JPS5930233B2 - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
- Publication number
- JPS5930233B2 JPS5930233B2 JP51153708A JP15370876A JPS5930233B2 JP S5930233 B2 JPS5930233 B2 JP S5930233B2 JP 51153708 A JP51153708 A JP 51153708A JP 15370876 A JP15370876 A JP 15370876A JP S5930233 B2 JPS5930233 B2 JP S5930233B2
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- distance
- signal light
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、連続変調光を用いて、移動する物体までの
距離を測定する装置に関するものである。
距離を測定する装置に関するものである。
連続変調光を送信・受信し、その信号間の位相差θから
送信変調光を反射する物体までの距離を求める従来装置
は、第１図のブロック図で示すような構成であった。
送信変調光を反射する物体までの距離を求める従来装置
は、第１図のブロック図で示すような構成であった。
すなわち、光学系の構成は、１個のビームスプリッタ１
を中心に、発光素子２と受光素子３とが互いに直交する
ようになっており、この発光素子２を変調周波数ｆの発
振器４の信号で変調し発光素子２から出射する送信信号
光は、移動する反射物体５まで反射され、再びビームス
プリッタ１に戻り、このビームスプリッタ１で光路を変
更され、受光素子３で受信される。
を中心に、発光素子２と受光素子３とが互いに直交する
ようになっており、この発光素子２を変調周波数ｆの発
振器４の信号で変調し発光素子２から出射する送信信号
光は、移動する反射物体５まで反射され、再びビームス
プリッタ１に戻り、このビームスプリッタ１で光路を変
更され、受光素子３で受信される。
この装置で送信・受信信号間の位相差を求めるには、上
記発振器４からの信号位相を基準とし、受光素子３から
の受信信号位、相を位相測定器６で測定することになっ
ているため、送信部では駆動回路７または、受信部では
増幅器８、波形変換回路９などで位相ドリフトなどの信
号位相変動が発生し、測定精度が悪くなる欠点があった
。
記発振器４からの信号位相を基準とし、受光素子３から
の受信信号位、相を位相測定器６で測定することになっ
ているため、送信部では駆動回路７または、受信部では
増幅器８、波形変換回路９などで位相ドリフトなどの信
号位相変動が発生し、測定精度が悪くなる欠点があった
。
この発明は、これらの欠点を除去するため、受光素子に
対向させて反射体を設け、移動する物体からの反射信号
光と、送信信号光の一部との合成信号光を受信し、その
合成受信信号光の振幅変化を求めることにより、移動す
る物体までの距離を測定し、装置構成が簡単で測定精度
の高い距離測定装置を提供しようとするものである。
対向させて反射体を設け、移動する物体からの反射信号
光と、送信信号光の一部との合成信号光を受信し、その
合成受信信号光の振幅変化を求めることにより、移動す
る物体までの距離を測定し、装置構成が簡単で測定精度
の高い距離測定装置を提供しようとするものである。
第２図、第３図は、この発明の詳細な説明する概念図で
ある。
ある。
第２図は、光学系の基本構成図を示したものであり、発
光素子２、受光素子３、移動する反射物体５および反射
鏡１０は、ビームスプリッタ１を中心にして、互いに９
０°の角度をなす位置関係になっており、受光素子３に
は移動する反射物体５からの反射信号光と、発光素子２
から出射される送信信号光の一部が反射鏡１０で反射さ
れた参照信号光との合成信号が入射することになる。
光素子２、受光素子３、移動する反射物体５および反射
鏡１０は、ビームスプリッタ１を中心にして、互いに９
０°の角度をなす位置関係になっており、受光素子３に
は移動する反射物体５からの反射信号光と、発光素子２
から出射される送信信号光の一部が反射鏡１０で反射さ
れた参照信号光との合成信号が入射することになる。
第３ａ図は、上記の合成信号の移動物体５までの距離変
化に対するベクトル変化を示したもので、合成受信信号
光Ｒｓは、参照信号光Ｒｉと移動物体５からの反射信号
