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JP2980503B2 - 光照射式測距装置 - Google Patents
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JP2980503B2 - 光照射式測距装置 - Google Patents

光照射式測距装置

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JP2980503B2
JP2980503B2 JP5340029A JP34002993A JP2980503B2 JP 2980503 B2 JP2980503 B2 JP 2980503B2 JP 5340029 A JP5340029 A JP 5340029A JP 34002993 A JP34002993 A JP 34002993A JP 2980503 B2 JP2980503 B2 JP 2980503B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光体からの光を目標
物に照射し、その反射光の戻り時間を検出して、目標物
までの距離を測定する光照射式測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光照射式測距装置は従来から様々な分野
において非接触又は遠隔の距離測定に利用されており、
例えば光学式車間メータに応用されている。光学式車間
メータは走行車体に搭載され、一対の投光手段及び受光
手段を備えている。所定の照射角範囲で中央光束及び周
辺光束を含む一次光を所定の距離領域にある目標車体に
投光するとともに、該目標車体から反射した二次光を受
光してその戻り時間を検出し車間距離を遠隔で非接触に
測定する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図4を参照して従来の
光学式車間メータの課題を簡潔に説明する。所定の車線
100に沿って前方を走行する車輌(目標車体)に対す
る車間距離を測定する光学式車間メータでは、目標車体
の後部反射板に一次光101を投光するとともに、反射
逆進した二次光の戻り時間により距離を求めている。目
標車体は車線100の幅分だけ横方向に随時移動する
為、反射板の横方向位置は一定していない。従って、後
方車体102に搭載された投光手段103は、細いビー
ム状ではなく、所定の照射角範囲104で発散する一次
光101を前方の目標車体に向けて投光している。従っ
て、一次光101には車線100の中心線105に沿っ
て進む中央光束と、中心線105に対し斜行する周辺光
束とが含まれている。これら中央光束及び周辺光束の到
達可能距離に含まれ、測距を行なう事ができる検出エリ
ア106は図示する様に略扇形状となっている。検出エ
リア106外に位置する物体から反射された二次光は微
弱である為受光検出不能である。図示する様に照射角範
囲104を比較的広くとった場合にはこれに応じて検出
エリア106も拡大し、比較的近距離領域に位置する目
標車体を略完全に捕捉する事ができる。しかしながら、
遠距離領域では検出エリア106が対象車線100を超
えて隣接車線に及んでしまう。従って、目標車体以外の
物体を測距してしまうという課題がある。あるいは、一
車線道路を走行する場合、検出エリア106が広すぎる
と路肩に位置する道路標識等目標車体以外の物体を測距
する危険性がある。
【0004】これに対して、図5は照射角範囲104を
絞って比較的狭く設定した場合を表わしている。この場
合には比較的遠距離領域において検出エリア106は車
線100の幅内に納まっており、目標以外の物体を測距
する惧れがなくなる。しかしながら、比較的近距離領域
において検出エリア106が縮小化する為、逆に目標車
体を捕捉できなくなる危険性が生じる。この様に従来の
光学式車間メータでは、遠距離領域及び近距離領域の両
方に渡って目標車体を必要且つ十分に過不足なく捕捉す
る事ができないという課題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は目標物に適した検出エリアを設定可
能な光照射式測距装置を提供する事を目的とする。かか
る目的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、本発
明にかかる光照射式測距装置は基本的な構成要素とし
て、走行車体に搭載された一対の投光手段及び受光手段
を備えている。所定の照射角範囲で中央光束及び周辺光
束を含む一次光を所定の距離領域にある目標車体に投光
するとともに、該目標車体から反射した二次光を受光し
てその戻り時間を検出し車間距離を測定する。かかる構
成において、該中央光束に比較して該周辺光束の強度を
相対的に抑制する制限手段を備えている事を特徴とす
る。周辺光束の強度を抑制する事により、遠距離領域で
該周辺光束を目標車体に対して無効化するとともに該中
