JPH08146136A - 光波測距装置 - Google Patents
光波測距装置Info
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- JPH08146136A JPH08146136A JP29175594A JP29175594A JPH08146136A JP H08146136 A JPH08146136 A JP H08146136A JP 29175594 A JP29175594 A JP 29175594A JP 29175594 A JP29175594 A JP 29175594A JP H08146136 A JPH08146136 A JP H08146136A
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 補正光路の光軸と測定光路の光軸とを一致さ
せて受光部における位相誤差を完全にキャンセルする。
また光源の最大限の発光光量を被測定物体に照射して被
測定物体の反射光量自体が非常に少ない場合でも、でき
るかぎり多くの入射光量を得る。 【構成】 一つの光源１からの光を測定光と補正光とに
分割し、測定光路Ｘと補正光路Ｙ中にそれぞれ設置され
ている光減衰器２，３（機械的シャッタＳ）により測定
光と補正光とを交互に遮光する。補正光路Ｙ中において
光減衰器２の前方に設置されている孔付きミラー８の孔
８′を、光源１，ハーフミラー９，光減衰器２及び被測
定物体Ｍを結ぶ光路上に位置させる。孔付きミラー８の
鏡面の反対側から孔８′を通過し被測定物体Ｍを照射し
た後、孔付きミラー８の鏡面に反射された測定光路Ｘの
光軸と、補正光路Ｙの光軸とを一致させる。
せて受光部における位相誤差を完全にキャンセルする。
また光源の最大限の発光光量を被測定物体に照射して被
測定物体の反射光量自体が非常に少ない場合でも、でき
るかぎり多くの入射光量を得る。 【構成】 一つの光源１からの光を測定光と補正光とに
分割し、測定光路Ｘと補正光路Ｙ中にそれぞれ設置され
ている光減衰器２，３（機械的シャッタＳ）により測定
光と補正光とを交互に遮光する。補正光路Ｙ中において
光減衰器２の前方に設置されている孔付きミラー８の孔
８′を、光源１，ハーフミラー９，光減衰器２及び被測
定物体Ｍを結ぶ光路上に位置させる。孔付きミラー８の
鏡面の反対側から孔８′を通過し被測定物体Ｍを照射し
た後、孔付きミラー８の鏡面に反射された測定光路Ｘの
光軸と、補正光路Ｙの光軸とを一致させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的な測量を主用途
としたものであって、ＦＡ用の光波測距装置に関するも
のである。
としたものであって、ＦＡ用の光波測距装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の光波測距装置の一例を図
４（コロナ社発行「光技術のニーズとシーズ」参照）に
示している。この光波測距装置では送信信号，位相測定
信号などはすべて基準発振器出力より作られる。基準発
振器の発振周波数は送信光の波長を決定するものであ
り、測定精度に直接影響を与える。光波測距装置は広い
範囲で使用されるため発振器として、高安定な温度補償
形水晶発振器が使用されている。周波数シンセサイザ
は、基準発振器の出力から送信信号およびヘテロダイン
検波のための参照番号を作るマイクロコンピュータから
の信号により、必要な測距範囲を得るために３種の周波
数が発生する。
４（コロナ社発行「光技術のニーズとシーズ」参照）に
示している。この光波測距装置では送信信号，位相測定
信号などはすべて基準発振器出力より作られる。基準発
振器の発振周波数は送信光の波長を決定するものであ
り、測定精度に直接影響を与える。光波測距装置は広い
範囲で使用されるため発振器として、高安定な温度補償
形水晶発振器が使用されている。周波数シンセサイザ
は、基準発振器の出力から送信信号およびヘテロダイン
検波のための参照番号を作るマイクロコンピュータから
の信号により、必要な測距範囲を得るために３種の周波
数が発生する。
【０００３】光源としては、高出力で周波数応答のよい
発光ダイオードが使用される。送受信光学系は、送信光
を平行光束として反射鏡に送り、また戻ってきた受信光
を受光器に集光するためのものである。受光素子として
は、周波数応答がよくまた増幅作用があるのでＡＰＤ
（アパランシェフォトダイオード）が使用されている。
周波数変換された受信信号は、ＡＧＣ回路により一定の
振幅が得られＩＦフィルタで雑音が除去される。位相測
定器は、分周器からの参照ＩＦ信号と受信ＩＦ信号との
間の位相を基準発振器からのクロックにより測定し、そ
の結果をマイクロコンピュータに送る。位相測定器で得
られる位相データは、周波数シンセサイザ、発光ダイオ
ード、受光ダイオードなどによる信号の遅れを全て含ん
でいる。内部光学系はこれらの誤差をキャンセルするた
めのものである。
発光ダイオードが使用される。送受信光学系は、送信光
を平行光束として反射鏡に送り、また戻ってきた受信光
を受光器に集光するためのものである。受光素子として
は、周波数応答がよくまた増幅作用があるのでＡＰＤ
（アパランシェフォトダイオード）が使用されている。
周波数変換された受信信号は、ＡＧＣ回路により一定の
振幅が得られＩＦフィルタで雑音が除去される。位相測
定器は、分周器からの参照ＩＦ信号と受信ＩＦ信号との
間の位相を基準発振器からのクロックにより測定し、そ
の結果をマイクロコンピュータに送る。位相測定器で得
られる位相データは、周波数シンセサイザ、発光ダイオ
ード、受光ダイオードなどによる信号の遅れを全て含ん
でいる。内部光学系はこれらの誤差をキャンセルするた
めのものである。
【０００４】なおマイクロコンピュータは、回路各部に
制御信号を送り、周波数の切換え、シャッタの制御を行
うだけでなく、位相データの平均や大気の屈折率などの
補正・距離計算，キーボード・表示器の制御を行ってい
る。また外部インタフェース用コネクタを介して外部機
器との間で各種コマンドや距離データのやり取りが可能
である。
制御信号を送り、周波数の切換え、シャッタの制御を行
うだけでなく、位相データの平均や大気の屈折率などの
補正・距離計算，キーボード・表示器の制御を行ってい
る。また外部インタフェース用コネクタを介して外部機
器との間で各種コマンドや距離データのやり取りが可能
である。
【０００５】また図５は従来の光波測距装置の一例の光
学系図（「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆ ４ｔｈ ｍｅｅ
ｔｉｎｇ ｏｎ Ｌｉｇｈｔ Ｗａｖｅ Ｓｅｎｓｉｎ
ｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」参照 ）であるが、レーザか
ら出射した光はレンズでコリメートされた後、ビームス
プリッタで参照光ビームと投光ピームに分岐され、参照
光ビームはロッドレンズによりコア径５０μｍの光ファ
ィバに入射され位相測定器に伝送されるものである。投
光ピームは受光レンズの中心に装着されたプリズム型ミ
ラーにより反射され、受光光学系と同軸に投射される。
