JPH0550710B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0550710B2 JPH0550710B2 JP59266278A JP26627884A JPH0550710B2 JP H0550710 B2 JPH0550710 B2 JP H0550710B2 JP 59266278 A JP59266278 A JP 59266278A JP 26627884 A JP26627884 A JP 26627884A JP H0550710 B2 JPH0550710 B2 JP H0550710B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical fiber
- optical
- light emitting
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 114
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 77
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
この発明は、例えばレーザ、LEDの光等を用
いて測距を行う光学的距離測定装置に関する。
いて測距を行う光学的距離測定装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
近年、レーザー光等の光を利用した測距におい
て、光の変調信号を基準にした所謂変調波テレメ
トリ法による距離測定装置が提案されている。
て、光の変調信号を基準にした所謂変調波テレメ
トリ法による距離測定装置が提案されている。
この変調波テレメトリ法による距離測定装置の
基本原理は、送受信光の変調信号の位相差を測定
し、変調波の波長を基準として距離を求めるもの
である。
基本原理は、送受信光の変調信号の位相差を測定
し、変調波の波長を基準として距離を求めるもの
である。
この方法による距離測定装置の基本的構成は、
第３図に示すように、変調信号源２１、光源１２
５、受光部１２９、位相差検出部３３、及び表示
部３７を有する光波距離計１０１とコーナキユー
ブ５よりなる。この構成による装置の基本的作用
は、一方で、変調信号源２１より発せられる変調
信号１２１によつて光源１２５から変調光をコー
ナキユーブ５に投光し、反射された光を受光部１
２９で光電変換して電気信号１３１として位相差
検出部３３に入力し、同時に他方で、変調信号１
２１を位相差検出部３３に入力し、これを基準と
してこの２つの入力信号の位相差を検出すること
により、距離を測定するというものである。
第３図に示すように、変調信号源２１、光源１２
５、受光部１２９、位相差検出部３３、及び表示
部３７を有する光波距離計１０１とコーナキユー
ブ５よりなる。この構成による装置の基本的作用
は、一方で、変調信号源２１より発せられる変調
信号１２１によつて光源１２５から変調光をコー
ナキユーブ５に投光し、反射された光を受光部１
２９で光電変換して電気信号１３１として位相差
検出部３３に入力し、同時に他方で、変調信号１
２１を位相差検出部３３に入力し、これを基準と
してこの２つの入力信号の位相差を検出すること
により、距離を測定するというものである。
ここで第３図の構成では、光源１２５から発せ
られる光をチヨツパービームスプリツタ１２３に
より、測定光路１５９と内部参照光路１６５とに
分岐して、受光部１２９で受光する構成となつて
いる。これは、光源１２５として一般に使用され
ている半導体レーザや受光部１２９の受光素子、
増幅器等は、遅れ要素を有しており、測定光路１
５９にこの遅れ部分が含まれるので、前記位相差
にこの遅れ時間が含まれて測距精度が悪くなるこ
とが考えられる。そこで、チヨツパービームスプ
リツタ１２３により、時間分割的に測定光路１５
９と内部参照光路１６５とに分岐して、受光部１
２９の出力である両者の位相差に前記遅れ要素の
遅れ時間を含ませないようにして補償を行つてい
るのである。
られる光をチヨツパービームスプリツタ１２３に
より、測定光路１５９と内部参照光路１６５とに
分岐して、受光部１２９で受光する構成となつて
いる。これは、光源１２５として一般に使用され
ている半導体レーザや受光部１２９の受光素子、
増幅器等は、遅れ要素を有しており、測定光路１
５９にこの遅れ部分が含まれるので、前記位相差
にこの遅れ時間が含まれて測距精度が悪くなるこ
とが考えられる。そこで、チヨツパービームスプ
リツタ１２３により、時間分割的に測定光路１５
９と内部参照光路１６５とに分岐して、受光部１
２９の出力である両者の位相差に前記遅れ要素の
遅れ時間を含ませないようにして補償を行つてい
るのである。
ところで、測定環境等の理由から装置を測定場
所に設置できない場合には、遠隔測定を行うこと
となるが、このような場合、距離測定装置は、例
えば第４図に示すように、光波距離計１０１より
投光受光光学系１０３を分離して、投光用光フア
イバ１０７及び受光用光フアイバ１１１によつて
