JP2003194518A - Laser distance measuring apparatus - Google Patents

Laser distance measuring apparatus

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JP2003194518A
JP2003194518A JP2001400242A JP2001400242A JP2003194518A JP 2003194518 A JP2003194518 A JP 2003194518A JP 2001400242 A JP2001400242 A JP 2001400242A JP 2001400242 A JP2001400242 A JP 2001400242A JP 2003194518 A JP2003194518 A JP 2003194518A
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optical path
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distance measuring
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Japanese (ja)
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Katsuhiko Sato
勝彦 佐藤
Shigehiko Mukai
成彦 向井
Satoshi Okada
敏 岡田
Yasuhiro Yuguchi
康弘 湯口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser distance measuring apparatus that has a small size and a light weight, can perform measurement to narrow spaces contactlessly, and can be used in gaseous and liquid environments. <P>SOLUTION: This laser distance measuring apparatus is provided with a measurement-side optical path which divides low-coherence laser light from a laser into measuring light and reference light, projects the measuring light upon an object to be measured by using an optical fiber, and leads reflected light from the object; a reference-side optical fiber which leads the reference light; and a light modulator which is provided at the front end of the reference-side optical path, reflects the reference light, and modulates the length of the reference-side optical path within the range from one wavelength to several hundred wavelengths of the laser light. This apparatus is also provided with a photodetector which detects output light produced by synthesizing reference-side reflected light reflected by the light modulator and led through the reference-side optical path and measurement-side reflected light and a data processor which outputs the information on the distance of the object to be measured by analyzing the presence/absence of interference and determining whether or not the lengths of the measurement- and reference-side optical paths are coincident with each other by correlating the signals obtained by means of the photodetector with the modulated signals of the modulator. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバーによ
ってレーザ光を伝送してアクティブ式の非接触距離計測
を行うレーザ距離計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser distance measuring device for transmitting a laser beam through an optical fiber to perform active non-contact distance measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の非接触の距離計測にはアクティブ
式とパッシブ式がある。アクティブ式は、計測器から
光、音、電波などの信号を計測対象物に向け投射し、計
測対象物からの反射を計測する事により距離を計測する
方式である。パッシブ式は、対象物自身から投射される
情報を読み取り距離を計測する方式で、カメラによる画
像処理計測などがある。
2. Description of the Related Art Conventional non-contact distance measurement includes active type and passive type. The active type is a method of measuring a distance by projecting a signal such as light, sound, or radio wave from a measuring instrument toward an object to be measured and measuring reflection from the object to be measured. The passive method is a method of measuring the distance by reading the information projected from the object itself, and there is an image processing measurement by a camera.

【0003】一般的に視覚情報を基本とするパッシブ式
は照度や雰囲気の透明度など環境の影響を受け易く、使
用環境が限定される欠点があり、適用場所や適用環境が
限定される。アクティブ式は距離計測に頼る信号を計測
器自ら提供するので外部環境の影響を受けにくい利点が
あるが、従来のアクティブ式距離計測の方法では、それ
ぞれの計測原理により適用範囲が限定される欠点があ
る。
Generally, the passive type based on visual information is easily affected by the environment such as the illuminance and the transparency of the atmosphere and has a drawback that the use environment is limited, and the application place and the application environment are limited. The active type provides a signal that relies on distance measurement by itself, so it has the advantage that it is not easily affected by the external environment.However, the conventional active distance measuring method has the drawback that the applicable range is limited by each measurement principle. is there.

【0004】例えば、渦電流式は、比較的近い距離しか
計測できない事や、センサから最も近いポイントの距離
しか計測できないため周囲に障害物があると使えない事
や、対象物の材質が限定されるなどの欠点がある。超音
波距離計測の場合は、壁面から反射してくる音を検出す
るため対象物との傾き角に制約がある。このような、渦
電流や音による計測は指向性が悪く、ポイントでの距離
計測を行うことが出来ないので、精密な距離計測は困難
である。
For example, the eddy current method can measure only a comparatively short distance, cannot measure the distance of the closest point from the sensor and cannot be used if there is an obstacle in the vicinity, and the material of the object is limited. There are drawbacks such as In the case of ultrasonic distance measurement, there is a restriction on the tilt angle with respect to the object because the sound reflected from the wall surface is detected. Such directivity of measurement by eddy current or sound is poor, and distance measurement at points cannot be performed, so precise distance measurement is difficult.

【0005】精密なポイントの距離計測が可能なアクテ
ィブ式距離計測方法には、レーザ光を利用する光学原理
による距離計測が一般的である。従来の方法は、レーザ
ポインタとPSD(測距センサ)により三角測量の原理
で計測する方法や、パルスレーザ光の往復時間の計測か
ら距離を計算する方法や、レーザスキャン光とカメラに
よる画像処理により位置と距離を同定する方法などがあ
る。これらは、一般的にレーザ発光側と受光側の2つの
光学装置が必要であり、半導体レーザなどレーザ発振器
や、レーザスキャン機構、自動焦点機構などの光学回路
が必要である。しかし、センサ部の寸法が大きく小型化
が困難で、狭隘部への適用が困難であった。
As an active distance measuring method capable of precise distance measurement, distance measurement based on an optical principle using laser light is generally used. The conventional method is to measure by the principle of triangulation with a laser pointer and PSD (distance measuring sensor), to calculate the distance from the measurement of the round-trip time of pulsed laser light, or to use image processing by a laser scan light and a camera. There is a method of identifying the position and the distance. These generally require two optical devices on the laser emitting side and the light receiving side, and require a laser oscillator such as a semiconductor laser and an optical circuit such as a laser scanning mechanism and an autofocus mechanism. However, the size of the sensor part is large and it is difficult to miniaturize it, and it is difficult to apply it to the narrow part.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解
決するためになされたもので、小形・計量で、狭隘部へ
のポイント計測などを非接触で行うことができ、気中と
液中いずれの環境でも用いることのできるレーザ距離計
測装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is compact and capable of measuring points on narrow spaces in a non-contact manner in air and liquid. It is an object of the present invention to provide a laser distance measuring device that can be used in any environment.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明のレーザ
距離計測装置は、のレーザ光を発生するレーザ装置と、
このレーザ装置から前記レーザ光を受けて計測用レーザ
光と参照用レーザ光に分割するビームスプリッタと、前
記計測用レーザ光を光ファイバーによって導いて計測対
象物に照射し前記計測対象物で反射した計測反射レーザ
光を導く計測側光路と、前記参照用レーザ光を導く参照
側光路と、この参照側光路の先端に設けられ前記参照用
レーザ光を反射するとともに参照側光路の長さを前記レ
ーザ光の1波長から数百波長までの範囲において変調さ
せる光変調器と、この光変調器によって反射され前記参
照側光路によって導かれた参照反射レーザ光および前記
計測反射レーザ光の合成された出力レーザ光を検出する
光検出器と、この光検出器で得られた信号と前記光変調
器の変調信号との相関処理を行い、干渉の有無を分析す
ることにより計測側光路の長さと参照側光路の長さが一
致しているかどうかの判断を行って計測対象物までの距
離に関する情報を出力するデータ処理装置とを備えた構
成とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser distance measuring device, which comprises:
A beam splitter that receives the laser light from this laser device and divides it into a measurement laser light and a reference laser light, and a measurement in which the measurement laser light is guided by an optical fiber to an object to be measured and reflected by the object to be measured. A measurement side optical path that guides a reflected laser beam, a reference side optical path that guides the reference laser beam, and a reference side optical path that is provided at the tip of the reference side optical path and that reflects the reference laser beam, and the length of the reference side optical path is the laser beam. Optical modulator for modulating in the range from 1 wavelength to several hundred wavelengths, and output laser light obtained by combining the reference reflection laser light reflected by the optical modulator and guided by the reference side optical path and the measurement reflection laser light. Measurement is performed by performing a correlation process between the photodetector for detecting the signal and the signal obtained by the photodetector and the modulation signal of the optical modulator, and analyzing the presence or absence of interference. A configuration in which a data processing apparatus length and reference side optical path length of the optical path to output the information about the distance to whether the measurement object by performing judgment match.

