KR0142634B1

KR0142634B1 - 전자파 출력 장치 및 거리 계측 장치

Info

Publication number: KR0142634B1
Application number: KR1019940019019A
Authority: KR
Inventors: 마사또 요시다; 요시로 다사까; 와따루 이시오; 미야자끼 히데노리
Original assignee: 다떼이시 요시오; 오므론 가부시끼가이샤
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1998-08-17
Also published as: EP0636903B1; US5515156A; EP0636903A1; KR950003839A; CN1109968A; DE69413761T2; DE69413761D1

Abstract

[목적]

보다 안전성에 있어서 우수한 전자파 등을 사용한 거리 계측 장치를 제공한다.

[구성]

제어회로(29)의 클럭에 따라서 LD 구동 회로(3)가 LD2를 발광시킨다. 이 레이저 광은 제어 회로(29)에 의거해서 차례로 스캐너(1)에 의해 수광되고 수광 회로(6)를 거쳐서 제어 회로(29)에 입력된다. 이때, 발광에서 수광까지의 경과시간이 연산되고 그것에 의거해서 스캐너(1)부터 대상물(19)까지의 거리가 구해진다. 여기에서 주사 위치 검출 장치(4)에 의한 주사 방향의 정보에서 개시,종점 검출 회로(28)는 주시 개시점 부근 및 주사 종점 부근에서의 인체에 위험한 전자파의 조사를 정지시킬 수 있다.

Description

전자파 출력 장치 및 거리 계측 장치

제1도는 본 발명에 관한 거리 계측 장치를 도시하는 구성 블록도.

제2도는 스캐너의 구성을 설명하기 위한 도면.

제3도는 스캐너의 주사범위를 도시하기 위한 도면.

제4도는 개시 종점 검출 장치의 기능을 도시하는 플로우챠트.

제5도는 스캐너와 대상물과의 거리를 도시하기 위한 도면.

제6도는 거리 계측 장치의 투과층 FS 기능에 관련하는 블록도.

제7도는 거리 계측 장치의 수광측 FS 기능에 관련하는 블록도.

제8도는 FS 기능의 처리의 흐름을 도시하는 플로우챠트.

제9도는 FS 기능의 처리의 흐름을 도시하는 플로우챠트.

제10도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 거리 계측 장치를 도시하는 구성 블록도.

제11도는 종래의 거리 계측 장치를 도시하는 구성 블록도.

제12도는 스캐너의 구성을 설명하기 위한 도면.

제13도는 스캐너와 대상물과의 거리를 도시하기 위한 도면.

제14도는 스캐너의 주사 범위를 도시하기 위한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:스캐너 2:레이저 다이오드

4: 주사 위치 검출 장치 5:포토다이오드

6:수광 회로 8:거리 산출 회로

28:개시 종점 검출 장치 29:제어 회로

30:조사 레벨 제어 장치 32:투광창

50:검사용 LED 56:수광창

[산업상의 이용분야]

본 발명은 레이저 광 또는 전자파를 사용해서 대상물까지의 거리를 계측하는 거리 계측 장치에 관한 것이며, 특히 장치의 안전성 향상에 관한 것이다.

[종래의 기술]

종래의 레이저 광을 사용한 거리 계측 장치에 대해서 설명한다. 제11도는 거리 계측 장치의 구성 블록도를 도시한다.

제어 회로(7)의 클럭에 따라서 레이저 다이오드(LD) 구동 회로(3)가 레이저 다이오드(LD2)를 발광시킨다.

전자파의 하나인 이 레이저 광은 제어 회로(7)에 의거하여 차례로 스캐너(1)에 의해서 소정의 주사 방향으로 바뀐다.

이같이 조사된 광중 어떤 광은 대상물(도시되지 않음)에 반사된다. 그후, 이 반사광은 포토다이오드(PD5)에 의해 수광되어 수광 회로(6)를 거쳐서 제어 회로(7)에 입력된다. 또한, 주사 위치 검출 장치(4)는 스캐너(1)의 주사 방향 및 주사 각도를 검출하여 제어 회로(7)에 출력한다.

여기에서 발광된 광을 차례로 소정의 주사 방향으로 바꾸는 스캐너(1)에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.

제12도는 스캐너(1)의 구성도를 도시한다.

제12도를 참조하면, 레이저 다이오드(2)로부터 조사된 광은 콜리메이트 렌즈(9)에 의해 평행광 P로 변환된다.

이 평행광 P이 고정 미러(11)와 주사용 미러(13)를 거쳐서 소정 방향으로 바뀌어 조사된다. 이때, 주사용 미러(13)는 모터(도시생략)로 제어되며, 차례로 주사 방향을 바꿀 수 있다.

