JPH07167954A - Distance measuring device - Google Patents
Distance measuring deviceInfo
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- JPH07167954A JPH07167954A JP5342289A JP34228993A JPH07167954A JP H07167954 A JPH07167954 A JP H07167954A JP 5342289 A JP5342289 A JP 5342289A JP 34228993 A JP34228993 A JP 34228993A JP H07167954 A JPH07167954 A JP H07167954A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、距離測定装置に関する
ものである。更に詳しくは測距対象物に対して光パルス
を射出し、測距対象物からの反射光を受光するまでの光
パルスの往復時間を計測することにより測距対象物まで
の距離を測定する距離測定装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device. More specifically, the distance to the object to be measured by emitting the optical pulse to the object to be measured and measuring the round-trip time of the optical pulse until the reflected light from the object to be measured is received. The present invention relates to a measuring device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、種々の分野で安全性の向上や自動
化を目的として、移動物体に測距装置を搭載して距離情
報を得る要求が増大している。例えば、ロボットや自動
車や電車に測距装置を搭載してこれらの移動物体の衝突
を防止したり、又は工場内で使用される搬送車に測距装
置を搭載して搬送車の停止位置を制御することに用いら
れている。このような距離測定装置としては、レーザ光
源から光パルスを測定対象物へ射出し、測定対象物によ
って反射した光パルスを受光し、測距対象物までの距離
を測定する装置が広く使用されている。これは短時間に
距離を測定できることから特に移動体等の衝突防止用セ
ンサとして使用されることが多い。2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand in various fields to obtain distance information by mounting a distance measuring device on a moving object for the purpose of improving safety and automation. For example, a distance measuring device is mounted on a robot, an automobile, or a train to prevent collision of these moving objects, or a distance measuring device is mounted on a carrier vehicle used in a factory to control the stop position of the carrier vehicle. It is used to As such a distance measuring device, a device that emits a light pulse from a laser light source to a measurement target object, receives a light pulse reflected by the measurement target object, and measures the distance to the distance measurement target object is widely used. There is. Since it can measure the distance in a short time, it is often used especially as a sensor for preventing collision of a moving body or the like.
【0003】測定対象物の移動により測定距離が大きく
且つ急速に変化するのに対応して精度を維持する必要が
あり、従来より受信信号増幅回路部に利得制御機能を有
する光パルス受光装置が開示されている。これらは測定
対象物以外の不要物体、すなわち霧・雨・雪・煙・粉塵
当からの反射・散乱信号を計測しない目的で、レーザ光
パルスが発生する時刻(又は時間計測開始時刻)から、
時間の関数によって、受信信号増幅回路部に利得制御機
能を有する構成であった。ここで利得制御機能は、受信
信号増幅回路部に含まれる自動利得制御(AGC)回路
が使用されている。一般に広く使用されている利得制御
方法にはSTC(SensitivityTime C
ontrol)がある。これは近距離(レーザ光パルス
が発生する時刻又は時間計測開始時刻から比較的短い時
間に相当する距離)からの強い反射信号に対しては受信
感度を抑制し、遠距離(レーザ光パルスが発生する時刻
又は時間計測開始時刻から比較的長い時間に相当する距
離)になるに従って受信感度を上げていくようにしたも
のである。It is necessary to maintain accuracy in response to a large and rapidly changing measurement distance due to movement of an object to be measured, and a conventional optical pulse light receiving device having a gain control function in a received signal amplification circuit portion has been disclosed. Has been done. These are unnecessary objects other than the object to be measured, that is, from the time when the laser light pulse is generated (or the time measurement start time) for the purpose of not measuring the reflection / scattering signals from fog, rain, snow, smoke, dust, etc.
According to the function of time, the received signal amplification circuit section has a gain control function. Here, for the gain control function, an automatic gain control (AGC) circuit included in the reception signal amplification circuit unit is used. A gain control method that is generally widely used is STC (Sensitivity Time C
ontrol). This suppresses the reception sensitivity for a strong reflection signal from a short distance (a distance corresponding to a time when the laser light pulse is generated or a time measurement start time), and a long distance (a laser light pulse is generated). The reception sensitivity is increased as the time comes or the distance corresponding to a relatively long time from the time measurement start time).
【0004】図4に示すように、従来例においては、演
算制御部101からタイミング制御部102に指令信号
151が出力すると、タイミング制御部102はタイミ
ング信号152aを半導体レーザ駆動部103に出力
し、パルス信号153に駆動されて光源104からレー
ザ光パルスが発光する。レーザ光パルスは送信レンズ1
05を介して測定対象物(不図示)に向かって送信さ
れ、測定対象物で反射したレーザ光パルスは受光素子1
07に受信される。受光素子107はレーザ光パルスを
受信すると、光電変換し受信信号154を出力する。受
光素子107から出力した受信信号154は受信信号増
幅回路部109に入力し、増幅され、アナログ受信信号
156が出力する。この際受信信号増幅回路部109に
入力するタイミング信号152cのSTC動作により利
得が増加させられる。次いでA/D変換器110にアナ
ログ受信信号156が入力すると、A/D変換器用基準
電圧発生部111から入力する基準電圧を基準としてA
/D変換されてディジタル受信信号160が出力する。
ディジタル受信信号160は受信信号記憶部112に出
力され、次いで演算制御部101で時間を算出し、更に
その時間から測定対象物までの距離を演算し、測定対象
物までの距離が表示部114に表示されるものであっ
た。As shown in FIG. 4, in the conventional example, when the operation control unit 101 outputs the command signal 151 to the timing control unit 102, the timing control unit 102 outputs the timing signal 152a to the semiconductor laser drive unit 103, The light source 104 is driven by the pulse signal 153 to emit a laser light pulse. Laser light pulse is the transmission lens 1
The laser light pulse transmitted to the measurement object (not shown) via 05 and reflected by the measurement object is received by the light receiving element 1.
It is received at 07. When the light receiving element 107 receives the laser light pulse, it photoelectrically converts it and outputs a reception signal 154. The reception signal 154 output from the light receiving element 107 is input to the reception signal amplification circuit unit 109, amplified, and output as an analog reception signal 156. At this time, the gain is increased by the STC operation of the timing signal 152c input to the reception signal amplification circuit unit 109. Next, when the analog reception signal 156 is input to the A / D converter 110, A is set with the reference voltage input from the A / D converter reference voltage generator 111 as a reference.
The digital reception signal 160 is output after being D / D converted.
The digital received signal 160 is output to the received signal storage unit 112, the operation control unit 101 then calculates time, the distance from the time to the measurement object is calculated, and the distance to the measurement object is displayed on the display unit 114. It was what was displayed.
