JPH08189970A

JPH08189970A - 対象物の位置検出装置

Info

Publication number: JPH08189970A
Application number: JP7001697A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Nakajima; 利郎中島; Satoru Inoue; 井上　　悟; Sadahiro Tsuya; 定廣津谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】測定間隔の高密度化を図り、測定の不感帯の
発生の減少が可能な対象物の位置検出装置を得る。【構成】レーザ駆動手段３２によってパルス列信号を
時系列的に分岐し、分岐された各信号により複数のレー
ザ１７ａ〜１７ｃを駆動するとともに、ビーム投光手段
３３によって各レーザ１７ａ〜１７ｃから出射された複
数のビームを合波させて投射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、走査領域にレーザ光
を走査し、走査領域内における被検出対象物体（以下、
対象物と称す）の位置を検出する対象物の位置検出装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２０はこの種の従来の技術を応用した
例えば特開平３−１６８４６号公報に示された車両用追
尾警報装置の構成を示すブロック図である。図におい
て、１は駆動回路２の駆動によりレーザ光を発光するレ
ーザダイオード、３はこのレーザダイオード１からのレ
ーザ光を平行ビームに変換するコリメートレンズ、４は
掃引駆動回路５の駆動によりミラー面が、一定の角度範
囲内で一定の角度ステップで回転制御されるスキャナ
で、これら１〜５でビーム投光部１０が構成される。

【０００３】６は対象物（対象車両）で反射されたレー
ザ光を集光する集光レンズ、７はこの集光レンズ６で集
光されたレーザ光を受光し、受光量に応じた電気信号に
変換して出力する受光素子で、これら６および７でビー
ム受光部２０が構成される。８はパルス信号を発生して
出力するパルス発生回路、９はこのパルス発生回路８か
ら出力されるパルス信号と、受光素子７で検知される反
射レーザ光との入力時間差をクロック１１を介して検出
し、対象物までの距離に比例した距離信号を出力する計
算回路、１２は掃引駆動回路５からの掃引角度信号、計
算回路９からの距離信号および車速センサ１３からの自
車の車速信号に基づいて、対象物までの距離および方位
を検出するマイクロコンピュータである。

【０００４】上記のように構成された従来装置において
は、まず、パルス発生回路８からパルス信号が送出され
ると、駆動回路２はこのパルス信号を受けてレーザダイ
オード１を駆動させ、レーザダイオード１からレーザ光
が発光される。そして、このレーザ光はコリメートレン
ズ３によって平行ビームに変換されてスキャナ４に送ら
れる。次いで、スキャナ４では掃引駆動回路５から送り
出される駆動信号により、ミラー面を一定の角度範囲内
で且つ一定の角度ステップで回転制御し、レーザ光を対
象物の方向に向けて投射する。

【０００５】一方、対象物によって反射された反射レー
ザ光は、集光レンズ６によって集光され受光素子７上に
入射される。次いでこの入射された反射レーザ光は、受
光素子７においてその光量に応じた電気信号に変換され
出力される。次に、計算回路９ではクロック１１を介し
て、パルス発生回路８から送出されるパルス信号と、受
光素子７に入射される反射レーザとの入力時間差が検出
され、対象物までの距離に比例した距離信号が送出され
る。そして、マイクロコンピュータ１２で、掃引駆動回
路５からの掃引角度信号、計算回路９からの距離信号お
よび車速センサ１３からの自車の車速信号に基づき、対
象物までの距離および方位が検出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のスキャン型の対
象物の位置検出装置は以上のように構成され、レーザダ
イオード１はパルス信号によって駆動されているので、
レーザダイオード１の性能によりパルス周波数に制限を
受け、レーザダイオード１から出射されるレーザ光のパ
ルス間隔が制限されるため、スキャナ４によるレーザ光
スキャン時における測定間隔を狭くするには限界があ
り、対象物との測定距離が長い場合に不感帯が発生す
る。

【０００７】又、コリメートレンズ３の位置が固定され
ているので、スキャナ４によるスキャン範囲を大きくし
てレーザ光を出射させた場合、スキャン範囲の両端から
出射されるレーザ光の反射光は、スキャン範囲の中心か
ら出射されるレーザ光の反射光と比較して結像する位置
が大きく移動する。このため、スキャン範囲の中心位置
で受光素子７の位置調整を行った場合、スキャン範囲の
両端から出射されるレーザ光の反射光による結像位置
が、受光素子７をはずれることになり検出不能となる。

【０００８】又、受光素子７で受光された反射光に応じ
て出力される光パルスが、予め所定の値に設定されたし
きい値を越えた時点を測定基準時刻としているため、対
象物の反射率変化や出射されるレーザ光の強度の変動等
により、上記光パルスの強度変化が発生した場合、測定
基準時刻にずれが生じて測定誤差の要因となる。

【０００９】又、遠く離れた対象物の位置検出を行う場
合、受光素子７で受光される反射光の強度が減少して、
光パルス信号のＳ／Ｎが低下して測定精度が悪くなる。
この対策としてレーザダイオード１の発光強度を上げる
必要があるが、受光素子７の性能面からの制約により限
界があり、測定精度の向上は困難となる。

【００１０】又、対象物あるいは位置検出装置自身が移
動している場合、装置の操作者がレーザ光の出射方向
を、対象物の方向と合致するよう位置調整を行わなけれ
ばならない等の問題点があった。

【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、測定間隔の高密度化を図り、測
定の不感帯の発生の減少が可能な対象物の位置検出装置
を提供することを目的とするものである。

【００１２】又、レーザビームのスキャンに伴う反射光
の集光位置の変動の抑制が可能な対象物の位置検出装置
を提供することを目的とするものである。

【００１３】又、測定基準時刻のずれを防止し、測定誤
差のばらつきを減少させることが可能な対象物の位置検
出装置を提供することを目的とするものである。

【００１４】又、光パルス信号のＳ／Ｎを向上させ、測
定精度の向上を図ることが可能な対象物の位置検出装置
を提供することを目的とするものである。

【００１５】レーザビームの投射方向を、対象物の方向
と常に合致するように制御することが可能な対象物の位
置検出装置を提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る対象物の位置検出装置は、時系列的に重ならない複数
の光パルス列を一光路上に合波して対象物に向けて投
射、走査し、対象物で発生する反射光を受光して反射光
の光パルスの検出時刻と、対象物への投射時刻との時間
差から対象物までの距離を、また、投射時における走査
角度から対象物の在る方位をそれぞれ算出するととも
に、算出された距離および方位から対象物の位置を算出
するようにしたものである。

【００１７】又、この発明の請求項２に係る対象物の位
置検出装置は、パルス列信号を時系列的に分岐するとと
もに分岐された各信号により複数のレーザを駆動するレ
ーザ駆動手段と、各レーザから出射された複数のビーム
を合波するとともに合波されたビームをスキャナを介し
て投射するビーム投光手段と、スキャナを駆動させビー
ムを対象物に向けて走査するビーム走査手段と、投射さ
れたビームが対象物に照射されて発生する反射光を検出
素子上に集光する受光手段と、ビームの投光時刻と反射
光の検出素子での検出時刻との時間差により対象物まで
の距離を算出する距離検出手段と、検出素子で検出され
る光パルスの投射時におけるスキャナの駆動角度から対
象物の在る方位を算出する方位検出手段と、距離検出手
段および方位検出手段でそれぞれ算出された距離および
方位に基づいて対象物の位置を算出する位置検出手段と
を備えたものである。

【００１８】又、この発明の請求項３に係る対象物の位
置検出装置は、パルス列信号によりレーザを駆動するレ
ーザ駆動手段と、レーザから出射されたビームを分岐し
この分岐されたビームを複数の遅延光学系を通過させて
それぞれ分岐するとともにこの分岐された複数のビーム
を合波させスキャナを介して投射するビーム投光手段
と、スキャナを駆動させビームを対象物に向けて走査す
るビーム走査手段と、投射されたビームが対象物に照射
されて発生する反射光を検出素子上に集光する受光手段
と、ビームの投射時刻と反射光の検出素子での検出時刻
との時間差により対象物までの距離を算出する距離検出
手段と、検出素子で検出される光パルスの投射時におけ
るスキャナの駆動角度から対象物の在る方位を算出する
方位検出手段と、距離検出手段および方位検出手段でそ
れぞれ算出された距離および方位に基づいて対象物の位
置を検出する位置検出手段とを備えたものである。

【００１９】又、この発明の請求項４に係る対象物の位
置検出装置は、複数の光パルス列を互いに異なる領域上
に投射、走査し、対象物でそれぞれ発生する各反射光を
受光して各反射光の光パルスの各検出時刻と、対象物へ
の各投射時刻との各時間差から対象物までの距離を、ま
た、各投射時における各走査角度から対象物の在る方位
をそれぞれ算出するとともに、算出された距離および方
位から対象物の位置を算出するようにしたものである。

【００２０】又、この発明の請求項５に係る対象物の位
置検出装置は、パルス列信号によりレーザを駆動するレ
ーザ駆動手段と、レーザから出射されたビームを複数に
分岐するとともに分岐された各ビームをスキャナ上に角
度を変えてそれぞれ入射させスキャナを介して投射する
ビーム投光手段と、スキャナを駆動させ各ビームを対象
物に向けて走査するビーム走査手段と、投射された各ビ
ームが対象物に照射されて発生する各反射光をそれぞれ
対応する検出素子上に集光する受光手段と、各ビームの
各投射時刻と各反射光の各検出素子での各検出時刻との
各時間差により対象物までの距離を算出する距離検出手
段と、各検出素子で検出される各光パルスの投射時にお
けるスキャナの各駆動角度から対象物の在る方位を算出
する方位検出手段と、距離検出手段および方位検出手段
でそれぞれ算出された距離および方位に基づいて対象物
の位置を検出する位置検出手段とを備えたものである。

【００２１】又、この発明の請求項６に係る対象物の位
置検出装置は、パルス列信号を時系列的に分岐するとと
もに分岐された各信号により複数のレーザを駆動するレ
ーザ駆動手段と、各レーザから出射された各ビームをス
キャナ上に角度を変えてそれぞれ入射させスキャナを介
して投射するビーム投光手段と、スキャナを駆動させ各
ビームを対象物に向けて走査するビーム走査手段と、投
射された各ビームが対象物に照射されて発生する各反射
光をそれぞれ対応する検出素子上に集光する受光手段
と、各ビームの各投射時刻と各反射光の各検出素子での
各検出時刻との各時間差により対象物までの距離を算出
する距離検出手段と、各検出素子で検出される各光パル
スの投射時におけるスキャナの各駆動角度から対象物の
在る方位を算出する方位検出手段と、距離検出手段およ
び方位検出手段でそれぞれ算出された距離および方位に
基づいて対象物の位置を検出する位置検出手段とを備え
たものである。

【００２２】又、この発明の請求項７に係る対象物の位
置検出装置は、光パルス列を対象物に向けて投射、走査
し、対象物で発生する反射光を投射の光路を介し受光し
て反射光の光パルスの検出時刻と、対象物への投射時刻
との時間差から対象物までの距離を、また、投射時にお
ける走査角度から対象物の在る方位をそれぞれ算出する
とともに、算出された距離および方位から対象物の位置
を算出するようにしたものである。

【００２３】又、この発明の請求項８における対象物の
位置検出装置は、パルス列信号によりレーザを駆動する
レーザ駆動手段と、レーザから出射されたビームをスキ
ャナを介して投射するビーム投光手段と、スキャナを駆
動させビームを対象物に向けて走査するビーム走査手段
と、投射されたビームが対象物に照射されて発生する反
射光をスキャナを介して検出素子上に集光する受光手段
と、ビームの投射時刻と反射光の検出素子での検出時刻
との時間差により対象物までの距離を算出する距離検出
手段と、検出素子で検出される光パルスの投射時におけ
るスキャナの駆動角度から対象物の在る方位を算出する
方位検出手段と、距離検出手段および方位検出手段でそ
れぞれ算出された距離および方位に基づいて対象物の位
置を検出する位置検出手段とを備えたものである。

【００２４】又、この発明の請求項９に係る対象物の位
置検出装置は、パルス列信号によりレーザを駆動するレ
ーザ駆動手段と、レーザから出射されたビームをスキャ
ナを介して投射するビーム投光手段と、スキャナを駆動
させビームを対象物に向けて走査するビーム走査手段
と、投射されたビームが対象物に照射されて発生する反
射光をスキャナの裏面に設けられたミラーを介して検出
素子上に集光する受光手段と、ビームの投射時刻と反射
光の検出素子での検出時刻との時間差により対象物まで
の距離を算出する距離検出手段と、検出素子で検出され
る光パルスの投射時におけるスキャナの駆動角度から対
象物の在る方位を算出する方位検出手段と、距離検出手
段および方位検出手段でそれぞれ算出された距離および
方位に基づいて対象物の位置を検出する位置検出手段と
を備えたものである。

【００２５】又、この発明の請求項１０に係る対象物の
位置検出装置は、パルス列信号によりレーザを駆動する
レーザ駆動手段と、レーザから出射されたビームを集光
用光学系およびスキャナを介して投射するビーム投光手
段と、スキャナを駆動させビームを対象物に向けて走査
するビーム走査手段と、投射されたビームが対象物に照
射されて発生する反射光をスキャナおよび集光用光学系
を介して検出素子上に集光する受光手段と、ビームの投
射時刻と反射光の検出素子での検出時刻との時間差によ
り対象物までの距離を算出する距離検出手段と、検出素
子で検出される光パルスの投射時におけるスキャナの駆
動角度から対象物の在る方位を算出する方位検出手段
と、距離検出手段および方位検出手段でそれぞれ算出さ
れた距離および方位に基づいて対象物の位置を検出する
位置検出手段とを備えたものである。

【００２６】又、この発明の請求項１１に係る対象物の
位置検出装置は、パルス列信号によりレーザを駆動する
レーザ駆動手段と、レーザから出射されたビームをスキ
ャナを介して投射するビーム投光手段と、スキャナを駆
動させビームを対象物に向けて走査するビーム走査手段
と、投射されたビームが対象物に照射されて発生する反
射光をスキャナを介し光ファイバ内を通過させて検出素
子上に集光する受光手段と、ビームの投射時刻と反射光
の検出素子での検出時刻との時間差により対象物までの
距離を算出する距離検出手段と、検出素子で検出される
光パルスの投射時におけるスキャナの駆動角度から対象
物の在る方位を算出する方位検出手段と、距離検出手段
および方位検出手段でそれぞれ算出された距離および方
位に基づいて対象物の位置を検出する位置検出手段とを
備えたものである。

【００２７】又、この発明の請求項１２に係る対象物の
位置検出装置は、請求項１１において、光ファイバの反
射光の入口側端面は長方形に、また、出口側端面は検出
素子の受光面の形状に合わせてそれぞれ形成するととも
に出口側端面を検出素子の受光面に密接して取り付ける
ようにしたものである。

【００２８】又、この発明の請求項１３に係る対象物の
位置検出装置は、パルス列信号によりレーザを駆動する
レーザ駆動手段と、レーザから出射されたビームをスキ
ャナを介して投射するビーム投光手段と、スキャナを駆
動させビームを対象物に向けて走査するビーム走査手段
と、投射されたビームが対象物に照射されて発生する反
射光を分岐しこの分岐された光の一方を第１の検出素子
に他方を遅延光学系を介して第２の検出素子にそれぞれ
集光する受光手段と、第１の検出素子で受光された光パ
ルス信号の各ピーク値に応じてそれぞれしきい値を設定
するしきい値設定手段と、投射時におけるビームの一部
を反射させこの反射光を予め第１および第２の検出素子
を介して導入することによりビームの投射時刻を検出す
るとともに、第２の検出素子で受光され遅延光学系で遅
延された光パルス信号の各値がしきい値設定手段で設定
された対応する光パルス信号のしきい値にそれぞれ到達
する時刻と投射時刻との時間差により対象物までの距離
を算出する距離検出手段と、第１および第２の検出素子
で予め検出される光パルスの投射時点におけるスキャナ
の駆動角度から対象物の在る方位を算出する方位検出手
段と、距離検出手段および方位検出手段でそれぞれ算出
された距離および方位に基づいて対象物の位置を検出す
る位置検出手段とを備えたものである。

【００２９】又、この発明の請求項１４に係る対象物の
位置検出装置は、階段状に周波数変調されたパルス列信
号によりレーザを駆動するレーザ駆動手段と、レーザか
ら出射されたビームをスキャナを介して投射するビーム
投光手段と、スキャナを駆動させビームを対象物に向け
て走査するビーム走査手段と、投射されたビームが対象
物に照射されて発生する反射光を検出素子上に集光する
受光手段と、検出素子で反射光の受光量に応じて出力さ
れる出力信号を複数に分岐するとともに分岐された各信
号を周波数対遅延時間特性を有する回路網を通過させた
後合成して出力するパルス圧縮手段と、ビームの投射時
刻とパルス圧縮手段を介して得られる反射光の検出素子
での検出時刻との時間差により対象物までの距離を算出
する距離検出手段と、検出素子で検出される光パルスの
投射時におけるスキャナの駆動角度から対象物の在る方
位を算出する方位検出手段と、距離検出手段および方位
検出手段でそれぞれ算出された距離および方位に基づい
て対象物の位置を算出する位置検出手段とを備えたもの
である。

【００３０】又、この発明の請求項１５に係る対象物の
位置検出装置は、パルス列信号によりレーザを駆動する
レーザ駆動手段と、レーザから出射されたビームを第１
および第２のスキャナを介して投射するビーム投光手段
と、第１のスキャナを駆動させビームを対象物に向けて
走査するビーム走査手段と、投射されたビームが対象物
に照射されて発生する反射光を第１および第２のスキャ
ナを介して検出素子上に集光する受光手段と、ビームの
投射時刻と反射光の検出素子での検出時刻との時間差に
より対象物までの距離を算出する距離検出手段と、検出
素子で検出される光パルスの投射時における第１のスキ
ャナの駆動角度から対象物の在る方位を算出する方位検
出手段と、距離検出手段および方位検出手段でそれぞれ
算出された距離および方位に基づいて対象物の位置を算
出する位置検出手段と、第２のスキャナを介した視野の
中心軸がビームの中心線と所定の位置関係になるよう予
め設定された撮像手段と、撮像手段で得られた対象物の
画像信号から線状物体を抽出しその位置を検出する線状
物体位置検出手段と、線状物体の位置が視野中の所望の
一直線上に常に一致するように第２のスキャナを駆動制
御するスキャナ駆動制御手段とを備えたものである。

【００３１】又、この発明の請求項１６に係る対象物の
位置検出装置は、請求項１５において、撮像手段によっ
て得られた画像信号を映像化するとともに距離検出手段
および方位検出手段で得られた距離および方位を映像中
に表示するようにしたものである。

【００３２】

【作用】この発明の請求項１における対象物の位置検出
装置は、時系列的に重ならない複数の光パルス列を一光
路上に合波して、対象物に投射することに単位時間当た
りに投射される光パルス数を増加させる。

【００３３】又、この発明の請求項２における対象物の
位置検出装置は、レーザ駆動手段によってパルス列信号
を時系列的に分岐し、分岐された各信号により複数のレ
ーザを駆動するとともに、ビーム投光手段によって各レ
ーザから出射された複数のビームを合波させて投射す
る。

【００３４】又、この発明の請求項３における対象物の
位置検出装置は、ビーム投光手段によってレーザから出
射されたビームを分岐し、この分岐されたビームを複数
の遅延光学系を通過させることによりさらに分岐させる
とともに、この分岐された複数のビームを合波させて投
射する。

【００３５】又、この発明の請求項４における対象物の
位置検出装置は、複数の光パルス列を互いに異なる領域
上に投射することにより、単位時間当たりに投射される
光パルス数を増加させる。

【００３６】又、この発明の請求項５における対象物の
位置検出装置は、ビーム投光手段によってレーザから出
射されたビームを複数に分岐するとともに、分岐された
各ビームをスキャナ上に角度を変えてそれぞれ入射させ
スキャナを介して投射する。

【００３７】又、この発明の請求項６における対象物の
位置検出装置は、レーザ駆動手段によってパルス列信号
を時系列的に分岐し、分岐された各信号により複数のレ
ーザを駆動するとともに、ビーム投光手段によって各レ
ーザから出射された各ビームをスキャナ上に角度を変え
てそれぞれ入射させスキャナを介して投射する。

【００３８】又、この発明の請求項７における対象物の
位置検出装置は、投射されたビームが対象物に照射され
て発生する反射光を、投射の光路を介して受光すること
により、ビームスキャンによる反射光の集光位置の変動
を抑制する。

【００３９】又、この発明の請求項８における対象物の
位置検出装置は、投光手段によって、投射されたビーム
が対象物に照射されて発生する反射光を、ビーム投射時
に用いられるスキャナを介して検出素子上に集光する。

【００４０】又、この発明の請求項９における対象物の
位置検出装置は、受光手段によって、投射されたビーム
が対象物に照射されて発生する反射光を、ビーム投射時
に用いられるスキャナの裏面に設けられたミラーを介し
て検出素子上に集光する。

【００４１】又、この発明の請求項１０における対象物
の位置検出装置は、受光手段によって、投射されたビー
ムが対象物に照射されて発生する反射光を、ビーム投射
時に用いられるスキャナおよび集光用光学系を介して検
出素子上に集光する。

【００４２】又、この発明の請求項１１における対象物
の位置検出装置は、受光手段によって、投射されたビー
ムが対象物に照射されて発生する反射光を、ビーム投射
時に用いられるスキャナを介し光ファイバ内を通過させ
て検出素子上に集光させる。

【００４３】又、この発明の請求項１２における対象物
の位置検出装置は、光ファイバによって反射光の集光位
置を常に検出素子の受光面と一致させる。

【００４４】又、この発明の請求項１３における対象物
の位置検出装置は、受光手段によって、投射されたビー
ムが対象物に照射されて発生する反射光を分岐し、この
分岐された光の一方を第１の検出素子に他方を遅延光学
系を介して第２の検出素子にそれぞれ集光し、又、しき
い値設定手段によって、第１の検出素子で受光された光
パルス信号の各ピーク値に応じてそれぞれしきい値を設
定し、又、距離検出手段によって、投射時におけるビー
ムの一部を反射させ、この反射光を予め第１および第２
の検出素子を介して導入することによりビームの投射時
刻を検出するとともに、第２の検出素子で受光され遅延
光学系で遅延された光パルス信号の各値が、しきい値設
定手段で設定された光パルス信号のしきい値にそれぞれ
到達する時刻と、上記検出されたビームの投射時刻との
時間差により対象物までの距離を算出する。

【００４５】又、この発明の請求項１４における対象物
の位置検出装置は、パルス圧縮手段によって、検出素子
で反射光の受光量に応じて出力される出力信号を複数に
分岐するとともに、分岐された各信号を周波数対遅延時
間特性を有する回路網を通過させた後合成して出力し、
又、距離検出手段によって、ビームの投射時刻とパルス
圧縮手段を介して得られる反射光の検出素子での検出時
刻との時間差により対象物までの距離を算出する。

【００４６】又、この発明の請求項１５における対象物
の位置検出装置は、線状物体位置検出手段によって、第
２のスキャナを介した視野の中心軸がビームの中心線と
所定の位置関係になるよう予め設定された撮像手段で得
られた対象物の画像信号から線状物体を抽出しその位置
を検出し、又、スキャナ駆動制御手段によって、線状物
体の位置が視野中の所望の一直線上に常に一致するよう
に第２のスキャナを駆動制御する。

【００４７】又、この発明の請求項１６における対象物
の位置検出装置は、撮像手段によって得られた画像信号
を映像化するとともに、距離検出手段および方位検出手
段で得られる距離および方位を映像中に表示する。

【００４８】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１における対象物の位置検
出装置の構成を示すブロック図、図２は図１における距
離検出回路および方位検出回路の構成を示すブロック
図、図３は図１におけるレーザを駆動するためのパルス
列信号の波形を示す波形図である。

【００４９】図において、１４は図３（ａ）に示すよう
な波形のパルス信号を発生するパルス信号発生回路、１
５はこのパルス信号発生回路１４によって発生されたパ
ルス信号を、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）にそれぞれ示
すような波形のパルス信号に分岐する分岐器、１６ａ、
１６ｂ、１６ｃは分岐された各パルス信号により各レー
ザ１７ａ、１７ｂ、１７ｃをそれぞれ駆動するレーザ駆
動回路、１８ａ、１８ｂ、１８ｃは各レーザ１７ａ〜１
７ｃにより出射されるビームを整形するコリメートレン
ズ、１９、２１は整形されたビームを合波するビームス
プリッタ、２２はミラーである。

【００５０】２３はビームを投射するスキャナ、２４は
スキャナ駆動信号発生回路２５によって発生される駆動
信号に基づいてスキャナ２５を駆動させ、投射されるビ
ームを対象物（図示せず）に向けて走査するスキャナ駆
動回路、２６はビームが対象物に照射されて発生する反
射光を、検出素子２７上に集光する集光レンズ、２８は
検出素子２７から受光量に応じて出力される信号を増幅
する増幅器、２９は図３に示すように増幅器２８および
パルス信号発生回路１４にそれぞれ接続される一対の２
値化回路２９ａ、２９ｂと、カウンタ２９ｃと、時間検
出用のクロック発生回路２９ｄとで構成される距離検出
手段としての距離検出回路である。

【００５１】３０は図３に示すようにスキャナ駆動信号
発生回路２５と接続されるＡ／Ｄ変換回路３０ａを有す
る方位検出手段としての方位検出回路、３１は距離検出
回路２９および方位検出回路３０で得られる結果から対
象物の位置を算出する位置検出手段としての位置検出回
路である。そして又、分岐器１５、レーザ駆動回路１６
ａ〜１６ｃでレーザ駆動手段３２を、コリメートレンズ
１８ａ〜１８ｃ、ビームスプリッタ１９、２１、ミラー
２２、スキャナ２３でビーム投光手段３３を、スキャナ
駆動回路２４、スキャナ駆動信号発生回路２５でビーム
走査手段３４を、集光レンズ２６、検出素子２７で受光
手段３５をそれぞれ構成している。

【００５２】次に上記のように構成された実施例１にお
ける対象物の位置検出装置の動作について説明する。ま
ず、パルス信号発生回路１４で図３（ａ）に示すような
波形のパルス列信号を発生させ、このパルス列信号を図
３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すような波形のパルス信
号に分岐器１５により分岐する。そして、この分岐され
た各パルス信号はそれぞれレーザ駆動回路１６ａ〜１６
ｃに入力され、レーザ駆動回路１６ａ〜１６ｃによりレ
ーザ１７ａ〜１７ｃが駆動されビームが発光される。次
いで発光された各ビームはそれぞれコリメートレンズ１
８ａ〜１８ｃで整形された後、両ビームスプリッタ１
９、２１およびミラー２２を介して１本のビームに合波
されスキャナ２３に送られる。

【００５３】そして、このスキャナ２３はスキャナ駆動
信号発生回路２５によって生成される信号に基づいて、
スキャナ駆動回路２４により駆動され、合波されたビー
ムを対象物に向けて投射、走査させる。なお、この時投
射されるビームの波形は図３（ａ）に示す波形と同等に
なる。一方、この投射されたビームが対象物に照射され
その表面で発生する反射光は、集光レンズ２６によって
検出素子２７上に集光され電気信号に変換された後増幅
器２８で増幅される。

【００５４】そして、距離検出回路２９では、パルス信
号発生回路１４によって発生したパルス信号を一方の２
値化回路２９ｂに入力し、しきい値を越えた時点を起点
として、クロック発生回路２９ｄでクロック信号を発生
させるとともに、このクロック信号の計数をカウンタ２
９ｃで開始する。一方、検出素子２７上に集光され変換
された電気信号は増幅器２８で増幅された後、距離検出
回路２９の他方の２値化回路２９ａに入力され、この値
が上記しきい値を越えた時点でカウンタ２９ｃの計数動
作を停止させる。このようにして計数された計数値、す
なわちビームの投射時刻と反射光の検出素子２７での検
出時刻との時間差により、対象物までの距離が算出され
出力される。

【００５５】又、方位検出回路３０では、スキャナ駆動
信号発生回路２５によって発生した信号をＡ／Ｄ変換回
路３０ａに入力し、ビームの投射時刻、すなわち２値化
回路２９ｂの出力信号によりサンプリングすることによ
って、対象物の在する方位を算出しディジタル信号に変
換して出力する。最後に、位置検出回路３１では、距離
検出回路２９および方位検出回路３０で算出されて出力
された距離および方位の信号から、対象物の位置が算出
される。

【００５６】このように上記実施例１によれば、パルス
信号発生器１４で発生されるパルス信号を、分岐器１５
で分岐することによってパルス列を時系列的に複数に分
割し、それぞれ分割されたパルスによって各レーザ１７
ａ〜１７ｃを駆動させるようにしているので、レーザの
性能に制限されることなく測定間隔の高密度化が可能と
なり、測定距離が長くなっても不感帯が発生するのを減
少させることができる。

【００５７】実施例２．図４はこの発明の実施例２にお
ける対象物の位置検出装置の構成を示すブロック図、図
５は図４におけるレーザを駆動するためのパルス列信
号、各光検出器に入射される光パルス列および投射光パ
ルス列の各波形を模擬的に示す波形図である。図におい
て、実施例１の場合と同様な部分は同一符号を付して説
明を省略する。

【００５８】３６はパルス信号発生回路１４によって発
生されたパルス信号によりレーザ３７を駆動するレーザ
駆動手段としてのレーザ駆動回路、３８はレーザ３７に
より出射されるビームを整形するコリメートレンズ、３
９、４０はビームを分岐するためのビームスプリッタ、
４１、４２はビームを合波するためのビームスプリッ
タ、４３ａ、４３ｂ、４３ｃは光を分岐するためのビー
ムスプリッタ、４４ａ、４４ｂはミラー、４５、４６は
遅延光学系、４７ａ、４７ｂ、４７ｃは光検出器、４８
ａ、４８ｂ、４８ｃは増幅器である。

【００５９】４９は各光検出器４７ａ〜４７ｃで変換さ
れるとともに各増幅器４８ａ〜４８ｃで増幅された各電
気信号を合成する信号合成回路、５０は図１における距
離検出回路２９と同様の構成（図示せず）を有する距離
検出手段としての距離検出回路、５１は図１における方
位検出回路３０と同様の構成（図示せず）を有する方位
検出手段としての方位検出回路、５２は距離検出回路５
０および方位検出回路５１で得られる結果から、対象物
の位置を算出する位置検出手段としての位置検出回路で
ある。そして、コリメートレンズ３８、ビームスプリッ
タ３９、４０、４１、４２、ミラー４４ａ、４４ｂ、遅
延光学系４５、４６、スキャナ２３でビーム投光手段５
３を構成している。

【００６０】次に上記のように構成された実施例２にお
ける対象物の位置検出装置の動作について説明する。ま
ず、パルス信号発生回路１４で図５（ａ）に示すような
波形のパルス信号を発生させ、このパルス信号をレーザ
駆動回路３６に入力してレーザ３７を駆動しビームを発
光させる。次いでこのビームをコリメートレンズ３８で
整形した後、ビームスプリッタ３９で分岐する。この分
岐された光ビームはさらにビームスプリッタ４３ａによ
って２つに分岐され、一方の光ビームは光検出器４７ａ
に入射されるとともに、他方の光ビームは遅延光学系４
５に入力され、この遅延光学系４５により時間的に遅延
させられて出力される。

【００６１】この出力された光ビームはビームスプリッ
タ４３ｂによって分岐され、一方の光ビームは光検出器
４７ｂに入射されるとともに、他方の光ビームはさらに
ビームスプリッタ４０で分岐され、一方の光ビームはビ
ームスプリッタ４２、４１を介して元のビームと合波さ
れ、他方の光ビームは遅延光学系４６に入力され、この
遅延光学系４６により時間的に遅延させられて出力され
る。この出力された光ビームはビームスプリッタ４３ｃ
によって分岐され、一方の光ビームは光検出器４７ｃに
入射されるとともに、他方の光ビームは両ミラー４４
ａ、４４ｂによって反射された後、ビームスプリッタ４
２、４１を介して元のビームと合波される。そして、再
び１本に合波されたビームはスキャナ２３に導かれる。

【００６２】又、各光検出器４７ａ〜４７ｃでは、それ
ぞれ光ビームを受光すると受光量に応じた電気信号に変
換し、これらの電気信号は各増幅器４８ａ〜４８ｃでそ
れぞれ増幅された後、信号合成回路４９で時系列的に並
んだ信号として合成され出力される。そして、上記のよ
うにして合波されたビームが導かれたスキャナ２３は、
スキャナ駆動信号発生回路２５によって生成される信号
に基づいて、スキャナ駆動回路２４により駆動され、図
５（ｅ）に示すような波形に合波されたビームを対象物
に向けて投射、走査させる。

【００６３】なお、この時投射されるビームの波形は、
図５（ｅ）に示す波形と同等になる。又、各光検出器４
７ａ〜４７ｃに入射される光ビームは、図５（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）に示すような波形となる。一方、上記投
射されたビームが対象物に照射されその表面で発生する
反射光は、集光レンズ２６によって検出素子２７上に集
光され電気信号に変換された後、増幅器２８で増幅され
て信号合成回路４９に入力され時系列的に並んだ信号と
して合成される。

【００６４】そして、距離検出回路５０では、信号合成
回路４９からの出力信号を、図示はしないが図２に示す
距離検出回路２９と同様にして、一方の２値化回路に入
力し、しきい値を越えた時点を起点として、クロック発
生回路でクロック信号を発生させるとともに、このクロ
ック信号の計数をカウンタで開始する。一方、検出素子
２７上に集光され変換された電気信号は増幅器２８で増
幅された後、距離検出回路５０の他方の２値化回路に入
力され、この値が上記しきい値を越えた時点でカウンタ
の計数動作を停止させる。このようにして計数された計
数値、すなわちビームの投射時刻と反射光の検出素子２
７での検出時刻との時間差により、対象物までの距離が
算出され出力される。

【００６５】又、方位検出回路５１においても、図２に
示す方位検出回路３０と同様にして、スキャナ駆動信号
発生回路２５によって発生した信号をＡ／Ｄ変換回路に
入力し、ビームの投射時刻、すなわち２値化回路の出力
信号によりサンプリングすることによって、対象物の在
する方位を算出しディジタル信号に変換して出力する。
最後に、位置検出回路５２では、距離検出回路５０およ
び方位検出回路５１で算出されて出力された距離および
方位の信号から、対象物の位置が算出される。

【００６６】このように上記実施例２によれば、レーザ
３７から出射されたビームを両遅延光学系４５、４６を
通過させた後、再び１本のビームにまとめて投射するよ
うにしているので、等価的に光パルス列の密度を向上さ
せて測定間隔の高密度化が可能となり、測定距離が長く
なっても不感帯が発生するのを減少させることができ
る。

【００６７】実施例３．図６はこの発明の実施例３にお
ける対象物の位置検出装置の構成を示すブロック図、図
７は図６におけるレーザを駆動するためのパルス列信号
および各検出素子に受光される光パルス列の各波形を模
擬的に示す波形図である。図において、上記各実施例と
同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。

【００６８】５４ａ、５４ｂはレーザ３７から出射され
コリメートレンズ３８により整形されたビームを、それ
ぞれ分岐するためのビームスプリッタ、５５はミラー、
５６ａ、５６ｂ、５６ｃは集光レンズ２６で集光された
反射光をそれぞれ受光する検出素子、５７ａ、５７ｂ、
５７ｃは各検出素子５６ａ〜５６ｃから受光量に応じて
出力される信号をそれぞれ増幅する増幅器、５８ａ、５
８ｂ、５８ｃは図１における距離検出回路２９と同様の
構成（図示せず）をそれぞれ有する距離検出手段として
の距離検出回路である。

【００６９】５９ａ、５９ｂ、５９ｃは図１における方
位検出回路３０と同様の構成（図示せず）をそれぞれ有
する方位検出手段としての方位検出回路、６０ａ、６０
ｂ、６０ｃは各距離検出回路５８ａ〜５８ｃおよび各方
位検出回路５９ａ〜５９ｃで得られる各結果から、対象
物の各位置を算出する位置検出手段としての位置検出回
路、６１はこれら各位置検出回路６０ａ〜６０ｃでそれ
ぞれ算出され出力される位置信号を入力して記録するシ
ステムコントローラである。そして、コリメートレンズ
３８、ビームスプリッタ５４ａ、５４ｂ、ミラー５５、
スキャナ２３でビーム投光手段６２を、集光レンズ２
６、各検出素子５６ａ〜５６ｃで受光手段６３をそれぞ
れ構成している。

【００７０】次に上記のように構成された実施例３にお
ける対象物の位置検出装置の動作について説明する。ま
ず、パルス信号発生回路１４で図７（ａ）に示すような
波形のパルス信号を発生させ、このパルス信号をレーザ
駆動回路３６に入力してレーザ３７を駆動しビームを発
光させる。次いでこのビームをコリメートレンズ３８で
整形した後、両ビームスプリッタ５４ａ、５４ｂおよび
ミラー５５を介して３本のビームに分岐してスキャナ２
３に導く。

【００７１】そして、このスキャナ２３はスキャナ駆動
信号発生回路２５によって生成される信号に基づいて、
スキャナ駆動回路２４により駆動され、３本のビームを
対象物に向けて、各ビームのスキャナ２５上への入射角
にそれぞれ応じて異なる反射方向に投射、走査させる。
一方、この投射されたビームが対象物に照射されその表
面で発生する反射光は、集光レンズ２６によって各検出
素子５６ａ〜５６ｃ上に集光され、電気信号に変換され
た後各増幅器５７ａ〜５７ｃで増幅される。なお、この
時各検出素子５６ａ〜５６ｃで検出される光パルス列は
図７（ｂ）〜（ｄ）に示すような波形となる。

【００７２】そして、各距離検出回路５８ａ〜５８ｃで
は、パルス信号発生回路１４によって発生したパルス信
号を、図示はしないが図２に示す距離検出回路２９と同
様にして、一方の２値化回路に入力し、しきい値を越え
た時点を起点として、クロック発生回路でクロック信号
を発生させるとともに、このクロック信号の計数をカウ
ンタで開始する。一方、各検出素子５６ａ〜５６ｃ上に
集光され変換された電気信号は各増幅器５７ａ〜５７ｃ
で増幅された後、各距離検出回路５８ａ〜５８ｃの他方
の２値化回路に入力され、この値が上記しきい値を越え
た時点でカウンタの計数動作を停止させる。このように
して計数された計数値、すなわちビームの投射時刻と反
射光の各検出素子５６ａ〜５６ｃでの検出時刻との時間
差により、対象物までの距離が算出され出力される。

【００７３】又、各方位検出回路５９ａ〜５９ｃでは、
スキャナ駆動信号発生回路２５によって発生した信号を
Ａ／Ｄ変換回路に入力し、ビームの投射時刻、すなわち
２値化回路の出力信号によりサンプリングすることによ
って、対象物の在する方位を算出しディジタル信号に変
換して出力する。そして、各位置検出回路６０ａ〜６０
ｃでは、各距離検出回路５８ａ〜５８ｃおよび方位検出
回路５９ａ〜５９ｃでそれぞれ算出されて出力された距
離および方位の信号から対象物の位置が算出され、シス
テムコントローラ６１により記録される。

【００７４】このように上記実施例３によれば、レーザ
３７から出射されたビームを両ビームスプリッタ５４
ａ、５４ｂおよびミラー５５を介して複数のビームに分
岐し、分岐された各ビームをスキャナ２３上に角度を変
えてそれぞれ入射させ、各入射角に応じた方向にそれぞ
れ投射、走査するようにしているので、測定間隔の高密
度化が可能となり、測定距離が長くなっても不感帯が発
生するのを減少させることができる。

【００７５】実施例４．図８はこの発明の実施例４にお
ける対象物の位置検出装置の構成を示すブロック図、図
９は図８におけるレーザを駆動するためのパルス列信号
およびこのパルス列信号を分岐したパルス信号の各波形
を模擬的に示す波形図である。図において、上記各実施
例と同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。６
４は各検出素子５６ａ〜５６ｃにより受光量に応じてそ
れぞれ出力され、各増幅器５７ａ〜５７ｃで増幅された
電気信号を合成して出力する信号合成器である。そし
て、各コリメートレンズ１８ａ〜１８ｃ、スキャナ２３
で投光手段５４を構成している。