【0008】本発明によれば、定盤上に構成しなければ
ならないレーザ発振器やビームスプリッタや受光回路な
どが、センサ部の光ファイバーと完全に分離されてお
り、レーザを投射するセンサ部は柔軟な光ファイバーと
対物レンズのみの構成となるので、計測ヘッドの小型化
が可能で、狭隘部への適用を可能することができる。ま
た、計測ヘッドに駆動機構などがないので水中仕様も容
易に提供することができる。
According to the present invention, the laser oscillator, the beam splitter, the light receiving circuit, etc., which must be formed on the surface plate, are completely separated from the optical fiber of the sensor section, and the sensor section for projecting the laser is flexible. Since only the optical fiber and the objective lens are used, the measuring head can be downsized and can be applied to narrow spaces. Further, since the measuring head does not have a drive mechanism or the like, it is possible to easily provide underwater specifications.

【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、はを備えている構成とする。この発明によれば、参
照側の光路長を容易に計測側と同じに構成する事が可能
であり、かつ参照光側の光ファイバーは丸めた状態で使
用する事ができるので、長距離の光路でも場所を取らず
に実現する事が可能となる。
According to a second aspect of the invention, there is provided a structure according to the first aspect of the invention. According to the present invention, it is possible to easily configure the optical path length on the reference side to be the same as that on the measurement side, and since the optical fiber on the reference light side can be used in a rolled state, even in a long-distance optical path. It can be realized without taking up space.

【0010】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、参照側光路の光ファイバーと計測側光路の光ファイ
バーは同一の保護管内に挿通されている構成とする。こ
の発明によれば、請求項2の発明と同様に、長距離の光
路でも場所を取らずに実現する事が可能となるととも
に、光ファイバーが環境から受ける外乱、温度変化や外
力による伸縮変化を計測側と参照側の2つの光ファイバ
ーが同様に受けるので、これら外乱に対する補償対策を
不要とする事ができる。
According to the invention of claim 3, in the invention of claim 2, the optical fiber of the reference side optical path and the optical fiber of the measurement side optical path are inserted in the same protective tube. According to the present invention, as in the second aspect of the present invention, it is possible to realize a long-distance optical path without taking a lot of space, and it is possible to measure a disturbance received by the optical fiber from the environment, a change in temperature and a change in expansion and contraction due to an external force. Since the two optical fibers on the side of the reference and the optical fiber on the side of the reference receive the same, it is possible to eliminate the need for compensation measures against these disturbances.

【0011】請求項4の発明は、請求項1の発明におい
て、光変調器は、レーザ装置から出射されたレーザ光の
光軸上に直角に設けられた2枚のハーフミラーから成っ
てビームスプリッタを兼ね、参照用レーザ光は、計測側
光路を形成する光ファイバー内を伝送される構成とす
る。この発明によれば、一本の光ファイバーで計測側光
路と参照側光路を形成し、簡素な計測装置とすることが
できる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the optical modulator is a beam splitter including two half mirrors provided at right angles to the optical axis of the laser beam emitted from the laser device. Also, the reference laser light is configured to be transmitted through the optical fiber forming the measurement-side optical path. According to the present invention, a single optical fiber forms the measurement-side optical path and the reference-side optical path, so that a simple measuring device can be obtained.

【0012】請求項5の発明は、請求項1の発明におい
て、ビームスプリッタは、レーザ装置から出射されたレ
ーザ光の光軸上に斜めに設けられた2枚のハーフミラー
から成り、参照側光路から戻った参照用レーザ光は、計
測側光路を形成する光ファイバー内に導入される構成と
する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the beam splitter is composed of two half mirrors obliquely provided on the optical axis of the laser beam emitted from the laser device. The reference laser light returned from is introduced into the optical fiber forming the measurement-side optical path.

【0013】請求項6の発明は、光変調器は、レーザ光
を反射するレトロリフレクタと、このレトロリフレクタ
をレーザ光の光軸方向に駆動するスピーカと、このスピ
ーカを前記光軸方向にリニア駆動するサーボ機構とを備
えた構成とする。
According to a sixth aspect of the invention, an optical modulator includes a retro-reflector that reflects laser light, a speaker that drives the retro-reflector in the optical axis direction of the laser light, and a linear drive of the speaker in the optical axis direction. And a servo mechanism that operates.

【0014】請求項7の発明は、スピーカの代りに、ピ
エゾ素子を備えた構成とする。請求項8の発明は、光変
調器は、光ファイバーと、この光ファイバーを弦のよう
に振動させる磁石とコイルとを備えた構成とする。
According to the invention of claim 7, a piezo element is provided instead of the speaker. According to the invention of claim 8, the optical modulator comprises an optical fiber and a magnet and a coil for vibrating the optical fiber like a string.

