JP2000098033A - 光波距離計 - Google Patents
光波距離計Info
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- JP2000098033A JP2000098033A JP10273573A JP27357398A JP2000098033A JP 2000098033 A JP2000098033 A JP 2000098033A JP 10273573 A JP10273573 A JP 10273573A JP 27357398 A JP27357398 A JP 27357398A JP 2000098033 A JP2000098033 A JP 2000098033A
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- light emitting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 送光光と反射光の位相差から距離を求める光
波距離計において、反射光が、ミスポイント時に発光素
子まで戻り、発光素子の表面で反射され、再び目標点へ
送光されることに起因する測定誤差をなくす。 【解決手段】 光波距離計において、発光素子１０から
送光された送光光をダイクロイックプリズム３まで光フ
ァイバ−２０で導くとともに、この光ファイバ−２０の
途中に光アイソレ−タ３０を挿入する。この送光光の反
射光が、ミスポイント時に送光光の光路を逆進してきた
とき、光アイソレータ３０は、反射光が発光素子１０ま
で戻ることを防止する。
波距離計において、反射光が、ミスポイント時に発光素
子まで戻り、発光素子の表面で反射され、再び目標点へ
送光されることに起因する測定誤差をなくす。 【解決手段】 光波距離計において、発光素子１０から
送光された送光光をダイクロイックプリズム３まで光フ
ァイバ−２０で導くとともに、この光ファイバ−２０の
途中に光アイソレ−タ３０を挿入する。この送光光の反
射光が、ミスポイント時に送光光の光路を逆進してきた
とき、光アイソレータ３０は、反射光が発光素子１０ま
で戻ることを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズから送
光し、目標点からの反射光を受光する位相差方式の光波
距離計に関する。
光し、目標点からの反射光を受光する位相差方式の光波
距離計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来用いられていた光波距離計として
は、特開昭５７−１９６１７１号公報に開示されている
ものがあり、これを図５及び図６に示す。発光ダイオ−
ドのような発光素子１０からなる光源から送光された光
（赤外線）は、レンズ７、ダイクロイックプリズム３及
び対物レンズ１等の送光光学系を経て、目標点に置かれ
たコーナプリズムに照射される。コーナプリズムで反射
された光は、対物レンズ１を経て、ダイクロイックプリ
ズム３によって、測距用の光は受光素子１１に導かれ
る。視準光は、対物レンズ１を経て、合焦レンズ４、焦
点板５及び接眼レンズ６からなる視準光学系に導かれ
る。発光素子１０から送光される光は、数十ＭＨｚ程度
の変調信号で振幅変調されている。したがって、送光光
と反射光との間には、コーナプリズムまでの距離に応じ
た位相差を検出することができ、この位相差からコーナ
プリズムまでの距離を求めることができる。
は、特開昭５７−１９６１７１号公報に開示されている
ものがあり、これを図５及び図６に示す。発光ダイオ−
ドのような発光素子１０からなる光源から送光された光
（赤外線）は、レンズ７、ダイクロイックプリズム３及
び対物レンズ１等の送光光学系を経て、目標点に置かれ
たコーナプリズムに照射される。コーナプリズムで反射
された光は、対物レンズ１を経て、ダイクロイックプリ
ズム３によって、測距用の光は受光素子１１に導かれ
る。視準光は、対物レンズ１を経て、合焦レンズ４、焦
点板５及び接眼レンズ６からなる視準光学系に導かれ