【００７６】次に上記のように構成された実施例４にお
ける対象物の位置検出装置の動作について説明する。ま
ず、パルス信号発生回路１４で図９（ａ）に示すような
波形のパルス列信号を発生させ、このパルス列信号を図
９（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すような波形のパルス信
号に分岐器１５により分岐する。そして、この分岐され
た各パルス信号はそれぞれレーザ駆動回路１６ａ〜１６
ｃに入力され、レーザ駆動回路１６ａ〜１６ｃによりレ
ーザ１７ａ〜１７ｃが駆動されビームが発光される。次
いで発光された各ビームはそれぞれコリメートレンズ１
８ａ〜１８ｃで整形された後、スキャナ２３の走査角範
囲の３等分の角度ずつ入射角を変えてスキャナ２３上に
入射される。

【００７７】そして、このスキャナ２３はスキャナ駆動
信号発生回路２５によって生成される信号に基づいて、
スキャナ駆動回路２４により駆動され、それぞれ入射さ
れる各ビームを、その入射角に応じた方向に投射、走査
させる。一方、この投射されたビームが対象物に照射さ
れその表面で発生する反射光は、集光レンズ２６によっ
て各検出素子５６ａ〜５６ｃ上に集光され、電気信号に
変換された後増幅器２８で増幅され信号合成器６４に入
力される。信号合成器６４ではこれらの電気信号を時系
列的に１本の電気信号として合成し出力する。

【００７８】次に、距離検出回路２９では、図２に示す
ようにパルス信号発生回路１４によって発生したパルス
信号を一方の２値化回路２９ｂに入力し、しきい値を越
えた時点を起点として、クロック発生回路２９ｄでクロ
ック信号を発生させるとともに、このクロック信号の計
数をカウンタ２９ｃで開始する。又、他方の２値化回路
２９ａには信号合成器６４の出力が入力され、この値が
上記しきい値を越えた時点でカウンタ２９ｃの計数動作
を停止させる。このようにして計数された計数値、すな
わちビームの投射時刻と反射光の検出素子２７での検出
時刻との時間差により、対象物までの距離が算出され出
力される。

【００７９】一方、方位検出回路３０では、スキャナ駆
動信号発生回路２５によって発生した信号をＡ／Ｄ変換
回路３０ａに入力し、ビームの投射時刻、すなわち２値
化回路２９ｂの出力信号によりサンプリングすることに
よって、対象物の在する方位を算出しディジタル信号に
変換して出力する。最後に、位置検出回路３１では、距
離検出回路２９および方位検出回路３０で算出されて出
力された距離および方位の信号から、対象物の位置が算
出される。

【００８０】このように上記実施例４によれば、パルス
列信号を時系列的に複数に分割し、分割されたパルス信
号により複数のレーザ１７ａ〜１７ｃを駆動させるとと
もに、各レーザ１７ａ〜１７ｃから出射される各ビーム
を、スキャナ２３上に角度を変えてそれぞれ入射させ、
各入射角に応じた方向にそれぞれ投射、走査するように
しているので、測定間隔の高密度化が可能となり、測定
距離が長くなっても不感帯が発生するのを減少させるこ
とができる。

【００８１】実施例５．図１０はこの発明の実施例５に
おける対象物の位置検出装置の構成を示すブロック図で
ある。図において、上記各実施例と同様な部分は同一符
号を付して説明を省略する。６６ａ、６６ｂはレーザ３
７より出射されコリメートレンズ３８で整形されたビー
ムを、協働してスキャナ２３上に導き入射させるミラー
である。そして、これら両ミラー６６ａ、６６ｂ、スキ
ャナ２３で投光手段６７を構成している。なお、集光レ
ンズ２６はスキャナ２３の後方に配置され、ビームが対
象物に照射されて発生する反射光を、スキャナ２３を介
して集光し得るように成されている。

【００８２】次に上記のように構成された実施例５にお
ける対象物の位置検出装置の動作について説明する。ま
ず、パルス信号発生回路１４でパルス信号を発生させ、
このパルス信号をレーザ駆動回路３６に入力してレーザ
３７を駆動しビームを発生させる。次いでこのビームを
コリメートレンズ３８で整形した後、両ミラー６６ａ、
６６ｂを介してスキャナ２３に導く。

【００８３】そして、このスキャナ２３はスキャナ信号
発生回路２５によって生成される信号に基づいて、スキ
ャナ駆動回路２４により駆動され、導かれたビームを対
象物に向けて投射、走査させる。一方、このようにして
投射されたビームが、対象物に照射されその表面で発生
した反射光は、スキャナ２３を経由し集光レンズ２６に
よって検出素子２７上に集光され、電気信号に変換され
た後増幅器２８で増幅される。

【００８４】そして、距離検出回路２９では、実施例１
と同様図２に示すようにパルス信号発生回路１４によっ
て発生したパルス信号を一方の２値化回路２９ｂに入力
し、しきい値を越えた時点を起点として、クロック発生
回路２９ｄでクロック信号を発生させるとともに、この
クロック信号の計数をカウンタ２９ｃで開始する。一
方、検出素子２７上に集光され変換された電気信号は増
幅器２８で増幅された後、距離検出回路２９の他方の２
値化回路２９ａに入力され、この値が上記しきい値を越
えた時点でカウンタ２９ｃの計数動作を停止させる。こ
のようにして計数された計数値、すなわちビームの投射
時刻と反射光の検出素子２７での検出時刻との時間差に
より、対象物までの距離が算出され出力される。

【００８５】又、方位検出回路３０では、スキャナ駆動
信号発生回路２５によって発生した信号をＡ／Ｄ変換回
路３０ａに入力し、ビームの投射時刻、すなわち２値化
回路２９ｂの出力信号によりサンプリングすることによ
って、対象物の在する方位を算出しディジタル信号に変
換して出力する。最後に、位置検出回路３１では、距離
検出回路２９および方位検出回路３０で算出されて出力
された距離および方位の信号から、対象物の位置が算出
される。

【００８６】このように上記実施例５によれば、投射さ
れたビームが対象物に照射されその表面で発生する反射
光を、スキャナ２３を経由して集光レンズ２６により検
出素子２７上に集光させるようにしているので、ビーム
スキャンに伴う反射光の集光位置の変動を抑制して、検
出不能等の事態が発生するのを防止することが可能とな
る。

【００８７】実施例６．図１１はこの発明の実施例６に
おける対象物の位置検出装置の構成を示すブロック図で
ある。図において、上記各実施例と同様な部分は同一符
号を付して説明を省略する。６８はレーザ３７より出射
されコリメートレンズ３８で整形されたビームを投射す
るスキャナで、両面で反射可能なミラー（図示せず）が
取り付けられている。６９はスキャナ６８の前方に設置
されたミラーである。そして、コリメートレンズ３８、
スキャナ６８で投光手段７０を、ミラー６９、スキャナ
６８、集光レンズ２６、検出素子２７で受光手段７１を
それぞれ構成している。なお、集光レンズ２６はスキャ
ナ６８の後方に配置され、ビームが対象物に照射されて
発生する反射光を、ミラー６９およびスキャナ６８のミ
ラー裏面を介して集合し得るように成されている。

【００８８】次に上記のように構成された実施例５にお
ける対象物の位置検出装置の動作について説明する。ま
ず、パルス信号発生回路１４でパルス信号を発生させ、
このパルス信号をレーザ駆動回路３６に入力してレーザ
３７を駆動しビームを発生させる。次いでこのビームを
コリメートレンズ３８で整形した後、スキャナ６８に導
く。このスキャナ６８はスキャナ信号発生回路２５によ
って生成される信号に基づいて、スキャナ駆動回路２４
により駆動され、導かれたビームを対象物に向けて投
射、走査させる。一方、このようにして投射されたビー
ムが、対象物に照射されその表面で発生した反射光は、
ミラー６９およびスキャナ６８を経由し集光レンズ２６
によって検出素子２７上に集光され、電気信号に変換さ
れた後増幅器２８で増幅される。

【００８９】そして、距離検出回路２９では、実施例１
と同様図２に示すようにパルス信号発生回路１４によっ
て発生したパルス信号を一方の２値化回路２９ｂに入力
し、しきい値を越えた時点を起点として、クロック発生
回路２９ｄでクロック信号を発生させるとともに、この
クロック信号の計数をカウンタ２９ｃで開始する。一
方、検出素子２７上に集光され変換された電気信号は増
幅器２８で増幅された後、距離検出回路２９の他方の２
値化回路２９ａに入力され、この値が上記しきい値を越
えた時点でカウンタ２９ｃの計数動作を停止させる。こ
のようにして計数された計数値、すなわちビームの投射
時刻と反射光の検出素子２７での検出時刻との時間差に
より、対象物までの距離が算出され出力される。

【００９０】又、方位検出回路３０では、スキャナ駆動
信号発生回路２５によって発生した信号をＡ／Ｄ変換回
路３０ａに入力し、ビームの投射時刻、すなわち２値化
回路２９ｂの出力信号によりサンプリングすることによ
って、対象物の在する方位を算出しディジタル信号に変
換して出力する。最後に、位置検出回路３１では、距離
検出回路２９および方位検出回路３０で算出されて出力
された距離および方位の信号から、対象物の位置が算出
される。

【００９１】このように上記実施例６によれば、投射さ
れたビームが対象物に照射されその表面で発生する反射
光を、ミラー６９およびスキャナ６８を経由して集光レ
ンズ２６により検出素子２７上に集光させるようにして
いるので、ビームスキャンに伴う反射光の集光位置の変
動を抑制して、検出不能等の事態が発生するのを防止す
ることが可能となる。

【００９２】実施例７．図１２はこの発明の実施例７に
おける対象物の位置検出装置の構成を示すブロック図で
ある。図において、上記各実施例と同様な部分は同一符
号を付して説明を省略する。７２はレーザ３７より出射
されコリメートレンズ３８で整形されたビームをスキャ
ナ２３側に導き、又、集光レンズ２６で集光されスキャ
ナ２３を介して導かれる対象物からの反射光を、通過さ
せて検出素子２７側に導くビームスプリッタである。そ
して、コリメートレンズ３８、ビームスプリッタ７２、
スキャナ２３で投光手段７３を、集光レンズ２６、スキ
ャナ２３、ビームスプリッタ７２、検出素子２７で受光
手段７４をそれぞれ構成している。

【００９３】次に上記のように構成された実施例７にお
ける対象物の位置検出装置の動作について説明する。ま
ず、パルス信号発生回路１４でパルス信号を発生させ、
このパルス信号をレーザ駆動回路３６に入力してレーザ
３７を駆動しビームを発生させる。次いでこのビームを
コリメートレンズ３８で整形した後、ビームスプリッタ
７２を介してスキャナ２３に導く。

【００９４】そして、このスキャナ２３はスキャナ信号
発生回路２５によって生成される信号に基づいて、スキ
ャナ駆動回路２４により駆動され、導かれたビームを対
象物に向けて投射、走査させる。一方、このようにして
投射されたビームが、対象物に照射されその表面で発生
した反射光は、集光レンズ２６、スキャナ２３およびビ
ームスプリッタ７２を介して検出素子２７上に集光さ
れ、電気信号に変換された後増幅器２８で増幅される。

【００９５】そして、距離検出回路２９では、実施例１
と同様図２に示すようにパルス信号発生回路１４によっ
て発生したパルス信号を一方の２値化回路２９ｂに入力
し、しきい値を越えた時点を起点として、クロック発生
回路２９ｄでクロック信号を発生させるとともに、この
クロック信号の計数をカウンタ２９ｃで開始する。一
方、検出素子２７上に集光され変換された電気信号は増
幅器２８で増幅された後、距離検出回路２９の他方の２
値化回路２９ａに入力され、この値が上記しきい値を越
えた時点でカウンタ２９ｃの計数動作を停止させる。こ
のようにして計数された計数値、すなわちビームの投射
時刻と反射光の検出素子２７での検出時刻との時間差に
より、対象物までの距離が算出され出力される。

【００９６】又、方位検出回路３０では、スキャナ駆動
信号発生回路２５によって発生した信号をＡ／Ｄ変換回
路３０ａに入力し、ビームの投射時刻、すなわち２値化
回路２９ｂの出力信号によりサンプリングすることによ
って、対象物の在する方位を算出しディジタル信号に変
換して出力する。最後に、位置検出回路３１では、距離
検出回路２９および方位検出回路３０で算出されて出力
された距離および方位の信号から、対象物の位置が算出
される。

【００９７】このように上記実施例７によれば、投射さ
れたビームが対象物に照射されその表面で発生する反射
光を、集光レンズ２６およびスキャナ２３を経由して検
出素子２７上に集光させるようにしているので、ビーム
スキャンに伴う反射光の集光位置の変動を抑制して、検
出不能等の事態が発生するのを防止することができる。

【００９８】実施例８．図１３はこの発明の実施例８に
おける対象物の位置検出装置の構成を示すブロック図で
ある。図において、上記各実施例と同様な部分は同一符
号を付して説明を省略する。７５はレーザ３７より出射
されコリメートレンズ３８で整形されたビームをスキャ
ナ２３側に導くミラー、７６は集光レンズ２６で集光さ
れる対象物からの反射光を、一旦内部を通過させた後検
出素子２７に導く光ファイバで、集光レンズ２６と対向
する入口側端面は面積の大きな長方形に、又、出口側端
面は検出素子２７の受光面の形状に合わせてそれぞれ形
成され、受光面には密接して取り付けられている。そし
て、コリメートレンズ３８、ミラー７５、スキャナ２３
で投光手段７７を、集光レンズ２６、光ファイバ７６、
検出素子２７で受光手段７８をそれぞれ構成している。

【００９９】次に上記のように構成された実施例８にお
ける対象物の位置検出装置の動作について説明する。ま
ず、パルス信号発生回路１４でパルス信号を発生させ、
このパルス信号をレーザ駆動回路３６に入力してレーザ
３７を駆動しビームを発生させる。次いでこのビームを
コリメートレンズ３８で整形した後、ミラー７５を介し
てスキャナ２３に導く。