接続するような構成が考えられる。
所に設置できない場合には、遠隔測定を行うこと
となるが、このような場合、距離測定装置は、例
えば第４図に示すように、光波距離計１０１より
投光受光光学系１０３を分離して、投光用光フア
イバ１０７及び受光用光フアイバ１１１によつて
接続するような構成が考えられる。
しかしながら、この光フアイバの光路長は一定
ではなく、光フアイバを包むシリコン樹脂やナイ
ロン被覆等の温度変化が原因で、例えば光路長が
百メートル程度の光フアイバの場合、数十度の温
度変化により、数十ミリメートルの光路長変化が
生じる。このため、前記チヨツパビームスプリツ
タ１２３によつてこの光路長変化を補償する場合
には、投光受光光学系１０３にチヨツパビームス
プリツタ１２３を置いて、測定光路と内部参照光
路とが投光用光フアイバ１０７と受光用光フアイ
バ１１１を介する光路となるようにして、両者の
位相差を検出することにより距離を求め、光フア
イバの光路長変化を補償することとなる。
ではなく、光フアイバを包むシリコン樹脂やナイ
ロン被覆等の温度変化が原因で、例えば光路長が
百メートル程度の光フアイバの場合、数十度の温
度変化により、数十ミリメートルの光路長変化が
生じる。このため、前記チヨツパビームスプリツ
タ１２３によつてこの光路長変化を補償する場合
には、投光受光光学系１０３にチヨツパビームス
プリツタ１２３を置いて、測定光路と内部参照光
路とが投光用光フアイバ１０７と受光用光フアイ
バ１１１を介する光路となるようにして、両者の
位相差を検出することにより距離を求め、光フア
イバの光路長変化を補償することとなる。
ところが、このチヨツパービームスプリツタ１
２３は機械的機構で且つ電源等の電気的エネルギ
ーを有しているため、装置としては比較的規模の
大きいものとなり、被測定場所の物理的制約等に
よりチヨツパービームスプリツタ１２３を設置で
きない場合が生じる。また、特に被測定場所の環
境が電気的エネルギーを好まない場合、例えば爆
発性のガス雰囲気中等の場合には、投光受光光学
系１０３にチヨツパービームスプリツタ１２３を
設置できない。このため、光フアイバの光路長変
化を補償することができず、結果として、高精度
な測定ができないという問題があつた。
２３は機械的機構で且つ電源等の電気的エネルギ
ーを有しているため、装置としては比較的規模の
大きいものとなり、被測定場所の物理的制約等に
よりチヨツパービームスプリツタ１２３を設置で
きない場合が生じる。また、特に被測定場所の環
境が電気的エネルギーを好まない場合、例えば爆
発性のガス雰囲気中等の場合には、投光受光光学
系１０３にチヨツパービームスプリツタ１２３を
設置できない。このため、光フアイバの光路長変
化を補償することができず、結果として、高精度
な測定ができないという問題があつた。
［発明の目的］
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、装置の遅れ要素の遅れ時間や光フアイ
バの光路長変化を適確に補償して高精度の距離測
定を被測距場所の環境に関係なく行うことを可能
にした光学的距離測定装置を提供することにあ
る。
の目的は、装置の遅れ要素の遅れ時間や光フアイ
バの光路長変化を適確に補償して高精度の距離測
定を被測距場所の環境に関係なく行うことを可能
にした光学的距離測定装置を提供することにあ
る。
［発明の概要］
この発明は、上記目的を達成するために、第１
の発光部、第２の発光部、第１の受光部及び第２
の受光部を備え、第１の発光部は第１の光フアイ
バと、第２の発光部は第２の光フアイバと、第１
の受光部は第３の光フアイバと、第２の受光部は
第４の光フアイバとそれぞれ接続され、各光フア
イバは投光受光光学系に接続されており、この投
光受光光学系は、前記各発光部から前記第１ない
し第２の光フアイバを介して出力された光を被測
定対象に投光し、その反射光を前記第３ないし第
４の光フアイバを介して前記各受光部に入力させ
る測定経路と、前記各発光部から前記第１ないし
第２の光フアイバを介して出力された光を被測定
対象に投光せずに前記第３ないし第４の光フアイ
バを介して前記各受光部に入力させる内部参照光
路とに分岐する分岐手段を備え、 前記第１の発光部から出力された第１の光が、
前記第１の光フアイバ及び前記投光受光光学系の
分岐手段により分岐され測定経路と内部参照光路
を介してそれぞれ前記第１及び第２の受光部によ
り受光され、この受光によつて両受光部からそれ
ぞれ出力される光信号から両光信号の位相差を演
算により求める第１の位相差演算手段と、 前記第２の発光部から出力された第２の光が、
前記第２の光フアイバ及び前記投光受光光学系の
分岐手段により分岐され測定経路と内部参照光路
を介してそれぞれ前記第２及び第１の受光部によ
り受光され、この受光によつて両受光部からそれ
ぞれ出力される光信号から両光信号の位相差を演
算により求める第２の位相差演算手段と、 前記第１の位相差演算手段の演算結果と前記第
２の位相差演算手段との差分を演算して該差分に
基づいて前記被測定対象までの距離を演算により
