JPH0712936A - 光波測距装置 - Google Patents

光波測距装置

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JPH0712936A
JPH0712936A JP5156868A JP15686893A JPH0712936A JP H0712936 A JPH0712936 A JP H0712936A JP 5156868 A JP5156868 A JP 5156868A JP 15686893 A JP15686893 A JP 15686893A JP H0712936 A JPH0712936 A JP H0712936A
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optical
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signal
phase difference
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Masaru Nagai
賢 長井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化等による測距バイアス誤差をキャン
セルし、高精度な測定を行える光波測距装置を提供す
る。 【構成】 一定周波数の変調信号を出力する信号発生器
2と、直線偏光を出力する光送信器3と、光送信器3の
出射光を所要のビーム幅に変換する投光レンズ4と、入
射光の偏光方向をPまたはS偏光のいずれかの方向に切
換える偏光制御器5と、偏光制御器5を出た光がP偏光
の場合透過し、S偏光の場合入射方向と直角方向に反射
する偏光ビームスプリッタ6と、計測点に設置されるコ
ーナーキューブリフレクタ7と、光波測距装置内に置か
れ内部較正光路を形成するコーナーキューブリフレクタ
8と、集光レンズ9により集光された光を電気信号に変
換する光受信器10と、信号発生器2の出力信号と光受
信器10の出力信号との位相差を測定する位相差測定器
11から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光波測距装置に関し、
特に送信信号と受信信号の位相差から距離を測定する光
波測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の光波測距装置は、図3に
示すように光波測距装置1内の信号発生器2が出力する
一定周波数の変調信号で光送信器3が出力する光を強度
変調し、その強度変調光を投光レンズ4にて所要のビー
ム幅に変換した後、ビームスプリッタ12を通して、計
測点に置かれたコーナーキューブリフレクタ7へ送る。
【0003】コーナーキューブリフレクタ7からの反射
光は、光波測距装置1へ戻り、ビームスプリッタ12で
その一部が反射された後、集光レンズ9で光受信器10
へ集光される。光受信器10において光信号は、信号発
生器2が出力する信号と同一周波数の電気信号に変換さ
れ、位相差測定器11へ送られる。
【0004】位相差測定器11は、信号発生器2からの
出力信号と光受信器10からの出力信号との位相差を測
定し、その位相差から光波測距装置1とコーナーキュー
ブリフレクタ7との間の距離を求めている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来の光波測距装
置では、光送信器3,光受信器10および位相差測定器
11において生じる信号遅延時間の温度変化によって、
測距バイアス誤差が生じ、正確な測定が行えないという
欠点がある。
【0006】また、正確な測定を行うためには、あらか
じめ既知の距離で較正した後、測定を行う必要があるた
め、測定が煩雑であることや、リアルタイムの測定が行
えないという問題点があった。
【0007】本発明の目的は、このような欠点および問
題点を解決した光波測距装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の光波測距装置
は、直線偏光を出力する光送信器と、この光送信器の出
射光の偏光方向をP偏光またはS偏光のいずれかの方向
に切換える偏光制御器と、P偏光の場合透過しS偏光の
場合入射方向と直角方向に反射する偏光ビームスプリッ
タと、内部較正光路を形成するコーナーキューブリフレ
クタとを備えることを特徴とする。
【0009】また、本発明の光波測距装置は、光送信器
出射光を光ファイバにて導いた後、光バイパススイッチ
により2つの光路の一部を構成する2本の光ファイバの
内のいずれか一方に選択的に切替えて接続する構成を有
し、2つの光路の一方を光路長が正確に較正された内部
較正光路として用いることを特徴とする。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例を示すブロック図
である。本実施例の光波測距装置1は、一定周波数の変
調信号を出力する信号発生器2と、直線偏光を出力する
光送信器3と、光送信器3の出射光を所要のビーム幅に
変換する投光レンズ4と、入射光の偏光方向をPまたは
S偏光のいずれかの方向に切換える偏光制御器5と、偏
光制御器5を出た光がP偏光の場合透過し、S偏光の場
合入射方向と直角方向に反射する偏光ビームスプリッタ
6と、光波測距装置内に置かれ内部較正光路を形成する
コーナーキューブリフレクタ8と、集光レンズ9により
集光された光を電気信号に変換する光受信器10と、信
号発生器2の出力信号と光受信器10の出力信号との位
相差を測定する位相差測定器11とから構成される。
【0012】計測点には、コーナーキューブリフレクタ
7を設置する。
【0013】次に、本実施例の動作を説明する。
【0014】光送信器3の出射光は、直線偏光状態にあ
り、信号発生器2が出力する一定周波数の信号で強度変
調される。強度変調された光は、投光レンズ4により所
要のビーム幅に変換された後、偏光制御器5に入る。
【0015】偏光制御器5で、入射ビームの偏光方向は
P偏光またはS偏光のいずれかの方向に任意に切換えら
れ、偏光ビームスプリッタ6へ送られる。
【0016】偏光ビームスプリッタ6では、入射光はP
偏光の場合透過し、S偏光の場合入射方向と直角方向に
反射する。
【0017】距離計測時においては、偏光制御器5の出
射光は、P偏光が選択され、偏光ビームスプリッタ6を
透過し、計測点に置かれたコーナーキューブリフレクタ
7へ向け出射される。
【0018】コーナーキューブリフレクタ7で反射され
た光は、非直線偏光となって光波測距装置1へ戻り、偏
光ビームスプリッタ6で、一部が入射方向と直角に反射
された後、集光レンズ9により光受信器10上に集光さ
れる。
【0019】光受信器10では、強度変調光をそれと同
一周波数の電気信号に変換し、位相差測定器11へ出力
する。
【0020】位相差測定器11では、信号発生器2が出
力する信号と光受信器10が出力する信号とを受けて、
2つの信号の位相差を測定し、光波測距装置1とコーナ
ーキューブリフレクタ7との間の距離を得る。
【0021】次に較正時においては、偏光制御器5の出
射光は、S偏光が選択され、偏光ビームスプリッタ6で
入射方向と直角方向に反射され、内部較正光路上に置か
れたコーナーキューブリフレクタ8へ向かう。
【0022】コーナーキューブリフレクタ8で反射され
た光は、非直線偏光となって偏光ビームスプリッタ6へ
戻り、一部が透過した後、集光レンズ9により光受信器
10上に集光され、電気信号に変換される。
【0023】位相差測定器11では、信号発生器2の出
力信号と光受信器10の出力信号との位相差が測定さ
れ、それから内部較正光路の光路長が求められる。
【0024】今、光波測距装置1からコーナーキューブ
リフレクタ7までの距離の測定値をRm 、距離の真値を
o 、距離測定時の光波測距装置内部の光路長をRi
光送信器3と光受信器10と位相差測定器11における
信号遅延時間の温度変化によって生じる測定誤差をΔR
とすると、距離の真値Ro は、 Ro =Rm −Ri −ΔR で与えられる。
【0025】一方、内部較正時の光路長の測定値を
m 、真値をLo とすると、ΔRは、 ΔR=Lm −Lo で与えられ、距離の真値Ro は、 Ro =Rm −Ri −(Lm −Lo ) で計算できることから、信号遅延時間の温度変化によっ
て生じる測距誤差ΔRは、光路長が正確に較正された内
部較正光路を用いてキャンセルすることができる。
【0026】以上説明したように本実施例は、直線偏光
を出力する光送信器と、光送信器の出射光の偏光方向を
P偏光またはS偏光のいずれかの方向に切換える偏光制
御器と、偏光ビームスプリッタと、内部較正光路を形成
するコーナーキューブリフレクタとを用い、偏光制御器
により光の偏光方向を切換えることで、光を内部較正光
路側へ切換えることによって、光送信器,光受信器およ
び位相差測定器などの電気回路における信号遅延時間の
温度変化に起因する測距値の誤差の較正が、光路長があ
らかじめ正確に決められた内部較正光路を用いてリアル
タイムで行えるため、高精度な測定が可能となる。
【0027】図2は本発明の他の実施例を示すブロック
図である。本実施例の光波測距装置1は、信号発生器2
から出力される一定周波数の信号で変調された光を出射
する光送信器3と、光ファイバ13により導かれた光送
信器3の出射光を、計測光路の一部を構成する光ファイ
バ14または内部較正光路の一部を構成する光ファイバ
15のいずれか一方に切り替えて接続する光バイパスス
イッチ16と、光ファイバ14および15の出射光を所
要のビーム幅に変換する投光レンズ4および17と、光
を2分岐するビームスプリッタ12と、集光レンズ9に
より集光された光を電気信号に変換する光受信器10
と、信号発生器2の出力信号と光受信器10の出力信号
との位相差を測定する位相差測定器11とから構成され
る。
【0028】計測点には、コーナーキューブリフレクタ
7を設置する。
【0029】次に、本実施例の動作を説明する。
【0030】信号発生器2から出力される一定周波数の
信号で強度変調された光送信器3の出射光は、光ファイ
バ13に導かれ、光バイパススイッチ16へ入る。光バ
イパススイッチ16では、ポートAまたはポートBが任
意に選択され、それぞれ計測光路の一部を構成する光フ
ァイバ14または内部較正光路の一部を構成する光ファ
イバ15のいずれか一方へ接続される。
【0031】距離計測時においては、まずポートAが選
択され、光ファイバ14を通った光は、投光レンズ4に
より所要のビーム幅に変換され、ビームスプリッタ12
を透過した光が測定点に設置されたコーナーキューブリ
フレクタ7に向け送られる。コーナーキューブリフレク
タ7で反射した光は、光波測距装置1へ戻り、ビームス
プリッタ12で反射した光が集光レンズ9により集光さ
れ、光受信器10に入る。
【0032】光受信器10では、変調光を、それと同一
周波数の電気信号に変換し、位相差測定器11へ出力す
る。
【0033】位相差測定器11では、信号発生器2が出
力する信号と光受信器10が出力する信号とを受けて、
2つの信号の位相差から、光波測距装置1とコーナーキ
ューブリフレクタ7との間の距離を測定する。
【0034】次に、測距値の較正のため、光バイパスス
イッチ16のポートBが選択され、内部較正用光ファイ
バ15を通った光は、投光レンズ17により所要のビー
ム幅に変換され、ビームスプリッタ12を通り、集光レ
ンズ9により集光された後、光受信器10に入り、電気
信号に変換される。
【0035】光受信器10の出力信号は位相差測定器1
1へ送られ、そこで信号発生器2からの出力信号との位
相比較が行われ、位相差から内部較正光路の光路長が測
定される。
【0036】図1の実施例同様に、光波測距装置1から
のコーナーキューブリフレクタ7までの距離の測定値を
m 、距離の真値をRo 、光波測距装置内部の計測光路
長をR′、光送信器3,光受信器10および位相差測定
器11における信号遅延時間の温度変動によって生じる
測距誤差をΔRとすると、距離の真値Ro は、 Ro =Rm −R′−ΔR で与えられる。一方、内部較正光路の光路長の測定値を
m 、真値をLo とすると、ΔRは、 ΔR=Lm −Lo で与えられることから、距離の真値Ro は、 Ro =Rm −R′−(Lm −Lo ) で計算でき、信号遅延時間の温度変動によって生じる測
距誤差ΔRは、光路長が正確に較正された内部較正光路
を用いてキャンセルすることができる。
【0037】以上説明したように本実施例は、光バイパ
ススイッチを任意の時間に切り換えることで、光送信
器,光受信器および位相差測定器などの電気回路におけ
る信号遅延時間の温度変化によって生じる測距値の誤差
の較正が、光路長があらかじめ正確に決められた内部較
正光路を用いてリアルタイムで行えるため、高精度な測
定が可能となる。また、光ファイバと光バイパススイッ
チを用いることによって装置構成の自由度が改善される
という効果もある。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光波測距
装置によれば、温度変動等による測距バイアス誤差をキ
ャンセルし、高精度な測定を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の光波測距装置を示すブロッ
ク図である。
【図2】本発明の他の実施例の光波測距装置を示すブロ
ック図である。
【図3】従来の光路測距装置の一例を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 光波測距装置 2 信号発生器 3 光送信器 4,17 投光レンズ 5 偏光制御器 6 偏光ビームスプリッタ 7,8 コーナーキューブリフレクタ 9 集光レンズ 10 光受信器 11 位相差測定器 12 ビームスプリッタ 13,14,15 光ファイバ 16 光バイパススイッチ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直線偏光を出力する光送信器と、前記光送
    信器の出射光の偏光方向をP方向またはS方向のいずれ
    かの方向に切換える偏光制御器と、偏光ビームスプリッ
    タと、内部較正光路を形成するコーナーキューブリフレ
    クタとを有する光波測距装置であって、前記偏光制御器
    で光の偏光方向を切換えることにより光を内部較正光路
    側へ切換えることを特徴とする光波測距装置。
  2. 【請求項2】一定周波数の変調信号を出力する信号発生
    器と、 直線偏光を出力する光送信器と、 光送信器の出射光を所要のビーム幅に変換する投光レン
    ズと、 投光レンズの出射光の偏光方向をPまたはS偏光のいず
    れかの方向に切換える偏光制御器と、 偏光制御器を出た光がP偏光の場合透過し、S偏光の場
    合入射方向と直角方向に反射する偏光ビームスプリッタ
    と、 内部較正光路を形成するコーナーキューブリフレクタ
    と、 偏光ビームスプリッタからの光を集光する集光レンズ
    と、 集光レンズにより集光された光を電気信号に変換する光
    受信器と、 信号発生器の出力信号と光受信器の出力信号との位相差
    を測定する位相差測定器と、を備えることを特徴とする
    光波測距装置。
  3. 【請求項3】光送信器の出射光を光ファイバにて導いた
    後、光バイパススイッチにより2つの光路の一部を構成
    する2本の光ファイバの内のいずれか一方に選択的に切
    替えて接続する構成を有し、2つの光路の一方を光路長
    が正確に較正された内部較正光路として用いることを特
    徴とする光波測距装置。
  4. 【請求項4】信号発生器から出力される一定周波数の信
    号で変調された光を出射する光送信器と、 第1の光ファイバにより導かれた光送信器の出射光を、
    計測光路の一部を構成する第2の光ファイバまたは内部
    較正光路の一部を構成する第3の光ファイバのいずれか
    一方に切替えて接続する光バイパススイッチと、 第2の光ファイバおよび第3の光ファイバ出射光を所要
    のビーム幅に変換する2つのレンズと、 光を2分岐するビームスプリッタと、 ビームスプリッタからの光を集光する集光レンズと、 集光レンズにより集光された光を電気信号に変換する光
    受信器と、 信号発生器の出力信号と光受信器の出力信号との位相差
    を測定する位相差測定器と、を備えることを特徴とする
    光波測距装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015517094A (ja) * 2012-03-23 2015-06-18 ウインダー フォトニクス エー/エスWindar Photonics A/S 複数方向のlidarシステム
WO2020100808A1 (ja) * 2018-11-16 2020-05-22 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 光測距装置及び光測距方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6435306A (en) * 1987-07-31 1989-02-06 Ricoh Kk Incidence angle determining method for refractive index and film thickness measurement
JPH01235889A (ja) * 1988-03-16 1989-09-20 Topcon Corp 直線性誤差補正機能を有する光波測距装置
JPH0378948A (ja) * 1989-08-23 1991-04-04 Mitsubishi Electric Corp プロジエクシヨンテレビ装置
JPH04332805A (ja) * 1991-05-09 1992-11-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 微小変位検出装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6435306A (en) * 1987-07-31 1989-02-06 Ricoh Kk Incidence angle determining method for refractive index and film thickness measurement
JPH01235889A (ja) * 1988-03-16 1989-09-20 Topcon Corp 直線性誤差補正機能を有する光波測距装置
JPH0378948A (ja) * 1989-08-23 1991-04-04 Mitsubishi Electric Corp プロジエクシヨンテレビ装置
JPH04332805A (ja) * 1991-05-09 1992-11-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 微小変位検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015517094A (ja) * 2012-03-23 2015-06-18 ウインダー フォトニクス エー/エスWindar Photonics A/S 複数方向のlidarシステム
WO2020100808A1 (ja) * 2018-11-16 2020-05-22 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 光測距装置及び光測距方法

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