【０１００】そして、このスキャナ２３はスキャナ信号
発生回路２５によって生成される信号に基づいて、スキ
ャナ駆動回路２４により駆動され、導かれたビームを対
象物に向けて投射、走査させる。一方、このようにして
投射されたビームが、対象物に照射されその表面で発生
した反射光は、スキャナ２３を経由して集光レンズ２６
で集光された後、光ファイバ７６内を通過して検出素子
２７に導かれ、電気信号に変換されて増幅器２８で増幅
される。

【０１０１】そして、距離検出回路２９では、実施例１
と同様図２に示すようにパルス信号発生回路１４によっ
て発生したパルス信号を一方の２値化回路２９ｂに入力
し、しきい値を越えた時点を起点として、クロック発生
回路２９ｄでクロック信号を発生させるとともに、この
クロック信号の計数をカウンタ２９ｃで開始する。一
方、検出素子２７上に集光され変換された電気信号は増
幅器２８で増幅された後、距離検出回路２９の他方の２
値化回路２９ａに入力され、この値が上記しきい値を越
えた時点でカウンタ２９ｃの計数動作を停止させる。こ
のようにして計数された計数値、すなわちビームの投射
時刻と反射光の検出素子２７での検出時刻との時間差に
より、対象物までの距離が算出され出力される。

【０１０２】又、方位検出回路３０では、スキャナ駆動
信号発生回路２５によって発生した信号をＡ／Ｄ変換回
路３０ａに入力し、ビームの投射時刻、すなわち２値化
回路２９ｂの出力信号によりサンプリングすることによ
って、対象物の在する方位を算出しディジタル信号に変
換して出力する。最後に、位置検出回路３１では、距離
検出回路２９および方位検出回路３０で算出されて出力
された距離および方位の信号から、対象物の位置が算出
される。

【０１０３】このように上記実施例８によれば、投射さ
れたビームが対象物に照射されその表面で発生する反射
光を、スキャナ２３を経由させるとともに、集光レンズ
２６で集光させた後、光ファイバ７６の面積の大きな一
端側から導入、検出素子２７の受光面の形状に合わせて
形成され、且つ受光面に密接して取り付けられた他端側
を介して検出素子２７の受光面に導くようにしているの
で、ビームスキャンに伴う反射光の集光位置の変動を抑
制するとともに、集光位置が変化しても常に検出素子２
７上に集光位置を誘導することが可能になる。

【０１０４】実施例９．図１４はこの発明の実施例９に
おける対象物の位置検出装置の構成を示すブロック図、
図１５は図１４における第１および第２の検出素子で得
られる各パルス信号の波形を模擬的に示す波形図であ
る。図において、上記各実施例と同様な部分は同一符号
を付して説明を省略する。

【０１０５】７９はスキャナ２３により出射されるビー
ムを透過させる透過窓、８０は集光レンズ２６を介して
入射される対象物からの反射光を分岐するビームスプリ
ッタ、８１はこのビームスプリッタ８０で分岐された反
射光の一方が集光される第１の検出素子、８２は分岐さ
れた反射光の他方が遅延光学系８３を介して集光される
第２の検出素子、８４は第１の検出素子８１からの出力
信号を入力し、パルス信号の各ピーク値を検出するピー
ク値検出回路である。

【０１０６】８５はこのピーク値検出回路８４によって
検出される各ピーク値に対応させて、パルスの受信時刻
の基準を決定するしきい値をそれぞれ設定するしきい値
設定回路、８６は投射時におけるビームの一部を、予め
第１および第２の検出素子８１、８２を介して導くこと
によりビームの投射時刻を検出するとともに、第２の検
出素子８２で得られるパルス信号の各値が、しきい値設
定回路８５で設定されたそれぞれ対応するしきい値に到
達する時刻を検出して、予め検出された投射時刻との時
間差により、対象物までの距離を算出する距離検出手段
としての距離検出回路である。

【０１０７】８７は第１および第２の検出素子８１、８
２を介して予め検出される光パルスの、投射時点におけ
るスキャナ２３の駆動角度から対象物の在る方位を算出
する方位検出手段としての方位検出回路、８８は距離検
出回路８６および方位検出回路８７でそれぞれ算出され
る距離および方位に基づいて、対象物の位置を算出する
位置検出手段としての位置検出回路である。そして、コ
リメートレンズ３８、スキャナ２３、透過窓７９で投光
手段８９を、スキャナ２３、集光レンズ２６、ビームス
プリッタ８０、第１および第２の検出素子８１、８２、
遅延光学系８３で受光手段９０を、ピーク値検出回路８
４、しきい値設定回路８５でしきい値設定手段９１をそ
れぞれ構成している。

【０１０８】次に上記のように構成された実施例９にお
ける対象物の位置検出装置の動作について説明する。ま
ず、パルス信号発生回路１４でパルス信号を発生させ、
このパルス信号をレーザ駆動回路３６に入力してレーザ
３７を駆動しビームを発生させる。次いでこのビームを
コリメートレンズ３８で整形した後、スキャナ２３に導
く。

【０１０９】このスキャナ２３はスキャナ信号発生回路
２５によって生成される信号に基づいて、スキャナ駆動
回路２４により駆動され、導かれたビームを透過窓７９
を介して対象物に向けて投射、走査させる。一方、この
時に投射されるビームの一部は、例えば透過窓７９等に
よって反射され、集光レンズ２６およびビームスプリッ
タ８０を経由して第１および第２の検出素子８１、８２
で受光され、電気信号に変換されて距離検出回路８５に
導かれ、距離検出回路８５において予め投射時刻が検出
される。

【０１１０】そして、スキャナ２３から投射されたビー
ムが、対象物に照射されその表面で発生した反射光は、
透過窓７９からスキャナ２３を経由して集光レンズ２６
に導かれて集光され、ビームスプリッタ８０により２方
向に分岐される。分岐された光の一方は第１の検出素子
８１で受光されて電気信号に変換されるとともに、増幅
器２８で増幅されてピーク値検出回路８４に入力され、
ピーク値検出回路８４において入力されたパルス信号の
ピーク値が検出される。図５（ａ）は第１の検出素子８
１からピーク値検出回路８４に入力されるパルス信号の
一例を示し、９２ａ、９３ａはそれぞれピーク値Ｐ₉₂、
Ｐ₉₃が増加した場合と、減少した場合の信号波形を示
す。

【０１１１】ピーク値検出回路８４で検出された各ピー
ク値は、しきい値設定回路８５にそれぞれ入力され、し
きい値設定回路において各ピーク値に応じたしきい値が
それぞれ設定される。このしきい値は例えばピーク値に
対する一定割合でレベルを決める等の方法で設定され
る。図１５（ｂ）は遅延光学系８３を経由して第２の検
出素子８２から距離検出回路８６に入力される遅延パル
ス信号を示し、９２ｂ、９３ｂはそれぞれ図１５（ａ）
における信号波形９２ａ、９３ａに対応する遅延信号波
形を示す。

【０１１２】このようにしきい値設定回路８５でしきい
値が設定されると、距離検出回路８６では、遅延光学系
８３を経由して第２の検出素子８２から入力される遅延
パルス信号９２ｂ、９３ｂの各値が、図１５（ｂ）に示
すようにそれぞれ対応するパルス信号９２ａ、９３ａの
値に応じて設定された各しきい値Ｔ_h92、Ｔ_h93を越える
時点Ｔを、対象物からの反射光の検出時刻と判定し、上
記のように予め検出されているビームの投射時刻との時
間差により、対象物までの距離が算出される。

【０１１３】又、方位検出回路８７では、距離検出回路
８６で検出される投射時刻と、スキャナ駆動信号発生回
路２５によって発生する信号によって得られる上記投射
時刻におけるスキャナ２３の駆動角度とから対象物の在
る方位が算出される。そして、最後に、位置検出回路８
８では、距離検出回路８６および方位検出回路８７で算
出されて出力された距離および方位の信号から、対象物
の位置が算出される。

【０１１４】このように上記実施例９によれば、対象物
からの反射光を、ビームスプリッタ８０で２方向に分岐
し、分岐された反射光の一方の光パルス信号のピーク値
を、ピーク値検出回路８４で検出するとともに、しきい
値設定回路８５でこのピーク値に応じたしきい値をそれ
ぞれ設定し、このしきい値を反射光の検出時刻を決める
判定基準としているので、対象物の反射率変化や投射ビ
ームの強度の変動等に起因する測定基準時刻のずれを防
止し、測定誤差のばらつきを減少させることが可能にな
る。

【０１１５】実施例１０．図１６はこの発明の実施例１
０における対象物の位置検出装置の構成を示すブロック
図、図１７は図１６における変調パルス信号発生回路で
出力されるパルス信号の波形を模擬的に示す波形図、図
１８は図１６における電気フィルタおよび遅延回路によ
って設定される透過周波数と遅延時間との関係を示す特
性図、図１９は図１６における加算器で合成され出力さ
れるパルス信号の波形を模擬的に示す波形図である。

【０１１６】図において、上記各実施例と同様な部分は
同一符号を付して説明を省略する。９４は図１７（ａ）
に示すように、時間的に周波数が変化する図１７（ｂ）
に示すような波形のパルス信号を発生する変調パルス信
号発生回路、９５はレーザ３７より出射されコリメート
レンズ３８で整形されたビームをスキャナ２３側に導く
ミラー、９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄ、９６ｅはそ
れぞれ所定の周波数のみを通過させる電気フィルタ、９
７ａ、９７ｂ、９７ｃ、９７ｄ、９７ｅはこれら各電気
フィルタ９６ａ〜９６ｅの出力をそれぞれ所定の時間遅
延させる遅延回路、９８は各電気フィルタ９６ａ〜９６
ｅおよび各遅延回路９７ａ〜９７ｅを介して出力される
各パルス信号を合成する加算器である。

【０１１７】９９はビームの投射時刻を、透過窓７９の
裏面等で反射される投射ビームの一部により検出してお
くとともに、加算器９８の出力によって対象物からの反
射光の検出時刻と判定し、予め検出された投射時刻との
時間差により対象物までの距離を算出する距離検出手段
としての距離検出回路、１００はこの距離検出回路９９
および方位検出回路３０でそれぞれ検出された距離およ
び方位に基づいて、対象物の位置を算出する位置検出手
段としての位置検出回路である。そして、コリメートレ
ンズ３８、ミラー９５、スキャナ２３で投光手段１０１
を、スキャナ２３、集光レンズ２６、検出素子２７で受
光手段１０２を、各電気フィルタ９６ａ〜９７ｅ、各遅
延回路９７ａ〜９７ｅ、加算器９８でパルス圧縮手段を
それぞれ構成している。

【０１１８】次に上記のように構成された実施例１０に
おける対象物の位置検出装置の動作について説明する。
まず、変調パルス信号発生回路９により、図１７（ｂ）
に示すように送信パルス幅ＴをＮ等分し、Ｎ等分された
それぞれの領域に図１７（ａ）に示すような階段状に異
なる周波数を割り当て、階段状に周波数変調した変調パ
ルス信号を発生させ、この変調パルス信号をレーザ駆動
回路３６に入力してレーザ３７を駆動しビームを発生さ
せる。次いでこのビームをコリメートレンズ３８で整形
した後、ミラー９５を介してスキャナ２３に導く。

【０１１９】そして、このスキャナ２３はスキャナ信号
発生回路２５によって生成される信号に基づいて、スキ
ャナ駆動回路２４により駆動され、導かれたビームを対
象物に向けて投射、走査させる。又、この時に投射され
るビームの一部は、例えば透過窓７９等によって反射さ
れ、距離検出回路９９に導かれて予め投射時刻が検出さ
れる。一方、このようにして投射されたビームが、対象
物に照射されその表面で発生した反射光は、スキャナ２
３を経由し集光レンズ２６で集光された後、検出素子２
７に導かれて電気信号に変換され増幅器２８で増幅され
る。

【０１２０】この増幅された信号は各電気フィルタ９６
ａ〜９６ｅに入力され、各電気フィルタ９６ａ〜９６ｅ
により例えばｆ₁、ｆ₂、ｆ₃・・・ｆ_N-1、ｆ_Nというよ
うに、それぞれ所定の周波数のパルス信号に分離された
後、各遅延回路９７ａ〜９７ｅにそれぞれ入力され、分
離された各パルス信号の各周波数と遅延時間とが、図１
８に示すような関係を保つようにそれぞれ遅延処理され
る。その結果、時間的には全く同時に、パルス幅がＴ／
Ｎに等しく且つ周波数がそれぞれ異なるｆ₁、ｆ₂、ｆ₃
・・・ｆ_N-1、ｆ_Nなる信号となる。

【０１２１】これらの信号を加算器９８で合成すると、
例えば「レーダ技術」（昭和５６年電子通信学会発行）
等で説明されているように、いま、ｆ_i−ｆ_i-1＝Δｆと
し、単位時間振幅を考えるものとすれば、加算器９８に
よる合成出力信号Ｓ（ｔ）は下記式（１）で表される。

【０１２２】

【数１】

【０１２３】ただし、−Ｔ／（２Ｎ）＜ｔ＜Ｔ／（２
Ｎ）、この式から合成出力信号Ｓ（ｔ）は、Δｆ＝Ｎ／
Ｔのとき、図１９に示すように包絡線波形がｆ_(t)＝ｓ
ｉｎπＮΔｆｔ／ｓｉｎπΔｆｔなるパルス圧縮された
振幅Ｎ、パルス幅Ｔ／Ｎ²の信号となる。