또한 조사된 평행광 P의 주사 방향은 주사 위치 검출 장치인 스캔 제어용 LD(15) 및 위치 검출 소자(PSD17)에 의해서 검출할 수 있다. 구체적으로는 스캔제어용 LD(15)로부터 발생한 광이 양면경인 주사용 미러(13)를 거쳐서 위치 검출소자(PSD17)의 어느 위치에서 수광되느냐에 따라 주사 방향이 구해진다.

상술한 바와 같이 발광된 광이 대상물(19)에 방사하고 그 반사광이 수광된 후, 제어 회로(7)에 있어서 발광에서 수광까지의 경과 시간(T1)이연산된다. 또, 그 광의 주사 방향(여기에선 주사 각도)이 검출된다. 이들 정보에 의거해서 거리 산출 회로(8)에 의해 이하의 거리가 산출된다. 구체적으로는 대상물과의 직선 거리 D는 D=T1×299792458/2［m］의 식으로 표시한 바와 같이 광속에 경과시간을 곱하고 2분의 1로 함으로써 구해진다. 또한, 수직 거리 DC 및 평행거리 DS가 이하의 식으로 구해진다(제13도 참조).

DC=D×COSθ［m］

DC=D×SINθ［m］

이와 같이 해서 발광부인 스캐너(1)로부터 대상물(19)까지의 각종 거리를 얻을 수 있다.

또한, 이와 같은 거리 계측 장치는 레이더나 차등에 사용된다. 구체적으로는 차량의 범퍼 언저리에 부착함으로써 자기 차량에서 주위의 차량까지의 거리를 구할 수 있으며 수직 거리 DC에서 차간 거리를 파악할 수 있고 평행거리 DS로 부터 다른 차선의 차량의 유무나 차량 간격을 파악할 수 있다.

[발명이 해결하려는 과제]

그러나, 종래의 거리 계측 장치에는 다음 같은 문제점이 있다.

상술의 거리 계측 장치에 있어서 발광한 광은 차례로 스캐너(1)에 의해 다른 소정의 주사 방향으로 조사된다. 주사 개시점으로부터 주사 종점까지의 범위(27)를 제14도에 도시한다. 그런데, 이 주사 방향의 변경은 모터를 사용한 주사용 미러의 회전에 의해 행해지므로 주사 개시점 부근(21) 및 주사 종점 부근(23)에서의 주사용 미러의 각 속도에 있어서 각각 가속과 감속을 동반한다. 즉, 이 주사 개시점 부근(31) 및 주사 종점(3)에선 주사용 미러의 각 속도는 다른 주사 영역(25)에서의 각속도에 비해서 저속으로되어 있다.

발광은 연속적으로 행해지기 때문에 주사용 미러의 각속도가 저속으로 되면 단위 면적마다의 광량이 크게된다.

이와 같은 경우, 이 광이 사람의 눈에 닿으면 안전면에서 문제가 될 우려가 있다.

따라서, 본 발명는 상기의 문제점을 해결하고 안전성에 있어서 보다 우수한 전자파 등을 사용한 거리 계측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

제1항과 관련된 거리 계측 장치에선 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에 있어서의 전자파의 조사를 정지시키는 조사 감쇄 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

제2항에 관련된 거리 계측 장치에선 조사 감쇄 수단에 의해서 전자파의 조사를 정지지키는 것을 특징으로 한다.

제3항과 관련된 거리 계측 장치에선 측정용 전자파 주사 수단으로부터의 누설광을 수광하여 그 누설광의 레벨로부터 상기 측정용 전자파 주사 수단의 기능이 정상인지 어떤지 판단하는 것을 특징으로 한다.

제4항과 관련된 거리 계측 장치에선 측정용 전자파 주사 수단은 측정용 전자파의 궤도 내에 설치된 제1 투광창을 구비함과 동시에 출력된 측정용 전자파가 제1 투광창에서 반사된 반사광을 수광하고 그 반사광의 레벨로부터 제1 투광창이 오염을 검지하고 오염 정도에 의거해서 상기 측정용 전자파 주사 수단의 조사 출력을 조정하는 것을 특징으로 한다.

제5항과 관련된 거리 계측 장치에선 전자파 검출 수단은 상기 측정용 전자파의 궤도 내에 설치된 제2 투광창을 구비하고 있으며 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에 있어서의 측정용 전자파의 조사 정지 기간에 검사용 전자파를 출력하는 검사용 전자파 출력 수단을 설치함과 동시에 상기 전자파 검출 수단은 검사용 전자파 출력 수단으로부터 출력되어 제2투광창에서 반사된 검사용 전자파를 수광하고 그 수광된 검사용 전자파의 레벨에 의거해서 제2 투광창의 오염을 검지하는 동작을 측정용 전자파의 조사 정지기간에 행하는 것을 특징으로 한다.

제6항과 관련된 거리 계측 장치에선 전자파 검출 수단이 상기 측정용 전자파의 궤도 내에 설치된 제2 투광창을 구비하고 있으며 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에 있어서의 측정용 전자파의 조사 정지 기간에 검사용 전자파의 출력하는 검사용 전자파 출력 수단을 설치함과 동시에 상기 전자파 검출 수단은 검사용 전자파 출력 수단으로부터 출력되어 제2 투광창에서 반사된 검사용 전자파를 수광하고 그 수광된 검사용 전자파의 레벨에 의거해서 상기 전자파 검출 수단의 기능이 정상인지 어떤지 판단하는 것을 특징으로 하고 있다.

제7항과 관련된 거리 계측 장치에선 전자파 조사 수단에 의한 조사 레벨을 주사 각속도의 절대값에 비례하도록 제어하는 조사 레벨 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

제8항과 관련된 전자파 출력 장치에서는 전자파의 발사 방향의 변화 각속도가 작게되는 만큼 전자파의 발사 파워를 작게 할 수 있다.

또, 제9항과 관련된 전자파 출력 장치에서는 전자파를 왕복 주사하는 경우에 주사의 양단에서 전자파 파워를 최소화할 수 있다.

또, 제10항과 관련된 전자파 출력 장치에서는 전자파의 발사 방향의 변화 각속도가 제로 상태에서는 발사하는 전자파 파워를 제로로 할 수 있다.

[작용]

제1항과 관련된 거리 계측 장치에선 상기 조사 감쇄 수단에 의해서 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에서의 위험성을 갖는 전자파의 광량을 제어할 수 있다.

제2항과 관련된 거리 계측 장치에선 상기 조사 감쇄 수단에 의해서 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에서의 위험성을 갖는 전자파의 광량을 제어할 수 있다.

제3항과 관련된 거리 계측 장치에선 측정용 전자파 주사 수단의 조사 레벨을 판단할 수 있다.

제4항과 관련된 거리 계측 장치에선 제1 투과창으로부터의 반사광의 레벨로부터 제1 투광창의 오염을 검지하고 오염 정도에 의거해서 상기 측정용 전자 주사 수단의 조사 출력을 조정할 수 있다.

제5항과 관련된 거리 계측 장치에선 검사용 전자파 출력 수단에 의해서 검사용 전자파 출력 수단으로부터 출력되어 제2 투광창에서 반사된 검사용 전자파의 레벨로부터 제2 투광창의 오염을 검지하는 동작을 측정용 전자파의 조사 정지 기간에 행 할 수 있다.

제 6항과 관련된 거리 계측 장치에선 검사용 전자파 출력 수단에 의해서 검사용 전자파 출력 수단으로부터 출력되어 제2 투광창에서 반사된 검사용 전자파의 레벨로부터 상기 전자파 검출 수단의 기능이 정상인지 어떤지 판단할 수 있다.

제7항과 관련된 거리 계측 장치에선 상기 조사 레벨 제어 수단에 의해서 위험성을 갖는 조사점에서의 전자파의 레벨을 제어할 수 있다.

제8항과 관련된 전자파 출력 장치에서는 전자파의 발사 방향의 변화의 각속도가 작을 때에는 발사 파워를 작게 하기 때문에, 잔자파가 만일 인간의 눈에 조사 되어도 영향이 작게된다.

또한, 제9항에 관계하는 전자파 출력 장치에서도 전자파를 왕복 주사하는 경우에 주사의 양단에서 전자파 파워를 최소화하기 때문에 마찬가지로 인간의 눈에 대한 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 제10항에 관계하는 전자파 출력 장치에서는 전자파의 발사 방향의 변화 각속도가 제로의 상태에서는 발사하는 전자파 파워를 제로로 하기 때문에 주사의 양단에서의 안전성을 완전히 확보할 수 있다.

[실시예]

본원 발명의 1실시예에 의한 거리 계측 장치에 대해서 이하에 설명한다. 제1도는 거리 계측 장치의 구성 블록도를 도시한다.

제어 회로(29)의 클럭에 따라서 레이저 다이오드(LD) 구동 회로(3)가 레이저 다이오드(LD)(2)를 발광시킨다. 측정용 전자파의 하나인 이 레이저 광을 제어하는 제어 회로(29)에 의거하여 차례로 측정용 전자파 주사 수단이 스캐너(1)에 의해 소정의 주사 방향으로 바뀐다. 이와 같이 조사된 광중 어떤 광은 대상물(도시 생략)에 반사된다. 그후, 이 반사광은 전자파 검출 수단이 포토다이오드(PD)(5)에 의해 수광되며 수광 회로(6)를 거쳐서 제어 회로(29)에 입력된다. 또, 주사위치 검출 장치(4)는 스캐너(1)의 주사 방향 및 주사 각속도를 검출하고 주사 감쇄 수단인 개시,종점 검출 회로(28)에 출력한다. 개시,종점 검출 회로(28)는 이 정보에 의거해서 발광에 관한 정보를 제어 회로(29)에 출력한다. 또한, 제어 회로(29)는 이 정보에 의거하여 LD 구동 회로(3)를 제어한다.

여기에서 발광된 광을 차례로 소정의 주사 방향으로 바꾸는 스캐너(1)에 대해서 더욱 상세히 설명한다. 제2도에 스캐너(1)의 구성도를 도시한다. 또, 제3도에 주사 범위(27)를 도시한다.

제2도에 도시하듯이 레이저 다이오드(2)로부터 조사된 광은 콜리메이트렌즈(9)에 의해 평행광 P로 변환된다. 이 평행광 P가 고정 미러(11)와 주사용 미러(13)를 거쳐서 소정 방향으로 바뀌어 조사된다. 이때 주사용 미러(13)는 모터(도시 생략)로 제어되며 차례로 주사 방향을 바꿀 수 있다.

예컨대, 주사 개시점으로부터 주사 종점까지의 주사 범위(27)는 제3도에 도시한 바와 같이 된다.

또한, 상기와 같이 주사 방향의 변경은 모터를 사용한 주사용 미러의 회전에 의해 행해지기 때문에 주사 개시점 부근(21) 및 주사 종점 부근(23)에서의 주사용 미러의 각 속도에 있어서 각각 가속과 감속을 동반한다. 즉, 이 주사 개시점 부근(21) 및 주사 종점 부근(23)에서 주사용 미러의 각속도는 다른 주사 영역(25)에서의 각 속도에 비해 저속이다.

또한, 조사된 평행광 P의 주사 방향은 주사 위치 검출 장치인 스캔 제어용 LD(15) 및 위치 검출 소자(PSD)(17)에 의해 검출할 수 있다. 구체적으로는 스캔 제어용 LD(15)로부터 발사된 광이 양면경인 주사용 미러(13)를 거쳐서 PSD(17)의 어느 위치에서 수광되느냐에 따라 주사 방향이 구해진다.

다음에, 개시,종점 검출 회로(28)에 대해서 제1도를 참조해서 제4도의 플로우챠트에 의거해서 설명한다.

주사 위치 검출 회로(4)로부터의 주사 방향에 관한 입력 정보를 이용해서 주사 방향이 미리 결정된 주사 개시점 부근(21) 및 주사 종점 부근(23)(제3도 참조)을 향하고 있는지 여부를 판단한다(단계 S1). YES의 경우는 LD 발광 정지 정보를 출력한다(단계 S2). 한편, NO인 경우는 LD 발광 계속 정보를 출력한다(단계 S3). 또한, 이들 정보는 제어 회로(29)에 보내진 후, 그 정보에 의거해서 제어 회로(29)에 의해 LD 구동 회로(3)가 제어된다.

이와 같이 해서 안전을 고려하여 문제가 되는 주사 개시점(21) 및 종점 부근(23)에서의 조사를 정지토록 하고 있다.

위에서 설명한 바와 같이 발광된 광이 대상물(19)에 반사되고 그 반사광이 수광된 후, 연산 수단인 제어 회로(29)에 있어서 발광에서 수광까지의 경과시간(T1)이 연산된다.

또, 그 광의 주사 방향(여기에선 주사 각도)이 검출된다. 이들 정보에 의거해서 거리 산출 회로(8)에 의해 이하의 거리가 산출된다. 구체적으로는 대상물과의 직선 거리 D는 D=T1×299792458/2［m］의 식으로 표시하듯이 광속에 경과 시간을 곱하고 2분의 1 함으로써 구해진다. 또한, 수직 거리 DC 및 평행거리 DS가 이하의 식으로 구해진다(제5도 참조).

DC=D×COSθ［m］

DC=D×SINθ［m］

상술한 거리 측정 검사 장치에는 페일 세이프(fail safe)(FS) 기능이 구비 되어 있다. 이 페일 세이프 기능에 대해서 이하에 설명한다.

우선, 거리 계측 장치의 투광측 FS 기능에 관련하는 블록도인 제6도에 의거해서 투광측에 대해서 설명한다. 또한, 제1 투광창인 투광창(32)이 스캐너(1)의 측정용 레이저 광의 궤도 내에 설치되어 있다.

레이저 다이오드(2)는 제어 회로(29)의 클럭에 의거한 인에이블 신호에 따라서 LD 구동 회로(3)에 의해 구동되어 발광될 수 있다. 이 레이저 광은 투광렌즈(9)를 거쳐서 투광창(32)에 조사된다. 이때, LD 파워 검지용 PD(34)는 이 레이저 광의 약간의 누설광을 수광할 수 있다. 이 누설광을 이용해서 투광 기능을 검사하도록 하고 있다.

PD(34)에 의해 수광된 신호는 I/V 변환기(36)에서 전류,전압 변환되어 앰프(38)에 의해 증폭되어 수광 신호로서 비교기(40)에 입력된다. 비교기(40)는 미리 설정된 임계값과 수광 신호를 비교하고 데이타(수광 레벨)로서 제어 회로(29)에 출력한다.

한편, 투광창(32)이 오염되어 있으면 레이저 광은 투광창(32)에서 일부 반사된다. 이것을 이용해서 투광창(32)의 오염을 검지토록하고 있다. 투광창(32)의 오염에 의한 반사광은 오염 검지용 PD(42)에 의해 수광된다. PD(42)에 의해 수광된 신호는 I/V변환기(44)에 의해 전류,전압 변환되어 앰프(46)에 의해 증폭되어 수광 신호로서 비교시(48)에 입력된다. 비교기(48)는 미리 설정된 임계값과 수광 신호를 비교하여 데이타(수광 레벨)로서 제어 회로(29)에 출력한다.

다음에 거리 계측 장치의 수광측 FS 기능에 관련하는 블록도를 제7도에 도시한다. 제7도에 의거해서 수광측 FS 기능에 대해서 설명한다. 또한, 제2 투광창인 수광창(56)이 측정용 레이저 광의 궤도내에 설치되어 있다.

수광측에는 검사용 전자파 출력 수단인 검사용 LED(50)가 설치되어 있다. 이 검사용 LED(50)는 제어 회로(29)로부터의 LED 인에이블 신호에 따른 타이밍 생성기(52)로부터의 타이밍에 의거해서 LED 구동 회로(54)에 의해 구동되어 검사용 전자파의 하나인 검사용 광을 발광시킨다. 이 검사용 광은 수광창(56)으로 향해서 송출된다. 이 검사용 광을 이용해서 수광 기능을 검사토록 하고 있다. 이때, 타이밍 생성기(52)는 발광과 같은 타이밍으로 카운터(58)에 대해서도 스타트 신호를 보낸다. 또한, 송출된 검사용 광은 투광창(56)에 도달하고 대부분은 투과하지만 약간은 반사한다.

거리 계측용과 공용인 PD(5)는 이 반사광을 수광 렌즈(62)를 거쳐서 수광할 수 있다. (PD5)에 의해 수광된 신호는 I/V변환기(6a)에 의해 전류,전압 변환되어 앰프(6b)에 의해 증폭되어 수광 신호로서 비교기(6c)에 입력된다. 비교기(6c)는 미리 설정된 복수의 임계값과 수광 신호를 비교하고 「그 수광량의 크기에 상당하는 수광 레벨 데이타」를 제어 회로(29)에출력한다. 동시에, 카운터(58)에 대해서 스톱 신호가 송출되어 카운트가 스톱하고 카운트 데이타로서 제어 회로(29)에 송출된다. 또한, 상술의 수광 회로(6)가 I/V 변환기(6a), 앰프(6b), 비교기(6c)에 대응한다.

또, PD(5)가 수광한 광으로부터 수광창(56)의 오염을 검지할 수 있다. 수광창(56)으로부터의 반사광은 오염 검지용 모드에 있어서 PD(5)에 의해 수광된다. PD(5)에 의해 수광된 신호는 I/V변환기(6a)에 의해 전류,전압 변환되어 앰프(6b)에 의해 증폭되어 수광 신호로서 비교기(6c)에 입력된다. 비교기(6c)는 미리 설정된 임계값과 수광 신호와 비교를 행하고 데이타로서 제어 회로(29)에 출력한다.

그런데, 상술한 바와 같이 수광측의 장치를 검사하기 위해선 측정용 LD(2)가 발광을 정지하고 있을 때 할 필요가 있는데 상기 일실시예와 관련한 거리 계측장치는 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에서의 측정용 전자파의 조사를 정지시키도록 하고 있다. 따라서, 이 발광 정지기간에 수광측의 FS 기능을 동작시킬 수 있다. FS 기능을 설명하기 위한 플로우챠트를 제8도 및 제9도에 도시한다. 제8 및 9도에 의거해서 FS 기능의 처리의 흐름에 대해서 설명한다.

우선, 통상의 거리 계측 동작이 개시된다(P1). 이 거리 계측 동작 중에 정기적으로(예컨대 100ms에 1회) 이하의 FS 처리가 행해진다.

처음에, 투광부 파워 검지 모드로 전환된다(P2). 이 모드에선 LD 파워 검지용 PD(34)에서 LD(2)의 누설을 수광하고 그 수광 레벨을 제어 회로(29)에 인입시킨다. 이때, 인입된 수광 레벨의 파워 판정(P4)을 행하고 미리 설정된 레벨 이상이면 정상으로 발광하고 있다고 판단되고 다음의 단계로 진행한다. 한편, 그 파워가 설정 레벨보다 이하인 경우, 어떤 이상으로 LD(2)가 정상으로 발광하고 있지 않다고 판단되어 이상 처리(P5)기 행해진다. 이와 같이해서 LD(2)의 파워 5검사, LD(2)의 이상 검사, LD 구동 회로(3)의 이상 검사를 행하여 투광부의 FS 기능으로서 작용한다.