央光束を目標車体に対して有効に保って目標車体に対す
実効照射角範囲を狭角化する。一方近距離領域では該
周辺光束は目標車体に対して有効に保たれており目標車
体に対する実効照射角範囲を広角化している。かかる制
限手段は該一次光の通過光路中に介在し、周辺光束の透
過量を相対的に減少させる減衰器から構成されている。
【0006】
【作用】本発明によれば中央光束に比較して周辺光束の
強度が相対的に抑制されている。従って周辺光束の到達
距離は中央光束に比べ短縮化され、比較的遠距離領域で
は中央光束のみが有効になり検出エリアが縮小化でき
る。換言すると遠距離領域では実効照射角範囲が狭角化
され、目標車体以外の物体を検出エリアから除外可能で
ある。これに対して、比較的近距離領域では中央光束に
加え周辺光束もある程度の強度を有する為検出エリアは
縮小化されず、実効照射角範囲は広角に保たれている。
従って目標車体を十分捕捉する事が可能であり検出不能
な状態に陥る惧れがない。この様に周辺光束の強度を選
択的に抑制する事により、遠近両距離領域で必要且つ十
分な検出エリアを設定する事が可能になる。
【0007】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図1は、本発明にかかる光照射式測距
装置の具体例である光学式車間メータの基本的な構成を
示すブロック図である。図示する様に光学式車間メータ
1はケーシングに収納されており走行車体(図示せず)
に搭載される。車間メータ1は投光手段2と受光手段3
を備えている。投光手段2は所定の照射角範囲で中央光
束4及び周辺光束5を含む一次光6を所定の距離領域に
ある目標車体(図示せず)に投光する。本例では投光手
段2は光源となる半導体レーザ7と投光レンズ8の組み
合わせからなる。半導体レーザ7から放射された一次光
6は投光レンズ8により所定の照射角範囲に調整され、
出射窓9を介して前方に照射される。半導体レーザ7は
駆動回路10により駆動され、発振回路11から供給さ
れる基準信号に応答してパルス変調された一次光6を放
出する。一方、受光手段3は、目標車体(図示せず)か
ら反射した二次光12を受光する。本例では、受光手段
3は、集光レンズ13とフォトダイオード14との組み
合わせからなり、入射窓15を介して進入した二次光1
2を集光レンズ13で集束させフォトダイオード14の
受光面上に集める。フォトダイオード14は受光量変化
に応じてパルス状の電気信号を出力する。フォトダイオ
ード14には位相比較回路16が接続されており、該電
気信号と発振回路11から供給される基準信号の位相比
較を行ない遅延時間を検出する。この遅延時間は二次光
12の戻り時間に対応しており目標車体までの距離が遠
くなるほど戻り時間も増大する。演算回路17は検出さ
れた戻り時間に基き車間距離を演算し、外部モニタ等に
出力する。
【0008】本発明の特徴事項として投光手段2は制限
手段を備えており、中央光束4に比較して周辺光束5の
強度を相対的に抑制する。本実施例では、この制限手段
は減衰器18から構成されており、一次光6の通過光路
中に介在し周辺光束5の透過量を相対的に減少させる。
本例では減衰器18は出射窓9に取り付けられている。
しかしながら、減衰器18の位置はこれに限られるもの
ではなく、一般に一次光6の通過光路中に介在させれば
良い。この減衰器18は中央光束4に比較して周辺光束
5の強度を相対的に抑制する事により、遠距離領域で周
辺光束5を無効化するとともに中央光束4を有効に保っ
て実効照射角範囲FAを狭角化する。一方、近距離領域
では周辺光束5を有効に保持して実効照射角範囲CAを
広角化する。
【0009】次に図2を参照して、図1に示した光学式
車間メータ1の動作を詳細に説明する。図示する様に、
所定の車線21に沿って走行する車体22には光学式車
間メータが搭載されており、内蔵される投光手段2によ
り前方に一次光6を照射する。前述した様に投光手段2
には減衰器が組み込まれており一次光6の周辺光束のみ
を選択的に減衰する。比較的近距離領域CR(例えば3
0〜40m以内)では周辺光束がある程度減衰しても所
定の強度を保持しており、目標車体から反射して戻って
くる二次光は受光手段により検出できる程度のレベルを
維持している。従って実効照射角範囲CAは広角に維持
されている。一方比較的遠距離領域FR(例えば100
m程度)では、反射して戻ってくる二次光の強度が弱く
なる為、特に減衰を受けた周辺光束成分は受光手段によ
り検出できないほど微弱である。一方中央光束は減衰を
受けていないので十分検出可能なレベルで逆進反射され
る。従って遠距離領域FRでは実効照射角範囲FAが中
央光束の分だけに狭角化される。この結果走行車体22
に搭載された光学式車間メータの検出エリア23は実線
で示す様に、近距離領域CRで角度的に広く、遠距離領
域FRで狭くなる。この様にして遠近両距離領域におい
て前方を走行する目標車体のみを選択的に必要且つ十分
な条件で捕捉する事が可能になる。一方周辺光束を減衰