図６は従来の光波測距装置の位相測定部の一例のブロッ
ク図（「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ４ｔｈ ｍｅｅｔ
ｉｎｇ ｏｎ Ｌｉｇｈｔ Ｗａｖｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」参照 ）であるが、光ファイバ
でセンサヘッドから伝送されてきた参照光と受信光は、
ＡＰＤにより電気信号に変調され、これらの信号はロー
ノイズアンプで増幅された後、変調周波数よりも高いロ
ーカル信号と混合されて中間周波数に変換される。中間
周波数に変換された参照信号と受信信号のゼロクロス点
をゼロクロスデテクタにより検出し、それらの時間差を
カウンタにより検出するものである。この図５及び図６
で説明した従来の光波測距装置では、内部補正用の光学
系は異なる受光素子で形成されている。
学系図（「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆ ４ｔｈ ｍｅｅ
ｔｉｎｇ ｏｎ Ｌｉｇｈｔ Ｗａｖｅ Ｓｅｎｓｉｎ
ｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」参照 ）であるが、レーザか
ら出射した光はレンズでコリメートされた後、ビームス
プリッタで参照光ビームと投光ピームに分岐され、参照
光ビームはロッドレンズによりコア径５０μｍの光ファ
ィバに入射され位相測定器に伝送されるものである。投
光ピームは受光レンズの中心に装着されたプリズム型ミ
ラーにより反射され、受光光学系と同軸に投射される。
図６は従来の光波測距装置の位相測定部の一例のブロッ
ク図（「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ４ｔｈ ｍｅｅｔ
ｉｎｇ ｏｎ Ｌｉｇｈｔ Ｗａｖｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」参照 ）であるが、光ファイバ
でセンサヘッドから伝送されてきた参照光と受信光は、
ＡＰＤにより電気信号に変調され、これらの信号はロー
ノイズアンプで増幅された後、変調周波数よりも高いロ
ーカル信号と混合されて中間周波数に変換される。中間
周波数に変換された参照信号と受信信号のゼロクロス点
をゼロクロスデテクタにより検出し、それらの時間差を
カウンタにより検出するものである。この図５及び図６
で説明した従来の光波測距装置では、内部補正用の光学
系は異なる受光素子で形成されている。
【０００６】さらにまた図７は従来の光波測距装置の反
射鏡の前に投光部が存在しているブロック図（森北出版
発行「電磁波測距儀」参照」）、図８は同上の光学系図
（森北出版発行「電磁波測距儀」参照」）であるが、測
定用と補正用の受光素子は同一のもので形成されてい
る。
射鏡の前に投光部が存在しているブロック図（森北出版
発行「電磁波測距儀」参照」）、図８は同上の光学系図
（森北出版発行「電磁波測距儀」参照」）であるが、測
定用と補正用の受光素子は同一のもので形成されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで光波測距装置
の内部では、投光，受光の電子回路や信号処理回路の温
度特性の変化や機械的な変動に起因して位相誤差が発生
する。そこでこれを補正するため補正光学系を用いて内
部測定を行い、これらの測距誤差を除去する必要があ
る。この測定誤差を除去する方法として、投光側の光の
一部をサンプルして補正用の受光系で位相を測定して補
正を行う方法があるが、この方法は位相を測定する受光
系が異なるために、お互いの受光部の特性が全く同じも
のでないと補正できない。
の内部では、投光，受光の電子回路や信号処理回路の温
度特性の変化や機械的な変動に起因して位相誤差が発生
する。そこでこれを補正するため補正光学系を用いて内
部測定を行い、これらの測距誤差を除去する必要があ
る。この測定誤差を除去する方法として、投光側の光の
一部をサンプルして補正用の受光系で位相を測定して補
正を行う方法があるが、この方法は位相を測定する受光
系が異なるために、お互いの受光部の特性が全く同じも
のでないと補正できない。
【０００８】図４に示す従来の光波測距装置では、補正
効果を上げるために測定と補正の両方共に、同じ受光素
子を使用して位相を測定することで受光部における位相
誤差をキヤンセルしている。しかし変調周波数が上がる
と、受光素子の受光面積が非常に小さくなり、前記した
図４に示す従来の光波測距装置のように光路が補正用と
測定用とで異なる場合は、補正用と測定用の両方の光
を、小さな受光素子上に同じように結像させることが困
難である。従って補正光路の光軸と測定光路の光軸とが
一致する光学系を得る必要がある。
効果を上げるために測定と補正の両方共に、同じ受光素
子を使用して位相を測定することで受光部における位相
誤差をキヤンセルしている。しかし変調周波数が上がる
と、受光素子の受光面積が非常に小さくなり、前記した
図４に示す従来の光波測距装置のように光路が補正用と
測定用とで異なる場合は、補正用と測定用の両方の光
を、小さな受光素子上に同じように結像させることが困
難である。従って補正光路の光軸と測定光路の光軸とが
一致する光学系を得る必要がある。
【０００９】さらに前記した図５及び図６に示すように
内部補正用の光学系を異なる受光素子で行うものでは、
受光素子間の誤差を補正できないものである。また前記
した図７及び図８に示すように測定用と補正用の受光素
子は、共に同一のものであるが、このように反射鏡の前
に送光孔（投光部）が存在していると、被測定物体と受
光部との間の光路中に障害物が存在していることにな
り、距離測定の操作上望ましくないという問題がある。
また拡散物体のように、被測定物体の反射光量自体が非
常に少ない場合には、できるかぎり入射光量を多くする
必要があるから、光源の最大限の発光光量を被測定物体
に照射できるようにするには、被測定物体と受光部との
間の光路中に例えば光学素子のような障害物を置かない
ような配置にすることが望ましい。
内部補正用の光学系を異なる受光素子で行うものでは、
受光素子間の誤差を補正できないものである。また前記
した図７及び図８に示すように測定用と補正用の受光素
子は、共に同一のものであるが、このように反射鏡の前
に送光孔（投光部）が存在していると、被測定物体と受
光部との間の光路中に障害物が存在していることにな
り、距離測定の操作上望ましくないという問題がある。
また拡散物体のように、被測定物体の反射光量自体が非
常に少ない場合には、できるかぎり入射光量を多くする
必要があるから、光源の最大限の発光光量を被測定物体
に照射できるようにするには、被測定物体と受光部との
間の光路中に例えば光学素子のような障害物を置かない
ような配置にすることが望ましい。
【００１０】本発明はこのような問題点に鑑み、補正用
および測定用は、共に同じ受光素子を使用して補正光路
の光軸と測定光路の光軸とを一致させることにより、受
光部における位相誤差を完全にキャンセルすることを一
つの目的とし、また被測定物体と受光部との間の光路中
に例えば光学素子のような障害物が存在しないように配
