[发明专利]脉冲光接收时间测量装置及距离测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲光接收时间测量装置及距离测量装置的改良。

背景技术

从以往开始，就一直在开发一种下述这样的距离测量装置，即该装置为：将脉冲光照射到测量对象物上，利用光接收电路的收光元件，来接收来自测量对象物的反射光，通过测量从脉冲光的发射时刻开始到由测量对象物反射后的反射光到达收光元件的时间，来高速地进行从装置主体到测量对象物的距离测量(例如，参考日本特开2005-214786号公报)。

近年来，高速距离测量的必要性不断有所提高，该高速距离测量是指，以高速进行从反射率低的自然对象物到反射率高的递归反射部件的测量对象物的三维测量。

在以高速进行从装置主体到测量对象物的距离的测量时，采用以往的测量机进行的这种光学的光量调整在时间上是无法满足需要的，并且，需要光接收电路容许对从微弱光量的检测到大光量的检测。

然而，用于光接收电路上的放大器的每一级的动态范围通常为5～10倍左右。可是，在测定从自然对象体到递归反射部件的反射光时，需要1000倍以上的动态范围。因此，为了得到1000倍以上的动态范围，就必须将放大器做成多级的构造。

但是，又会有这样的问题，即，若在多级放大器的各级上添加用来测量光脉冲的接收时间的脉冲光接收时间测量电路的话，电路规模将会变大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种动态范围较宽的脉冲光接收时间测量装置及距离测量装置，其不会使电路规模大型化，并适合用于以高速进行从反射率低的自然对象到反射率高的递归反射部件的测量对象物的三维测量的距离测量装置。

本发明的脉冲光接收时间测量装置是，将脉冲光照射到测量对象物上，接收来自测量对象物的反射脉冲光，根据脉冲光的往返时间来测定距离，其特征在于，具有：收光元件，接收来自测量对象物的反射脉冲光；共振电路部，将来自上述收光元件的基于反射脉冲光的光脉冲信号转换成衰减信号；多级放大器群，对来自上述共振电路部的衰减信号进行放大；衰减信号处理电路，由振幅比较器和零交叉比较器构成，而该振幅比较器是对来自上述多级放大器群的各级的衰减信号进行处理；以及集成逻辑电路，将来自零交叉比较器的多根信号线汇集到一根信号线上，并向脉冲光接收时间测量电路输出，而该零交叉比较器是连接在上述多级放大器群的各级的放大器上；根据上述放大器群的各振幅比较器的比较结果，来选择上述零交叉比较器的动作。

在该脉冲光接收时间测量装置中，为了处理大光量的接收光脉冲，最好是，将衰减器介于上述共振电路部和上述多级放大器群之间，而该衰减器是以任意的衰减率对振幅进行衰减。

另外，上述脉冲光接收时间测量装置，最好是，将来自上述共振电路部的衰减信号输入给由梯形电阻器构成的衰减器，将通过上述梯形电阻器而任意地被分压了的多个衰减信号和未被分压的衰减信号输入给多级的放大器群，以扩大从微弱光量的检测到大光量的检测的检测范围。

本发明的脉冲光接收时间测定电路，也可以具有：收光元件，接收来自测量对象物的反射脉冲光和被引导到内部参考光路的脉冲光；共振电路部，将从该收光元件输出的基于各脉冲光的光脉冲信号转换成衰减信号；多级放大器群，对从该共振电路部输出的衰减信号进行放大；以及衰减信号处理电路，由振幅比较器和零交叉比较器构成，并且根据上述各振幅比较器的比较结果，来选择上述零交叉比较器的动作，而该振幅比较器对从上述多级放大器群的各级输出的衰减信号进行处理。

也可以将衰减器介于上述共振电路部和上述多级放大器群之间。

上述衰减器由梯形电阻器构成，将从上述共振电路部输出的衰减信号输入给上述衰减器，将通过上述梯形电阻器而被分压了的多个衰减信号和未被分压的衰减信号输入给上述多级放大器群。

本发明涉及的距离测量装置，其特征在于，具有：收光元件，接收来自测量对象物的反射脉冲光和被引导到内部参考光路的脉冲光；共振电路部，将从该收光元件输出的基于各脉冲光的脉冲信号转换成衰减信号；多级放大器群，对从该共振电路部输出的衰减信号进行放大；衰减信号处理电路，将从该多级放大器群的各级输出的衰减信号处理成用于求解下述时间差的信号，即该时间差是指，反射脉冲光和被引导到内部参考光路的脉冲光从脉冲光发射时间点到到达上述收光元件的时间之差；以及演算处理装置，输入由该衰减信号处理电路处理过的信号，并且根据得到的时间差，来求解从装置主体到测量对象物的距离。