る。発光素子１０から送光される光は、数十ＭＨｚ程度
の変調信号で振幅変調されている。したがって、送光光
と反射光との間には、コーナプリズムまでの距離に応じ
た位相差を検出することができ、この位相差からコーナ
プリズムまでの距離を求めることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の光波距離計で
は、図６と図７に示すように、送光光学系がコーナプリ
ズム１５に正確に正対しているときには、送光光Ｐ１
は、ダイクロイックプリズム３と対物レンズ５の一方側
の光路を進み、反射光Ｐ２は、それらの他方側の光路を
進み、反射光Ｐ２は、ほとんどが受光素子１１に入射さ
れて、発光素子１０にはほとんど戻らないようになって
いる。
は、図６と図７に示すように、送光光学系がコーナプリ
ズム１５に正確に正対しているときには、送光光Ｐ１
は、ダイクロイックプリズム３と対物レンズ５の一方側
の光路を進み、反射光Ｐ２は、それらの他方側の光路を
進み、反射光Ｐ２は、ほとんどが受光素子１１に入射さ
れて、発光素子１０にはほとんど戻らないようになって
いる。
【０００４】ところが、送光光学系がコーナプリズム１
５に正しく正対しないようなミスポイント時には、図８
に示すように、送光光Ｐ１がコーナプリズム１５で反射
されたとき、反射光Ｐ２が本来の送光光Ｐ１が通るべき
光路を戻ることがある。すると、反射光Ｐ２の一部が受
光素子１１に向かわず、発光素子１０まで戻り、発光素
子１０の表面で反射し、再び、送光光Ｐ１として再送光
され、コーナプリズム１５で反射されて、２度めの反射
光Ｐ２が受光素子１１に入射されることなる。こうなる
と、位相が異なる２つの反射光Ｐ２を受光素子１１で受
光するため、大きな位相測定誤差が出るようになる。こ
のような現象をミスポイントという。
５に正しく正対しないようなミスポイント時には、図８
に示すように、送光光Ｐ１がコーナプリズム１５で反射
されたとき、反射光Ｐ２が本来の送光光Ｐ１が通るべき
光路を戻ることがある。すると、反射光Ｐ２の一部が受
光素子１１に向かわず、発光素子１０まで戻り、発光素
子１０の表面で反射し、再び、送光光Ｐ１として再送光
され、コーナプリズム１５で反射されて、２度めの反射
光Ｐ２が受光素子１１に入射されることなる。こうなる
と、位相が異なる２つの反射光Ｐ２を受光素子１１で受
光するため、大きな位相測定誤差が出るようになる。こ
のような現象をミスポイントという。
【０００５】本願発明は、発光素子１０からの送光光を
ダイクロイックプリズム３まで導く光路に、送光光はそ
ののまま通すけれども、反射光は大きく減衰させる光ア
イソレ−タ機能を持たせることにより、このようなミス
ポイント時の測定誤差をなくしようとするものである。
ダイクロイックプリズム３まで導く光路に、送光光はそ
ののまま通すけれども、反射光は大きく減衰させる光ア
イソレ−タ機能を持たせることにより、このようなミス
ポイント時の測定誤差をなくしようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め請求項１に係る発明では、位相差測定方式の光波距離
計において、発光素子と、この発光素子からの送光光を
送光光学系に導く光ファイバ−とを備え、該光ファイバ
−の途中に、発光素子側から送光光学系側へは光を透過
させ、この逆方向への光は減衰させる光アイソレ−タを
配置した。また、請求項２に係る発明では、位相差測定
方式の光波距離計において、発光素子と、この発光素子
からの送光光を送光光学系に導く光ファイバ−とを備
え、該光ファイバ−を太さの異なる複数の分割光ファイ
バ−から構成し、このとき、隣り合う分割光ファイバ−
は、送光光学系側を発光素子側よりも太くするととも
に、端部を互いに接続した。また、請求項３に係る発明
では、位相差測定方式の光波距離計において、発光素子
と、この発光素子からの送光光を送光光学系に導く光フ
ァイバ−とを備え、該光ファイバ−を太さの異なる複数
の分割光ファイバ−から構成し、このとき、隣り合う分
割光ファイバ−は、送光光学系側を発光素子側よりも太