求める距離演算手段とを具備することを要旨とす
る。
の発光部、第２の発光部、第１の受光部及び第２
の受光部を備え、第１の発光部は第１の光フアイ
バと、第２の発光部は第２の光フアイバと、第１
の受光部は第３の光フアイバと、第２の受光部は
第４の光フアイバとそれぞれ接続され、各光フア
イバは投光受光光学系に接続されており、この投
光受光光学系は、前記各発光部から前記第１ない
し第２の光フアイバを介して出力された光を被測
定対象に投光し、その反射光を前記第３ないし第
４の光フアイバを介して前記各受光部に入力させ
る測定経路と、前記各発光部から前記第１ないし
第２の光フアイバを介して出力された光を被測定
対象に投光せずに前記第３ないし第４の光フアイ
バを介して前記各受光部に入力させる内部参照光
路とに分岐する分岐手段を備え、 前記第１の発光部から出力された第１の光が、
前記第１の光フアイバ及び前記投光受光光学系の
分岐手段により分岐され測定経路と内部参照光路
を介してそれぞれ前記第１及び第２の受光部によ
り受光され、この受光によつて両受光部からそれ
ぞれ出力される光信号から両光信号の位相差を演
算により求める第１の位相差演算手段と、 前記第２の発光部から出力された第２の光が、
前記第２の光フアイバ及び前記投光受光光学系の
分岐手段により分岐され測定経路と内部参照光路
を介してそれぞれ前記第２及び第１の受光部によ
り受光され、この受光によつて両受光部からそれ
ぞれ出力される光信号から両光信号の位相差を演
算により求める第２の位相差演算手段と、 前記第１の位相差演算手段の演算結果と前記第
２の位相差演算手段との差分を演算して該差分に
基づいて前記被測定対象までの距離を演算により
求める距離演算手段とを具備することを要旨とす
る。
［発明の実施例］
以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例に係る光学的距離
測定装置の構成図である。同図における構成は遠
隔距離を想定している。なお、第１図において
は、例えば、第１光フアイバを光フアイバ(1)、第
２光フアイバを光フアイバ(2)のように記載してい
る。発光部及びカプラについても同様である。
測定装置の構成図である。同図における構成は遠
隔距離を想定している。なお、第１図において
は、例えば、第１光フアイバを光フアイバ(1)、第
２光フアイバを光フアイバ(2)のように記載してい
る。発光部及びカプラについても同様である。
この実施例の光学的距離測定装置は、光波距離
計１と、この光波距離計１に対し遠隔に設置され
る投光受光光学系３と、光波距離計１と投光受光
光学系３とを光学的に接続する第１光フアイバ
７、第２光フアイバ９、第３光フアイバ１１及び
第４光フアイバ１３とを備え、また、被測定系に
は、投光受光光学系３のレンズ７０を介して投光
された光を反射して返すコーナキユーブ５を被測
定対象に設ける構成となつている。
計１と、この光波距離計１に対し遠隔に設置され
る投光受光光学系３と、光波距離計１と投光受光
光学系３とを光学的に接続する第１光フアイバ
７、第２光フアイバ９、第３光フアイバ１１及び
第４光フアイバ１３とを備え、また、被測定系に
は、投光受光光学系３のレンズ７０を介して投光
された光を反射して返すコーナキユーブ５を被測
定対象に設ける構成となつている。
光波距離計１は、発光系として、変調信号を生
成する変調信号源２１と、スイツチ２３と、前記
変調光信号をスイツチ２３を介し入力して変調光
（特許請求の範囲に記載された第１の光）を第１
光フアイバ７に出力する第１発光部２５と、前記
変調信号をスイツチ２３を介し入力して変調光
（特許請求の範囲に記載された第２の光）を第２
光フアイバ９に出力する第２発光部２７とを有す
る。
成する変調信号源２１と、スイツチ２３と、前記
変調光信号をスイツチ２３を介し入力して変調光
（特許請求の範囲に記載された第１の光）を第１
光フアイバ７に出力する第１発光部２５と、前記
変調信号をスイツチ２３を介し入力して変調光
（特許請求の範囲に記載された第２の光）を第２
光フアイバ９に出力する第２発光部２７とを有す
る。
また、光波距離計１は、受光系として、第３光
フアイバ１１にて伝送された変調光を入力して、
電気信号に変換して出力する第１受光部２９と、
第４光フアイバ１３にて伝送された変調光を入力
して、電気信号に変換して出力する第２受光部３
１とを有する。
フアイバ１１にて伝送された変調光を入力して、
電気信号に変換して出力する第１受光部２９と、
第４光フアイバ１３にて伝送された変調光を入力
して、電気信号に変換して出力する第２受光部３
１とを有する。
更に、光波距離計１は、処理系として、前記２
つの受光部２９，３１からの電気信号の位相差を
前記変調信号源２１の変調信号を基準として検出
する位相差検出部３３と、この検出結果を一時記
憶するとともにその検出結果から所定の演算処理
を行う記憶演算処理部３５と、記憶演算処理部３
５の演算処理結果として表示する表示部３７とを
有する。
つの受光部２９，３１からの電気信号の位相差を
