JPH0862332A - 光波測距装置 - Google Patents
光波測距装置Info
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- JPH0862332A JPH0862332A JP6224262A JP22426294A JPH0862332A JP H0862332 A JPH0862332 A JP H0862332A JP 6224262 A JP6224262 A JP 6224262A JP 22426294 A JP22426294 A JP 22426294A JP H0862332 A JPH0862332 A JP H0862332A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光波測距装置の測距精度を向上させる。
【構成】 光波測距装置１は、変調光を射出する発光部
２、発光部２からの射出光を反射器７に向けるように導
く送光用光ファイバ３、反射器７からの反射光を受光す
る受光用光ファイバ６、および反射器７からの反射光と
射出光との位相差を測定して反射器７までの距離を求め
る測定部５から構成されている。そして、送光用光ファ
イバ３の長さＬをその両端面からの反射光の位相差が互
いに１８０°となるように決定する。両端面からの反射
光は互いに打ち消し合うこととなり、距離測定部５１に
おいて受信される受信光の位相は本来受信すべき反射器
７からの反射光の位相に対して殆どずれが生じない。
２、発光部２からの射出光を反射器７に向けるように導
く送光用光ファイバ３、反射器７からの反射光を受光す
る受光用光ファイバ６、および反射器７からの反射光と
射出光との位相差を測定して反射器７までの距離を求め
る測定部５から構成されている。そして、送光用光ファ
イバ３の長さＬをその両端面からの反射光の位相差が互
いに１８０°となるように決定する。両端面からの反射
光は互いに打ち消し合うこととなり、距離測定部５１に
おいて受信される受信光の位相は本来受信すべき反射器
７からの反射光の位相に対して殆どずれが生じない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は測量機に使用される光
波測距装置に関する。
波測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光波測距装置では、発光ダイオード等の
発光素子に変調信号を与えて射出した変調光を送光用光
ファイバを介して外部の反射器へ送り、その反射器から
の反射変調光を受光用光ファイバを介して受光素子で受
光し、その際の射出変調光と反射変調光との位相差を検
出することにより距離測定を行なっている。
発光素子に変調信号を与えて射出した変調光を送光用光
ファイバを介して外部の反射器へ送り、その反射器から
の反射変調光を受光用光ファイバを介して受光素子で受
光し、その際の射出変調光と反射変調光との位相差を検
出することにより距離測定を行なっている。
【０００３】この場合、射出変調光はその一部が送光用
光ファイバの入射端と出射端とでも反射され、受光素子
は反射器からの反射光だけでなく、その送光用光ファイ
バの入射端及び出射端からの反射光をも受光する。ま
た、極く僅かだが、受光用光ファイバの入射端及び出射
端からの反射光をも受光する。その各反射光の位相を図
３を用いて説明する。
光ファイバの入射端と出射端とでも反射され、受光素子
は反射器からの反射光だけでなく、その送光用光ファイ
バの入射端及び出射端からの反射光をも受光する。ま
た、極く僅かだが、受光用光ファイバの入射端及び出射
端からの反射光をも受光する。その各反射光の位相を図
３を用いて説明する。
【０００４】図３は従来の光波測距装置において受信さ
れる反射光の位相を示す図である。この図において、本
来、光波測距装置が検出すべき反射光である反射器から
の反射光６０の位相をθ６０、送光用光ファイバの入射
端及び出射端からの反射光６１，６２（多重反射光）の
位相をθ６１，θ６２とする。また、反射光６１，６２
を合成して得られる反射合成光６３の位相をθ６３とす
る。
れる反射光の位相を示す図である。この図において、本
来、光波測距装置が検出すべき反射光である反射器から
の反射光６０の位相をθ６０、送光用光ファイバの入射
端及び出射端からの反射光６１，６２（多重反射光）の
位相をθ６１，θ６２とする。また、反射光６１，６２