【0005】又例えば、特公平3−1626号公報に開
示された技術は、利得可変増幅手段を有し、その利得を
時間の関数として制御し、利得をスイッチで切り換える
ものである。Further, for example, the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-1626 has a variable gain amplifying means, controls the gain as a function of time, and switches the gain with a switch.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の技術にお
いては、STC機能を受信信号増幅部のみが負担してい
た。このために、利得を変化させることにより測定対象
物からの受信レーザ光パルス信号による受信電気信号の
信号振幅が変化すると共に、その位相は振幅を大きくす
ると遅れる方向に変化してしまう。位相が変化すると受
信電気信号の位相変化に対応した時間計測に誤差が発生
する。時間計測に誤差が発生すると計測した時間に基づ
き演算される距離測定に誤差が発生する。このようにS
TC機能を受信信号増幅部のみが負担することにより発
生する測距値の誤差が避けられないという問題があっ
た。However, in the prior art, only the received signal amplifying section bears the STC function. Therefore, by changing the gain, the signal amplitude of the received electric signal due to the received laser light pulse signal from the object to be measured changes, and its phase changes in the delay direction as the amplitude increases. When the phase changes, an error occurs in the time measurement corresponding to the phase change of the received electric signal. When an error occurs in the time measurement, an error occurs in the distance measurement calculated based on the measured time. Thus S
There is a problem in that an error in the distance measurement value, which occurs when the TC function is borne by only the reception signal amplification unit, cannot be avoided.
【0007】本発明は上記の課題に鑑み、受信電気信号
のSTC機能による利得変化に伴う位相変化を減少さ
せ、高い測距精度の距離測定装置を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a distance measuring device with high distance measuring accuracy by reducing the phase change associated with the gain change of the received electric signal due to the STC function.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1に記載の本発明は、発光タイミング信号を出
力するタイミング制御手段と、前記発光タイミング信号
が入力したとき光パルスを放射する発光手段と、前記発
光手段から放射され測定対象物で反射した前記光パルス
を受光して受光信号を出力する光電素子を有する受光手
段と、可変増幅器を有し、可変な受信信号増幅率で前記
受光信号を増幅してアナログ受信信号を出力する受信信
号増幅手段と、参照電圧発生器を有し、設定された参照
電圧で前記アナログ受信信号をディジタル受信信号に変
換するA/D変換手段と、前記光パルスが放射されてか
らの時間を計測する計時手段と、前記計時手段が前記光
パルスが放射されてから受光するまでに計測した時間に
基づき測定対象物までの距離を演算する演算手段とを具
備し、前記可変増幅器は、前記計時手段が計測した前記
光パルスが放射されてからの時間の関数に従って前記受
信信号増幅率を変更して前記アナログ受信信号を増幅す
る距離測定装置において、前記光電素子を増倍率可変な
光電子増倍素子によって構成し、該光電子増倍素子のバ
イアス電圧を前記計時手段が計測した前記光パルスが放
射されてからの時間の関数に従って変化させたものであ
る。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 emits a light pulse when a timing control means for outputting a light emission timing signal and the light emission timing signal is input. A light emitting means, a light receiving means having a photoelectric element for receiving the light pulse emitted from the light emitting means and reflected by an object to be measured and outputting a light reception signal, and a variable amplifier, and the variable reception signal amplification factor Reception signal amplification means for amplifying the received light signal and outputting an analog reception signal; and A / D conversion means having a reference voltage generator for converting the analog reception signal into a digital reception signal at a set reference voltage, Time measuring means for measuring the time after the light pulse is emitted, and an object to be measured based on the time measured from the time when the light pulse is emitted until the light receiving is received by the time measuring means. The variable amplifier is configured to change the reception signal amplification factor according to a function of time after the optical pulse measured by the timing means is emitted, and the analog reception signal In the distance measuring device for amplifying, the photoelectric element is constituted by a photomultiplier element with a variable multiplication factor, and the bias voltage of the photoelectron multiplier element is measured by the time measuring means of the time from the emission of the optical pulse. It is changed according to a function.
【0009】前記参照電圧発生器は前記参照電圧を変更
可能な可変参照電圧発生器であり、前記A/D変換手段
は、前記可変参照電圧発生器が前記計時手段が計測した
前記光パルスが放射されてからの時間の関数に従って変
更した前記参照電圧を参照して前記アナログ受信信号を
前記ディジタル受信信号に変換することが望ましい。The reference voltage generator is a variable reference voltage generator capable of changing the reference voltage, and the A / D conversion means emits the optical pulse measured by the timing means by the variable reference voltage generator. It is desirable to convert the analog reception signal into the digital reception signal with reference to the reference voltage changed according to a function of time after the reception.
【0010】又請求項3に記載の本発明は、発光タイミ
ング信号を 発光タイミング信号を出力するタイミング
制御手段と、前記発光タイミング信号が入力したとき光
パルスを放射する発光手段と、前記発光手段から放射さ
れ測定対象物で反射した前記光パルスを受光して受光信
号を出力する光電素子を有する受光手段と、可変増幅器
を有し、可変な受信信号増幅率で前記受光信号を増幅し
てアナログ受信信号を出力する受信信号増幅手段と、し
きい値発生手段を有し、前記アナログ受信信号を前記し
きい値発生手段が発生するしきい値と比較する比較手段
と、前記光パルスが放射されてから、前記アナログ受信
信号が前記しきい値を超えるまでの時間を計測する計時
手段と、前記計時手段が前記光パルスが放射されてから
受光するまでに計測した時間に基づき測定対象物までの
距離を演算する演算手段とを具備し、前記可変増幅器
は、前記計時手段が計測した前記光パルスが放射されて
からの時間の関数に従って前記受信信号増幅率を変更し
て前記アナログ受信信号を増幅する距離測定装置におい
て、前記光電素子を増倍率可変な光電子増倍素子によっ
て構成し、該光電子増倍素子のバイアス電圧を前記計時
手段が計測した前記光パルスが放射されてからの時間の
関数に従って変化させたものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a timing control means for outputting a light emission timing signal as a light emission timing signal, a light emitting means for emitting a light pulse when the light emission timing signal is input, and the light emitting means. The light receiving means having a photoelectric element for receiving the light pulse emitted and reflected by the object to be measured and outputting a light receiving signal, and a variable amplifier, amplifying the light receiving signal with a variable reception signal amplification factor and analog receiving Comparing means for comparing the analog received signal with a threshold value generated by the threshold value generating means, which has a reception signal amplifying means for outputting a signal and a threshold value generating means, and the optical pulse is emitted. From the above, the time measuring means for measuring the time until the analog reception signal exceeds the threshold value, and the time measuring means for measuring from the time the light pulse is emitted to the time it is received And a calculation means for calculating the distance to the object to be measured based on the time, wherein the variable amplifier calculates the reception signal amplification factor according to a function of time after the optical pulse measured by the time measuring means is radiated. In the distance measuring device that changes and amplifies the analog reception signal, the photoelectric element is configured by a photomultiplier element with a variable multiplication factor, and the optical pulse measured by the timing means is a bias voltage of the photoelectron multiplier element. It is changed according to the function of time after being emitted.
【0011】前記しきい値発生手段は、前記しきい値を
変更可能な可変しきい値発生手段であり、前記比較手段
は、前記可変しきい値発生手段が前記計時手段が計測し
た前記光パルスが放射されてからの時間の関数に従って
変更した前記しきい値と前記アナログ受信信号とを比較
することが好ましい。The threshold value generating means is a variable threshold value generating means capable of changing the threshold value, and the comparing means is the optical pulse measured by the clocking means by the variable threshold value generating means. It is preferred to compare the analog received signal with the threshold value modified according to a function of the time since the radiation.
【0012】[0012]
【作用】請求項1に記載の発明では、放射され測定対象
物で反射した光パルスは、光電子増倍素子によって受光
され、受信信号増幅手段の受信信号増幅率と、光電子増
倍素子のバイアス電圧とが光パルスが放射されてからの
時間の関数に従って変化する。請求項3に記載の発明で
は、A/D変換手段の参照電圧又は比較手段用のしきい
値が光パルスが放射されてからの時間の関数に従って変
化する。According to the first aspect of the present invention, the optical pulse emitted and reflected by the object to be measured is received by the photomultiplier element, the received signal amplification factor of the received signal amplifying means and the bias voltage of the photoelectron multiplier element. And change as a function of time since the light pulse was emitted. In the invention described in claim 3, the reference voltage of the A / D conversion means or the threshold value for the comparison means changes according to a function of time after the light pulse is emitted.
【0013】[0013]
【実施例】本発明の一実施例を図1により説明する。演
算制御部1はタイミング制御部2に指令信号51を出力
するCPUである。タイミング制御部2は指令信号51
が入力するとタイミング信号52(52a、52b、5
2c、52d、52e、52f)を出力し、又サンプリ
ングクロック信号58を出力する回路である。半導体レ
ーザ駆動部3はタイミング信号52aを受けて、パルス
信号53を出力し、光源4はパルス信号53に駆動され
てレーザ光パルスを発光する半導体レーザである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The arithmetic control unit 1 is a CPU that outputs a command signal 51 to the timing control unit 2. The timing control unit 2 uses the command signal 51
Is input, timing signals 52 (52a, 52b, 5
2c, 52d, 52e, 52f) and a sampling clock signal 58. The semiconductor laser drive unit 3 is a semiconductor laser which receives the timing signal 52a and outputs a pulse signal 53, and the light source 4 is driven by the pulse signal 53 to emit a laser light pulse.
【0014】送信レンズ5はレーザ光パルスを所定のビ
ーム拡がり角で測定対象物(不図示)に向けて送信する
光学系、受信レンズ6は測定対象物(不図示)で反射し
たレーザ光パルスを集光し受信する光学系、受光素子7
は受信したレーザ光パルスを印加されたバイアス電圧に
よる増幅率で光電変換し、受信信号54を出力するAP
D(アバランシェ・フォト・ダイオード)である。AP
Dバイアス回路8はタイミング信号52bを受け、受光
素子7にタイミング信号52bにより可変のバイアス電
圧を印加して増倍率を可変にするためのバイアス電圧信
号55を出力する回路である。The transmitting lens 5 transmits an optical pulse of laser light to the object to be measured (not shown) at a predetermined beam divergence angle, and the receiving lens 6 receives the laser pulse reflected from the object to be measured (not shown). Optical system for collecting and receiving light, light receiving element 7
Is an AP that photoelectrically converts the received laser light pulse with an amplification factor according to the applied bias voltage and outputs a reception signal 54.
D (avalanche photodiode). AP
The D bias circuit 8 is a circuit which receives the timing signal 52b and outputs a bias voltage signal 55 for varying the multiplication factor by applying a variable bias voltage to the light receiving element 7 according to the timing signal 52b.
【0015】受信信号増幅回路部9は受信信号54を受
け、これをタイミング信号52cにより可変の増幅率で
増幅し、利得を増加させてアナログ受信信号56を出力
する回路、A/D変換器10は入力するアナログ受信信
号56を、タイミング信号52dにより可変な基準電圧
信号57を出力するA/D変換器用基準電圧発生部11
から出力する基準電圧信号57を受けて設定された基準
電圧を基準としてディジタル受信信号60を受信信号記
憶部12に出力する回路である。The reception signal amplification circuit section 9 receives the reception signal 54, amplifies it by the timing signal 52c with a variable amplification factor, increases the gain, and outputs the analog reception signal 56, the A / D converter 10. Is an A / D converter reference voltage generator 11 that outputs an analog reception signal 56 to be input, and a reference voltage signal 57 that is variable according to a timing signal 52d.
It is a circuit that receives the reference voltage signal 57 output from the device and outputs the digital reception signal 60 to the reception signal storage unit 12 with the set reference voltage as a reference.
【0016】受信信号記憶部12はディジタル受信信号
60を受けて、受信信号レベルデータとして記憶する回
路、ゲート回路13はタイミング制御部2から出力する
サンプリングクロック信号58が入力し、タイミング信
号52eが入力した瞬間に、A/D変換器10及び受信
信号記憶部12にサンプリングクロック信号59(59
a、59b)を出力する回路である。演算制御部1は、
タイミング信号52fが入力した後、順次受信信号記憶
部12から受信信号レベルデータ信号61を受けて受信
信号レベルがピークを示すメモリアドレス(=光走行時
間)から距離を演算し、距離データ信号62を表示部1
4に出力する。表示部14は距離データを表示する表示
器である。The reception signal storage unit 12 receives the digital reception signal 60 and stores it as reception signal level data, and the gate circuit 13 receives the sampling clock signal 58 output from the timing control unit 2 and the timing signal 52e. The sampling clock signal 59 (59) is stored in the A / D converter 10 and the reception signal storage unit 12 at the instant
a, 59b). The arithmetic control unit 1
After the timing signal 52f is input, the reception signal level data signal 61 is sequentially received from the reception signal storage unit 12, the distance is calculated from the memory address (= light traveling time) at which the reception signal level shows a peak, and the distance data signal 62 is obtained. Display 1
Output to 4. The display unit 14 is a display device that displays distance data.