【０１２４】このようにして得られたパルス信号は距離
検出回路９９に入力される。そして、距離検出回路９９
では、このパルス信号の入射時点を対象物からの反射光
の検出時刻と判定し、予め検出されているビームの投射
時刻との時間差により、対象物までの距離が算出され
る。なお、時間差の測定については、上記各実施例と同
様なので説明を省略する。最後に、位置検出回路１００
において、方位検出回路３０および距離検出回路９９で
それぞれ検出された方位および距離に基づいて、対象物
の位置が算出される。

【０１２５】このように上記実施例１０によれば、変調
パルス信号発生回路９４で生成され時間的に周波数が変
化するパルス信号でレーザ３７を駆動し、対象物からの
反射光の光パルス信号を各電気フィルタ９６ａ〜９６ｅ
で、それぞれ所定の周波数のパルス信号に分離するとと
もに、この分離された各パルス信号を各遅延回路９７ａ
〜９７ｅで遅延処理することにより、各パルス信号のタ
イミングを全く同時にした後、加算器９８で合成してこ
の合成波で反射光の検出時刻を判定するようにしている
ので、光パルス信号のピーク値の向上およびパルス幅の
縮小化を図ることによりＳ／Ｎを向上させ、測定精度の
向上を図ることができる。

【０１２６】実施例１１．図２０はこの発明の実施例１
１における対象物の位置検出装置の構成を示すブロック
図、図２１は図２０におけるＩＴＶカメラによって得ら
れる画像を模擬的に示す図である。図において、上記各
実施例と同様な部分は同一符号を付して説明を省略す
る。

【０１２７】１０３はスキャナ２３で投射されるビーム
を反射させるダイクロイックミラー、１０４は後述のス
キャナ駆動回路によって駆動され、ダイクロイックミラ
ー１０３からのビームを対象物に向けて投射する第２の
スキャナ、１０５はこの第２のスキャナ１０４を介して
対象物がほぼ撮像レンズ１０５ａの視野内に入るように
設置された撮像手段としてのＩＴＶカメラ、１０６はこ
のＩＴＶカメラ１０５によって得られる画像データを入
力して記憶する画像メモリ、１０７はこの画像メモリ１
０６に記憶された画像データを取り出し、画像中のエッ
ヂ抽出を行って連続性を検出することにより、線状物体
の認識を行う線状物体認識回路である。

【０１２８】１０８はこの線状物体認識回路１０７で認
識された線状物体の垂直方向の位置（図２１中ｌ₁で示
す）を検出し、予め設定された基準位置（図２１中Ｌで
示す）までの位置偏差（図２１中Δｌで示す）を算出し
て出力する線状物体位置検出手段としての線状物体位置
検出回路、１０９はこの線状物体検出回路１０８から出
力される位置偏差Δｌの信号に基づき、この位置偏差Δ
ｌが０となるような第２のスキャナ１０４の駆動角度を
常時算出し、スキャナ駆動回路１１０を介して第２のス
キャナ１０４を駆動させるスキャナ駆動制御回路、１１
１はビデオ信号発生回路、１１２は画像記録用のビデオ
テープレコーダで、ＩＴＶカメラ１０５で得られる画像
データを映像化するとともに、この映像中にビデオ信号
発生回路１１１を介して得られる方位検出回路３１から
の情報、すなわち、距離、方位、位置等を表示する。そ
して、コリメートレンズ３８、スキャナ２３、ダイクロ
イックミラー１０３、第２のスキャナ１０４で投光手段
１１３を、第２のスキャナ１０４、ダイクロイックミラ
ー１０３、集光レンズ２６で受光手段１１４を、スキャ
ナ駆動制御回路１０９、スキャナ駆動回路１１０でスキ
ャナ駆動制御手段１１５をそれぞれ構成している。

【０１２９】次に上記のように構成された実施例１１に
おける対象物の位置検出装置の動作について対象物が線
状物体である場合を例に説明する。まず、パルス信号発
生回路１４でパルス信号を発生させ、このパルス信号を
レーザ駆動回路３６に入力してレーザ３７を駆動しビー
ムを発生させる。次いでこのビームをコリメートレンズ
３８で整形した後、スキャナ２３に導く。

【０１３０】このスキャナ２３はスキャナ信号発生回路
２５によって生成される信号に基づいて、スキャナ駆動
回路２４により駆動され、導かれたビームをダイクロイ
ックミラー１０３および第２のスキャナ１０４を介して
対象物に向け投射、走査させる。そして、投射されたビ
ームが対象物に照射されその表面で発生した反射光は、
第２のスキャナ１０４およびダイクロイックミラー１０
３を経由して集光レンズ２６で集光された後、検出素子
２７に導かれ電気信号に変換されて増幅器２８により増
幅される。

【０１３１】そして、距離検出回路２９では、パルス信
号発生回路１４によって発生したパルス信号を一方の２
値化回路２９ｂに入力し、しきい値を越えた時点を起点
として、クロック発生回路２９ｄでクロック信号を発生
させるとともに、このクロック信号の計数をカウンタ２
９ｃで開始する。一方、検出素子２７上に集光され変換
された電気信号は増幅器２８で増幅された後、距離検出
回路２９の他方の２値化回路２９ａに入力され、この値
が上記しきい値を越えた時点でカウンタ２９ｃの計数動
作を停止させる。このようにして計数された計数値、す
なわちビームの投射時刻と反射光の検出素子２７での検
出時刻との時間差により、対象物までの距離が算出され
出力される。

【０１３２】又、方位検出回路３０では、スキャナ駆動
信号発生回路２５によって発生した信号をＡ／Ｄ変換回
路３０ａに入力し、ビームの投射時刻、すなわち２値化
回路２９ｂの出力信号によりサンプリングすることによ
って、対象物の在する方位を算出しディジタル信号に変
換して出力する。最後に、位置検出回路３１では、距離
検出回路２９および方位検出回路３０で算出されて出力
された距離および方位の信号から、対象物の位置が算出
される。

【０１３３】一方、ＩＴＶカメラ１０５には第２のスキ
ャナ１０４を介して、図２１（ａ）に示すような対象物
としての線状物体１１６ａが映し出された画像１１６が
得られる。この時、画像１１６中の線状物体１１６ａの
位置は、第２のスキャナ１０４の角度によって画面垂直
方向に移動することとなる。ＩＴＶカメラ１０５によっ
て得られた画像データは、画像メモリ１０６に入力され
て記憶される。この画像メモリ１０６は２画面分の容量
を持っており、画像データは１フィールド毎に使用する
メモリを切り替えて入力される。

【０１３４】次いで、画像メモリ１０６に記憶された画
像データは線状物体認識回路１０７に入力されて、画像
中のエッヂ抽出を行いその連続性を検出することによ
り、対象物が線状物体１１６ａであることの認識が行わ
れる。線状物体１１６ａであることの認識結果は、線状
物体位置検出回路１０８に入力されて、線状物体１１６
ａの垂直方向の位置ｌ₁が検出され、予め設定された基
準位置Ｌまでの位置偏差Δｌが算出される。

【０１３５】そして、スキャナ駆動制御回路１０９では
この算出された位置偏差Δｌに基づき、この位置偏差Δ
ｌが０となる第２のスキャナ１０４の角度を算出し、ス
キャナ駆動回路１１０を介して第２のスキャナ１０４を
駆動する。この結果、線状物体１１６ａは図２（ｂ）に
示すように予め設定された基準位置に移動する。又、ビ
デオテープレコーダ１１２は、ＩＴＶカメラ１０５で得
られる画像を映像化するとともに、この映像中に位置検
出回路３１からの距離、方位、位置等の情報を表示す
る。

【０１３６】このように上記実施例１１によれば、第２
のスキャナ１０４で投射されるビームと同一視野を有す
るＩＴＶカメラ１０５により対象物の画像を得て、この
対象物の画像の位置ｌ₁が予め設定された基準位置Ｌと
一致するように、スキャナ駆動制御回路１０９によりス
キャナ駆動回路１１０を介して、第２のスキャナ１０４
の角度を制御するようにしているので、ビームの投射方
向が対象物の方向と常に合致するように、自動で制御す
ることが可能となる。

【０１３７】又、ビデオテープレコーダ１１２により、
ＩＴＶカメラ１０５で得られる画像を映像化するととも
に、この映像中に距離、方位、位置等の情報を表示する
ようにしているので、位置検出とともに対象物の形状の
判定も可能となる。

【０１３８】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、時系列的に重ならない複数の光パルス列を一光路
上に合波して対象物に向けて投射、走査し、対象物で発
生する反射光を受光して反射光の光パルスの検出時刻
と、対象物への投射時刻との時間差から対象物までの距
離を、また、投射時における走査角度から対象物の在る
方位をそれぞれ算出するとともに、算出された距離およ
び方位から対象物の位置を算出するようにしたので、レ
ーザの性能に制限されることなく測定間隔の高密度化を
図り、測定距離が長くなっても不感帯が発生するのを減
少させることが可能な対象物の位置検出装置を提供する
ことができる。

【０１３９】又、この発明の請求項２によれば、パルス
列信号を時系列的に分岐するとともに分岐された各信号
により複数のレーザを駆動するレーザ駆動手段と、各レ
ーザから出射された複数のビームを合波するとともに合
波されたビームをスキャナを介して投射するビーム投光
手段と、スキャナを駆動させビームを対象物に向けて走
査するビーム走査手段と、投射されたビームが対象物に
照射されて発生する反射光を検出素子上に集光する受光
手段と、ビームの投光時刻と反射光の検出素子での検出
時刻との時間差により対象物までの距離を算出する距離
検出手段と、検出素子で検出される光パルスの投射時に
おけるスキャナの駆動角度から対象物の在る方位を算出
する方位検出手段と、距離検出手段および方位検出手段
でそれぞれ算出された距離および方位に基づいて対象物
の位置を算出する位置検出手段とを備えたので、レーザ
の性能に制限されることなく測定間隔の高密度化を図
り、測定距離が長くなっても不感帯が発生するのを減少
させることが可能な対象物の位置検出装置を提供するこ
とができる。

【０１４０】又、この発明の請求項３によれば、パルス
列信号によりレーザを駆動するレーザ駆動手段と、レー
ザから出射されたビームを分岐しこの分岐されたビーム
を複数の遅延光学系を通過させてそれぞれ分岐するとと
もにこの分岐された複数のビームを合波させスキャナを
介して投射するビーム投光手段と、スキャナを駆動させ
ビームを対象物に向けて走査するビーム走査手段と、投
射されたビームが対象物に照射されて発生する反射光を
検出素子上に集光する受光手段と、ビームの投射時刻と
反射光の検出素子での検出時刻との時間差により対象物
までの距離を算出する距離検出手段と、検出素子で検出
される光パルスの投射時におけるスキャナの駆動角度か
ら対象物の在る方位を算出する方位検出手段と、距離検
出手段および方位検出手段でそれぞれ算出された距離お
よび方位に基づいて対象物の位置を検出する位置検出手
段とを備えたので、等価的に光パルス列の密度を向上さ
せて測定間隔の高密度化を図り、測定距離が長くなって
も不感帯が発生するのを減少させることが可能な対象物
の位置検出装置を提供することができる。

【０１４１】又、この発明の請求項４によれば、複数の
光パルス列を互いに異なる領域上に投射、走査し、対象
物でそれぞれ発生する各反射光を受光して各反射光の光
パルスの各検出時刻と、対象物への各投射時刻との各時
間差から対象物までの距離を、また、各投射時における
各走査角度から対象物の在る方位をそれぞれ算出すると
ともに、算出された距離および方位から対象物の位置を
算出するようにしたので、測定間隔の高密度化を図り、
測定距離が長くなっても不感帯が発生するのを減少させ
ることが可能な対象物の位置検出装置を提供することが
できる。

【０１４２】又、この発明の請求項５によれば、パルス
列信号によりレーザを駆動するレーザ駆動手段と、レー
ザから出射されたビームを複数に分岐するとともに分岐
された各ビームをスキャナ上に角度を変えてそれぞれ入
射させスキャナを介して投射するビーム投光手段と、ス
キャナを駆動させ各ビームを対象物に向けて走査するビ
ーム走査手段と、投射された各ビームが対象物に照射さ
れて発生する各反射光をそれぞれ対応する検出素子上に
集光する受光手段と、各ビームの各投射時刻と各反射光
の各検出素子での各検出時刻との各時間差により対象物
までの距離を算出する距離検出手段と、各検出素子で検
出される各光パルスの投射時におけるスキャナの各駆動
角度から対象物の在る方位を算出する方位検出手段と、
距離検出手段および方位検出手段でそれぞれ算出された
距離および方位に基づいて対象物の位置を検出する位置
検出手段とを備えたので、測定間隔の高密度化を図り、
測定距離が長くなっても不感帯が発生するのを減少させ
ることが可能な対象物の位置検出装置を提供することが
できる。

【０１４３】又、この発明の請求項６によれば、パルス
列信号を時系列的に分岐するとともに分岐された各信号
により複数のレーザを駆動するレーザ駆動手段と、各レ
ーザから出射された各ビームをスキャナ上に角度を変え
てそれぞれ入射させスキャナを介して投射するビーム投
光手段と、スキャナを駆動させ各ビームを対象物に向け
て走査するビーム走査手段と、投射された各ビームが対
象物に照射されて発生する各反射光をそれぞれ対応する
検出素子上に集光する受光手段と、各ビームの各投射時
刻と各反射光の各検出素子での各検出時刻との各時間差
により対象物までの距離を算出する距離検出手段と、各
検出素子で検出される各光パルスの投射時におけるスキ
ャナの各駆動角度から対象物の在る方位を算出する方位
検出手段と、距離検出手段および方位検出手段でそれぞ
れ算出された距離および方位に基づいて対象物の位置を
検出する位置検出手段とを備えたので、測定間隔の高密
度化を図り、測定距離が長くなっても不感帯が発生する
のを減少させることが可能な対象物の位置検出装置を提
供することができる。

