。これに反して、別のすべての場合には、必要な光学
的信号減衰のため、発光器１で作られた光パルスは、光
パルスに含まれる光量の一部のみが導通光路に達し、一
方、残部は光路の入射窓で側方へ偏向されて測定装置内
にて適当に吸収されるような位置を光路切換器１０が取
った時点に、」１記切換器に入射するよう、トリガ信号
発生器３を時間的に制御する。

光パルスの走行時間を測定する距離測定装置の場合は、
光路の瞬間的部分遮蔽にもとづくこの光学的信号減衰法
は、光パルスが準点状の光源から放射されるか、面光源
の場合には、異っていない面範囲が順次に発光してその
光を例えば次段のオノテイ力ルファイバーに、異なる角
度で送る場合に限り、有意義に実施できる。この条件が
満足されない場合は、部分遮蔽による光学的減衰の結果
として、伝送される光・やルスの時間的重心が、選択せ
る減衰度に依存して、即ち、当該の部分遮蔽の程度に依
存して、測定光パルスおよび基準光・ぞルスについて異
なる態様で時間的に偏移し、従って１　この差異は、信
号走行時間の減算に際して消去されず、著しい測定誤差
が生ずることになる。

光路切換器として振動ミラー寸たは回転プリズムを使用
した場合、上記条件が満足されない場合は、本発明にも
とづき、減衰すべき測定光・ぐルスまたは基準光パルス
について、それぞれ異なる一定の減衰値を有し機能的に
相互に並列の複数の光路を設け、振動ミラー４５″！、
たけ回転ミラープリズムが、入射する光ノ４ルスを、所
望の減衰を行う正しい光路に完全に、しかも、時間的重
心の偏移が現れないよう、送るよう、トリが信号発生器
の条件に応じて且つ光路切換器１０の運動寸たは瞬間位
置に依存して各光路を時間的に制御する。この種の方法
では、部分遮蔽の場合と異々す、減衰値の連続的変更は
不可能であり、段階的変更が可能であるにすぎない。し
かし、受光器２３のなだれダイオードの感度は、電源電
圧の変更によって制御でき（減衰値：例えば、１　：　
５．５　）、受光器２３に含まれている−なだれダイオ
ードに後置した増幅器は、例えば、１　：　６．６の動
特性を有することができるので、チャンネルの動特性は
約ｌ：３６となり、従って、並列光路の各減衰段階の相
互間の差は、１：３０〜１：３５の範囲にとり得る。

従って、例えば、６つの並列光路および」１記動特性の
増幅器を使用すれば、１：１０ｇより太きい総合動特性
が得られる。

発光器の出力が比１：５で可変である場合は、チャンネ
ル動性１４１．ば１：１８０に増力１１する。従って、
各減衰段階の間の変化率に対応して大きくなる。第３，
４図に、本発明に係る光学的切換・減衰ユニット８の別
の実施例を示した。この実施例でｉｄ：　、発Ｉｊ光路
７に後置の光路切換器１０ならびに受）Ｙ；路１９，２
０の間に設けた可変の光学的減衰器２０に有利な態様で
一体に結合した回転ディスク５５を使用している。

回転ディスク５５の断面を示す第３図から明らかな如く
、ディスク５５は、シャフト５６を介して電Ｉ助４幾５
７によって、（枢動されて、常に矢印１尤の方向・＼回
転する。

この回転の角速度は、電動機５７に設け／こ公知の調節
回路に５１、って、−」たは、回路５Ｂを介して電ＩＪ
ｈ機５７に対応する情報・命令信号を送る中火ユニット
３０によって監視してほぼ一定に保持することができる
。

回転ディスク５５（は、その最外側の周囲部分が、オシ
ディカルファイバーとして示した発射光路７から出て低
分散性のレンズ５９（第３図には中心軸線で示しである
）によって伝送される光の光路内に入るよう、配置しで
ある。

ディスク５５の上記最外側範囲には、開１１群６０〜６
５お」：びミラ一群７０〜７５が交互に配置しである。

各群の最初の２つの開１１６０　、６１は、ディスク５
５０円周方向へ延在する孔として構成しである。トリガ
信号発生器３は、」−配置１．：＋　６０　。

６１の１つが発射光路７の後ろの光路内にある場合に、
対応する遅延を考慮して５発光器１に１つの光パルスを
放出せしめるよう、トリガされる１゜即ち、この光、ａ
ルスは、全く減衰されずに、自由光路として示した測定
光投射光路１５を介して投射光学系１６に達し、次いで
、対象に送られる。