【0015】請求項9の発明は、計測側光路を形成する
光ファイバーは多関節マニピュレータに沿って設けら
れ、前記光ファイバーの先端はロボット手首に配置され
ている構成とする。
According to a ninth aspect of the present invention, the optical fiber forming the optical path on the measurement side is provided along the articulated manipulator, and the tip of the optical fiber is arranged on the robot wrist.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態のレー
ザ距離計測装置を図1を参照して説明する。この第1の
実施の形態のレーザ距離計測装置は、低コヒーレンスの
特性を有するレーザ光を発生する半導体レーザ発振器1
aおよび振幅変調発生装置7からなるレーザ装置1と、
ハーフミラー2aを備えたビームスプリッタ2と、光変
調器3と、光ファイバー4と、対物側レンズ5と、接眼
側レンズ6と、受光素子8と、入出力インターフェイス
回路9および計算機10からなるデータ処理装置11と
を主な構成要素とする。12は計測対象物である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A laser distance measuring device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The laser distance measuring apparatus according to the first embodiment is a semiconductor laser oscillator 1 that generates laser light having a low coherence characteristic.
a and a laser device 1 including an amplitude modulation generator 7;
Data processing including a beam splitter 2 having a half mirror 2a, an optical modulator 3, an optical fiber 4, an objective side lens 5, an eyepiece side lens 6, a light receiving element 8, an input / output interface circuit 9 and a computer 10. The device 11 is a main component. Reference numeral 12 is an object to be measured.

【0017】ここで、便宜上、レーザ装置1から出力さ
れてビームスプリッタ2に到達するまでの光路を入力側
光路100、ビームスプリッタ2から分岐して光ファイ
バー4を経て計測対象物12との間を往復する光路を計
測側光路101、同じくビームスプリッタ2から分岐し
て光変調器3との間を往復する光路を参照側光路10
2、ビームスプリッタ2から受光素子8に至る光路を出
力側光路103という。計測側光路101の光路長と、
参照側光路102の光路長はほぼ同じである。
Here, for convenience, the optical path from the laser device 1 to the beam splitter 2 is branched from the input side optical path 100 and the beam splitter 2 to and from the measuring object 12 via the optical fiber 4. The optical path to be measured is the measuring-side optical path 101, and the optical path that branches from the beam splitter 2 and reciprocates with the optical modulator 3 is the reference-side optical path 10.
2. The optical path from the beam splitter 2 to the light receiving element 8 is called the output side optical path 103. The optical path length of the measurement side optical path 101,
The optical path length of the reference side optical path 102 is almost the same.

【0018】光変調器3は光路長を電気的あるいは機械
的あるいは光学的に振動増減する光学装置であり、その
詳細は後述するが、ここでは例えばレトロリフレクタに
よりビームスプリッタ2側から光変調器3に投射された
レーザ光は反射されて元に戻される。レーザ装置1か
ら、すなわち入力側光路100からのレーザ光の一部は
ハーフミラー2aを透過して直進し計測側光路101に
入り、残りのレーザ光はハーフミラー2a面で反射して
(通常の場合は90度反射)参照側光路102に伝送さ
れる。
The optical modulator 3 is an optical device that electrically or mechanically or optically oscillates the optical path length, and the details thereof will be described later. Here, for example, the optical modulator 3 from the beam splitter 2 side by a retro reflector is used. The laser light projected on is reflected and returned. A part of the laser light from the laser device 1, that is, the laser light from the input side optical path 100 passes through the half mirror 2a and goes straight to enter the measurement side optical path 101, and the remaining laser light is reflected by the surface of the half mirror 2a (normal In this case, the light is reflected by the reference side optical path 102.

【0019】計測側光路101と参照側光路102を逆
行してビームスプリッタ2に入る2通りのレーザ光は、
どちらのレーザ光も一部は入力側光路100に行くが、
残りは出力側光路103に入り、フォトダイオード等の
受光素子8に入り、電気信号に変換される。
Two types of laser light which enter the beam splitter 2 by traversing the measurement side optical path 101 and the reference side optical path 102 are:
Some of both laser beams go to the input side optical path 100,
The rest enters the output side optical path 103, enters the light receiving element 8 such as a photodiode, and is converted into an electric signal.

【0020】このような構成とした本発明の第1の実施
の形態のレーザ距離計測装置において、受光素子8に入
る光は、幾つかの光路を通過した光の合成波となる。そ
の複数の光路の長さがほぼ一致する場合は、相互干渉が
発生し、光量の増減が発生するが、通常この変化は微小
であり、検出する事が難しい。しかし、図2(a)に示
すように、一方の光路長をレーザ光の波長の長さと比較
的近い振幅(1波長から数百倍の波長)で一定の周波数
で正弦振動させると、相互干渉から、出力信号はこの周
波数の整数倍の周期で振動を起こす。この整数倍の成分
は、光路長の変調距離をレーザ光の波長で割った値の整
数と一致する。本実施の形態のレーザ距離計測装置はこ
の原理に基づき距離計測を実施する。
In the laser distance measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention having such a structure, the light entering the light receiving element 8 is a composite wave of the light passing through some optical paths. When the lengths of the plurality of optical paths are substantially the same, mutual interference occurs and the amount of light increases or decreases, but this change is usually minute and difficult to detect. However, as shown in FIG. 2A, when one optical path length is sinusoidally oscillated at a constant frequency with an amplitude (wavelength from one wavelength to several hundred times) relatively close to the wavelength length of laser light, mutual interference occurs. Therefore, the output signal oscillates in a cycle that is an integral multiple of this frequency. This integer multiple component matches the integer of the value obtained by dividing the modulation distance of the optical path length by the wavelength of the laser light. The laser distance measuring device according to the present embodiment performs distance measurement based on this principle.