【0017】次に基本測距動作について図3を参照して
説明する。演算制御部1からタイミング制御部2に指令
信号51が出力すると、タイミング制御部2は図3
(a)に立ち上がりエッジとして示したタイミング信号
52aを半導体レーザ駆動部3に出力し、パルス信号5
3が駆動されて光源4からレーザ光パルスが発光する
(図3(b))。レーザ光パルスは送信レンズ5を介し
て測定対象物(不図示)に向かって送信される。測定対
象物(不図示)で反射したレーザ光パルスは受信レベル
6を通して受光素子7に受信される。受光素子7はレー
ザ光パルスを受信すると、APDバイアス回路8からの
バイアス電圧信号55に従ったバイアス電圧による増幅
率で光電変換し図3(c)に示す受信信号54を出力す
る。この際バイアス電圧信号55はAPDバイアス回路
8に入力するタイミング信号52bの後に詳述するST
C動作により変更され、バイアス電圧は図3(d)のよ
うにブレークダウン電圧に近付いている。Next, the basic distance measuring operation will be described with reference to FIG. When the command signal 51 is output from the arithmetic and control unit 1 to the timing control unit 2, the timing control unit 2 operates as shown in FIG.
The timing signal 52a shown as the rising edge in (a) is output to the semiconductor laser drive unit 3, and the pulse signal 5a is output.
3 is driven and a laser light pulse is emitted from the light source 4 (FIG. 3B). The laser light pulse is transmitted toward the measurement object (not shown) via the transmission lens 5. The laser light pulse reflected by the measuring object (not shown) is received by the light receiving element 7 through the reception level 6. When the light receiving element 7 receives the laser light pulse, it photoelectrically converts it with an amplification factor by the bias voltage according to the bias voltage signal 55 from the APD bias circuit 8 and outputs a reception signal 54 shown in FIG. At this time, the bias voltage signal 55 is ST which will be described in detail after the timing signal 52b input to the APD bias circuit 8.
The bias voltage is changed by the C operation, and the bias voltage approaches the breakdown voltage as shown in FIG.
【0018】受光素子7から出力した受信信号54は受
信信号増幅回路部9に入力し、増幅され、アナログ受信
信号56が出力する。この際受信信号増幅回路部9の利
得は、タイミング信号52cが入力した時点から開始す
るSTC動作により図3(e)のように増加させられ
る。The received signal 54 output from the light receiving element 7 is input to the received signal amplifier circuit section 9, amplified, and output as an analog received signal 56. At this time, the gain of the reception signal amplification circuit unit 9 is increased as shown in FIG. 3E by the STC operation started from the time when the timing signal 52c is input.
【0019】次いでA/D変換器10にアナログ受信信
号56が入力すると、基準電圧を基準としてA/D変換
されてディジタル受信信号60が出力する。この際A/
D変換器用基準電圧発生部11にタイミング信号52d
が入力した時点から開始するSTC動作により基準電圧
は図3(f)に示すように時間経過に従って低下する。Next, when the analog reception signal 56 is input to the A / D converter 10, it is A / D converted with the reference voltage as a reference and the digital reception signal 60 is output. At this time A /
The timing signal 52d is supplied to the D converter reference voltage generator 11.
By the STC operation starting from the time when the input is made, the reference voltage decreases as time passes, as shown in FIG.
【0020】ゲート回路13にはタイミング制御部2か
ら出力するサンプリングクロック信号58が常に入力し
ており、タイミング信号52eの入力によりゲートが開
く瞬間よりゲート回路13からサンプリングクロック信
号59a、59bがA/D変換器10及び受信信号記憶
部12に出力される。The sampling clock signal 58 output from the timing control unit 2 is always input to the gate circuit 13, and the sampling clock signals 59a and 59b from the gate circuit 13 are A / A from the moment the gate is opened by the input of the timing signal 52e. It is output to the D converter 10 and the reception signal storage unit 12.
【0021】A/D変換器10と受信信号記憶部12と
はそれぞれサンプリングクロック信号59a、59bを
受けて、それぞれA/D変換動作又は受信信号記憶動作
を開始する。なお受信信号記憶部12では、サンプリン
グクロック信号59bによってアドレスが順次更新され
る動作も同時に行われる。A/D変換器10はアナログ
受信信号56をサンプリングクロック信号59aが入力
した時点からサンプリングクロック周期でA/D変換し
てディジタル受信信号60を受信信号記憶部12に出力
する。受信信号記憶部12はディジタル受信信号60を
受けてサンプリングクロック信号59bが入力した時点
からサンプリングクロック周期でディジタル受信信号6
0を受信信号レベルとして記憶する。The A / D converter 10 and the reception signal storage unit 12 receive the sampling clock signals 59a and 59b, respectively, and start the A / D conversion operation or the reception signal storage operation, respectively. In the reception signal storage section 12, the operation of sequentially updating the address by the sampling clock signal 59b is also performed. The A / D converter 10 A / D converts the analog reception signal 56 at the sampling clock cycle from the time when the sampling clock signal 59a is input, and outputs the digital reception signal 60 to the reception signal storage unit 12. The reception signal storage unit 12 receives the digital reception signal 60 and receives the digital reception signal 6 at the sampling clock cycle from the time when the sampling clock signal 59b is input.
0 is stored as the received signal level.
【0022】ここでSTC動作について詳述する。タイ
ミング信号52aがタイミング制御部2から半導体レー
ザ駆動部3に出力する他に、APDバイアス回路8へタ
イミング信号52b、受信信号増幅回路部9へタイミン
グ信号52c、及びA/D変換器用基準電圧発生部11
へタイミング信号52dを出力する。そして、タイミン
グ信号52b、52c、52dがそれぞれに入力した時
刻から予め定められた時間特性を有するように、APD
バイアス回路8ではバイアス電圧信号55によってAP
Dのバイアス電圧をブレークダウン電圧に近づけて従っ
て光電変換の増幅率を増加させ、受信信号増幅回路部9
では増幅率を高めて利得を増加させ、A/D変換器用基
準電圧発生部11では基準電圧信号57によってA/D
変換器10の基準電圧を下げる(図3(d)、(e)、
(f))。従って小さいレベルの受信信号も高分解能で
検出できるようなSTC機能が動作する。このSTC機
能の動作で、予め定められた時間特性によって、次の
(a)及び(b)の両作用が同時に発生する。 (a)APDバイアス電圧をブレークダウン電圧に近づ
けることによって、APDの増倍率が大きくなり、従っ
てAPDの端子間容量が小さくなり、受信周波数帯域が
拡がり、受信信号の位相の遅れは小さくなる。 (b)受信信号増幅回路部9での利得を増加さることに
よって、受信信号の位相の遅れは大きくなる。 (a)と(b)の両者は位相に関する相反する事象であ
るから、両者により位相の変化は極めて小さく抑制さ
れ、位相の変化に伴い発生する受信信号伝達時間の変化
も極めて小さくなり、又は相殺される。Here, the STC operation will be described in detail. In addition to outputting the timing signal 52a from the timing controller 2 to the semiconductor laser driver 3, the timing signal 52b to the APD bias circuit 8, the timing signal 52c to the received signal amplifier circuit 9, and the reference voltage generator for the A / D converter. 11
The timing signal 52d is output to. Then, the APD so that the timing signals 52b, 52c, and 52d have predetermined time characteristics from the time when they are input, respectively.