置して、光源の最大限の発光光量を被測定物体に照射で
きるようにするとともに、被測定物体の反射光量自体が
非常に少ない場合でも、できるかぎり多くの入射光量を
得ることを他の一つの目的としている。
および測定用は、共に同じ受光素子を使用して補正光路
の光軸と測定光路の光軸とを一致させることにより、受
光部における位相誤差を完全にキャンセルすることを一
つの目的とし、また被測定物体と受光部との間の光路中
に例えば光学素子のような障害物が存在しないように配
置して、光源の最大限の発光光量を被測定物体に照射で
きるようにするとともに、被測定物体の反射光量自体が
非常に少ない場合でも、できるかぎり多くの入射光量を
得ることを他の一つの目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明に係る光波測距装置は、請求項１の発明は、一
つの光源を使用してその光源からの光を測定光と補正光
とに分割し、その測定光路中と補正光路中にそれぞれ設
置されている光減衰器により測定光と補正光とを交互に
遮光するようにし、補正光路中の光減衰器の前方に設置
されている孔付きミラーの孔を、光源，ハーフミラー，
光減衰器及び被測定物体を結ぶ光路上に位置させて測定
光路と補正光路とから成る光学系を構成し、この光学系
において孔付きミラーの鏡面の反対側から孔を通過して
被測定物体を照射した後、孔付きミラーの鏡面により反
射された測定光路の光の光軸と、補正光路の光軸とを一
致させることを特徴とするものである。
め本発明に係る光波測距装置は、請求項１の発明は、一
つの光源を使用してその光源からの光を測定光と補正光
とに分割し、その測定光路中と補正光路中にそれぞれ設
置されている光減衰器により測定光と補正光とを交互に
遮光するようにし、補正光路中の光減衰器の前方に設置
されている孔付きミラーの孔を、光源，ハーフミラー，
光減衰器及び被測定物体を結ぶ光路上に位置させて測定
光路と補正光路とから成る光学系を構成し、この光学系
において孔付きミラーの鏡面の反対側から孔を通過して
被測定物体を照射した後、孔付きミラーの鏡面により反
射された測定光路の光の光軸と、補正光路の光軸とを一
致させることを特徴とするものである。
【００１２】また請求項２の発明は、二つの光源を使用
してその光源からの光を測定光と補正光とに分割し、補
正光と測定光との切り換えは、電源の半導体レーザの発
光を直接オン・オフさせることにより行ない、補正光路
中に設置されている孔付きミラーの孔を、光源，ハーフ
ミラー，光減衰器及び被測定物体を結ぶ光路上に位置さ
せて測定光路と補正光路とから成る光学系を構成し、孔
付きミラーの鏡面の反対側から孔を通過し被測定物体を
照射した後、孔付きミラーの鏡面により反射された測定
光路の光の光軸と、補正光路の光軸とを一致させること
を特徴とするものである。
してその光源からの光を測定光と補正光とに分割し、補
正光と測定光との切り換えは、電源の半導体レーザの発
光を直接オン・オフさせることにより行ない、補正光路
中に設置されている孔付きミラーの孔を、光源，ハーフ
ミラー，光減衰器及び被測定物体を結ぶ光路上に位置さ
せて測定光路と補正光路とから成る光学系を構成し、孔
付きミラーの鏡面の反対側から孔を通過し被測定物体を
照射した後、孔付きミラーの鏡面により反射された測定
光路の光の光軸と、補正光路の光軸とを一致させること
を特徴とするものである。
【００１３】また請求項３の発明は、二つの光源を使用
してその光源からの光を測定光と補正光とに分割し、そ
の測定光路中にのみ、または補正光路中にのみ、または
測定光路及び補正光路の両光路中に光減衰器を設置する
とともに、測定光路中または補正光路中の光減衰器の前
方にそれぞれ設置されている孔付きミラーの孔を、光
源，光減衰器及び被測定物体を結ぶ光路上に位置させる
ことにより、測定光路中のみまたは補正光路中のみにお
いて電源の発光を直接オン・オフさせるようにした光学
系を構成し、または測定光路中と補正光路中にそれぞれ
設置されている光減衰器により測定光と補正光とを交互
に遮光するようにした光学系を構成し、孔付きミラーの
鏡面の反対側から孔を通過し被測定物体を照射した後、
孔付きミラーの鏡面により反射された測定光路の光の光
軸と、補正光路の光軸とを一致させることを特徴とする
ものである。
してその光源からの光を測定光と補正光とに分割し、そ
の測定光路中にのみ、または補正光路中にのみ、または
測定光路及び補正光路の両光路中に光減衰器を設置する
とともに、測定光路中または補正光路中の光減衰器の前
方にそれぞれ設置されている孔付きミラーの孔を、光
源，光減衰器及び被測定物体を結ぶ光路上に位置させる
ことにより、測定光路中のみまたは補正光路中のみにお
いて電源の発光を直接オン・オフさせるようにした光学
系を構成し、または測定光路中と補正光路中にそれぞれ
設置されている光減衰器により測定光と補正光とを交互
に遮光するようにした光学系を構成し、孔付きミラーの
鏡面の反対側から孔を通過し被測定物体を照射した後、
孔付きミラーの鏡面により反射された測定光路の光の光
軸と、補正光路の光軸とを一致させることを特徴とする
ものである。
【００１４】
【作用】次に本発明に係る光波測距装置の作用について
述べる。請求項１の発明では、光源からの光は、レン
ズ，ハーフミラー及び光減衰器を介して孔付きミラーの
孔を通過し、被測定物体を照射する。被測定物体からの
反射光は孔付きミラーの鏡面により反射されて光路を曲
げるとともに、受光レンズにより集光されて受光部上に
結像する。このときの被測定物体からの反射光のロスは
孔付きミラーの孔を通過する光だけであり、補正光路の
光は、孔付きミラーの鏡面の反対側から孔を通過させて
孔付きミラーの鏡面により反射された測定光路の光軸と
一致させる。
述べる。請求項１の発明では、光源からの光は、レン
ズ，ハーフミラー及び光減衰器を介して孔付きミラーの
孔を通過し、被測定物体を照射する。被測定物体からの
反射光は孔付きミラーの鏡面により反射されて光路を曲
げるとともに、受光レンズにより集光されて受光部上に
結像する。このときの被測定物体からの反射光のロスは
孔付きミラーの孔を通過する光だけであり、補正光路の
光は、孔付きミラーの鏡面の反対側から孔を通過させて
孔付きミラーの鏡面により反射された測定光路の光軸と
一致させる。
【００１５】また請求項２の発明では、二つの光源を使
用してその光源からの光を測定光と補正光とに分割し、
補正光路の光と測定光路の光との切り換えは、二つの光
源の半導体レーザの発光を直接オン・オフさせることに
より行なうものである。また請求項３の発明では、二つ
の光源を使用してその光源からの光を測定光と補正光と
に分割し、補正光路の光と測定光路の光との切り換え
は、補正光路中または測定光路中に設置されている光減
衰器の交互の動作により行うものである。
用してその光源からの光を測定光と補正光とに分割し、
補正光路の光と測定光路の光との切り換えは、二つの光
源の半導体レーザの発光を直接オン・オフさせることに
より行なうものである。また請求項３の発明では、二つ
の光源を使用してその光源からの光を測定光と補正光と
に分割し、補正光路の光と測定光路の光との切り換え
は、補正光路中または測定光路中に設置されている光減
