(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に対応するパルス信号を生成するパルス信号生成回路であって、
前記入力信号を、前記入力信号の信号幅以内の値である第１の時間遅延させて第１の遅延信号を出力する第１の遅延手段と、
前記入力信号を、前記入力信号の信号幅の２倍以内の値であり前記第１の時間より長い第２の時間遅延させて第２の遅延信号を出力する第２の遅延手段と、
前記入力信号と前記第１の遅延信号と前記第２の遅延信号とに基づき、前記入力信号と前記第１の遅延信号との出力レベルの交点を検出して前記パルス信号の前側エッジを生成し、前記第１の遅延信号と前記第２の遅延信号の出力レベルの交点を検出して前記パルス信号の後側エッジを生成して前記パルス信号を生成する交点検出手段とを備えることを特徴とするパルス信号生成回路。
【請求項２】
請求項１記載のパルス信号生成回路において、
前記交点検出手段は、
前記入力信号が所定のレベル以上であることを検出したときに第１の信号をアクティブとして出力する第１のコンパレータ手段と、
前記第１の信号がアクティブとなったときにイネーブルとされ、イネーブルとされているときかつ前記入力信号のレベルが前記第１の遅延信号のレベルより低いとき第２の信号をアクティブとして出力する第２のコンパレータ手段と、
前記第２の信号がアクティブとなったときイネーブルとされ、イネーブルとされているときかつ前記第１の遅延信号のレベルが前記第２の遅延信号のレベルより高いときに第３の信号をアクティブとし、前記第１の遅延信号のレベルが前記第２の遅延信号のレベルより低いときに第３の信号を反転して出力する第３のコンパレータ手段とを備え、
前記第３のコンパレータ手段が出力する前記第３の信号を前記パルス信号とすることを特徴とするパルス信号生成回路。
【請求項３】
請求項１または２記載のパルス信号生成回路において、
前記第１の時間は前記入力信号の振幅の約半分の値におけるパルス幅に相当し、前記第２の時間は前記入力信号の振幅の約半分の値におけるパルス幅の約２倍に相当することを特徴とするパルス信号生成回路。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載のパルス信号生成回路において、
前記交点検出手段はＥＣＬ素子を使用し、
ＥＣＬ素子より出力された前記パルス信号を、ＥＣＬレベルからＴＴＬレベルに変換する変換手段をさらに備えることを特徴とするパルス信号生成回路。
【請求項５】
測距指令信号に基づき距離測定用光を目標物に向けて送光する送光手段と、
前記目標物で反射された前記距離測定用光を受光して受光信号を出力する受光手段と、
前記受光信号に基づき時間計測終了信号を生成する時間計測終了信号生成手段と、
前記測距指令信号に基づき時間計測を開始し、前記時間計測終了信号に基づき時間計測を終了し、前記送光から前記受光までの光走行時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段により計測された光走行時間を取得し、取得した光走行時間に基づいて前記目標物までの距離を演算する演算手段とを備える距離測定装置であって、
前記時間計測終了信号生成手段は、請求項１から４のいずれか１項記載のパルス信号生成回路を備え、
前記パルス信号生成回路の入力信号は前記受光信号に対応し、前記パルス信号生成回路のパルス信号は前記時間計測終了信号に対応することを特徴とする距離測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の距離測定装置を備えたことを特徴とする測量機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号に対応するパルス信号を生成するパルス信号生成回路、および、このパルス信号生成回路を使用し、光を用いて測定対象物までの距離を測定する距離測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な測量機に用いる距離測定装置は、１ｍ〜数ｋｍといった範囲の距離を精度５ｍｍ＋３ｐｐｍ×Ｄ（Ｄは測定する距離）という高精度で測定する必要がある。