In the bias circuit 8, the bias voltage signal 55 causes the AP
The bias voltage of D is brought close to the breakdown voltage and accordingly the amplification factor of photoelectric conversion is increased, and the reception signal amplification circuit unit 9
Then, the amplification factor is increased to increase the gain, and the A / D converter reference voltage generator 11 uses the reference voltage signal 57 to convert the A / D signal.
The reference voltage of the converter 10 is lowered (Figs. 3 (d), (e),
(F)). Therefore, the STC function operates so that a received signal of a small level can be detected with high resolution. By the operation of this STC function, the following two effects (a) and (b) occur simultaneously due to the predetermined time characteristic. (A) By bringing the APD bias voltage close to the breakdown voltage, the multiplication factor of the APD is increased, the capacitance between the terminals of the APD is reduced, the reception frequency band is expanded, and the phase delay of the reception signal is reduced. (B) By increasing the gain in the reception signal amplification circuit section 9, the delay of the phase of the reception signal becomes large. Since both (a) and (b) are contradictory events related to the phase, the both suppress the phase change extremely small, and the change in the reception signal transmission time caused by the phase change becomes extremely small or cancels. To be done.
【0023】さて再び動作について説明する。タイミン
グ制御部2で予め定められた時間が経過すると、タイミ
ング制御部2から図3(a)の立ち下がりエッジとして
示したタイミング信号52′が出力し、信号52e′に
よりゲート回路13が閉じ(図3(g))、ゲート回路
13からはサンプリングクロック信号59の出力は停止
し、A/D変換器10でのA/D変換動作及び受信信号
記憶部12での記憶動作は終了する。Now, the operation will be described again. When a predetermined time elapses in the timing control unit 2, the timing control unit 2 outputs the timing signal 52 'shown as the falling edge in FIG. 3A, and the signal 52e' closes the gate circuit 13 (see FIG. 3 (g)), the output of the sampling clock signal 59 from the gate circuit 13 is stopped, and the A / D conversion operation in the A / D converter 10 and the storage operation in the reception signal storage unit 12 are completed.
【0024】一方、このタイミング信号52′の出力に
より、信号52b′でAPDバイアス電圧をブレークダ
ウン電圧に近づける動作、信号52c′で受信信号増幅
回路部9での利得を増加さる動作、信号52d′でA/
D変換器用基準電圧発生部11でのA/D変換器10の
基準電圧を下げる動作、即ち一連のSTC機能動作が終
了する。なお、今回のタイミング信号52′の出力によ
る信号52a′は半導体レーザ駆動部3に何の影響もな
い。On the other hand, by the output of the timing signal 52 ', the operation of bringing the APD bias voltage closer to the breakdown voltage by the signal 52b', the operation of increasing the gain in the received signal amplifying circuit section 9 by the signal 52c ', and the signal 52d'. At A /
The operation of lowering the reference voltage of the A / D converter 10 in the D converter reference voltage generating section 11, that is, a series of STC function operations ends. The signal 52a 'generated by the output of the timing signal 52' this time has no influence on the semiconductor laser driving unit 3.
【0025】又演算制御部1はタイミング信号52fの
出力による信号52f′を受けて、受信信号記憶部12
からサンプリングクロック信号59をトリガとして記憶
された一連の受信信号レベルデータとそのアドレスを受
信信号レベル信号61として受け、受け取った受信信号
レベルデータから測定対象物を判断し、又判断された受
信信号レベルデータを与えるアドレスから時間を算出
し、更にその時間から測定対象物までの距離を演算す
る。Further, the arithmetic control unit 1 receives the signal 52f 'resulting from the output of the timing signal 52f, and receives the received signal storage unit 12
Receives a series of received signal level data and its address stored by using the sampling clock signal 59 as a trigger, as a received signal level signal 61, judges a measurement object from the received received signal level data, and judges the received signal level. The time is calculated from the address giving the data, and the distance from the time to the measurement object is calculated.
【0026】演算制御部1は演算された距離を距離デー
タ信号62として表示部14に出力する。表示部14は
測定対象物までの距離を表示する。以下、上記の一連の
動作を一定周期ごとに繰り返す。The arithmetic control unit 1 outputs the calculated distance to the display unit 14 as a distance data signal 62. The display unit 14 displays the distance to the measurement target. Hereinafter, the above series of operations is repeated at regular intervals.
【0027】上述した基本測距動作において、受信信号
の伝達時間の変化が極めて小さくなるため、受信信号記
憶部12で記憶された受信信号波形データとそのアドレ
スから算出された時間の正確さが増大し、高精度の距離
測定が可能となる。In the above basic distance measuring operation, since the change in the transmission time of the received signal becomes extremely small, the accuracy of the time calculated from the received signal waveform data stored in the received signal storage section 12 and its address increases. However, it is possible to measure distance with high accuracy.
【0028】尚、本実施例においてA/D変換器用基準
電圧発生部11から出力する基準電圧を固定しても、受
信信号増幅回路部9から出力するアナログ受信信号56
と、受光素子7から出力する受信信号54の両者がタイ
ミング信号52b、52cにより変更されるので問題な
い。In this embodiment, even if the reference voltage output from the A / D converter reference voltage generator 11 is fixed, the analog received signal 56 output from the received signal amplifier circuit 9 is received.
Since both of the reception signals 54 output from the light receiving element 7 are changed by the timing signals 52b and 52c, there is no problem.
【0029】次に本発明の他の実施例を図2により説明
する。一実施例と同一又は類似の点の説明は詳述を省略
する。演算制御部1は時間計測回路部21に指令信号5
1を出力するCPUである。時間計測回路部21は指令
信号51が入力するとタイミング信号52(52a、5
2b、52c、52g)を出力する回路である。半導体
レーザ駆動部3はタイミング信号52aを受けて、パル
ス信号53を出力し、光源4はパルス信号53に駆動さ
れてレーザ光パルスを発光する半導体レーザである。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A detailed description of the same or similar points as in the embodiment will be omitted. The arithmetic control unit 1 sends a command signal 5 to the time measuring circuit unit 21.
It is a CPU that outputs 1. When the command signal 51 is input, the time measuring circuit section 21 receives the timing signals 52 (52a, 5a, 5a).
2b, 52c, 52g). The semiconductor laser drive unit 3 is a semiconductor laser which receives the timing signal 52a and outputs a pulse signal 53, and the light source 4 is driven by the pulse signal 53 to emit a laser light pulse.