【０１４４】又、この発明の請求項７によれば、光パル
ス列を対象物に向けて投射、走査し、対象物で発生する
反射光を投射の光路を介し受光して反射光の光パルスの
検出時刻と、対象物への投射時刻との時間差から対象物
までの距離を、また、投射時における走査角度から対象
物の在る方位をそれぞれ算出するとともに、算出された
距離および方位から対象物の位置を算出するようにした
ので、ビームスキャンに伴う反射光の集光位置の変動の
抑制を図り、検出不能等の事態が発生するのを防止する
ことが可能な対象物の位置検出装置を提供することがで
きる。

【０１４５】又、この発明の請求項８によれば、パルス
列信号によりレーザを駆動するレーザ駆動手段と、レー
ザから出射されたビームをスキャナを介して投射するビ
ーム投光手段と、スキャナを駆動させビームを対象物に
向けて走査するビーム走査手段と、投射されたビームが
対象物に照射されて発生する反射光をスキャナを介して
検出素子上に集光する受光手段と、ビームの投射時刻と
反射光の検出素子での検出時刻との時間差により対象物
までの距離を算出する距離検出手段と、検出素子で検出
される光パルスの投射時におけるスキャナの駆動角度か
ら対象物の在る方位を算出する方位検出手段と、距離検
出手段および方位検出手段でそれぞれ算出された距離お
よび方位に基づいて対象物の位置を検出する位置検出手
段とを備えたので、ビームスキャンに伴う反射光の集光
位置の変動の抑制を図り、検出不能等の事態が発生する
のを防止することが可能な対象物の位置検出装置を提供
することができる。

【０１４６】又、この発明の請求項９によれば、パルス
列信号によりレーザを駆動するレーザ駆動手段と、レー
ザから出射されたビームをスキャナを介して投射するビ
ーム投光手段と、スキャナを駆動させビームを対象物に
向けて走査するビーム走査手段と、投射されたビームが
対象物に照射されて発生する反射光をスキャナの裏面に
設けられたミラーを介して検出素子上に集光する受光手
段と、ビームの投射時刻と反射光の検出素子での検出時
刻との時間差により対象物までの距離を算出する距離検
出手段と、検出素子で検出される光パルスの投射時にお
けるスキャナの駆動角度から対象物の在る方位を算出す
る方位検出手段と、距離検出手段および方位検出手段で
それぞれ算出された距離および方位に基づいて対象物の
位置を検出する位置検出手段とを備えたので、ビームス
キャンに伴う反射光の集光位置の変動の抑制を図り、検
出不能等の事態が発生するのを防止することが可能な対
象物の位置検出装置を提供することができる。

【０１４７】又、この発明の請求項１０によれば、パル
ス列信号によりレーザを駆動するレーザ駆動手段と、レ
ーザから出射されたビームを集光用光学系およびスキャ
ナを介して投射するビーム投光手段と、スキャナを駆動
させビームを対象物に向けて走査するビーム走査手段
と、投射されたビームが対象物に照射されて発生する反
射光をスキャナおよび集光用光学系を介して検出素子上
に集光する受光手段と、ビームの投射時刻と反射光の検
出素子での検出時刻との時間差により対象物までの距離
を算出する距離検出手段と、検出素子で検出される光パ
ルスの投射時におけるスキャナの駆動角度から対象物の
在る方位を算出する方位検出手段と、距離検出手段およ
び方位検出手段でそれぞれ算出された距離および方位に
基づいて対象物の位置を検出する位置検出手段とを備え
たので、ビームスキャンに伴う反射光の集光位置の変動
の抑制を図り、検出不能等の事態が発生するのを防止す
ることが可能な対象物の位置検出装置を提供することが
できる。

【０１４８】又、この発明の請求項１１によれば、パル
ス列信号によりレーザを駆動するレーザ駆動手段と、レ
ーザから出射されたビームをスキャナを介して投射する
ビーム投光手段と、スキャナを駆動させビームを対象物
に向けて走査するビーム走査手段と、投射されたビーム
が対象物に照射されて発生する反射光をスキャナを介し
光ファイバ内を通過させて検出素子上に集光する受光手
段と、ビームの投射時刻と反射光の検出素子での検出時
刻との時間差により対象物までの距離を算出する距離検
出手段と、検出素子で検出される光パルスの投射時にお
けるスキャナの駆動角度から対象物の在る方位を算出す
る方位検出手段と、距離検出手段および方位検出手段で
それぞれ算出された距離および方位に基づいて対象物の
位置を検出する位置検出手段とを備えたので、ビームス
キャンに伴う反射光の集光位置の変動を抑制するととも
に、仮に集光位置が変動しても検出素子上に集光位置を
誘動し、安定した測定が可能な対象物の位置検出装置を
提供することができる。

【０１４９】又、この発明の請求項１２によれば、請求
項１１において、光ファイバの反射光の入口側端面は長
方形に、また、出口側端面は検出素子の受光面の形状に
合わせてそれぞれ形成するとともに出口側端面を検出素
子の受光面に密接して取り付けるようにしたので、ビー
ムスキャンに伴う反射光の集光位置の変動を抑制すると
ともに、仮に集光位置が変動しても検出素子上に集光位
置を確実に誘導し、安定した測定が可能な対象物の位置
検出装置を提供することができる。

【０１５０】又、この発明の請求項１３によれば、パル
ス列信号によりレーザを駆動するレーザ駆動手段と、レ
ーザから出射されたビームをスキャナを介して投射する
ビーム投光手段と、スキャナを駆動させビームを対象物
に向けて走査するビーム走査手段と、投射されたビーム
が対象物に照射されて発生する反射光を分岐しこの分岐
された光の一方を第１の検出素子に他方を遅延光学系を
介して第２の検出素子にそれぞれ集光する受光手段と、
第１の検出素子で受光された光パルス信号の各ピーク値
に応じてそれぞれしきい値を設定するしきい値設定手段
と、投射時におけるビームの一部を反射させこの反射光
を予め第１および第２の検出素子を介して導入すること
によりビームの投射時刻を検出するとともに、第２の検
出素子で受光され遅延光学系で遅延された光パルス信号
の各値がしきい値設定手段で設定された対応する光パル
ス信号のしきい値にそれぞれ到達する時刻と投射時刻と
の時間差により対象物までの距離を算出する距離検出手
段と、第１および第２の検出素子で予め検出される光パ
ルスの投射時点におけるスキャナの駆動角度から対象物
の在る方位を算出する方位検出手段と、距離検出手段お
よび方位検出手段でそれぞれ算出された距離および方位
に基づいて対象物の位置を検出する位置検出手段とを備
えたので、対象物の反射率変化や投射ビームの強度の変
動等に起因する測定基準時刻のずれを防止し、測定誤差
のばらつきを減少させることが可能な対象物の位置検出
装置を提供することができる。

【０１５１】又、この発明の請求項１４によれば、階段
状に周波数変調されたパルス列信号によりレーザを駆動
するレーザ駆動手段と、レーザから出射されたビームを
スキャナを介して投射するビーム投光手段と、スキャナ
を駆動させビームを対象物に向けて走査するビーム走査
手段と、投射されたビームが対象物に照射されて発生す
る反射光を検出素子上に集光する受光手段と、検出素子
で反射光の受光量に応じて出力される出力信号を複数に
分岐するとともに分岐された各信号を周波数対遅延時間
特性を有する回路網を通過させた後合成して出力するパ
ルス圧縮手段と、ビームの投射時刻とパルス圧縮手段を
介して得られる反射光の検出素子での検出時刻との時間
差により対象物までの距離を算出する距離検出手段と、
検出素子で検出される光パルスの投射時におけるスキャ
ナの駆動角度から対象物の在る方位を算出する方位検出
手段と、距離検出手段および方位検出手段でそれぞれ算
出された距離および方位に基づいて対象物の位置を算出
する位置検出手段とを備えたので、光パルス信号のピー
ク値の向上およびパルス幅の縮小化を図ることによりＳ
／Ｎを向上させ、高精度の測定が可能な対象物の位置検
出装置を提供することができる。

【０１５２】又、この発明の請求項１５によれば、パル
ス列信号によりレーザを駆動するレーザ駆動手段と、レ
ーザから出射されたビームを第１および第２のスキャナ
を介して投射するビーム投光手段と、第１のスキャナを
駆動させビームを対象物に向けて走査するビーム走査手
段と、投射されたビームが対象物に照射されて発生する
反射光を第１および第２のスキャナを介して検出素子上
に集光する受光手段と、ビームの投射時刻と反射光の検
出素子での検出時刻との時間差により対象物までの距離
を算出する距離検出手段と、検出素子で検出される光パ
ルスの投射時における第１のスキャナの駆動角度から対
象物の在る方位を算出する方位検出手段と、距離検出手
段および方位検出手段でそれぞれ算出された距離および
方位に基づいて対象物の位置を算出する位置検出手段
と、第２のスキャナを介した視野の中心軸がビームの中
心線と所定の位置関係になるよう予め設定された撮像手
段と、撮像手段で得られた対象物の画像信号から線状物
体を抽出しその位置を検出する線状物体位置検出手段
と、線状物体の位置が視野中の所望の一直線上に常に一
致するように第２のスキャナを駆動制御するスキャナ駆
動制御手段とを備えたので、ビームの投射方向が対象物
の方向と常に合致するように自動で制御することが可能
な対象物の位置検出装置を提供することができる。

【０１５３】又、この発明の請求項１６によれば、請求
項１５において、撮像手段によって得られた画像信号を
映像化するとともに距離検出手段および方位検出手段で
得られた距離および方位を映像中に表示するようにした
ので、ビームの投射方向が対象物の方向と常に合致する
ように自動で制御することが可能であることは勿論のこ
と、対象の形状の判定も可能な対象物の位置検出装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１における対象物の位置検
出装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１における距離検出回路および方位検出回
路の構成を示すブロック図である。

【図３】図１におけるレーザを駆動するためのパルス
列信号の波形を示す波形図である。

【図４】この発明の実施例２における対象物の位置検
出装置の構成を示すブロック図である。

【図５】図４におけるレーザを駆動するためのパルス
列信号、各光検出器に入射される光パルス列および投射
光パルス列の各波形を模擬的に示す波形図である。

【図６】この発明の実施例３における対象物の位置検
出装置の構成を示すブロック図である。

【図７】図６におけるレーザを駆動するためのパルス
列信号および各検出素子に受光される光パルス列の各波
形を模擬的に示す波形図である。

【図８】この発明の実施例４における対象物の位置検
出装置の構成を示すブロック図である。

【図９】図８におけるレーザを駆動するためのパルス
列信号およびこのパルス列信号を分岐したパルス信号の
各波形を模擬的に示す波形図である。

【図１０】この発明の実施例５における対象物の位置
検出装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】この発明の実施例６における対象物の位置
検出装置の構成を示すブロック図である。