他の開口６２〜６５には、それぞれ、比較的小さい減衰
係数（例えば、１：ｌＯ）を有し、光路１５の光軸を９
０°とは異なる角度で切る減衰フィルタが設けである。

」−記減衰フイルタフ０目的は下記の如くである。

レトロレフレクタを有し比較的近い距離にある対象を測
定する場合、レトロレフレクタの位置が悪いと、受光光
学系１８で、特に、分岐個所に至る受光路部分を形成す
るオシディカルファイバー２１の端面で反射さＪｌ、た
光パルス部分が、レトロレフレクタに」：つで投射光学
系１６にもどされ、この光学系によって、発射光路７を
形成するオノテイカルン゛アイバーの端面に合焦される
。開口６２〜６５に減衰フィルタが設（りてないと、−
１−記端面であらたに反射された光１？パルス分が、十
分大きな振幅を有する状態で、測定光光路を経て受光器
２３に達し、受）Ｌ器に１？いて、遅延された妨害光パ
ルスとして、本来の測定光パルスによって始動される何
月処理プロセスを妨害するので、誤差が生ずるか、正確
な時間１ｉ１１定か全く不可能となる。この現象−１、
開１］６２〜６５に設けたｊ噴泉ｔ　Ｌ　／こ減衰フィ
ルタによって防止される。即ち、」二記開［］は、それ
ほど遠くない距１１１ｆｌ＋　（ｒ−測定する場合、即
ち、」二連の妨害パルスが測定を妨害するのに十分な振
幅を有する危険性がある場合に常に、測定光の投射に利
用する。発光器１から発射された光を伺れにぜよ減衰す
る必要がある場合には、上記減衰装置によって、測定装
置から出る前の投射光が係数１＝１０で減衰されても、
問題はない。この場合、受光器から反射された光成分は
、再び投射光学系１６にもどり、オフ０テイカルフアイ
バーＩの端面に投射される際、光路内の減衰フィルタを
１回通過し、オシディカルファイバー　７の端面におけ
る反射の場合及び減衰フィルタを正規に通過した場合と
同様、比１：１０で減衰されるので、減衰値は、合泪し
て、１０−３となる。このように減衰された妨害光、ｐ
ルスは、受光器２３において、先行の測定光パルスの信
号処理全妨害することはない。

開口６２〜６５内の減衰フィルタが傾斜していることに
よって、フィルタ表面で反射された光成分が投射光学系
１６に達して、妨害信号を形成することが防止される。

対象が極めて遠くにある場合に測定光の放射に使用する
双方の孔６０．６１には、−に記の如き減衰フィルタは
設けてない。何故ならば、距離が遠いので、土ν１りの
妨害反射ｖノ：何等の影響も及ぼさないからである。更
に、上記双方の開［１６０、６１は長孔であるので、遠
距離のための測定光を早期に作成でき、従って、遠距離
にも拘らず、目標で反射さＪｌ、た光）Ｐルスは、正し
い時点に、回転円板５５の光学的減衰器２ｏを構成する
部分ｊ、−Ｊ：び受光器２３に入射する（こＪｌ、につ
ぃては、以下で詳細に説明する）。

回転ディスク５５の外側範囲には、各開口群６０〜６５
と交互に、同数のミラ一群７０−７５が設けである。Ｊ
こＪｑ−らミラーは、特に第：３図から明らかな如く、
その反射面が光路１５を横切る際に上記光路の光軸にｚ
Ｊシて４５°の角度をなすよう、ディスク５５に取伺け
である。ミラー７０−７５の１つが、第３図にミラー７
１について示した位置を取った時点に発光器１が１つの
光パルスを放射するよう、トリガ信号発生器３′ｆ：ト
リガｒれは、上記光パルス？ｊ１、ミラーで９（Ｊ０偏
向され、レンズ７７に」こって、基準光光路の前部を形
成するオフ０テイカルフアイバー３２の端面（第３図）
に集光される。

このようにして作られた基準光ノクルスは、オプティカ
ルファイバー３２の他端から出て、レンズ７８によって
平行光束に変換され、制御自在の光学的減衰器３３を通
過する。この減衰器は、本実施例では、所望の減衰値を
得るためステップモータ８１によって軸線８２の１わり
に矢印Ｓで示した如く両方向へ回転さぜ？４）るグレー
ウェッジディスク８０として構成しである３、基準光パ
ルスは。

可変の光学的減衰器３３の後ろで、所定の減衰比を有す
る減衰フィルタ８３を通過し、次いで、分岐個所３５に
おいて、ハーフミラ−８５に」：って、干渉フィルタ捷
たは中心周波数を同調させ得る干渉フィルタ８７を介し
て、受光器２３に至る受光路部分２２に入射される。こ
のために、平行光束は、レンズ８６によって、−」１記
受光路ｙ２１≦分を形成するオシティカルファイバーの
端面に合焦する。

光学的減衰器３３は、ｐ　ｒ、　ｚ　’ｒディスク捷た
はｐＬＭＮＺＴディスクから構成することもできる。

回転ディスク５５の半径方向内方の部分には、開口群９
０〜９５が順次に設けである。２各群は、６つの開口、
即ち、ディスク５５の外縁部分の上述の開ｌ］群の開１
］数またはミラ一群のミラー数と同数の開１１を含む。

上記間１］９０〜９５は、ディスク５５の回転時、測定
光受光路１９の断面が開口９０〜９５の径よりも十分小
さい個所において、受光光学系１８から受光＋ｉ！８部
分２２に至る光路１９を切るよう、配置１７である。

光パルスの走行方向で見て回転ディスク５５の後ろには
、受光路の入射部分を形成するオシティカルファイバー
２１の端面に光を集光するｌ／ンズ９６が設けである１
、このオプティカルファイバー２１の他端から出た測定
光は、基準光の場合と同様、別のレンズ９７によって平
行光束に変換される。