この精度を劣化させる要因として受信信号振幅の変動があげられる。この変動を吸収するための方法として、微分回路による信号検出がある。パルス状の受信信号を、定数を最適化した微分回路に通すと、パルスのピークのタイミングで符号が反転する出力信号が得られる。パルスの振幅が変化してもピーク位置のタイミングは変化しないので、微分回路の出力のゼロクロスを検出することにより、振幅変動による影響の少ないタイミング検出を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この微分回路による方式は微分回路の定数の最適化が難しく、また１台の装置について最適化したとしても、装置によってパルス幅の個体差があるため、同じ定数で全数の最適化を行うと、振幅変動によるタイミングずれの影響が大きくなるという問題点がある。
【０００４】
本発明は、生成するパルス信号のタイミングが入力信号の振幅の変動の影響を受けないパルス信号生成回路を提供し、また、精度の高い距離測定を可能とした距離測定装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、入力信号に対応するパルス信号を生成するパルス信号生成回路に適用され、入力信号を、入力信号の信号幅以内の値である第１の時間遅延させて第１の遅延信号を出力する第１の遅延手段と、入力信号を、入力信号の信号幅の２倍以内の値であり第１の時間より長い第２の時間遅延させて第２の遅延信号を出力する第２の遅延手段と、入力信号と第１の遅延信号と第２の遅延信号とに基づき、入力信号と第１の遅延信号との出力レベルの交点を検出してパルス信号の前側エッジを生成し、第１の遅延信号と第２の遅延信号の出力レベルの交点を検出してパルス信号の後側エッジを生成してパルス信号を生成する交点検出手段とを備えるものである。
請求項２の発明は、請求項１記載のパルス信号生成回路において、交点検出手段は、入力信号が所定のレベル以上であることを検出したときに第１の信号をアクティブとして出力する第１のコンパレータ手段と、第１の信号がアクティブとなったときにイネーブルとされ、イネーブルとされているときかつ入力信号のレベルが第１の遅延信号のレベルより低いとき第２の信号をアクティブとして出力する第２のコンパレータ手段と、第２の信号がアクティブとなったときイネーブルとされ、イネーブルとされているときかつ第１の遅延信号のレベルが第２の遅延信号のレベルより高いときに第３の信号をアクティブとし、第１の遅延信号のレベルが第２の遅延信号のレベルより低いときに第３の信号を反転して出力する第３のコンパレータ手段とを備え、第３のコンパレータ手段が出力する第３の信号をパルス信号とするものである。
請求項３の発明は、請求項１または２記載のパルス信号生成回路において、第１の時間は入力信号の振幅の約半分の値におけるパルス幅に相当し、第２の時間は入力信号の振幅の約半分の値におけるパルス幅の約２倍に相当するとするものである。
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載のパルス信号生成回路において、交点検出手段はＥＣＬ素子を使用し、ＥＣＬ素子より出力されたパルス信号を、ＥＣＬレベルからＴＴＬレベルに変換する変換手段をさらに備えるとするものである。
請求項５の発明は、測距指令信号に基づき距離測定用光を目標物に向けて送光する送光手段と、目標物で反射された距離測定用光を受光して受光信号を出力する受光手段と、受光信号に基づき時間計測終了信号を生成する時間計測終了信号生成手段と、測距指令信号に基づき時間計測を開始し、時間計測終了信号に基づき時間計測を終了し、送光から受光までの光走行時間を計測する時間計測手段と、時間計測手段により計測された光走行時間を取得し、取得した光走行時間に基づいて目標物までの距離を演算する演算手段とを備える距離測定装置に適用され、時間計測終了信号生成手段は、請求項１から４のいずれか１項記載のパルス信号生成回路を備え、パルス信号生成回路の入力信号は受光信号に対応し、パルス信号生成回路のパルス信号は時間計測終了信号に対応するものである。