衰器の交互の動作により行うものである。
【００１６】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明の実施例を具
体的に説明する。図１（Ａ）は本発明に係る光波測距装
置の請求項１の発明の説明図である。図１（Ｂ）は同上
の実施例であって、光学的接続と電気的接続を示すブロ
ック図である。図１（Ａ），（Ｂ）について本発明に係
る光波測距装置の請求項１の発明の光学系を説明する。
一つの光源１を使用してその光源１からの光を測定光と
補正光とに分割する。光源１には高周波（〜２ＧＨｚ）
の強度変調が容易な半導体レーザを使用する。測定光と
補正光とのそれぞれの光路Ｘ，Ｙ中には、光減衰器（光
スイッチ）２，３を設置するもので、その光減衰器２，
３により測定光と補正光とを交互に遮光するようにして
いる。光減衰器２，３としては、例としてパルスモータ
ｍにより駆動される機械的シャッターＳを使用するもの
で、図１（Ｂ）の例では一個の機械的シャッターＳによ
り二個の光減衰器２，３を兼用している。なお、光減衰
器２，３は、ＫＤＰ，ＡＰＤ，カーセル，液晶シャッタ
などを使用してもよい。
体的に説明する。図１（Ａ）は本発明に係る光波測距装
置の請求項１の発明の説明図である。図１（Ｂ）は同上
の実施例であって、光学的接続と電気的接続を示すブロ
ック図である。図１（Ａ），（Ｂ）について本発明に係
る光波測距装置の請求項１の発明の光学系を説明する。
一つの光源１を使用してその光源１からの光を測定光と
補正光とに分割する。光源１には高周波（〜２ＧＨｚ）
の強度変調が容易な半導体レーザを使用する。測定光と
補正光とのそれぞれの光路Ｘ，Ｙ中には、光減衰器（光
スイッチ）２，３を設置するもので、その光減衰器２，
３により測定光と補正光とを交互に遮光するようにして
いる。光減衰器２，３としては、例としてパルスモータ
ｍにより駆動される機械的シャッターＳを使用するもの
で、図１（Ｂ）の例では一個の機械的シャッターＳによ
り二個の光減衰器２，３を兼用している。なお、光減衰
器２，３は、ＫＤＰ，ＡＰＤ，カーセル，液晶シャッタ
などを使用してもよい。
【００１７】受光部７の受光素子は、周波数応答のよい
ＡＰＤ（アパランシェフォトダイオード）を使用するの
であるが、測定光と補正光との像を、共に受光部７のＡ
ＰＤ上に正確に結像させるために受光レンズ４及びレン
ズ５，６を使用している。なお、図中の１０は機械的シ
ャッタＳ（光減衰器３）の後方に設置されたミラーであ
り、また１１は機械的シャッタＳ（光減衰器３）の前方
に設置されたミラーであって、ミラー１０とミラー１１
とは、中間に機械的シャッタＳ（光減衰器３）を介して
図中においてハ字状に対向しており、またそのミラー１
０は図中の上下方向においてハーフミラー９と平行状態
に対向して設置されている。さらに８は光路中において
機械的シャッタＳ（光減衰器２）の前方に設置された孔
付きミラーであるが、この孔付きミラー８の孔８′は、
光源１，ハーフミラー９，光減衰器２及び被測定物体Ｍ
を結ぶ光路上に位置している。このようにして測定光路
Ｘと補正光路Ｙとから成る光学系が構成される。
ＡＰＤ（アパランシェフォトダイオード）を使用するの
であるが、測定光と補正光との像を、共に受光部７のＡ
ＰＤ上に正確に結像させるために受光レンズ４及びレン
ズ５，６を使用している。なお、図中の１０は機械的シ
ャッタＳ（光減衰器３）の後方に設置されたミラーであ
り、また１１は機械的シャッタＳ（光減衰器３）の前方
に設置されたミラーであって、ミラー１０とミラー１１
とは、中間に機械的シャッタＳ（光減衰器３）を介して
図中においてハ字状に対向しており、またそのミラー１
０は図中の上下方向においてハーフミラー９と平行状態
に対向して設置されている。さらに８は光路中において
機械的シャッタＳ（光減衰器２）の前方に設置された孔
付きミラーであるが、この孔付きミラー８の孔８′は、
光源１，ハーフミラー９，光減衰器２及び被測定物体Ｍ
を結ぶ光路上に位置している。このようにして測定光路
Ｘと補正光路Ｙとから成る光学系が構成される。
【００１８】次に上記光学系の動作状態について、図１
（Ｂ）を参照しながら述べる。光源１からの光は、レン
ズ６，ハーフミラー９及び機械的シャッタＳ（光減衰器
２）を介して孔付きミラー８の孔８′を通過し、被測定
物体Ｍを照射する。このことにより光源１からの光を最
大限に利用することができる。被測定物体Ｍからの反射
光（散乱光）は、孔付きミラー８の鏡面により反射され
て光路が曲げられるとともに、受光レンズ４により集光
されて受光部７のＡＰＤ上に結像する。このときの被測
定物体Ｍからの反射光のロスは孔付きミラー８の孔８′
を通過する光だけである。補正光路Ｙの光は、孔付きミ
ラー８の鏡面の反対側から孔８′を通過して、孔付きミ
ラー８の鏡面に反射された測定光路Ｘの光の光軸と一致
するようにする。このためには補正光路Ｙ中のハーフミ
ラー９，ミラー１０，ミラー１１などの設置位置とか角
度などを調整する。補正光路Ｙ中の光は、孔付きミラー
８の鏡面の反対側から孔付きミラー８の孔８′を通過し
て受光部７の受光素子に入射するため、孔付きミラー８
の鏡面と被測定物体Ｍとの間に反射光を制限するような
光学素子を置く必要がないのである。
（Ｂ）を参照しながら述べる。光源１からの光は、レン
ズ６，ハーフミラー９及び機械的シャッタＳ（光減衰器
２）を介して孔付きミラー８の孔８′を通過し、被測定
物体Ｍを照射する。このことにより光源１からの光を最
大限に利用することができる。被測定物体Ｍからの反射
光（散乱光）は、孔付きミラー８の鏡面により反射され
て光路が曲げられるとともに、受光レンズ４により集光
されて受光部７のＡＰＤ上に結像する。このときの被測
定物体Ｍからの反射光のロスは孔付きミラー８の孔８′
を通過する光だけである。補正光路Ｙの光は、孔付きミ
ラー８の鏡面の反対側から孔８′を通過して、孔付きミ
ラー８の鏡面に反射された測定光路Ｘの光の光軸と一致
するようにする。このためには補正光路Ｙ中のハーフミ
ラー９，ミラー１０，ミラー１１などの設置位置とか角
度などを調整する。補正光路Ｙ中の光は、孔付きミラー
８の鏡面の反対側から孔付きミラー８の孔８′を通過し
て受光部７の受光素子に入射するため、孔付きミラー８
の鏡面と被測定物体Ｍとの間に反射光を制限するような
光学素子を置く必要がないのである。
【００１９】次に、図１（Ｂ）を参照しながら本発明に
係る光波測距装置の請求項１の発明の電気系について説
明する。先ず基準発振器Ａからの信号を基にして周波数
シンセサイザＢ1 ，Ｂ2 により周波数ｆ1 ，ｆ2 を作
る。この一つの基準発振器Ａにより発振器の誤差をキャ
ンセルできる。光源１の半導体レーザはレーザドライバ
Ｃにより周波数ｆ1 で強度変調される。前述した機械的
シャッターＳ（光減衰器２，３）は光のオン・オフだけ
ではなく通過光量を可変させることもできるので、例え
ば補正光量が大きすぎるときは自由に光量を制限するこ
とができる。
係る光波測距装置の請求項１の発明の電気系について説
明する。先ず基準発振器Ａからの信号を基にして周波数
シンセサイザＢ1 ，Ｂ2 により周波数ｆ1 ，ｆ2 を作
る。この一つの基準発振器Ａにより発振器の誤差をキャ
ンセルできる。光源１の半導体レーザはレーザドライバ
Ｃにより周波数ｆ1 で強度変調される。前述した機械的
シャッターＳ（光減衰器２，３）は光のオン・オフだけ
ではなく通過光量を可変させることもできるので、例え
ば補正光量が大きすぎるときは自由に光量を制限するこ
とができる。
【００２０】位相計測の要領を説明する｛図１（Ｂ）の
太線参照｝。受光部７の受光素子ＡＰＤから入射した光
は、増幅器Ｄ，バンドパスフィルタＥを通って周波数シ
ンセサイザＢ2 の信号とミキサーＦ2 によりミキシング
されてローパスフィルタＨ2を通ることにより、（周波
数ｆ1 −周波数ｆ2 ）の周波数成分だけを通過させてこ
れを測定信号Ｊ2 とする。一方、周波数シンセサイザＢ
1 と周波数シンセサイザＢ2 とからの信号もミキサーＦ
1 によりミキシングされローパスフィルタＨ1を通るこ
とにより、（周波数ｆ1 −周波数ｆ2 ）の周波数成分だ
けを通過させてこれを参照信号Ｊ1 とする。参照信号Ｊ
1 と測定信号Ｊ2 との両者の信号を位相比較器Ｋに入力
することにより、参照信号Ｊ1 を基準とした測定信号Ｊ
2 の位相差を計測するのである。なお、図中においてＯ
はＡＰＤバイアス電源である。また図中の太線は電気的
接続を示しており、また細線は光学的接続を示してい
る。
太線参照｝。受光部７の受光素子ＡＰＤから入射した光
は、増幅器Ｄ，バンドパスフィルタＥを通って周波数シ
ンセサイザＢ2 の信号とミキサーＦ2 によりミキシング
されてローパスフィルタＨ2を通ることにより、（周波
数ｆ1 −周波数ｆ2 ）の周波数成分だけを通過させてこ
れを測定信号Ｊ2 とする。一方、周波数シンセサイザＢ
1 と周波数シンセサイザＢ2 とからの信号もミキサーＦ
1 によりミキシングされローパスフィルタＨ1を通るこ
とにより、（周波数ｆ1 −周波数ｆ2 ）の周波数成分だ
けを通過させてこれを参照信号Ｊ1 とする。参照信号Ｊ
1 と測定信号Ｊ2 との両者の信号を位相比較器Ｋに入力
することにより、参照信号Ｊ1 を基準とした測定信号Ｊ
2 の位相差を計測するのである。なお、図中においてＯ
はＡＰＤバイアス電源である。また図中の太線は電気的
接続を示しており、また細線は光学的接続を示してい
る。
【００２１】補正の要領を説明する。先ず機械的シャッ
ターＳを操作して測定光路Ｘの光を遮断して補正光路Ｙ
の光のみを通過させ、補正光路Ｙの光の位相差Φ１を測
定してコンピュータＧに記憶させる。ここでΦ１＝ΦX
＋ΦY である（ΦX は回路系の位相誤差、ΦY は補正光
学系の光長に起因する位相）。次に機械的シャッターＳ
を操作して今度は反対に補正光路Ｙを遮断して測定光路
Ｘの光のみを通過させて測定光路Ｘの光の位相差Φ２を
測定し、コンピュータＧに記憶させる。ここでΦ２＝Φ
X ＋ΦZ である（ΦX は回路系の位相誤差、ΦZ は測定
物体までの距離に起因する位相）。
ターＳを操作して測定光路Ｘの光を遮断して補正光路Ｙ
の光のみを通過させ、補正光路Ｙの光の位相差Φ１を測
定してコンピュータＧに記憶させる。ここでΦ１＝ΦX
＋ΦY である（ΦX は回路系の位相誤差、ΦY は補正光
学系の光長に起因する位相）。次に機械的シャッターＳ
を操作して今度は反対に補正光路Ｙを遮断して測定光路
Ｘの光のみを通過させて測定光路Ｘの光の位相差Φ２を
測定し、コンピュータＧに記憶させる。ここでΦ２＝Φ
X ＋ΦZ である（ΦX は回路系の位相誤差、ΦZ は測定
物体までの距離に起因する位相）。
【００２２】位相差Φ１と位相差Φ２の位相計測は、お
互いに近い時間内で行われるものであるが、位相差Φ１
と位相差Φ２の計測はどちらが先に行われても構わな
い。そしてコンピュータＧにより（Φ２−Φ１）を計算
して、Φ２−Φ１＝ΦZ −ΦY ─（１）式となり、回路
系による位相差が除去されるのである。
互いに近い時間内で行われるものであるが、位相差Φ１
と位相差Φ２の計測はどちらが先に行われても構わな
い。そしてコンピュータＧにより（Φ２−Φ１）を計算
して、Φ２−Φ１＝ΦZ −ΦY ─（１）式となり、回路
系による位相差が除去されるのである。
【００２３】ところでΦY は既知の値であるから、これ
よりΦZ が計測されることになり、この（１）式により
被測定物体Ｍまでの距離を計測できるのである。請求項
１の発明では、一つの光源１によりドライバ回路を含め
たコスト低減ができ、光減衰器２，３を使用することで
通過光を自由に変化できる。ただし補正光の最大光量
は、光源１としての半導体レザーの前面のハーフミラー
９の光の分割比率によって固定され、また測定光の光量
も減少する。
よりΦZ が計測されることになり、この（１）式により
被測定物体Ｍまでの距離を計測できるのである。請求項
１の発明では、一つの光源１によりドライバ回路を含め
たコスト低減ができ、光減衰器２，３を使用することで
通過光を自由に変化できる。ただし補正光の最大光量
は、光源１としての半導体レザーの前面のハーフミラー
９の光の分割比率によって固定され、また測定光の光量
も減少する。
【００２４】図２（Ａ）は本発明に係る光波測距装置の
請求項２の発明の説明図である。図２（Ｂ）は同上の実
施例であって、光学的接続と電気的接続を示すブロック
図である。なお図２（Ａ），（Ｂ）において、図１
（Ａ），（Ｂ）に対応する箇所には図１（Ａ），（Ｂ）
に付した符号と同一の符号を付しており、同一の機能を
もつものである。そして請求項２の発明では請求項１の
発明と光学系のみが相違しており、補正光と測定光との
切り換えは電源の半導体レーザの発光を直接オン・オフ
させることにより行うもので、電源としては二つの半導
体レーザ１1 ，１2をそれぞれ使用するものである。な
お図２（Ｂ）中の１２及び１３は、半導体レーザ１1 及
び半導体レーザ１2 の前面に設置されたレンズである。
請求項２の発明の説明図である。図２（Ｂ）は同上の実
施例であって、光学的接続と電気的接続を示すブロック
図である。なお図２（Ａ），（Ｂ）において、図１
（Ａ），（Ｂ）に対応する箇所には図１（Ａ），（Ｂ）
に付した符号と同一の符号を付しており、同一の機能を
もつものである。そして請求項２の発明では請求項１の
発明と光学系のみが相違しており、補正光と測定光との
切り換えは電源の半導体レーザの発光を直接オン・オフ
させることにより行うもので、電源としては二つの半導
体レーザ１1 ，１2をそれぞれ使用するものである。な
お図２（Ｂ）中の１２及び１３は、半導体レーザ１1 及
び半導体レーザ１2 の前面に設置されたレンズである。
【００２５】請求項２の発明では、請求項１の発明のよ
うにパルスモータｍにより駆動される機械的シャッター
Ｓを使用する必要がないので、コスト低減ができ、また
補正光路Ｙ中にハーフミラー９を設置する必要がない分
だけ光源の半導体レーザ１1，１2 の発光光量を有効に
使用できる。ただし光源１の発光を高速度でオン・オフ
させることは、半導体レーザ１1 ，１2 以外のレーザで
は困難であり、また半導体レーザ１1 ，１2 を使用して
もオン・オフの立ち上がり時に回路の位相特性が変動す
るなどの問題点がある。
うにパルスモータｍにより駆動される機械的シャッター
Ｓを使用する必要がないので、コスト低減ができ、また
補正光路Ｙ中にハーフミラー９を設置する必要がない分
だけ光源の半導体レーザ１1，１2 の発光光量を有効に
使用できる。ただし光源１の発光を高速度でオン・オフ
させることは、半導体レーザ１1 ，１2 以外のレーザで
は困難であり、また半導体レーザ１1 ，１2 を使用して
もオン・オフの立ち上がり時に回路の位相特性が変動す
るなどの問題点がある。
【００２６】図３（Ａ）は本発明に係る光波測距装置の
請求項３の発明の説明図である。なお、図３（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）において、図１（Ａ），（Ｂ）
に対応する箇所には図１（Ａ），（Ｂ）に付した符号と
同一の符号を付しており、同一の機能をもつものであ
る。図３（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）では図１（Ｂ）と光学
系のみが相違しており、補正光と測定光との切り換え
は、電源として半導体レーザ１1 ，１2 の発光を直接オ
ン・オフさせることにより行うものである。そして二つ
の半導体レーザ１1 ，１2 による二つの光源を使用して
その光源からの光を測定光と補正光とに分割し、測定光
路Ｘ中にのみ、または補正光路Ｙ中にのみ、または測定
光路Ｘ及び補正光路Ｙの両光路中に光減衰器（機械的シ
ャッタＳ）を設置するものである。なお光減衰器として
は、ＫＤＰ，ＡＰＤ，カーセル，液晶シャッタなどを使
用してもよい。
請求項３の発明の説明図である。なお、図３（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）において、図１（Ａ），（Ｂ）
に対応する箇所には図１（Ａ），（Ｂ）に付した符号と
同一の符号を付しており、同一の機能をもつものであ
る。図３（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）では図１（Ｂ）と光学
系のみが相違しており、補正光と測定光との切り換え
は、電源として半導体レーザ１1 ，１2 の発光を直接オ
ン・オフさせることにより行うものである。そして二つ
の半導体レーザ１1 ，１2 による二つの光源を使用して
その光源からの光を測定光と補正光とに分割し、測定光
路Ｘ中にのみ、または補正光路Ｙ中にのみ、または測定
光路Ｘ及び補正光路Ｙの両光路中に光減衰器（機械的シ
ャッタＳ）を設置するものである。なお光減衰器として
は、ＫＤＰ，ＡＰＤ，カーセル，液晶シャッタなどを使
用してもよい。
【００２７】測定光路Ｘ中または補正光路Ｙ中の光減衰
器（機械的シャッタＳ）の前方に設置されている孔付き
ミラー８の孔８′を、光源（半導体レーザ１1 ，または
半導体レーザ１2 ），光減衰器（機械的シャッタＳ）及
び被測定物体Ｍを結ぶ光路上に位置させることにより、
測定光路Ｘ中のみまたは補正光路Ｙ中のみにおいて電源
（半導体レーザ１1 ，または半導体レーザ１2 ）の発光
を直接オン・オフさせて成る光学系を構成するものであ
る。または測定光路Ｘ中と補正光路Ｙ中にそれぞれ設置
されている光減衰器（機械的シャッタＳ）により、測定
光と補正光とを交互に遮光するようにして光学系を構成
するものである。
器（機械的シャッタＳ）の前方に設置されている孔付き
ミラー８の孔８′を、光源（半導体レーザ１1 ，または
半導体レーザ１2 ），光減衰器（機械的シャッタＳ）及
び被測定物体Ｍを結ぶ光路上に位置させることにより、
測定光路Ｘ中のみまたは補正光路Ｙ中のみにおいて電源
（半導体レーザ１1 ，または半導体レーザ１2 ）の発光
を直接オン・オフさせて成る光学系を構成するものであ
る。または測定光路Ｘ中と補正光路Ｙ中にそれぞれ設置
されている光減衰器（機械的シャッタＳ）により、測定
光と補正光とを交互に遮光するようにして光学系を構成
するものである。
【００２８】このようにして孔付きミラー８の鏡面の反
対側から孔８′を通過し被測定物体Ｍを照射した後、孔
付きミラー８の鏡面に反射された測定光路Ｘの光の光軸
と、補正光路Ｙの光軸とを一致させるのである。図３
（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）は請求項３の発明のそれぞれ
異なる実施例であって、光学的接続と電気的接続を示す
ブロック図である。図３（Ｂ）は請求項３の発明の第１
の実施例を示すものであって、電源１として、半導体レ
ーザ１1 の発光を直接オン・オフさせる場合と、半導体
レーザ１2 の前面にパルスモータｍにより駆動される機
械的シャッターＳを設置する場合とがある。また図３
（Ｃ）は請求項３の発明の第１の実施例を示すものであ
って、電源として、半導体レーザ１2 の発光を直接オン
・オフさせる場合と、半導体レーザ１1 の前面にパルス
モータｍにより駆動される機械的シャッターＳを設置す
る場合とがある。さらにまた図３（Ｄ）は請求項３の発
明の第３の実施例を示すものであって、、電源として、
半導体レーザ１1 及び半導体レーザ１2 の前面に、パル
スモータｍにより駆動される機械的シャッターＳをそれ
ぞれ設置する場合である。
対側から孔８′を通過し被測定物体Ｍを照射した後、孔
付きミラー８の鏡面に反射された測定光路Ｘの光の光軸
と、補正光路Ｙの光軸とを一致させるのである。図３
（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）は請求項３の発明のそれぞれ
異なる実施例であって、光学的接続と電気的接続を示す
ブロック図である。図３（Ｂ）は請求項３の発明の第１
の実施例を示すものであって、電源１として、半導体レ
ーザ１1 の発光を直接オン・オフさせる場合と、半導体
レーザ１2 の前面にパルスモータｍにより駆動される機
械的シャッターＳを設置する場合とがある。また図３
（Ｃ）は請求項３の発明の第１の実施例を示すものであ
って、電源として、半導体レーザ１2 の発光を直接オン
・オフさせる場合と、半導体レーザ１1 の前面にパルス
モータｍにより駆動される機械的シャッターＳを設置す
る場合とがある。さらにまた図３（Ｄ）は請求項３の発
明の第３の実施例を示すものであって、、電源として、
半導体レーザ１1 及び半導体レーザ１2 の前面に、パル
スモータｍにより駆動される機械的シャッターＳをそれ
ぞれ設置する場合である。
【００２９】請求項３の発明の各実施例では、請求項１
の発明の実施例と請求項２の発明の実施例との両方の効
果を奏することかできる。
の発明の実施例と請求項２の発明の実施例との両方の効
果を奏することかできる。
【００３０】
【発明の効果】本発明に係る光波測距装置は前記のよう
に構成して成るものであって、請求項１，請求項２及び
請求項３の発明は、いずれも補正用および測定用共に同
じ受光素子を使用して補正光路の光軸と測定光路の光軸
とを一致させることにより、受光部における位相誤差を
完全にキャンセルすることができ、また被測定物体と受
光部との間の光路中に、例えば光学素子のような障害物
を置かないように配置して、光源の最大限の発光光量を
被測定物体に照射できるようにするとともに、被測定物
体の反射光量自体が非常に少ない場合でも、できるかぎ
り多くの入射光量を得ることができる利点がある。
に構成して成るものであって、請求項１，請求項２及び
請求項３の発明は、いずれも補正用および測定用共に同