を合成して得られる反射合成光６３の位相をθ６３とす
る。
【０００５】受光素子がこのような各反射光６０，６
１，６２を受信すると、そのときの受信光６４は反射器
からの反射光６０と反射合成光６３とを合成して得ら
れ、その位相はθ６４となる。
１，６２を受信すると、そのときの受信光６４は反射器
からの反射光６０と反射合成光６３とを合成して得ら
れ、その位相はθ６４となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この受信光
６４の位相θ６４は、図３に示すように、本来測定対象
とすべき反射光６０の位相θ６０に対して大幅にずれて
おり、光波測距装置がその受信光６４の位相θ６４に基
づいて反射器７までの距離を測定すると、その測距精度
が低下するという問題があった。
６４の位相θ６４は、図３に示すように、本来測定対象
とすべき反射光６０の位相θ６０に対して大幅にずれて
おり、光波測距装置がその受信光６４の位相θ６４に基
づいて反射器７までの距離を測定すると、その測距精度
が低下するという問題があった。
【０００７】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は測距精度を向上させることができ
る光波測距装置を提供することである。
たもので、その課題は測距精度を向上させることができ
る光波測距装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の光波測距装置は、強度変調され
た変調光を射出する発光手段と、前記発光手段からの射
出変調光を測定対象物に向けるように前記射出変調光を
外部へ導く送光用光ファイバと、受光用光ファイバと、
前記測定対象物からの反射変調光を前記受光用光ファイ
バを介して受光し、前記射出変調光と前記反射変調光と
の位相差を測定して前記測定対象物までの距離を求める
測定手段とを備えている光波測距装置において、前記送
光用光ファイバ及び前記受光用光ファイバの少なくとも
一方のファイバの長さが、前記ファイバの一方の端面か
ら反射された前記変調光と他方の端面から反射された前
記変調光との位相差を１８０°にするように設定されて
いる。
め請求項１記載の発明の光波測距装置は、強度変調され
た変調光を射出する発光手段と、前記発光手段からの射
出変調光を測定対象物に向けるように前記射出変調光を
外部へ導く送光用光ファイバと、受光用光ファイバと、
前記測定対象物からの反射変調光を前記受光用光ファイ
バを介して受光し、前記射出変調光と前記反射変調光と
の位相差を測定して前記測定対象物までの距離を求める
測定手段とを備えている光波測距装置において、前記送
光用光ファイバ及び前記受光用光ファイバの少なくとも
一方のファイバの長さが、前記ファイバの一方の端面か
ら反射された前記変調光と他方の端面から反射された前
記変調光との位相差を１８０°にするように設定されて
いる。
【０００９】また、請求項２記載の発明の光波測距装置
は、前記変調光の変調周波数をｆ、前記ファイバのコア
部の屈折率をＮ、光速度をＣ、係数をα（但しαは奇
数）、とすると、前記送光用光ファイバ及び前記受光用
光ファイバの少なくとも一方のファイバの長さｌは、ｌ
＝α・Ｃ／（４ｆＮ）で決定される。
は、前記変調光の変調周波数をｆ、前記ファイバのコア
部の屈折率をＮ、光速度をＣ、係数をα（但しαは奇
数）、とすると、前記送光用光ファイバ及び前記受光用
光ファイバの少なくとも一方のファイバの長さｌは、ｌ
＝α・Ｃ／（４ｆＮ）で決定される。
【００１０】
【作用】請求項１又は２記載の発明の光波測距装置で
は、ファイバの長さを、一方の端面から反射された変調
光と他方の端面から反射された変調光との位相差が１８
０°となるように設定するので、各端面からの反射変調
光の各々の光量は殆ど等しいことから、各端面からの反
射変調光は互いに打ち消し合うこととなり、実際に受信
される反射変調光の位相は本来受信すべき測定対象物か
らの反射変調光の位相に対してほとんどずれない。
は、ファイバの長さを、一方の端面から反射された変調
光と他方の端面から反射された変調光との位相差が１８
０°となるように設定するので、各端面からの反射変調
光の各々の光量は殆ど等しいことから、各端面からの反
射変調光は互いに打ち消し合うこととなり、実際に受信
される反射変調光の位相は本来受信すべき測定対象物か