請求項６の発明は、請求項５記載の距離測定装置を備えるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態である距離測定装置のブロック図である。本実施の形態の距離測定装置は、パルス光を用いて測定対象物（目標物）までの距離を測定するものである。この距離測定装置は、特に、測定対象物までの距離や測定対象物方向の角度などを測量する測量機に備えられる。
【０００７】
ＣＰＵなどで構成される演算制御部１は、オペレータ等からの測定指令信号に従い、時間計測部２に測距指令信号Ｓ１０１を与える。時間計測部２は、送光部３にパルス発光指令Ｓ１０２を与えると共に、時間計測を開始する。時間計測部２は、時間計測の開始から終了までの間基準クロックをカウントするカウンタと、基準クロック間の時間を補間計算する積分回路（不図示）を有する。積分回路は、基準クロック間において、経過時間に応じた電圧信号を出力する。これらのカウンタと積分回路などの組み合わせにより精密な時間が計測される。
【０００８】
送光部３は、例えば半導体レーザ駆動回路３１、半導体レーザ３２、及び発光されたパルス光１０３を送光する送光光学系３３を有する。送光光学系３３中には、パルス光１０３を外部光路である測距光路１１０と内部光路である基準光路１１１とに分割する光路分割部３４が設けられている。光路分割部３４は、例えばパルス光１０３の入射光路に４５°に配置された半透過鏡で構成された光路分割部３４が設けられている。従ってパルス光１０３は、測距光路１１０に射出されるパルス光１０４と基準光路１１１に射出されるパルス光１０５に分割される。
【０００９】
また、送光光学系３３中には光路切り替え部３６が備えられ、演算制御部１からの切り替え信号（不図示）により、測距光路１１０または基準光路１１１のどちらか一方を遮光する。基準光路１１１が遮光され、測距光路１１０よりパルス光が投光された場合には、測定対象物で反射され測距光路１１０を戻った反射パルス光１０６が、受光部４内にある受光光学系４１ａに入射される。受光光学系４１ａに入射したパルス光１０６は、光量調整フィルタ４４、受光光学系４１ｂを経由してＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等の受光素子４２に集光され、光電変換される。
【００１０】
一方、測距光路１１０が遮光された場合には、基準パルス光１０５が基準光路１１１に送光され、減光フィルタ３５で光量を所定のレベルに減衰され、光量調整フィルタ４４を介して受光部４内の受光光学系４１ｂに至る。受光光学系４１ｂは、入射光軸に対して４５°に配置された半透過鏡４３を備え、基準パルス光１０５も反射パルス光１０６と同じ光軸に導かれ、受光素子４２に集光され、光電変換される。
【００１１】
ＡＰＤ４２の出力である受信パルス信号Ｓ１０４は、信号増幅部５により増幅され、増幅された受信パルス信号Ｓ１０５が受信タイミング検出部６に供給される。受信タイミング検出部６は、コンパレータ部６１とレベル変換部６２とで構成され、入力の受信パルス信号Ｓ１０５に対して、振幅が変動した場合にも時間的に安定な受信タイミング信号Ｓ１０６を時間計測部２に出力する。受信タイミング検出部６の詳細な動作については後述する。
【００１２】
時間計測部２は、パルス発光指令Ｓ１０２から受信タイミング信号Ｓ１０６までの時間（パルス光走行時間）を計測し、時間データＳ１１２を演算制御部１に送る。演算制御部１は、時間データＳ１１２と光速をもとに被測定物までの距離を算出する。
【００１３】
図２は、図１の装置による測距方法を説明する図である。図２の（１）と（２）は、基準光路１１１を選択した場合のパルス発光指令Ｓ１０２と受信タイミング信号Ｓ１０６との関係を示す。また、（３）と（４）は、測距光路１１０を選択した場合のパルス発光指令Ｓ１０２と受信タイミング信号Ｓ１０６との関係を示す。
【００１４】
図１に戻り、実際の測距シーケンスについて説明する。演算制御部１は、距離測定の前に測距光路１１０からの受信信号レベルの確認を行う（光量平衡処理）。まず、演算制御部１は、ゲインコントロール信号Ｓ１０８より増幅部５のゲインを最小にし、駆動信号Ｓ１０９により駆動部４５を介して光量調整フィルタ４４を基準光路１１１、測距光路１１０で共に透過率最大となるように設定する。光量調整フィルタ４４は、１枚のフィルタに対して基準光路１１１の光が通る部分と測距光路１１０の光が通る部分と別々になっており、基準光路１１１の光を減衰させる場合には測距光路１１０の光は開放のまま変化せず、測距光路１１０の光を減衰させる場合には基準光路１１１の光は開放のまま変化しないように構成されている。