前記変調信号源２１の変調信号を基準として検出
する位相差検出部３３と、この検出結果を一時記
憶するとともにその検出結果から所定の演算処理
を行う記憶演算処理部３５と、記憶演算処理部３
５の演算処理結果として表示する表示部３７とを
有する。
投光受光光学系３は、光伝送系統における方向
性結合器としての４個のカプラ（第１カプラ４
１、第２カプラ４３、第３カプラ４５及び第４カ
プラ４７）と、光を反射させる１個のミラー４９
と、光を伝送する10本の光フアイバ（第５光フア
イバ５１、第６光フアイバ５３、第７光フアイバ
５５、第８光フアイバ５７、第９光フアイバ５
９、第10光フアイバ６１、第11光フアイバ６３、
第12光フアイバ６５、第13光フアイバ６７及び第
14光フアイバ６９）により構成され、何ら電気的
なものは有していないので、その被測定場所の環
境に関係なく設置できる。
性結合器としての４個のカプラ（第１カプラ４
１、第２カプラ４３、第３カプラ４５及び第４カ
プラ４７）と、光を反射させる１個のミラー４９
と、光を伝送する10本の光フアイバ（第５光フア
イバ５１、第６光フアイバ５３、第７光フアイバ
５５、第８光フアイバ５７、第９光フアイバ５
９、第10光フアイバ６１、第11光フアイバ６３、
第12光フアイバ６５、第13光フアイバ６７及び第
14光フアイバ６９）により構成され、何ら電気的
なものは有していないので、その被測定場所の環
境に関係なく設置できる。
ここで、前記４個のカプラ４１〜４７の機能を
説明する。
説明する。
第１カプラ４１は、２×２の方向性結合器であ
り、第１光フアイバ７及び第５光フアイバ５１を
介して入力した第１の発光部２５からの光を第11
光フアイバ６３を介してミラー４９に出力すると
ともに第12光フアイバ６５を介して第４カプラ４
７に出力する一方、第11光フアイバ６３を介して
入力したミラー４９からの光を第９光フアイバ５
９を介して第４カプラ４７に出力する。
り、第１光フアイバ７及び第５光フアイバ５１を
介して入力した第１の発光部２５からの光を第11
光フアイバ６３を介してミラー４９に出力すると
ともに第12光フアイバ６５を介して第４カプラ４
７に出力する一方、第11光フアイバ６３を介して
入力したミラー４９からの光を第９光フアイバ５
９を介して第４カプラ４７に出力する。
第２カプラ４３も２×２の方向性結合器であ
り、第２光フアイバ９及び第６光フアイバ５３を
介して入力した第２発光部２７からの光を第13光
フアイバ６７を介してミラー４９に出力するとと
もに第14光フアイバ６９を介して第３カプラ４５
に出力する一方、第13光フアイバ６７を介して入
力したミラー４９からの光を第10光フアイバ６１
を介して第３カプラ４５に出力する。
り、第２光フアイバ９及び第６光フアイバ５３を
介して入力した第２発光部２７からの光を第13光
フアイバ６７を介してミラー４９に出力するとと
もに第14光フアイバ６９を介して第３カプラ４５
に出力する一方、第13光フアイバ６７を介して入
力したミラー４９からの光を第10光フアイバ６１
を介して第３カプラ４５に出力する。
第３カプラ４５は、２×１の方向性結合器であ
り、第10光フアイバ６１を介して入力した第２カ
プラ４３からの光及び第14光フアイバ６９を介し
て入力した第２カプラ４３からの光を第７光フア
イバ５５に出力し、第３光フアイバ１１を介して
第１受光部２９に伝送する。
り、第10光フアイバ６１を介して入力した第２カ
プラ４３からの光及び第14光フアイバ６９を介し
て入力した第２カプラ４３からの光を第７光フア
イバ５５に出力し、第３光フアイバ１１を介して
第１受光部２９に伝送する。
第４カプラ４７も２×１の方向性結合器であ
り、第９光フアイバ５９を介して入力した第１カ
プラ４１からの光及び第12光フアイバ６５を介し
て入力した第１カプラ４１からの光を第８光フア
イバ５７に出力し、第４光フアイバ１３を介して
第２受光部３１に伝送する。
り、第９光フアイバ５９を介して入力した第１カ
プラ４１からの光及び第12光フアイバ６５を介し
て入力した第１カプラ４１からの光を第８光フア
イバ５７に出力し、第４光フアイバ１３を介して
第２受光部３１に伝送する。
次に、本実施例の作用を説明する。
この距離測定装置では、スイツチ２３の切換え
により変調信号が第１発光部２５又は第２発光部
２７に与えられ、各発光部２５，２７からスイツ
チ２３の切換えに連動して変調光が出力されてい
る。
により変調信号が第１発光部２５又は第２発光部
２７に与えられ、各発光部２５，２７からスイツ
チ２３の切換えに連動して変調光が出力されてい
る。
まず、第１発光部２５から出力される変調光
は、第１光フアイバ７及び第５光フアイバ５１を
介して伝送され、第１カプラ４１に至る。この変
調光は第１カプラ４１により分岐されて第１受光
部２９及び第２受光部３１に至る。即ち、第11光
フアイバ６３→ミラー４９による反射→レンズ７
０→コーナキユーブ５による反射→レンズ７０→
ミラー４９による反射→第13光フアイバ６７→第
２カプラ４３→第10光フアイバ６１→第３カプラ
４５→第７光フアイバ５５→第３光フアイバ１１
→第１受光部２９という測定光路と、第12光フア
イバ６５→第４カプラ４７→第８光フアイバ５７
→第４光フアイバ１３→第２受光部３１という内
部参照光路とに分岐されるのである。
は、第１光フアイバ７及び第５光フアイバ５１を
介して伝送され、第１カプラ４１に至る。この変
調光は第１カプラ４１により分岐されて第１受光
部２９及び第２受光部３１に至る。即ち、第11光
フアイバ６３→ミラー４９による反射→レンズ７
０→コーナキユーブ５による反射→レンズ７０→
ミラー４９による反射→第13光フアイバ６７→第
２カプラ４３→第10光フアイバ６１→第３カプラ
４５→第７光フアイバ５５→第３光フアイバ１１
→第１受光部２９という測定光路と、第12光フア
イバ６５→第４カプラ４７→第８光フアイバ５７
→第４光フアイバ１３→第２受光部３１という内
部参照光路とに分岐されるのである。
他方、第２発光部２７から出力される変調光
は、第２光フアイバ９及び第６光フアイバ５３を
介して伝送され、第２カプラ４３に至る。この変
調光は第２カプラ４３により分岐されて第１受光
部２９及び第２受光部３１に至る。即ち、第13光
フアイバ６７→ミラー４９による反射→レンズ７
０→コーナキユーブ５による反射→レンズ７０→
ミラー４９による反射→第11光フアイバ６３→第
１カプラ４１→第９光フアイバ５９→第４カプラ
４７→第８光フアイバ５７→第４光フアイバ１
３、第２受光部３１という測定光路と、第14光フ
アイバ６９→第３カプラ４５、第７光フアイバ５
５→第３光フアイバ１１→第１受光部２９という
内部参照光路とに分岐されるのである。
は、第２光フアイバ９及び第６光フアイバ５３を
介して伝送され、第２カプラ４３に至る。この変
調光は第２カプラ４３により分岐されて第１受光
部２９及び第２受光部３１に至る。即ち、第13光
フアイバ６７→ミラー４９による反射→レンズ７
０→コーナキユーブ５による反射→レンズ７０→
ミラー４９による反射→第11光フアイバ６３→第
１カプラ４１→第９光フアイバ５９→第４カプラ
４７→第８光フアイバ５７→第４光フアイバ１
３、第２受光部３１という測定光路と、第14光フ
アイバ６９→第３カプラ４５、第７光フアイバ５
５→第３光フアイバ１１→第１受光部２９という
内部参照光路とに分岐されるのである。
次に、光波距離計１の処理系の作用を説明す
る。
る。
まず、スイツチ２３がａ側接点にある時には、
第１受光部２９からは測定光路を径た第１発光部
２５より発せられた変調光が光電変換されて出力
され、第２受光部３１からは内部参照光路を経た
第１発光部２５より発せられた変調光が光電変換
されて出力される。位相差検出部３３は、これら
２つの電気信号の位相差を変調信号源２１より出
力される変調信号を基準として検出し記憶演算処
理部３５へ出力する。記憶演算処理部３５はこれ
を一時記憶する。次に、スイツチ２３がｂ側接点
に切換えられた時には、第１受光部２９からは内
部参照光路を経た第２発光部２７より発せられた
変調光が光電変換されて出力され、第２受光部３
１からは測定光路を経た第２発光部２７より発せ
られた変調光が光電変換されて出力される。同様
に、位相差検出部３３は、これら２つの電気信号
の位相差を検出し、記憶演算処理部３５へ出力す
る。記憶演算処理部３５はこれを１時記憶し、こ
の位相差と前に一時記憶した位相差との減算を行
い、この減算結果に基づく補正を行つて表示部３
７に出力する。表示部３７はこの値を測定結果と
して表示する。
第１受光部２９からは測定光路を径た第１発光部
２５より発せられた変調光が光電変換されて出力
され、第２受光部３１からは内部参照光路を経た
第１発光部２５より発せられた変調光が光電変換
されて出力される。位相差検出部３３は、これら
２つの電気信号の位相差を変調信号源２１より出
力される変調信号を基準として検出し記憶演算処
理部３５へ出力する。記憶演算処理部３５はこれ
を一時記憶する。次に、スイツチ２３がｂ側接点
に切換えられた時には、第１受光部２９からは内
部参照光路を経た第２発光部２７より発せられた
変調光が光電変換されて出力され、第２受光部３
１からは測定光路を経た第２発光部２７より発せ
られた変調光が光電変換されて出力される。同様
に、位相差検出部３３は、これら２つの電気信号
の位相差を検出し、記憶演算処理部３５へ出力す
る。記憶演算処理部３５はこれを１時記憶し、こ
の位相差と前に一時記憶した位相差との減算を行
い、この減算結果に基づく補正を行つて表示部３
７に出力する。表示部３７はこの値を測定結果と
して表示する。
次に、第２図を用いて、前述の一連の処理を定
量的に説明する。
量的に説明する。
第２図は第１図の作用原理を説明するための図
である。ここで、発光部の遅れ要素による遅延時
間を△φSi（ｉ＝１、２）、受光部の遅れ要素によ
る遅延時間を△φRi（ｉ＝１、２）、第１光フアイ
バ７〜第４光フアイバ１３の遅延時間を△Tj（ｊ
＝１〜４）、被測定系の片道（レンズ７０からコ
ーナキユーブ５までの距離）の遅延時間を△Tx
としている。即ち、以下の如くである。
である。ここで、発光部の遅れ要素による遅延時
間を△φSi（ｉ＝１、２）、受光部の遅れ要素によ
る遅延時間を△φRi（ｉ＝１、２）、第１光フアイ
バ７〜第４光フアイバ１３の遅延時間を△Tj（ｊ
＝１〜４）、被測定系の片道（レンズ７０からコ
ーナキユーブ５までの距離）の遅延時間を△Tx
としている。即ち、以下の如くである。
第１発光部２５の遅延時間………△φS1
第２発光部２７の遅延時間………△φS2
第１受光部２９の遅延時間………△φR1
第２受光部３１の遅延時間………△φR2
第１光フアイバ７の遅延時間……△T1
第２光フアイバ９の遅延時間……△T2
第３光フアイバ１１の遅延時間…△T3
第４光フアイバ１３の遅延時間…△T4
被測定系の遅延時間（片道）……△Tx
尚、投光受光光学系３内の第５光フアイバ５１
〜第１４光フアイバ６９については、光路長が第
１光フアイバ７〜第４光フアイバ１３のものと比
べて非常に短く、光路長の変化は無視できるた
め、この光路長を予め測定しておき定数として取
扱い、最終的な測定結果を補正すればよく、ここ
では考慮しないものとする。
〜第１４光フアイバ６９については、光路長が第
１光フアイバ７〜第４光フアイバ１３のものと比
べて非常に短く、光路長の変化は無視できるた
め、この光路長を予め測定しておき定数として取
扱い、最終的な測定結果を補正すればよく、ここ
では考慮しないものとする。
さて第１発光部２５が変調光を出力した時の第
１受光部２９の出力信号V1←1の全遅延時間△
T1←1は、第２図１で示す如く、次式のようにな
る。
１受光部２９の出力信号V1←1の全遅延時間△
T1←1は、第２図１で示す如く、次式のようにな
る。
△T1←1＝△φS1＋△T1＋△T3
＋△φR1＋２△Tx …式
その時の第２受光部３１の出力信号V2←1の全
遅延時間ΔT2←1は、次式のようになる。
遅延時間ΔT2←1は、次式のようになる。
△T2←1＝△φS1＋△T1＋△T4
＋△φR2 …式
、式より、両者の遅延時間差φ(1) V1-V2は次式
で求められる。
で求められる。
φ(1) V1-V2＝△T3＋△φR1−△T4
−△φR2＋２△Tx
＝△Ｌ＋２△Tx …式
ここで、
△Ｌ＝△T3＋△φR1−△T4−△φR2
同様に、第２発光部２７が変調光を出力した時
の第１受光部２９の出力信号V1←2の全遅延時間
△T1←2、第２受光部３１の出力信号V2←2の全
遅延時間△T2←2は、第２図２で示す如く、次式
のようになる。
の第１受光部２９の出力信号V1←2の全遅延時間
△T1←2、第２受光部３１の出力信号V2←2の全
遅延時間△T2←2は、第２図２で示す如く、次式
のようになる。
△T1←2＝△φS2＋△T2＋△T3
＋△φR1 …式
△T2←2＝△φS2＋△T2＋△T4
＋△φR2＋２△Tx …式
、式より、両者の遅延時間φ(2) V1-V2は次式で
求められる。
求められる。
φ(2) V1＝△T3＋△φR1−△T4−△φR2
−２△Tx＝△Ｌ−２△Tx …式
ここで求めたφ(1) V1-V2及びφ(2) V1-V2は前記位相差
検
出部３３の出力であり、各々の値は前記記憶演算
処理部３５に一時記憶され、次式に示される減算
が実行される。
検
出部３３の出力であり、各々の値は前記記憶演算
処理部３５に一時記憶され、次式に示される減算
が実行される。
φ(1) V1-V2−φ(2) V1-V2＝４△Tx …式
この減算結果に基づいて補正を示い、その補正
結果を測定結果として表示部３７に表示する。す
なわち、前述したように、投光受光光学系３内の
第５光フアイバ５１〜第14光フアイバ６９につい
ては、光路長が第１光フアイバ７〜第４光フアイ
バ１３のものと比べて非常に短く、光路長の変化
は無視できるため、この光路長を予め測定してお
き定数として取扱い、最終的な測定結果を補正す
るのである。
結果を測定結果として表示部３７に表示する。す
なわち、前述したように、投光受光光学系３内の
第５光フアイバ５１〜第14光フアイバ６９につい
ては、光路長が第１光フアイバ７〜第４光フアイ
バ１３のものと比べて非常に短く、光路長の変化
は無視できるため、この光路長を予め測定してお
き定数として取扱い、最終的な測定結果を補正す
るのである。
したがつて、この装置の測距によれば、発光部
２５，２７、受光部２９，３１、及び光フアイバ
７〜１３の遅延時間が測定結果に表われず、発光
部２５，２７、受光部２９，３１の各遅れ要素、
及び光フアイバ７〜１３の光路長の温度変化を補
償することができる。
２５，２７、受光部２９，３１、及び光フアイバ
７〜１３の遅延時間が測定結果に表われず、発光
部２５，２７、受光部２９，３１の各遅れ要素、
及び光フアイバ７〜１３の光路長の温度変化を補
償することができる。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明によれば、光学
的距離測定装置において、装置の遅れ要素や光路
長の変化を補償することができるので、高精度な
距離測定を被測距場所の環境に関係なく行うこと
が可能となる。
的距離測定装置において、装置の遅れ要素や光路
長の変化を補償することができるので、高精度な
距離測定を被測距場所の環境に関係なく行うこと
が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例に係る光学的距離
測定装置の構成図、第２図は第１図の実施例の作
用原理を示す説明図、第３図は従来の光学的距離
測定装置の構成図、第４図は遠隔測定を行う場合
の光学的距離測定装置の一例を示すブロツク図で
ある。 １…光波距離計、３…投光受光光学系、５…コ
ーナキユーブ（被測定対象）、７…第１光フアイ
バ、９…第２光フアイバ、１１…第３光フアイ
バ、１３…第４光フアイバ、２１…変調信号源、
２３…スイツチ、２５…第１発光部、２７…第２
発光部、２９…第１受光部、３１…第２受光部、
３３…位相差検出部、３５…記憶演算処理部、３
７…表示部、４１…第１カプラ、４３…第２カプ
ラ、４５…第３カプラ、４７…第４カプラ。
測定装置の構成図、第２図は第１図の実施例の作
用原理を示す説明図、第３図は従来の光学的距離
測定装置の構成図、第４図は遠隔測定を行う場合
の光学的距離測定装置の一例を示すブロツク図で
ある。 １…光波距離計、３…投光受光光学系、５…コ
ーナキユーブ（被測定対象）、７…第１光フアイ
バ、９…第２光フアイバ、１１…第３光フアイ
バ、１３…第４光フアイバ、２１…変調信号源、
２３…スイツチ、２５…第１発光部、２７…第２
発光部、２９…第１受光部、３１…第２受光部、
３３…位相差検出部、３５…記憶演算処理部、３
７…表示部、４１…第１カプラ、４３…第２カプ
ラ、４５…第３カプラ、４７…第４カプラ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の発光部、第２の発光部、第１の受光部
及び第２の受光部を備え、第１の発光部は第１の
光フアイバと、第２の発光部は第２の光フアイバ
と、第１の受光部は第３の光フアイバと、第２の
受光部は第４の光フアイバとそれぞれ接続され、
各光フアイバは投光受光光学系に接続されてお
り、この投光受光光学系は、前記各発光部から前
記第１ないし第２の光フアイバを介して出力され
た光を被測定対象に投光し、その反射光を前記第
３ないし第４の光フアイバを介して前記各受光部
に入力させる測定経路と、前記各発光部から前記
第１ないし第２の光フアイバを介して出力された
光を被測定対象に投光せずに前記第３ないし第４
の光フアイバを介して前記各受光部に入力させる
内部参照光路とに分岐する分岐手段を備え、 前記第１の発光部から出力された第１の光が、
前記第１の光フアイバ及び前記投光受光光学系の
分岐手段により分岐され測定経路と内部参照光路
を介してそれぞれ前記第１及び第２の受光部によ
り受光され、この受光によつて両受光部からそれ
ぞれ出力される光信号から両光信号の位相差を演
算により求める第１の位相差演算手段と、 前記第２の発光部から出力された第２の光が、
前記第２の光フアイバ及び前記投光受光光学系の
分岐手段により分岐され測定経路と内部参照光路
を介してそれぞれ前記第２及び第１の受光部によ
り受光され、この受光によつて両受光部からそれ
ぞれ出力される光信号から両光信号の位相差を演
算により求める第２の位相差演算手段と、 前記第１の位相差演算手段の演算結果と前記第
２の位相差演算手段との差分を演算し該差分に基
づいて前記被測定対象までの距離を演算により求
める距離演算手段と、 を具備することを特徴とする光学的距離測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59266278A JPS61145476A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 光学的距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59266278A JPS61145476A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 光学的距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61145476A JPS61145476A (ja) | 1986-07-03 |
| JPH0550710B2 true JPH0550710B2 (ja) | 1993-07-29 |
Family
ID=17428736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59266278A Granted JPS61145476A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 光学的距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61145476A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0325182U (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-14 | ||