【図１２】この発明の実施例７における対象物の位置
検出装置の構成を示すブロック図である。

【図１３】この発明の実施例８における対象物の位置
検出装置の構成を示すブロック図である。

【図１４】この発明の実施例９における対象物の位置
検出装置の構成を示すブロック図である。

【図１５】図１４における第１および第２の検出素子
で得られる各パルス信号の波形を模擬的に示す波形図で
ある。

【図１６】この発明の実施例１０における対象物の位
置検出装置の構成を示すブロック図である。

【図１７】図１６における変調パルス信号発生回路で
出力されるパルス信号の波形を模擬的に示す波形図であ
る。

【図１８】図１６における電気フィルタおよび遅延回
路によって設定される透過周波数と遅延時間との関係を
示す特性図である。

【図１９】図１６における加算器で合成され出力され
るパルス信号の波形を模擬的に示す波形図である。

【図２０】この発明の実施例１１における対象物の位
置検出装置の構成を示すブロック図である。

【図２１】図２０におけるＩＴＶカメラによって得ら
れる画像を模擬的に示す図である。

【図２２】従来の対象物の位置検出装置の一例として
の車両用追尾警報装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１４パルス信号発生回路、１５分岐器、１６ａ〜１
６ｃ，３６レーザ駆動回路、１７ａ〜１７ｃ，３７
レーザ、２３，６８スキャナ、２６集光レンズ、２
７，５６ａ〜５６ｃ検出素子、２９，５０，５８ａ〜
５８ｃ，８６，９９距離検出回路（距離検出手段）、
２９ａ，２９ｂ２値化回路、２９ｃカウンタ、２９
ｄクロック発生回路、３０，５１，５９ａ〜５９ｃ，
８７方位検出回路（方位検出手段）、３１，５２，６
０ａ〜６０ｃ，８８，１００位置検出回路（位置検出
手段）、３２レーザ駆動手段、３３，５３，６２，６
５，６７，７０，７３，７７，８９，１０１，１１３
ビーム投光手段、３４ビーム走査手段、３５，６３，
７１，７４，７８，９０，１０２，１１４受光手段、
４５，４６，８３遅延光学系、６４信号合成器、７
６光ファイバ、８１第１の検出素子、８２第２の
検出素子、８４ピーク値検出回路、８５しきい値設
定回路、９１しきい値設定手段、９４変調パルス信
号発生回路、９６ａ〜９６ｅ電気フィルタ、９７ａ〜
９７ｅ遅延回路、９８加算器、１１３パルス圧縮
手段、１０４第２のスキャナ、１０５ＩＴＶカメラ
（撮像手段）、１０７線状物体認識回路、１０８線
状物体位置検出回路（線状物体位置検出手段）、１１２
ビデオテープレコーダ、１１３パルス圧縮手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時系列的に重ならない複数の光パルス列
を一光路上に合波して対象物に向けて投射、走査し、上
記対象物で発生する反射光を受光して上記反射光の光パ
ルスの検出時刻と、上記対象物への投射時刻との時間差
から上記対象物までの距離を、また、上記投射時におけ
る走査角度から上記対象物の在る方位をそれぞれ算出す
るとともに、上記算出された距離および方位から上記対
象物の位置を算出するようにしたことを特徴とする対象
物の位置検出装置。
【請求項２】パルス列信号を時系列的に分岐するとと
もに上記分岐された各信号により複数のレーザを駆動す
るレーザ駆動手段と、上記各レーザから出射された複数
のビームを合波するとともに上記合波されたビームをス
キャナを介して投射するビーム投光手段と、上記スキャ
ナを駆動させ上記ビームを対象物に向けて走査するビー
ム走査手段と、上記投射されたビームが上記対象物に照
射されて発生する反射光を検出素子上に集光する受光手
段と、上記ビームの投光時刻と上記反射光の上記検出素
子での検出時刻との時間差により上記対象物までの距離
を算出する距離検出手段と、上記検出素子で検出される
光パルスの投射時における上記スキャナの駆動角度から
上記対象物の在る方位を算出する方位検出手段と、上記
距離検出手段および方位検出手段でそれぞれ算出された
距離および方位に基づいて上記対象物の位置を算出する
位置検出手段とを備えたことを特徴とする対象物の位置
検出装置。
【請求項３】パルス列信号によりレーザを駆動するレ
ーザ駆動手段と、上記レーザから出射されたビームを分
岐しこの分岐されたビームを複数の遅延光学系を通過さ
せてそれぞれ分岐するとともにこの分岐された複数のビ
ームを合波させスキャナを介して投射するビーム投光手
段と、上記スキャナを駆動させ上記ビームを対象物に向
けて走査するビーム走査手段と、上記投射されたビーム
が上記対象物に照射されて発生する反射光を検出素子上
に集光する受光手段と、上記ビームの投射時刻と上記反
射光の上記検出素子での検出時刻との時間差により上記
対象物までの距離を算出する距離検出手段と、上記検出
素子で検出される光パルスの投射時における上記スキャ
ナの駆動角度から上記対象物の在る方位を算出する方位
検出手段と、上記距離検出手段および方位検出手段でそ
れぞれ算出された距離および方位に基づいて上記対象物
の位置を検出する位置検出手段とを備えたことを特徴と
する対象物の位置検出装置。
【請求項４】複数の光パルス列を互いに異なる領域上
に投射、走査し、上記対象物でそれぞれ発生する各反射
光を受光して上記各反射光の光パルスの各検出時刻と、
上記対象物への各投射時刻との各時間差から上記対象物
までの距離を、また、上記各投射時における各走査角度
から上記対象物の在る方位をそれぞれ算出するととも
に、上記算出された距離および方位から上記対象物の位
置を算出するようにしたことを特徴とする対象物の位置
検出装置。
【請求項５】パルス列信号によりレーザを駆動するレ
ーザ駆動手段と、上記レーザから出射されたビームを複
数に分岐するとともに分岐された各ビームをスキャナ上
に角度を変えてそれぞれ入射させ上記スキャナを介して
投射するビーム投光手段と、上記スキャナを駆動させ上
記各ビームを対象物に向けて走査するビーム走査手段
と、上記投射された各ビームが上記対象物に照射されて
発生する各反射光をそれぞれ対応する検出素子上に集光
する受光手段と、上記各ビームの各投射時刻と上記各反
射光の上記各検出素子での各検出時刻との各時間差によ
り上記対象物までの距離を算出する距離検出手段と、上
記各検出素子で検出される各光パルスの投射時における
上記スキャナの各駆動角度から上記対象物の在る方位を
算出する方位検出手段と、上記距離検出手段および方位
検出手段でそれぞれ算出された距離および方位に基づい
て上記対象物の位置を検出する位置検出手段とを備えた
ことを特徴とする対象物の位置検出装置。
【請求項６】パルス列信号を時系列的に分岐するとと
もに上記分岐された各信号により複数のレーザを駆動す
るレーザ駆動手段と、上記各レーザから出射された各ビ
ームをスキャナ上に角度を変えてそれぞれ入射させ上記
スキャナを介して投射するビーム投光手段と、上記スキ
ャナを駆動させ上記各ビームを対象物に向けて走査する
ビーム走査手段と、上記投射された各ビームが上記対象
物に照射されて発生する各反射光をそれぞれ対応する検
出素子上に集光する受光手段と、上記各ビームの各投射
時刻と上記各反射光の上記各検出素子での各検出時刻と
の各時間差により上記対象物までの距離を算出する距離
検出手段と、上記各検出素子で検出される各光パルスの
投射時における上記スキャナの各駆動角度から上記対象
物の在る方位を算出する方位検出手段と、上記距離検出
手段および方位検出手段でそれぞれ算出された距離およ
び方位に基づいて上記対象物の位置を検出する位置検出
手段とを備えたことを特徴とする対象物の位置検出装
置。
【請求項７】光パルス列を対象物に向けて投射、走査
し、上記対象物で発生する反射光を上記投射の光路を介
し受光して上記反射光の光パルスの検出時刻と、上記対
象物への投射時刻との時間差から上記対象物までの距離
を、また、上記投射時における走査角度から上記対象物
の在る方位をそれぞれ算出するとともに、上記算出され
た距離および方位から上記対象物の位置を算出するよう
にしたことを特徴とする対象物の位置検出装置。
【請求項８】パルス列信号によりレーザを駆動するレ
ーザ駆動手段と、上記レーザから出射されたビームをス
キャナを介して投射するビーム投光手段と、上記スキャ
ナを駆動させ上記ビームを対象物に向けて走査するビー
ム走査手段と、上記投射されたビームが上記対象物に照
射されて発生する反射光を上記スキャナを介して検出素
子上に集光する受光手段と、上記ビームの投射時刻と上
記反射光の上記検出素子での検出時刻との時間差により
上記対象物までの距離を算出する距離検出手段と、上記
検出素子で検出される光パルスの投射時における上記ス
キャナの駆動角度から上記対象物の在る方位を算出する
方位検出手段と、上記距離検出手段および方位検出手段
でそれぞれ算出された距離および方位に基づいて上記対
象物の位置を検出する位置検出手段とを備えたことを特
徴とする対象物の位置検出装置。
【請求項９】パルス列信号によりレーザを駆動するレ
ーザ駆動手段と、上記レーザから出射されたビームをス
キャナを介して投射するビーム投光手段と、上記スキャ
ナを駆動させ上記ビームを対象物に向けて走査するビー
ム走査手段と、上記投射されたビームが上記対象物に照
射されて発生する反射光を上記スキャナの裏面に設けら
れたミラーを介して検出素子上に集光する受光手段と、
上記ビームの投射時刻と上記反射光の上記検出素子での
検出時刻との時間差により上記対象物までの距離を算出
する距離検出手段と、上記検出素子で検出される光パル
スの投射時における上記スキャナの駆動角度から上記対
象物の在る方位を算出する方位検出手段と、上記距離検
出手段および方位検出手段でそれぞれ算出された距離お
よび方位に基づいて上記対象物の位置を検出する位置検
出手段とを備えたことを特徴とする対象物の位置検出装
置。
【請求項１０】パルス列信号によりレーザを駆動する
レーザ駆動手段と、上記レーザから出射されたビームを
集光用光学系およびスキャナを介して投射するビーム投
光手段と、上記スキャナを駆動させ上記ビームを対象物
に向けて走査するビーム走査手段と、上記投射されたビ
ームが上記対象物に照射されて発生する反射光を上記ス
キャナおよび集光用光学系を介して検出素子上に集光す
る受光手段と、上記ビームの投射時刻と上記反射光の上
記検出素子での検出時刻との時間差により上記対象物ま
での距離を算出する距離検出手段と、上記検出素子で検
出される光パルスの投射時における上記スキャナの駆動
角度から上記対象物の在る方位を算出する方位検出手段
と、上記距離検出手段および方位検出手段でそれぞれ算
出された距離および方位に基づいて上記対象物の位置を
検出する位置検出手段とを備えたことを特徴とする対象
物の位置検出装置。
【請求項１１】パルス列信号によりレーザを駆動する
レーザ駆動手段と、上記レーザから出射されたビームを
スキャナを介して投射するビーム投光手段と、上記スキ
ャナを駆動させ上記ビームを対象物に向けて走査するビ
ーム走査手段と、上記投射されたビームが上記対象物に
照射されて発生する反射光を上記スキャナを介し光ファ
イバ内を通過させて検出素子上に集光する受光手段と、
上記ビームの投射時刻と上記反射光の上記検出素子での
検出時刻との時間差により上記対象物までの距離を算出
する距離検出手段と、上記検出素子で検出される光パル
スの投射時における上記スキャナの駆動角度から上記対
象物の在る方位を算出する方位検出手段と、上記距離検
出手段および方位検出手段でそれぞれ算出された距離お
よび方位に基づいて上記対象物の位置を検出する位置検
出手段とを備えたことを特徴とする対象物の位置検出装
置。
【請求項１２】請求項１１において、光ファイバは反
射光の入口側端面は長方形に、また、出口側端面は検出
素子の受光面の形状に合わせてそれぞれ形成されるとと
もに上記出口側端面は上記検出素子の受光面に密接して
取り付けられていることを特徴とする対象物の位置検出
装置。
【請求項１３】パルス列信号によりレーザを駆動する
レーザ駆動手段と、上記レーザから出射されたビームを
スキャナを介して投射するビーム投光手段と、上記スキ
ャナを駆動させ上記ビームを対象物に向けて走査するビ
ーム走査手段と、上記投射されたビームが上記対象物に
照射されて発生する反射光を分岐しこの分岐された光の
一方を第１の検出素子に他方を遅延光学系を介して第２
の検出素子にそれぞれ集光する受光手段と、上記第１の
検出素子で受光された光パルス信号の各ピーク値に応じ
てそれぞれしきい値を設定するしきい値設定手段と、上
記投射時におけるビームの一部を反射させこの反射光を
予め上記第１および第２の検出素子を介して導入するこ
とにより上記ビームの投射時刻を検出するとともに、上
記第２の検出素子で受光され上記遅延光学系で遅延され
た光パルス信号の各値が上記しきい値設定手段で設定さ
れた対応する光パルス信号のしきい値にそれぞれ到達す
る時刻と上記投射時刻との時間差により上記対象物まで
の距離を算出する距離検出手段と、上記第１および第２
の検出素子で予め検出される光パルスの投射時点におけ
る上記スキャナの駆動角度から上記対象物の在る方位を
算出する方位検出手段と、上記距離検出手段および方位
検出手段でそれぞれ算出された距離および方位に基づい
て上記対象物の位置を検出する位置検出手段とを備えた
ことを特徴とする対象物の位置検出装置。
【請求項１４】階段状に周波数変調されたパルス列信
号によりレーザを駆動するレーザ駆動手段と、上記レー
ザから出射されたビームをスキャナを介して投射するビ
ーム投光手段と、上記スキャナを駆動させ上記ビームを
対象物に向けて走査するビーム走査手段と、上記投射さ
れたビームが上記対象物に照射されて発生する反射光を
検出素子上に集光する受光手段と、上記検出素子で上記
反射光の受光量に応じて出力される出力信号を複数に分
岐するとともに分岐された各信号を周波数対遅延時間特
性を有する回路網を通過させた後合成して出力するパル
ス圧縮手段と、上記ビームの投射時刻と上記パルス圧縮
手段を介して得られる上記反射光の上記検出素子での検
出時刻との時間差により上記対象物までの距離を算出す
る距離検出手段と、上記検出素子で検出される光パルス
の投射時における上記スキャナの駆動角度から上記対象
物の在る方位を算出する方位検出手段と、上記距離検出
手段および方位検出手段でそれぞれ算出された距離およ
び方位に基づいて上記対象物の位置を算出する位置検出
手段とを備えたことを特徴とする対象物の位置検出装
置。
【請求項１５】パルス列信号によりレーザを駆動する
レーザ駆動手段と、上記レーザから出射されたビームを
第１および第２のスキャナを介して投射するビーム投光
手段と、上記第１のスキャナを駆動させ上記ビームを対
象物に向けて走査するビーム走査手段と、上記投射され
たビームが上記対象物に照射されて発生する反射光を上
記第１および第２のスキャナを介して検出素子上に集光
する受光手段と、上記ビームの投射時刻と上記反射光の
上記検出素子での検出時刻との時間差により上記対象物
までの距離を算出する距離検出手段と、上記検出素子で
検出される光パルスの投射時における上記第１のスキャ
ナの駆動角度から上記対象物の在る方位を算出する方位
検出手段と、上記距離検出手段および方位検出手段でそ
れぞれ算出された距離および方位に基づいて上記対象物
の位置を算出する位置検出手段と、上記第２のスキャナ
を介した視野の中心軸が上記ビームの中心線と所定の位
置関係になるよう予め設定された撮像手段と、上記撮像
手段で得られた上記対象物の画像信号から線状物体を抽
出しその位置を検出する線状物体位置検出手段と、上記
線状物体の位置が上記視野中の所望の一直線上に常に一
致するように上記第２のスキャナを駆動制御するスキャ
ナ駆動制御手段とを備えたことを特徴とする対象物の位
置検出装置。
【請求項１６】請求項１５において、撮像手段によっ
て得られた画像信号を映像化するとともに距離検出手段
および方位検出手段で得られた距離および方位を上記映
像中に表示するようにしたことを特徴とする対象物の位
置検出装置。