【0030】送信レンズ5はレーザ光パルスを所定ビー
ム拡がり角度で測定対象物(不図示)に向けて送信する
光学系、受信レンズ6は測定対象物(不図示)で反射し
たレーザ光パルスを集光し受信する光学系、受光素子7
は受信したレーザ光パルスを印加されたバイアス電圧に
よる増幅率で光電変換し、受信信号54を出力するAP
D(アバランシェ・フォト・ダイオード)である。AP
Dバイアス回路8はタイミング信号52bを受け、受光
素子7にタイミング信号52bにより可変のバイアス電
圧を印加して増倍率を可変にするためのバイアス電圧信
号55を出力する回路である。The transmitting lens 5 transmits the laser light pulse toward the measurement object (not shown) at a predetermined beam divergence angle, and the reception lens 6 collects the laser light pulse reflected by the measurement object (not shown). Optical system for receiving and receiving light 7
Is an AP that photoelectrically converts the received laser light pulse with an amplification factor according to the applied bias voltage and outputs a reception signal 54.
D (avalanche photodiode). AP
The D bias circuit 8 is a circuit which receives the timing signal 52b and outputs a bias voltage signal 55 for varying the multiplication factor by applying a variable bias voltage to the light receiving element 7 according to the timing signal 52b.
【0031】受信信号増幅回路部9は、受信信号54を
受け、これをタイミング信号52cにより可変の増幅率
で増幅し、利得を増加させてアナログ受信信号56を出
力する回路である。The reception signal amplifying circuit section 9 is a circuit which receives the reception signal 54, amplifies it with a timing signal 52c at a variable amplification rate, increases the gain, and outputs an analog reception signal 56.
【0032】比較器22は入力するアナログ受信信号5
6を、タイミング信号52gにより可変なしきい値信号
71を出力する比較器用しきい値発生部23から出力す
るしきい値信号71を受けて、設定されたしきい値と比
較して其を超える入力があったとき受信信号検知信号7
2を時間計測回路部21に出力する回路である。時間計
測回路部21は受信信号検知信号72を受けて、時間を
計測し、得られた時間データを時間データ信号73とし
て演算制御部1に出力する回路、演算制御部1は時間デ
ータ信号73を受けて距離を演算し、距離データ信号6
2を表示部14に出力する。表示部14は距離データを
表示する表示器である。The comparator 22 inputs the analog received signal 5
6 is received from the threshold value signal 71 output from the comparator threshold value generating section 23 which outputs a variable threshold value signal 71 in accordance with the timing signal 52g, and is compared with the set threshold value to input exceeding 6 When there is a received signal detection signal 7
2 is a circuit that outputs 2 to the time measuring circuit unit 21. The time measuring circuit unit 21 receives the received signal detection signal 72, measures time, and outputs the obtained time data to the arithmetic control unit 1 as the time data signal 73. The arithmetic control unit 1 outputs the time data signal 73. Received and calculated distance, distance data signal 6
2 is output to the display unit 14. The display unit 14 is a display device that displays distance data.
【0033】次に基本測距動作について説明する。演算
制御部1から時間計測回路部21に指令信号51が入力
するとタイミング信号52aが半導体レーザ駆動部3に
出力し、パルス信号53が駆動されて光源4からレーザ
光パルスが発光する。レーザ光パルスは送信レンズ5を
介して測定対象物(不図示)に向かって送信される。Next, the basic distance measuring operation will be described. When a command signal 51 is input from the arithmetic and control unit 1 to the time measuring circuit unit 21, a timing signal 52a is output to the semiconductor laser drive unit 3, a pulse signal 53 is driven, and a laser light pulse is emitted from the light source 4. The laser light pulse is transmitted toward the measurement object (not shown) via the transmission lens 5.
【0034】測定対象物(不図示)で反射したレーザ光
パルスは受信レンズ6を通して受光素子7に受信され
る。受光素子7はレーザ光パルスを受信すると、APD
バイアス回路8からのバイアス電圧信号55に従ったバ
イアス電圧による増幅率でで光電変換し受信信号54を
出力する。この際バイアス電圧信号55はAPDバイア
ス回路8に入力するタイミング信号52bの後に詳述す
るSTC動作により変更され、バイアス電圧はブレーク
ダウン電圧に近づくように変化する(図3(d))。The laser light pulse reflected by the object to be measured (not shown) is received by the light receiving element 7 through the receiving lens 6. When the light receiving element 7 receives the laser light pulse, the APD
The received signal 54 is output after photoelectric conversion with an amplification factor according to the bias voltage according to the bias voltage signal 55 from the bias circuit 8. At this time, the bias voltage signal 55 is changed by the STC operation described in detail after the timing signal 52b input to the APD bias circuit 8, and the bias voltage changes so as to approach the breakdown voltage (FIG. 3 (d)).
【0035】受光素子7から出力した受信信号54は受
信信号増幅回路部9に入力し、増幅され、アナログ受信
信号56が出力する。この際受信信号増幅回路部9に入
力するタイミング信号52cのSTC動作により利得が
増加させられる(図3(e)。The reception signal 54 output from the light receiving element 7 is input to the reception signal amplification circuit section 9 and amplified, and the analog reception signal 56 is output. At this time, the gain is increased by the STC operation of the timing signal 52c input to the reception signal amplification circuit unit 9 (FIG. 3 (e)).
【0036】次いで比較器22にアナログ受信信号56
が入力すると、比較器用しきい値発生部23からのしき
い値信号71により設定されたしきい値と比較して、ア
ナログ受信信号56が初めてしきい値信号71を超えた
とき受信信号検知信号72を出力する。この際比較器用
しきい値発生部23に入力するタイミング信号52gの
STC動作によりしきい値は引き下げられる(図3
(h)。Then, the analog reception signal 56 is sent to the comparator 22.
When the analog input signal 56 exceeds the threshold signal 71 for the first time, the received signal detection signal is compared with the threshold value set by the threshold signal 71 from the comparator threshold value generator 23. 72 is output. At this time, the threshold is lowered by the STC operation of the timing signal 52g input to the comparator threshold generator 23 (FIG. 3).
(H).
【0037】タイミング信号52aの出力と同時に受信
信号検知信号72は時間計測回路部21に入力可能とな
り、時間計測が開始される。得られた時間データは時間
データ信号73として演算制御部1に入力し、演算制御
部1で距離が演算され、距離データが表示部14に表示
される。At the same time when the timing signal 52a is output, the reception signal detection signal 72 can be input to the time measuring circuit section 21 and the time measurement is started. The obtained time data is input to the arithmetic control unit 1 as the time data signal 73, the arithmetic control unit 1 calculates the distance, and the distance data is displayed on the display unit 14.