【００１５】
次に、光路切り替え部３６を基準光路１１１側開放とし、演算制御部１は増幅部５の出力Ｓ１０５をレベル検出部７でピークホールドした受信レベル信号Ｓ１０７を読み込む。このとき基準光路１１１の受信レベルＳ１０７は、所定のレベルになるようにあらかじめ減光フィルタ３５で調整されている。次に、光路切り替え部３６を測距光路１１０側開放とし、被測定物からの受信信号レベルを同様にＳ１０７を読み込むことにより測定する。
【００１６】
被測定物からの受信信号レベルの方が基準光路１１１の信号レベルより大きい場合には、駆動信号Ｓ１０９、駆動部４５を介して光量調整フィルタ４４の測距光路１１０の光量を減衰させて、２つの光路の信号レベルが等しくなるように調整する。また、被測定物からの受信信号レベルの方が基準光路１１１の信号レベルより小さい場合には、ゲインコントロール信号Ｓ１０８を介して増幅部５のゲインを上げ、被測定物からの受信信号レベルを基準光路１１１の信号レベルに等しくする。この場合、増幅部５のゲインを上げたことで基準光路１１１の信号レベルが上がっているので、駆動信号Ｓ１０９、駆動部４５を介して光量調整フィルタ４４の基準光路１１１の光量を減衰させて、２つの光路の信号レベルが等しくなるように調整する。演算制御部１は、２つの光路の信号レベルが等しくなった後に測距動作に入る。
【００１７】
光路切り替え部３６で基準光路１１１側を開放とし、パルス光１０３を基準光路１１１に送光する。減光フィルタ３５で所定の光量に減衰された基準パルス光１０５が、受光部４、増幅部５、受信タイミング検出部６を経て時間計測部２へ受信タイミング信号Ｓ１０６として送られる。前述のように時間計測部２は、パルス発光指令Ｓ１０２から受信タイミング信号Ｓ１０６までの時間Ｓ１１２を計測し、演算制御部１は、その計測時間Ｓ１１２と光速をもとに基準光路１１１での測定距離Ｌrefを求める。
【００１８】
次に、光路切り替え部３６で測距光路１１０側を開放とし、パルス光１０３を測距光路１１０に送光する。被測定物で反射した反射パルス光１０６は、測距光路１１０を戻り、受光部４で検出され、基準光路の場合と同様に受信タイミング信号Ｓ１０６が時間計測部２に送られ、演算制御部１内で測距光路での測定距離Ｌsが求められる。演算制御部１は、測距光路での測定距離Ｌsから基準光路での測定距離Ｌrefを引くことにより、電気系回路の温度等による変動による誤差要因をキャンセルし、正確な被測定物までの距離Ｌを算出する。
【００１９】
図３は、図１に示した本実施の形態の距離測定装置における測距光路１１０、基準光路１１１、及び、送光部３、受光部４の構成の詳細を示す図である。半導体レーザ３２で発光されたパルス光は、コリメータレンズ３０１で平行光束となり、半透過プリズム３０２（光路分割部３４に相当）に入射する。半透過プリズム３０２は、例えば透過Ｔ：反射Ｒの比がＴ：Ｒ＝１：９９の特性を有し基準光路１１１側へ送光される基準パルス光は大きく減衰される。
【００２０】
光路切り替え部３６により基準光路１１１が選択されているときには、基準パルス光はミラー３１３で反射し、減光フィルタ３５、光量調整フィルタ４４を通り、半透過プリズム３１１（半透過鏡４３に相当）に入射する。基準パルス光は、半透過プリズム３１１で反射した後、リレーレンズ３１２を介してＡＰＤ４２で受光される。
【００２１】
一方、光路切り替え部３６により測距光路１１０が選択されているときには、半透過プリズム３０２で反射されて測距光路１１０側に送光されたパルス光は、コリメータレンズ３０４からミラー３０５、対物レンズ３０６を介して測定対象物に向けて測距パルス光１０４として送光される。測定対象物で反射して戻ってきた反射パルス光１０６は、対物レンズ３０６で受光され、ダイクロイックミラー３０７を介して光ファイバ３０９に入射する。
【００２２】