다음에 투광부 오염 검지 모드로 전환된다(P6). 이 모드에선 투광부 오염 검지용 PD(42)에서 투광창(32)으로부터의 반사광을 수광하고 그 수광 레벨을 비교기(46)에 통하여 하여 설정된 복수의 임계값 레벨과 비교함으로써 수광 레벨에 대응한 임계값 레벨을 얻을 수 있다(P7). 이 임계값 레벨은 투광창(32)의 오염을 표시하는 것으로 되며 어떤 설정 임계값 레벨 이상으로 되면 거리 계측 동작이 정상으로 행해지지 않게 되는데 이 정상으로 동작할 수 없게 되는 임계값 레벨을 투광부 오염 한계 레벨이라 칭하기로 한다.

제어 회로(29)에선 입력된 임계값 레벨이 투광부 오염 한계 레벨 이상일 경우에는 이상 1이라 판단한다(P8). 이 경우 이상 처리가 행해진다(P9). 또, 투광부 오염 한계 레벨만큼 크지 않으나 통상의 반사 레벨보다 조금 큰 레벨(파워업 레벨이라 칭함)에서는 이상 2이라 판단한다(P8). 즉, 투광부가 조금 오염되어 있는 경우에는 LD(2)의 발광 파워를 높이도록 행해진다(P10).

즉, 투광부가 다소 오염되어 있어도 측정 성능을 열화시키지 않도록 하고 있다.

다음에, 수광측의 검사를 행하기 위하여 상술한 바와 같이 LD(2)의 발광이 정지된다(P11). 또한, 이 LD의 발광 정지 시기는 거리 계측중의 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근이 되도록 한다.

다음에, 수광부 오염 검지 모드로 전환된다(P12). 이 모드에서는 우선 LED 발광을 위한 타이밍을 생성한다(P13). 이 타이밍에 따라서 LED(50)을 발광한다(P14). LED(50)에 의해 발광된 광은 수광창(56)에서 약간 반사된다. 이 반사광을 거리 계측용의 PD(5)에서 수광하고 수광량에 대응한 수광 레벨이 얻어진다. 이 수광 레벨은 수광 데이타로서 인입된다(P15). 이 수광 레벨은 수광창(56)의 오염을 표시하고 있는 것으로 되며 어떤 설정 수광 레벨 이상이 되면 거리 계측 동작이 정상으로 행해지지 않게 되기 때문에, 이 정상으로 동작할 수 없게 되는 수광 레벨을 수광부 오염 한계 레벨이라 칭한다.

제어 회로(29)에서는 입력된 수광 레벨을 판단하고(P16), 수광부 오염 한계 레벨 이상인 경우, 이상 처리(P17)가 행해진다.

다음에 수광부 모드로 전환된다(P18). 이 모드에서도 우선 LED 발광을 위한 타아밍을 생성한다(P13). 이 타이밍에 따라서 LED(50)을 발광한다(P20). 동시에 카운터(28)를 스타트시킨다. LED(50)에 의해 발광된 레이저 광은 수광창(56(에서 약간 반사된다. 거리 계측용의 PD(5)가 이반사광을 수광함과 동시에 수광량에 대응한 수광 레벨을 얻고, 수광 데이타로서 인입된다(P21). 동시에 카운트를 스톱함과 동시에 그 수광 데이타를 제어 회로(29)에 송출한다(P22).

제어 회로(29)에서는 인입된 수광 레벨 및 카운트 값이 미리 설정된 레벨과 비교되어 설정값 밖인 경우에는 수광부 렌즈, 수광 소자, 수광 회로 등 어딘가에 이상이 있다고 판단된다(P23). 이상이라고 판단되는 경우에는 제어 회로(29)에 의해서 이상 처리가 행해진다(P24).

또한, 발광 타이밍을 바꾸고 (즉, 검출하는 카운트 데이타의 변경을 행하고), 상술한 수광측 FS 처리를 수회 반복 행하여(P25), 검출 정밀도르 향상시킨다.

이와 같이 해서 렌즈의 검사, 부착 위치의 검사, PD의 검사, 수광 회로의 이상 검사 등을 행하고 수광부의 FS 기능으로서 작용시키고 있다. 상술한 일련의 FS 처리를 행하고 이상이 없으면 다시 통상의 거리 계측 동작을 계속하기 위해서 LD 발광 단계(P26)로 진행한다.

상기와 같이 해서 거리 계측 장치의 FS 기능을 측정 동작과 동시에 작동시킬 수 있다.

또한, 이와 같은 거리 계측 장치는 레이더나 차등에 이용된다. 구체적으로는 차량의 범퍼 언저리에 부착함으로써 자기 챠량에서 주위의 차량까지의 거리를 구할 수 있으며 수직 거리 DC에서 차간 거리를 파악하기도 하고 평행 거리 DS 부터 다른 차선의 차량의 유무나 차량 간격을 파악할 수 있다.