くするとともに、端部を離間した。
め請求項１に係る発明では、位相差測定方式の光波距離
計において、発光素子と、この発光素子からの送光光を
送光光学系に導く光ファイバ−とを備え、該光ファイバ
−の途中に、発光素子側から送光光学系側へは光を透過
させ、この逆方向への光は減衰させる光アイソレ−タを
配置した。また、請求項２に係る発明では、位相差測定
方式の光波距離計において、発光素子と、この発光素子
からの送光光を送光光学系に導く光ファイバ−とを備
え、該光ファイバ−を太さの異なる複数の分割光ファイ
バ−から構成し、このとき、隣り合う分割光ファイバ−
は、送光光学系側を発光素子側よりも太くするととも
に、端部を互いに接続した。また、請求項３に係る発明
では、位相差測定方式の光波距離計において、発光素子
と、この発光素子からの送光光を送光光学系に導く光フ
ァイバ−とを備え、該光ファイバ−を太さの異なる複数
の分割光ファイバ−から構成し、このとき、隣り合う分
割光ファイバ−は、送光光学系側を発光素子側よりも太
くするとともに、端部を離間した。
【０００７】
【発明の実施の形態】最も簡単には、従来の光波距離計
において、発光素子１０からの送光光をダイクロイック
プリズム３へ導く光路途中に送光光はそのまま通し、反
射光は大きく減衰させる光アイソレ−タを配置すればよ
い。こうすれば、反射光は、光アイソレ−タで大きく減
衰して発光素子１０まで戻らなくなくなり、ミスポイン
ト時の測定誤差を減少させることができる。ただし、本
発明では、発光素子１０からの送光光を無駄なくダイロ
イックプリズム３まで導くためと、発光素子１０からの
送光光が受光素子１１へ直接入射するのを防ぐためと、
発光素子の配置の自由度を得るために、発光素子１０か
ら送光された光をダイクロイックプリズム３まで光ファ
イバ−２０で導いている。
において、発光素子１０からの送光光をダイクロイック
プリズム３へ導く光路途中に送光光はそのまま通し、反
射光は大きく減衰させる光アイソレ−タを配置すればよ
い。こうすれば、反射光は、光アイソレ−タで大きく減
衰して発光素子１０まで戻らなくなくなり、ミスポイン
ト時の測定誤差を減少させることができる。ただし、本
発明では、発光素子１０からの送光光を無駄なくダイロ
イックプリズム３まで導くためと、発光素子１０からの
送光光が受光素子１１へ直接入射するのを防ぐためと、
発光素子の配置の自由度を得るために、発光素子１０か
ら送光された光をダイクロイックプリズム３まで光ファ
イバ−２０で導いている。
【０００８】以下、本発明の好ましい実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。図１に示した
第１実施例では、発光素子１０から送光された光をダイ
クロイックプリズム３まで光ファイバ−２０で導き、こ
の光ファイバ−２０の途中に市販されている光ファイバ
−入出力タイプの光アイソレ−タ３０を挿入したこと以
外は、図５に示した従来の光波距離計と同じである。１
つの光アイソレ−タの能力で不十分な場合には、複数の
アイソレ−タを用いてもよい。
て、添付図面を参照して詳細に説明する。図１に示した
第１実施例では、発光素子１０から送光された光をダイ
クロイックプリズム３まで光ファイバ−２０で導き、こ
の光ファイバ−２０の途中に市販されている光ファイバ
−入出力タイプの光アイソレ−タ３０を挿入したこと以
外は、図５に示した従来の光波距離計と同じである。１
つの光アイソレ−タの能力で不十分な場合には、複数の
アイソレ−タを用いてもよい。
【０００９】尚、光ファイバ−２０のダイロイックプリ
ズム３側端部には、シャッタ−８が設けられている。シ
ャッタ−８を回転させると、発光素子１０から発光され
た光は、凸レンズ２４と既知の長さの光ファイバ−９に
よって受光素子１１まで導かれ、送光光と光ファイバ−
２０により導かれた光との位相差を適時検出することが
できるようになっている。
ズム３側端部には、シャッタ−８が設けられている。シ
ャッタ−８を回転させると、発光素子１０から発光され