【0021】すなわち、レーザ装置1から発生したレー
ザ光をビームスプリッタ2により2つに分光し、一つは
直進して計測側光路101に入り、接眼側レンズ6、光
ファイバー4、対物側レンズ5を通過して、平行となっ
て計測対象物12に投射される。そのスポット光のほぼ
中心の反射光は再び対物側レンズ5、光ファイバー4、
接眼側レンズ6を逆行してビームスプリッタ2に戻って
くる。一方、ビームスプリッタ2で分光された残りのレ
ーザ光はハーフミラー2aで90度反射して、参照側光
路102によって光変調器3に至り、ここで反射されて
再びビームスプリッタ2に戻ってくる。これらの戻りの
レーザ光はビームスプリッタ2を通過して、受光素子8
に入り、その合成波の光量の変化が電気信号となって計
算機10に入力される。
That is, the laser beam generated from the laser device 1 is split into two by the beam splitter 2, one goes straight and enters the measurement side optical path 101, and the eyepiece side lens 6, the optical fiber 4, and the objective side lens 5 are connected. After passing, it becomes parallel and is projected onto the measurement target 12. The reflected light of the center of the spot light is again the objective lens 5, the optical fiber 4,
It goes back through the eyepiece side lens 6 and returns to the beam splitter 2. On the other hand, the remaining laser light split by the beam splitter 2 is reflected by the half mirror 2a by 90 degrees, reaches the optical modulator 3 by the reference side optical path 102, is reflected there, and returns to the beam splitter 2 again. These returned laser beams pass through the beam splitter 2 and the light receiving element 8
Then, the change in the amount of light of the combined wave becomes an electric signal and is input to the computer 10.

【0022】ここで、参照側光路102中の光変調器3
で光路をレーザ光の波長の長さと比較的近い振幅(1波
長から数百倍の波長)で一定の周波数で正弦振動させ、
同時に光変調器3を振動させながら前後に移動し、図2
(a)に示すような相互干渉が発生するポイントを見つ
ける。このとき、計測側光路101と参照側光路102
の長さが同じとなっており、参照側光路102の長さを
測定することによって光ファイバー4を含む計測対象物
12までの距離を求めることができる。
Here, the optical modulator 3 in the reference side optical path 102
Then, the optical path is sinusoidally oscillated at a constant frequency with an amplitude relatively close to the wavelength of the laser light (wavelength from one wavelength to several hundred times).
At the same time, the optical modulator 3 is vibrated and moved back and forth.
Find a point where mutual interference occurs as shown in (a). At this time, the measurement side optical path 101 and the reference side optical path 102
Have the same length, and the distance to the measurement target 12 including the optical fiber 4 can be obtained by measuring the length of the reference-side optical path 102.

【0023】つぎに図3を用いて本発明の第2の実施の
形態を説明する。この実施の形態のレーザ距離計測装置
は、第1の実施の形態のレーザ距離計測装置において、
ビームスプリッタ2から光変調器3にいたる参照側光路
102の光路中に光ファイバー13を挿入した事であ
る。なお、光ファイバー13の前後には、レーザ光を光
ファイバー13に集光させるためのレンズ系14,15
を設ける。また、この光学回路において計測側光路10
1の光路長と、参照側光路102の光路長がほぼ同じと
なるように、光ファイバー4に対し、適宜な長さの光フ
ァイバー13が選択されており、場所を取らないように
適宜に光ファイバー13は丸めた状態でまとめられてい
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The laser distance measuring device of this embodiment is the same as the laser distance measuring device of the first embodiment.
That is, the optical fiber 13 is inserted in the optical path of the reference side optical path 102 from the beam splitter 2 to the optical modulator 3. Before and after the optical fiber 13, lens systems 14 and 15 for focusing the laser light on the optical fiber 13 are provided.
To provide. Further, in this optical circuit, the measurement side optical path 10
The optical fiber 13 having an appropriate length is selected with respect to the optical fiber 4 so that the optical path length of 1 and the optical path length of the reference side optical path 102 are almost the same, and the optical fiber 13 is appropriately selected so as not to take up a space. It is rolled up.

【0024】この第2の実施の形態のレーザ距離計測装
置における計測の基本原理は第1の実施の形態における
ものと全く同様であるが、参照側光路102の一部に光
ファイバー13を使用することにより参照側光路102
の長さと計測側光路101の長さを一致させる事が容易
になり、かつ、光ファイバー13は自在に曲げることが
可能なので場所をとることがなく、計測側光路101の
光ファイバー4の長さに影響を受けずに所定の寸法・形
状でレーザ距離計測装置を構成することが可能となる。
The basic principle of measurement in the laser distance measuring apparatus according to the second embodiment is exactly the same as that in the first embodiment, but the optical fiber 13 is used as a part of the reference side optical path 102. Reference side optical path 102
It becomes easy to match the length of the optical path with the length of the optical path 101 on the measurement side, and since the optical fiber 13 can be freely bent, it does not take up a space, and influences the length of the optical fiber 4 on the optical path 101 on the measurement side. It is possible to configure the laser distance measuring device with a predetermined size and shape without receiving the laser beam.

【0025】つぎに図4を用いて本発明の第3の実施の
形態を説明する。この実施の形態のレーザ距離計測装置
は、図4に示すように光変調器3から戻って来たレーザ
光を光ファイバー16に通すものであるが、この構成に
おいて、計測側光路101の光ファイバー4と参照側光
路102の光ファイバー16が同一の保護管17でまと
められていて一体化構造となっていることが特徴であ
る。この光学回路において計測側光路101の光路長
と、参照側光路102の光路長がほぼ同じとなるよう
に、光ファイバー4に対し、適切な長さの光ファイバー
16が選択されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The laser distance measuring device of this embodiment passes the laser light returning from the optical modulator 3 to the optical fiber 16 as shown in FIG. The optical fiber 16 of the reference side optical path 102 is characterized by being integrated by the same protection tube 17 and having an integrated structure. In this optical circuit, the optical fiber 16 having an appropriate length is selected with respect to the optical fiber 4 so that the optical path length of the measurement-side optical path 101 and the optical path length of the reference-side optical path 102 are substantially the same.

【0026】この第3の実施の形態のレーザ距離計測装
置においては、2本の光ファイバー4と16を同一の保
護管17でまとめることにより、全く同じ環境中にこれ
らの光ファイバーを配置することが可能となり、長尺の
光ファイバーの場合に特に無視できなくなってくる光フ
ァイバーの温度変化や外力による伸び変化による光路長
変化に起因する距離計測誤差を低減することが可能とな
る。
In the laser distance measuring apparatus according to the third embodiment, the two optical fibers 4 and 16 are put together by the same protection tube 17, so that these optical fibers can be arranged in the same environment. Therefore, it becomes possible to reduce the distance measurement error caused by the change in the optical path length due to the change in the temperature of the optical fiber and the change in the elongation due to the external force, which cannot be ignored particularly in the case of the long optical fiber.