らの反射変調光の位相に対してほとんどずれない。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１２】図１はこの発明の一実施例に係る光波測距
装置の全体構成を示す図である。光波測距装置１は、強
度変調された変調光を射出する発光部（発光手段）２
と、発光部２からの射出光（射出変調光）を対物レンズ
４を介して測定対象物である反射器（例えばコーナキュ
ーブやレフシート）７へ向けるように導く送光用光ファ
イバ３と、反射器７からの反射光（反射変調光）を対物
レンズ４を介して受光する受光用光ファイバ６と、反射
器７からの反射光を受光用光ファイバ６を介して受光
し、射出光と反射光との位相差を測定して反射器７まで
の距離を求める測定部（測定手段）５とで構成されてい
る。発光部２は、発光ダイオード等の発光素子２２と、
発光素子２２から射出される光を変調する変調器２１と
からなる。また、測定部５は、反射光を受光する受光素
子５２と、その反射光と射出光との位相差を求めて反射
器７までの距離を測定する距離測定器５１とからなる。
なお、距離測定器５１には、変調器２１から射出光の位
相情報及び変調周波数情報が図示されていない信号線を
経由して送られているものとする。
装置の全体構成を示す図である。光波測距装置１は、強
度変調された変調光を射出する発光部（発光手段）２
と、発光部２からの射出光（射出変調光）を対物レンズ
４を介して測定対象物である反射器（例えばコーナキュ
ーブやレフシート）７へ向けるように導く送光用光ファ
イバ３と、反射器７からの反射光（反射変調光）を対物
レンズ４を介して受光する受光用光ファイバ６と、反射
器７からの反射光を受光用光ファイバ６を介して受光
し、射出光と反射光との位相差を測定して反射器７まで
の距離を求める測定部（測定手段）５とで構成されてい
る。発光部２は、発光ダイオード等の発光素子２２と、
発光素子２２から射出される光を変調する変調器２１と
からなる。また、測定部５は、反射光を受光する受光素
子５２と、その反射光と射出光との位相差を求めて反射
器７までの距離を測定する距離測定器５１とからなる。
なお、距離測定器５１には、変調器２１から射出光の位
相情報及び変調周波数情報が図示されていない信号線を
経由して送られているものとする。
【００１３】上記構成の光波測距装置１において、本実
施例では、送光用光ファイバ３の長さｌを、次式（１）
で決定される長さに設定する。
施例では、送光用光ファイバ３の長さｌを、次式（１）
で決定される長さに設定する。
【００１４】 ｌ＝α・Ｃ／（４ｆＮ）・・・・・・式（１） ここで、α：係数（但しαは奇数） Ｃ：光速 ｆ：変調周波数 Ｎ：送光用光ファイバのコア部屈折率 送光用光ファイバ３が上記式（１）で決定される長さｌ
をとるとき、送光用光ファイバ３の入射端面及び出射端
面での各反射光の位相差は互いに１８０°となる。次
に、送光用光ファイバ３の長さＬを上記式（１）に設定
したとき、測定部５において受信される各反射光の位相
を図２を用いて説明する。
をとるとき、送光用光ファイバ３の入射端面及び出射端
面での各反射光の位相差は互いに１８０°となる。次
に、送光用光ファイバ３の長さＬを上記式（１）に設定
したとき、測定部５において受信される各反射光の位相
を図２を用いて説明する。
【００１５】図２はこの実施例の光波測距装置において
受信される反射光の位相を示す図である。この図におい
て、本来、光波測距装置１が検出すべき反射光である反
射器７からの反射光１０の位相をθ１０、送光用光ファ
イバ３の入射端面及び出射端面からの反射光１１，１２
の位相をθ１１，θ１２とする。また、反射光１１，１
２を合成して得られる反射合成光１３の位相をθ１３と
する。
受信される反射光の位相を示す図である。この図におい
て、本来、光波測距装置１が検出すべき反射光である反
射器７からの反射光１０の位相をθ１０、送光用光ファ
イバ３の入射端面及び出射端面からの反射光１１，１２
の位相をθ１１，θ１２とする。また、反射光１１，１
２を合成して得られる反射合成光１３の位相をθ１３と
する。
【００１６】受光素子５２がこのような各反射光１０，
１１，１２を受信すると、そのときの受信光１４は反射
器７からの反射光１０と多重反射光１３とを合成して得
られ、その位相はθ１４となる。
１１，１２を受信すると、そのときの受信光１４は反射
器７からの反射光１０と多重反射光１３とを合成して得