| JP3151581B2 (ja) * | 1992-12-21 | 2001-04-03 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
| JP4732832B2 (ja) * | 2005-08-17 | 2011-07-27 | 株式会社日立製作所 | 変位計測方法及びその装置、ステージ装置並びにプローブ顕微鏡 |
| JP4707142B2 (ja) * | 2005-11-04 | 2011-06-22 | 株式会社 ソキア・トプコン | 光波距離計 |
| JP2013117453A (ja) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Hitachi Ltd | 距離計測方法および装置とそれを搭載した形状計測装置 |
-
1984
- 1984-12-19 JP JP59266278A patent/JPS61145476A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61145476A (ja) | 1986-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5764046A (en) | Optical method and device for measuring an alternating electrical current with temperature compensation | |
| US4356396A (en) | Fiber optical measuring device with compensating properties | |
| US5657405A (en) | Optical fiber sensor for measuring pressure or displacement | |
| JP4340718B2 (ja) | 光ファイバ式温度計及び温度補償型光ファイバセンサ | |
| JP2012502301A (ja) | 対チャープｆｍｃｗコヒーレントレーザレーダー用の小型の光ファイバ配置 | |
| US5764161A (en) | Sensing apparatus using frequency changes | |
| US6329648B1 (en) | Phase locked loop fiber optic sensor system | |
| JP2023528463A5 (ja) | ||
| US5504577A (en) | Method and apparatus for measuring meteorological visibility and scattering of light, said apparatus utilizing common optics for transmission and reception | |
| US5929989A (en) | Optical pressure detection method and apparatus | |
| JPH0439038B2 (ja) | ||
| JPH0550710B2 (ja) | ||
| JPH0829128A (ja) | 物理量測定装置及びその測定器 | |
| JPS6356924B2 (ja) | ||
| US20160327414A1 (en) | Systems and methods for optical measurements using multiple beam interferometric sensors | |
| JPH068724B2 (ja) | 光学的検出装置 | |
| US4607162A (en) | Sensing apparatus for measuring a physical quantity | |
| US6270254B1 (en) | Extended range fiber-optic temperature sensor | |
| JPS60138484A (ja) | 距離測定装置 | |
| JPS6217621A (ja) | 光パワ−メ−タ | |
| US6404503B1 (en) | Apparatus with a retracing optical circuit for the measurement of physical quantities having high rejection of environmental noise | |
| JPS61270683A (ja) | 光応用測定器 | |
| JPH0435997Y2 (ja) | ||
| JPS61272677A (ja) | 光路長測定器 | |
| RU2080567C1 (ru) | Волоконно-оптическая мультиплексная система регистрации плотности энергии волн |