【0027】つぎに本発明の第4の実施の形態を図5を
参照して説明する。この第4の実施の形態のレーザ距離
計測装置は、低コヒーレンスの特性を有するレーザ光を
発生する半導体レーザ発振器1aおよび振幅変調発生装
置7からなるレーザ装置1と、ハーフミラー2aを備え
たビームスプリッタ2と、光ファイバー4と、対物側レ
ンズ5と、接眼側レンズ6と、受光素子8と、入出力イ
ンターフェイス回路9および計算機10からなるデータ
処理装置11とを備えている。12は計測対象物であ
る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The laser distance measuring device according to the fourth embodiment is a beam splitter including a laser device 1 including a semiconductor laser oscillator 1a for generating laser light having a low coherence characteristic and an amplitude modulation generator 7, and a half mirror 2a. 2, an optical fiber 4, an objective lens 5, an eyepiece lens 6, a light receiving element 8, an input / output interface circuit 9 and a data processing device 11 including a computer 10. Reference numeral 12 is an object to be measured.

【0028】さらに、レーザ装置1とビームスプリッタ
2の間に2枚のハーフミラー20,21が光軸と平行に
位置決めされており、レーザ装置1側のハーフミラー2
0は、リニアモータ22とリニアガイド23により光軸
方向に任意に直線移動可能な構成となっている。
Further, two half mirrors 20 and 21 are positioned between the laser device 1 and the beam splitter 2 parallel to the optical axis, and the half mirror 2 on the laser device 1 side is positioned.
0 is configured to be linearly movable in the optical axis direction by the linear motor 22 and the linear guide 23.

【0029】この構成では、ハーフミラー20,21を
透過して直進し、最短距離でビームスプリッタ2を通過
する光路が計測側光路101となり、一度ハーフミラー
20を通過後、一旦ハーフミラー21で反射してハーフ
ミラー20に戻り、もう一度ハーフミラー20で反射し
てからハーフミラー21を透過して光ファイバー4に入
る光路が参照光側光路102となる。
In this configuration, the optical path that passes through the half mirrors 20 and 21 and travels straight and passes through the beam splitter 2 at the shortest distance becomes the measurement-side optical path 101. After passing through the half mirror 20 once, it is once reflected by the half mirror 21. Then, the beam returns to the half mirror 20, is reflected by the half mirror 20 again, and then passes through the half mirror 21 to enter the optical fiber 4 as the reference light side optical path 102.

【0030】この第4の実施の形態のレーザ距離計測装
置においては、一つの光ファイバー4で計測側光路10
1と参照側光路102を形成する効果が得られる。以下
にその機序を説明する。
In the laser distance measuring apparatus according to the fourth embodiment, one optical fiber 4 is used for the measuring side optical path 10.
1 and the reference side optical path 102 are formed. The mechanism will be described below.

【0031】レーザ装置1の直前に配置された2枚のハ
ーフミラー20と21は光変調器として作用する。計測
側光路101のパスは2つのハーフミラー20,21を
通り抜け直進するパスである。一方、参照側光路102
は、一つ目のハーフミラー20は直進し2つ目のハーフ
ミラー21で180度反射して一旦最初のハーフミラー
20に折り返し、そこで180度反射してハーフミラー
21に再び折返し、ハーフミラー21を通り抜けるパス
である。このハーフミラー20と21間の折り返しの有
無の距離差が、光ファイバー4より計測対象物12へ投
影されて戻ってくる往復距離と一致する場合に計測側光
路101の長さと参照側光路102の長さがほぼ一致す
ることになる。
The two half mirrors 20 and 21 arranged immediately in front of the laser device 1 act as an optical modulator. The path of the measurement-side optical path 101 is a path that goes straight through the two half mirrors 20 and 21. On the other hand, the reference side optical path 102
The first half mirror 20 goes straight, is reflected by the second half mirror 21 by 180 degrees, and is once returned to the first half mirror 20, is reflected there by 180 degrees, and is again returned by the half mirror 21. It is a pass through. The length of the measurement side optical path 101 and the length of the reference side optical path 102 are equal to each other when the distance difference between the half mirrors 20 and 21 with or without folding back is equal to the round-trip distance projected and returned from the optical fiber 4 to the measurement object 12. Are almost the same.

【0032】つぎに図6を用いて本発明の第5の実施の
形態を説明する。この実施の形態のレーザ距離計測装置
は、低コヒーレンスの特性を有するレーザ光を発生する
半導体レーザ発振器1aおよび振幅変調発生装置7から
なるレーザ装置1と、2枚のハーフミラー24,25と
レトロリフレクタ26を備えた光変調器3と、光ファイ
バー4と、対物側レンズ5と、接眼側レンズ6と、受光
素子8と、入出力インターフェイス回路9および計算機
10からなるデータ処理装置11とを主な構成要素とす
る。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The laser distance measuring apparatus according to this embodiment includes a laser apparatus 1 including a semiconductor laser oscillator 1a for generating a laser beam having a low coherence characteristic and an amplitude modulation generator 7, two half mirrors 24 and 25, and a retro reflector. A light modulator 3 including 26, an optical fiber 4, an objective lens 5, an eyepiece lens 6, a light receiving element 8, a data processing device 11 including an input / output interface circuit 9 and a computer 10. As an element.

【0033】レトロリフレクタ26は光変調器3を構成
し、後述する図7や図8の構成により光軸方向へのサー
ボ駆動による振幅変動が可能で、光路長を振幅変調する
ことができる構成となっている。このような構成によっ
て、レーザ装置1から出力されたレーザ光の一部の光は
最初のハーフミラー24で90度反射してレトロリフレ
クタ26へ至り、残りのレーザ光はハーフミラー24,
25を直進通過して、光ファイバー4に至る。レトロリ
フレクタ26に入ったレーザ光は、レトロリフレクタ2
6で反射して戻り2つ目のハーフミラー25で90度反
射して光ファイバー4に入射される。
The retro-reflector 26 constitutes the optical modulator 3, and is capable of amplitude variation by servo driving in the optical axis direction and amplitude-modulating the optical path length by the configurations of FIGS. 7 and 8 described later. Has become. With such a configuration, a part of the laser light output from the laser device 1 is reflected by the first half mirror 24 by 90 degrees and reaches the retro reflector 26, and the remaining laser light is reflected by the half mirror 24 ,.
Go straight through 25 and reach the optical fiber 4. The laser light that has entered the retro reflector 26 is reflected by the retro reflector 2.
It is reflected by 6 and returned, and is reflected by the second half mirror 25 by 90 degrees and is incident on the optical fiber 4.

【0034】この第5の実施の形態のレーザ距離計測装
置においては、ビームスプリッタとして作用する2枚の
ハーフミラー24,25を設けることにより、一旦光変
調器3を通過した参照側光路102のレーザ光を計測側
光路101のレーザ光と合流させる事が可能となり、参
照側光路102も光ファイバー4を通過するので1本の
光ファイバーで第2の実施の形態と同様の効果を得るこ
とが可能となる。
In the laser distance measuring apparatus according to the fifth embodiment, by providing the two half mirrors 24 and 25 acting as beam splitters, the laser on the reference side optical path 102 that has once passed through the optical modulator 3. It is possible to join the light with the laser light of the measurement side optical path 101, and the reference side optical path 102 also passes through the optical fiber 4, so that it is possible to obtain the same effect as the second embodiment with one optical fiber. .

【0035】この構成において、計測側光路101の光
路長と参照側光路102の光路長を一致させるための操
作としては、参照側光路102は光ファイバー4の端面
(図6において右端)からの反射光を利用し、計測側光
路101は光ファイバー4から一旦外部へ投射されて計
測対象物12から反射して戻ってきたレーザ光の光路長
とし、その両者の光路長がほぼ一致するように、光変調
器3を迂回する参照側光路102の差分を調整する。
In this configuration, as an operation for making the optical path length of the measurement-side optical path 101 and the optical path length of the reference-side optical path 102 coincide, the reference-side optical path 102 reflects light reflected from the end face (right end in FIG. 6) of the optical fiber 4. Is used as the optical path length of the laser beam that is once projected from the optical fiber 4 to the outside, is reflected from the measurement target 12 and returns, and the optical modulation is performed so that the optical path lengths of the two are almost the same. The difference of the reference side optical path 102 that bypasses the container 3 is adjusted.

【0036】上記第1,第2,第3,第5の実施の形態
のレーザ距離計測装置における光変調器3の具体的な構
成例を図7に示す。すなわち、レトロリフレクタ27
と、スピーカ28と、リニア駆動のサーボ機構29と、
リニアガイド30から構成される。ここで、レトロリフ
レクタ27はレーザ光を反射する光学ミラーであり、ハ
ーフミラーを適用してもよい。
FIG. 7 shows a concrete configuration example of the optical modulator 3 in the laser distance measuring devices of the first, second, third and fifth embodiments. That is, the retro reflector 27
A speaker 28, a linear drive servo mechanism 29,
It is composed of a linear guide 30. Here, the retro reflector 27 is an optical mirror that reflects laser light, and a half mirror may be applied.

【0037】このような構成によって、レーザ光の波長
の数倍から数百倍の振幅幅の光路長変化をスピーカ28
で発生し、計測側光路101と参照側距離102の総距
離を一致させるための移動はリニア駆動のサーボ機構2
9で行い、どちらの場合もレトロリフレクタ27が変動
し、参照側光路102の光路長が変化する。
With such a configuration, the speaker 28 changes the optical path length with an amplitude width several times to several hundred times the wavelength of the laser light.
The movement for making the total distance of the measurement side optical path 101 and the reference side distance 102 coincide with each other is performed by the linear drive servo mechanism 2
9. In both cases, the retro reflector 27 fluctuates and the optical path length of the reference side optical path 102 changes.

【0038】光変調器3の他の構成例を図8に示す。す
なわち、レトロリフレクタ27、ピエゾ素子31、リニ
ア駆動のサーボ機構29およびリニアガイド30から構
成される。
Another configuration example of the optical modulator 3 is shown in FIG. That is, it is composed of a retro reflector 27, a piezo element 31, a linear drive servo mechanism 29, and a linear guide 30.

【0039】この構成の光変調器3では、レーザ光の波
長の数倍から数百倍の振幅幅の光路長変化はピエゾ素子
31で発生させる。また、計測側光路101と参照側距
離102の総距離を一致させるための移動はリニア駆動
のサーボ機構29で行い、どちらの場合もレトロリフレ
クタ27が変位し、参照側光路102の光路長が変化す
る。
In the optical modulator 3 having this structure, the piezo element 31 causes an optical path length change having an amplitude width several times to several hundred times the wavelength of the laser light. The linear drive servo mechanism 29 performs movement to match the total distance of the measurement-side optical path 101 and the reference-side distance 102. In either case, the retro-reflector 27 is displaced and the optical path length of the reference-side optical path 102 changes. To do.

【0040】光変調器3の機能は図9に示すような構成
によっても実現することができる。すなわち、参照側光
路102の光ファイバー32の一部をピンジョイント3
3a,33bで直線に張り、張力を与え、この張力で直
線となった部分に磁石34を取り付け、この磁石34の
近傍に電磁コイル35を配置する。このような構成によ
って電磁コイル35を励起すると磁石34にはローレン
ツ力が加わり、光ファイバー32をギターの弦のように
振動し、したがって光路長が振動する。なお、光ファイ
バー32の入力側にはレンズ36とリニア駆動のサーボ
機構37が設けられ、光軸方向にレンズ36を移動する
ことができる構成となっている。
The function of the optical modulator 3 can also be realized by the configuration shown in FIG. That is, a part of the optical fiber 32 of the reference side optical path 102 is connected to the pin joint 3
3a and 33b are stretched in a straight line to give a tension, a magnet 34 is attached to a portion which becomes a straight line by this tension, and an electromagnetic coil 35 is arranged in the vicinity of the magnet 34. With such a configuration, when the electromagnetic coil 35 is excited, a Lorentz force is applied to the magnet 34, causing the optical fiber 32 to vibrate like a guitar string, thus vibrating the optical path length. A lens 36 and a linear drive servo mechanism 37 are provided on the input side of the optical fiber 32 so that the lens 36 can be moved in the optical axis direction.

【0041】この光変調器3は、光ファイバー32の弾
性を利用し、光ファイバー32を弦のように振動させる
ことによって、レーザ光の波長の数倍から数百倍に相当
する振幅幅の光路長変化を発生させる。この作用を、電
磁コイル35に交流電流を流し、光ファイバー32に取
り付けた磁石34にローレンツ力を発生させることによ
って実現させている。また、計測側光路101と参照側
距離102の総距離を一致させるための移動は、光ファ
イバー32の入り口を接眼側のレンズ36とともにリニ
ア駆動のサーボ機構37により移動させて実現してい
る。
The optical modulator 3 utilizes the elasticity of the optical fiber 32 and vibrates the optical fiber 32 like a string to change the optical path length of an amplitude width corresponding to several times to several hundred times the wavelength of the laser light. Generate. This action is realized by causing an alternating current to flow through the electromagnetic coil 35 and generating a Lorentz force in the magnet 34 attached to the optical fiber 32. The movement for matching the total distance of the measurement-side optical path 101 and the reference-side distance 102 is realized by moving the entrance of the optical fiber 32 together with the lens 36 on the eyepiece side by a linear drive servo mechanism 37.

【0042】図10は、本発明の第6の実施の形態のレ
ーザ距離計測装置を示す。多関節のマニピュレータ40
に光ファイバー41を内蔵し、その光ファイバー41の
先端部をロボット手首42に配置した構成とする。この
実施の形態によれば、工業現場や劣悪な環境における精
密な距離計側が可能となる。
FIG. 10 shows a laser distance measuring apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. Articulated manipulator 40
The optical fiber 41 is built in and the tip of the optical fiber 41 is arranged on the robot wrist 42. According to this embodiment, it is possible to provide a precise rangefinder on an industrial site or in a bad environment.

【0043】上記各実施の形態のレーザ距離計測装置
は、気中以外でも比較的透明度が高ければ水中や真空中
でも適用可能である。光ファイバーは柔軟で細いので、
曲がりくねった細管内部の対象物の距離計測に適用する
ことができる。更に、純石英ガラスを素材とした耐放射
線性の光ファイバーを用いることにより、原子力発電所
の圧力容器内部の炉内構造物の水中距離計測や宇宙空間
での距離計測に適用することができる。その他、耐熱性
の高い光ファイバーを用いることによって溶鉱炉の内部
の距離計測に適用することができる。
The laser distance measuring apparatus according to each of the above-described embodiments can be applied not only in the air but also in water or in vacuum as long as the transparency is relatively high. Since the optical fiber is flexible and thin,
It can be applied to the distance measurement of an object inside a winding thin tube. Furthermore, by using a radiation-resistant optical fiber made of pure quartz glass, it can be applied to underwater distance measurement of reactor internals inside the pressure vessel of a nuclear power plant and distance measurement in outer space. Besides, it can be applied to the distance measurement inside the blast furnace by using an optical fiber having high heat resistance.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、小形・計量で、狭隘部
へのポイント計測などを非接触で行うことができ、気中
と液中いずれの環境でも用いることのできるレーザ距離
計測装置を提供することができる。
According to the present invention, there is provided a laser distance measuring device which is compact and can be used for measuring points on narrow spaces without contact, and can be used in both air and liquid environments. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態のレーザ距離計測装
置の構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser distance measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態のレーザ距離計測装
置における計測側光路のレーザ光と参照側光路のレーザ
光の相互干渉の関係を説明する図であり、(a)は変調
信号、(b)は干渉信号、(c)は二乗検波後の信号を
示す波形図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a mutual interference relationship between laser light in a measurement-side optical path and laser light in a reference-side optical path in the laser distance measuring device according to the first embodiment of the present invention, in which (a) is a modulation signal. , (B) is an interference signal, and (c) is a waveform diagram showing a signal after square-law detection.

【図3】本発明の第2の実施の形態のレーザ距離計測装
置の構成を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a laser distance measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態のレーザ距離計測装
置の構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a laser distance measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態のレーザ距離計測装
置の構成を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a laser distance measuring device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施の形態のレーザ距離計測装
置の構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a laser distance measuring device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】上記第1,第2,第3,第5の実施の形態のレ
ーザ距離計測装置における光変調器の実施例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of an optical modulator in the laser distance measuring devices according to the first, second, third, and fifth embodiments.

【図8】上記第1第2,第3,第5の実施の形態のレー
ザ距離計測装置における光変調器の他の実施例を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing another example of the optical modulator in the laser distance measuring devices according to the first, second, third, and fifth embodiments.

【図9】上記第2,第3の実施の形態のレーザ距離計測
装置における光変調器の更に他の実施例を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing still another example of the optical modulator in the laser distance measuring devices according to the second and third embodiments.

【図10】本発明の第6の実施の形態のレーザ距離計測
装置を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a laser distance measuring device according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レーザ装置、1a…半導体レーザ発振器、2…ビー
ムスプリッタ、2a…ハーフミラー、3…光変調器、4
…光ファイバー、5…対物側レンズ、6…接眼側レン
ズ、7…振幅変調発生装置、8…受光素子、9…入出力
インターフェイス回路、10…計算機、11…データ処
理装置、12…計測対象物、13…光ファイバー、14
…レンズ系、15…レンズ系、16…光ファイバー、1
7…保護管、20…ハーフミラー、21…ハーフミラ
ー、22…リニアモータ、23…リニアガイド、24…
ハーフミラー、25…ハーフミラー、26…レトロリフ
レクタ、27…レトロリフレクタ、28…スピーカ、2
9…リニア駆動のサーボ機構、30…リニアガイド、3
1…ピエゾ素子、33a,33b…ピンジョイント、3
4…磁石、35…電磁コイル、36…リニアガイド、3
7…リニア駆動のサーボ機構、40…多関節のマニピレ
ータ、41…光ファイバー、42…ロボット手首、10
0…入力側光路、101…計測側光路、102…参照側
光路、103…出力側光路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser device, 1a ... Semiconductor laser oscillator, 2 ... Beam splitter, 2a ... Half mirror, 3 ... Optical modulator, 4
... optical fiber, 5 objective lens, 6 eyepiece lens, 7 amplitude modulation generator, 8 light receiving element, 9 input / output interface circuit, 10 computer, 11 data processing device, 12 measurement object, 13 ... Optical fiber, 14
… Lens system, 15… Lens system, 16… Optical fiber, 1
7 ... Protective tube, 20 ... Half mirror, 21 ... Half mirror, 22 ... Linear motor, 23 ... Linear guide, 24 ...
Half mirror, 25 ... Half mirror, 26 ... Retro reflector, 27 ... Retro reflector, 28 ... Speaker, 2
9 ... Linear drive servo mechanism, 30 ... Linear guide, 3
1 ... Piezo element, 33a, 33b ... Pin joint, 3
4 ... Magnet, 35 ... Electromagnetic coil, 36 ... Linear guide, 3
7 ... Linear drive servo mechanism, 40 ... Multi-joint manipulator, 41 ... Optical fiber, 42 ... Robot wrist, 10
0 ... Input side optical path, 101 ... Measurement side optical path, 102 ... Reference side optical path, 103 ... Output side optical path.