られ、その位相はθ１４となる。
【００１７】ところで、この実施例では、上述したよう
に送光用光ファイバ３の入射端面及び出射端面からの反
射光１１と反射光１２との位相差は１８０°となり、し
かもその反射光１１，１２の各々の光量はほとんど等し
いことから、反射光１１，１２は互いに打ち消し合うこ
ととなり、距離測定部５１において受信される受信光１
４の位相θ１４は本来受信すべき反射器７からの反射光
１０の位相θ１０に対してほとんどずれない。
に送光用光ファイバ３の入射端面及び出射端面からの反
射光１１と反射光１２との位相差は１８０°となり、し
かもその反射光１１，１２の各々の光量はほとんど等し
いことから、反射光１１，１２は互いに打ち消し合うこ
ととなり、距離測定部５１において受信される受信光１
４の位相θ１４は本来受信すべき反射器７からの反射光
１０の位相θ１０に対してほとんどずれない。
【００１８】すなわち、距離測定部５１での位相測定に
おいて、反射合成光１３の影響による位相測定誤差を大
幅に抑えることができ、それに伴い距離測定の精度も大
幅に向上させることができる。以下に、その効果を従来
例と比較して具体的に説明する。
おいて、反射合成光１３の影響による位相測定誤差を大
幅に抑えることができ、それに伴い距離測定の精度も大
幅に向上させることができる。以下に、その効果を従来
例と比較して具体的に説明する。
【００１９】変調周波数ｆを１００ＭＨｚ、送光用光フ
ァイバ３のコア部屈折率Ｎを1 ．５、光速Ｃ を３０万
ｋｍ／ｓとし、送光用光ファイバ３の長さｌを仮に１６
ｃｍとしたとき、送光用光ファイバ３の両端面からの反
射光の位相差は５７．６°となり、反射光同士は互いに
打ち消し合うことができず、その多重反射光としての大
きさも、反射器７からの反射光に対して６．８７％とな
る。したがって、受信光としての位相も、反射器７から
の反射光の位相に対して大幅に異なってくる。
ァイバ３のコア部屈折率Ｎを1 ．５、光速Ｃ を３０万
ｋｍ／ｓとし、送光用光ファイバ３の長さｌを仮に１６
ｃｍとしたとき、送光用光ファイバ３の両端面からの反
射光の位相差は５７．６°となり、反射光同士は互いに
打ち消し合うことができず、その多重反射光としての大
きさも、反射器７からの反射光に対して６．８７％とな
る。したがって、受信光としての位相も、反射器７から
の反射光の位相に対して大幅に異なってくる。
【００２０】これに対して、上記式（１）に基づいて送
光用光ファイバ３の長さｌを決定し、５０ｃｍとすれ
ば、送光用光ファイバ３の両端面からの反射光の位相差
は１８０°となり、反射光同士は互いに打ち消し合うこ
ととなり、その多重反射光としての大きさも、反射器７
からの反射光に対して０．１６％となる。したがって、
多重反射光による影響を大幅に低減でき、受信光として
の位相は反射器７からの反射光の位相とほとんど同じに
なり、位相測定誤差を約２％に抑えることができる。
光用光ファイバ３の長さｌを決定し、５０ｃｍとすれ
ば、送光用光ファイバ３の両端面からの反射光の位相差
は１８０°となり、反射光同士は互いに打ち消し合うこ
ととなり、その多重反射光としての大きさも、反射器７
からの反射光に対して０．１６％となる。したがって、
多重反射光による影響を大幅に低減でき、受信光として
の位相は反射器７からの反射光の位相とほとんど同じに
なり、位相測定誤差を約２％に抑えることができる。
【００２１】上述の説明では、送光用光ファイバの長さ
を式（１）に基づいて設定するようにしたが、受光用光
ファイバの方を式（１）に基づいて設定するようにして
もよい。また、送光用光ファイバと受光用光ファイバと
の双方の長さを式（１）に基づいて設定するようにして
もよい。
を式（１）に基づいて設定するようにしたが、受光用光
ファイバの方を式（１）に基づいて設定するようにして
もよい。また、送光用光ファイバと受光用光ファイバと
の双方の長さを式（１）に基づいて設定するようにして
もよい。
【００２２】また、変調周波数を更に上げると、光ファ
イバの長さが式（１）に基づいて短くなるので、光ファ
イバの収納スペースを狭くすることが可能である。
イバの長さが式（１）に基づいて短くなるので、光ファ
イバの収納スペースを狭くすることが可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１又は２記載
の発明の光波測距装置によれば、ファイバ各端面からの