しない場合には、検出エリア24が点線で示す様に遠距
離領域FRで拡大し、隣接車線にまで及ぶ様になる。
【0010】最後に図3を参照して、減衰器の具体例を
数種類説明する。(A)は減衰器としてNDフィルタ3
1を用いた例であり、本例ではフィルム状のものを出射
窓9の内面に貼着している。なお、フィルム状のNDフ
ィルタ31に代えて、出射窓9の表面に所定のパタンで
遮光材料を蒸着もしくは塗布し、NDフィルタを直接形
成しても良い。周辺光束の減衰量は両側遮光領域32の
濃度によって調整でき、周辺光束のマスク範囲は同じく
遮光領域32の幅によって調整できる。この様に、ND
フィルタ31に含まれる遮光領域32の濃度及び幅を適
宜調整する事により、検出エリアの形状を自由に設定可
能である。
【0011】(B)は同じく出射窓9の内側面に直接貼
着もしくは形成されたNDフィルタ31の例を示してい
る。(A)に示したNDフィルタと異なる点は、NDフ
ィルタ31の中央透明領域33が円形に残されている事
である。従って本例では、一次光に含まれる周辺光束に
対して左右方向ばかりでなく上下方向に対しても減衰を
かける事が可能になり、検出エリアの形状を立体的に調
整可能である。
【0012】(C)に示す例では、板状のNDフィルタ
31を2枚用いており、投光レンズ8を支持する枠部材
34の両側に各々ビス35を用いて固定されている。
【0013】以上に説明した実施例は本発明を光学式車
間メータに適用したものである。しかしながら本発明の
適用範囲は光学式車間メータに限られるものではなく、
広く一般に光照射式測距装置に適用可能である。即ち本
発明にかかる光照射式測距装置は発光体からの光を目標
物に照射し、その反射光の戻り時間を検出して、目標物
までの距離を測定する構造において、照射光のうち周辺
光束を制限する手段を発光体の前方に取り付けた事を特
徴とする。この手段は例えば周辺光束に対してのみ光透
過率を落とした減衰器で構成する事ができる。
【0014】
【発明の効果】以上説明した様に、発明によれば中央光
束に比較して周辺光束の強度を相対的に抑制する事によ
り、遠距離領域で実効照射角範囲を狭角化するとともに
近距離領域で実効照射角範囲を広角化し、検出エリアの
最適化を図っている。この為遠近両距離領域において目
標物の測距を誤まりなく実行する事ができるという効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる光学式車間メータの基本的な構
成を示すブロック図である。
【図2】図1に示した光学式車間メータの動作説明に供
する模式図である。
【図3】図1に示した光学式車間メータに組み込まれる
減衰器の具体例を示す平面図である。
【図4】従来の光学式車間メータの課題説明に供する模
式図である。
【図5】同じく従来の光学式車間メータの課題説明に供
する模式図である。
【符号の説明】
1 光学式車間メータ 2 投光手段 3 受光手段 4 中央光束 5 周辺光束 6 一次光 7 半導体レーザ 8 投光レンズ 9 出射窓 10 駆動回路 11 発振回路 12 二次光 13 集光レンズ 14 フォトダイオード 15 入射窓 16 位相比較回路 17 演算回路 18 減衰器 21 車線 22 走行車体 23 検出エリア 31 NDフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶岡 英樹 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28 号 富士通テン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−78267(JP,A) 実開 平4−87487(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行車体に搭載された一対の投光手段及
    び受光手段を備えており、所定の照射角範囲で中央光束
    及び周辺光束を含む一次光を所定の距離領域にある目標
    車体に投光するとともに、該目標車体から反射した二次
    光を受光してその戻り時間を検出し車間距離を測定する
    光照射式測距装置において、 該中央光束に比較して該周辺光束の強度を相対的に抑制
    する制限手段を備えており、 遠距離領域で該周辺光束を目標車体に対して無効化する
    とともに該中央光束を目標車体に対して有効に保って目
    標車体に対する実効照射角範囲を狭角化し、近距離領域
    で該周辺光束を目標車体に対して有効に保持して目標車
    体に対する実効照射角範囲を広角化する事を特徴とする
    光照射式測距装置。
  2. 【請求項2】 前記制限手段は、該一次光の通過光路中
    に介在し周辺光束の透過量を相対的に減少させる減衰器
    からなる事を特徴とする請求項1記載の光照射式測距装
    置。
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