フロントページの続き (72)発明者 岡田 敏 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 湯口 康弘 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 2F065 AA01 AA06 AA20 BB01 BB25 DD02 FF52 FF61 GG06 GG22 HH04 JJ01 JJ18 LL00 LL02 LL16 LL37 LL62 MM16 NN08 PP25 QQ25 QQ28 RR10 UU07Continued front page    (72) Inventor Satoshi Okada             8th Shinsugita Town, Isogo Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture             Ceremony company Toshiba Yokohama office (72) Inventor Yasuhiro Yuguchi             8th Shinsugita Town, Isogo Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture             Ceremony company Toshiba Yokohama office F term (reference) 2F065 AA01 AA06 AA20 BB01 BB25                       DD02 FF52 FF61 GG06 GG22                       HH04 JJ01 JJ18 LL00 LL02                       LL16 LL37 LL62 MM16 NN08                       PP25 QQ25 QQ28 RR10 UU07

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 低コヒーレンスのレーザ光を発生するレ
ーザ装置と、このレーザ装置から前記レーザ光を受けて
計測用レーザ光と参照用レーザ光に分割するビームスプ
リッタと、前記計測用レーザ光を光ファイバーによって
導いて計測対象物に照射し前記計測対象物で反射した計
測反射レーザ光を導く計測側光路と、前記参照用レーザ
光を導く参照側光路と、この参照側光路の先端に設けら
れ前記参照用レーザ光を反射するとともに参照側光路の
長さを前記レーザ光の1波長から数百波長までの範囲に
おいて変調させる光変調器と、この光変調器によって反
射され前記参照側光路によって導かれた参照反射レーザ
光および前記計測反射レーザ光の合成された出力レーザ
光を検出する光検出器と、この光検出器で得られた信号
と前記光変調器の変調信号との相関処理を行い、干渉の
有無を分析することにより計測側光路の長さと参照側光
路の長さが一致しているかどうかの判断を行って計測対
象物までの距離に関する情報を出力するデータ処理装置
とを備えたことを特徴とするレーザ距離計測装置。
1. A laser device for generating a laser beam of low coherence, a beam splitter for receiving the laser beam from the laser device and splitting the laser beam for measurement into a laser beam for reference, and an optical fiber for the laser beam for measurement. A measurement-side optical path that guides the measurement reflected laser light reflected by the measurement target by irradiating the measurement target by irradiating the measurement target, a reference-side optical path that guides the reference laser light, and the reference provided at the tip of the reference-side optical path. An optical modulator that reflects the laser light for use and modulates the length of the reference-side optical path in the range of one wavelength to several hundreds of wavelengths of the laser light, and is reflected by the optical modulator and guided by the reference-side optical path. A photodetector for detecting an output laser beam obtained by combining the reference reflected laser beam and the measurement reflected laser beam, a signal obtained by the photodetector, and a change of the optical modulator. Correlation processing with the control signal is performed, and the presence or absence of interference is analyzed to determine whether the length of the measurement-side optical path and the reference-side optical path match, and output information about the distance to the measurement target. A laser distance measuring device, comprising:
【請求項2】 参照側光路は光ファイバーを備えている
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ距離計測装置。
2. The laser distance measuring device according to claim 1, wherein the optical path on the reference side includes an optical fiber.
【請求項3】 参照側光路の光ファイバーと計測側光路
の光ファイバーは同一の保護管内に挿通されていること
を特徴とする請求項2記載のレーザ距離計測装置。
3. The laser distance measuring device according to claim 2, wherein the optical fiber of the reference side optical path and the optical fiber of the measuring side optical path are inserted into the same protective tube.
【請求項4】 光変調器は、レーザ装置から出射された
レーザ光の光軸上に直角に設けられた2枚のハーフミラ
ーから成ってビームスプリッタを兼ね、参照用レーザ光
は、計測側光路を形成する光ファイバー内を伝送される
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ距離計測装置。
4. The optical modulator is composed of two half mirrors provided at right angles to the optical axis of the laser light emitted from the laser device and also serves as a beam splitter, and the reference laser light is used as a measurement side optical path. The laser distance measuring device according to claim 1, wherein the laser distance measuring device is transmitted through an optical fiber that forms a laser beam.
【請求項5】 ビームスプリッタは、レーザ装置から出
射されたレーザ光の光軸上に斜めに設けられた2枚のハ
ーフミラーから成り、参照側光路から戻った参照用レー
ザ光は、計測側光路を形成する光ファイバー内に導入さ
れることを特徴とする請求項1記載のレーザ距離計測装
置。
5. The beam splitter is composed of two half mirrors obliquely provided on the optical axis of the laser light emitted from the laser device, and the reference laser light returning from the reference optical path is the measurement optical path. The laser distance measuring device according to claim 1, wherein the laser distance measuring device is introduced into an optical fiber that forms a laser.
【請求項6】 光変調器は、レーザ光を反射するレトロ
リフレクタと、このレトロリフレクタをレーザ光の光軸
方向に駆動するスピーカと、このスピーカを前記光軸方
向にリニア駆動するサーボ機構とを備えたことを特徴と
する請求項15記載のレーザ距離計測装置。
6. The optical modulator comprises a retro-reflector that reflects laser light, a speaker that drives the retro-reflector in the optical axis direction of the laser light, and a servo mechanism that linearly drives the speaker in the optical axis direction. The laser distance measuring device according to claim 15, further comprising:
【請求項7】 スピーカの代りに、ピエゾ素子を備えた
ことを特徴とする請求項6記載のレーザ距離計測装置。
7. The laser distance measuring device according to claim 6, further comprising a piezo element instead of the speaker.
【請求項8】 光変調器は、光ファイバーと、この光フ
ァイバーを弦のように振動させる磁石とコイルとを備え
たことを特徴とする請求項2または3記載のレーザ距離
計測装置。
8. The laser distance measuring device according to claim 2, wherein the optical modulator includes an optical fiber and a magnet and a coil for vibrating the optical fiber like a string.
【請求項9】 計測側光路を形成する光ファイバーは多
関節マニピュレータに沿って設けられ、前記光ファイバ
ーの先端はロボット手首に配置されていることを特徴と
する請求項1記載のレーザ距離計測装置。
9. The laser distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the optical fiber forming the optical path on the measurement side is provided along the articulated manipulator, and the tip of the optical fiber is arranged on the wrist of the robot.
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