じ受光素子を使用して補正光路の光軸と測定光路の光軸
とを一致させることにより、受光部における位相誤差を
完全にキャンセルすることができ、また被測定物体と受
光部との間の光路中に、例えば光学素子のような障害物
を置かないように配置して、光源の最大限の発光光量を
被測定物体に照射できるようにするとともに、被測定物
体の反射光量自体が非常に少ない場合でも、できるかぎ
り多くの入射光量を得ることができる利点がある。
【００３１】そのうえ請求項１の発明では、一つの光源
によりドライバ回路を含めたコスト低減ができ、二つの
光減衰器を使用することで通過光を自由に変化すること
ができる利点を有している。また請求項２の発明では、
請求項１の発明のようにパルスモータにより駆動される
機械的シャッター、すなわち光減衰器を使用する必要が
ないので、コスト低減ができ、また補正光路中にハーフ
ミラーを設置する必要もないので、その分だけ光源の半
導体レーザの発光光量を有効に使用できる利点を有して
いる。
によりドライバ回路を含めたコスト低減ができ、二つの
光減衰器を使用することで通過光を自由に変化すること
ができる利点を有している。また請求項２の発明では、
請求項１の発明のようにパルスモータにより駆動される
機械的シャッター、すなわち光減衰器を使用する必要が
ないので、コスト低減ができ、また補正光路中にハーフ
ミラーを設置する必要もないので、その分だけ光源の半
導体レーザの発光光量を有効に使用できる利点を有して
いる。
【００３２】また請求項３の発明では、前記した請求項
１の発明と請求項２の発明との両方の利点を有してい
る。
１の発明と請求項２の発明との両方の利点を有してい
る。
【図１】（Ａ）は本発明に係る光波測距装置の請求項１
の発明の説明図、（Ｂ）は請求項１の発明の実施例であ
って、光学的接続と電気的接続を示すブロック図。
の発明の説明図、（Ｂ）は請求項１の発明の実施例であ
って、光学的接続と電気的接続を示すブロック図。
【図２】（Ａ）は本発明に係る光波測距装置の請求項２
の発明の説明図、（Ｂ）は請求項２の発明の実施例であ
って、光学的接続と電気的接続を示すブロック図。
の発明の説明図、（Ｂ）は請求項２の発明の実施例であ
って、光学的接続と電気的接続を示すブロック図。
【図３】（Ａ）は本発明に係る光波測距装置の請求項３
の発明の説明図、（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）は請求項３
の発明のそれぞれ異なる実施例であって、光学的接続と
電気的接続を示すブロック図。
の発明の説明図、（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）は請求項３
の発明のそれぞれ異なる実施例であって、光学的接続と
電気的接続を示すブロック図。
【図４】従来の光波測距装置を示すブロック図。
【図５】従来の光波測距装置において、内部補正用の光
学系を異なる受光素子で行うものの一例を示す光学系
図。
学系を異なる受光素子で行うものの一例を示す光学系
図。
【図６】同上の位相測定部の一例を示すブロック図。
【図７】従来の光波測距装置において、測定用と補正用
の受光素子とは同一であり、反射鏡の前に投光部が存在
しているものの一例を示すブロック図。
の受光素子とは同一であり、反射鏡の前に投光部が存在
しているものの一例を示すブロック図。
【図８】同上の反射鏡の前に投光部が存在しているもの
の一例を示す光学系図。
の一例を示す光学系図。
１ 光源 ２，３ 光減衰器 ４ 受光レンズ ７ 受光器 ８ 孔付きミラー ８′ 孔付きミラーの孔 ９ ハーフミラー １０，１１ ミラー Ｍ 被測定物体
【手続補正書】
【提出日】平成７年３月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の光波測距装置の一例を図
４（コロナ社発行「光技術のニーズとシーズ」参照）に
示している。この光波測距装置では送信信号，位相測定
信号などはすべて基準発振器出力より作られる。基準発
振器の発振周波数は送信光の波長を決定するものであ
り、測定精度に直接影響を与える。光波測距装置は広い
範囲で使用されるため発振器として、高安定な温度補償
形水晶発振器が使用されている。周波数シンセサイザ
は、基準発振器の出力から送信信号およびヘテロダイン
検波のための参照信号を作るマイクロコンピュータから
の信号により、必要な測距範囲を得るために３種の周波
数が発生する。
４（コロナ社発行「光技術のニーズとシーズ」参照）に
示している。この光波測距装置では送信信号，位相測定
信号などはすべて基準発振器出力より作られる。基準発
振器の発振周波数は送信光の波長を決定するものであ
り、測定精度に直接影響を与える。光波測距装置は広い
範囲で使用されるため発振器として、高安定な温度補償
形水晶発振器が使用されている。周波数シンセサイザ
は、基準発振器の出力から送信信号およびヘテロダイン
検波のための参照信号を作るマイクロコンピュータから
の信号により、必要な測距範囲を得るために３種の周波
数が発生する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】また図５は従来の光波測距装置の一例の光
学系図（「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆ ４ｔｈ ｍｅｅ
ｔｉｎｇ ｏｎ Ｌｉｇｈｔ Ｗａｖｅ Ｓｅｎｓｉｎ
ｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」参照 ）であるが、レーザか
ら出射した光はレンズでコリメートされた後、ビームス
プリッタで参照光ビームと投光ビームに分岐され、参照
光ビームはロッドレンズによりコア径５０μｍの光ファ
ィバに入射され位相測定器に伝送されるものである。投
光ピームは受光レンズの中心に装着されたプリズム型ミ
ラーにより反射され、受光光学系と同軸に投射される。
図６は従来の光波測距装置の位相測定部の一例のブロッ
ク図（「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ４ｔｈ ｍｅｅｔ
ｉｎｇ ｏｎ Ｌｉｇｈｔ Ｗａｖｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」参照 ）であるが、光ファイバ
でセンサヘッドから伝送されてきた参照光と受信光は、
ＡＰＤにより電気信号に変調され、これらの信号はロー
ノイズアンプで増幅された後、変調周波数よりも高いロ
ーカル信号と混合されて中間周波数に変換される。中間
周波数に変換された参照信号と受信信号のゼロクロス点
をゼロクロスデテクタにより検出し、それらの時間差を
カウンタにより検出するものである。この図５及び図６
で説明した従来の光波測距装置では、内部補正用の光学
系は異なる受光素子で形成されている。
学系図（「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆ ４ｔｈ ｍｅｅ
ｔｉｎｇ ｏｎ Ｌｉｇｈｔ Ｗａｖｅ Ｓｅｎｓｉｎ
ｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」参照 ）であるが、レーザか