た光は、凸レンズ２４と既知の長さの光ファイバ−９に
よって受光素子１１まで導かれ、送光光と光ファイバ−
２０により導かれた光との位相差を適時検出することが
できるようになっている。
【００１０】図２に示した第２実施例では、光ファイバ
−２０を互いに太さの異なる複数の分割光ファイバ−２
１、２２を接続して構成する。このとき、ダイクロイッ
クプリズム３側の分割光ファイバ−２２は、発光素子１
０側の分割光ファイバ−２１よりも太くされる。こうす
ると、太い分割光ファイバ−と細い分割光ファイバ−の
接続個所において、細い分割光ファイバ−を通過した光
は、ほぼすべて太い分割光ファイバ−に入射する。逆
に、太い分割光ファイバ−から発射された光は、細い光
ファイバ−の直径をｄ（例えば約０．２ｍｍ）、太い光
ファイバ−の直径をＤ（例えば約１ｍｍ）とすると、 （ｄ／Ｄ）2 （＝約４％） （１） の光が細い分割光ファイバ−に入射するだけで、残りの
光は外部へ逃げていくことになる。このように、太さの
異なる分割光ファイバ−を接続することにより、発光素
子２からの送光光をほとんど減衰させずにダイクロイッ
クプリズム３へ導き、逆にダイクロイックプリズム３か
ら発光素子２に戻る反射光は大きく減衰させる光アイソ
レ−タ機能が得られる。このような太さの異なる分割光
ファイバ−の接続個所を多くすれば、それだけ光アイソ
レ−タ機能を強化できる。
−２０を互いに太さの異なる複数の分割光ファイバ−２
１、２２を接続して構成する。このとき、ダイクロイッ
クプリズム３側の分割光ファイバ−２２は、発光素子１
０側の分割光ファイバ−２１よりも太くされる。こうす
ると、太い分割光ファイバ−と細い分割光ファイバ−の
接続個所において、細い分割光ファイバ−を通過した光
は、ほぼすべて太い分割光ファイバ−に入射する。逆
に、太い分割光ファイバ−から発射された光は、細い光
ファイバ−の直径をｄ（例えば約０．２ｍｍ）、太い光
ファイバ−の直径をＤ（例えば約１ｍｍ）とすると、 （ｄ／Ｄ）2 （＝約４％） （１） の光が細い分割光ファイバ−に入射するだけで、残りの
光は外部へ逃げていくことになる。このように、太さの
異なる分割光ファイバ−を接続することにより、発光素
子２からの送光光をほとんど減衰させずにダイクロイッ
クプリズム３へ導き、逆にダイクロイックプリズム３か
ら発光素子２に戻る反射光は大きく減衰させる光アイソ
レ−タ機能が得られる。このような太さの異なる分割光
ファイバ−の接続個所を多くすれば、それだけ光アイソ
レ−タ機能を強化できる。
【００１１】光アイソレ−タ機能を強化するには、図３
に示した第３実施例のように、分割光ファイバ−２１と
２２を接続せずに所定距離離間させてもよい。細い光フ
ァイバ−の直径をｄ、太い光ファイバ−の直径をＤ、両
ファイバ−端部の離間距離をＬ、細い光ファイバ−から
出る光の発散角をＧｔ、太い光ファイバ−から出る光の
発散角Ｇｆとすると、 Ｌ≦（Ｄ−ｄ）／（２・tan Ｇt） （２） のときには、光ファイバ−端部表面での反射を無視すれ
ば、１００％の光が細い光ファイバ−から太い光ファイ
バ−へ入射するのに対して、太い光ファイバ−から細い
光ファイバ−へ入射する光は、 ｛ｄ／（Ｄ＋２Ｌ・tan Ｇf）｝2 （３） となる。このように、分割光ファイバ−端部を離間させ
ると、分割光ファイバ−端部を接続した場合よりも光ア
イソレ−タ機能が強化される。なお、両ファイバー間の
離間距離は、（２）式から求まるＬの最大値の半分程度
が適当である。
に示した第３実施例のように、分割光ファイバ−２１と
２２を接続せずに所定距離離間させてもよい。細い光フ
ァイバ−の直径をｄ、太い光ファイバ−の直径をＤ、両
ファイバ−端部の離間距離をＬ、細い光ファイバ−から
出る光の発散角をＧｔ、太い光ファイバ−から出る光の
発散角Ｇｆとすると、 Ｌ≦（Ｄ−ｄ）／（２・tan Ｇt） （２） のときには、光ファイバ−端部表面での反射を無視すれ
ば、１００％の光が細い光ファイバ−から太い光ファイ
バ−へ入射するのに対して、太い光ファイバ−から細い
光ファイバ−へ入射する光は、 ｛ｄ／（Ｄ＋２Ｌ・tan Ｇf）｝2 （３） となる。このように、分割光ファイバ−端部を離間させ
