JPS62165176A

JPS62165176A - 光レ−ダ装置

Info

Publication number: JPS62165176A
Application number: JP61008283A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Tamiya; 則宏田宮; Hiroshi Noda; 博司野田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1987-07-21

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】［産業上の利用分野コこの発明は、周囲に光を送光し、物標からの反射光を受
光することによって、物標の存在の有無を検出する光レ
ーダ装置に関するものである。

［従来の技術］従来の光レーダ装置の一例を第４図に示す。この図面は
昭和５７年オーム社発行の″レーザハンドブツク″の２
７．４測距への応用の項目に例示された基礎原理を示す
回路のブロック図である。図において、（１）はグロッ
クパルス発生器、（２）は電気信号を光信号に変換する
ための発光素子（レーザダイオード等）とその駆動回路
と、レンズ系とで構成される送光器、（３）は物標から
の反射光を受光するためのレンズ系と、光信号を電気信
号に変換するための受光素子（ホトダイオード）で構成
される受光器、（４）はパルス信号を通過させるような
広帯域増幅器、（５）は警戒レンジに相当する時間軸の
レンジゲート、（６）は警戒レンジを設定するための警
戒レンジ設定器、（７）は物標の有無を判定するターゲ
ット判定器である。

次にこの第４図で示すブロック図の回路につき、その動
作について説明する。クロックパルス発生器（１）は、
パルス間隔が最大警戒レンジに対応する時間以上である
クロックパルスを送信パルスとして発生する。この送信
パルスが送光器（２）へ駆動パルスとして入力され、パ
ルス変調光が送出される。物標に当って反射して返って
来た光は受光器（３）で受光され、光電変換により電気
信号に変換された後１通過帯域幅Ｂが例えばＢ＝１．２／τ　（τ：送信パルス幅）で決まるような
広帯域増幅器（４）によって必要レベルまで増幅され受
信パルスとなる。このとき広帯域増幅器（４）は受光し
た光の微弱信号を判定レベルまで増幅することが可能で
なければならぬため、非常に高利得のものが必要となる
。受信パルスは、警戒レンジ設定器（６）で設定された
警戒レンジに相当する時間幅をもち、ゲート開始タイミ
ングが送信タイミングに等しいレンジゲート（５）を通
る。警戒レンジ設定器は、例えばこの先レーダ装置の装
備の主体が自動車の車両である場合。

自車速度を検出してその値に応じて衝突防止のための警
戒レンジを設定するためのものである。物標の有無は受
信パルスがレンジゲート内にあるか否かを成るしきいレ
ベルをもったターゲット判定器（７）で検出することに
より判定する。

［発明が解決しようとする問題点コ従来の光レーダ装置は以上のように構成されており、受
信パルスをレベル判定するための受信感度は、広帯域増
幅器（４）の出力の信号対雑音比によって決まり、判定
の誤差検出率を小さくするためには、この信号対雑音比
が良くなければならない。ところが、パルス信号を通過
させる必要から通過帯域幅Ｂは広帯域であることが必要
であり、広帯域増幅器の出力雑音は非常に大きくなり、
信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が悪くなるという問題点があっ
た。又、必要通過帯域幅Ｂを保ちかつ高利得の広帯域増
幅器を得ようとすれば、回路が複雑で非常に高価になる
という問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消し、従来のものに
比べて受信感度を向上し、かつ回路が簡素化しつつ、安
価に製造できる光レーダ装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明にかかる光レーダ装置は、送信側に低周波信号
でパルス変調をする手段を設け、受信側には、上記低周
波信号を復調するためのう戒しン新に相当する位相のサ
ンプルパルスによるサンプリング手段を具備したもので
ある。

［作　用］この発明においては、上記のように警戒レンジ位相のサ
ンプルパルスによるサンプリング手段によって、低周波
信号を復調し、その低周波信号の有無によって物標の有
無を検出する。そのため受信増幅度の大部分を低周波増
幅器に負担させるようにしたので、到来信号に対して雑
音の通過帯域幅を狭くすることができ、信号対雑音比Ｓ
／Ｎを大きく改善することができる。

［実施例］以下この発明の一実施例を図面について詳しく説明する
。第１図はこの発明の一実施例を示す光レーダ装置の回
路のブロック図である。この図面の符号はさきに説明し
た従来装置のブロック図第４図と同一符号は同−又は相
当部分を示す。また第２図は、第１図の実施例における
回路の各部に出現する信号波形を示したものである。（
８）は分周器で、クロックパルス発生器（１）の出力を
分周して、低周波信号を、この場合は短形波信号を発生
させるものである。（９）はパルス変調器である。

（８）はサンプルホールド回路、（１１）は低周波増幅
器、（１２）は検波器で一連の信号処理を行なう。、（
１３）はサンプルパルス発生器で、可変遅延回路（４）
とサンプルパルス幅設定回路を含んでいる。

次にこの実施例の作用動作を説明する。上記のように構
成された光レーダ装置においては、クロックパルス発生
器（１）の出力信号Ａは、第２図Ａの波形をもつが、従
来の装置第４図のようにそのまま送光器（２）への駆動
パルスとはならずに、分周器（８）で分周された低周波
信号Ｂ（第２図のＢ）によってパルス変調器（９）でパ
ルス変調される。

この変調を受けたパルス変調信号Ｃ（第２図のＣ）が送
光器（２）へ駆動パルスとして入力され、このパルス変
調光が送光される。また、このときの送信パルス幅は、
最大警戒レンジに対応する時間幅以上でよい。クロック
パルスは分岐して、サンプパルス発生器（１３）の中の
可変遅延回路（１４）を通り、警戒レンジ設定器（６）
で設定された警戒レンジに対応する時間に応じた遅延量
だけ遅延された第２図りで示される様な信号となり、サ
ンプルパルス幅設定回路（１５）によってサンプルパル
スＥとなる。

一方物標から反射して来た反射光は受光器（３）で受光
され、光電変換により電気信号に変換される。

このとき受信信号はパルス信号であるので、通過帯域幅
が、例えば１．２／τ　（τ：送信パルス幅）で決まる
ような広帯域増幅器（４）が必要であるが、その利得は
後述する様にサンプルホールド回路（１０）以降の雑音
レベルで信号対雑音比が悪化しない程度の低利得でよい
。従って安価な高周波トランジスタ等で構成することが
可能である。増幅された受信パルス信号Ｆはサンプルホ
ールド回路（１０）によってサンプルホールドされ、も
しサンプルパルスＥの発生タイミング（警戒レンジに対
応するタイミングである。）が受信パルス信号の存在す
る期間内であれば、送信時の変調をかけた低周波信号が
復調される。復調された低周波信号Ｇは、低周波増幅器
（１１）によって必要レベルまで増幅される。一方、広
帯域増幅器（４）の出力雑音は、サンプルホールド回路
（１０）を通ることによって、サンプルパルス幅ｔ５と
送信操り返し周波ｔｆの比ｔ　ｓ／　ｔ　ｆ　（ｔ　ｓ
＜＜’ｔ　ｆ）に減少する。このサンプルパルス幅ｔ５
を狭くするこは容易である。更に。

次の段の低周波増幅器（１１）を狭帯域にするか、別個
に狭帯域フィルタを設けることによって大幅に雑音レベ
ルを低減することができ、結果的に信号対雑音比を向上
させることができる。この低周波増幅器（１１）は汎用
の○Ｐアンプ等の簡単な構成で、安価な素子を使用して
、狭帯域、高利得のものが容易に得られる。また、サン
プルホールド回路（１０）も安価な汎用のトランジスタ
や、ロジックＩＣ等を使用して同様に構成することが容
易である。

低周波増幅器（１１）によって増幅された信号は検波器
（１２）によって検波される（出力レベルＶ）。取り出
された検波出力■はターゲット判定器（７）によって、
一定のしきいレベルより大きいか否かを比較検討され、
警戒レンジ内の物標の有無が判定される。この装置は、
例えば自動車などに搭載されれば、自分の車の前方、後
方、又は側方など周辺の障害物を形成する物標を自動的
に検出して警報を出してくれるので、衝突防止、車間距
離制御、路面状況検知、車線変更時の隣接レーンの状況
検知等に有効に使用することができる。

なお、上述の実施例では、パルス変調の手段として、パ
ルス振幅変調をしたものを例示したのであるが、この他
に、パルス幅変調したものや、パルス位相変調したもの
でもよく、これらも又同様に、サンプルパルスでサンプ
リングすることによって低周波増幅器が復調される。

また上記実施例では、サンプルホールド回路を一系統構
成したものを例示したが、この場合サンプルパルス発生
器からのサンプルノイズが大きい場合には、信号対雑音
化が悪化する。そこで第；３図は、この様な場合の防止
対策を考えた実施例で、サンプルホールド部を抽出した
ものである。図において（２０）は第１のサンプルホー
ルド回路、（２１）は第２のサンプルホールド回路、（
２２）は差動増幅器を示す。広帯域増幅器（４）の出力
信号は、第１のサンプルホールド回路（２０）によって
サンプルホールドされるが、そのときサンプルパルス発
生器（１３）からのサンプルノイズが重畳されてしまう
。

第２のサンプルホールド回路（２１）を第１のサンプル
ホールド回路（２０）と同一の回路構１１ｙ、”Ｉみ、
差動増幅器（２２）の一方の入力端子へ入力し、上記第
１のサンプルホールド回路（２０）の出力を他方の入力
端子へ入力し、出力端子から信号を取り出すことによっ
てサンプルパルス発生器（１３）からのサンプルノイズ
を打消す（補償する）ことができる。

上記実施例はでは、便宜上、若者って応用が考えられる
車両などに利用する場合について述べたが、この発明は
一般的に広く通用するもので、他の産業分野にも応用で
きることは明らかである。

［発明の効果コ以上のようにこの発明によれば、送光発信側において、
変調信号によりパルス変調する手段を設け、受光受信側
において上記信号をサンプルパルスによってサンプリン
グし、変調された信号成分が復調されるか否かを見極め
ることによって障害となり又は危険をもたらす可能性を
含む物標の有無の判定を簡単かつ安価な回路で行なうこ
とができることとなったので、受信感度の高い性能の良
いものが安価に提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図の回路の主要各部の動作中の信号波形図、第３
図はこの発明の他の実施例の要部の回路を示すブロック
図、第４図は従来の光レーダ装置（車両用）を示すブロ
ック図である。図において、（１）はクロックパルス発生器、（２）は
送光器、（３）は受光器、（４）は広帯域増幅器、（５
）はレンジゲート、（６）は警戒レンジ設定器、（７）
はターゲット判定器、（８）は分周器、（９）はパルス
変調器、（１０）はサンプルホールド回路、（１１）は
低周波増幅器、　（１２）は検波器、（１３）はサンプ
ルパルス発生器、（１４）は可変遅延回路、　（１５）
はサンプルパルス幅設定回路、（２０）は第１のサンプ
ルホールド回路、（２１）は第２のサンプルホールド回
路、（２２）は差動増幅器である。なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）送光器からパルス光を発信し、照射された物標か
らの反射パルス光を受光器により受信し、所定レンジ内
の受信信号の有無により物標の有無を検出する光レーダ
装置において、送信するパルス光を低周波信号によって
パルス変調をする手段と、受信信号を上記所定レンジに
相当する位相のサンプルパルスによってサンプリングす
る手段とを具備したことを特徴とする光レーダ装置。
（２）上記のパルス変調する手段は、低周波信号による
パルス振幅変調であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の光レーダ装置。
（３）上記のパルス変調をする手段は、低周波信号によ
るパルス幅変調であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の光レーダ装置。
（４）上記のパルス変調をする手段は、低周波信号によ
るパルス位相変調であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光レーダ装置。
（５）上記サンプルパルスによってサンプリングする手
段はサンプルパルスによるサンプルタイミングを可変と
したものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光レーダ装置。
（６）上記のサンプリングする手段は、同一サンプルパ
ルスによって受信信号をサンプリングする第１のサンプ
リング手段と一定信号をサンプリングする第２のサンプ
リング手段からなり、これらのそれぞれの出力を差動増
幅するようにしたものであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の光レーダ装置。