次いで、測定光は、傾斜したハーフミラ−８５を真直ぐ
、即ち、殆んど減衰されずに通過し、干渉フィルタ８７
を経てレンズ８６に達し、−］二１レしズによって、受
光器２３に至る受光路部分２２を形成するオプティカル
ファイバーの端面に集光される。

各開口９０（弓：、もど勺光を減衰せずに通過させるこ
とができ、一方、開口９１〜９５に１１、減衰比の異な
るフィルタが取伺けである。この場合、名群のすべての
同一番号の開口９１，９２，９３゜９４．９５が、それ
ぞれ、減衰値が同一のフィルタを有していることが肝要
である３゜ 即ち、上記回転ディスクを使用すれば、受光側で動特性
制御のために減衰される測定光（ｄ二、測定光投射路１
５から投射光学系１６、対象、受光光学系１８．測定光
受光路２１．２２および分岐個所３５を経て受光器２３
に至る唯一つの光路のみを通過する。それにも拘らず、
当該の光／Ｆルスの通過時点に、減衰のための光路の部
分遮蔽は行わない。

その代わりに、放射光を通過せしめる開［］６０〜６５
が測定光投射光路１５に完全に重々すかつ、開口９０〜
９５が測定光受光路１９に完全に重なる時点に発光器１
が測定光パルスを発射するよう、トリが信号発生器３を
時間的に制御する。距離が短いか中程度の場合には、上
記の完全な重なりは、実際上、同時に行われる。何故な
らば、ディスク５５の回転数は約１３０回／秒であるの
で、測定光パルスが上記の短いまたけ中程度の距離を走
行する時間内には、ディスクは進行していないからであ
る。遠距離の場合および極めて遠距離の場合にのみ（１
０Ｋｍ以下）、ディスク５５の回転運動が、測定光パル
スの走行時間に対して意味を有する。これが、遠距離１
および極めて遠い距離の場合に測定光パルスを投射する
のに使用する開口６０゜６１がディスクの円周方向に拡
大しである理由の１つである。即ち、約３．１°間隔で
投射された光／−、０ルスも、上記開口を自由に通過で
きる。かくして、測定光パルスが、対象からもどる際、
正に完全に遮蔽を行う位置にある対応する開口９０．９
１に入射するよう、測定光パルスを早期に発射すること
ができる。

本実施例で（は、光路切換器１０を形成するディスク５
５の回転運動によって、減衰係数の異なるフィルタを同
一光路に交互に挿入し、放射された測定光パルスが、対
象からもどる際、所望の減衰係数を有する間口９０〜９
５内のフィルタに確実に入射することになる時点に発光
器ヲトリガするよう、トリガ信号発生器３をディスク５
５の運動に依存して時間的に制御することによって、動
１１’に性制御に必要な各減衰値を作成する。測定・光
１？ルスが受光側においても、当該の時点に回転ディス
ク５５を通過できるよう、受光側の開口群の減衰値の異
なる開口９０〜９５の数に対応する数の開口６０〜６５
が設けである。

第３図に示した如く、測定光投射光路１５と測定光受光
路１９とをディスク５５の回転中心に関して直径方向へ
正確に対向させて配置した場合ｔよ。

投射開口６０〜６５および関連する受光開口９０〜９５
は、当該の光路とともに、上述の如＜″同時に″完全に
重なるので、投射開口６０，６１゜６２．６３，６４．
６５の中心および関連の受光開口９０，９１，９２，９
３，９４．９５の中心は、第４図に開口６２　、．９２
について鎖線１０１で示した如く、それぞれ、共通のデ
ィスク径上にある。この場合、放射開口６２０半径方向
内方にある受光開口９２は、上記投射開口では；なく、
直径方向に対向するミラー７２と関連される。

各群の他のミラー７０，７１．７３〜７５にも、それぞ
れ、直径方向に対向する受光開口９０，９１゜９３〜９
５が関連させである。この場合、各受光開口には、対向
する投射開口に関連１７対応してナンバーを附した受光
開口と同一の減衰係数を有するフィルタが設けである。

この構成の目的は、回転ディスク５５の運動または瞬間
位置に依存する特定の時点に基準光）ｅルスも発生せし
めることにある。本発明に係る装置の原理は、必要な距
離値を得るために相互に減算する測定光パルスおよび基
準光パルスの走行時間をできる限り同一の条件で測定す
ることにある。

更に、制御自在の光学的減衰器３３によって、基準光パ
ルスの強度を関連の測定光パルスの強度に十分に適合さ
せるとともに、当該のバックグランドの明るさの適合操
作も行う。このため、ミラー７０〜７５の何れかが発射
光光路７内にある場合は、基準光パルスは発生されない
。ミラー７０〜７５のうち、当該の測定光パルスが通過
する受光開口と同一フィルタを有しディスク５５０対向
１１１１にある受光開口に関連するミラーが利用される
。

かくして、受光器２３は、基準光パルス金受光した際、
当該の測定光・ぐルスを受光した際と同一の外界の明る
さに″曝露される″ので、同一の応答特性を示す。

この場合も、部分遮蔽を行うのではなく、異なる減衰フ
ィルタを備え機能的に相互に並列の光路に九ノ４ルスを
偏向する形式の動特性制御の場合と同様、ディスク５５
によって段階的減衰を行い得るにすぎないが、既述の如
く、この場合、受光器２３の動特性を利用できるので、
何等の問題もない。

ディスク５５の瞬間位置を求め、トリガ信号発生器３の
トリガ時点を正しく選択できるよう、ディスク５５には
、更に半径方向内方に、開口９０〜９５間及び゛開口６
０〜６５間ないしミラー７０〜７５間の各中心に位置す
る半径にそれぞれ関連する多数の孔９８が設けである。

これらの孔９Ｂは、光源９９および差動フォトダイオー
ド１００から成る光電検知機構（第３図）によって、回
転ディスク５５０当該の位置を表わす信号を、回路４０
を介して中央ユニット３０に送るのに役立つ。

」１記中央ユニットは、上記信号を受けると、回路５１
（第１図）を介してトリガ信号発生器３を時間的に正し
く作動する。

１つの孔９８は、第・１図に示した如く、回転軸線５６
から他の孔９８とは異なる距１）’［１に設けてあり、
ディスク５５０回転毎に中央ユニット３０のために一義
的な位置信号を発生する固有の光電検知機構（図示して
ない）によって走査される。

本発明に係る距離測定装置によって、反射能未知の対象
の未知の距ｌＩＩを側２ピする場合、正確々測定結果（
１０Ｋｍ以下の車内１１について精度±１馴）を得るこ
とができるよう、１ず、測定装置自体によって、正しい
減衰値を求めなければならない。

受光器２３内に受光フォトダイオードに後置した増幅器
（ｌ；、十分な線形性を有する１７５〜１，１５０ｍＶ
の信号を増幅でき（約１：６．６の動特性に対応）、以
降の処理機構に供給でき、受光フォトダイオードの感度
は、電源電圧の変更によつ−Ｃ１係数１　：　５．５で
変更できるとすれば、受光器２３によって処理できる動
特性レンジ（ｒｉ約１：　３６．３となる。大きな到達
範囲をイ↓するためにできる限り明るく選択した測定光
／ｅルスを対応して減衰することによって、受光器２３
に達する信号が上記の処理可能な明るさ範囲にあるよう
にしなければ々らない。この減衰は、一部は、測定路お
よび対象の反射能（外部減衰）によって行い、一部は、
この場合に現れ得る１：１０９〜１：１０Ｉ０の範囲の
差を補償するため１本発明にもとつきトリガ何月発生器
３をディスク５５の運動に依存して時間的に制御するこ
とによって（内部減衰）、場合に」：つ−Ｃは更に、発
光器１の発射出力を変更すること（補助的なチャンネル
減衰）によって行う。

発射出力を変更できない場合は、正しい内部減衰条件を
見出すため、捷ず、対象の極めて太きい距離および高い
外部減衰から出発して、反射された光パルスが、減衰を
行わない当該の開１］９０を経てもどるよう大きい距離
に対応する間隔を置いて、試験的に、１つの開口６０を
介して最初の測定光パルスを投射する。この場合、受光
フォトダイオードは最大感度に設定する。

受光器２３は、それ自体は公知の態様で、コンパレータ
を含む。このコンパレータは、受光フオ’−＜　１−ダ
イオードまたほこのダイオードに後置した振動回路の増
幅すべき出力信号が上限１．．１５０ｍＶを越えるか否
かを監視する。この−に限を越えない場合は、極めて遠
いおよびまたけ反射性の悪い目標が測定され、正ｌ〜い
内部減衰値（即ち、１：１）が見出されたことを意味す
る。

しかしながら、　　ｉ、１５０ｒｎＶを越えたので、コ
ンパレータが過制御信号を発生した場合は、中央ユニッ
ト３０によって、−面では、この場合に得られた開時値
し１１、測定誤差が大きいので、破棄し、他面では、受
光フ第１・ダイオードの感度を比１；５．５に減少する
。これは、投射光路１５を切る次の開口６０を介して第
２の信号を投射することができるよう極めて迅速に行わ
れる。この信号は、次いで、減衰を行わない開口９０を
経て受光器２３に達する。

過制御コンパレータが同じく応答した場合は、この測定
値も破棄［２、受光）第１・ダイオードの感度を再び高
い数値に設定し、次の測定光を１つの開口６１から外部
へ投射Ｌ　１減衰係数】：３０のフィルタが設けである
当該の開口９１からもどす。

かくて先行の測定光ｉ４ルスが閾値１，１５０ｍＶ′ｆ
ｒ：極く僅かに越えた場合は、受光器２３の増幅器には
、確実に、小さすぎる。即ち下限１７５　ｍＶ以下の信
号ではなく、目標範囲内にある信号が供給される。

この第３のテストにおいても、過制御コンパレータが応
答した場合は、次の測定光パルスを１つの開口６１から
投射し、当該の開口９１に受光する。この場合、もちろ
ん、受光フォトダイオードの感度は再び比ｉ　：　５．
５に減少する。

この場合も、受光増幅器が過制御されたならば、受光フ
第１・ダイオードの感度を再び上げ、妨害的な光の反射
を抑制するため減衰比１：１０の傾斜したフィルタを含
む１つの開口６２から次の測定光パルスを投射する。こ
の減衰値は、先行の測定実験から、減衰値１：３０は受
光器の増幅器の過制御全防止するのに不十分であること
が判っているので、妥猶である。この場合、反射された
光パルスは、開１１６２に関連し減衰係数ｔ　：　］、
　００のフィルタを備えた開口９２を経て受光器２３に
達するので、この光・やルスは、総計でｉ、：１．ｏｏ
。