上記のダイクロイックミラー３０７は、赤外光を反射し、可視光を透過する特性を有する。光ファイバ３０９に入射した反射パルス光１０６は、光ファイバ３０９の他端部に配置されたコリメータレンズ３１０で平行光とされた後、光量調整フィルタ４４により基準光路を通る基準パルス光と等しい光量に減衰されて、ミラー３１７で反射され、半透過プリズム３１１、コリメータレンズ３１２を介してＡＰＤ４２で受光される。
【００２３】
ここで、光量調整フィルタ４４は、基準パルス光及び測距パルス光の通過位置において、その透過率が円周方向でそれぞれ所定の勾配で徐々に変化する円盤状フィルタであり、その中心を駆動部（駆動モータ）４５で回転駆動される。また、フィルタ上における基準パルス光の通過位置と測距パルス光の通過位置は、それぞれ別の半径の円周上にあり、基準光路の濃度勾配が徐々に変化する位置では測距光路の透過率は最大で一定となり、逆に測距光路の濃度勾配が徐々に変化する位置では基準光路の透過率は最大で一定となる。
【００２４】
図３には、さらに測定対象物の方向に送光、受光光学系の光軸を一致させる為の視準光学系が示されている。すなわち、オペレータ３２１に対して、接眼レンズ３２０、レチクル３１９、正立プリズム３１８、合焦レンズ３０８及び対物レンズ３０６により視準光学系が構成される。ダイクロイックミラー３０７は、可視光を透過する特性を有する。本実施の形態においては、視準光学系及び送光光学系、受光光学系は全て同一の光軸上に構成される。
【００２５】
次に、図４のブロック図及び図５のタイミングチャートに従って本実施の形態による受信タイミング検出部６の詳細について説明する。図４は、受信タイミング検出部６のブロック図である。図５は、図４のブロック図におけるタイミングチャートである。図４における前段のコンパレータ部６１は、２つのディレイ（遅延素子）４０１、４０２および３つのコンパレータ４０３、４０４、４０５で構成される。ディレイ４０１、４０２は、コイルやコンデンサなどから構成されるパッシブディレイラインを使用する。なお、アクティブディレイラインなどのその他のディレイ素子を使用するようにしてもよい。
【００２６】
高精度化のためには、入力のパルス信号のパルス幅は狭い程望ましく、１０ｎｓ以下のパルス幅になると、コンパレータはＥＣＬタイプを使用することが望ましい。本構成例は、ＥＣＬタイプのコンパレータを使用することを前提としており、そのため出力信号をＴＴＬレベルに変換するためのレベル変換部６２が接続されている。
【００２７】
次にコンパレータ部６１の動作を説明する。受信パルス信号Ｓ１０５がコンパレータ４０３に入力されると、この信号レベルが所定のスレッショルドを越えた時点でコンパレータ４０４に出力Ｓ４０３を出し、コンパレータ４０４はこの信号によりラッチモードからコンパレートモードへと変化し、同時に出力Ｓ４０４がレベルＨからレベルＬへと変化する。ラッチモードとは出力状態を保持するモードであり、コンパレートモードとはコンパレート動作を行うモードである。言い換えれば、出力Ｓ４０３がアクティブ（レベルＨ）となったとき、コンパレータ４０４はイネーブルとなりコンパレート動作を行う。
【００２８】
コンパレータ４０４の２つの入力のうちのＳ４０１は、Ｓ１０５をおよそパルスの半値幅（振幅の約半分の値におけるパルス幅）だけディレイ４０１で遅らせた信号であり、２つの信号はクロスポイントのタイミングで大小関係が逆転し、出力Ｓ４０４はこのタイミングでレベルＬからレベルＨへと変化する。
【００２９】
コンパレータ４０５は、出力Ｓ４０４の立ち上がりエッジによりラッチモードからコンパレートモードになり、同時に出力Ｓ４０５が、レベルＬからレベルＨへと変化する。コンパレータ４０５の入力のうちのＳ４０２は、Ｓ１０５をディレイ４０１の遅延時間のおよそ２倍の遅延時間に設定されたディレイ４０２で遅らせた信号であり、２つの入力Ｓ４０１とＳ４０２は、クロスポイントのタイミングで大小関係が逆転し、出力Ｓ４０５はこのタイミングでレベルＨからレベルＬへと変化する。
【００３０】
なお、受信パルス信号Ｓ１０５が所定のスレッショルドより小さくなった時点で、出力Ｓ４０３はレベルＨからレベルＬへ変化する。ただし、この所定のスレッショルドは、クロスポイントの変動するレベルよりも十分小さな値を設定しておけばよい。
【００３１】
以上により、図５に示すように、コンパレータ４０５の出力Ｓ４０５は、元のパルス信号Ｓ１０５に対して遅延時間の異なる２つのディレイで遅らせたパルス信号により発生する２つのクロスポイントにより論理が反転する信号となる。すなわち、元のパルス信号Ｓ１０５と出力Ｓ４０１のレベルが交差する点（交点）で出力Ｓ４０５のアクティブパルス信号の前側エッジが生成され、出力Ｓ４０１と出力Ｓ４０２のレベルが交差する点（交点）で出力Ｓ４０５のアクティブパルス信号の後側エッジが生成される。この出力Ｓ４０５のアクティブパルス信号が受信タイミング信号Ｓ１０６となる。
【００３２】
ここで、本実施の形態において、クロスポイントにより受信タイミング信号Ｓ１０６を生成している理由について説明する。図６は、受信パルス信号をあるスレッショルドレベルで検出したときの受信タイミングの変化を示す図である。受信パルス信号の振幅が、温度やその他の環境変化により、実線の振幅レベルから上下の破線のレベルに変化したとき、受信タイミング信号は図６に示すようにδｔだけ前後に変動することがわかる。この信号をそのまま受信タイミング信号として使用したのでは、受信タイミングに変動が生じ、精度の高い測定が達成できない。そこで、本実施の形態では、この変動を吸収するための方法として、クロスポイントによりパルス信号を生成する。
【００３３】
例えば、コンパレータ４０４を例に考えて見る。図７は、コンパレータ４０４に入力する受信パルス信号Ｓ１０５と受信パルスＳ１０５をディレイ４０１で遅らせた信号Ｓ４０１の信号波形を示す図である。図６に示す通り、受信パルス信号Ｓ１０５と信号Ｓ４０１の振幅が変動しても、クロスポイントのタイミングは変動しないことが分かる。これにより、環境変化に影響を受けないタイミングを取得することができる。
【００３４】
１つのクロスポイントにより、受信タイミングの後部エッジが生成できれば、その後部エッジを時間計測の基準にしていれば精度の高い測定が可能である。しかし、本実施の形態では、上述した通り、コンパレータにはＥＣＬタイプを使用し、その出力信号をＴＴＬレベル（あるいはＣＭＯＳレベル）に変換するためのレベル変換部６２を使用している。図８は、ＥＣＬレベルをＴＴＬレベルに変換する回路例である。このレベル変換回路では、入力されたパルスはトランジスタのベース容量の影響を受け、入力パルス幅が変化すると、後ろ側エッジの遅延時間が変化する。
【００３５】
例えば、図４のコンパレータ４０４の出力Ｓ４０４を、そのままレベル変換回路６２を経由して受信タイミング信号Ｓ１０６として利用する場合を想定すればよい。このような場合、出力Ｓ４０４の後部エッジはクロスポイントにより生成されているので、変動の受けないタイミングで生成されるが、前部エッジはパルス信号Ｓ１０５の振幅の影響を受けて変動する。すなわち、出力Ｓ４０４は、後部エッジのタイミングは変動を受けないがパルス幅は変動する。このような変動するパルス幅をレベル変換部６２に入力すると、振幅変動に対してクロスポイントは変化しなくても、最終的なＴＴＬ出力信号の後部エッジのタイミングは変化してしまうことになる。
【００３６】
そこで、本実施の形態では前述したように、パルス幅においても変動を受けないように、受信タイミング信号の前部エッジおよび後部エッジの両方おいて、クロスポイントによりタイミングを生成するようにしている。これにより、図８のようなレベル変換回路を使用するような場合であっても、タイミング的に安定な受信タイミング信号Ｓ１０６を出力することができる。
【００３７】
以上により、受信信号の振幅が変動しても、タイミング的に安定した受信タイミング信号Ｓ１０６を生成することができ、ひいては、精度の高い距離測定が可能となる。また、微分回路を使用する場合に比べて、回路定数のばらつきの影響を受けにくく、構成部品の選定が容易となり、製造工程も容易となる。その結果、部品コストや製造コストも安くなる。
【００３８】
上記の実施の形態では、測量機における距離測定装置の例を説明したが、この内容に限定する必要はない。入力信号に対応するパルス信号を生成する場合に、入力信号の振幅の変動の影響を受けないタイミングでパルス信号を生成する必要があるあらゆる用途に適用することができる。また、距離測定装置においては、測量機に搭載されるものに限定する必要はない。例えば、車両の車間距離を測定するような装置にも使用することができる。すなわち、目標物までの距離を測定する必要があるあらゆる用途に適用することができる。
【００３９】
上記の実施の形態では、信号Ｓ１０５をおよそパルスの半値幅（振幅の約半分の値におけるパルス幅）だけディレイ４０１で遅らせ、さらに信号Ｓ１０５をパルスの半値幅の２倍だけディレイ４０２で遅らせる例を説明したが、この内容に限定する必要はない。信号Ｓ１０５のパルス幅以内の値でクロスポイントが検出できる範囲で可変してもよい。
【００４０】
上記の実施の形態では、信号Ｓ１０５をディレイ４０１およびディレイ４０２に入力し、ディレイ４０２はディレイ４０１に対し約２倍のディレイ値が設定されている例を説明したが、この内容に限定する必要はない。ディレイ４０１とディレイ４０２は同じディレイ値をもつものを使用し、ディレイ４０１の出力をディレイ４０２に入力するようにしてもよい。
【００４１】
上記の実施の形態では、コンパレータ４０３〜４０５にＥＣＬ素子を使用する例を説明したが、この内容に限定する必要はない。ＴＴＬやＣＭＯＳなどの他のテクノロジーの素子であってもよい。レベル変換回路を使用しない場合でも本発明は適用することができる。
【００４２】
上記の実施の形態では、パルスレーザ光の例を説明したが、この内容に限定する必要はない。目標物に対しねらいを定めて照射することが可能であり、その光が目標物から反射するときに受光素子で受光できるような光であればどのようなものでもよい。
【００４３】
上記の実施の形態では、信号がＧＮＤに対してハイレベルの場合をアクティブである、いわゆる正論理で説明をしたが、この内容に限定する必要はない。信号が一定のレベルに対してＧＮＤレベルをアクティブとする、いわゆる負論理で回路等を構成する場合にも適用できる。すなわち、本明細書では、説明の便宜上正論理を使用して発明を表しているが、本発明は正論理および負論理の両方で構成されるものを含むものである。
【００４４】
上記の実施の形態では、２入力のレベルを比較するのにコンパレータを使用する例で説明をしたが、この内容に限定する必要はない。すなわち、２入力のレベルを比較し、その比較結果に応じた信号を出力することが可能な回路、素子等であればどのようなものでもよい。本明細書では、これらをコンパレータ手段と言う。
【００４５】
本明細書で、送光とは、光を送り出すこと、照射すること、出射することなどを意味する。
【００４６】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成しているので、例えば、入力信号の振幅が変動しても、入力信号に対応するパルス信号を安定したタイミングで生成することが可能となる。また、このようなパルス信号生成回路を距離測定装置に使用すると、低コストで精度の高い距離測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である距離測定装置のブロック図である。
【図２】図１の装置による測距方法を説明する図である。
【図３】測距光路、基準光路、送光部、受光部の構成の詳細を示す図である。
【図４】受信タイミング検出部のブロック図である。
【図５】図４のブロック図におけるタイミングチャートである。
【図６】受信パルス信号をあるスレッショルドレベルで検出したときの受信タイミングの変化を示す図である。
【図７】受信パルス信号Ｓ１０５とディレイで遅らせた信号Ｓ４０１の信号波形を示す図である。
【図８】ＥＣＬレベルをＴＴＬレベルに変換する回路例である。
【符号の説明】
１  演算制御部
２  時間計測部
３  送光部
４  受光部
５  信号増幅部
６  受信タイミング検出部
６１  コンパレータ部
６２  レベル変換部
４０１、４０２  ディレイ
４０３〜４０５  コンパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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