상기 실시예에서는 조사 감쇄 수단에 의해서 주사 개시점(21) 및 종점 부근(23)에서의 조사를 정지시키고 있지만 다른 실시예로서 조사 감쇄 수단에 의해 주사 개시점(21) 및 종점 부근(23)에서의 조사의 레벨을 감쇄시켜도 좋다.

상기 실시예에서는 주사 위치 검출 회로(4)로부터의 주사 방향의 정보에 의거해서 개시, 종점 검출 회로(28)에 의해 조사의 정지를 제어토록 하고 있으나 다른 실시예로서 조사 레벨 제어 수단에 의해 주사 각도의 저러대값에 비례하도록 조사의 레벨을 제어토록 해도 된다.

구체적으로는 제10도에 도시하듯이 상기 실시예의 개시,종점 검출 회로(28) 대신에 조사 레벨 제어 수단인 조사 레벨 제어 장치(30)를 설치하고 조사 레벨 저어 장치(30)에 의해 주사 위치 검출 회로(4)로부터의 주사각 속도의 정보에 의거하여 주사각 속도의 절대값에 비례하도록 LD 구동 회로(3)가 제어된다.

또한, 제1도의 제어 회로(29)가 주사 위치 검출 장치(4)로부터 얻는 스캐너의 주사 각도 정보를 시간 미분하여 스캐너(1)의 주사 각도를 얻는다. 그리고, 이 각속도에 비례한 발광 파워로 LD(2)가 발광하도록 제어 회로(29)가 LD 구동 회로(3)를 구동한다. 이때, 스캐너(1)의 주사 각속도의 절대값이 소정의 임계값 이하의 경우에는 LD(2)가 발광을 정지하도록 제어 회로(29)가 LD 구동 회로(3)를 구동하도록 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 발광 파워를 주사 각속도에 비례시킨 경우보다도 안정성이 더욱 높아진다.

[발명의 효과]

제1항과 관련된 거리 계측 장치에서는 상기 조사 감쇄 수단에 의해서 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에서의 위험성을 갖는 전자파의 광량을 제어할 수 있다.

따라서, 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에서의 주사 각속도의 감속에 따르는 광량 증가에 기인하는 위험을 회피할 수 있다.

제2항과 관련된 거리 계측 장치에서는 상기 조사 감쇄 수단에 의해서 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에서의 위험성을 갖는 전자파의 광량을 정지할 수 있다.

따라서, 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에서의 주사각 속도의 감속에 따르는 광량의 증가에 기인하는 위험을 회피할 수 있다.

제3항과 관련된 거리 계측 장치에서는 측정용 전자파 주사 수단의 조사 레벨을 판단할 수 있다.

제4항과 관련된 거리 계측 장치에서는 제1 투광창으로부터의 반사광의 레벨로부터 제1 투광창의 오염을 검지하고 오염 정도에 의거해서 상기 측정용 전자파 주사 수단의 조사 출력을 조정할 수 있다.

제5항과 관련된 거리 계측 장치에서는 검사용 잔자파 출력 수단에 의해 검사용 전자파 출력 수단으로부터 출력되고 제2 투광창에서 반사된 검사용 전자파의 레벨로부터 제2 투광창의 오염을 검지하는 동작을 측정용 전자파의 조사 정지기간에 행할 수 있다.

제6항과 관련된 거리 계측 장치에서는 검사용 전자파 출력 수단에 의해 검사용 전자파 출력 수단으로부터 출력되고 제2 투광창에서 반사된 검사용 전자파의 레벨에서 상기 전자파 검출 수단의 기능이 정상인지 어떤지 판단할 수 있다.

제7항과 관련된 거리 계측 장치에서는 상기 조사 레벨 제어 수단에 의해서 위험성을 갖는 조사점에서의 전자파의 레벨을 제어할 수 있다.

제8항과 관련된 전자파 출력 장치에서는 전자파의 발사 방향의 변화 각속도가 작게될 때에는 발사 파워를 작게 하기 때문에, 전자파가 만일 인간의 눈에 조사되어도 영향이 작게된다.

또, 제9항과 관련된 전자파 출력 장치에서는 전자파를 왕복 주행하는경우에 주사 양단에서 전자파 파워를 최소로 하기 때문에 마찬가지로 인간의 눈에 대한 안전성을 확보할 수 있다.

또한, 제10항과 관련된 전자파 출력 장치에서는 전자파의 발사 방향의 변화 각속도가 제로인 상태에서 발사하는 전자파 파워를 제로로 하기 때문에 주사의 양단에서의 안전성을 완전히 확보할 수 있다. 따라서, 전자파의 발사 방향의 각속도의 감속에 따라서 광량이 증가되는 위험을 피할 수 있다.