の内部減衰を受ける。この減衰値は、先行の受光開口（
この場合、受光開口９１）の減衰値と受光器２３の動特
性値との積よシも幾分小さくなるよう選択しである。そ
れぞれ減衰係数１：３・１０３゜１：１０′、１：３・
１０６のフィルタを含む以降の受光開口９３〜９５の減
衰値についても同様である。

即ち、当該の放射開口６３，６４．６５の減衰フィルタ
と組合せて、総合内部減衰係数は、それぞれ、ｌ：３・
ｘｏ’、　１　：　１０’、　１　：　３・１０７　と
なるので、受光器２３の動特性範囲を考慮して、１：１
０°よりも大きい総合動特性が得られる。

投射開口６２から投射し当該の受光量１］９２で受光し
た測定光ノｅルスにおいても過制御コンパレータが応答
した場合は、受光フォトダイオードの感度を再び減少し
、過制御コンパレータが応答しなくなり、正しい減衰値
が見出される寸で、以降の開口９３〜９５の減衰［直音
逓増して−１一連の操作を続ける。

発射出力も、例えば、比１：５で変更できる場合は、開
口９０〜９５によって与えられる減衰値および受光ダイ
オードの最小感度において過制御コンパレータが応答し
た場合には常に、感度を増加し、開口９１〜９５の次の
強さの減衰フィルタを便用する前に、壕ず、発射出力を
減少して測定実験を行う。この場合、受光器および発光
器全切換えることによって、合計で、１：］、８０の動
特性範囲を得ることができるので、ディスク５５の開口
９１〜９５に、減衰値が相互に異なるフィルタを設け、
更に大きい総合動特性範囲を得ることができる。あるい
は、総合動特性範囲を同一として、各減衰フィルタを含
む開口の数、即ち、各群の開口の数を減少し、ディスク
５５の回転毎に投射される測定光／、ｏルスおよび基準
光パルスの数を対応して増加できる。

受光器２３には、既述の回路以外に、受光フォトダイオ
ードに後置した振動回路の増幅された出力信号の供給を
受ける振幅増幅・整流回路が設けである１、測定光パル
スについて正しい減衰値全見出したならば、この際に上
記整流器から得られた直流電圧は、Ａ／ｌ）変換器によ
ってディジタル値に変換される１で、サンフ０ル嗜ホー
ルド回路に保持し、次いで、ディジタル値は、中央コー
ニット３０に送って記憶する。

特に好ましい方法にもとづき、見出した減衰値を用いて
特に正確な距離測定値を求めるため、測定光パルス訃よ
び基準光パルス全交互に形成し、更に、２つの連続の光
パルス走行時間測定の間に開時装置２５において較正測
定を行う。

この場合、既述の如く、基準光パルスは、測定光走行時
間測定の場合と同一の減衰係数を有する減衰フィルタを
備えた開１］９０〜９５に関連するミラー７０〜７５に
よって偏向される。かくして。

外部光、測定光パルスおよび基準光パルスが同様に減衰
される。

測定光パルスの振幅に基準光、＋ルスの振幅を適合さぜ
るため、既述の如く、基準光光路１１には、減衰係数一
定の減衰フィルタ８３および減衰係数可変の光学的減衰
器３３が設けである。

測定光パルスについては、既述の如く、内部減衰値を極
めて大きな範囲に変更しなければならない。何故ならば
、外部減衰値が、対応して大きい範囲に変化するからで
ある。この場合の目的は、常に、受光フォトダイオード
に入射する光の最小強度と最大強度との比全受光器２３
で処理可能な動特性範囲１：３６に保持することにある
。、場合によっては、発射出力の切換によって達成でき
る比（１：５）ｋ上記範囲に乗する。これは、外部減衰
が大きい場合には、対応して小さい内部減衰値を、場合
によっては併ぜて、高い発射出力を選択し、逆に、外部
減衰が小さい場合には、対応して大きい内部減衰値を、
」場合によってはｆＪ［せ−Ｃ１小さい発射出力全選択
することによって、達成される。

従って、受光）第１・ダイオードに入射する測定Ｔ）Ｙ
；　、Ａ’ルスの振幅変化は、最大でも、ｌ：３（’ｉ
捷／こ（ｔ−１、＋　：　ｔ　８０の範囲にあり、基準
光光路に絹込んだ制御自在な光学的減衰ＢＦｉ　３３け
１基準光・Ｐルスしたハーフミラ−８５で処理すれはよ
い。例えば、ｆｆｌ余１したハーフミラ−が、測定光の
減衰をできる限り小さくするため、入射光の９９％全真
直ぐに透過し、１係だけを偏向１〜、即ち、基準光に対
しで減衰係数１：１００を示すと仮定すれば、減衰フィ
ルタ８３の減衰係数は約１３・１０−′″でなければな
らない。