反射変調光が互いに打ち消し合うので、多重反射光によ
る位相測定誤差を大幅に抑えることができ、距離測定の
精度が大幅に向上させることができる。
の発明の光波測距装置によれば、ファイバ各端面からの
反射変調光が互いに打ち消し合うので、多重反射光によ
る位相測定誤差を大幅に抑えることができ、距離測定の
精度が大幅に向上させることができる。
【図１】図１はこの発明の一実施例に係る光波測距装置
の全体構成を示す図である。
の全体構成を示す図である。
【図２】図２はこの実施例の光波測距装置において受信
される反射光の位相を示す図である。
される反射光の位相を示す図である。
【図３】図３は従来の光波測距装置において受信される
反射光の位相を示す図である。
反射光の位相を示す図である。
１ 光波測距装置 ２ 発光部 ３ 送光用光ファイバ ４ 対物レンズ ５ 測定部 ６ 受光用光ファイバ １０ 反射器からの反射光 １１ 送光用光ファイバの出射端面からの反射光 １２ 送光用光ファイバの入射端面からの反射光 １３ 反射合成光 １４ 受信光 ２１ 変調器 ２２ 発光素子 ５１ 距離測定器 ５２ 受光素子
Claims (2)
- 【請求項１】 強度変調された変調光を射出する発光手
段と、 前記発光手段からの射出変調光を測定対象物に向けるよ
うに前記射出変調光を外部へ導く送光用光ファイバと、 受光用光ファイバと、 前記測定対象物からの反射変調光を前記受光用光ファイ
バを介して受光し、前記射出変調光と前記反射変調光と
の位相差を測定して前記測定対象物までの距離を求める
測定手段とを備えている光波測距装置において、 前記送光用光ファイバ及び前記受光用光ファイバの少な
くとも一方のファイバの長さが、前記ファイバの一方の
端面から反射された前記変調光と他方の端面から反射さ
れた前記変調光との位相差を１８０°にするように設定
されていることを特徴とする光波測距装置。 - 【請求項２】 前記変調光の変調周波数をｆ、前記ファ
イバのコア部の屈折率をＮ、光速度をＣ、係数をα（但
しαは奇数）、とすると、 前記送光用光ファイバ及び前記受光用光ファイバの少な
くとも一方のファイバの長さｌは、 ｌ＝α・Ｃ／（４ｆＮ） で決定されることを特徴とする請求項１記載の光波測距
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6224262A JPH0862332A (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 光波測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6224262A JPH0862332A (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 光波測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862332A true JPH0862332A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16811026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6224262A Withdrawn JPH0862332A (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 光波測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0862332A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021015097A (ja) * | 2019-07-16 | 2021-02-12 | パイオニア株式会社 | 信号処理装置 |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP6224262A patent/JPH0862332A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021015097A (ja) * | 2019-07-16 | 2021-02-12 | パイオニア株式会社 | 信号処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |