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JPH07306266A - Distance measuring equipment - Google Patents

Distance measuring equipment

Info

Publication number
JPH07306266A
JPH07306266A JP9977394A JP9977394A JPH07306266A JP H07306266 A JPH07306266 A JP H07306266A JP 9977394 A JP9977394 A JP 9977394A JP 9977394 A JP9977394 A JP 9977394A JP H07306266 A JPH07306266 A JP H07306266A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
signal
input
voltage
light
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
Application number
JP9977394A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3486223B2 (en
Inventor
Shigeki Nakase
重樹 仲瀬
Minayoshi Sugiura
南祥 杉浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP09977394A priority Critical patent/JP3486223B2/en
Publication of JPH07306266A publication Critical patent/JPH07306266A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3486223B2 publication Critical patent/JP3486223B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a distance measuring equipment having high distance accuracy. CONSTITUTION:A pulse light emitted from a light emitting element 10 is received by a light receiving element 20 for monitoring and a light receiving element 30 for detection. The light receiving element 20 generates a pulse voltage signal 131 having amplitude variable depending on the intensity of received pulse light. A discriminating means 60 receives the pulse voltage signal 131 and produces a digital pulse signal 135. Similarly, a digital pulse signal 136 is outputted from the light receiving element 30 through a discriminating means 80. The signals 135, 136 are fed to a time voltage converting means 90 which produces an analog voltage signal 139 having magnitude variable at a constant rate during an interval after the input of the pulse signal 135 before the input of the pulse signal 136. An operating means 110 calculates the distance up to a target based on the analog voltage signal 139.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、パルス光を目標物に放
射し、その反射光が戻ってくるまでの時間を測定するこ
とによって目標物までの距離を計測する距離計測装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device which measures a distance to a target by emitting pulsed light to the target and measuring the time until the reflected light returns.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
特開平4−12289号公報が知られている。この公報
に記載された従来の距離計測装置の構成を図7のブロッ
ク図に示す。同図より、送信部200では制御部210
からの発光信号に応じてレーザーダイオード201を発
光させ、目標物に向けてレーザ光を出射させる。レーザ
光は目標物で反射し、受信部220のフォトダイオード
221で受光される。レーザーダイオード201の発光
タイミングに合わせて送信部200から出力される発光
タイミング信号と、フォトダイオード221の受光タイ
ミングに合わせて受信部220から出力される反射信号
とが時間計測部230に与えられる。時間計測部230
ではこれらの信号の時間差に対応した時間差パルス信号
が生成され、この時間差パルス信号のパルス幅が制御部
210のカウンタ211で計数される。制御部210で
はカウンタ211のカウント値に基づいて演算が行わ
れ、目標物までの距離が検出される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in such a field,
JP-A-4-12289 is known. The configuration of the conventional distance measuring device described in this publication is shown in the block diagram of FIG. From the figure, in the transmission unit 200, the control unit 210
The laser diode 201 is caused to emit light in accordance with the light emission signal from, and laser light is emitted toward the target object. The laser light is reflected by the target object and is received by the photodiode 221 of the receiver 220. The light emission timing signal output from the transmission unit 200 in synchronization with the emission timing of the laser diode 201 and the reflection signal output from the reception unit 220 in synchronization with the light reception timing of the photodiode 221 are provided to the time measurement unit 230. Time measuring unit 230
Then, a time difference pulse signal corresponding to the time difference between these signals is generated, and the pulse width of this time difference pulse signal is counted by the counter 211 of the control unit 210. The control unit 210 performs calculation based on the count value of the counter 211 and detects the distance to the target object.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
距離計測装置ではカウンタ211のクロック周期で距離
精度が決定されるため、距離精度の向上が望めないとい
った問題があった。
However, since the distance accuracy is determined by the clock cycle of the counter 211 in the conventional distance measuring device, there is a problem that improvement in the distance accuracy cannot be expected.

【0004】本発明は、このような問題を解決し、距離
精度の高い距離計測装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve such a problem and to provide a distance measuring device with high distance accuracy.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の距離計測装置は、(a)パルス光を
出射する発光素子と、(b)発光素子から出射したパル
ス光の一部を受光し、受光強度に応じた振幅を有するア
ナログパルス電圧信号を出力するモニタ用受光素子と、
(c)発光素子から出射したパルス光の他の一部が所定
の目標物で反射した光を受光し、受光強度に応じた振幅
を有するアナログパルス電圧信号を出力する検出用受光
素子と、(d)モニタ用受光素子から出力された信号を
入力し、時間ジッタを減少させたディジタルパルス信号
を出力する第1の弁別手段と、(e)検出用受光素子か
ら出力された信号を入力し、時間ジッタを減少させたデ
ィジタルパルス信号を出力する第2の弁別手段と、
(f)第1の弁別手段から出力された第1の信号と第2
の弁別手段から出力された第2の信号を入力し、第1の
信号のパルスが入力されてから第2の信号のパルスが入
力されるまでの期間に一定の比率で電圧値が増加するア
ナログ電圧信号を出力する時間電圧変換手段と、(g)
時間電圧変換手段から出力されたアナログ電圧信号を入
力し、第1の信号のパルスが入力されてから第2の信号
のパルスが入力されるまでの電圧値の増加量に基づいて
目標物までの距離を算出する演算手段とを備え、第1の
弁別手段および第2の弁別手段は、これらの弁別手段へ
の入力信号を所定時間遅延させた信号から当該入力信号
の振幅を減衰させた信号を差し引いて、差し引いた値が
所定の値になったときにパルスを与えるディジタルパル
ス信号を出力するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a first distance measuring device of the present invention comprises (a) a light emitting element for emitting pulsed light, and (b) a pulsed light emitted from the light emitting element. A light receiving element for monitoring, which receives a part of the received light and outputs an analog pulse voltage signal having an amplitude according to the received light intensity,
(C) A light receiving element for detection that receives light in which another part of the pulsed light emitted from the light emitting element is reflected by a predetermined target object, and outputs an analog pulse voltage signal having an amplitude according to the light receiving intensity; d) A first discriminating means for inputting the signal output from the light receiving element for monitoring and outputting a digital pulse signal with reduced time jitter, and (e) inputting the signal output from the light receiving element for detection, Second discrimination means for outputting a digital pulse signal with reduced time jitter;
(F) The first signal and the second signal output from the first discriminating means.
Analog whose voltage value increases at a constant ratio during the period from the input of the pulse of the first signal to the input of the pulse of the second signal after the input of the second signal output from the discriminating means Time-voltage converting means for outputting a voltage signal, and (g)
The analog voltage signal output from the time-voltage conversion means is input, and the target voltage is increased based on the increase amount of the voltage value from the input of the pulse of the first signal to the input of the pulse of the second signal. The first discriminating means and the second discriminating means provide a signal obtained by delaying the input signals to the discriminating means by a predetermined time and a signal obtained by attenuating the amplitude of the input signal. It subtracts and outputs a digital pulse signal which gives a pulse when the subtracted value reaches a predetermined value.

【0006】また、本発明の第2の距離計測装置は、本
発明の第1の距離計測装置の構成に加えて第1の補正信
号および第2の補正信号を時間電圧変換手段に与える補
正信号出力手段を備え、第1の補正信号は、第1の信号
にパルスが与えられる前または第2の信号にパルスが与
えられた後に、所定の時間間隔で第1のパルスおよび第
2のパルスを与えるディジタルパルス信号であり、第2
の補正信号は、第1の補正信号に第1のパルスが与えら
れた後で且つ第2のパルスが与えられる前に第3のパル
スを与えると共に第1の補正信号に第2のパルスが与え
られた後に第4のパルスを与えるディジタルパルス信号
であり、さらに第1のパルスが与えられてから第3のパ
ルスが与えられるまでの時間間隔(t2)と第2のパル
スが与えられてから第4のパルスが与えられるまでの時
間間隔(t3)は異なるものであり、時間電圧変換手段
では、第1の信号と第2の信号と第1の補正信号と第2
の補正信号を入力し、第1の信号のパルスが入力されて
から第2の信号のパルスが入力されるまでの期間、第1
のパルスが入力されてから第3のパルスが入力されるま
での期間、および第2のパルスが入力されてから第4の
パルスが入力されるまでの期間に一定の比率で電圧値が
増加するアナログ電圧信号を出力し、演算手段では、入
力されたアナログ電圧信号を解析して、第1の信号のパ
ルスが入力されてから第2の信号のパルスが入力される
までの電圧値の増加量(V1)と、第1のパルスが入力
されてから第3のパルスが入力されるまでの電圧値の増
加量(V2)と、第2のパルスが入力されてから第4の
パルスが入力されるまでの電圧値の増加量(V3)とを
検出し、第1の信号のパルスが入力されてから第2の信
号のパルスが入力されるまでの時間間隔(t1)を、 t1=(t3−t2)×(V1−V2)/(V3−V
2)+t2 から求めることによって目標物までの距離を算出するも
のである。
A second distance measuring device of the present invention is the same as the first distance measuring device of the present invention, and additionally, a correction signal for applying a first correction signal and a second correction signal to the time-voltage converting means. An output means is provided, and the first correction signal outputs the first pulse and the second pulse at a predetermined time interval before the first signal is pulsed or after the second signal is pulsed. The digital pulse signal to be given, the second
Of the first correction signal and the second pulse to the first correction signal after the first pulse is applied to the first correction signal and before the second pulse is applied to the first correction signal. Is a digital pulse signal that gives a fourth pulse after being given, and a time interval (t2) from when the first pulse is given to when the third pulse is given and after the second pulse is given. The time interval (t3) until the pulse No. 4 is given is different, and the time-voltage conversion means uses the first signal, the second signal, the first correction signal, and the second signal.
The correction signal of the first signal is input, the period from the input of the pulse of the first signal to the input of the pulse of the second signal,
The voltage value increases at a constant rate during the period from the input of the pulse of 3 to the input of the third pulse, and from the input of the second pulse to the input of the fourth pulse. An analog voltage signal is output, and the arithmetic means analyzes the input analog voltage signal and increases the voltage value from the input of the pulse of the first signal to the input of the pulse of the second signal. (V1), the amount of increase in voltage value (V2) from the input of the first pulse to the input of the third pulse, and the input of the second pulse to the input of the fourth pulse. The time interval (t1) from the input of the pulse of the first signal to the input of the pulse of the second signal is detected as t1 = (t3 -T2) x (V1-V2) / (V3-V
2) The distance to the target object is calculated by obtaining it from + t2.

【0007】[0007]

【作用】本発明の第1の距離計測装置によれば、発光素
子から出射されたパルス光の一部はモニタ用受光素子で
受光される。また、パルス光の他の一部は目標物に向け
て出射され、目標物で反射した光が検出用受光素子で受
光される。モニタ用受光素子では受光したパルス光の光
強度に応じて振幅するアナログパルス電圧信号が生成さ
れ、この電圧信号は第1の弁別手段に与えられる。第1
の弁別手段では入力信号の時間ジッタを減少させたディ
ジタルパルス信号が生成され、出力される。具体的に
は、入力信号を所定時間遅延させた信号と入力信号の振
幅を減衰させた信号とを生成し、所定時間遅延させた信
号から振幅を減衰させた信号を差し引いて、差し引いた
値が所定の値になったときにパルスを与えるディジタル
パルス信号を生成して出力する。同様に、検出用受光素
子からアナログパルス電圧信号が第2の弁別手段に与え
られ、時間ジッタを減少させたディジタルパルス信号が
出力される。
According to the first distance measuring apparatus of the present invention, a part of the pulsed light emitted from the light emitting element is received by the monitor light receiving element. Further, another part of the pulsed light is emitted toward the target object, and the light reflected by the target object is received by the detection light receiving element. The monitor light-receiving element generates an analog pulse voltage signal having an amplitude according to the light intensity of the received pulsed light, and the voltage signal is given to the first discriminating means. First
In the discriminating means, the digital pulse signal in which the time jitter of the input signal is reduced is generated and output. Specifically, a signal obtained by delaying the input signal for a predetermined time and a signal obtained by attenuating the amplitude of the input signal are generated, and the signal obtained by attenuating the amplitude is subtracted from the signal delayed by the predetermined time. It generates and outputs a digital pulse signal that gives a pulse when it reaches a predetermined value. Similarly, an analog pulse voltage signal is applied from the detection light receiving element to the second discriminating means, and a digital pulse signal with reduced time jitter is output.

【0008】第1の弁別手段から出力された第1の信号
と第2の弁別手段から出力された第2の信号は時間電圧
変換手段に与えられ、第1の信号のパルスが入力されて
から第2の信号のパルスが入力されるまでの期間に一定
の比率で電圧値が増加するアナログ電圧信号が出力され
る。このアナログ電圧信号は演算手段に与えられ、第1
の信号のパルスが入力されてから第2の信号のパルスが
入力されるまでの電圧値の増加量に基づいて目標物まで
の距離が算出される。
The first signal outputted from the first discriminating means and the second signal outputted from the second discriminating means are given to the time-voltage converting means, and after the pulse of the first signal is inputted. An analog voltage signal whose voltage value increases at a constant rate is output during the period until the pulse of the second signal is input. This analog voltage signal is given to the calculating means and
The distance to the target object is calculated based on the increase amount of the voltage value after the pulse of the signal is input until the pulse of the second signal is input.

【0009】また、本発明の第2の距離計測装置によれ
ば、補正信号出力手段から出力された第1の補正信号お
よび第2の補正信号が、第1および第2の信号と共に時
間電圧変換手段に与えられる。これらの補正信号の入力
によって時間電圧変換手段からは、第1の信号のパルス
が入力されてから第2の信号のパルスが入力されるまで
の期間、第1のパルスが入力されてから第3のパルスが
入力されるまでの期間、および第2のパルスが入力され
てから第4のパルスが入力されるまでの期間に一定の比
率で電圧値が増加するアナログ電圧信号を出力される。
Further, according to the second distance measuring apparatus of the present invention, the first correction signal and the second correction signal output from the correction signal output means are time-voltage converted together with the first and second signals. Given to the means. By inputting these correction signals, the time-voltage converting means receives the first pulse from the time when the pulse of the first signal is input until the pulse of the second signal is input, and then the third pulse from the time when the first pulse is input. The analog voltage signal whose voltage value increases at a constant ratio is output during the period from the input of the second pulse and the period from the input of the second pulse to the input of the fourth pulse.

【0010】演算手段では、第1の信号のパルスが入力
されてから第2の信号のパルスが入力されるまでの電圧
値の増加量を、第1のパルスが入力されてから第3のパ
ルスが入力されるまでの電圧値の増加量と、第2のパル
スが入力されてから第4のパルスが入力されるまでの電
圧値の増加量とで補正しつつ、目標物までの距離が算出
される。
In the calculating means, the increase amount of the voltage value from the input of the pulse of the first signal to the input of the pulse of the second signal is calculated by the third pulse after the input of the first pulse. The distance to the target object is calculated while correcting with the increase amount of the voltage value until is input and the increase amount of the voltage value from the input of the second pulse to the input of the fourth pulse. To be done.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照して説明する。図1は、本実施例に係る距離計測装
置1の構成を示すブロック図である。同図より、本実施
例の距離計測装置1は、レーザ光を放射するパルスレー
ザ10と、レーザ光の一部を受光してレーザ光の発光タ
イミングをモニタするモニタ用センサ20と、レーザ光
の他の一部が目標物で反射した光を受光する検出用セン
サ30とを備えている。また、パルスレーザ10にパル
スレーザ発光信号を与えるパルスレーザ発振回路40
と、モニタ用センサ20の出力を増幅する増幅器50
と、増幅器50で増幅された発光パルス信号の時間ジッ
タを減少させるモニタ用のCFD(Constant Fraction
Discriminator )回路60とを備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the distance measuring device 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the distance measuring device 1 according to the present embodiment includes a pulse laser 10 that emits a laser beam, a monitor sensor 20 that receives a part of the laser beam and monitors the emission timing of the laser beam, and The other part is provided with a detection sensor 30 that receives the light reflected by the target object. Further, a pulse laser oscillation circuit 40 for giving a pulse laser emission signal to the pulse laser 10
And an amplifier 50 for amplifying the output of the monitor sensor 20.
And a CFD (Constant Fraction for monitoring) for reducing the time jitter of the light emission pulse signal amplified by the amplifier 50.
Discriminator) circuit 60.

【0012】さらに、検出用センサ30の出力を増幅す
る増幅器70と、増幅器70で増幅された検出パルス信
号の時間ジッタを減少させる検出用のCFD回路80
と、CFD回路60の出力(スタート信号)およびCF
D回路80の出力(ストップ信号)をそれぞれ入力し
て、パルス間隔に比例したアナログ電圧信号を出力する
TAC(Time-to-Amplitude Converter )回路90とを
備えている。さらにまた、TAC回路90から出力され
たアナログ電圧信号をディジタル電圧信号に変換するA
DC回路100と、ADC回路100から出力されたデ
ィジタル電圧信号を入力して、目標物までの距離を演算
する制御回路110と、装置内部の基準シーケンスを発
生させる内部シーケンス発生回路120とを備えてい
る。
Further, an amplifier 70 for amplifying the output of the detection sensor 30 and a detection CFD circuit 80 for reducing the time jitter of the detection pulse signal amplified by the amplifier 70.
And the output of the CFD circuit 60 (start signal) and CF
Each of the D circuits 80 is provided with a TAC (Time-to-Amplitude Converter) circuit 90 which inputs an output (stop signal) and outputs an analog voltage signal proportional to a pulse interval. Furthermore, A for converting the analog voltage signal output from the TAC circuit 90 into a digital voltage signal
A DC circuit 100, a control circuit 110 that inputs a digital voltage signal output from the ADC circuit 100 to calculate a distance to a target object, and an internal sequence generation circuit 120 that generates a reference sequence inside the apparatus are provided. There is.

【0013】パルスレーザ10の前面にはレーザ光を目
標物に向けて照射するための投光レンズ11が、検出用
センサ30の前面には目標物で反射した光を集光させる
受光レンズ31と外乱光を除去するバンドパスフィルタ
32がそれぞれ配置されている。
A light projecting lens 11 for irradiating a laser beam toward a target object is provided on the front surface of the pulse laser 10, and a light receiving lens 31 for converging light reflected by the target object is provided on the front surface of the detection sensor 30. Bandpass filters 32 that remove ambient light are arranged.

【0014】本実施例の距離計測装置1は、図2の斜視
図に示すような外観を有している。同図より、本装置は
直方体形状のケース150に収納されており、ケース1
50の前面にはレーザ光を出射する出射窓151と、目
標物で反射したレーザ光を入射する入射窓152が設け
られている。ケース150内は前部領域150a,15
0bと後部領域150cの3つに仕切られている。そし
て、出射窓151後方の前部領域150aには、パルス
レーザ10と投光レンズ11とモニタ用センサ20とパ
ルスレーザ発振回路40が組み込まれたプリント板16
0とが所定の位置に配設されている。また、入射窓15
2後方の前部領域150bには、光検出用センサ30と
受光レンズ31とバンドパスフィルタ32と増幅器70
が組み込まれたプリント板161とが所定の位置に配設
されている。さらに、後部領域150cには、CFD回
路60,80やTAC回路90等が組み込まれたプリン
ト板162と制御回路110が組み込まれたプリント板
163とが2段に配設されている。
The distance measuring device 1 of this embodiment has an appearance as shown in the perspective view of FIG. As shown in the figure, this device is housed in a rectangular parallelepiped case 150.
An emission window 151 for emitting laser light and an incident window 152 for entering the laser light reflected by the target object are provided on the front surface of 50. Inside the case 150, the front regions 150a, 15
It is divided into three areas, 0b and a rear area 150c. Then, in the front region 150a behind the emission window 151, the printed board 16 in which the pulse laser 10, the light projecting lens 11, the monitor sensor 20, and the pulse laser oscillation circuit 40 are incorporated.
0 and 0 are arranged at predetermined positions. In addition, the entrance window 15
In the front region 150b at the rear of the second position, the light detection sensor 30, the light receiving lens 31, the band pass filter 32, and the amplifier 70 are provided.
And a printed board 161 in which are mounted at a predetermined position. Further, in the rear area 150c, a printed board 162 in which the CFD circuits 60 and 80, the TAC circuit 90 and the like are incorporated and a printed board 163 in which the control circuit 110 is incorporated are arranged in two stages.

【0015】次に、本実施例の動作について図1のブロ
ック図および図3のタイミング波形図を用いて説明す
る。内部シーケンス発生回路120から出力されたパル
スレーザ発光信号130(図3(a))はパルスレーザ
発振回路40に入力され、パルスレーザ10を発光させ
る。発光したレーザ光の大部分は投光レンズ11を通し
て目標物に向けて照射される。また発光したレーザ光の
一部はモニタ用センサ20で受光され、受光強度に応じ
た振幅を有するアナログパルス電圧信号が出力される。
アナログパルス電圧信号は増幅器50で増幅された後
に、発光パルス信号131(図3(b))としてCFD
回路60に与えられる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. 1 and the timing waveform diagram of FIG. The pulsed laser light emission signal 130 (FIG. 3A) output from the internal sequence generation circuit 120 is input to the pulsed laser oscillation circuit 40 to cause the pulsed laser 10 to emit light. Most of the emitted laser light is emitted toward the target through the light projecting lens 11. A part of the emitted laser light is received by the monitor sensor 20, and an analog pulse voltage signal having an amplitude according to the received light intensity is output.
The analog pulse voltage signal is amplified by the amplifier 50, and then the CFD is output as the light emission pulse signal 131 (FIG. 3B).
Provided to the circuit 60.

【0016】目標物で反射したレーザ光は受光レンズ3
1で集光され、バンドパスフィルタ32を通して検出用
センサ30で受光される。バンドパスフィルタ32はレ
ーザ光と同一波長の光のみを通過させるように機能する
ので、外乱光の大部分はこのバンドパスフィルタ32で
除去され、検出用センサ30に与えられることはない。
検出用センサ30からは受光強度に応じた振幅を有する
アナログパルス電圧信号が出力される。アナログパルス
電圧信号は増幅器70で増幅された後に、検出パルス信
号132(図3(c))としてCFD回路80に与えら
れる。
The laser light reflected by the target object is received by the light receiving lens 3
The light is condensed at 1, and is received by the detection sensor 30 through the bandpass filter 32. Since the bandpass filter 32 functions to pass only light having the same wavelength as the laser light, most of the disturbance light is removed by the bandpass filter 32 and is not given to the detection sensor 30.
The detection sensor 30 outputs an analog pulse voltage signal having an amplitude according to the received light intensity. The analog pulse voltage signal is amplified by the amplifier 70 and then given to the CFD circuit 80 as the detection pulse signal 132 (FIG. 3C).

【0017】CFD回路60,80には、パルスレーザ
発光信号130のパルス立上りタイミングに合わせてO
N状態になり、本装置の測定最大距離に相当する期間中
この状態を保持するゲート信号133(図3(d))が
与えられる。ゲート信号133がON状態になることに
よって各CFD回路60,80は動作可能となり、この
期間中だけ反射光の検出が行われる。
The CFD circuits 60 and 80 are turned on in accordance with the pulse rising timing of the pulse laser emission signal 130.
The gate signal 133 (FIG. 3 (d)) is provided which is in the N state and holds this state for a period corresponding to the maximum measurement distance of the device. When the gate signal 133 is turned on, the CFD circuits 60 and 80 become operable, and the reflected light is detected only during this period.

【0018】目標物までの距離が本装置の測定最大距離
以下のときは、各CFD回路60,80からそれぞれス
タート信号135(図3(e))とストップ信号136
(図3(f))が出力され、TAC回路90に与えられ
る。これらの信号135,136は、発光パルス信号1
31および検出パルス信号132の時間ジッタを減少さ
せた信号である。またTAC回路90には、内部シーケ
ンス回路120より補正用スタート信号137(図3
(g))と補正用ストップ信号138(図3(h))も
与えられる。補正用スタート信号137は、ストップ信
号136にパルスが与えられた後に、所定の時間間隔で
第1のパルスおよび第2のパルスを与えるディジタルパ
ルス信号である。また補正用ストップ信号138は、補
正用スタート信号137に第1のパルスが与えられた後
で且つ第2のパルスが与えられる前に第3のパルスを与
えると共に、補正用スタート信号137に第2のパルス
が与えられた後に第4のパルスを与えるディジタルパル
ス信号である。第1のパルスと第3のパルスの時間間隔
(tST1 )、第2のパルスと第4のパルスの時間間隔
(tST2 )はそれぞれ既知であり、時間間隔(tST1
より時間間隔(tST2)のほうが広くなるよう調整され
ている。
When the distance to the target is less than the maximum distance measured by the apparatus, the start signal 135 (FIG. 3 (e)) and the stop signal 136 from the CFD circuits 60 and 80, respectively.
(FIG. 3 (f)) is output and given to the TAC circuit 90. These signals 135 and 136 are the light emission pulse signal 1
31 and the detection pulse signal 132 have reduced time jitter. Further, the TAC circuit 90 receives the correction start signal 137 (see FIG. 3) from the internal sequence circuit 120.
(G)) and the correction stop signal 138 (FIG. 3 (h)) are also given. The correction start signal 137 is a digital pulse signal that gives the first pulse and the second pulse at a predetermined time interval after the pulse is given to the stop signal 136. Further, the correction stop signal 138 gives the third pulse after the first pulse is given to the correction start signal 137 and before the second pulse is given, and the correction stop signal 138 is given a second pulse to the correction start signal 137. Is a digital pulse signal which gives a fourth pulse after the pulse of. The time interval between the first pulse and the third pulse (t ST1 ) and the time interval between the second pulse and the fourth pulse (t ST2 ) are known and the time interval (t ST1 ).
The time interval (t ST2 ) is adjusted to be wider.

【0019】TAC回路90では、スタート信号135
のパルスが入力されてからストップ信号136のパルス
が入力されるまでの期間、第1のパルスが入力されてか
ら第3のバルスが入力されるまでの期間、および第2の
パルスが入力されてから第4のパルスが入力されるまで
の期間に一定の比率で電圧値が増加するアナログ電圧信
号139(図3(i))が生成される。このアナログ電
圧信号139はADC回路100に入力され、内部シー
ケンス発生回路120から与えられたADタイミング信
号140(図3(j))に同期してA/D変換が行われ
る。このA/D変換によって分解能の高いディジタル電
圧信号141(図3(k))が生成され、制御回路11
0に与えられる。
In the TAC circuit 90, the start signal 135
Period from the input of the pulse of the stop signal 136 to the input of the pulse of the stop signal 136, the period from the input of the first pulse to the input of the third pulse, and the input of the second pulse The analog voltage signal 139 (FIG. 3 (i)) whose voltage value increases at a constant rate is generated during the period from to the input of the fourth pulse. The analog voltage signal 139 is input to the ADC circuit 100, and A / D conversion is performed in synchronization with the AD timing signal 140 (FIG. 3 (j)) given from the internal sequence generation circuit 120. By this A / D conversion, a high resolution digital voltage signal 141 (FIG. 3 (k)) is generated, and the control circuit 11
Given to 0.

【0020】制御回路110では、入力されたディジタ
ル電圧信号141が解析され、スタート信号135のパ
ルスが入力されてからストップ信号136のパルスが入
力されるまでの電圧値の増加量(VD )と、第1のパル
スが入力されてから第3のパルスが入力されるまでの電
圧値の増加量(VST1 )と、第2のパルスが入力されて
から第4のパルスが入力されるまでの電圧値の増加量
(VST2 )とが検出される。そして、次の計算式(式
1)による演算が行われ、スタート信号135のパルス
が入力されてからストップ信号136のパルスが入力さ
れるまでの時間間隔(tD )が求められる。
In the control circuit 110, the input digital voltage signal 141 is analyzed, and an increase amount (V D ) of the voltage value from the input of the pulse of the start signal 135 to the input of the pulse of the stop signal 136 is determined. , The amount of increase (V ST1 ) in the voltage value from the input of the first pulse to the input of the third pulse, and from the input of the second pulse to the input of the fourth pulse The increase amount of the voltage value (V ST2 ) is detected. Then, the calculation by the following calculation formula (Formula 1) is performed, and the time interval (t D ) from the input of the pulse of the start signal 135 to the input of the pulse of the stop signal 136 is obtained.

【0021】 tD =(tST2 −tST1 )×(VD −VST1 )/(VST2 −VST1 )+t
ST1 ……(式1) このようにして得られた時間間隔(t)に基づいて
目標物までの距離を算出することにより、TAC回路9
0で発生する外部温度変動による低周波域のベースライ
ン変動とランプ波形勾配変動を抑制し、安定した距離計
測を短時間で行うことができる。
T D = (t ST2 −t ST1 ) × (V D −V ST1 ) / (V ST2 −V ST1 ) + t
ST1 (Equation 1) The TAC circuit 9 is calculated by calculating the distance to the target object based on the time interval (t D ) thus obtained.
It is possible to suppress the baseline fluctuation in the low frequency region and the ramp waveform gradient fluctuation due to the external temperature fluctuation that occurs at 0, and to perform stable distance measurement in a short time.

【0022】もし目標物までの距離が本装置の測定最大
距離より長い場合には、CFD回路80から未検出信号
134が制御回路110に与えられ、本装置による目標
物までの距離計測は終了する。
If the distance to the target is longer than the maximum measured distance of the apparatus, the undetected signal 134 is given from the CFD circuit 80 to the control circuit 110, and the measurement of the distance to the target by the apparatus is completed. .

【0023】制御回路110では、上記の演算の他にパ
ルスレーザ発振回路40から出力されるエラー信号14
2とCFD回路80から出力される未検出信号134を
入力して、本装置の動作状態の管理を行っている。さら
に、制御回路110では外部装置とのインタフェース制
御を行っている。
In the control circuit 110, in addition to the above calculation, the error signal 14 output from the pulse laser oscillation circuit 40 is output.
2 and the undetected signal 134 output from the CFD circuit 80 are input to manage the operation state of the apparatus. Further, the control circuit 110 controls the interface with an external device.

【0024】本実施例の距離計測装置1は、目標物まで
の距離を、パルスレーザ10から出射されたレーザ光が
目標物で反射して検出用センサ30に戻って来るまでの
時間間隔を計測することにより求める装置であり、計測
の高精度化及び計測時間の短縮化を図るためにCFD回
路60,80と、TAC回路90を組み合わせて回路構
成している点に特徴がある。つまり、同一距離計測にお
いて、パルスレーザ10の出力変動や目標物の反射率の
違いによる光量変動によってアナログパルス電圧信号
(モニタ用センサ20および検出用センサ30からの出
力信号)の変動が発生するが、これらのアナログパルス
電圧信号をCFD回路60,80に通すことによって変
動の影響を受けない(時間ジッタのない)ディジタル
(トリガ)信号が生成される。このディジタル信号がT
AC回路90に与えられるので、目標物までの距離を高
精度に計測することができる。
The distance measuring device 1 of this embodiment measures the distance to the target object and the time interval until the laser light emitted from the pulse laser 10 is reflected by the target object and returns to the detection sensor 30. The CFD circuits 60 and 80 and the TAC circuit 90 are combined to configure the circuit in order to improve the accuracy of the measurement and shorten the measurement time. In other words, in the same distance measurement, the analog pulse voltage signal (the output signal from the monitor sensor 20 and the detection sensor 30) fluctuates due to the fluctuation of the output of the pulse laser 10 and the fluctuation of the light amount due to the difference in the reflectance of the target object. By passing these analog pulse voltage signals through the CFD circuits 60 and 80, digital (trigger) signals that are not affected by fluctuations (without time jitter) are generated. This digital signal is T
Since it is given to the AC circuit 90, the distance to the target can be measured with high accuracy.

【0025】また、本実施例の距離計測装置1は、実際
の測定信号(スタート信号135、ストップ信号13
6)と既知のパルス間隔を持つ補正用信号(補正用スタ
ート信号137、補正用ストップ信号138)をTAC
回路90に連続して与え、TAC回路90から出力され
る3種類の電圧増加量に基づいて目標物までの距離を演
算している点に特徴がある。このように複数の電圧増加
量に基づいて演算することにより、温度変動等によるT
AC回路90の低周波変動を抑制し、安定した距離計測
を行うことが可能となる。
Further, the distance measuring device 1 of the present embodiment uses the actual measurement signals (start signal 135, stop signal 13).
6) and a correction signal having a known pulse interval (correction start signal 137, correction stop signal 138)
The feature is that the distance to the target object is calculated based on the three types of voltage increase amounts output from the TAC circuit 90, which are continuously given to the circuit 90. By performing the calculation based on the plurality of voltage increase amounts in this way, T
It is possible to suppress low frequency fluctuations of the AC circuit 90 and perform stable distance measurement.

【0026】ここで、上記した前段の特徴(CFD回路
60,80とTAC回路90を組み合わせることにより
計測の高精度化等が図れる)を発揮するためには、TA
C回路90に補正用信号(補正用スタート信号137、
補正用ストップ信号138)を与えて補正処理を行う必
要は必ずしもない。つまり、温度変動が起こり難い環境
で距離計測装置1を利用するときには、TAC回路90
の低周波変動の補正を考慮する必要性が乏しく、このよ
うな場合にはTAC回路90に補正信号を与えなくても
よい。補正信号を与えない場合には、制御回路110で
はアナログ電圧信号139の電圧値の増加量(VD )の
みが検出され、この増加量(VD )に基づいて目標物ま
での距離が算出される。
Here, in order to exert the above-mentioned characteristics of the preceding stage (combination of the CFD circuits 60 and 80 and the TAC circuit 90 can improve the accuracy of measurement, etc.), TA
A correction signal (correction start signal 137,
It is not always necessary to give the correction stop signal 138) to perform the correction process. That is, when the distance measuring device 1 is used in an environment where temperature fluctuation is unlikely to occur, the TAC circuit 90
There is little need to consider the correction of the low frequency fluctuation of the above, and in such a case, the correction signal may not be given to the TAC circuit 90. When the correction signal is not given, the control circuit 110 detects only the increase amount (V D ) of the voltage value of the analog voltage signal 139, and the distance to the target object is calculated based on this increase amount (V D ). It

【0027】次に、本実施例で用いられているCFD回
路について説明する。CFD回路とは、アナログ入力信
号の立上り(リーディングエッジ)時間が一定で振幅電
圧の違う波形に対して、一定のタイミングパルス(ディ
ジタル)を発生させる回路である。図4(a)に等価回
路ブロックを、図4(b)〜(f)に各部波形をそれぞ
れ示す。これらの図を用いてCFD回路の動作を説明す
る。一定の立上り時間(tr )を持ち、振幅電圧(V)
の異なるアナログ入力信号A(図4(b)参照)がCF
D回路に入力されると、入力信号Aは減衰回路170と
遅延回路171に与えられる。減衰回路170では入力
信号Aの振幅を1/nに減衰した信号B(図4(c)参
照)が生成される。また遅延回路171では入力信号A
をtdだけ遅延させた信号C(図4(d)参照)が生成
される。これらの2つの信号B,Cは差動アンプ172
に与えられ、信号Cから信号Bを差し引いた信号D(図
4(e)参照)が生成される。信号DはADC回路17
3に与えられ、ゼロ(グランド電位)を横切る点aが検
出される。そして、点aの検出タイミングでON状態に
立上るディジタルパルス信号Eが(図4(f)参照)が
出力される。
Next, the CFD circuit used in this embodiment will be described. The CFD circuit is a circuit that generates a constant timing pulse (digital) for a waveform having a constant rising edge (leading edge) time of an analog input signal and different amplitude voltages. FIG. 4A shows an equivalent circuit block, and FIGS. 4B to 4F show waveforms at respective parts. The operation of the CFD circuit will be described with reference to these figures. Has a constant rise time ( tr ) and an amplitude voltage (V)
Of different analog input signals A (see FIG. 4B) are CF
When input to the D circuit, the input signal A is given to the attenuation circuit 170 and the delay circuit 171. The attenuator circuit 170 produces a signal B (see FIG. 4C) in which the amplitude of the input signal A is attenuated to 1 / n. In the delay circuit 171, the input signal A
Is delayed by t d to generate a signal C (see FIG. 4D). These two signals B and C are the differential amplifier 172.
Signal D obtained by subtracting the signal B from the signal C (see FIG. 4E) is generated. The signal D is the ADC circuit 17
3 and a point a crossing zero (ground potential) is detected. Then, the digital pulse signal E which rises to the ON state at the detection timing of the point a (see FIG. 4 (f)) is output.

【0028】ここで、点aの発生する時間はtd +tr
/nとして表現できることより、ディジタルパルス信号
Eはアナログ入力信号Aの振幅電圧(V)と無関係な信
号であることが判る。このことは、アナログ入力信号A
の立上り時間(tr )さえ変動しなければ、たとえ振幅
電圧(V)が変動しても、ディジタルパルス信号Eは時
間変動のない信号であることを意味する。
Here, the time at which the point a occurs is t d + t r
Since it can be expressed as / n, it is understood that the digital pulse signal E is a signal irrelevant to the amplitude voltage (V) of the analog input signal A. This means that the analog input signal A
If the rise time (t r ) of the signal does not fluctuate, it means that the digital pulse signal E is a signal without time fluctuation even if the amplitude voltage (V) fluctuates.

【0029】図1に示した本実施例の距離計測装置1で
は、パルスレーザ10の出力変動や目標物の反射率の違
いによる光量変動の影響が、増幅器50,70の出力で
ある発光パルス信号131および検出パルス信号132
の波形に現れる。この変動の影響は、増幅器50,70
の後段にCFD回路60,80を設けることにより取り
除かれ、時間変動のないディジタルパルス信号(スター
ト信号135、ストップ信号136)を得ることができ
る。
In the distance measuring apparatus 1 of this embodiment shown in FIG. 1, the influence of the fluctuation of the output of the pulse laser 10 and the fluctuation of the light quantity due to the difference in the reflectance of the target is the light emission pulse signal output from the amplifiers 50 and 70. 131 and detection pulse signal 132
Appears in the waveform. The effect of this variation is that the amplifiers 50, 70
It is possible to obtain digital pulse signals (start signal 135, stop signal 136) which are eliminated by providing the CFD circuits 60 and 80 in the subsequent stage and which are eliminated.

【0030】なお、本実施例と技術分野は異なるがCF
D回路とTAC回路を組み合わせた回路の従来技術とし
ては、特開昭61−266942号公報の文献に開示さ
れている。
Although the technical field is different from that of this embodiment, CF is used.
A conventional technique of a circuit in which a D circuit and a TAC circuit are combined is disclosed in the document of Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-266942.

【0031】次に、本発明の別の実施例に係る距離計測
装置2について、図5のブロック図および図6のタイミ
ング波形図を用いて説明する。この実施例の距離計測装
置2は、パルスレーザ光の出力変動や同一距離にある目
標物の反射率の違いによる光量変動を含んだ信号から一
定パルス波形を生成するAGC回路180,181と、
パルス波形の信号の立上りを一定電圧レベルで検知して
時間ジッタの少ないタイミングパルスを生成するLED
回路182,183とを組み合わせることにより、高精
度な距離計測が行えることを特徴とする。
Next, a distance measuring device 2 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG. 5 and the timing waveform diagram of FIG. The distance measuring device 2 according to this embodiment includes AGC circuits 180 and 181 that generate a constant pulse waveform from a signal including a fluctuation in output of pulsed laser light and a fluctuation in light amount due to a difference in reflectance of a target object at the same distance.
LED that detects the rising edge of a pulse waveform signal at a constant voltage level and generates a timing pulse with little time jitter
It is characterized in that highly accurate distance measurement can be performed by combining the circuits 182 and 183.

【0032】ここで、図5に示す距離計測装置2が図1
の距離計測装置1と異なるのは、増幅器50,70の代
りにAGC回路180,181を備え、CFD回路6
0,80の代りにLED回路182,183を備えてい
る点である。このため、距離計測装置2は以下のように
動作する。
Here, the distance measuring device 2 shown in FIG.
The difference from the distance measuring device 1 is that AGC circuits 180 and 181 are provided instead of the amplifiers 50 and 70, and the CFD circuit 6 is provided.
The point is that LED circuits 182 and 183 are provided instead of 0 and 80. Therefore, the distance measuring device 2 operates as follows.

【0033】まず、内部シーケンス発生回路120から
出力されたパルスレーザ発光信号130(図6(a))
はパルスレーザ発振回路40に入力され、パルスレーザ
10を発光させる。発光したレーザ光の大部分は投光レ
ンズ11を通して目標物に向けて照射される。また発光
したレーザ光の一部はモニタ用センサ20で受光され、
受光強度に応じた振幅を有するアナログパルス電圧信号
(図6(b))が出力される。アナログパルス電圧信号
はAGC回路180で電圧振幅が一定になるように制御
され、発光パルス信号131(図6(c))としてLE
D回路182に与えられる。LED回路182では、発
光パルス信号131の立上りを一定電圧レベルで検知
し、時間変動を抑えたディジタルパルスのスタート信号
135(図6(d))を出力する。
First, the pulsed laser emission signal 130 (FIG. 6A) output from the internal sequence generation circuit 120.
Is input to the pulse laser oscillation circuit 40 to cause the pulse laser 10 to emit light. Most of the emitted laser light is emitted toward the target through the light projecting lens 11. A part of the emitted laser light is received by the monitor sensor 20,
An analog pulse voltage signal (FIG. 6B) having an amplitude according to the received light intensity is output. The analog pulse voltage signal is controlled by the AGC circuit 180 so that the voltage amplitude becomes constant, and the light emission pulse signal 131 (FIG. 6C) is LE.
It is given to the D circuit 182. The LED circuit 182 detects the rising edge of the light emission pulse signal 131 at a constant voltage level, and outputs a digital pulse start signal 135 (FIG. 6 (d)) in which time fluctuation is suppressed.

【0034】目標物で反射したレーザ光は受光レンズ3
1で集光され、バンドパスフィルタ32を通して検出用
センサ30で受光される。検出用センサ30からは受光
強度に応じた振幅を有するアナログパルス電圧信号(図
6(e))が出力される。アナログパルス電圧信号はA
GC回路181で電圧振幅が一定になるように制御さ
れ、検出パルス信号132(図6(f))としてLED
回路183に与えられる。LED回路183では、検出
パルス信号132の立上りを一定電圧レベルで検知し、
時間変動を抑えたディジタルパルスのストップ信号13
6(図6(g))を出力する。
The laser light reflected by the target object is received by the light receiving lens 3
The light is condensed at 1, and is received by the detection sensor 30 through the bandpass filter 32. The detection sensor 30 outputs an analog pulse voltage signal (FIG. 6E) having an amplitude according to the received light intensity. Analog pulse voltage signal is A
The voltage amplitude is controlled to be constant by the GC circuit 181, and the LED is used as the detection pulse signal 132 (FIG. 6 (f)).
Provided to circuit 183. The LED circuit 183 detects the rising edge of the detection pulse signal 132 at a constant voltage level,
Digital pulse stop signal 13 with suppressed time fluctuation
6 (FIG. 6 (g)) is output.

【0035】スタート信号135およびストップ信号1
36はTAC回路90に入力され、スタート信号135
のリーディングエッジから時間に比例して電圧を増加さ
せて、ストップ信号136のリーディングエッジにより
電圧の増加をストップさせるアナログ電圧信号139
(図6(h))が生成される。生成されたアナログ電圧
信号139はADC回路100に入力され、内部シーケ
ンス発生回路120から与えられたADタイミング信号
140(図6(i))に同期してA/D変換が行われ
る。このA/D変換によって分解能の高いディジタル電
圧信号141(図6(j))が生成され、制御回路11
0に与えられる。制御回路110では、入力されたディ
ジタル電圧信号141が解析され、目標物までの距離が
算出される。
Start signal 135 and stop signal 1
36 is input to the TAC circuit 90, and a start signal 135
The analog voltage signal 139 that increases the voltage in proportion to time from the leading edge of the stop signal 136 and stops the increase of the voltage by the leading edge of the stop signal 136.
(FIG. 6 (h)) is generated. The generated analog voltage signal 139 is input to the ADC circuit 100, and A / D conversion is performed in synchronization with the AD timing signal 140 (FIG. 6 (i)) given from the internal sequence generation circuit 120. By this A / D conversion, a high resolution digital voltage signal 141 (FIG. 6 (j)) is generated, and the control circuit 11
Given to 0. The control circuit 110 analyzes the input digital voltage signal 141 and calculates the distance to the target.

【0036】このように、距離(l)に比例した時間差
(Δt)をアナログ電圧(V)として計測することによ
り、高精度な距離計測を可能にする。また、AGC回路
181とLED回路183を用いることにより、検出用
センサ30での微弱光検出が可能となった。このため、
目標物が遠距離で反射光が非常に微弱な場合でも、容易
に距離計測を行うことができる。
As described above, by measuring the time difference (Δt) proportional to the distance (l) as the analog voltage (V), highly accurate distance measurement can be performed. Further, by using the AGC circuit 181 and the LED circuit 183, the detection sensor 30 can detect weak light. For this reason,
Even if the target is a long distance and the reflected light is very weak, the distance can be easily measured.

【0037】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
となく、種々の変形が可能である。例えば、本実施例で
はストップ信号にパルスが与えられた後に補正用スター
ト信号と補正用ストップ信号にパルス(第1のパルス〜
第4のパルス)が与えられているが、スタート信号にパ
ルスが与えられる前に補正用スタート信号と補正用スト
ップ信号にパルスが与えられてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made. For example, in this embodiment, after the stop signal is pulsed, the correction start signal and the correction stop signal are pulsed (first pulse to
Although the fourth pulse) is given, the pulses may be given to the correction start signal and the correction stop signal before the start signal is given a pulse.

【0038】また、距離計測装置2では、TAC回路9
0にはスタート信号135とストップ信号136だけが
入力されているが、補正用スタート信号137と補正用
ストップ信号138をTAC回路90に入力して、外部
温度の変動によるTAC回路90の出力電圧変動を補正
してもよい。
In the distance measuring device 2, the TAC circuit 9
Although only the start signal 135 and the stop signal 136 are input to 0, the correction start signal 137 and the correction stop signal 138 are input to the TAC circuit 90 to change the output voltage of the TAC circuit 90 due to the change of the external temperature. May be corrected.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の距
離計測装置であれば、入力信号の出力変動に影響されな
いディジタルパルス信号が第1の弁別手段と第2の弁別
手段で生成され、このディジタルパルス信号が時間電圧
変換手段に入力される。このため、発光素子の出力変動
や目標物の反射率の違いによる出力変動によってモニタ
用受光素子と検出用受光素子から出力される信号が変動
しても、時間電圧変換手段で生成される電圧信号はこの
出力変動の影響を受けることはない。よって、演算手段
では時間電圧変換手段で生成された電圧信号に基づい
て、高精度に目標物までの距離を算出することができ
る。
As described in detail above, in the distance measuring device of the present invention, the digital pulse signal which is not affected by the output fluctuation of the input signal is generated by the first discriminating means and the second discriminating means, This digital pulse signal is input to the time-voltage conversion means. Therefore, even if the signals output from the monitor light receiving element and the detection light receiving element fluctuate due to the output fluctuations of the light emitting element and the output fluctuations due to the difference in the reflectance of the target object, the voltage signal generated by the time-voltage conversion means. Is not affected by this output fluctuation. Therefore, the calculation means can calculate the distance to the target object with high accuracy based on the voltage signal generated by the time-voltage conversion means.

【0040】また、本発明はパルス光が出射してから受
光されるまでの時間に比例したアナログ電圧信号を時間
電圧変換手段で生成し、このアナログ電圧信号から距離
を算出しており、カウンタによって時間を計数して距離
を算出する従来技術に比べて、高い距離精度を得ること
ができる。
Further, according to the present invention, an analog voltage signal proportional to the time from the emission of the pulsed light to the reception of the pulsed light is generated by the time-voltage conversion means, and the distance is calculated from this analog voltage signal. Higher distance accuracy can be obtained as compared with the conventional technique that counts time and calculates distance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例に係る距離計測装置の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring device according to an embodiment.

【図2】本実施例に係る距離計測装置の外観を示す斜視
図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the outer appearance of the distance measuring device according to the present embodiment.

【図3】本実施例に係る距離計測装置のタイミング波形
図である。
FIG. 3 is a timing waveform chart of the distance measuring device according to the present embodiment.

【図4】CFD回路の等価回路ブロック図およびタイミ
ング波形図である。
FIG. 4 is an equivalent circuit block diagram and a timing waveform diagram of a CFD circuit.

【図5】別の実施例に係る距離計測装置の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring device according to another embodiment.

【図6】別の実施例に係る距離計測装置のタイミング波
形図である。
FIG. 6 is a timing waveform chart of a distance measuring device according to another embodiment.

【図7】従来の距離計測装置の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional distance measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2…距離計測装置、10…パルスレーザ、11…投
光レンズ、20…モニタ用センサ、30…検出用セン
サ、31…受光レンズ、32…バンドパスフィルタ、4
0…パルスレーザ発振回路、50,70…増幅器、6
0,80…CFD回路、90…TAC回路、100…A
DC回路、110…制御回路、120…内部シーケンス
発生回路、130…パルスレーザ発光信号、131…発
光パルス信号、132…検出パルス信号、133…ゲー
ト信号、134…未検出信号、135…スタート信号、
136…ストップ信号、137…補正用スタート信号、
138…補正用ストップ信号、139…アナログ電圧信
号、140…ADタイミング信号、141…ディジタル
電圧信号、142…エラー信号、150…ケース、15
1…出射窓、152…入射窓、160〜163…プリン
ト板、170…減衰回路、171…遅延回路、172…
差動アンプ、173…ADC回路、180,181…A
GC回路、182,183…LED回路。
1, 2 ... Distance measuring device, 10 ... Pulse laser, 11 ... Projection lens, 20 ... Monitor sensor, 30 ... Detection sensor, 31 ... Light receiving lens, 32 ... Bandpass filter, 4
0 ... Pulse laser oscillation circuit, 50, 70 ... Amplifier, 6
0,80 ... CFD circuit, 90 ... TAC circuit, 100 ... A
DC circuit, 110 ... Control circuit, 120 ... Internal sequence generation circuit, 130 ... Pulse laser emission signal, 131 ... Emission pulse signal, 132 ... Detection pulse signal, 133 ... Gate signal, 134 ... Undetected signal, 135 ... Start signal,
136 ... Stop signal, 137 ... Correction start signal,
138 ... Compensation stop signal, 139 ... Analog voltage signal, 140 ... AD timing signal, 141 ... Digital voltage signal, 142 ... Error signal, 150 ... Case, 15
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Emission window, 152 ... Incident window, 160-163 ... Printed board, 170 ... Attenuation circuit, 171 ... Delay circuit, 172 ...
Differential amplifier, 173 ... ADC circuit, 180, 181 ... A
GC circuit, 182, 183 ... LED circuit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パルス光を出射する発光素子と、 前記発光素子から出射したパルス光の一部を受光し、受
光強度に応じた振幅を有するアナログパルス電圧信号を
出力するモニタ用受光素子と、 前記発光素子から出射したパルス光の他の一部が所定の
目標物で反射した光を受光し、受光強度に応じた振幅を
有するアナログパルス電圧信号を出力する検出用受光素
子と、 前記モニタ用受光素子から出力された信号を入力し、時
間ジッタを減少させたディジタルパルス信号を出力する
第1の弁別手段と、 前記検出用受光素子から出力された信号を入力し、時間
ジッタを減少させたディジタルパルス信号を出力する第
2の弁別手段と、 前記第1の弁別手段から出力された第1の信号と前記第
2の弁別手段から出力された第2の信号を入力し、前記
第1の信号のパルスが入力されてから前記第2の信号の
パルスが入力されるまでの期間に一定の比率で電圧値が
増加するアナログ電圧信号を出力する時間電圧変換手段
と、 前記時間電圧変換手段から出力されたアナログ電圧信号
を入力し、前記第1の信号のパルスが入力されてから前
記第2の信号のパルスが入力されるまでの電圧値の増加
量に基づいて前記目標物までの距離を算出する演算手段
とを備え、 前記第1の弁別手段および前記第2の弁別手段は、これ
らの弁別手段への入力信号を所定時間遅延させた信号か
ら当該入力信号の振幅を減衰させた信号を差し引いて、
差し引いた値が所定の値になったときにパルスを与える
ディジタルパルス信号を出力するものであることを特徴
とする距離計測装置。
1. A light emitting element that emits pulsed light, a light receiving element for monitoring that receives a part of the pulsed light emitted from the light emitting element, and outputs an analog pulse voltage signal having an amplitude according to the light receiving intensity. Another part of the pulsed light emitted from the light emitting element receives the light reflected by a predetermined target object, and a detection light receiving element for outputting an analog pulse voltage signal having an amplitude according to the received light intensity; A first discriminator for inputting a signal output from the light receiving element and outputting a digital pulse signal with reduced time jitter, and a signal output from the detection light receiving element are input to reduce the time jitter. Second discrimination means for outputting a digital pulse signal, a first signal outputted from the first discrimination means and a second signal outputted from the second discrimination means are inputted, and the second discrimination means is inputted. Time-voltage converting means for outputting an analog voltage signal whose voltage value increases at a constant rate during the period from the input of the pulse of the signal to the input of the pulse of the second signal, and the time-voltage converting means. To the target based on the amount of increase in the voltage value from the input of the pulse of the first signal to the input of the pulse of the second signal. Calculating means for calculating the first discriminating means and the second discriminating means, wherein the signals obtained by delaying the input signals to the discriminating means by a predetermined time are attenuated in amplitude of the input signals. Subtract
A distance measuring device which outputs a digital pulse signal which gives a pulse when the subtracted value reaches a predetermined value.
【請求項2】 第1の補正信号および第2の補正信号を
前記時間電圧変換手段に与える補正信号出力手段を備
え、 前記第1の補正信号は、前記第1の信号にパルスが与え
られる前または前記第2の信号にパルスが与えられた後
に、所定の時間間隔で第1のパルスおよび第2のパルス
を与えるディジタルパルス信号であり、 前記第2の補正信号は、前記第1の補正信号に第1のパ
ルスが与えられた後で且つ第2のパルスが与えられる前
に第3のパルスを与えると共に前記第1の補正信号に第
2のパルスが与えられた後に第4のパルスを与えるディ
ジタルパルス信号であり、 さらに前記第1のパルスが与えられてから前記第3のパ
ルスが与えられるまでの時間間隔(t2)と前記第2の
パルスが与えられてから前記第4のパルスが与えられる
までの時間間隔(t3)は異なるものであり、 前記時間電圧変換手段では、前記第1の信号と前記第2
の信号と前記第1の補正信号と前記第2の補正信号とを
入力し、前記第1の信号のパルスが入力されてから前記
第2の信号のパルスが入力されるまでの期間、前記第1
のパルスが入力されてから前記第3のパルスが入力され
るまでの期間、および前記第2のパルスが入力されてか
ら前記第4のパルスが入力されるまでの期間に一定の比
率で電圧値が増加するアナログ電圧信号を出力し、 前記演算手段では、入力されたアナログ電圧信号を解析
して、前記第1の信号のパルスが入力されてから前記第
2の信号のパルスが入力されるまでの電圧値の増加量
(V1)と、前記第1のパルスが入力されてから前記第
3のパルスが入力されるまでの電圧値の増加量(V2)
と、前記第2のパルスが入力されてから前記第4のパル
スが入力されるまでの電圧値の増加量(V3)とを検出
し、前記第1の信号のパルスが入力されてから前記第2
の信号のパルスが入力されるまでの時間間隔(t1)
を、 t1=(t3−t2)×(V1−V2)/(V3−V
2)+t2 から求めることによって前記目標物までの距離を算出す
るものであることを特徴とする請求項1記載の距離計測
装置。
2. A correction signal output means for applying a first correction signal and a second correction signal to the time-voltage conversion means, wherein the first correction signal is before the pulse is applied to the first signal. Alternatively, it is a digital pulse signal that gives the first pulse and the second pulse at a predetermined time interval after the pulse is given to the second signal, and the second correction signal is the first correction signal. A third pulse after the first pulse is applied to the first correction signal and before the second pulse is applied to the first correction signal, and a fourth pulse is applied to the first correction signal after the second pulse is applied. A digital pulse signal, further comprising a time interval (t2) from the application of the first pulse to the application of the third pulse and the application of the fourth pulse after the application of the second pulse. Until Are different in time interval (t3), and in the time-voltage conversion means, the first signal and the second signal
Signal, the first correction signal, and the second correction signal are input, and a period from when the pulse of the first signal is input to when the pulse of the second signal is input, 1
Voltage value from the input of the third pulse to the input of the third pulse, and the period from the input of the second pulse to the input of the fourth pulse at a constant ratio. Output an analog voltage signal, and the arithmetic means analyzes the input analog voltage signal, from the input of the pulse of the first signal to the input of the pulse of the second signal. Increase amount (V1) of the voltage value and the increase amount (V2) of the voltage value from the input of the first pulse to the input of the third pulse
And an increase amount (V3) of the voltage value from the input of the second pulse to the input of the fourth pulse, and detecting the increase of the voltage value of the first signal from the input of the pulse of the first signal. Two
Time interval (t1) until the pulse of the signal is input
T1 = (t3-t2) * (V1-V2) / (V3-V
2) The distance measuring device according to claim 1, wherein the distance to the target object is calculated by obtaining it from + t2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014174069A (en) * 2013-03-12 2014-09-22 Mitsubishi Electric Corp Laser range finding device
JP2017173169A (en) * 2016-03-24 2017-09-28 株式会社Ihi Device and method for forming signal
JP2018151197A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 株式会社東芝 Distance measuring device and distance image photographing device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014174069A (en) * 2013-03-12 2014-09-22 Mitsubishi Electric Corp Laser range finding device
JP2017173169A (en) * 2016-03-24 2017-09-28 株式会社Ihi Device and method for forming signal
JP2018151197A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 株式会社東芝 Distance measuring device and distance image photographing device

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