光Ｒｒとのベクトル和となり、その受信信号光の振幅は
、参照信号光Ｒｉの振幅及び位相が一定で、かつ、移動
物体５からの反射信号光Ｒｒの位相のみ変化するので、
両者のベクトル和Ｒｓは距離に応じて図の円周α上を動
き正弦波状に変化する。
化に対するベクトル変化を示したもので、合成受信信号
光Ｒｓは、参照信号光Ｒｉと移動物体５からの反射信号
光Ｒｒとのベクトル和となり、その受信信号光の振幅は
、参照信号光Ｒｉの振幅及び位相が一定で、かつ、移動
物体５からの反射信号光Ｒｒの位相のみ変化するので、
両者のベクトル和Ｒｓは距離に応じて図の円周α上を動
き正弦波状に変化する。
また、受信部の電子回路部分における位相変動△θは、
同一電子回路を用いて処理しているためＲｉ とＲｒの
両方に等しく寄与し、そのため受信信号光の振幅は、Ｒ
１とＲｒとのベクトル和Ｒｓの絶対値ｌＲ５１を半径′
とする図の円周β上を動くだけで変動しない。
同一電子回路を用いて処理しているためＲｉ とＲｒの
両方に等しく寄与し、そのため受信信号光の振幅は、Ｒ
１とＲｒとのベクトル和Ｒｓの絶対値ｌＲ５１を半径′
とする図の円周β上を動くだけで変動しない。
すなわち、電子回路で発生する位相変動の影響が自動的
に除去できることを示している。
に除去できることを示している。
第３ｂ図は、移動・物体５までの距離ｔと振幅Ｒｓとの
関係を示したものであり、距離の変化△ｔに応じて位相
が△θだけ変化すると、振幅Ｒｓは△Ｒｓ変化する。
関係を示したものであり、距離の変化△ｔに応じて位相
が△θだけ変化すると、振幅Ｒｓは△Ｒｓ変化する。
従って、振幅Ｒｓの変化量ΔＲｓを測定することにより
、距離の変化量△ｔが容易に求めることができる。
、距離の変化量△ｔが容易に求めることができる。
第４図は、上記測定原理に基く、この発明による実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
第４図において、１〜８は第１図、第２図と同じであり
、変調周波数ｆの連続変調光を発光素子２から出射させ
、そのとき移動する反射物体５からの反射信号光と反射
鏡１０で反射される参照信号光との合成信号を受光素子
３で受光し、増幅器８で増幅後、検波器１１で検波する
。
、変調周波数ｆの連続変調光を発光素子２から出射させ
、そのとき移動する反射物体５からの反射信号光と反射
鏡１０で反射される参照信号光との合成信号を受光素子
３で受光し、増幅器８で増幅後、検波器１１で検波する
。
このときあらかじめ、検波信号の振幅と距離との関係を
較正しておけば、検波信号の振幅をレベル計１２で読み
取るだけで距離が簡単に測定できる。
較正しておけば、検波信号の振幅をレベル計１２で読み
取るだけで距離が簡単に測定できる。
なお、この発明においては、反射物体５の移動距離が１
ｍないし２ｍ以内と狭いため、距離変化に伴う反射信号
の光量の変化が無視できる。
ｍないし２ｍ以内と狭いため、距離変化に伴う反射信号
の光量の変化が無視できる。
このように、この発明によれば、位相測定時に影響を及
ぼす電子回路の位相変動が除去でき測定精度を高くでき
る。
ぼす電子回路の位相変動が除去でき測定精度を高くでき
る。
また、距離の変化に対応した受信信号の振幅の変化を求
めるのみでよく、装置構成が簡単になる。
めるのみでよく、装置構成が簡単になる。
以上の説明においては、参照信号光を平板型のビームス
プリッタと反射体とを用いて受光素子に入射させるもの
としたが、この発明は、上記平板型のビームスプリッタ
と反射体とを１個のプリズム型ビームスプリッタで置き
換えその端面での反射光を参照信号光とすることにより
、光学系の構成をさらに簡単にできる。
プリッタと反射体とを用いて受光素子に入射させるもの
としたが、この発明は、上記平板型のビームスプリッタ
と反射体とを１個のプリズム型ビームスプリッタで置き
換えその端面での反射光を参照信号光とすることにより
、光学系の構成をさらに簡単にできる。
以上のように、この発明に係わる距離測定装置では、移
動物体からの反射信号光と、送信信号光の一部を取り出
した参照信号との合成信号光を１個の受光素子で受光す
る光学系の構成となっており、しかも距離変化に応じて
位相差を測定するかわリニ上記合成受信信号光の振幅変
化を測定する方式となっているので光学的にも電子回路
的にも構成が簡単で、しかも電子回路部分で発生する位
相変動の影響が取り除かれるため、測定精度が高い簡便
で安価に距離を測定する手段を提供することができる。
動物体からの反射信号光と、送信信号光の一部を取り出
した参照信号との合成信号光を１個の受光素子で受光す
る光学系の構成となっており、しかも距離変化に応じて
位相差を測定するかわリニ上記合成受信信号光の振幅変
化を測定する方式となっているので光学的にも電子回路
的にも構成が簡単で、しかも電子回路部分で発生する位
相変動の影響が取り除かれるため、測定精度が高い簡便
で安価に距離を測定する手段を提供することができる。
第１図は変調光の位相差から、距離を測定する従来装置
のブロック図、第２図はこの発明による光学系の基本構
成図、第３ａ図は合成受信信号光の距離変化を示すベク
トル図、第３図す図は受信振幅と距離との関係を示す特
性図、第４図はこの発明装置の一実施例を示すブロック
図である。 図中１はビームスプリッタ、２は発光素子、３は受光素
子、４は発振器、５は移動する反射物体、６は位相測定
器、７は駆動回路、８は増幅器、９は波形変換回路、１
０は反射鏡、１１は検波器、１２はレベル計である。 なお図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
のブロック図、第２図はこの発明による光学系の基本構
成図、第３ａ図は合成受信信号光の距離変化を示すベク
トル図、第３図す図は受信振幅と距離との関係を示す特
性図、第４図はこの発明装置の一実施例を示すブロック
図である。 図中１はビームスプリッタ、２は発光素子、３は受光素
子、４は発振器、５は移動する反射物体、６は位相測定
器、７は駆動回路、８は増幅器、９は波形変換回路、１
０は反射鏡、１１は検波器、１２はレベル計である。 なお図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
Claims (1)
- １ 連続変調光を用いて移動する物体までの距離を測定
する装置において、周波数ｆの発振器の信月（より周波
数ｆの連続変調光を送信する発光素子、上記発光素子か
らの送信信号光の一部を参照信号光として反射させ、発
光素子に入射させる反射鏡、上記発光素子からの送信信
号光が静止または移動する物体に向けて出射された後、
その物体により反射された反射信号光と上記参照信号光
とを合成して受光する受光素子とをビームスプリッタを
中心に上記反射鏡と上記受光素子とを対向させ、かつ上
記発光素子を上記反射鏡と受光素子に対し互いに直角を
なすように配置し、上記受光素子で得られる合成受信信
号光の振幅変化から上記物体までの距離を求めるように
したことを特徴とする距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51153708A JPS5930233B2 (ja) | 1976-12-21 | 1976-12-21 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51153708A JPS5930233B2 (ja) | 1976-12-21 | 1976-12-21 | 距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5377659A JPS5377659A (en) | 1978-07-10 |
| JPS5930233B2 true JPS5930233B2 (ja) | 1984-07-25 |
Family
ID=15568354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51153708A Expired JPS5930233B2 (ja) | 1976-12-21 | 1976-12-21 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930233B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0690009B2 (ja) * | 1985-02-28 | 1994-11-14 | シャープ株式会社 | 半導体レーザを用いた微小変位測定方法 |
-
1976
- 1976-12-21 JP JP51153708A patent/JPS5930233B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5377659A (en) | 1978-07-10 |
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