【0038】ここでSTC動作について詳述する。タイ
ミング信号52aがタイミング制御部2から半導体レー
ザ駆動部3に出力する他に、APDバイアス回路8へタ
イミング信号52b、受信信号増幅回路部9へタイミン
グ信号52c及び比較器用しきい値発生部23へタイミ
ング信号52gを出力する。そして、タイミング信号5
2b、52c、52dがそれぞれに入力した時刻から予
め定められた時間特性を有するように、APDバイアス
回路8ではバイアス電圧信号55によってAPDのバイ
アス電圧をブレークダウン電圧に近づけ、従って光電変
換の増幅率を増加させ、受信信号増幅回路部9では増幅
率を高めて利得を増加させ、比較器用しきい値発生部2
3ではしきい値信号71によってしきい値を下げる(図
3(d)、(e)、(h))。したがって、小さいレン
ズの受信信号でも検知できるようなSTC機能が動作す
る。このSTC機能の動作で、APDのバイアス電圧を
ブレークダウン電圧に近づけ、且つ受信信号増幅回路部
9では増幅率を高めて利得を増加させることにより、位
相の変化に伴い発生する受信信号伝達時間の変化も極め
て小さくなり、又は相殺される。Here, the STC operation will be described in detail. In addition to outputting the timing signal 52a from the timing controller 2 to the semiconductor laser driver 3, the timing signal 52b to the APD bias circuit 8, the timing signal 52c to the received signal amplifier circuit 9, and the timing to the comparator threshold value generator 23. The signal 52g is output. And timing signal 5
In the APD bias circuit 8, the bias voltage signal 55 causes the bias voltage of the APD to approach the breakdown voltage so that 2b, 52c, and 52d each have a predetermined time characteristic from the input time. , The reception signal amplification circuit section 9 increases the amplification factor to increase the gain, and the comparator threshold generation section 2
In 3, the threshold value is lowered by the threshold signal 71 (FIGS. 3D, 3E and 3H). Therefore, the STC function that can detect even a received signal of a small lens operates. By this operation of the STC function, the bias voltage of the APD is brought close to the breakdown voltage, and the amplification factor of the reception signal amplification circuit section 9 is increased to increase the gain. The changes will also be very small or offset.
【0039】さて再び動作について説明する。タイミン
グ制御部2で予め定められた時間が経過すると、タイミ
ング制御部2からタイミング信号52b′、52c′、
52g′が出力し、APDバイアス電圧をブレークダウ
ン電圧に近づける動作、受信信号増幅回路部9での利得
を増加さる動作、比較器用しきい値発生部23でのしき
い値を下げる動作、即ち一連のSTC機能動作が終了す
る。なお、今回のタイミング信号52b′、52c′、
52g′の出力は半導体レーザ駆動部3に何の影響もな
い。Now, the operation will be described again. When a predetermined time has elapsed in the timing control unit 2, the timing control unit 2 outputs timing signals 52b ', 52c',
52g 'outputs and the operation of bringing the APD bias voltage close to the breakdown voltage, the operation of increasing the gain in the received signal amplification circuit section 9, the operation of lowering the threshold value in the comparator threshold value generating section 23, that is, a series of The STC function operation of is ended. The timing signals 52b ', 52c',
The output of 52 g'has no influence on the semiconductor laser driving section 3.
【0040】又演算制御部1は指令信号51を出力する
時点から時間データ信号73の入力を待つ状態となり、
時間データ信号73の入力により、その時間から測定対
象物までの距離を演算する。以下、上記の一連の動作を
一定周期ごとに繰り返す。In addition, the arithmetic control unit 1 waits for the input of the time data signal 73 from the time when the command signal 51 is output,
By inputting the time data signal 73, the distance from that time to the measurement object is calculated. Hereinafter, the above series of operations is repeated at regular intervals.
【0041】上述した基本測距動作において、受信信号
の伝達時間の変化が極めて小さくなるため、時間計測回
路部21で計測された時間の正確さが増大し、高精度の
距離測定が可能となる。In the above basic distance measuring operation, since the change in the transmission time of the received signal becomes extremely small, the accuracy of the time measured by the time measuring circuit unit 21 increases, and the distance measurement with high accuracy becomes possible. .
【0042】尚、本実施例において比較器用しきい値発
生部23から出力するしきい値を固定しても、受信信号
増幅回路部9から出力するアナログ受信信号56と、受
光素子7から出力する受信信号54の両者がタイミング
信号52b、52cにより変更されるので問題ない。In this embodiment, even if the threshold value output from the comparator threshold value generating section 23 is fixed, the analog reception signal 56 output from the reception signal amplifying circuit section 9 and the light receiving element 7 are output. There is no problem because both of the reception signals 54 are changed by the timing signals 52b and 52c.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明の距離測定装置により、放射され
測定対象物で反射した光パルスは、光電子増倍素子によ
って受光され、受信信号増幅手段の受信信号増幅率と、
光電子増倍素子のバイアス電圧による増幅率と、併せ
て、A/D変換手段の参照電圧又は比較手段用のしきい
値のいずれかが光パルスが放射されてからの時間の関数
に従ってSTC動作により変更される。受信信号増幅手
段の受信信号増幅率の変更による位相の変化と、光電子
増倍素子のバイアス電圧の変更による位相の変化とが互
いに反対の方向の変化であり、合成した位相の変化は減
少し、又は相殺されることにより、受信電気信号のST
C機能による利得変化に伴う位相変化は減少し、高い測
距精度の距離測定装置が得られる。The optical pulse emitted by the distance measuring device of the present invention and reflected by the object to be measured is received by the photomultiplier, and the received signal amplification factor of the received signal amplifying means is
In addition to the amplification factor due to the bias voltage of the photomultiplier element, either the reference voltage of the A / D conversion means or the threshold value for the comparison means is operated by the STC operation according to a function of time after the light pulse is emitted. Be changed. The change in the phase due to the change in the received signal amplification factor of the received signal amplifying means and the change in the phase due to the change in the bias voltage of the photomultiplier element are changes in the opposite directions, and the change in the combined phase decreases. Or by being offset, ST of the received electric signal
The phase change accompanying the gain change due to the C function is reduced, and a distance measuring device with high distance measuring accuracy can be obtained.
【図1】本発明の一実施例のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の他の実施例のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the present invention.
【図3】本発明の各実施例における動作のタイムチャー
ト。FIG. 3 is a time chart of the operation in each embodiment of the present invention.
【図4】従来例のブロック図。FIG. 4 is a block diagram of a conventional example.
1・・・・演算制御部 2・・・・タイミング制御部 3・・・・半導体レーザ駆動部 4・・・・光源 5・・・・送信レンズ 6・・・・受信レンズ 7・・・・受光素子 8・・・・APDバイアス回路 9・・・・受信信号増幅回路部 10・・・・A/D変換器 11・・・・A/D変換器用基準電圧発生部 12・・・・受信信号記憶部 13・・・・ゲート回路 14・・・・表示部 22・・・・比較器 23・・・・比較器用しきい値発生部 1 ... Calculation control unit 2 ... Timing control unit 3 ... Semiconductor laser drive unit 4 ... Light source 5 ... Transmission lens 6 ... Reception lens 7 ... Light receiving element 8 ... APD bias circuit 9 ... Reception signal amplification circuit section 10 ... A / D converter 11 ... A / D converter reference voltage generation section 12 ... Reception Signal storage unit 13 ... Gate circuit 14 ... Display unit 22 ... Comparator 23 ... Comparator threshold value generation unit
Claims (4)
制御手段と、前記発光タイミング信号が入力したとき光
パルスを放射する発光手段と、前記発光手段から放射さ
れ測定対象物で反射した前記光パルスを受光して受光信
号を出力する光電素子を有する受光手段と、可変増幅器
を有し、可変な受信信号増幅率で前記受光信号を増幅し
てアナログ受信信号を出力する受信信号増幅手段と、参
照電圧発生器を有し、設定された参照電圧で前記アナロ
グ受信信号をディジタル受信信号に変換するA/D変換
手段と、前記光パルスが放射されてからの時間を計測す
る計時手段と、前記計時手段が前記光パルスが放射され
てから受光するまでに計測した時間に基づき測定対象物
までの距離を演算する演算手段とを具備し、前記可変増
幅器は、前記計時手段が計測した前記光パルスが放射さ
れてからの時間の関数に従って前記受信信号増幅率を変
更して前記アナログ受信信号を増幅する距離測定装置に
おいて、前記光電素子を増倍率可変な光電子増倍素子に
よって構成し、該光電子増倍素子のバイアス電圧を前記
計時手段が計測した前記光パルスが放射されてからの時
間の関数に従って変化させたことを特徴とする距離測定
装置。1. A timing control means for outputting a light emission timing signal, a light emitting means for emitting a light pulse when the light emission timing signal is input, and a light pulse for receiving the light pulse emitted from the light emitting means and reflected by an object to be measured. A light receiving means having a photoelectric element for outputting a light receiving signal and a variable amplifier, a received signal amplifying means for amplifying the light receiving signal with a variable received signal amplification factor and outputting an analog received signal, and a reference voltage generating means. And an A / D conversion means for converting the analog reception signal into a digital reception signal at a set reference voltage, a time measuring means for measuring a time after the light pulse is emitted, and the time measuring means. A variable amplifier for calculating the distance to the object to be measured based on the time measured from the emission of the optical pulse to the reception of the optical pulse; In a distance measuring device that amplifies the analog reception signal by changing the reception signal amplification factor according to a function of time after the optical pulse measured by a stage is radiated, a photoelectric multiplication element in which the photoelectric element is variable And a bias voltage of the photoelectron multiplying element is changed according to a function of time after the light pulse measured by the time measuring means is emitted.
可能な可変参照電圧発生器であり、前記A/D変換手段
は、前記可変参照電圧発生器が前記計時手段が計測した
前記光パルスが放射されてからの時間の関数に従って変
更した前記参照電圧を参照して前記アナログ受信信号を
前記ディジタル受信信号に変換することを特徴とする請
求項1に記載の距離測定装置。2. The reference voltage generator is a variable reference voltage generator capable of changing the reference voltage, and the A / D conversion means includes the optical pulse measured by the timing means by the variable reference voltage generator. 2. The distance measuring device according to claim 1, wherein the analog reception signal is converted into the digital reception signal with reference to the reference voltage changed according to a function of time after the radiation.
制御手段と、前記発光タイミング信号が入力したとき光
パルスを放射する発光手段と、前記発光手段から放射さ
れ測定対象物で反射した前記光パルスを受光して受光信
号を出力する光電素子を有する受光手段と、可変増幅器
を有し、可変な受信信号増幅率で前記受光信号を増幅し
てアナログ受信信号を出力する受信信号増幅手段と、し
きい値発生手段を有し、前記アナログ受信信号を前記し
きい値発生手段が発生するしきい値と比較する比較手段
と、前記光パルスが放射されてから、前記アナログ受信
信号が前記しきい値を超えるまでの時間を計測する計時
手段と、前記計時手段が前記光パルスが放射されてから
受光するまでに計測した時間に基づき測定対象物までの
距離を演算する演算手段とを具備し、前記可変増幅器
は、前記計時手段が計測した前記光パルスが放射されて
からの時間の関数に従って前記受信信号増幅率を変更し
て前記アナログ受信信号を増幅する距離測定装置におい
て、前記光電素子を増倍率可変な光電子増倍素子によっ
て構成し、該光電子増倍素子のバイアス電圧を前記計時
手段が計測した前記光パルスが放射されてからの時間の
関数に従って変化させたことを特徴とする距離測定装
置。3. A timing control means for outputting a light emission timing signal, a light emitting means for emitting a light pulse when the light emission timing signal is input, and a light pulse for receiving the light pulse emitted from the light emitting means and reflected by an object to be measured. A light receiving means having a photoelectric element for outputting a light receiving signal and a variable amplifier, receiving signal amplifying means for amplifying the light receiving signal at a variable received signal amplification factor and outputting an analog received signal, and a threshold value Comparing means for comparing the analog received signal with a threshold value generated by the threshold value generating means; and the analog received signal exceeding the threshold value after the light pulse is emitted. To calculate the distance to the object to be measured based on the time measured from the time when the light pulse is emitted to the time when the light pulse is received. In the distance measuring device, the variable amplifier amplifies the analog reception signal by changing the reception signal amplification factor according to a function of time after the light pulse measured by the timing means is emitted. The photoelectric element is constituted by a photomultiplier element with variable multiplication factor, and the bias voltage of the photomultiplier element is changed according to a function of time after the light pulse measured by the timing means is emitted. Characteristic distance measuring device.
変更可能な可変しきい値発生手段であり、前記比較手段
は、前記可変しきい値発生手段が前記計時手段が計測し
た前記光パルスが放射されてからの時間の関数に従って
変更した前記しきい値と前記アナログ受信信号とを比較
することを特徴とする請求項3に記載の距離測定装置。4. The threshold value generating means is a variable threshold value generating means capable of changing the threshold value, and the comparing means is the variable threshold value generating means measured by the clocking means. 4. The distance measuring device according to claim 3, wherein the analog reception signal is compared with the threshold value changed as a function of time after the light pulse is emitted.
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JP5342289A JPH07167954A (en) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | Distance measuring device |
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JP5342289A JPH07167954A (en) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | Distance measuring device |
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ID=18352578
Family Applications (1)
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