残余の範囲１　：　３６　捷たはｔ　：　、１８　ｏに
おいては、基準光・Ｐルスの受光時に前述の整流器から
供給される直流電圧信号をザンゾル・ホールド回路に中
間的に記憶してディジタル値し、かくして得られたディ
ノタル値を当該の測定光・Ｐルスのディジタル値と比較
することに」：って、測定光／Ｐルスの振幅に基準光パ
ルスの振幅を適合さｌ）る。差が所定の許容範囲よりも
大きい場合は、回路４１を介して供給した対応する命令
信号によってステップモータ８１を作動して、次の基準
光／Ｆルス全グレーウェッジディスク８０で正しく減衰
する。

かくして、測定光パルスおよび基準光・ｅルスについて
正しい減衰値が見出されたならば、一連の測定光走行時
間測定、基準光走行時間測定および較正測定全行い、得
られた各測定値から平均値を作成し、次いで、平均値か
ら所要の距離測定値を計算する。

この場合、既述の測定精度がイ４↑しれるよう、受光チ
ャンネル全体、特に、言１時回路２５を厳密に周期的に
作動することが、特に重要である。光路切換器１０の上
述の実施例の利点は、正しい減衰値を見出したならば、
回転ディスク５５によって、受光チャンネルおよび後置
の計時装置を厳密に周期的に作動できると云う点にある
。ディスク５５ば、第４図から明らかな如く、３つの投
射量［１群６０〜６５と、３つのミラ一群７０〜１５と
、関連する３つの受光量１］群９０〜９５とを有する。

即ち、ディスクの回転４ｙに、正確に等しい間隔を置イ
て、３つの測定光パルスおよび基準光パルスが交互に投
射され、当該の信号走行時間全測定できる１、測定／６
ルスの投射時点と受光時点との間の時間間隔は、対象の
距離に依存するが、距離の差は、トリガ信号発生器３を
対応する時間間隔を置いてトリがすることによって容易
に補償できる。

このため、正規の測定操作に比して厳密には周期的では
ない追初のテスト測定において、中央ユニット３０によ
って対象の概略距離を求める１、この概略距離の誤差は
、測定操作が周期的でないので、もちろん、目標精度±
１咽よりも遥かに大きい。

しかし々から、この概略値は、以降の測定光投射および
基準光投射において厳密な周期性を得るのに必要な時間
間隔を計算するのには十分にｉＥ確である。既述の如く
、短い距離および中程歴の距離については、測定光パル
スの走行時間はディスク５５０回転速度に比して問題と
ならないので、投射開口、受光量１」、測定光放射光路
お」：び測定光受光路の完全遮蔽の条件が、上述の時間
間隔によって撹乱されることはない。遠い距１更１およ
び極めて遠い距離についても、放射量［，１６０、６１
が長孔に構成しであるので、上記の条件を順守して、必
要な時間間隔を取ることができる。

制御自在の光学的減衰器３３全構成するグレーウェッジ
ディスク８０　、１）Ｉｆ、ＺＴディスク丑たはＰＬＭ
ＮＺＴディスクについて述べて置くが、その減衰範囲は
、場合によっては発光器１と糾合ぜて受光器２３によっ
て決捷る動特性範囲１：３６’ｔたは１：１８０の２倍
（例えば、１．ニア２１：３６０）に選択すれば有利で
ある。かくして、発光ダイオードの出力υ１、一般に、
時間の経過とともに半減すると云う事実に対処できる１
、基準光光路１１に」二記の処置を講じて対応する補償
を行えば、」二記事実が、測定可能な最大距離が短くな
ると云う欠点以外には、不利な影響を与えることはない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にもとづき、投射光路および受光光路
に設けた光学的切換・減衰ユニットによって動特性制御
を行い得る距離測定装置のブロック構成図、第２図は、
第１図の光学的切換・減衰ユニットの第１実施例の略図
、第３図は、第１図の光学的切換・減衰ユニットの特に
好ましい第２実施例の略図、第４図は、第３図に断面Ｎ
として示した減衰ディスコの平面図である。 １・・・発光器、３・・・トリガ信号発生器、１０・・
・光路切換器、　　　　２０・・・光学的減衰器、１５
・・投射光路、１６　・投射光学系、２３・・・受光器
、３５分岐個所。 出願人　　ルートヴイツヒ・ポエルコヴ代理人　弁理士
　　加　藤　朝　道 ＦＩＧ、４ 手続補正書（）ｊ・Ｖ、、） 昭和５７年１０月２７１１ 特許庁長官　名杉　１夫　　殿 １、４１件の表示 １１μ和５７年　％　、＝Ｉ−願第り　７　！］　２３
　ぢ２、発明の名称　車前測定装置の動’１．！＋”ｌ
’ｌ制簡１装置３　補正をする者 事（ＩＩとの関係　　　　出願人 イｌ＋Ｉ’１１ ４、代理人 氏　名　　　　　（８０ｆ３＋）弁理１加１１（ζ朝ｊ
ｆ′ｉ５、　補１「命令のｌ’ｌｆ・１　　昭和５７年
９ＪＩＣ〕ｌｌ　　（昭和５７年９Ｊ］２８ｒｌ奢送）
６　補１１−により増加する発明の数　　　な　　し７
、′ｆ市止の７・］象 図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）測定光・やルス、即ぢ、トリガ信号発生器に」：っ
   てトリガされる発光器から発生され、投射光学系によっ
   て測定対象へ投射され、対象から反射され、測定装置の
   受光光学系に受光され、この／Ｆルスに応答して走行時
   間測定停止用電気信号を発生する光電受光器へ導かれる
   測定光パルスの走行時間を測定する方式に依拠し、発光
   器から投射光学系に至る光路に、発光器から来る光を受
   光器に直続した装置内の基準光光路に送ることができる
   分岐個所を設けた形式の距離測定装置の動特性制御装置
   において、分岐個所には、発光器から発生された光・ぐ
   ルスを、測定光発射時には、投射光学系に至る測定光投
   射光路に伝送でき、基準光発射時には、基準光光路に伝
   送できる光路切換器が設けてあり、トリガ信号発生器が
   、測定光発射時およびまたは基準光発射時に、発光器か
   ら発射される光ノ＜’ルスの光量の所定の部分がそれぞ
   れ受光器に達するよう時間的に制御されることを特徴と
   する装置。 ２）光路切換器が可動であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の装置。、 ３）光路切換器が、周期的運動を行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４）トリガ信号発生器は、当該の光・やルスに含まれる
   光量の所定部分が、所望の減衰値を得るために対応して
   有効となる光路切換器１０の作動位置によって、測定光
   光路１５．１９−または基準光光路１１の唯一つの導通
   部分１５．３２に送られるよう１時間的に制御されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項記載
   の装置。 ５）トリガ信号発生器は、当該の光・やルスに含まれる
   全光量が、所望の減衰値を得るために対応して有効とな
   る光路切換器１０の作動位置によって、夫々減衰係数の
   異なる減衰素子を含み機能的に相互に並列の複数の測定
   光光路部分または基亭光光路部分のうち選択せる１つの
   部分に送られるよう、時間的に制御されることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項または第３項記載の装置。 ６）トリガ信号発生器３は、当該の光パルスに含捷れる
   全光計が、対応して有効と彦る光路切換器１０の作動位
   置によって、測定光光路１５，１９または基準光光路１
   １の唯一つの導通部分１５゜３２に送られるよう、時間
   的に制御され、測定光光路１５　、１９４たは基準光光
   路１１には、光路切換器１０の瞬間位置に依存して、所
   望の大きさの減衰係数金有する別の減衰フィルタが挿入
   可能であることを特徴とする特許請求の範囲第２項捷た
   け第３項記載の装置。 ７）光路切換器１０として、周期的に往復振動するミラ
   ー４５が設けてあシ、測定光位置４６および基準光位置
   ４７は、ミラー４５の反転位置と一致しないよう選択し
   であることを特徴とする特許請求の範囲第３〜５項の１
   つに記載の装置。 ８）光路切換器１０として、反射性側面を有する回転プ
   リズムが設けてあり、プリズムの回転軸線は、ン０リズ
   ムで終わる光路の光軸に垂直であることを特徴とする特
   許請求の範囲第３〜５項の１つに記載の装置。 ９）光路切換器１０として、定常的に回転するディスク
   ５５が設けてあり、ディスクの回転軸線５６は、ディス
   ク５５で終わる光路７　、１５，１９゜２１の光軸に平
   行であり、発光器１から来る光路７を遮蔽するディスク
   部分には、発射光を真直ぐに通過せしめる少くとも１つ
   の開口６０〜６５および発射光を所定角度だけ偏向する
   少くとも１つのミラー７０〜７５が設けてあり、ディス
   ク５５を真直ぐに通過した光を受光する測定光投射光路
   １５および偏向された光を受光する基準光光路１１が設
   けであることを特徴とする特許請求の範囲第３〜６項の
   −に記載の装置。 １０）ディスク５５が１発射光を通過せしめる複数の開
   口６０〜６５と、発射光を偏向する複数のミラー７０〜
   ７５とを有し、すべての開口６０〜６５およびミラー７
   ０〜７５が、ディスク５５の回転軸線５６から等しい距
   離に設けてあり、開］」６０〜６５の少くとも１つの開
   口６２〜６５には、発射光を減衰するフィルタが設けで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の装置
   。 １１）ディスク５５は受光光学系１８から光電受光器２
   ３に至る測定光受光路１９を遮蔽する部分を有し、上記
   部分にはもどり光を通過せしめる多数の開口９０〜９５
   がディスク５５０回転軸線５６から等距離に配設され、