Claims

주사 개시점으로부터 주사 종점에 걸쳐서 측정용 전자파를 주사하면서 조사하는 측정용 전자파 주사 수단과, 상기 조사된 측정용 전자파가 피검출 물체의 반사점에서 반사된 측정용 전자파를 검출하는 전자파 검출 수단과, 상기 측정용 전자파가 출력되어서부터 검출되기까지에 요하는 시간을 측정함과 동시에 그 시간에 의거해서 상기 측정용 전자파 주사 수단과 상기 반사점과의 거리를 구하는 연산 수단을 구비하는 거리 계측 장치에 있어서, 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에서 측정용 전자파의 조사를 감쇄시키는 조사 감쇄 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 거리 계측 장치.
제1항에 있어서, 상기 조사 감쇄 수단에 의해 측정용 전자파의 조사를 정지시키는 것을 특징으로 하는 거리 계측 장치.
제1항에 있어서, 상기 측정용 전자파 주사 수단으로부터의 누설광을 수광하고, 그 누설광의 레벨로부터 상기 측정용 전자파 주사 수단의 기능이 정상인지 어떤지를 판단하는 것을 특징으로 하는 거리 계측 장치.
제1항에 있어서, 상기 측정용 전자파 주사 수단은 측정용 전자파의 궤도내에 설치된 제1 투광창을 구비함과 동시에, 출력된 측정용 전자파가 제1 투광창에서 반사된 반사광을 수광하고, 그 반사광의 레벨로부터 제1 투광차의 오염을 검지하고 오염의 정도에 의거해서 상기 측정용 전자파 주사수단의 조사 출력을 조정하는 것을 특징으로 하는 거리 계측 장치.
제2항에 있어서, 전자파 검출 수단은 상기 측정용 전자파의 궤도내에 설치된 제2 투광창을 구비하고 있으며, 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에 있어서 측정용 전자파의 조사 정지기간에 검사용 전자파를 출력하는 검사용 전자파 출력 수단을 설치함과 동시에, 상기 전자파 검출 수단은 검사용 전자파 출력 수단으로부터 출력되어 제2 투광창에서 반사된 검사용 전자파를 수광하고 그 수광된 검사용 전자파의 레벨에 의거해서 제2 투광창의 오염을 검지하는 동작을 측정용 전자파의 조사 정지 기간에 행하는 것을 특징으로 하는 거리 계측 장치.
제2항에 있어서, 전자파 검출 수단은 상기 측정용 전자파의 궤도내에 설치된 제2 투광창을 구비하고 있으며, 주사 개시점 부근 및 주사 종점 부근에 있어서 측정용 전자파의 조사 정지 기간에 검사용 전자파를 출력하는 검사용 전자파 출력 수단을 설치함과 동시에, 상기 전자파 검출 수단은 검사용 전자파 출력 수단으로부터 출력되어 제2 투광창에서 반사된 검사용전자파를 수광하고 그 수광된 검사용 전자파의 레벨에 의거해서 상기 전자파 검출 수단의 기능이 정상인지 아니지를 판단하는 것을 특징으로 하는 거리 계측 장치.
주사 각도를 바꿈으로써 주사 개시점으로부터 주사 종점까지 측정용 전자파를 주사하면서 조사하는 측저용 전자파 주사 수단과, 상기 조사된 측정용 전자파가 피검출 물체의 반사점에서 반사된 측정용 전자파를 검출하는 전자파 검출 수단과, 상기 측정용 전자파가 출력되고부터 검출되기까지에 요하는 시간을 측정함과 동시에 그 시간에 의거해서 상기 측정용 전자파 주사 수단과 상기 반사점과의 거리를 구하는 연산 수단을 구비하는 거리 계측 장치에 있어서, 전자파 조사 수단에 의한 조사 레벨을 주사 각속도의 절대값에 비례하도록 제어하는 조사 레벨 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 거리 계측 장치.
전자파를 발사하는 전자파 발사 수단과, 상기 전자파 발사 수단이 발사하는 전자파의 발사 방향을 제어하는 발사 방향 제어 수단과, 상기 전자파 발사 방향 제어 수단에 의해 변화하는 발사 방향의 각속도를 검출하는 각속도 검출 수단과, 상기 각속도 검출 수단에 의해서 검출된 각속도가 작게되는 만큼 상기 전자파 발생 수단이 발사하는 전자파 파워를 작게 하는 전자파 파워 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자파 출력 장치.
제8항에 있어서, 상기 발사 방향 제어 수단은 전자파를 주사 개시점에서 주사 종료점간을 왕복 주사하는 것이며, 상기 전자파 파워 제어 수단은 왕복 주사의 양단에서 전자파 파워를 최소화하는 것을 특징으로 하는 전자파 출력 장치.
제8항에 있어서, 상기 전자파 파워 제어 수단은 상기 각속도 검출 수단에 의해서 검출된 각속도가 제로일 때에는 전자파 발사 수단이 발사하는 전자파 파워를 제로로 하는 것을 특징으로 하는 건자파 출력 장치.