ると、分割光ファイバ−端部を接続した場合よりも光ア
イソレ−タ機能が強化される。なお、両ファイバー間の
離間距離は、（２）式から求まるＬの最大値の半分程度
が適当である。
【００１２】そして、実験により、いずれの実施例にお
いても、光アイソレータとして、順方向の光伝達損失量
を−０．３ｄＢから−６ｄＢ（約７％から７５％の損失
率）、逆方向の光伝達損失量を−２０ｄＢから−４０ｄ
Ｂ（約９０％から約９９％の損失率）程度にすること
が、ミスポイントによる測定誤差を減少させる効果が大
きいと分かった。
いても、光アイソレータとして、順方向の光伝達損失量
を−０．３ｄＢから−６ｄＢ（約７％から７５％の損失
率）、逆方向の光伝達損失量を−２０ｄＢから−４０ｄ
Ｂ（約９０％から約９９％の損失率）程度にすること
が、ミスポイントによる測定誤差を減少させる効果が大
きいと分かった。
【００１３】さらに、前記各実施例において、ダイクロ
イックプリズム３と受光素子１１との間に、図４に示し
た第４実施例のように、光ファイバー２０と、ダイクロ
イックプリズム３側から受光素子１１側へ光を透過さ
せ、この逆方向への光は減衰させる光アイソレータ３０
と、凸レンズ２４とを配置してもよい。こうすると、受
光素子１１で反射される反射光が、コーナプリズムに向
けて送光され、次にコーナプリズムで反射され、再び受
光素子１１に入射するということがなくなるので、いっ
そうミスポイントによる測定誤差を減少させることがで
きる。
イックプリズム３と受光素子１１との間に、図４に示し
た第４実施例のように、光ファイバー２０と、ダイクロ
イックプリズム３側から受光素子１１側へ光を透過さ
せ、この逆方向への光は減衰させる光アイソレータ３０
と、凸レンズ２４とを配置してもよい。こうすると、受
光素子１１で反射される反射光が、コーナプリズムに向
けて送光され、次にコーナプリズムで反射され、再び受
光素子１１に入射するということがなくなるので、いっ
そうミスポイントによる測定誤差を減少させることがで
きる。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、市販されている光アイソレ−タを利
用することにより、発光素子まで戻る反射光を大幅に減
少させることができるため、ミスポイントによる測定誤
差を簡単に減少させることができる。請求項２に係る発
明によれば、太さの異なる分割光ファイバ−を接続する
だけで、光アイソレ−タを用いずに同じ機能を実現さ
せ、請求項１に係る発明と同じ効果をさらに安価に実現
できる。請求項３に係る発明によれば、太さの異なる分
割光ファイバ−端部を離間することにより、請求項２に
係る発明より、光アイソレ−タ機能を強化できるので、
ミスポイントによる測定誤差をさらに減少させることが
ができる。
１の発明によれば、市販されている光アイソレ−タを利
用することにより、発光素子まで戻る反射光を大幅に減
少させることができるため、ミスポイントによる測定誤
差を簡単に減少させることができる。請求項２に係る発
明によれば、太さの異なる分割光ファイバ−を接続する
だけで、光アイソレ−タを用いずに同じ機能を実現さ
せ、請求項１に係る発明と同じ効果をさらに安価に実現
できる。請求項３に係る発明によれば、太さの異なる分
割光ファイバ−端部を離間することにより、請求項２に
係る発明より、光アイソレ−タ機能を強化できるので、
ミスポイントによる測定誤差をさらに減少させることが
ができる。
【図１】本発明の第１実施例である。
【図２】本発明の第２実施例である。
【図３】本発明の第３実施例である。
【図４】本発明の第４実施例である。
【図５】従来の光波距離計の該略図である。
【図６】従来の光波距離計の送光光学系の略式斜視図で
ある。
ある。
【図７】従来の光波距離計の送光光学系がコーナプリズ
ムと正対しているときの光路図である。
ムと正対しているときの光路図である。
【図８】従来の光波距離計の送光光学系がコーナプリズ
ムに対してミスポイントしているときの光路図である。
ムに対してミスポイントしているときの光路図である。
１ 対物レンズ（送光光学系） ３ ダイクロイックプリズム（送光光学系） １０ 発光素子 １１ 受光素子 ２０ 光ファイバ− ２１、２２ 分割光ファイバ− ３０ 光アイソレ−タ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA06 DD04 DD12 DD15 FF13 GG01 HH04 JJ01 LL02 LL04 LL13 LL17 LL47 PP22 2F112 AD01 BA15 CA12 DA04 DA10 DA19 DA24 DA28 DA30 DA40 5J084 AA05 AD02 BA02 BA14 BA32 BA51 BA57 BB02 BB11 BB28 BB31 BB40 DA01 EA01 EA20 EA21
Claims (3)
- 【請求項１】 位相差測定方式の光波距離計におい
て、発光素子と、この発光素子からの送光光を送光光学
系に導く光ファイバ−とを備え、該光ファイバ−の途中
に、発光素子側から送光光学系側へは光を透過させ、こ
の逆方向への光は減衰させる光アイソレ−タを配置した
ことを特徴とした光波距離計。 - 【請求項２】 位相差測定方式の光波距離計におい
て、発光素子と、この発光素子からの送光光を送光光学
系に導く光ファイバ−とを備え、該光ファイバ−を太さ
の異なる複数の分割光ファイバ−から構成し、このと
き、隣り合う分割光ファイバ−は、送光光学系側を発光
素子側よりも太くするとともに、端部を互いに接続した
ことを特徴とした光波距離計。 - 【請求項３】 位相差測定方式の光波距離計におい
て、発光素子と、この発光素子からの送光光を送光光学
系に導く光ファイバ−とを備え、該光ファイバ−を太さ
の異なる複数の分割光ファイバ−から構成し、このと
き、隣り合う分割光ファイバ−は、送光光学系側を発光
素子側よりも太くするとともに、端部を離間したことを
特徴とした光波距離計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273573A JP2000098033A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 光波距離計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10273573A JP2000098033A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 光波距離計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000098033A true JP2000098033A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17529696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10273573A Pending JP2000098033A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 光波距離計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000098033A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012068350A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Nippon Signal Co Ltd:The | ビーム光投受光装置 |
| JP2013513106A (ja) * | 2009-12-02 | 2013-04-18 | レイセオン カンパニー | レーザーの試験をすることに光学的なアイソレーターを使用するためのシステム及び方法 |
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