   上記開口９０〜９５のうち少くとも若干の開口９１〜９
   ５は夫々もどり光を減衰するフィルタを備え、各フィル
   タの減衰係数は相互に部分的に異なることを特徴とする
   特許請求の範囲第９項または第１０項記載の装置。 １２）もどり光を通過せしめるディスク５５の開口９０
   〜９５が、それぞれｎヶづつもと受光を減衰せずに通過
   ぜしめる１つの開口９０とそれぞれ減衰係数の異なるフ
   ィルタを設けたｎヶの開口９１〜９５とを含む１つの群
   に結合されており、各群には減衰を行わない開口９０お
   よび異なる減衰係数を有するフィルタを備えた開口９１
   〜９５が同一の順序で配置しであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１１項記載の装置。 １３）各群の相互に対応する開口９０〜９５に設けたフ
   ィルタの減衰係数が相互に等しく、１つの群に属するフ
   ィルタの減衰係数が、光電受光器２３および受光器に後
   置したチャンネルで処理できる信号振幅の最大値と最小
   値との比よりも小さい比率で相互にそれぞれ異なること
   を特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の装置。 １４）各群の対応する開口９０〜９５に設けたフィルタ
   の減衰係数が、相互に等しく、１つの群に属するフィル
   タの減衰係数が、光電受光器２３および受光器に後置し
   たチャンネルで処理できる信号振幅の最大値と最小値と
   の比と発光器１の発射出力の最大値と最小値との比との
   積よシも小さい比率で相互にそれぞれ変えることを特徴
   とする特許請求の範囲第１２項記載の装置。 １５）発射光を通過せしめるディスク５５の開口６０〜
   ６５が、ｎヶの開口を含む群に統合してあり、上記各群
   の間には、発射光を偏向するｎヶのミラー７０〜７５を
   含むミラ一群が設けてあり、各開口群６０〜６５が円周
   方向へ延在しかつフイルタを設けてない少くとも１つの
   開口６０　、６１を含み、残余の開口６２〜６５には、
   光軸１５ａに対して９０°とは異なる角度で傾斜し同一
   の減衰係数を有する減衰フィルタが設けであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１１〜１４項の−に記載の装
   置。 １６）発射光を通過せしめる開口６０〜６５もしくは発
   射光を偏向するミラー７０〜７５ともどり光を通過せし
   める開口９０〜９５との中心が、ディスク５５の回転軸
   線５６から出る共通の半径上にあり、ディスク５５が、
   回転軸線５６がら開口６０〜６５．９０〜９５およびミ
   ラー７０〜７５とは異なる距離、にある少くとも１つの
   孔９８を有し、上記孔はディスク５５の瞬間位置を検知
   しディスクの回転速度を監視するのに役立つ信号を発生
   する光電検知機構９９．１００をディスク５５の回転毎
   に１回作動することを特徴とする特許請求の範囲第１０
   〜１５項の１つに記載の装置。 １７）２つの開１］の中心を結ぶまたは［っの開口の中
   心と１つのミラーの中心とを結ぶ各半径の前に所定角度
   間隔を置いて、光電検知機構全作動する孔９８が設けて
   あり、上記孔９８の通過の際に光電検知機構９９，１０
   ０から発出される信号が、光・ぐルスのトリガの準備に
   役立つことを特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の
   装置。 １８）　　受光光路１９，２１には、回転ディスク５５
   と光電受光器２３との間に、もどり光を真直ぐに通過さ
   せ、基準光光路から来る光を偏向して受光器２３に至る
   受光光路部分２１に合流入射させることができるハーフ
   ミラ−８５が受光光路の光軸に対して傾けて設けである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第９〜１７項の−に記
   載の装置。 １９）基準光光路１１には、減衰係数一定の減衰素子８
   ３および減衰係数制御自在外減衰素子３３が順次に直列
   に設けであることを特徴とする特許請求の範囲第１〜１
   ８項の−に記載の装置。 ２０）制御自在の減衰素子３３の減衰係数の最大値と最
   小値との比が、発射出力の経時劣化を考慮する数値と、
   光電受光器２３および後置のチャンネルで処理できる信
   号振幅の最大値と最小値との比との積に少くとも等しい
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１９項記載の装置。 ２１）制御自在の減衰素子３３の減衰係数の最大値と最
   小値との比が、発射出力の経時劣化を考慮する数値と、
   光電受光器２３および後置のチー）・ンネルで処理でき
   る信号振幅の最大値と最小値との比と、発光器１の発射
   出力の最大値と最小値との比との積に少くとも等しいこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１９項記載の装置。 ２２）制御自在の減衰素子３３が、ステップモータ８１
   によって回転させ得るグレーウェッジディスク８０であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１９〜２１項の−
   に記載の装置。 ２３）制御自在の減衰素子３３が、ＰＬＺＴディスク捷
   たはＰＬＭＮＺＴディスクであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１９〜２１項の−に記載の装置。 ２４）制御自在の減衰素子３３の制御信号は、光電受光
   器２３が測定光パルスおよび基準光パルスの受光時にそ
   れぞれ発出され増幅、整流された信号振幅を比較するこ
   とによって得られることを特徴とする特許請求の範囲第
   １９〜２３項の−に記載の装置。 ２５）必要な各電圧を発生するのに使用するチョッパを
   有する形式の特許請求の範囲第１〜２４項の−に記載の
   装置において、トリが信号発生器３は、信号走行時間測
   定の開始おＪ：び停市が、チョッパのフランクに起因す
   る妨害が現れ々い期間内に行われるよう、チョツノその
   振動に依存して制御できることを特徴とする装置。 ２６）必要な各電圧を発生するのに使用するチョッパを
   有する形式の特許請求の範囲第１〜２５項の−に記載の
   装置において、信号走行時間測定の開始および停市が行
   われる期間内にチョツノｅの振動を抑制する回路装置お
   よび」二記期間内に全装置の給電を行う緩衝コンデンサ
   が設けであることを、特徴とする装置。 ２７）信号／雑音比の最適化のため、受光器２３の前の
   平行光線光路に、中心周波数を同調させ得る干渉フィル
   タ８７が設けであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜２６項の−に記載の装置、９