ら出射した光はレンズでコリメートされた後、ビームス
プリッタで参照光ビームと投光ビームに分岐され、参照
光ビームはロッドレンズによりコア径５０μｍの光ファ
ィバに入射され位相測定器に伝送されるものである。投
光ピームは受光レンズの中心に装着されたプリズム型ミ
ラーにより反射され、受光光学系と同軸に投射される。
図６は従来の光波測距装置の位相測定部の一例のブロッ
ク図（「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ４ｔｈ ｍｅｅｔ
ｉｎｇ ｏｎ Ｌｉｇｈｔ Ｗａｖｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」参照 ）であるが、光ファイバ
でセンサヘッドから伝送されてきた参照光と受信光は、
ＡＰＤにより電気信号に変調され、これらの信号はロー
ノイズアンプで増幅された後、変調周波数よりも高いロ
ーカル信号と混合されて中間周波数に変換される。中間
周波数に変換された参照信号と受信信号のゼロクロス点
をゼロクロスデテクタにより検出し、それらの時間差を
カウンタにより検出するものである。この図５及び図６
で説明した従来の光波測距装置では、内部補正用の光学
系は異なる受光素子で形成されている。
Claims (3)
- 【請求項１】 一つの光源を使用してその光源からの光
を測定光と補正光とに分割し、その測定光路中と補正光
路中にそれぞれ設置されている光減衰器により測定光と
補正光とを交互に遮光するようにし、補正光路中の光減
衰器の前方に設置されている孔付きミラーの孔を、光
源，ハーフミラー，光減衰器及び被測定物体を結ぶ光路
上に位置させて測定光路と補正光路とから成る光学系を
構成し、この光学系において孔付きミラーの鏡面の反対
側から孔を通過して被測定物体を照射した後、孔付きミ
ラーの鏡面により反射された測定光路の光の光軸と、補
正光路の光軸とを一致させることを特徴とする光波測距
装置。 - 【請求項２】 二つの光源を使用してその光源からの光
を測定光と補正光とに分割し、補正光と測定光との切り
換えは、電源の半導体レーザの発光を直接オン・オフさ
せることにより行ない、補正光路中に設置されている孔
付きミラーの孔を、光源，ハーフミラー，光減衰器及び
被測定物体を結ぶ光路上に位置させて測定光路と補正光
路とから成る光学系を構成し、孔付きミラーの鏡面の反
対側から孔を通過し被測定物体を照射した後、孔付きミ
ラーの鏡面により反射された測定光路の光の光軸と、補
正光路の光軸とを一致させることを特徴とする光波測距
装置。 - 【請求項３】 二つの光源を使用してその光源からの光
を測定光と補正光とに分割し、その測定光路中にのみ、
または補正光路中にのみ、または測定光路及び補正光路
の両光路中に光減衰器を設置するとともに、測定光路中
または補正光路中の光減衰器の前方にそれぞれ設置され
ている孔付きミラーの孔を、光源，光減衰器及び被測定
物体を結ぶ光路上に位置させることにより、測定光路中
のみまたは補正光路中のみにおいて電源の発光を直接オ
ン・オフさせるようにした光学系を構成し、または測定
光路中と補正光路中にそれぞれ設置されている光減衰器
により測定光と補正光とを交互に遮光するようにした光
学系を構成し、孔付きミラーの鏡面の反対側から孔を通
過し被測定物体を照射した後、孔付きミラーの鏡面によ
り反射された測定光路の光の光軸と、補正光路の光軸と
を一致させることを特徴とする光波測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29175594A JPH08146136A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 光波測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29175594A JPH08146136A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 光波測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08146136A true JPH08146136A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17773004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29175594A Withdrawn JPH08146136A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 光波測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08146136A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002124827A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-04-26 | Hilti Ag | 局部発振器およびその使用方法 |
| JP2005101308A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Fujinon Corp | レーザ光送受光装置 |
| JP2006522935A (ja) * | 2003-04-08 | 2006-10-05 | ジ ユニバーシティ オブ ワイカト | レンジ検知システム |
| CN116147685A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-05-23 | 航宇伟创科技(北京)有限公司 | 一种光电转塔内校方法、设备及装置 |
-
1994
- 1994-11-25 JP JP29175594A patent/JPH08146136A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002124827A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-04-26 | Hilti Ag | 局部発振器およびその使用方法 |
| JP2006522935A (ja) * | 2003-04-08 | 2006-10-05 | ジ ユニバーシティ オブ ワイカト | レンジ検知システム |
| JP2005101308A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Fujinon Corp | レーザ光送受光装置 |
| CN116147685A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-05-23 | 航宇伟创科技(北京)有限公司 | 一种光电转塔内校方法、设备及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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